结构专业毕业设计计算书 (3000字)

毕业设计材料

专业班级 土木工程（结构）103班

姓 名 吴 涛

指导教师 周骥（副教授）

所在学院

2014年 5月

总 目 录

一、 毕业设计书

二、 任务书

三、 开题报告

四、 外文翻译

毕 业 设 计 书

题 目专 业 土木工程 班 级 结构103班 姓 名 吴涛 指导教师 周骥（副教授） 所在学院 城建学院

完成时间：2014年 5月

承 诺 书

我谨此郑重承诺：

本毕业设计（论文）是本人在指导老师指导下独立撰写完成的。凡涉及他人观点和材料，均依据著作规范作了注释。如有抄袭或其它违反知识产权的情况，本人愿接受学校处分。

承诺人（签名）：

年 月 日

杭州钱江创业中心1号楼A区框架结构设计

城建学院 专业 土木工程（学生姓名）吴涛

摘 要：通过对杭州钱江创业中心1号楼A区框架结构选取一品框架，首先计算梁柱尺寸，然后计算梁柱的线刚度，通过层高查表计算出各层风荷载并转换成各节点集中荷载。通过梁柱尺寸得出楼面屋面框架节点的标准荷载，根据线刚度得出恒载的分配系数，用二次分配法得出内力，并得出框中弯矩和柱边弯矩，梁柱跨中以及柱边剪力，根据前面所算的柱边，梁柱中弯矩以及剪力得出柱轴力表由此画出恒载弯矩图。计算楼面的活载，根据线荷载得出活载分配系数，用二次分配法得出内力，用和恒载计算一样的方法计算活载，并得出柱轴力，画出弯矩图。用D值法计算风荷载作用下的梁柱弯矩剪力、轴力，画出风荷载作用下的弯矩图。根据内力组合得出内力组合中最不利的值，然后计算得出梁柱的配筋。根据前面的内力组合选取其中两组计算柱下独立基础。

关键词：二次分配法；梁柱荷载；内力组合； D值法；配筋

A Frame Structure Design Of Hangzhou Qian Jiang Entrepreneurship Center 3 Floor Area

Abstract: In hangzhou qianjiang entrepreneurship center 3 floor area A frame structure to select A framework, first calculate the beam size, then calculate line stiffness of beams, each layer are calculated by the height look-up table wind load translates into each node concentrated load. Through beam size, the floor roof frame node standard load according to the line of dead load distribution coefficient of stiffness, internal force, by means of quadratic assignment and draw frame edge bending moment, bending moment and the column in the beam and column in the cross of edge shear, according to the figure in front of the column, Liang Zhuzhong bending moment and shear force draw a table column axial force thus draw the dead load bending moment diagram. Calculation of floor live load, according to the load are obtained live load distribution coefficient of internal force, by means of quadratic assignment with live load and dead load calculation method of calculation, and it is concluded that the column axial force, draw the bending moment diagram. Use D value method to calculate the wind loads of beam bending shear, axial force, draw the wind load under the action of bending moment diagram. According to the most adverse internal force combination draw internal force combination of values, and then calculates beam reinforcement. According to internal force combination selection in front of the two groups of independent foundation under column.

Key words: Secondary distribution method; Beam load; Internal force combination;D value method; reinforcemen

