毕业设计论文：南昌教育局机关办公楼的计划书.doc

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目录

第1章设计资料............................4

第2章结构选型与置........................7

第3章结构计算............................7

3.1荷载计算................................9

3.3.1恒荷载标准值算.......................9

3.3.2活载标准值计算......................11

3.3.3风荷载计算............................15

3.3.4重力代表计算........................17

第4章内力计算...........................7

4.1侧移刚度D...........................17

4.2恒载作用下的内力计算...................18

4.3楼面活荷载作用下的内力计算.............18

4.4风荷载作用下的内力计算..................18

4.5地震作用下的内力计算...................23

第5章内力组合...........................7

5.1非抗震与抗震合.......................17

第6章框架配筋计算.......................18

第7章雨棚计算..........................18

第8章板计算............................18

第9章楼梯计算...........................18

第一章．设计资料

1.设计标高：

室内设计标高0.00，室内外高差450㎜.

2.墙身做法：

墙身为普通机制砖填充墙，用M5混合砂浆砌筑。

内粉刷为混合砂浆底。

纸筋灰面，厚20㎜，“803”内墙涂料两度。

外粉刷1：

3水泥砂浆底，厚20㎜，陶瓷锦砖贴面。

3.楼面做法：

楼板顶面为20㎜厚水泥砂浆找平层，5㎜厚1:

2水泥砂浆加“108”胶水着色粉面层，楼板底面为15㎜厚纸筋面石灰抹底，涂料两度。

4.屋面做法：

现浇楼板上铺膨胀珍珠珍珠岩保温层（天沟处100㎜,2%自两侧天沟向中间找坡）。

1:

2水泥砂浆找平层厚20㎜，二毡三油防水层，撒绿豆沙保护。

5.门窗做法：

采用木门、钢窗。

6.地质资料：

场地类别为二类，地下水位：

-5m，无侵蚀性。

7.基本风压:

