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1、南京工业大学土木工程毕业设计计算书完整版 2011 届毕业设计（论文） 题 目：田湾河公司招待所（方案三）专 业：土 木 工 程班 级：土 木 1102姓 名指导老师：卢红琴 唐明怡 徐欣起讫日期：2015.3.22-2015.5.242015年6月摘要框架结构的优点是建筑平面布置灵活，与其他结构相比，它是一种造价较低的结构体系。建筑物外形由单一的矩形发展到L形，弧形等很多形状。建筑物的体形也由单一体形发展到单元组合体型和复杂体型。因此，多层工业，民用和公共建筑均采用框架结构体系。本设计主要对结构方案中第4榀框架进行结构设计，按照最初开题报告所探索的计算步骤进行结构设计，步骤大概如下：确定结构

2、布置选型，结构层间荷载计算，竖向荷载计算，D值法进行风荷载和地震荷载运算，结构内力组合，梁和框架柱截面配筋计算，进行独基设计，最后进行PKPM设计并绘制施工图。关键词：框架结构；分层法；独立基础；结构设计；配筋。AbstractBecause of the advantages of frame structure of the building layout iflexible，easy to satisfy the requirements set large space, facade processing also easy to meet demand, the art of arc

3、hitecture, frame structure is a low cost structure compared with other structures.The figuration of the building changes from the single rectangular to L-shaped，prototypes etc. The bodily form changes from singlebuilding to the unit combination shape size and complex shape. Therefore, the frame stru

4、cture is adopted in multi-layer industrial and civil and public buildings.The 4th horizontal frame structure is designed in this design.After determining the frame layouts, the standard values of loads acting on the structure are calculated firstly.Then the internal forces of the structure caused by

5、 vertical constant load and live load are calculated by stratified sampling method. Then, the structural internal forces (moment,shear force and axial force).due to horizontal wind load is calculated by using a D value method. Secondly, the internal forces under various circumstances are combined. T

6、he security results are selected to calculate the reinforcement of frame beams and frame column.Then, the structure of the shallow foundation is designed. Finally, the shop drawing of the frame structure is drawn by PKPM and CAD software.Key words：Frame structure；Layering method；Isolated foundation；

7、Structure Design；Reinforcement.参考文献 70致谢 71第一章 结构选型与布置题目：田湾河公司招待所（方案三）1.1 气象资料（1）基本风压值：W0=0.3kN/m（2）基本雪压值：So=0.2kN/m1.2水文地质资料1.2.1工程概况本设计为实际应用课题，工程位于四川雅安石棉县，为田湾河公司招待所（方案三）。建筑场地长宽约长47m 宽19m，建筑面积约3600 m2，底层层高4.2m，其余各层层高均为3.6m，室内外高差0.45m。本工程建筑层数为四层，建筑结构安全等级为二级，设计使用年限为50年，地基基础设计等级为丙级，框架抗震等级为三级，建筑抗震设防类别为

8、丙类，抗震设防烈度为7度(基本地震加速度为0.10g) ，地震分组为第二组。底层平面柱网图见附件（可以局部改变柱网）。1.2.2工程地质资料（1）经勘察查明，根据地层的沉积特点和物理力学特性自上而下共可划分为3层，各土层描述如下：杂填土：杂色，松散。主要建筑垃圾、偶夹少量卵砾石及少量粘性土组成。系新近堆填，未经压实。该层在整个场地均有分布，主要呈层状分布于地表，揭露厚度0.50m左右。粉质粘土1（Q3fgl）：褐色、褐黄色，可塑状。含铁锰质斑点、结核及氧化物斑点，光泽反应稍有光滑，切面较光滑，无摇振反应，干强度、韧性中等，结构较致密，揭示厚度1 m左右。卵石：杂色，稍湿饱和。骨架颗粒主要由花岗

9、岩、石英岩、砂岩、闪长岩等组成,中微风化,磨圆度较好,呈圆形亚圆形,粒径约为30180mm,卵石含量约5075%,充填细砂及砾石,含少量漂石。该层分布连续、稳定、厚度大。卵石层（Q3fgl）：褐黄色，饱和，骨架颗粒由花岗岩、砂岩等组成，呈强中风化，亚圆次菱角形，一般粒径30mm110mm，偶夹漂石，卵石含量约5070%,卵石风化强，呈砂状或土状，松散卵石空隙充填为可塑状粘性土和砂粒，稍密中密卵石空隙充填砾石及少量粘性土。该层分布连续、稳定、厚度大，密实度有从上而下增强的趋势，按卵石的含量和N120动力触探修正锤击数以及触探曲线特征，可将卵石划分成如下三个亚层。(2)基础型式及持力层：本工程采用

