土木工程毕业设计计算书

'土木工程毕业设计计算书摘要本次毕业设计是一幢框架结构综合楼，主要完成结构设计的任务。共五层，底层高为4.2米，其余各层为3.6米。室内外高差为0.450米，室内地坪标高为0.000米。是一幢多功能综合用途的建筑。本工程抗震设防烈度为6度，建筑物场地为Ⅳ类场地。平面布置对称规则，能够满足使用要求。结构设计简而言之就是用结构语言来表达工程师所要表达的东西。结构语言就是结构师从建筑及其它专业图纸中所提炼简化出来的结构元素，包括基础、墙、柱、梁、板、楼梯、大样细部图等等。然后用这些结构元素来构成建筑物或构筑物的结构体系，包括竖向和水平的承重及抗力体系，再把各种情况产生的荷载以最简洁的方式传递至基础。结构设计的阶段大体可以分为三个阶段：一、结构方案阶段：根据建筑的重要性，建筑所在地的抗震设防烈度，工程地质勘查报告，建筑场地的类别及建筑的高度和层数来确定建筑的结构形式，本工程采用的是框架结构；二、结构计算阶段：包括荷载计算、内力计算和构件计算；三、施工图设计阶段：根据上述计算结果，来最终确定构件布置和构件配筋以及根据规范的要求来确定结构构件的构造措施。关键词：钢筋混凝土，荷载计算，结构设计，框架，弯矩二次分配法。3 ABSTRACTThegraduationdesignisacomplexbuildingframestructure,mainlycompletestructuredesigntask.Offivelayers,bottomhighfor4.2mtheotherseachlayeris3.6meters.Dergewaltigehohenunterschiedindoorandoutdoor,indoorfloorfor0.450meterselevation0.000meters.Isamultipurposecomprehensiveusageofarchitecture.Thisprojectseismicfortificationintensityof6degrees,buildingsiteforⅣclassfield.Layoutsymmetricrulescansatisfytherequirementsofoperation.Thestructurallanguageisstructuralelementssimplifiedoutrefinedfromthebuildingandotherspecializeddrawingsofstructuralengineer,includingfoundation,wall,column,roofbeam,board,stair,full-pageproofdetailpicture,etc..Thencometoformthestructuralsystemsofthebuildingorstructureswiththesestructuralelements,includingverticalityandbearingandresiststrengthsystemoflevel,andthenvariousloadthatsituationproduceinamostsuccinctwayfromtransmissiontofoundation.Thestageofthestructuraldesigncanbedividedintothreestagesonthewhole:1.Structuralschemestage:Accordingtotheimportanceofthebuilding,providingfortificationagainstearthquakesintheearthquakeintensity,thegeologicprospectreportoftheprojectofthebuildingsite,classificationandheightandstoreyofthebuildingofthebuildingfieldarecountedtoconfirmthestructuralformofarchitecture,whatthisprojectisadoptedisframestructure;2.Calculatestageinstructure:Includingloadingandcalculating,theinternalforceiscalculatedandcalculatedwiththecomponent;3.Constructiondrawingsdesignphase:Accordingtodescribedaboveresultofcalculation,come,confirmcomponentassignwithcomponentmixingmusclingandcoming,confirmingstructuralstructuremeasuringofcomponentaccordingtotherequestofnormfinally.keywords:reinforcedconcrete,theloadcalculation,structuraldesign,framework,twotimesmomentdistributionmethod.3 3 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）第一章工程概况与结构设计方案概述1.1工程概况建设项目名称：启东五谷服饰公司综合楼建设地点：启东市东郊设计资料：启东五谷服饰公司综合楼,可占用土地不超过10m×48m，采用内廊式，主体为五层，混合楼层高3.6m，底层层高为4.2m,垂直交通设有二部疏散楼梯，其各层楼的具体布置见图纸。地质水文资料：根据工程地质勘测报告，拟建场地地势平坦，自然地基持力层为第二层淤泥质粉质粘土，地基承载力特征值按fak=85kpa，地下水位在持力层以下,对建筑物基础无影响。气象资料：全年主导风向：东南风，常年降雨量为：350mm，时间是5—7月，基本风压为：0.5kN/m2（B类场地）抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g底层室内主要地坪标高为±0.000，室外-0.45001.2结构承重方案选择根据建筑功能要求以及建筑施工的布置图，本工程确定采用纵横框架承重方案，框架梁、柱布置参见图1-1框架布置图。在计算时采用横向框架。