土木工程专业毕业设计(某六层框架办公楼结构毕业设计计算书)

1第一章设计任务及基本要求1.1设计原始资料1.1.1工程概况该工程为六层办公楼，主体为现浇钢筋混凝土框架结构，占地面积为1310㎡，建筑面积5240㎡，建筑物共6层，底层层高5.1m，标准层层高3.6m，顶层层高4.5m，总高度25.5m，室内外高差0.450m，基础顶面距离室外地面1.05m，基础采用柱下独立基础。该办公楼主要以层为单元出租，每层为一个独立的单元，拥有接待室、会议室、档案室、普通办公室、专用办公室等。楼内设有两个电梯三个楼梯，主、次楼梯开间均为3m，进深均为6.6m，楼梯的布置均符合消防、抗震的要求。1.1.2设计条件一、抗震设防烈度：7度设防，抗震设计分组为第一组，设计基本地震加速度值为0.1g；二、基本风压：0.55KN/m2，B类粗糙度；三、雪荷载标准值：0.2KN/m2；四、结构体系：现浇钢筋混凝土框架结构。五、工程地质条件：拟建场地地形平坦，土质分布具体情况见表，II类场地土。地下稳定水位距地表-9m，表中给定土层深度由自然地坪算起。建筑地点冰冻深度-0.5m。表1-1建筑地层一览表序号岩土深度土层深度（m）厚度范围（m）地基土承载力（kPa）压缩模量（mPa）1杂填土0.0—1.21.2------2粉土1.2—2.00.82005.03中粗砂2.0—4.82.83009.54砾砂4.8—15.010.235021.01.2建筑设计任务及要求一、基本要求：满足建筑功能要求，根据已有的设计规范，遵循建筑设计适用、经济合理、技术先进、造型美观的原则，对建筑方案分析其合理性，绘制建筑施工图。二、规定绘制的建筑施工图为：1、底层、标准层及顶层平面图：比例1：150（图1-1）2、主要立面图：比例1：150（图1-2，图1-3）3、屋面排水布置图：比例1：1504、剖面图：比例1：1505、墙身大样及节点详图：比例1：100及1：102图1-1标准层平面图3图1-2○1-○9轴立面图4图1-3○E-○A轴立面图51.3结构设计任务及要求一、基本要求：在建筑方案设计的基础上，正确选择合理的结构形式，结构体系和结构布置，掌握高层建筑结构的计算方法和基本构造要求，绘制施工详图。二、规定绘制的结构施工图为：1、结构平面布置图：比例1：1502、一榀框架结构配筋图：比例1：1503、屋面板、楼面板的配筋图：比例1：1504、楼梯配筋图：比例1：1005、基础设计图：1张三、结构设计计算书内容：说明结构方案如何确定的，材料选择。列出结构设计计算过程中采用的计算方法、计算假定、计算原则、计算简图、内力图及计算结果。6第二章建筑设计说明2.1建筑平面设计2.1.1建筑平面布置一、建筑结构方案：对于建筑物的土质和所在地区的抗震等要求，选择框架结构和桩基础，具体见结构施工图。二、平面组合：对于办公楼来说，首先要保证其用途，并且符合经济合理的要求，在平面布置上符合抗震和消防的要求，已经在办公楼适合的位置设置抗震缝。在消防方面，楼梯的布置和走廊的长度、宽度均已符合设计规范要求。三、交通组织及防火疏散设计：在垂直的交通方面，在适合的位置都已设置了楼梯，并加设了消防通道。考虑到防火疏散的要求，办公楼楼的走廊适当的放宽。四、采光通风：根据该建筑物的性质，将窗台安排到离地面900mm的高度，以保证有足够的采光和通风。2.1.2柱网布置图2-1柱网布置图2.2剖面设计2.2.1房间各部分高度1、层高和净高：底层层高5.1m，净高3.5m；标准层层高3.6m，净高3.5m；顶层层高4.5m，净高4.4m。2、室内外高差：0.45m。73、窗面及窗高:窗面距楼面为0.9m，窗高为1.8m。