土木工程专业毕业设计9层框架办公楼--河南理工大学结构设计计算书

河南理工大学本科毕业设计（论文）11.绪论1.1工程背景本项目为9层钢筋混凝土框架结构体系，占地面积约为960.96m2，总建筑面积约为8811.84m2；层高3.6m,平面尺寸为18.3m×52.0m。采用桩基础，室内地坪为±0.000m，室外内高差0.6m。框架梁、柱、楼面、屋面板板均为现浇。1.1.1设计资料1.1.1.1气象资料夏季最高气温42.3C，冬季室外气温最低9C。冻土深度25cm，基本风荷载W。=0.35kN/m2；基本雪荷载为0.2kN/m2。年降水量680mm。1.1.1.2地质条件建筑场地地形平坦，地基土成因类型为冰水洪积层。自上而下叙述如下：新近沉积层（第一层），粉质粘土，厚度0.5—1.0米，岩性特点，团粒状大孔结构，欠压密。粉质粘土层（第二层），地质主要岩性为黄褐色分之粘土，硬塑状态，具有大孔结构，厚度约3.0米,qsk=35—40kPa。粉质粘土层（第三层），地质岩性为褐黄色粉质粘土，具微层理，含铁锰结核，可塑状态，厚度3.5米，qsk=30—35kPa。粉质粘土层（第四层），岩性为褐黄色粉质粘土，具微层理，含铁锰结核，硬塑状态，厚度未揭露，qsk=40—60kPa,qpk=1500—2000kPa。不考虑地下水。1.1.1.3地基土指标自然容重1.90g/cm2，液限25.5％，塑性指数9.1，空隙比0.683，计河南理工大学本科毕业设计（论文）2算强度150kp/m2。1.1.1.4地震设防烈度7度1.1.1.5抗震等级三级1.1.1.6设计地震分组场地为1类一组Tg（s）=0.25smax0.16（表3.8《高层建筑结构》）1.1.2材料柱采用C30，纵筋采用HRB335，箍筋采用HPB235，梁采用C30，纵筋采用HRB335，箍筋采用HPB235。基础采用C30，纵筋采用HRB400，箍筋采用HPB235。1.2工程特点本工程为九层，主体高度为32.4米，属高层建筑。高层建筑采用的结构可分为钢筋混凝土结构、钢结构、钢-钢筋混凝土组合结构等类型。根据不同结构类型的特点，正确选用材料，就成为经济合理地建造高层建筑的一个重要方面。经过结构论证以及设计任务书等实际情况，以及本建筑自身的特点，决定采用钢筋混凝土结构。在高层建筑中，抵抗水平力成为确定和设计结构体系的关键问题。高层建筑中常用的结构体系有框架、剪力墙、框架-剪力墙、筒体以及它们的组合。高层建筑随着层数和高度的增加水平作用对高层建筑机构安全的控制作用更加显著，包括地震作用和风荷载，高层建筑的承载能力、抗侧刚度、抗震性能、材料用量和造价高低，与其所采用的机构体系又密切的相关。不同的结构体系，适用于不同的层数、高度和功能。框架结构体系是由梁、柱构件通过节点连接构成，既承受竖向荷载，也承受水平荷载的结构体系。这种体系适用于多层建筑及高度不大的高层建筑。本建筑采用的是框架机构体系，框架结构的优点是建筑平面布置灵活，框架结构可通过合理的设计，使之具有良好的抗震性能；框架结构构件类型少，易于标准化、定型化；可以采用预制构件，也易于采用定型模河南理工大学本科毕业设计（论文）3板而做成现浇结构，本建筑采用的现浇结构。由于本次设计是办公楼设计，要求有灵活的空间布置，和较高的抗震等级，故采用钢筋混凝土框架结构体系。1.3本章小结本章主要论述了本次设计的工程概况、相关的设计资料、高层建筑的一些特点以及综合本次设计所确定的结构体系类型。河南理工大学本科毕业设计（论文）42.结构设计2.1框架结构设计计算2.1.1工程概况本项目为9层钢筋混凝土框架结构体系，占地面积约为960.96m2，总建筑面积约为8811.84m2；层高3.6m平面尺寸为18.3m×52.0m。采用桩基础，室内地坪为±0.000m，室外内高差0.6m。框架平面同柱网布置如下图：图2-1框架平面柱网布置框架梁柱现浇，屋面及楼面采用100mm厚现浇钢筋混凝土。