1.3主要构件选型及尺寸的确定1.3.1主要构件选型梁﹑板﹑柱结构形式：现浇钢筋混凝土结构墙体采用：普通粘土砖墙体厚度：内外墙均为200mm基础采用：柱下独立基础1.3.2梁﹑柱截面尺寸的确定(1)主梁:纵向主梁的跨度为L=5500mm96 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）图1-1框架布置图96 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）h=(1/8～1/12)L=687mm～458mm,取h=500mmb=（1∕2～1∕3）h=250mm～167mm,取b=300mm故纵向框架主梁初选截面尺寸为：bh=300mm500mm横向主梁的跨度为L=7200mmh=（1∕8～1∕12）L=900mm～600mm，取h=600mmb=（1∕2～1∕3）h=300mm～200mm，取b=300mm故横向框架主梁初选截面尺寸为：bh=300mm600mm（2）次梁：取L=5500mmh=（1∕12～1∕18）L=458mm～306mm，取h=450mmb=（1∕2～1∕3）h=225mm～150mm，取b=200mm故次要框架次梁初选截面尺寸为：bh=200mm450mm（3）走道梁：bh=200mm450mm（4）框架柱:取3轴线框架计算各层的单位面积重力代表值近似取12kN/m2,由结构平面布置图可得中柱的负荷面积是（3.6+2.4）（4.5/2+5.5/2）=30m2，则竖向荷载的轴压力估计值：根据NV=βFgEn式中，β——考虑地震作用组合后柱的轴压力增大系数，边柱取1.3,中柱取1.25；F——按简支状态计算柱的负载面积；gE——单位面积重力荷载代表值，近似取12～15kN；n——验算截面以上楼层层数。NV=1.2530121035=2250000N根据公式：式中，——为轴压比限值，一般取；——混凝土强度设计值，C30混凝土为14.3N/mm2。Ac=2250000/(0.914.3)=174825.17mm2a=418mm则初选截面bh=450mm450mm。96 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）第二章板的设计2.1板的设计板采用整体现浇式，板厚h=120mm，采用C30混泥土，板筋采用HPB235级钢筋，板以双向板居多，采用弹性理论来计算板和支座的中的内力，采用弯矩调幅法对结构按弹性方法所求的弯矩值和剪力进行适当调整，以考虑结构非弹性变形所引起的内力重分布。2.2板的计算跨度拟定板的厚度h=120mm,板的保护层厚度15mm,则板的有效高度h0=h-20=100mm,根据梁的跨度及宽度确定板的计算跨度。2.3板荷载的确定楼面板的荷载：20厚石英地板楼面150.02=0.3kN/m220厚水泥砂浆找平层14.50.02=0.29kN/m2120厚钢筋混凝土板250.12=3.0kN/m2V型轻钢龙骨吊顶0.2kN/m23.79kN/m2楼面活荷载2.0kN/m2走廊为2.5kN/m22.4板的内力计算板内钢筋采有HPB235，查表得钢筋的抗拉强度设计值，C30的混泥土，ζb=0.55，fc=14.3N/mm2，最小配筋率。利用弹性分析法计算双向板为了简化，在求各区格板跨内正弯矩时，按恒载均布及活载棋盘式布置计算。取荷载g’=g+q/2=3.79*1.4+21.3/2=6.61kN/m2q’=q/2=21.3/2=1.3kN/m2在g’作用下,近似地认为各区板都固定支承在中间支座上，对于后一种荷载情况，可近似地认为各区板在中间支承处都是简支的，计算时可近似地取二者之和，得到各区板的跨中最大正弯矩。96 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）在求各支座最大负弯矩时，按恒荷载及活荷载均满布各区格板计算。取荷载p=g+q=3.791.4+21.3=7.91kN/m2结构平面布置图见图2-1所示图2-1结构平面布置图2.5板的配筋计算以区格A为例计算板配筋：区格A：对于混凝土材料，泊桑比取0.2。根据公式：M=表中系数pl012式中，M——跨中或支座单位板宽内的弯矩设计值；P——均布荷载设计值；l01——短跨方向的计算跨度。跨中最大正弯矩：，Mx=(0.0267.91+0.04151.3)4.52=5.26kN.mMy=(0.02267.91+0.0361.3)4.52=4.57kN.m，=5.26+0.24.57=6.17kN.m=5.260.2+4.57=5.62kN.m支座最大负弯矩：Mx=0.07367.914.52=11.79kN.mMy=0.077.914.52=11.21kN.m截面有效高度的确定：假定选用钢筋，则方向跨中截面的，方向跨中截面的，支座截面的。96 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）截面设计用的弯矩；便于计算，近似取，方向配筋，实配钢筋面积方向配筋，实配钢筋面积最小配筋率的验算：，取。实际配筋率所以最小配筋率满足要求。96 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）第三章次梁的设计3.1正截面计算次梁的计算简图：（对其上有填充墙的次梁，且无空洞）图3-1次梁的计算简图3.2荷载的确定恒荷载：次梁的自重：板传荷载：墙自重：合计活荷载：（其中板传荷载和活荷载为按双向板传递计算所得的荷载设计值）总：3.3内力的计算及配筋次梁采用C30混泥土，钢筋采用HRB335级，查表得，相对界限受压区高度，，。跨中弯矩：按矩形双筋截面计算：所以按计算需要配置受压钢筋。受拉钢筋面积的计算：实配梁下部受拉钢筋420，AS=1256mm296 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）验算最小配筋率：满足最小配筋率要求受压钢筋按照对架立钢筋的要求,配置316A"s=603mm23.4箍筋的计算复核截面条件：0.25bcfcbh0=0.25×1.00×14.30×250×415=370.9×103NV=<0.25bcfcbh0=370.9kN所以截面尺寸满足要求。验算构造配筋条件：==103.9×103N>V=104.74kN故按构造配置箍筋因为b=200，所以配置双肢箍；因为h=450，查规范得Smax=300mm实际配置双肢箍筋，。验算最小配筋率：所以满足要求。