2.2.2屋面构造说明（从上到下）1、保护层；现浇40厚细石混凝土2、防水层：捷罗克防水层（厚8mm）3、找平层：20厚1：3水泥砂浆找平4、保温兼找坡层：膨胀珍珠岩砂浆找坡（平均厚140mm）5、结构层：100厚钢筋混凝土屋面板6、10厚纸浆石灰泥粉平7、V型轻钢龙骨吊顶2.2.3楼面构造说明（从上到下）1、面层：水磨石地面（10mm面层，20mm水泥砂浆打底）2、结构层：100厚钢筋混凝土楼面板3、10厚纸浆石灰泥粉平4、V型轻钢龙骨吊顶2.2.4地面构造说明（从上到下）1、面层：水磨石地面（10mm面层，20mm水泥砂浆打底）2、结构层：100厚钢筋混凝土楼面板3、70厚碎石或碎砖4、素土夯实2.2.5墙体构造说明一、外墙面1、外刷防水涂料2、8厚混合砂浆找平3、12厚水泥砂浆打底4、240厚墙体层（采用粉煤灰空心砌块）二、内墙面1、内墙涂料二度刷面2、20厚混合砂浆找平3、240厚墙体层（采用粉煤灰空心砌块）2.3立面设计2.3.1外墙面做法1、相对标高+1.050以上外墙面用12厚水泥砂浆打底，8厚混合砂浆找平，外墙防水涂料二度，颜色为粉蓝色，线脚颜色为褐色。2、相对标高+1.050至室外地面间外墙用12厚水泥砂浆打底，外贴300×300的仿大理石墙面砖。8第三章结构设计3.1结构方案的选择及结构布置3.1.1结构方案的确定考虑到现浇钢筋混凝土框架结构建筑平面布置灵活，能够获得较大的使用空间，建筑立面容易处理，可以适应不同房屋造型，故本设计采用现浇钢筋混凝土框架结构。3.1.2基础类型的确定根据施工场地、地基条件、场地周围的环境条件，选择柱下独立基础。3.1.3结构构件截面尺寸和材料的选择一、基础顶面设计标高的确定根据地质勘察报告的建议，地基持力层可设在中粗沙层上，该层距室外地面2.0m—4.8m之间，现选用桩基础，故取基础顶面距离室外设计地面1.05m处。二、楼板厚度的确定根据平面布置，单向板的最大跨度为3m，按刚度条件，板厚为l/40=3000/40=75mm；按构造要求，现浇钢筋混凝土单向板的最小厚度为60mm；综合荷载等情况考虑，取板厚h=100mm.三、次梁截面尺寸确定根据平面布置，次梁的最大跨度为8100mm，次梁高h=(1/18—1/12)l=(1/18—1/12)8100=450mm—1013mm，取h=700mm；次梁宽b=(1/2—1/3)h=(1/2—1/3)700=350mm—233mm，取b=300mm四、框架梁截面尺寸确定1、横向框架梁：横向框架梁的最大跨度为6600mm，横向框架梁高h=(1/8—1/12)l=(1/8—1/12)6600=825mm—550mm，取h=750mm；横向框架梁宽b=(1/2—1/3)h=(1/2—1/3)750=375mm—250mm，取b=350mm2、纵向框架梁：纵向框架梁高h=(1/8—1/12)l=(1/8—1/12)6600=825mm—550mm，取h=750mm；纵向框架梁宽b=(1/2—1/3)h=(1/2—1/3)750=375mm—250mm，取b=350mm五、框架柱截面尺寸确定对于多层框架，无论从受力的角度，还是柱的净高而言，都以底层最为不利。底层层高H=5.1m，柱截面高度取h=(1/15—1/20)H=(1/15—1/20)5100=340mm—255mm。又对于抗震设防烈度为7度，房屋高度为22.5m30m，即抗震等级为三级的框架结构，为保证柱有足够的延性，需要限制柱的轴压比，柱截面面积应满足下式：cfλNA，其中9KN3515=6×25.4+6.6×22.7+1.8×)11+4.1×2(=N，再扩大1.2—1.3倍，则KN4218=2.1×3515=N，即23mm280639=7.16×9.010×4218≥A，bc=hc=530mm，综合考虑取bc=hc=550mm。六、材料选择1、混凝土强度等级：除基础垫层混凝土选用C10，基础选用C25外，基础以上各层混凝土均选用C35。2、钢筋级别：框架梁、柱等主要构件的纵向受力钢筋选择HRB335级钢筋；构造钢筋、箍筋及板内钢筋选用HPB235。3.2框架荷载计算选取结构平面布置图中第○8轴线处框架KJ8作具体计算。