目 录

1．工程概况 ...................................................... 1

1．1 主要建筑做法 ................................................ 1

1．1．1 工程名称 ................................................. 1

1．1．2 工程概况 ................................................. 1

1．1．3 主要设计依据 ............................................. 1

1. 1. 4 基本条件 ................................................. 2

1．2 结构选型 .................................................... 2

2．结构布置及结构计算简图的确定 .................................. 4

2．1 梁截面尺寸估算 .............................................. 4

2．2板截面尺寸 ................................................... 4

2．3 柱截面尺寸 .................................................. 4

2．4 柱截面初选 .................................................. 4

2. 5框架结构层高 ................................................. 6

2. 6框架结构计算简图的确定 ....................................... 6

3．荷载计算 ...................................................... 8

3．1 恒载计算 .................................................... 8

3．1．1屋面框架梁线荷载标准值 .................................... 8

3．1．1．1屋面恒荷载标准值计算 ................................... 8

3．1．1．2框架梁及粉刷自重 ....................................... 6

3．1．1．3边跨（AB、CD）线荷载标准值 ............................. 6

3．1．1．4中跨（BC）线荷载标准值 ................................. 6

3．1．2楼面框架梁线荷载标准值 .................................... 6

3．1．2．1楼面恒载标准值计算 ..................................... 7

3．1．2．2边跨框架梁(AB、CD)及粉刷自重 ........................... 9

3．1．2．3边跨框架梁填充墙自重（均布） ........................... 9

3．1．2．4中跨框架梁及粉刷自重 ................................... 9

3．1．2．5边跨框架梁上的线荷载 ................................... 9

3．1．2．6楼面中跨线荷载 ......................................... 9

3．1．3屋面框架节点集中荷载标准值 ................................ 9

3．1．3．1顶层边节点集中荷载 ..................................... 9

3．1．3．2顶层中节点集中荷载 ..................................... 9

3．1．4楼面框架节点集中荷载标准值 ................................ 9

3．1．4．1中间层边节点集中荷载 ................................... 9

3．1．4．2中间层中节点集中荷载 ................................... 9

3．1．5恒荷载作用下的计算简图 ................................... 10

3．2 楼面活荷载计算 ............................................. 11

3．3 风荷载计算 ................................................. 13

3．3．1风荷载标准值计算 ......................................... 13

4．内力计算 ..................................................... 15

4．1 恒载作用下的内力计算 ....................................... 15

4．1．1计算方法的选用 ........................................... 15

4．1．2等效均布荷载的计算 ....................................... 15

4．1．3用弯矩分配发计算梁、柱端弯矩 ............................. 15

4．1．4跨中弯矩计算 ............................................. 18

4．1．5梁端剪力、梁边控制截面的弯矩（柱边） ..................... 18

4．1．5．1梁端剪力计算 .......................................... 18

4．1．5．2梁端柱边剪力计算 ...................................... 19

4．1．5．3梁端柱边弯矩计算 ...................................... 19

4．1．5．4柱轴力计算 ............................................ 20

4．1．5．5弯矩调幅 .............................................. 21

4．2 活荷载作用下的内力计算 ..................................... 22

4．2．1等效均布荷载的计算 ....................................... 22