96 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）第四章竖向荷载作用下框架内力的计算4.1恒荷载的计算4.1.1上人屋面SBS防水层0.15kN/㎡20厚水泥砂浆找平层14.50.02＝0.29kN/㎡150厚水泥蛭石保温层50.15=0.75kN/㎡120厚现浇混凝土板250.12＝3.0kN/㎡V型轻钢龙骨吊顶0.2kN/㎡合计：4.39kN/㎡4.1.2楼面20厚石英地板楼面150.02=0.3kN/m220厚水泥砂浆找平层14.50.02=0.29kN/m2120厚现浇混凝土板25×0.12＝3.0kN/㎡V型轻钢龙骨吊顶0.2kN/㎡合计：3.79kN/㎡4.1.3梁自重横向主梁b×h=300×500梁自重:25×0.3×(0.5-0.12)=2.85kN/m纵向主梁b×h=300×600梁自重:25×0.3×(0.6-0.12)=3.6kN/m次梁b×h=200×450梁自重:25×0.2×(0.45-0.12)=1.65kN/m走道梁b×h=200×450梁自重:25×0.2×(0.45-0.12)=1.65kN/m4.1.4柱自重b×h=450×450柱自重：25×0.45×0.45=5.06kN/m抹灰层10厚混合砂浆：0.01×0.45×4×20＝0.36kN/m合计：5.42kN/m4.1.5外墙自重96 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）标准层纵墙（3.6-2.1-0.6）0.219=3.42kN/m铝合金窗0.352.1=0.735kN/m外贴瓷砖（3.6-2.1）0.5=0.75kN/m内墙面粉刷（3.6-2.1）×0.36=0.54kN/m合计5.445kN/m底层纵墙（5.3-2.4-0.6-0.4）0.219=7.22kN/m铝合金窗0.352.4=0.84kN/m外贴瓷砖（4.2-2.4）0.5=0.9kN/m内墙面粉刷（4.2-2.4）×0.36=0.648kN/m合计9.608kN/m4.1.6内墙自重标准层纵墙（3.6-0.6）×0.2×19=11.4kN/m内墙面粉刷（3.6-0.6）×0.36×2=2.16kN/m合计13.56kN/m底层纵墙（5.3-0.6-0.4）×0.2×19=16.34kN/m内墙面粉刷（5.3-0.6-0.4）×0.36×2=3.10kN/m合计19.44kN/m4.2活荷载标准值的选取一、楼屋面活荷载标准值查《建筑结构荷载规范》得：上人屋面2.0kN/m2楼面2.0kN/m2走道2.5kN/m2二、雪荷载0.4kN/m2屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，计算时去两者中的较大值。4.3确定一品框架计算简图框架计算单元：取5轴线一品框架计算，假设框架柱嵌固于基础顶面上，96 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）框架梁与框架柱刚接。由于各层柱的截面尺寸不变，故梁跨度等于柱截面形心轴线间的距离。底层柱高从基础顶面算至二层楼面，基础标高根据地质条件室内外高差定位-1.10m，底层楼面标高为4.2m，故底层标高为5.3m，其余为3.6m。框架柱刚度计算：因为为中间一品框架，所以框架梁取I=2I0查《混凝土结构设计规范》得C30混凝土的弹性模量E=3×104N/mm2=3×107kN/m2。AB跨梁：BC跨梁：底层柱：上层柱：为了便于计算，令=1.0，则其余各杆的相对刚度为：框架梁、柱的相对刚度如图4-1所示，作为计算各杆端弯矩分配系数的依据。96 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）图4-1框架结构计算简图4.4竖向荷载作用下框架内力的计算4.4.1A-B轴线间框架梁均布荷载纵向柱距为4.8m，横梁跨度为3.6m，则L1/L2=1.3<2，故按双向板传递荷载。板的荷载传递示意如图4-2所示。图4-2双向板荷载传递示意图96 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）板传至梁上的三角形荷载或梯形荷载等效为均布荷载pe。三角形荷载作用时的计算公式：梯形荷载作用时的计算公式：式中其中g、q——分别为板面的均布恒荷载和均布活荷载；——分别为长跨短跨的计算跨度。有图示可得，传到5轴线框架梁上的等效均布荷载为三角形荷载，且由左右两侧的板传递所得，所以屋面板传荷载恒载：活载：楼面板传荷载恒载：活载：梁自重：2.85kN/mA-B轴线间的框架梁均布荷载屋面梁恒载=梁自重+板传荷载=2.85+15.09=17.94kN/m活载=板传荷载=6.88kN/m楼面梁恒载=梁自重+板传荷载+墙自重=2.85+13.03+13.56=29.44kN/m活载=板传荷载96 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）=6.88kN/m4.4.2B-C轴线间框架梁均布荷载屋面板传荷载恒载：活载：楼面板传荷载恒载：活载：梁自重：2.85kN/mA-C轴线间框架梁均布荷载屋面梁恒载=梁自重+板传荷载=2.85+12.35=15.2kN/m活载=板传荷载=5.63kN/m楼面梁恒载=梁自重+板传荷载+墙自重=2.85+10.66+13.56=27.07kN/m活载=板传荷载=5.63kN/m4.4.3A柱纵向集中荷载顶层柱根据女儿墙做法：女儿墙墙高900mm，100mm的混凝土压顶。女儿墙自重为：0.2×0.9×19+0.2×0.1×25+（1.2×2+0.2）×0.5=5.22kN/m顶层柱恒载=梁自重+板传荷载+女儿墙自重96 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）==69.98kN顶层柱活载=板传荷载==13.33kN（其中，板传荷载根据图示为等效梯形均布荷载，所以选用作为计算公式）标准层柱标准层柱恒载=梁自重+板传荷载+墙自重==64.61kN标准层柱活载=板传荷载==13.33kN基础顶面恒载=底层外纵墙自重+基础梁自重=9.608×（4.8-0.45）+3.6×（4.8-0.45）=57.45kN4.4.4B柱纵向集中荷载顶层柱顶层柱恒载=梁自重+板传荷载==65.73kN顶层柱活载=板传荷载==22.81kN标准层柱标准层柱恒载=梁自重+板传荷载+墙自重=96 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）=117.87kN标准层柱活载=板传荷载==22.81kN基础顶面恒载=底层内纵墙自重+基础梁自重=19.44×（4.8-0.45）+3.6×（4.8-0.45）=100.224kN4.4.5C柱纵向集中荷载顶层柱顶层柱恒载=梁自重+板传荷载+女儿墙自重==72.18kN顶层柱活载=板传荷载==14.33kN标准层柱标准层柱恒载=梁自重+板传荷载+墙自重==66.51kN标准层柱活载=板传荷载==14.33kN基础顶面恒载=底层外纵墙自重+基础梁自重=9.608×（4.8-0.45）+3.6×（4.8-0.45）=57.45kN4.4.6AB跨间次梁处的集中荷载顶层顶层柱恒载=次梁自重+板传荷载96 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）==55.79kN顶层柱活载=板传荷载==21.81kN标准层标准层柱恒载=次梁自重+板传荷载+墙自重==114.33kN标准层柱活载=板传荷载==21.81kN4.5根据计算结果作出竖向荷载计算简图见图4-3和4-44.6有前述刚度比求节点各杆端的弯矩分配系数A5节点B5节点96 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）图4-3竖向恒荷载作用下的计算简图图4-4竖向活荷载作用下的计算简图96 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）C5节点A4节点B4节点C4节点（根据图4-1框架计算简图可知，第二层到第四层的节点弯矩分配系数相同，不再一一计算列出。）