框架结构毕业设计的计算书.doc
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目录
摘要 1
第1章绪论 3
第2章框架结构布置及计算简图 5
1.1梁、柱截面估算 5
1.2确定结构计算简图 7
1.3梁、柱线刚度 7
第3章楼面设计 10
3.1设计资料 10
3.2楼面的结构平面布置 10
3.3楼面板的设计 10
3.4次梁的设计 19
第4章楼梯设计 27
4.1底下三层楼梯设计 27
4.2其他层楼梯设计 30
第5章框架在荷载作用下的受力 34
5.1恒荷载计算 34
5.2恒荷载作用下框架的受荷情况 36
5.3竖向可变荷载作用下框架的受力 39
第6章荷载作用下框架的内力分析 42
6.1恒荷载作用下框架的内力分析 42
6.2活荷载作用下框架的内力分析 43
第7章地震作用内力计算 50
7.1重力荷载代表值 50
7.2水平地震作用计算 54
7.3水平地震作用下框架的内力分析 59
第8章风荷载内力计算 65
8.1风荷载计算 65
8.2风荷载标准值作用下的内力计算 66
第9章内力组合 71
9.1梁内力组合 71
9.2柱内力组合 78
第10章截面设计 86
10.1梁截面设计 86
10.2柱截面设计 92
10.3框架梁柱节点抗震验算 112
第11章基础设计 113
结束语 118
致谢 119
参考文献 120
摘要
随着经济的发展，商住楼以其优越的地理位置、且商且住灵活变通的物业功能、居家投资两相宜的营销理念在楼市中异军突起。
商住楼不但具有写字楼所具有的一切优势，包括从产品上、服务上这些方面，也具有写字楼所没有的优势。
用途上，商住楼可商可住，而纯写字楼只能商用；另外价格上，商住楼更有优势，它以比住宅稍高比写字楼更低的价格优势获得中小企业的青睐。
本次毕业设计是商住楼，主要进行的是结构设计部分。
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：
商住楼；结构设计；荷载计算；节点验算
ABSTRACT
Withthedevelopmentofeconomy,commerce-residencebuildingemergesintherealestatemarketforitsadvantageouslocation,flexibledualfunctionsandthemarketingideaofbeingappropriateforbothhousingandinvestment.Ithasallthemeritsoftheofficebuildingintheaspectsofproductandservice,aswellasseveraladvantagesthattheofficebuidinglacks.First,itcanbeusedaseitherresidenceorofficebuilding,whileanordinaryofficebuidingcanonlybeusedforbusinesspurpose.Additionaly,commerce-residencebuildinggainsitsadvantageoverofficebuildingintermsofprice.Itfindsfavourintheeyesofsmallandmedium-sizedenterpriseswithitspricealittlehigherthanresidentbuildingbutlowerthanofficebuilding.
Thisgraduationprojectisanadministrationbuilding,itwassomeofstructuraldesignthatmainlycarriedon.Thestructuraldesignexpressesthethingthattheengineerwillexpressinstructurallanguageinbrief.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.
Keyword:
Commerce-residencebuildingStructuraldesign;Loadandcalculate;Nodalcheckingcomputations.
、第1章绪论
1.1工程背景
本项目为莆田市莆田学院职工住宿楼。
工程为7层现浇钢筋混凝土框架结构体系，占地面积约为850m2，总建筑面积约为7652.80m2；一至七层层高为2.9m，平面尺寸为8.40×26.40m。
基础采用独立基础，室内地坪为±0.000m，室外内高差0.45m。
框架梁、柱、楼面、屋面板板均为现浇。
1.2设计资料
①气象资料：
常年主导风向为东南风，基本风压为，年最高气温为39℃，最低气温4℃。