4．2．2用弯矩分配发计算梁、柱端弯矩 ............................. 23

4．2．3跨中弯矩计算 ............................................. 25

4．2．4梁端剪力、梁边控制截面的弯矩（柱边） ..................... 25

4．2．4．1梁端剪力计算 .......................................... 25

4．2．4．2梁端柱边剪力计算 ...................................... 26

4．2．4．3梁端柱边弯矩计算 ...................................... 27

4．2．4．4柱轴力计算 ............................................ 27

4．2．4．5梁端柱边弯矩及跨中弯矩 ................................ 27

4．3 风荷载作用下的内力计算 ..................................... 28

5．内力组合 ..................................................... 35

6．截面设计 ..................................................... 43

6．1 横梁正截面受弯承载力计算 ................................... 43

6．2 横梁斜截面受剪承载力计算 ................................... 48

6．3 框架柱承载力计算 ........................................... 50

7． 柱下独立基础计算 ............................................ 56

7.1 基础底面的确定 .............................................. 56

7.1.1 确定基础底面积 ............................................ 56

7.1.2 验算偏心距 ................................................ 57

7.1.3 验算基底最大压力 .......................................... 57

7.1.4 计算基底净反力 ............................................ 57

7.2 基础高度的确定 .............................................. 58

7.2.1 柱边基础截面抗冲切验算 .................................... 58

7.2.2 变阶处抗冲切验算 .......................................... 59

7.3 配筋计算 .................................................... 60

7.3.1 柱边截面 .................................................. 60

7.3.2 变阶处截面 ................................................ 61

7.3.3 配筋 ...................................................... 61

致谢 ............................................................ 63

参考文献 ........................................................ 64

1工程概况

该工程为四层办公楼，建筑平面如图1.1所示，建筑剖面如图1.2所示，层高为3.6m，室内外高差为1.2m，承重结构体系拟采用现浇钢筋混凝土框架结构。

图1.1 建筑平面图

1.1主要建筑做法

1.1.1工程名称

杭州钱江创业中心1号楼A区

1.1.2工程概况

1、建筑面积：5648.45M 2

2、建筑层数： 5

3、建筑高度：23.100M

4、建筑安全等级：二级

5、耐火等级：二级

6、抗震设防烈度：6度，结构使用年限：50年

7、屋面防水等级：II级，防水耐用年限15年

8、结构类型：现浇钢筋混凝土框架结构

1.1.3 主要设计依据

采用国家及建设部、浙江省规范及规程：

《建筑结构可靠度设计统一标准》 (GB50068-2001)

《建筑工程抗震设防分类标准》 （GB50223-2008）

《建筑结构荷载规范》 (GB50009-2012)

《混凝土结构设计规范》 (GB50010-2010)

《建筑抗震设计规范》 (GB50011－2011)

《建筑地基基础设计规范》 （GB50007－2011）

《建筑地基处理技术规范》 （JGJ 79-2012）

《建筑地基基础设计规范》 （DB 33/1001－2003）

《建筑桩基设计规范》 （JGJ 94-2008）

《砌体结构设计规范》 (GB50003-2011)

《地下防水技术规范》 （GB50108-2008）

1.1.4 基本条件

基本风压：ω2

o=0.45KN/M (地面粗糙度属B类)。

结构选型

1、结构体系选型：钢筋混凝土现浇框架结构体系

2、屋面结构：采用现浇混凝土肋型屋盖，刚柔性结合的屋面，屋面板厚120MM。

3、楼面结构：采用现浇混凝土肋型屋盖，板厚100MM。

1.2

图1.2 建筑剖面图

2.结构布置及结构计算简图的确定

建筑高度H<30m,非抗震设计，轴压比取0.9，各层重力荷载代表值取13KN/M2。 NV=1.25 x 13 x 7.2 x 4.8 x 5=3456KN

1.1NV=1.1 x 3456=3801.6KN

3801.6/(0.9 x 14.3)=266KN/MM2

2.1梁截面尺寸估算

取9号轴线为计算单元

主梁（纵向梁）的截面尺寸

主梁高度为:h=(1/14~1/8)l=(1/14~1/8) x 7200=515~900

取主梁高度h=700mm

主梁宽度h/b=2~3, 取b=300mm

次梁（横向梁）的截面尺寸

次梁高度为:h=(1/18~1/12)l=(1/18~1/12) x 7200=400~600

取主梁高度h=600

主梁宽度h/b=2~3, 取b=250

综述：主梁（纵向梁）的截面尺寸为：h x b=700 x 300

次梁（横向梁）的截面尺寸为：h x b=600 x 250

长短跨之比7200/3900=1.85<2因此，按双向板计算

2. 2板的截面尺寸

板厚按不验算刚度的条件取为

h>=l/40=3900/40=99.9(为短跨跨度)