A1节点B1节点96 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）C1节点4.7恒荷载作用下的内力计算先计算恒荷载作用下的各种荷载引起的固端弯矩，根据计算结果利用弯矩二次分配法对其进行分配，然后画出相应的弯矩、剪力和轴力图。固端弯矩的计算包括：1、均布荷载引起的固端弯矩；2、次梁处集中荷载引起固端弯矩；3、边柱集中荷载偏心引起的固端弯矩。有上述三部分叠加所得，下面对其进行计算叠加。4.7.1均布荷载引起的固端弯矩计算AB跨BC跨96 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）4.7.2次梁处集中荷载引起的固端弯矩跨间有集中荷载的固端弯矩计算公式：左边：右边：固端弯矩的计算简图如图4-5所示。图4-5集中荷载固端弯矩计算示意图4.7.3边柱集中荷载偏心引起的固端弯矩4.7.4三者固端弯矩叠加AB跨96 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）BC跨4.7.5恒荷载作用下的弯矩分配弯矩分配法的一般步骤：1、根据各杆件的线刚度计算各节点的杆端弯矩分配系数，并计算竖向荷载作用下各跨梁的固端弯矩；2、计算框架各节点的不平衡弯矩，并对所有节点反号后的不平衡弯矩进行第一次分配（其间不进行弯矩传递）；3、将所有杆端的分配弯矩同时向其远端传递（对于刚接框架，传递系数均取1/2）；4、将各节点因传递弯矩而产生的新的不平衡弯矩反号后进行第二次分配，使各节点处于平衡状态；5、将各杆端的固端弯矩、分配弯矩、和传递弯矩叠加，即得各杆端弯矩。恒荷载作用下的弯矩分配见图4-6。96 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）图4-6恒荷载作用下的弯矩分配（单位kN.m）4.7.6画弯矩图AB跨的跨中弯矩计算近似地将均布荷载引起的最大弯矩、集中荷载F处的最大弯矩和弯矩分配后的杆端弯矩对跨中的影响三者叠加。96 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）BC跨的跨中弯矩计算恒荷载作用下的弯矩图见图4-7。96 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）图4-7恒载作用下的M图（单位：kN.m）4.7.7画剪力图AB跨剪力计算各节点处剪力由均布荷载、次梁处集中荷载和固端弯矩所产生的剪力叠加所得。96 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）BC跨剪力计算96 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）恒荷载作用下的剪力图见图4-8。图4-8恒荷载作用下的V图（单位：kN）96 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）4.7.8画轴力图求N图时，可采用结构力学取脱离体的方法。已知某节点上柱传来的轴力和左右传来的剪力时，其下柱的轴力为：式中，以压力为正，拉力为负。柱下端的轴力还应加上柱自重。标准层柱自重=5.42×（3.6-0.6）=16.26kN底层柱自重=5.42×（4.2-0.6）=19.51kN恒荷载作用下的轴力图见图4-9。96 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）图4-9恒荷载作用下的N图（单位：kN）4.8活荷载作用下的内力计算4.8.1均布荷载引起的固端弯矩AB跨BC跨96 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）4.8.2次梁处集中荷载引起的固端弯矩图4-5集中荷载固端弯矩计算示意图4.8.3边柱集中荷载偏心引起的固端弯矩AB跨BC跨4.8.4三者固端弯矩叠加AB跨BC跨4.8.5活荷载作用下的弯矩分配见图4-1096 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）图4-10活荷载作用下的弯矩分配（单位：kN.m）96 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）4.8.6画弯矩图AB跨的跨中弯矩计算BC跨的跨中弯矩计算96 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）活荷载作用下的弯矩图见图4-11。图4-11活荷载作用下的M图（单位：kN.m）96 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）4.8.7画剪力图AB跨的剪力计算BC跨的剪力计算96 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）活荷载作用下的剪力图见图4-12。图4-12活荷载作用下的V图（单位：kN）96 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）4.8.8画轴力图活荷载作用下的轴力图见图4-13。图4-13活载作用下的N图（单位：kN）96 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）第五章风荷载作用下框架的内力计算5.1风荷载基本资料本工程所在地区基本风压为=0.50kN/m，位于市郊，故风压高度变化系数按B类地区考虑，风压体形系数迎风面为+0.8，背面为-0.5，由于房屋的高度不大，风振系数都取为1.0，迎风面宽度B为4.8m。5.2作用在屋面梁和楼面梁节点处的集中风荷载标准值根据公式：式中，——风振系数，对于高度不大于30m的结构，取1.0；——风荷载体型系数，查规范得0.8-（-0.5）=1.3；——风压高度变化系数，按B类地区考虑；——基本分压，根据所在地区查《建筑结构荷载规范》得0.5；——下层柱高；——上层柱高，对于顶层为女儿墙高度的两倍；B——迎风面宽度。