0.45KN/㎡,C类。

8.活荷载：

屋面活荷载2.0KN/㎡，走廊楼面活荷载2.5KN/㎡，办公室活荷载2.0KN/㎡。

9.抗震设防烈度：

按7度考虑。

第二章、结构选型

1.结构布置及结构计算简图的确定

边梁（AB、DC跨）：

取h=500mm，b=250mm

中跨梁（BC跨）：

同边跨，取h=400mm，b=200mm

边柱及中柱联系梁，取bh=250mm500mm；柱截面为bh=400mm400mm，现浇楼板厚100mm。

第三章、结构计算

1.恒载计算

（1）屋面框架梁线荷载标准值

20㎜厚1：

2水泥砂浆找平层0.02×20=0.4

毡三油防水层0.35

100~140㎜厚（2%找坡）膨胀珍珠岩（0.1+0.14）÷2×7=0.84

100㎜现浇钢筋混凝土板0.1×25=2.5

15㎜筋石灰抹底0.015×16=0.24

屋面荷载合计4.33

边跨（AB、CD）框架梁自重0.25×0.5×25=3.13

梁侧粉刷2×（0.5-0.1）×0.02×17=0.27

总重：

3.4

中跨（BC跨）跨架梁自重0.2×0.4×25=2

梁侧粉刷2×（0.4-0.1）×0.02×17=0.2

总重：

2.2

因此，作用在顶层框架梁上的线荷载为：

（注：

这里下标4表示第4层即顶层框架梁）

（2）楼面框架梁线荷载标准值

25㎜厚水泥砂浆面层0.025×20=0.5100㎜厚现浇钢筋混凝土楼板0.1×25=2.5

15㎜厚纸筋石灰抹地0.015×16=0.24

楼面恒荷载3.24

边跨框架梁及梁侧粉刷3.4

边跨填充墙自重0.24×（3.6-0.5）×19=14.14

墙面粉刷（3.6-0.5）×0.02×2×17=2.11

中跨框架梁及梁侧粉刷2.2

因此，作用在中间层框架梁上的线荷载为

（3）屋面框架节点的集中荷载标准值

边柱连系梁自重0.25×0.5×1.5×25+0.25×0.4×1×25=6.69KN

粉刷

1.1m高女儿墙自重

粉刷

连系梁传来的屋面自重

边跨次梁传来屋面自重给连系梁，再传给边柱=35.54KN

顶层边节点的集中荷载

中柱连系梁自重

粉刷

次梁传来的自重和屋面自重给连系梁，再传给中柱

顶层中节点集中荷载

（4）楼面框架节点集中荷载标准值

边柱连系梁自重6.69KN

粉刷0.61KN

墙体自重

粉刷

钢窗自重

框架柱自重

粉刷

次梁自重传给连系梁，再传给边柱3.65KN

次梁传来的楼面自重给连系梁，再传给边柱10.13KN

连系梁传来的楼面自重

中间层节点集中荷载

中柱连系梁自重6.69KN

粉刷0.61KN

墙自重

粉刷

框架柱自重14.4KN

扣除门洞重加上门重

连系梁传来楼面自重

次梁传来荷载11.24KN

中间层节点集中荷载为

（5）恒载作用下的结构计算简图如下

2.楼面活荷载计算

楼面活荷载作用下的结构示意图

3.风荷载计算

风压标准值计算公式

因为结构高度1.0，对于矩形截面；由于全年主导风向：

西北，故将风荷载换算成作用于框架各层节点上的集中荷载，计算过程如表所示。

层次

4

1.0

1.3

14.85

1.134

0.45

11.6

7.69

3

1.0

1.3

11.25

1.035

0.45

14.4

8.72

2

1.0

1.3

7.65

1.00

0.45

14.4

8.42

1

1.0

1.3

4.05

1.00

0.45

15.3

8.95

4.重力荷载代表值

集中在各楼层标高处的重力荷载代表值包括：

楼面或屋面自重的标高值50%的楼面活荷载和50%屋面活荷载不计。

墙重取上下各半层墙重的标准值之和。

（1）顶层重力荷载代表值

均布恒载：

柱节点恒载：

恒载：

124.99+185.52=310.51KN

活载：

屋面雪荷载

补充：

每根柱的重量

一层柱的重量

每层墙体的重量

横墙

横墙粉刷

纵墙

纵墙粉刷

扣除门洞自重加门重

扣除窗洞自重加窗重

一层墙体总重（包括门窗）

228.9+34.14+218.88+32.64-31.75-38.80=444.01KN

①顶层重力荷载代表值

②中间层重力荷载代表值

均布恒载

柱节点恒载

恒载265.79+423.42=689.21KN

活载

中间层的重力荷载代表值

第四章、内力计算

1侧移刚度

结构计算简图如下图所示。

根据地质资料，确定基础顶面离室外地面为1.15m，室内外高差0.45m。

由此求得底层层高为5.2m，各梁柱构件的线刚度经计算后列于结构计算简图。

其中，求梁截面惯性矩时，考虑到现浇楼板的作用，取（为不考虑楼板翼缘作用的梁截面惯性矩）。

AB、CD跨梁

BC跨梁

上层各层柱

底层柱

注：

图中数字为线刚度，单位

2.恒载作用下的内力计算

恒载（竖向荷载）作用下的内力计算采用分层法。

以中间层为例，说明分层法的计算工程，其他层（顶层、底层）及给出计算结果。

由恒载作用下的结构计算简图取出中间层进行分析。

二三层柱的线刚度取框架柱实际线刚度的0.9倍。

图a中梁上分布荷载由矩形和梯形两部分组成，在求弯矩时，可根据图示荷载计算，也可以根据固端弯矩相等的原则，先将梯形分布荷载化为等效局部荷载图b。

等效均布荷载的计算公式如图c。

图C荷载的等效

把梯形荷载化作等效均布荷载

由于梁柱偏心在节点处产生的弯矩：

偏心距

顶层

中间层

图（b）所示结构内力可用弯矩分配法计算并利用结构的对称性取二分之一结构计算。

各杆的固端弯矩为：

中间层

顶层

用分层法求得的弯矩图如下：

顶层：

把梯形荷载化作等效均布荷载

图（b）所示结构内力可用弯矩分配法计算并利用结构的对称性取二分之一结构计算。

各杆的固端弯矩为：

弯矩分配图如下图（注：

柱的线刚度取框架柱实际线刚度的0.9倍）.