因为 工业建筑楼面厚度h >=70MM

所以 综合考虑板厚h=100MM

2. 3 柱的截面尺寸

1、 计算公式：AC?N/?Nfc N??FgE.n

式中：fc：砼轴心抗压设计值，C30为14.3N/MM2

?N：框架柱轴压比限值，本次设计中为四级抗震要求，取为1.0 F： 按简支状态计算的柱的负载面积

gE：折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，框架结构可近似取为10~20KN/,

故取为13KN/MM2。

n：柱截面以上楼层的层数（5层）

2、F（负载面积）的计算

取9号轴线为计算单元，计算简图下图2-1（图中阴影部分为负载面积

) D

C

B

A

图2-1 9号轴线计算简图

中柱的负载面积为： B柱 7.2mx（3.45+1.2）m=33.48M2

C柱7.2mx（3.45+1.2）m=33.48M2

边柱的负载面积为：A柱 7.2mx3.6m=25.92M2

D柱7.2mx3.6m=25.92M2

中柱、边柱的面积计算 中柱 C柱 A=1.25x33.48x13x5/(0.9x14.3)=211364MM2

B柱 A=1.25x34.56x13x5/(0.9x14.3)= 211364MM2

边柱 A柱 A=1.3x25.92x13x5/(0.9x14.3)=170182MM2

D柱 A=1.3x25.92x13x5/(0.9x14.3)=170182MM2

综合考虑其它因素，取柱截面为正方形

取中柱和边柱截面尺寸均为500MMx500MM=250000MM2>211364MM2 故柱的截面尺寸为500MMx500MM

2.4框架结构层高

考虑到基础埋深，初步假定底层层高为5100MM,其余各层为3600MM。

2.5 框架结构计算简图的确定

选择9号轴线那榀框架进行计算，该榀框架的计算简图如图2-2 7.1521.447.15

4.014.01

7.1521.447.15

4.014.01

7.1521.447.15

4.014.01

7.1521.447.15

4.014.01

7.1521.447.15

3.1253.125

图2-2 结构计算简图

注：图中数字为线刚度，单位：x 10(M)

结构计算简图如图2.2所示。各梁柱构件线刚度经计算后示于图2.2中。由于在求梁截面惯性矩时考虑到现浇板的作用，取I=2I0(I0为不考虑楼板翼缘作用的梁截面惯性矩)。

单位（x10N/MM）

AB,CD跨梁 i=EI/L=2EI0/L=2 x3 x104 x300 x7003/(12 x7200)=7.15

BC跨梁 i=EI/L=2EI0/L=2 x3 x104 x300 x7003/(12 x2400)=21.44

上部各层柱： i=EI/L=2EI0/L=2 x3 x104 x500 x5003/(12 x7200)=4.01

底层柱： i=EI/L=2EI0/L=2 x3 x104 x500 x5003/(12 x7200)=3.125

9号轴线的框架计算简图如图

2-3 10103

图2-3 9

3荷载计算

3.1 恒载计算

3.1.1 屋面板屋面框架梁线荷载标准值

1、屋面恒荷载标准值计算

(1)30厚挤塑板 0.32 KN/M2

(2)三毡四油铺小石子 =0.4 KN/M2

(3)40厚C20细石混凝土防水 1.0 KN/M2

(4) 20厚1：3水泥砂浆 0.02x20=0.4 KN/M2

(5)一道1.5厚高分子卷材 0.15 KN/M2

(6)C15细石混凝土找坡 1.0 KN/M2

(7)120厚钢筋混凝土楼板 0.12x25=3 KN/M2

合计： ∑屋面板=6.27 KN/M2

2、框架梁及粉刷自重

（a）边跨自重

边跨：AB（CD）跨 0.3x0.7 x25=5.25 KN/M2

边跨梁侧粉刷 2 x （0.7-0.1）x 0.02 x 17=0.408 KN/M2

（b）中跨BC自重 0.3x0.7 x25=5.25 KN/M2

中跨梁侧粉刷 2 x （0.7-0.1）x 0.02 x 17=0.408 KN/M2

3．边跨（AB，CD）线荷载标准值

g9AB5=g9CD5（自重，均布） 5.658 KN/M2

g9AB5=g9CD5（恒载传来，梯形） 3.6 x6.27=22.572 KN/M2

4，中跨（BC）线荷载标准值

g9BC5（自重，均布） 5.658 KN/M2

g9BC5（恒载传来，三角形） 6.27 x2.4=15.048 KN/M2

3.1.2 楼面框架梁线荷载标准值

1，楼面恒荷载标准值计算

5厚纯水泥砂浆 0.005?20=0.1KN/M2 20厚水泥浆 0.02?20=0.4 KN/M2 100mm厚钢筋混凝土楼板 0.10?25=2.5 KN/M2 15mm纸筋石灰抹底 0.015?17=0.255 KN/M2

楼面恒载合计 ： 3.255 KN/M 2，边跨框架梁（AB,CD）及粉刷自重 5.658 KN/M 3，边跨框架梁填充墙自重（均布） 0.19?（3.6-0.7）?13=7.163 KN/M 222