计算过程见表5-1表5-1集中风荷载标准值离地高度Z（m）（kN/m）(m)（m)(kN)18.61.01.31.220.53.62.010.6615.01.01.31.140.53.63.612.8011.41.01.31.040.53.63.611.687.81.01.31.00.53.63.611.234.21.01.31.00.54.23.612.17表中，风压高度变化系数查《建筑结构荷载规范》，用插入法求得。例如，18.6m处：5.3侧移刚度D的计算计算方法首先计算节点两侧梁平均线刚度与柱线刚度的比值；96 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）然后计算柱的侧向刚度修正系数，对于一般层，；对于底层固接，；最后计算侧移刚度D=。计算结果见表5-2和5-3。表5-2一般层侧移刚度D构件名称D=（kN/m）A轴柱0.3759722B轴柱0.57414881C轴柱0.42911122=9722+14881+11122=35655kN/m表5-3底层侧移刚度D构件名称D=（kN/m）A轴柱0.6047807B轴柱0.759694C轴柱0.6448324=7807+9694+8324=25825kN/m5.4侧移刚度的验算水平荷载作用下框架的层间侧移按下式计算：96 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）式中，——第j层的总剪力；——第j层所有柱的抗侧刚度之和；——第j层的层间侧移。第一层的层间侧移刚度值求出以后，就可以计算各楼板标高处的侧移值的顶点侧移值，各层楼板标高处的侧移值是该层以下各层层间侧移之和。顶点侧移是所有各层层间侧移之和。框架在风荷载作用下侧移的计算见表5-4表5-4风荷载作用下各层侧移的计算层次（kN）（kN）（kN/m）（m）/h510.6610.66356550.00031/12000412.8023.46356550.00071/5142311.6835.14356550.000991/3636211.2346.37356550.00131/2769112.1758.54258240.00231/1826验算：1/1826<1/550，满足规范的要求。5.5内力计算表5-5风荷载作用下A框架柱剪力和梁柱端弯矩的计算层次（kN）D(kN/m)（kN/m）(kN)yh（m）（kN.m）（kN.m）（kN.m）510.669722356550.2732.910.36×3.66.703.776.70423.469722356550.2736.400.41×3.613.599.4517.36335.149722356550.2739.590.46×3.618.6415.8828.0996 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）246.379722356550.27312.660.5×3.622.7922.7938.67158.547807258250.30217.680.57×5.340.2953.4163.08表5-6风荷载作用下B框架柱剪力和梁柱端弯矩的计算层次kNDkN/mkN/mkNyhmkN.mkN.mkN.mkN.m510.6614881356550.4174.450.44×3.68.977.053.994.98423.4614881356550.4179.780.45×3.619.3615.8411.7414.67335.1414881356550.41714.650.5×3.626.3726.3718.7623.45246.3714881356550.41719.340.5×3.634.8134.8127.1933.99158.549694258250.37521.950.55×5.352.3563.9838.7448.42表5-7风荷载作用下C框架柱剪力和梁柱端弯矩的计算层次（kN）D(kN/m)（kN/m）(kN)yh（m）（kN.m）（kN.m）（kN.m）510.6611122356550.3123.330.38×3.67.434.567.43423.4611122356550.3127.320.43×3.615.0211.3319.58335.1411122356550.31210.960.48×3.620.5218.9431.8596 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）246.3711122356550.31214.470.5×3.626.0526.0544.99158.548324258250.32218.850.55×5.344.9654.9571.01说明：1、表中y为规则框架承受均布水平力作用时标准反弯点的高度比，根据框架总层数、所在层数和k值查表采用线性插入法求得。2、柱上端的弯矩：柱下端的弯矩：5.6画弯矩图图4-14风荷载作用下的M图（单位：kN.m）96 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）5.7画剪力图其中，横梁的剪力=（横梁左端弯矩+横梁右端弯矩）/跨度图4-15风荷载作用下的V图96 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）5.8画轴力图图4-16风荷载作用下的N图96 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）第六章水平地震作用下的框架内力计算6.1恒载的计算屋面板重力值楼面板重力值梁重力值标准层柱重力值底层柱重力值墙重力值=258.92kN6.2活载的计算屋面板重力值楼面板重力值6.3各层重力代表值的计算各层重力代表值，结构的重力荷载代表值应取结构和构件的自重标准值加上各可变荷载组合值。96 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）各层质点重力代表值见图6-1。图6-1各层质点重力荷载代表值6.4各层水平力地震作用计算根据设计资料，设防烈度为6度，，建筑场地类别为Ⅳ类，地震分组为第二组，故查表得地震特征周期，基本自振周期按下公式计算其中，——基本周期考虑非承重填充墙的影响的折减系数，取0.6；——计算结构基本自振周期的结构顶点假想位移。计算结构顶点假想位移96 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）先计算每一层的侧移再进行叠加得到结构顶点的假想位移，见表6-1。