10、柱下独立基础；基础持力层位于第3层卵石，地基承载力特征值 Fak=300KPa(3)本工程地下水埋深为10米左右，地下水对钢筋混凝土结构不具侵蚀性。(4) 建筑场地类别:类（特征周期0.40s）。1.3抗震设防烈度：7度1.4荷载资料（1）招待所楼面活载，查建筑结构荷载规范（GB 50009-2012），确定房间活载为2.5，走道为3.5；（2）不上人屋面：活载标准值为0.7kN/m2；（3）屋面构造： 保护层：20MM 1:2.5水泥砂浆，表面抹平 隔离层：200G、M2聚酯无纺布 防水层：1.2厚合成高分子防水卷材两道 找平层：20MM厚 1:2.5 水泥砂浆 保温层：75厚挤塑板 找坡层

11、：水泥砂浆找坡（4）楼面构造：100厚1:2水泥砂浆面层压实抹光，15厚1:3水泥砂浆找平层，现浇钢筋混凝土楼面板，12厚石灰粉平顶。（5）围护墙：采用240厚轻质砌块。图 1-1 柱网图第二章 计算简图和荷载计算2.1框架计算简图本工程横向框架计算单元取四榀框架部分，框架的计算简图假定底层柱下端固定于基础，本工程基础采用柱下独立基础，挖去所有杂填土，基础置于第三层卵石上，基底标高为设计相对标高1.6 m。柱子的高度底层为：h1 = 4.2+0.9 = 5.1 m（初步假设基础高度0.5 m），二五层柱高为h2h5 = 3.6 m。柱节点刚接，横梁的计算跨度取柱中心至中心间距离，三跨分别为：L

12、 = 8000、3000、8000。计算简图见图2-1。图2-1计算简图2.2梁柱截面初选（1）框架柱：全部采用450450mm（2）梁：横向框架梁采用300650mm，纵向框架梁采用300650mm，次梁采用250550mm。（3）板厚：均采用120mm。2.3材料强度等级混凝土：均采用C30级受力钢筋采用HRB400钢筋，箍筋采用HPB300钢筋。2.4竖向荷载计算 本例题以轴线横向框架为计算分析对象 2.4.1屋面横梁竖向线荷载标准值 a)恒载作用下结构计算简图 b）活载作用下结构计算简图图2-2 荷载计算简图（1）恒载 屋面恒载标准值35厚架空隔热板 0.03525=0.875KN/m

13、2防水层 0.4KN/m220厚1:2.5 水泥砂浆 0.0220=0.4KN/m2120厚现浇板 0.1225=3KN/m212厚石灰层平顶 0.01216=0.192KN/m2屋面恒载标准值 4.87kN/m墙体重 2.362.95=6.96kN/m梁自重边跨AB,BC,CD跨 0.30.6525=4.875kN/m梁侧粉刷 2（0.65-0.120.0217=0.36kN/m 5.23kN/m作用在顶层框架梁上的线荷载标准值为：梁自重 g4AB1= g4CD1= g4BC1=5.23kN/m板传来荷载 g4AB2= g4CD2 = g4BC2 =4.873.9=19kN/m（2）活载作用

14、在顶层框架梁上的线荷载标准值为：q4AB= q4CD=0.73.9=2.73kN/m2.4.2楼面横梁竖向荷载标准值（1）恒载 25厚水泥砂浆面层 0.02520=0.5KN/m2120厚现浇板 0.1225=3KN/m212厚石灰层平顶 0.01216=0.192KN/m2楼面恒载标准值 3.692KN/m2AB,BC,CD跨梁自重 5.23kN/m作用在楼面层框架梁上的线荷载标准值为：梁自重 gAB1= gCD1= gBC1=5.23kN/m板传来荷载 g4AB2= g4CD2 = g4BC2 =4.873.9=19kN/m（2）活载作用在顶层框架梁上的线荷载标准值为：q4AB= q4CD

15、=2.53.9=9.75kN/m2.4.3屋面框架节点集中荷载标准值（1）恒载边跨纵向框架梁自重 0.30.653.925=19.01KN粉刷 2（0.65-0.12）0.023.917=1.44KN1.2m女儿墙 23.92.36=11.04KN粉刷 1.220.023.917=3.18KN次梁部分荷载 149.44KN顶层边节点集中荷载 184.08KN中柱纵向框架梁自重 0.3 0.653.925=19.01KN粉刷 1.41KN纵向框架梁传来屋面自重 1.53.94.87=28.49KN 次梁部分荷载 131.68KN 顶层边节点集中荷载 180.59KN（2）活载Q4A=Q4D=0.