填充墙墙面粉刷自重 2?（3.6-0.7）?0.02?17=1.972 KN/M 2

4，中跨框架梁及粉刷自重 5.658 KN/M 5，边跨框架梁上的线荷载

(AB、CD)跨梁、墙自重按均布荷载计算 g9AB3 = g9CD3 =5.658+8.19=13.848 KN/M

(AB、CD)跨楼面荷载按梯形面积计算 g9AB3 = g9CD3=3.255×3.6=11.718 KN/M

6，中跨框架梁上的线荷载

(BC)跨梁自重按均布荷载作用 g9BC3=5.658 KN/M

(BC)跨楼面荷载按三角形面积作用 g9BC3=3.255×3.6=11.718 KN/M 2

3.1.3屋面框架节点集中荷载标准值

1.顶层边节点（A）集中荷载

(1)边柱纵向框架梁自重 0.3?0.7?3.6?25=18.9 KN

(2)边柱纵向框架梁粉刷 2?（0.7-0.1）?0.02?3.6?17=1.4688 KN

(3)次梁自重 0.25?0.6?0.2?7.2?25=5.4 KN

(4)次梁粉刷 0.25?2?（0.6-0.1）?0.02?7.2?17=0.612 KN

(5)1m高女儿墙自重 1?0.19?7.2?13=17.784 KN

(6)1m高女儿墙粉刷 1?0.02?7.2?17=2.448 KN

(7)纵向框架梁传来屋面自重 0.5 ?3.6?0.5?3.6?6.27=20.315 KN 合计： G9A5=66.93 KN

2.顶层中节C点集中荷载

(1)中柱纵向框架梁自重 0.3?0.7?（3.6-0.25+1.2-0.25）?25=22.575 KN

(2)中柱纵向框架梁粉刷 2?0.02?（0.7-0.1）?3.6?17=1.469 KN

(3)次梁自重 0.25?0.6?7.2?25/2=13.5 KN

(4)次梁粉刷 2?（0.7-0.1）?0.02?（3.6+1.2）?17=1.632 KN

(5)纵向框架梁传来屋面自重 0.5?（3.6+3.6-2.4）?2?0.5?6.27=15.048 KN 0.5?3.6?0.5?3.6?6.27=20.315 KN 合计： G9C5=74.539 KN

3.1.4 楼面框架节点集中荷载标准值

1.中间层边节点A集中荷载

(1)边柱纵向框架梁自重 18.9 KN

(2)边柱纵向框架梁粉刷 1.4688 KN

(3)塑钢窗自重 3?2?0.7=4.2 KN

(4)窗下墙体自重 0.19?0.9?（3.6-0.7）?13=6.45 KN

(5)窗下墙体粉刷 2?0.02?0.9?（3.6-0.7）?17=1.8 KN

(6)窗边墙体自重 0.7?0.19?(3.6-0.7-0.9)?13=3.458 KN

(7)窗边墙体粉刷 2?0.02?0.7?(3.6-0.7-0.9)?17=0.952 KN

(8)框架柱自重 0 .5?0.5?3.3?25=20.625 KN

(9)框架柱粉刷 （0.7?3.6-0.19?3.6）?0.02?（3.3-0.7）?17=1.62 KN

(10)纵向框架梁传来楼面自重 0.5?3.6?3.6?0.5?6.27=20.315 KN 合计： GA=GD=79.79KN

2.中间层中节点集中荷载

(1)中柱纵向框架梁自重 18.9 KN

(2)中柱纵向框架梁粉刷 1.4688 KN

(3)内纵墙自重 0.19?（3.6-0.7）?（7.2-0.5）?13=48.00 KN

(4)内纵墙粉刷 2?0.02?（3.6-0.7）?（7.2-0.5）?17=13.21 KN

(5)框架柱自重 20.625 KN

(6)框架柱粉刷 1.62 KN

(7)中柱C纵向框架梁传来楼面自重 0.1?（9.72+1.44）?25

+0.1?（3.6+3.24+4.86）?25=57.15 KN

(8)中柱B纵向框架梁传来楼面自重 0.1?（9.72+1.44）?25

+0.1?（3.6+3.24+4.86）?25=57.15 KN

合计： GB=GC=160.974KN

3.恒荷载作用下的计算简图如图

GG 图3-1恒荷载作用下的计算简图

3.2楼面活荷载计算

P

D5

P

CD5

PP

C5