表6-1结构顶点假象位移的计算层次G（kN）（kN）（kN/m）（mm）（mm）5578.73578.733565515.63014658.91237.633565534.7285.43658.91896.533565553.2250.72658.92555.433565571.7197.51692.273247.725825125.8125.8表中，=/自振周期==0.56s则0.1s<0.550.8432>0.550.7137>0.550.6497>0.550.7395>0.550.6291>0.550.4741<0.550.5867>0.550.4741<0.550.2919<0.550.3599<0.550.2919<0.550.1081<0.1690.1405<0.1690.1081<0.169判别小偏压小偏压小偏压小偏压小偏压小偏压大偏压小偏压大偏压大偏压大偏压大偏压大偏压大偏压大偏压（）1905.61786.021368.98866.96337.38702.84300.98<0300.98237.45<0237.45328.44<0328.44实际配筋425196432094131660331660331660396 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）表9-3C框架柱配筋计算层数1层2层3层4层5层组合M(kN.m)136.71136.71114.1687.6587.6586.0276.5013.0876.5062.2413.3462.2438.4811.9738.48N（kN）1016.61016.6592.56780.02780.02497.91382.76563.97382.76255.81367.99255.81116.36172.54116.36（mm）134.47134.47192.66112.37112.37172.76199.8623.19199.86251.1236.25251.12330.7069.38330.70（mm）202020202020202020202020202020（mm）154.47154.47212.66132.37132.37192.76219.8643.19219.86271.1256.25271.12350.7089.38350.701.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.0（mm）53005300530045004500450045004500450045004500450045004500450011.7811.7811.781010101010101010101010101.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.1921.1921.1391.2241.2241.15381.13481.68631.13481.1091.5271.1091.0851.3321.085e（mm）374.12374.12432.30352.01352.01412.41439.51262.84439.51490.77275.89490.77570.34309.02570.340.3807<0.550.3807<0.550.2219<0.550.2921<0.550.2921<0.550.1864<0.550.1433<0.1690.2112<0.550.1433<0.1690.0958<0.1690.1378<0.1690.0958<0.1690.0436<0.1690.0646<0.1690.0436<0.169判别大偏压大偏压大偏压大偏压大偏压大偏压大偏压大偏压大偏压大偏压大偏压大偏压大偏压大偏压大偏压（）339.85339.85329.24<0<0157.64199.80<0199.80248.55<0248.55194.28<0194.28实际配筋31660331660331660331660331660396 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）第十章楼梯的设计10.1基本设计资料取标准层一步楼梯进行计算，本建筑采用现浇整体板式楼梯，楼梯踏步尺寸为150mm×270mm，楼梯采用C30混凝土，梁、板采用HRB335级钢筋。楼梯的活荷载根据荷载规范取为2.5kN/m2，轻型金属栏杆。10.2梯段板的设计10.2.1确定板厚t按水平投影长度1m计算。板厚一般取（1/25～1/30）其中，为斜板的斜向净跨度。=（1/25～1/30）×3240=129.6～108mm取=120mm斜板与水平面的夹角为，则cos=0.87410.2.2荷载计算恒荷载三角形踏步自重混凝土斜板自重水磨石面层水泥砂浆找平层板底抹灰栏杆自重0.2kN/m合计6.74kN/m活荷载为2.5kN/m恒荷载分项系数=1.2，活荷载分项系数=1.4基本组合的总荷载设计值p=1.2g+1.4q=1.2×6.74+1.4×2.5=11.59kN/m10.2.3内力计算96 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）图10-1梯段板计算简图10.2.4配筋计算板的保护层厚度为20mm，则有效高度=120-20=100mm选配8@100，=503mm2故最小配筋率满足要求。分布筋8，每级踏步下配一根。10.3平台板的设计10.3.1板的净跨度=1530-100-200=1230mm，取1m宽水平投影长度进行计算。10.3.2荷载计算恒荷载水磨石面层0.008×17.8=0.1424kN/m水泥砂浆找平层0.02×20=0.4kN/m平台板0.12×25=3kN/m板底抹灰0.02×17=0.34kN/m合计3.88kN/m活荷载标准值为2.5kN/m基本组合的总荷载设计值p=1.2g+1.4q=1.2×3.88+1.4×2.5=8.16kN/m96 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）10.3.3内力计算图10-2平台板计算简图考虑到平台梁两端的嵌固作用，跨中最大弯矩取10.3.4配筋计算=120-20=100mm选配8@200，=251mm2故最小配筋率满足要求。10.4平台梁的设计10.4.1确定梁的尺寸平台梁的截面高度大约取跨度的1/10，取h=350mm，b=200mm。平台梁与框架梁上的短柱整结，取3600-200=3400mm。