顶层弯矩分配图如上表

框架在恒载作用下的内力图如下

弯矩图（）

剪力图（KN）

轴力图（KN）

3.楼面活荷载作用下的内力计算

活荷载作用下的内力计算也采用分层法，考虑到活荷载分布的不利组合。

各层楼面活荷载布置只能如下图。

把梯形荷载化作等效均布荷载

因为梁柱中心不重合，所以边柱中柱会受到偏心荷载产生的弯矩

屋面和底层采用相同的办法。

弯矩图如下图：

框架在活荷载作用下的内力图如下

弯矩图（）

剪力图（KN）

轴力图（KN）

4.风荷载作用下的内力计算

框架在风荷载作用下（以左向右吹）的内力用D值法进行计算，其步骤为：

（1）计算各柱抗侧刚度D及总剪力在各柱间的剪力分配；

（2）确定各柱反弯点高度系数y；

（3）求各柱杆端弯矩及梁端弯矩

风荷载作用下的计算简图如下：

计算过程如下图所示：

③：

求各柱杆端弯矩及梁端弯矩

根据各柱分配到的剪力及反弯点位置yh计算i层第j个柱端弯矩

上端弯矩：

Mtij=Vijh（1-y）

下端弯矩：

Mbij=Vijhy

由柱端弯矩，并根据节点平衡计算梁端弯矩

对于边跨梁端弯矩：

Mbi=Mtij+Mbi+1，j

对于中跨，由于梁端弯矩与梁的线刚度成正比，因此：

Mlbi=（Mtij+Mbi+1，j）

Mrbi=（Mtij+Mbi+1，j）

再根据力平衡原理，由梁端弯矩和作用在该梁上的竖向荷载，求出梁跨中弯矩和剪力

经计算，其内力图如下：

框架在风荷载作用下的弯矩图

框架在风荷载作用下的剪力图

左风和右风算法完全相同，弯矩对称。

5.地震作用下的内力计算

采用底部剪力法，地震计算模型如下图所示：

（1）重力荷载代表值

集中在各层标高处的重力荷载代表值包括：

楼面或屋面自重的标准值，50%的楼面活载或50%屋面雪荷载，屋面活载不计，墙重取上下各半层墙重的标准值之和。

（2）框架刚度见风荷载作用下的内力计算。

（3）用顶点位移法计算结构的基本自振周期的公式为

式中——重力荷载代表值水平作用于结构所得的结构顶位移（已m计）

——考虑到填充墙影响的折减系数（此处取0.6）

结构顶点位移计算如下（C30混凝土的弹性模量

层次

（m）

4

577.98

577.98

26742

0.027588

0.328151

3

740.21

3410.07

26742

0.062921

0.300563

2

740.21

2058.4

26742

0.098253

0.237642

1

851.21

290961

22934

0.139389

0.139389

结构顶点位移的=0.328151m

从而的到基本周期

水平地震作用

查表的特征周期，地震影响系数最大值。

从而得一般混凝土结构取。

结构总水平作用标准值

从而算的各层的地震作用力，剪力，层间相对位移，如下表。

表中可见各层的，均大于抗震规范规定的最小值0.01256.

层次

4

10.28

10.28

577.98

0.0178

26742

0.0003844

3

13.17

23.45

1318.19

0.0178

26742

0.0004925

2

13.17

36.62

2058.4

0.0178

22934

0.0004925

1

15.15

51.77

2909.61

0.0178

22934

0.0006606

由表可得底层的层间位移角0.0006606/4.05<1/550，二层的层间位移角0.00496/3.6<1/550,三层的层间位移0.0004925/3.6<1/550.均满足层间位移角的限制。

整体结构上的水平地震作用应按柱侧向刚度的比例进行分配。

计算方法仍为D值法，计算过程如下图

再根据力平衡原理，由梁端弯矩和作用在该梁上的竖向荷载，求出梁跨中弯矩和剪力

经计算，其内力图如下

地震作用下的弯矩图

地震作用下的剪力图

地震作用下的轴力图

第五章、内力组合

根据内力计算结果，即可进行框架各梁柱控制截面上的内力组合，其中梁的控制截面为梁端、柱边和跨中。

由于对称性，每层有五个控制截面。

现取边跨AB梁的三个截面（1截面梁的左端，2截面梁跨中，3截面梁的右端）下表a给出第一层边跨梁的内力组合过程。

柱则分为边柱和中柱，每个柱有两个控制截面。

底层中柱为例，控制截面为——靠近梁端，及柱的顶端和底端。

因活载作用下，内力计算采用分层法，故当一层梁上作用有活载时，将对一层柱产生内力。

表b整理出了一层有活载最不利组合时，在控制截面产生的内力。

梁的内力组合方式

（1）非抗震组合

A:

1.2×恒载+1.4×活载

B:

1.2×恒载+1.4×风载

C:

1.2×恒载+1.4×0.9×（活载+风载）

D:

1.35×恒载+1.4×0.7×活载

（2）抗震组合

A:

1.2x恒载+1.4x活载

B:

