钢筋混凝土框架结构毕设计算书

昆明理工大学毕业设计[论文]题目：多层框架结构办公楼设计学生姓名：谭智勇学号：200911003544学部（系）：建筑工程学院专业年级：2009级土木工程指导教师：陶燕2013年3月29目录1引言2工程概况3设计资料3.1工程地质条件3.2气象资料3.3抗震设防烈度3.4材料4结构平面布置4.1结构平面布置图4.2框架梁柱截面尺寸确定5楼板设计5.1楼板荷载5.2楼板配筋计算6横向框架在竖向荷载作用下的计算简图及内力计算6.1横向框架在恒荷载作用下的计算简图6.2横向框架在活荷载作用下的计算简图6.3横向框架在重力荷载代表值作用下的计算简图6.4横向框架在恒荷载作用下的内力计算6.5横向框架活荷载作用下的内力计算7横向框架在水平地震作用下的内力和位移计算7.1重力荷载代表值计算7.2横向框架的水平地震作用和位移计算7.3横向框架在水平地震作用下的内力计算8框架梁柱内力组合8.1框架梁内力组合8.2框架柱内力组合9框架梁柱截面设计9.1框架梁非抗震截面设计9.2框架梁抗震截面设计9.3框架柱非抗震截面设计9.4框架柱抗震截面设计昆明理工大学毕业设计（论文）1内容概要由学生独立完成一栋办公楼的建筑和结构的方案设计；手算一榀横向框架，计算地震作用，地震作用下内力，竖向荷载、活荷载作用下内力，内力组合，计算该框架梁、柱的截面配筋并对该框架基础做相应设计。采用计算机辅助设计软件（PKPM、JCCAD、LTCAD）绘相应的建筑、结构、基础、楼梯的施工图。判断计算结果的合理性，将所学知识能有一个较好的综合应用。关键词：框架结构设计抗震设计昆明理工大学毕业设计（论文）21引言所谓的办公建筑是二十世纪最伟大的标志之一,在各大洲是办公楼的塔尖勾画出了城市的天际线。作为经济繁荣、社会进步、技术发展最常见的标志，办公建筑已经成为这个世纪世界运转状态的象征。这一点完全正确，因为办公建筑最能够反映过去一百年来在就业方式方面已经发生的深刻变化。通过综合设计，新一代的高效能办公建筑正在不断地涌现出来。这些办公建筑能够为业主和承租人提高工作满意度和工作效率，有益健康，具有更好的适应性，节能环保。特别是通过运用生活周期分析，这些设计方案可以使建筑设计、系统选择、大楼建设这些先期投资发挥积极的作用。本设计的办公楼结构设计采用钢筋混凝土框架结构，结构布置考虑结构受力合理，考虑结构在竖向荷载作用下内力分布均匀合理，各构件材料强度均能达到充分利用，另外还应考虑到施工的方便。由于缺乏实践经验，限于水平，该设计还有不少的缺点和不妥之处，还望各位老师批评指正。昆明理工大学毕业设计（论文）32工程概况该办公楼为曲靖市某经济开发区四层钢筋混凝土框架结构体系，建筑面积约4000m²。一~四层的建筑层高分别为3.6m、3.3m、3.3m和3.3m。室内外高差0.45m。设计实用年限50年。3设计资料3.1工程地质条件自地表向下一次为：第一层土：人工填土或耕植土层厚0.3-1.0不等，地基承载力标准值80kafkp第二层土：粉质粘土及粉质粘土含砾砂层厚2.2m地基承载力标准值200kafkp第三层土：混碎石粉质粘土及粉质粘土层厚5.0m地基承载力标准值240kafkp第四层土：粘土层厚6.0-8.0不等，地基承载力标准值300kafkp地下水：最高水位，地表下12.0m属Ⅱ类场地3.2气象资料气温：最高月平均温度：22℃,绝对最高温度：31.5℃最高月平均温度：22℃,绝对最高温度：31.5℃基本风压：0.3KN/m²基本雪压：0.4KN/m²3.3抗震设防烈度抗震设防烈度7度，抗震设防类别为丙类。3.4材料梁、板、柱的混凝土均选用C30，梁、板、柱主筋选用HRB400，箍筋选用HRB335。昆明理工大学毕业设计（论文）44结构平面布置4.1结构平面布置图根据建筑功能要求及框架结构体系，通过分析荷载传递路线确定梁系布置方案。