10.4.2荷载计算恒荷载斜板传来平台板传来平台梁自重0.2×0.35×25=1.75kN/m平台梁粉刷重0.02×[(0.35-0.1)×2+0.2]×17=0.238kN/m水磨石面层0.004×17.8=0.0712kN/m96 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）合计14.46kN/m活荷载标准值为2.5×（1.23/2+2.97/2）=5.25kN/m基本组合的总荷载设计值p=1.2g+1.4q=1.2×14.46+1.4×5.25=24.70kN/m10.4.3内力计算图10-3平台梁计算简图10.4.4配筋计算梁的保护层厚度为35mm，有效高度=350-35=315mm实配218，=509mm2故最小配筋率满足要求。10.4.5斜截面抗剪承载力截面尺寸满足要求。故可按构造要求配筋。配8@20096 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）第十一章基础设计计算A柱下基础，基础采用钢筋混凝土独立基础，基础底面标高-1.8m。作用在柱底的荷载效应基本组合的设计值：N=1411.58kN,M=21.43kN.m，V=15.28kN。选用C30混凝土，，，HRB335级钢筋，，柱子截面尺寸b×h=450mm×450mm。11.1根据地基承载力确定基础底面尺寸以淤泥质粉质粘土为地基持力层，地基承载力特征值,根据地质报告e或均小于0.85，故查表得地基承载力修正系数，。基础尺寸尚未确定，暂不进行宽度修正，深度修正后的持力层承载力=85+1.6×20×（1.8-0.5）=126.6按轴心受压估算基础底面积按偏心荷载确定基础尺寸考虑偏心作用，增大20%的基地面积，取=14.86×1.2=17.83m2初步选择基础底面尺寸A=l×b=4.5×4=18m2b>3m，需要进行宽度修正=85+0.3×17.5×（4-3）+1.6×20×（1.8-0.5）=131.8511.2验算持力层承载力基础和回填土重故基底尺寸取4.5m×4m，符合要求。96 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）11.3抗冲切验算11.3.1柱边基础截面抗冲切验算，初步选择基础高度，基础有垫层，。冲切破坏锥体的底面落在基础底面以内，故。偏心距基础边缘处的最大和最小净反力：对于偏心受压基础取基础边缘处最大地基土单位面积净反力设计值，作用在上的地基土净反力设计值抗冲切力：式中，为受冲切承载力截面高度影响系数，当基础高度时，取1.0。基础高度满足要求。11.3.2变阶处抗冲切验算作用在上的地基土净反力设计值=190.06kN抗冲切力满足要求。96 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）11.4配筋计算11.4.1基础长边方向Ⅰ-Ⅰ截面（柱边截面）根据比例换算得：Ⅲ-Ⅲ截面（变阶处）根据比例换算得比较和，应该按配筋实际配筋1216，11.4.2基础短边方向因该基础受单向偏心作用，所以在基础短边方向的基底反力可按均布计算。Ⅱ-Ⅱ截面（柱边截面）96 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）Ⅳ-Ⅳ截面（变阶处）实配1016，11.5基础的配筋图图11-1基础平面图96 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）图11-2基础剖面图96 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）第十二章电算与手算对比分析12.1荷载图对比电算值与手算值有大有小，偏差都在刻意接受的范围内。整体上比较，电算更加细致，而在手算的时候一些细小的荷载忽略不计了。12.2内力对比分析12.2.1恒荷载作用下的内力对比分析通过恒载弯矩图、剪力图和轴力图的对比，数据结果的差异基本控制在5%以内，只有个别数据超过5%。原因分析：1、手算框架梁、柱自重时没有考虑抹灰等因素的影响，而用pkpm软件计算时，在satwe总信息中输入混凝土容重的数值时，已经考虑了抹灰等的影响，框架结构取25.5，框剪结构取26，剪力墙结构取27。但这也是比较大致的估算，不可能很精确，与手算和实际都会存在一些误差。2、手算过程中具体算了门、窗、墙等的自重，但为了计算简便，很多细节上都采取了简化计算，与实际存在误差，而在电算中，输入填充墙荷载时只是大致予以了折减，故节点荷载引起的偏心距与手算不一致，从而导致梁端、柱端弯矩有所不同。3、梁端及柱端剪力是根据弯矩和梁间线荷载求得的，由于之前分析的弯矩手算与电算已经存在差异以及梁间线荷载的差异，故剪力的数据也会有所不同。4、柱的自重在手算中是自己要计算的，而在电算过程中并不需要手动输入，是程序根据输入的柱的尺寸自动计算的，肯定会存在差异。再加上上面所述，梁端的剪力和节点集中荷载的不同，所以轴力也会不同。12.2.2活荷载作用下的内力对比分析通过对比发现活荷载作用下的内力同样存在偏差。这是由于手算没有考虑活荷载的不利布置，而是考虑活荷载满布情况下进行内力计算的，而电算时程序自动考虑了活荷载的不利布置，所以会存在不同。12.2.3水平地震作用下的内力对比分析水平地震作用下，手算与电算的结果相差比较大。可能以下几个原因：1、手算采用的是底部剪力法计算水平地震作用，而电算采用的是振型分解反应谱法计算水平地震作用的。底部剪力法主要与第一振型有关，而振型分解反应谱法与前面两到三个振型有关。计算方法不同，结果有差异。2、手算时采用各楼层质点重力荷载代表值作为底部剪力计算的依据，而重力荷载的计算手算与电算肯定有所不同。96 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）12.3配筋对比分析见表12-1,12-2表12-1AB跨支座处配筋对比层次上部支座处配筋（手算）上部支座处配筋（电算）A支座B支座A支座B支座52223222162164322422220+222220+2223422425218+420218+4202422425218+422218+4221425425222+420222+420表12-2AB跨跨中配筋对比层次下部跨中配筋（手算）下部跨中配筋（电算）AB跨中BC跨中AB跨中BC跨中5225218218+216416442221842241634222184224162422218422218+2161422218422416通过表中对比可以发现，电算的配筋面积比手算的配筋面积略大，更趋向于保守和安全。12.4手算错误与不足分析根据手算弯矩图与电算弯矩图的比较，可以发现在AB跨的弯矩有所不同，电算得到的弯矩图在次梁集中荷载处有一个变化，两边弯矩的弧度也不同。因为手算时画图为了简便，在此处并没有考虑集中荷载对弯矩图的影响，与实际有偏差。相比之下，电算比手算更加精准。根据手算剪力图与电算剪力图的比较，同样在AB跨次梁集中荷载，电算图剪力有一个突变，这是因为此处集中荷载产生的内力。说明手算的剪力图虽然不影响计算结果，但是其实在此处是存在错误的。