16、73.980.5=10.92KNQ4B=Q4C=0.71.53.92+21.87/2=19.12KN2.4.4楼面框架节点集中荷载标准值（1）恒载边柱纵向框架梁自重 19.01KN粉刷 1.41KN钢窗自重 2.41.50.4=1.44KN窗下墙体自重 （3.9-0.45）（3.6-1.5-0.9）2.36=9.77KN粉刷 23.451.20.0217=2.82KN窗边墙体自重 1.51.052.36=3.72KN粉刷 21.50.5250.0217=0.54KN 38.71KN中间层边节点集中荷载：GA=GD=194.2KN框架柱自重：GA= GD=0.450.453.625=18.23K

17、N中柱纵向框架自重 19.01KN粉刷 1.41KN内墙自重（忽略门窗） （3.9-0.45）（3.6-0.65）2.36=24.02KN粉刷 23.452.950.0217=6.92KN纵向框架梁传来楼面自重： 1.53.93.692=21.6次梁传来部分 189.74KN 262.7KN中间层中节点集中荷载： GB=GC=262.7KN柱传来集中荷载 GB= GC=18.23KN（2）活载Q4A=Q4D=2.53.980.5=10.92KNQ4B=Q4C=1.53.93.52+39=79.95KN2.5 风荷载已知基本风压W0=0.3KN/m2，地面粗糙度为B类，按荷载规范，US：迎风面为

18、0.8；背风面为-0.5，结构高度为16.230m。图 2-3 横向框架上的风荷载表2-1 风荷载计算层Z(m)zszWO(KN/m2)A（m2）Pi（KN）4151.141.310.311.75.2311.41.041.310.314.045.6927.811.310.314.045.4814.211.310.315.215.932.6 水平地震作用计算2.6.1建筑物总重力荷载代表值GI的计算1.集中在屋盖处的质点重力荷载代表值G450%雪载： 0.50.21946.8=88.92KN板上荷载 屋面荷载 24.8746.88+4.8746.83=4330.4KN梁自重 横向量 5.2319

19、13=1291.81KN 纵向梁 （19.01+1.41）212+（19.01+1.41）212=980.16KN柱自重 0.450.45251.828=255.15KN隔墙自重 横墙 2.362681.8+2.3622.41.80.8=899.9KN 纵墙 2.36243.91.8（1+0.8）=715.7KN 钢窗 242.41.50.50.4=17.28KN 女儿墙 21.22.36（19+46.8）=372.7KN 8965.74KN2.集中于三，四层处的质点重力荷载代表值G3-G450%楼面活载： 0.5（46.833.5+23.983.5+46.882.5）=822.9KN板上荷载

20、 恒载 3.69246.819=3282.9KN梁自重 横向量 5.231913=1291.81KN 纵向梁 （19.01+1.41）212+（19.01+1.41）212=980.16KN柱自重 510.3KN隔墙自重 横墙 899.92=1799.8KN 纵墙 715.72=1431.4KN 钢窗 17.282=34.56KN G2=G3=10153.82KN3.集中在二层处的质点重力荷载代表值G150%楼面活载： 0.5（46.833.5+23.983.5+46.882.5）=822.9KN板上荷载 恒载 3.69246.819=3282.9KN梁自重 横向量 5.231913=1291

21、.81KN 纵向梁 （19.01+1.41）212+（19.01+1.41）212=980.16KN柱自重 0.450.45（1.8+2.55）2528=616.6KN隔墙自重 横墙 2174.8KN 纵墙 1729.6KN 钢窗 17.282=34.56KN G1=10933.33KN2.6.2 地震作用计算1.框架柱的抗侧移刚度在现浇楼板中，对于边框架梁取1.5Io,对中框架梁取2Io，Io为钢梁的惯性矩。表2-2 横梁、柱线刚度杆件截面EC(KN/mm)I0(mm4)I(mm4)L(mm)i(KN/mm)相对刚度中框架梁300650306.871091.03101080005.14107