2.1.2设计资料2.1.2.1气象条件:基本风荷载W。=0.35kN/m2;基本雪荷载为0.2KN/m2。2.1.2.2楼、屋面使用荷载：走道：2.5kN/m2；消防楼梯2.5kN/m2；办公室2.0kN/m2；机房8.0kN/m2，为安全考虑，均按2.5kN/m2计算。河南理工大学本科毕业设计（论文）52.1.2.3工程地质条件：建筑物场地地形平坦，地基土成因类型为冰水洪积层。自上而下叙述如下：新近沉积层（第一层），粉质粘土，厚度0.5—1.0米，岩性特点，团粒状大孔结构，欠压密。粉质粘土层（第二层），地质主要岩性为黄褐色分之粘土，硬塑状态，具有大孔结构，厚度约3.0米,30~35skqkPa粉质粘土层（第三层），地质岩性为褐黄色粉质粘土，具微层理，含铁锰结核，可塑状态，厚度3.5米，30~35skqkPa粉质粘土层（第四层），岩性为褐黄色粉质粘土，具微层理，含铁锰结核，硬塑状态，厚度未揭露，30~35,1500~2000skpkqkPaqkPa不考虑地下水。场地位1类一组Tg（s）=0.25smax0.16（表3.8《高层建筑结构》）2.1.2.4屋面及楼面做法：屋面做法：20mm厚1：2水泥砂浆找平；100～140mm厚（2%找坡）膨胀珍珠岩；100mm厚现浇钢筋混凝土楼板；15mm厚纸筋石灰抹灰。楼面做饭：25mm厚水泥砂浆面层；100mm厚现浇钢筋混凝土楼板15mm纸筋石灰抹灰2.1.3梁柱截面、梁跨度及柱高度的确定2.1.3.1初估截面尺寸(1)柱：b×h=600mm×600mm(2)梁：梁编号如下图：L1:h=(1/12～1/8)×7800=650～975取h=700mmb=(1/3～1/2)H=(1/3～1/2)×700=233～350取b=300mmL2:h=(1/12～1/8)×2700=225～338取h=450mmb=(1/3～1/2)H=(1/3～1/2)×450=130～225取b=250mm河南理工大学本科毕业设计（论文）6L3:h=(1/12～1/8)×4000=333～500取h=450mmb=(1/3～1/2)H=(1/3～1/2)×450=150～225取b=250mmL4:h=(1/12～1/8)×3600=300～450取h=400mmb=(1/3～1/2)H=(1/3～1/2)×400=133～200取b=250mmL5:h=(1/12～1/8)×2400=200～300取h=400mmb=(1/3～1/2)H=(1/3～1/2)×400=133～200取b=250mmL6:h=(1/12～1/8)×8000=667～1000取h=700mmb=(1/3～1/2)H=(1/3～1/2)×700=233～350取b=300mm图2-2框架梁编号2.1.3.2梁的计算跨度框架梁的计算跨度以上柱形心为准，由于建筑轴线与柱轴线重合，故计算跨度如下：图2-3梁的计算跨度河南理工大学本科毕业设计（论文）72.1.3.3柱高度底层柱h=3.6+0.6+0.5=4.7m其他层h=3.6m1111图2-4横向框架计算简图及柱编号2.1.4荷载计算2.1.4.1屋面均布恒载二毡三油防水层0.35kN/m2冷底子有热玛蹄脂0.05kN/m220mm厚1：2水泥砂浆找平0.02×20=0.4kN/m2100～140厚(2%坡度)膨胀珍珠岩(0.1+0.14)×7/2=0.84kN/m2100mm厚现浇钢筋混凝土楼板0.1×25=2.5kN/m215mm厚纸筋石灰抹底0.015×16=0.24kN/m2共计4.38kN/m2河南理工大学本科毕业设计（论文）8屋面恒载标准值为：（52+0.24）×（7.8×2+2.7+0.24）×4.38=4242.16kN2.1.4.2楼面均布恒载按楼面做法逐项计算25厚水泥砂浆找平0.025×20=0.05kN/m2100厚现浇钢筋混凝土楼板0.1×25=2.5kN/m215厚纸筋石灰抹灰0.015×16=0.24kN/m2共计3.24kN/m2楼面恒载标准值为：（52+0.24）×（7.8×2+2.7+0.24）×3.24=3180.04kN2.1.4.3屋面均布活载计算重力荷载代表值时，仅考虑屋面雪荷载：0.2×（52+0.24）×（7.8×2+2.7+0.24）=197.71kN2.1.4.4楼面均布活荷载楼面均布活荷载对于办公楼一般房间为22.0KN/m2，走道、消防楼梯为2.5kN/m2，为计算方便，偏安全的统一取均布活荷为2.5kN/m2。