手算计算书主要内容

（结构手算部分）学生姓名：邓绍宇学号：20041850学院：土木建筑与力学学院专业：04级建筑工程一班设计题目：枫林办公楼指导教师：于杰日期:2008年5月28日前言毕业设计是大学本科教育培养目标实现的重要阶段，是毕业前的综合学习阶段,是深化、拓宽、综合教和学的重要过程,是对大学期间所学专业知识的全面总结。本毕业设计题目为《框架结构商店设计》。在毕业设计前期，我温习了《房屋建筑学》《结构力学》、《钢筋混凝土》、《建筑结构抗震设计》等知识，并查阅了《结构抗震规范》、《混凝土规范》、《荷载规范》等规范。在毕业设计中期，我们通过所学的基本理论、专业知识和基本技能进行建筑、结构设计。本组全体成员齐心协力、互助合作，发挥了积极合作的团队精神。在毕业设计后期，主要进行设计手稿的电子排版整理。毕业设计的两个月里，在各位老师的帮助下，经过资料查阅、设计计算、论文撰写以及外文的翻译，使我加深了对新规范、规程、手册等相关内容的理解。巩固了专业知识，提高了综合分析、解决问题的能力。在绘图时熟练掌握了AutoCAD，天正建筑，PKPM等制图软件。以上所有这些从不同方面达到了毕业设计的目的与要求。框架结构设计的计算工作量很大，在计算过程中以手算为主，辅以一些计算软件的校正。由于自己水平有限，难免有不妥和疏漏之处，敬请各位老师批评指正。设计任务书1建筑设计部分1.1设计题目设计题目：枫林综合办公楼1.2设计目的及要求1.设计目的：通过本毕业设计，培养综合运用所学的基础理论和专业知识分析和解决土木建筑工程设计问题的能力，同时也培养理论联系实际及动手能力，养成严、求实、创新的科学作风及调查研究、查阅资料、综合分析的能力，为具有土木工程技术人员所必备的基本素质打下坚实的基础。2.具体要求：1）本商店采用框架结构。2）处理好办公室与营业厅的关系，保持各自的独立性。3）装修：重点部位采用高级装修，其他为普通装修。3.总建筑面积：40002mm--50002mm4.建筑技术条件：1）气象资料温度：最热月日平均气温最高34oC最冷月日平均气温最低1.6oC主导风向：夏季东南风，冬季西北风基本雪压：0.42/KNm最大冻土深度：0.8m降雨量：平均年降雨总量1396.1mm一小时最大降雨量192.5mm一小时最小降雨量82.5mm2)材料供应三材内建材公司供应，品种齐全，墙体材料选用普通砖或加气混凝土等。1.3设计任务及内容1）建筑方案图：根据任务书及红线方案图，了解设计要求，完成总平面布置，底（楼）层平面及家具等室内布置示意图，主要面积，技术经济指标及方案说明。2）建筑施工图：根据技术设计的深度，按照《建筑制图标准》的规定绘制。平面图：即要考虑建筑平面布置，又要考虑结构方案，确立定位轴线各部分尺寸应标注三道尺寸线。立面图：画出主要的立面，表明立面的形式，门窗形式及立面装修。构造详图：选择二三处主要节点（如檐沟，天沟，特殊构造等）画出构造详图。门窗明细表及装修表：包括门窗编号，洞口尺寸所选图的标准图，墙面的装修做法，附注等。设计说明：需要说明设计意图构造做法及施工要求等。2结构设计部分2.1基本条件1.抗震设防烈度不低于7度，其他抗震参数可根据情况自由选择。2.基本风压按不低于0.352/KNm选取，其他荷载的选取见相关规范。3.浅基参数：粘性土220akfkpa0.3b1.6d深基参数：中风化岩石：2000paqkpa微风化岩石：3500paqkpa2.2设计要求1．不允许选用砌体结构形式，若为底层结构形式，则至少应有两层框架。2．经手绘手算一榀框架其他可采用计算机成图，主要的结构计算都必须采用结构软件计算。3．结构计算书至少包括的内容：A．设计基本参数的选取情况汇总。B．详图绘制的构件所在层的构件的截面尺寸图，荷载输入图，弯距包络图，弹性变形图，裂缝宽度图及挠度图：C．底层柱角内力图；D．不能运行计算的构件需要手工计算资料；E．对软件计算不准确的构件有手工计算资料；4.图纸应至少包含以下内容：A.图纸目录，结构设计总说明；B.基础平面图及部分基础详图；C.梁，板，柱，剪力墙配筋图（均采用平法表示，且其中至少有一张图纸必须调整大接近施工图的程度）；D.楼梯结构图及部分结构详图；E.从自己的图中至少选一根不少于5跨的梁。同时用平法，梁表及图示（即纵剖面，横剖面）三种方法表示。目录第一章设计资料．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5第二章结构选型及布置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6第三章结构简图的确定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6第四章荷载计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11第五章竖向荷载作用下框架受载总图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15第六章水平地震作用计算及内力、位移分析．．．．．．．．．．．．．．．22第七章风荷地作用下的侧移验算及内力分析．．．．．．．．．．．．．．35第八章迭代法计算竖向荷载作用下的框架内力．．．．．．．．．．．．42第九章内力组合．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48第十章截面设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．751、框架梁截面设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．752、框架柱截面设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．83第十一章基础设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1001、A柱下基础设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1002、B柱下基础设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．