本工程的各层结构平面布置如下所示。4.2框架梁柱截面尺寸确定1.框架梁截面尺寸初估（1）横向框架梁○A-○B跨:05.7lm,011()712.5475812hlmmmm,取600hmm11()30020023bhmmmm，取250bmm○B-○C跨：02.4lm,011()300200812hlmmmm,取300hmm11()15010023bhmmmm，取150bmm故所有横向框架梁取：600hmm，250bmm（2）纵向框架梁○A轴：07.2lm,011()900600812hlmmmm,取800hmm11()40026723bhmmmm，取300bmm○E轴：09lm,011()1125750812hlmmmm,取800hmm11()40026723bhmmmm，取300bmm故纵向框架梁取：800hmm，300bmm（3）横向次梁昆明理工大学毕业设计（论文）505.7lm,011()712.5475812hlmmmm,取600hmm11()30020023bhmmmm，取250bmm故横向次梁取：550hmm，250bmm（4）纵向次梁03.6lm,011()450300812hlmmmm,取400hmm11()200133.323bhmmmm，取200bmm04.8lm,011()600400812hlmmmm,取400hmm11()200133.323bhmmmm，取200bmm考虑构造要求，故纵向次梁取：400hmm，200bmm2.框架柱截面尺寸初估（1）按轴压比要求初估框架柱截面尺寸框架柱选用C30混凝土，214.3/cfNmm，框架抗震等级为三级，轴压比0.85N。由轴压比初步估算框架柱截面尺寸时，可按公式（1.1）计算，即NCcccNAbhf（1.1）柱轴向压力设计值N按式（1.2）估算，即12GNqSn（1.2）1）○3轴与○B轴相交中柱：12GNqSn=1.25×14×(4.05×7.2)×4×1.15×1×0.8=1877.9(kN)21877.910001553190.8514.3NCcccNAbhmmf取截面尺寸为：500mm×500mm○7轴与○F轴相交中柱:12GNqSn昆明理工大学毕业设计（论文）6=1.25×14×(4.05×8.1)×4×1.15×1×0.8=2112.6(kN)22112.610001738050.8514.3NCcccNAbhmmf取截面尺寸为：500mm×500mm故所有中柱的截面尺寸为：500mm×500mm2）○3轴与○D轴相交边柱：12GNqSn=1.25×14×(2.85×7.2)×4×1.15×1×0.8=1321.5(kN)21321.510001087210.8514.3NCcccNAbhmmf考虑到边柱承受偏心荷载且跨度较大，故取截面尺寸为：500mm×500mm○7轴与○E轴相交边柱：12GNqSn=1.25×14×(2.85×8.1)×4×1.15×1×0.8=1486.7(kN)21486.710001223120.8514.3NCcccNAbhmmf考虑到边柱承受偏心荷载且跨度较大，故取截面尺寸为：500mm×500mm故所有边柱的截面尺寸为：500mm×500mm3）○1轴与○A轴相交角柱：角柱虽然承受面荷载较小，但由于角柱承受双向偏心荷载作用，受力复杂，故截面尺寸与相应边柱相同，即500mm×500mm故所有框架柱的截面尺寸为：500mm×500mm（2）校核框架柱截面尺寸是否满足构造要求。1）按构造要求框架柱截面的边长不宜小于400mm。2）为避免发生剪切破坏，柱净高与截面长边之比宜大于4.取二层较短柱高，3300nH：柱高与截面长边之比：3.36.640.5nHh昆明理工大学毕业设计（论文）73）框架柱截面高度和宽度一般可取层高的1/101/15.01111()()460046030710151015hHmm（取底层层高为4600mm）故所选框架柱截面尺寸均满足构造要求。