22、1.332中框架梁300650306.871091.03101030001.371083.549边框架梁300650306.871091.37101080003.861071边框架梁300650306.871091.37101030001.031082.668底层柱450450303.421093.4210951002.011070.521中层柱450450303.421093.4210936002.011070.738表2-3框架柱横向侧移刚度D值项目KcD(KN/mm)根数层柱类型底层边框边柱4504501.360.410.564中框边柱4504501.80.4712.410边框中柱450

23、4504.970.7118.744中框中柱4504506.610.7720.3210二-五层边框边柱4504501.920.628.484边框中柱4504507.040.8311.354中框边柱4504502.560.679.1610中框中柱4504509.370.8711.910底层：D=4（8.48+11.35）+10（9.16+11.9）=289.92KN/mm二四层：D=4（10.56+18.74）+10（18.74+20.32）=507.8KN/mm2.框架自振周期的计算表2-4框架顶层假想位移计算表层Gi(KN)Gi(KN)D(KN/mm)=Gi/D总位移(mm)48965.789

24、65.7507.817.66251.64310153.819119.5507.837.65233.98210153.829273.3507.857.65196.33110933.340206.6507.8138.68138.68自振周期为：T1=1.700=1.70.6=0.511s3. 地震作用计算根据本工程设防烈度7，类场地土，设计地震分组为第二组，查表得：max=0.08， Tg=0.4s1=(0.4/0.511)0.920.08=0.0645结构等效总重力荷载：Geq=0.85GL=0.8540206.6=34175.6KN对于多质点体系，结构底部总纵向水平地震作用标准值： FEK=1

25、Geq=0.0645534175.6=2187.24KN各楼层的地震作用和地震剪力标准值见表2-4：表2-5 楼层地震作用和地震剪力标准值计算表层Hi(m)Gi(KN)GiHiFi(KN)楼层剪力Vi(KN)415.98965.7142554.63757.64+0757.64312.310153.8124891.74663.761421.428.710153.888338.06469.491890.8915.110933.355759.83296.352187.24GiHi=411544.26KNFn=nFEK=02187.24=0KN图2-4 横向框架上的地震作用本工程计算多遇地震作用下横向

26、框架的层间弹性侧移计算见表2-6：表2-6层间弹性侧移验算层hi(m)Vi(KN)D(KN/mm)e=Vi/D(mm)ehi43.6757.64507.81.496.5533.61421.4507.82.796.5523.61890.89507.83.726.5515.12187.24289.927.549.27注：对于钢框架，e取1/550经验算，各层均满足规范要求。第三章 框架内力计算3.1恒荷载作用下的内力计算3.1.1弯矩分配系数由于本框架为对称结构，取框架的一半进行简化计算，如图3-1.图3-1 横向框架承担的恒载及节点不平衡弯矩节点A1：A1A0=0.201 A1B1=0.514

27、A1A2=0.285节点B1：B1A1=0.305 B1B0=0.119 B1D1=0.406 B1B2=0.169节点A2: A2A1=A2A3=0.263 A2B2=0.474节点B2：B2B1=B2B3=0.0.161 B2A2=0.291 B2D2=0.387节点A4：A4B4=0.643 A4A4=0.357节点B4：B4A4=0.346 B4B3=0.192 B4D4=0.462A3,B3与相应的A2B2一样。3.1.2 杆件固端弯矩(注：以杆端弯矩的顺时针为正)1.横梁固端弯矩：（1）顶层横梁：1）自重作用MA4B4= -MB4A4= -1/128.2382= -27.89KNm

28、MB4D4= -1/35.231.52= -3.92KNmMD4B4=1/2MB4D4=-1.96KNm2）板传来的荷载MA4B4= -MB4A4=-1/121982= -101.33KNmMD4B4=MB4D4=0(2)二四层横梁：1）自重作用 MA1B1= -MB1A1= -1/125.2382= -27.89KNm MB1D1= -1/35.231.52= -3.92KNm MD1B1=1/2MB1D1=-1.96KNm3）板传来的荷载MA1B1= -MB1A1=-1/1222.982= -122.11KNmMD1B1=MB1D1=03.1.3节点不平衡弯矩：(1) A4节点： 不平衡弯矩：-27.89-101.33=-129.22KNm(2) B4节点：不平衡弯矩：27.89-3.92+101.33=125.3KNm(3)二到四层的边中不平衡弯矩：边：-27.89-122.11=-150KNm中：27.89-3.92+122.11=146.08KNm3.1.4内力计算根据对称原则，只计算AB,BC跨，恒载弯矩分配过程见3-2图，根据梁端弯矩，再通过平衡条件可求出梁端剪力，