另外，在实际中，柱也存在剪力但比较小，在手算中为了方便就忽略不计了，而电算则在剪力图中体现出来了。96 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）12.5总结最后通过综合PkPM的计算结果与手算的计算结果相比较，可以得出：1.PkPM得出的结果比手算的计算结果偏保守，例如：梁的配筋率PkPM的结果比手算结果大4%至20%，柱的配筋率则大20%至25%，PkPM楼板的配筋在一些支座处存在配筋很大的现象。2.但手算容易产生误差和考虑不够全面，PkPM则完全可以减小由于考虑不全面和失误引起的误差。在实际操作上，还是电算更加完善，但要注意由于程序采用的计算模型不同，对于重要或复杂的结构，应选用集中不同的模型来计算，可以在相互比较的基础上选用较为合理的计算结果。但是不能过分依赖计算机程序，对计算机程序计算的结果要有自己的判断和理解。12.6电算图图12-1框架立面图96 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）图12-2弯矩包络图96 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）图12-3剪力包络图96 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）图12-4轴力包络图96 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）图12-5恒载图96 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）图12-6恒载弯矩图96 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）图12-7恒载剪力图96 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）图12-8恒载轴力图96 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）图12-9活载图96 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）图12-10活载弯矩包络图96 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）图12-11活载剪力包络图96 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）图12-12活载轴力包络图96 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）图12-13左震弯矩图96 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）图12-14右震弯矩图96 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）结束语毕业设计是教学计划的一个重要的组成部分,它培养了我们综合运用所学基础和专业知识,提高了我们实践能力,是最后一个重要教学环节。通过几个月来紧张而有序的设计，提高了我分析和解决实际问题的能力，总结与提高了几年来所学知识的，在理论上联合了实际。我的毕业设计课题是设计五谷服饰综合楼,其中包括建筑设计,结构设计两部分。通过这两部分的设计使我对大学以来所学的各门课程有了一个系统而全面的了解，加深了各专业课程知识的融会贯通。建筑设计是对拟建建筑物预先进行设想和规划，根据建筑物的用途和要求确定其各部分的形状和尺寸，并将各部分有机地组织到一起，创造出优美协调的建筑空间环境。从中，我进一步理解民用建筑设计原理和构造的基础知识，掌握建筑施工图的设计方法和步骤，提高绘制和识别建筑施工图的基本技能。我根据教学楼的特点，确定了其结构形式为钢筋混凝土框架结构。在结构设计中，根据《荷载规范》，正确计算作用框架上的荷载值；掌握了框架结构的内力分析方法，学会了内力组合；根据控制截面的不利内力值和截面的尺寸进行配筋和节点构造设计。同时通过PkPM结构计算软件的应用，明白计算机结构计算出图与到工程应用还有较大的距离，必须通过必要的修改才能运用。通过毕业设计的锻炼也使我明白处理不同难题的方法，在遇到难题时不能避而远之，应该通过大量地查找资料、虚心向别人请教来解决。这一点不仅是对现在，而且对我以后的工作都有很大的指导意义。在此再次感谢在这次毕业设计中支持和帮助我的实习单位、学校老师和同学。由于自身所学知识的局限性以及第一次独立的完成设计，设计中难免存在问题。在此，请各位老师，专家给予批评指正。96 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）致谢首先最应该感谢的是我的父母对我的支持，无论我遇到什么挫折和失败，他们都一如既往地支持我，鼓励我，在我消极的时候给我前进的动力。大学四年虽然给我留下了许多美好的回忆，但是使我印象最深的还是这段大家同甘共苦一起做毕业设计的时光。在这段忙碌又充实的日子里，我学到了很多以前没有学到的知识，也遇到了许多以往所没经历的事情，使我受益良多。本次设计从始至终得到了我们建筑工程系领导、教师的关心和支持，尤其是我的指导老师于清泉老师。他在繁忙的工作中抽出大量宝贵的时间对我的设计进行指导，为我提供大量资料参考，在我遇到疑难问题时及时给予解答,使我的设计能够顺利进行。此外，我还衷心的感谢实习单位老师，他对于我PkPM软件的指导，使我能够较短时间里完成电算。同时，还要感谢同组同学及时的互通消息，以及本宿舍同学在设计中给予的无私帮助和体谅。在此，再次表示衷心的感谢。96 三江学院2011届本科生毕业设计（论文）参考文献[1]中华人民共和国国家标准：建筑结构荷载规范（GB50009—2001）；[2]中华人民共和国国家标准：混凝土结构设计规范（GB50010—2002）；[3]中华人民共和国国家标准：建筑抗震设计规范（GB50011—2010）；[4]中华人民共和国国家标准：建筑地基基础设计规范（GB50007—2002）；[5]蓝宗建等主编，混凝土结构与砌体结构（第二版），东南大学出版社；[6]郭继武主编，建筑抗震设计(第二版)，中国建筑工业出版社；[7]金喜平、邓庆阳编，基础工程，机械工业出版社；[8]卢廷浩编，土力学及地基基础，河海大学出版社；[9]范幸义等编，建筑结构CAD设计与应用，中国电力出版社；[10]［美］LeonardSpiegel，ReinforcedConcreteDesign，清华大学出版社；[11]［美］RobertDorsey，CaseStudiesinBuildingDesignandConstruction，清华大学出版社。96'