1.2×恒载+1.4×风载

C:

1.2x（恒载+0.5活载）+1.3x地震荷载标准值

D：

1.2恒载+0.9x（1.4活载+1.4风载）

E：

1.35恒载+0.7x1.4活载

由上表可知：

对于左支座A控制内力为;

对于右支座B控制内力为

;

对于跨中截面

由上表可知，考虑地震的内力组合

支座A的控制内力为：

;

对于右支座B控制内力为

;

对于跨中截面

由上表可知，对于底层边柱

上端截面的控制内力为：

;；

下端截面的控制内力为：

;；；

由上表可知，对于底层边柱

上端截面的控制内力为：

;；

下端截面的控制内力为：

;；；

柱剪力设计值计算公式

节点上下柱端设计值取为

梁剪力设计值

第六章、框架的配筋计算

补：

框架梁、柱的配筋计算，包括正截面承载力计算和斜截面承载力计算。

非抗震设计和康设计公式是不同的，主要有两个方面

①承载力极限状态表达式不同。

非抗震设计为与安全等级有关。

抗震设计为,不考虑安全等级，但公式右端有承载力抗震系数,梁受弯计算时，柱的受压计算，取0.8。

②抗力R的计算差别，主要体现在抗剪公式。

1.框架梁的配筋计算

考虑到地震组合的剪力设计值

一层

梁剪力设计值

一层框架梁的配筋计算

控制截面

A右

AB跨中

B左

-94.9

53.97

91.37

78.96

40.48

75.14

bxh

250x250

250x250

250x250

，。

取有效翼缘宽度1400mm。

一类保护层厚度为25mm，混凝土强度等级C30，钢筋采用HRB335，梁的截面尺寸b×h=200×450，。

查表得

一层框架正截面的承载力计算

控制截面

左截面

跨中截面

右截面

M

-94.9

53.97

91.37

0.1255

0.0713

0.1208

0.135

0.074

0.1291

740

406

707

实配钢筋

416

216

318

实际配筋面积

804

402

763

按三级抗震设计：

支座最小配筋率=0.25

跨中最小配筋率=0.2

左边跨：

支座=0.25%b=0.25%×250×500=313

跨中=0.2%b=0.2%×250×500=250

右边跨：

支座=0.25%b=0.25%×250×500=313

跨中=0.2%b=0.2%×250×500=250

因此满足最小配筋率

根据裂缝宽度要求：

4）：

斜截面计算

梁配箍筋：

a:

左边跨支座处最大剪力：

验算是否需要按计算配置箍筋：

0.7ftbho=0.7×1.27×250×440

=97.790kN＞

故按构造配置箍筋.

b:

右边跨支座处最大剪力：

验算是否需要按计算配置箍筋：

0.7ftbho=120.015kN＞

故按构造配置箍筋

根据,得S1≤

另根据：

≥,=≥,得S2≤

S3≤Smax加密区S3=min

非加密区左边跨当V＞0.7ftbho时，取S≤200mm

当V≤0.7ftbho时，取S≤300mm

右边跨当V＞0.7ftbho时，取S≤250mm

当V≤0.7ftbho时，取S≤350mm

经验算都满足要求

⑵斜截面的受剪计算

①非抗震设计时：

抗震设计时：

有抗震设计控制

②截面验算（跨高比）

满足要求

③抗剪计算

本框架梁为一般矩形梁，当仅箍筋时，斜截面受剪承载力的计算公式为：

选用选用选配Ф10的双肢箍

满足最小配筋率的要求

采用全长加密配置均为Ф10@100/200的箍筋。

1.框架柱的配筋计算

按正截面受拉承载力计算纵向钢筋

A柱（）

选用HRB335级钢筋

（），C30混凝土（）对称配筋，有

据此分为大偏压和小偏压情形。

四、对非抗震内力组合

柱的上下端全部为大偏心受压N

偏压组合（N，M）:

上端选40.46，779.65；下端选41.24,729.02；

按N、M的相关性来筛选内力组合值，且进入小偏压的组别，其轴力接近N，应可排除。

五、对抗震设计内力组合

a、下端（N,M）:

1119.67,51.851.15=59.63；

其中：

1.15为底层柱底在三级抗震时的调整系数。

b、上端（N,M）:

对三级抗震，有要求。

由于内力计算中满足的是节点平衡条件，而对应的组合系数也相同，故满足上述要求，可将已算出的柱上端弯矩值直接乘以1.3系数，故有两组合