103附：设计心得．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．108致谢．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．110一、设计资料1．工程名称：枫林办公楼2．建设地点：南京市城郊地段，地形平坦。3.工程概况：建筑总高为27.6m,办公楼长度49.200m,宽度为20.700m,共6层，建筑体型为L型。建筑局部突出为电梯机房、楼梯间和水箱间及杂物间。第一层层高为4.8m，其余层层高3.6m。室内外高差为0.6m。温度：最热月日平均气温最高34oC最冷月日平均气温最低1.6oC4.主导风向：夏季东南风，冬季西北风5.基本风压：0.4KN/㎡6.基本雪压：0.45KN/㎡7．降雨量:平均年降雨总量1396.1mm一小时最大降雨量192.5mm一小时最小降雨量82.5mm8.材料选用：混凝土：采用C30；钢筋：纵向受力钢筋采用热扎钢筋HRB400，其余采用热扎钢筋HPB235；墙体：外墙、分户墙采用灰砂砖，其尺寸为240mm×120mm×60mm，重度r=18KN/㎡；内隔墙采用水泥空心砖，重度r=9.8KN/㎡；窗：铝合金门窗，r=0.35KN/㎡；门：乙级防火门，r=0.45KN/㎡.9.抗震设防烈度：7度（0.12g）第一组，框架抗震等级为三级。10.工程地质条件：自然地1m内为填土，填土下为5m厚的粘性土，再下为微分化岩石层。地表粘土akf=220kpa粘土重度Rm=18.2KN/m3.孔隙比e=0.7液性指数1I=0.75建筑场地类别为Ⅱ类；无地下水及不良地质现象。11.活荷载：上人屋面活荷载2.0KN/m2，屋面及楼面活荷载标准值均取为4.0KN/m2,走廊楼面活荷载2.5KN/m2。二、结构选型及布置1、结构选型根据办公楼建筑的要求，为使建筑平面布置灵活，获得较大的使用空间，本结构采用钢筋混凝土框架结构体系2、结构布置根据建筑功能要求及建筑物可用的占地平面地形，横向尺寸较短，纵向尺寸较长，故把框架结构横向布置，即采用横向承重方案，结构布置详见结构布置图。施工方案采用梁、板、柱整体现浇。楼盖方案采用整体式肋形梁板结构。楼梯采用整体现浇板式楼梯。基础方案采用柱下独立基础。3、初估截面尺寸由结构平面布置图可知。各梁柱截面尺寸确定如下：框架梁：bh=101(～)181blbb=21(～)31hb且200bbmm主梁：取bh=600mm,取bb=300mm次梁：取bh=500mm，取bb=300mm柱截面尺寸估算：由0.8cccccNNbhffA（223014.3/,1.43/tCNmmfNmmc混凝土:f）3.148.062.42.710122.13cA2283862mm取柱截面为正方形，则柱截面边长为477.89mm.取500mm500mm.受拉钢筋锚固长度：3600.14258811.43aElmm而梁内纵筋伸入柱内长度应该0.40.4881352aElmm，满足要求。三、计算简图确定1、计算简图说明本设计选用柱下独立基础，基础顶面标高为-1.100。框架的计算单元如图1所示，取4轴的一榀框架计算，假定框架柱嵌固于基础顶面，框架梁与柱刚接。由于各层柱截面尺寸不变，故梁跨度等于柱截面形心轴线之间的距离。1层柱高从基础顶面算至2层楼地面，基础顶高根据地质条件、室内外高差，定为-1.1m.二层楼面标高为4.8m,故1层柱高5.9m，其余各层柱计算高度为层高，取3.6m。2、框架梁、柱截面特征由构件的几何尺寸、截面尺寸和材料强度，利用结构力学有关截面惯性矩及线刚度的概念计算梁柱截面的特性，如表1、表2和图2所示。其中在求梁截面惯性矩时考虑到现浇楼板的作用，取跨中I=2.0I0表2.1梁截面特性计算表中框架梁梁编号层次混凝土弹性模量Ec/(N/mm2)截面宽b/mm截面高h/mm截面惯性矩I0/mm4梁跨L/mm线刚度2.0EcI0/l/N·mm相对线刚度i’BC跨1--63.01043006005.4010960005.4010100.42CD跨1--63.01043006005.4010924001.3010101.00DE跨1--63.01043006005.4010948006.7510110.52边框架梁梁编号层次混凝土弹性模量Ec/(N/mm2)截面宽b/mm截面高h/mm截面惯性矩I0/mm4梁跨L/mm线刚度1.5EcI0/l/N·mm相对线刚度i’BC跨CD跨1--63.01043006005.4010960004.0510100.311--63.01043006005.4010924009.7510100.75DE跨1--63.01043006005.4010948005.0610110.39表2.2柱截面特性计算表层次混凝土弹性模量Ec/(N/mm2)截面宽b/mm截面高h/mm柱高L/mm截面惯性矩Ic/mm4线刚度EcIo/l/N·mm相对线刚度i’2--63.010450050036005.2081094.3410100.3313.010450050059003.1251092.6510100.2043、框架梁柱的线刚度计算1）中间跨框架梁线刚度：（在求梁截面惯性矩时考虑到现浇楼板的作用，取跨中I=2.0I0）BC跨梁：i1=2Ec×I/L=2.0×3.0×104N/mm2×300mm×（500mm）3/(12×6000mm)=5.4×1010N·mmCD跨梁：i2=2Ec×I/L=2.0×3.0×104N/mm2×300mm×（600mm）3/(12×2400mm)=1.3×1011N·mmDE跨梁：i3=2Ec×I/L=2.0×3.0×104N/mm2×300mm×（500mm）3/(12×6000mm)=6.75×1010N·mm2）边跨框架梁线刚度：i1=1.5Ec×I。/L=1.5×3.0×104N/mm2×300mm×（600mm）3/(12×6000mm)=4.05×1010N·mmi2=1.