5楼板设计因为在确定框架计算简图时需要利用楼板的传递荷载，因此，在进行框架手算之前应进行楼板的设计。各层楼盖采用现浇钢筋混凝土梁板结构，梁系把楼盖分为一些双向板和单向板。楼面板、屋顶楼盖及雨篷板厚取100mm（板厚根据现浇板的跨度选定，在此不再赘述）。5.1楼板荷载1.恒荷载（1）不上人屋面恒荷载（板厚100mm）板厚≥3600725050lmm（80mm）板厚≥4500905050lmm（80mm）板厚≥2400604040lmm（60mm）构造层厚度重度面荷载(kN/m²)面层：40厚C20细石混凝土111防水层：（柔性）三毡四油10.40.4找平层：20厚水泥砂浆0.02200.4找坡层：40厚水泥石灰焦渣砂浆‰找平0.04140.56保温层:80厚矿渣水泥0.0814.51.16结构层:100厚现浇钢筋混凝土板0.1252.5抹灰层:10厚混合砂浆0.01170.17合计6.19不上人屋面恒荷载（板厚100mm）昆明理工大学毕业设计（论文）8（2）标准层楼面恒荷载（板厚100mm）板厚≥3600725050lmm（80mm）板厚≥4500905050lmm（80mm）板厚≥2400604040lmm（60mm）构造层变量定量面荷载（kN/m²）板面装修荷载11.11.1结构层：100厚现浇钢筋混凝土板0.1252.5抹灰层：10厚混合砂浆0.01170.17合计3.77标准层楼面恒荷载（板厚100mm）（3）标准层楼面恒荷载（楼梯平台板厚为80mm时）构造层厚度重度面荷载（kN/m²）板面装修荷载11.11.1结构层：80厚现浇钢筋混凝土板0.08252抹灰层：10厚混合砂浆0.01170.17合计3.27标准层楼面恒荷载（板厚80mm）（4）雨篷恒荷载（板厚100mm）板厚≥15001251212lmm昆明理工大学毕业设计（论文）9构造层厚度重度面荷载（kN/m²）40细石混凝土面层111防水层10.30.3找坡10.50.5防水层10.30.3找平层10.40.4100厚现浇钢筋混凝土板结构层0.1252.5板底粉刷0.01200.2合计5.2雨篷恒荷载（板厚130mm）（5）卫生间恒荷载（板厚100mm）构造层变量定量面荷载（kN/m²）板面装修荷载11.11.1找平层：15厚水泥砂浆0.015200.3结构层：100厚现浇钢筋混凝土板0.1252.5防水层10.30.3蹲坐折算荷载（考虑局部20厚炉渣填高）11.51.5抹灰层：10厚混合砂浆0.01170.17合计5.87卫生间恒荷载（板厚100mm）2.活荷载活荷载取值序号类别活荷载标准值（kN/m²）1不上人屋面活荷载0.52办公楼一般房间活荷载23走廊、门厅、楼梯活荷载2.5（当人流可能密集时，取为3.5kN/m²）4雨篷活荷载（按不上人屋面活荷载考虑）0.5昆明理工大学毕业设计（论文）105卫生间活荷载25.2楼板配筋计算6横向框架在竖向荷载作用下的计算简图及内力计算6.1横向框架在恒荷载作用下的计算简图1.横向框架简图假定框架柱嵌固于基础顶面上，框架梁与柱刚接。由于各层柱的截面尺寸不变，故框架梁的跨度等于柱截面形心之间的距离。从而○E、○F之间的跨度为5700mm，○F、○G之间的跨度为2400mm，○G、○H之间的跨度为5700mm。底层柱高从基础顶面算至二层楼面，根据地质条件，室内外高差为-0.45m，基础顶面至室外地坪通常取-0.500m，为便于计算，本设计取基础顶面至室外地坪的距离为-0.550m，二层楼楼面标高为+3.600m，故底层柱高位3.6+0.45+0.55=4.6m。其余各层柱高从楼面算至上一层楼面（即层高），即3.3m、3.3m、3.3m。○7轴线横向框架简图如下图所示：昆明理工大学毕业设计（论文）11○5轴线横