楼面均布活荷载标准值为：2.5×（52+0.24）×（7.8×2+2.7+0.24）=2421.32kN2.1.4.5梁柱自重（包括梁侧、梁底、柱的抹灰重量）L1：b×h=0.3m×0.7m长度7.2m每根重量0.7×7.2×25×（0.02×2+0.3）=42.84kN根数15×2×9=270根L2：b×h=0.25m×0.45m长度2.1m每根重量0.45×2.1×25×（0.02×2+0.25）=6.85kN根数15×9=135根L3：b×h=0.25m×0.45m长度3.4m每根重量0.45×3.4×25×（0.02×2+0.25）=11.09kN根数16×2×9=288根L4：b×h=0.25m×0.4m长度3.0m河南理工大学本科毕业设计（论文）9每根重量0.4×3×25×（0.02×2+0.25）=8.7kN根数8×9=72根L5：b×h=0.25m×0.4m长度1.8m每根重量0.4×1.8×25×（0.02×2+0.25）=5.22kN根数8×9=72根L6：b×h=0.3m×0.7m长度7.4m每根重量0.7×7.4×25×（0.02×2+0.3）=44.03kN根数4×9=36根Z1：截面0.6×0.6m2长度4.7m每根重量（0.6+0.02×2）²×4.7×25=48.13kN根数14×4=56根Z2：截面0.6×0.6m2长度3.6m每根重量（0.6+0.02×2）²×3.6×25=36.86kN根数14×4×8=448根表2-1梁柱自重梁（柱）编号截面（m2）长度（m）根数每根重量（kN）L10.3×0.77.2027042.84L20.25×0.452.11356.85L30.25×0.453.428811.09L40.25×0.43.0728.70L50.25×0.41.8725.22L60.3×0.77.403644.03Z10.6×0.64.75648.13Z20.6×0.63.644836.862.1.4.6墙体自重外墙墙厚240mm，采用瓷砖贴面；内墙墙厚120mm，采用水泥砂浆河南理工大学本科毕业设计（论文）10抹面，内外墙均采用粉煤灰空心砌块砌筑。单位面积外墙体重量为：7.0×0.24=1.68kN/m2单位面积外墙贴面重量为：0.5kN/m2单位面积内墙体重量为：7.0×0.12=0.84kN/m2单位面积内墙贴面重量为（双面抹面）：0.36×2=0.72kN/m2表2-2墙体自重墙体每片面积（m2）片数重量（KN）底层纵墙外墙3.4×4.2516外墙墙体388.41881.46外墙墙面115.63.0×4.304外墙墙体86.69外墙墙面25.81.8×4.304外墙墙体52.01外墙墙面15.487.4×4.002外墙墙体99.56外墙墙面29.6内墙3.4×4.2516内墙墙体194.21400.92内墙墙面166.463.0×4.302内墙墙体21.67内墙墙面18.78底层横墙外墙7.2×4.04外墙墙体96.77207.56外墙墙面82.942.1×4.252外墙墙体15.0外墙墙面12.85内墙7.2×4.016内墙墙体387.07718.85内墙墙面331.78外墙3.4×3.1516外墙墙体287.89外墙墙面85.68河南理工大学本科毕业设计（论文）11续表2-2墙体每片面积（㎡）片数重量（kN）其