3.2.1板面荷载计算一、屋面荷载1、恒荷载标准值：现浇40厚细石混凝土22×0.04=0.88KN/㎡捷罗克防水层（厚8mm）0.10KN/㎡20厚1：3水泥砂浆找平20×0.02=0.40KN/㎡膨胀珍珠岩砂浆找坡（平均厚140mm）14×0.14=1.96KN/㎡100厚钢筋混凝土屋面板25×0.10=2.50KN/㎡10厚纸浆石灰泥粉平16×0.01=0.16KN/㎡V型轻钢龙骨吊顶0.25KN/㎡合计6.25KN/㎡2、活荷载标准值：按上人屋面，取2.0KN/㎡二、楼面荷载1、恒荷载标准值：水磨石地面（10mm面层，20mm水泥砂浆打底）0.65KN/㎡100厚钢筋混凝土屋面板25×0.10=2.50KN/㎡10厚纸浆石灰泥粉平16×0.01=0.16KN/㎡V型轻钢龙骨吊顶0.25KN/㎡合计3.56KN/㎡2、活荷载标准值：按“办公楼”一栏取，取2.0KN/㎡103.2.2梁柱自重1、横向框架梁（750×350）：0.35×（0.75-0.1）×25=5.688KN/m2、纵向框架梁（750×350）：0.35×（0.75-0.1）×25=5.688KN/m3、次梁（700×300）：0.3×（0.7-0.1）×25=5.25KN/m4、框架柱（550×550）：考虑柱装修重0.5KN/m顶层柱：0.55×0.55×4.5×25＋0.55×4×4.5×0.5=39KN标准层柱：0.55×0.55×3.6×25＋0.55×4×3.6×0.5=31.2KN底层柱：0.55×0.55×5.1×25＋0.55×4×5.1×0.5=44.2KN3.2.3门窗自重1、门：除底层大门为玻璃门外，其余均为木门。木门自重：0.2KN/㎡。2、窗：均采用塑钢玻璃窗。窗自重：0.3KN/㎡。3.2.3雨蓬本建筑物雨蓬均采用钢结构雨蓬，向厂家统一订购，并按规定进行安装。3.3板的内力及配筋计算3.3.1屋面板计算一、单向板部分屋面板1、荷载计算1)恒荷载：gk=6.25KN/㎡2)活荷载：qk=2.0KN/㎡3)荷载组合：1.2gk+1.4qk=1.2×6.25+1.4×2=10.3KN/㎡1.35gk+1.4×0.7qk=1.35×6.25+1.4×0.7×2=10.4KN/㎡取g+q=10.4KN/㎡屋面板的几何尺寸和计算简图见图3-1(a)屋面板的几何尺寸(b)屋面板的计算简图图3-1屋面板的几何尺寸和计算简图112、内力计算取1m宽板带作为计算单元，按弹性理论计算，各跨的计算跨度l0为各跨支座中心线间的距离lc,各截面弯矩用弯矩分配法计算得：图3-2屋面板各截面弯矩计算（弯矩分配法）(单位：KN·m)3、正截面承载力计算：取板的截面有效高度h0=100-15=85mm。表3-1屋面板正截面承载力计算截面M(KN·m)c200fbhM=α2α211γ00y00sfhγM=A(mm2)选配钢筋实配钢筋面积（mm2）A-B跨中4.050.0340.9832318＠200251B支座-5.70.0470.9763278＠110457B-C跨中1.550.0130.993876＠200141C支座-3.80.0310.9842168＠200251C-D跨中2.20.0180.9911246＠200141D支座-4.430.0370.9812538＠200251D-E跨中2.250.0190.9901276＠200141E支座-3.670.0300.9852098＠200251E-F跨中1.240.0100.955706＠200141F支座-6.460.0540.9723728＠110457E-G跨中4.660.0390.9802668＠110457G支座-7.620.0630.9674418＠110457G-H跨中2.990.0250.9871708＠200251H支座-9.80.0810.9585738＠85592H-I跨中6.80.0560.9713928＠110457二、双向板内力计算（A区格，B区格配筋同A区格）1.荷载设计值恒荷载：gk=6.25KN/㎡g=1.4×6.25=