②地质水文资料：
建筑物所处的场地位Ⅱ类场地，地下水位高度为地面下5.0m左右，地下水为无腐蚀性的一般水。
地质情况自上而下叙述如下：
杂填土，灰黄色粉质粘土，粉砂夹粉质粘土。
③地震设防烈度：
7度（设计基本地震加速度为0.15g）。
④抗震等级：
根据建筑高度和抗震设防烈度，根据规范知框架的抗震等级为二级。
⑤设计地震分组：
设计地震分组为第二组（）
⑥材料：
柱采用C25，纵筋采用HRB335，箍筋采用HPB235，梁采用C25，纵筋采用HRB335，箍筋采用HPB235。
基础采用C25，纵筋采用HRB335，箍筋采用HPB235。
板采用C25，钢筋为HPB235
⑦做法：
上人屋面做法：
C20钢筋混凝土预制板，25厚1：
3水泥砂浆结合层，4mm厚油毡隔离层，4mm厚高分子卷材，20厚1：
3水泥砂浆结合层，60厚憎水珍珠岩保温层，20mm水泥砂浆找平，50厚1：
6水泥焦渣找坡，100mm厚钢筋混凝土楼板，20mm粉刷抹底。
楼面做法：
13mm厚地砖面层,100mm厚钢筋混凝土现浇板，20mm粉刷抹底，20mm水泥砂浆结合层，2mm厚纯水泥砂浆一道，。
墙身做法：
外墙为加气混凝土切块砌筑而成，外加瓷砖贴面，砖自重，厚为200mm；内墙为粉煤灰轻渣空心砌块，砖自重。
内隔墙厚度均为120mm。
门窗做法：
门为木门，自重0.2kN/m2，窗为铝合金玻璃窗，自重0.5kN/m2。
风荷载标准值0.7kN/m2。
活荷载：
上人屋面均布活荷载标准值2.0kN/m2，楼面活荷载标准值2.0kN/m2，阳台活荷载标准值2.5kN/m2，走廊活荷载为3.5kN/m2。
1.3工程特点
本工程为7层，主体高度为22.45米，属多层建筑。
第2章框架结构布置及计算简图
2.1梁、柱截面尺寸估算
2.1.1梁截面估算
①横向框架：
AB跨，
取。
，取，，
，取，
所以横向框架梁的截面尺寸为：
BC跨，
取。
，取，，
，取，
所以横向框架梁的截面尺寸为：
②纵向框架：
取最大值，
，取，，
，取，
所以纵向框架梁的截面尺寸为：
③次梁：
连续梁，取，
，取，，
，取，
所以连续梁的截面尺寸为：
，取，
，取，，
，取，
所以梁的截面尺寸为：
④阳台挑梁：
取，
，取，，
，取，
所以阳台挑梁的截面尺寸为：
2.1.2柱截面尺寸估算
本工程为现浇钢筋混凝土结构，7度设防，高度，抗震等级为三级。
全部柱采用相同的截面，按中柱进行估算。
整个建筑的恒载标准值估算为12KN/m2。
活载标准值为2.0KN/m2.C25强度等级混凝土的轴心抗压强度设计值fc=11.9N/mm2.
按中柱的负荷面积估算底层柱的轴力：
恒载：
活载：
估算柱轴力设计值
对于三级框架，柱截面按下式估算：
柱截面估算为
2.1.3梁、柱、板材料汇总
表2.1梁、板材料汇总
构件
混凝土强度等级
截面尺寸或厚度
钢筋级别
梁
主梁
二级
次梁
二级
板
一级
表2.2柱材料汇总
柱
1～7层
截面
混凝土强度等级
钢筋级别
二级
2.2确定结构计算简图
2.2.1根据结构平面布置图，选定第②号轴线作为计算单元，如图2.1所示。
图2.1框架结构计算单元
2.2.2梁的计算高（跨）度：
梁的跨度：
取轴线间距，即AB跨为3.6m，BD跨为4.8m。
底层柱高：
设基础底面标高为1m，0.45m为室内外高差，基础高度为600，则底层柱高为：
。
其他层取层高，即2-7层为3.0m。
2.3梁、柱线刚度（其中E=3.0×1010N/m2）
框架在竖向荷载作用下，可忽略节点的侧移，按刚性方案设计。
在水平荷载作用下，不能忽略节点侧移，按弹性方案设计。
2.3.1梁柱惯性矩计算
①框架柱惯性矩：
1～7层：
②框架梁惯性矩：
主要框架梁：
2.3.2梁柱线刚度计算：
根据公式，可以得出梁、柱的线刚度如下：
（其中）
底层柱
其他层柱
BD梁
AB梁
取其他层柱的线刚度为基准值，所以
=1
算得梁、柱的相对线刚度标于图中。
图2.2结构计算简图
第3章楼面设计
3.1设计资料
①楼面做法：
13mm地砖面层，2mm纯水泥砂浆一道，20mm1：
2水泥砂浆结合层，钢筋混凝土现浇板，20mm粉刷抹平。
②楼面荷载：
均布活荷载标准值2kN/m2
③材料：
混凝土强度等级梁为C25，板为C25；梁内受力纵筋为HRB335，其余为HRB235钢筋，板为HRB235
3.2楼面的结构平面布置
3.3楼面板的设计（弹性理论）
3.3.1楼板厚度的确定
房间楼板短边为：
3300mm，3600mm，3000mm，取L=3600mm。
，取h=100mm。
卫生间、厨房楼面：
取L=3600mm，，取h=90mm。
荷载计算
恒荷载标准值：
房间：
13mm地砖面层
2mm厚纯水泥砂浆一道
20mm厚1：
2水泥砂浆结合层
100mm厚钢筋混凝土楼板
板底20mm厚粉刷抹底
恒荷载标准值：
合计：
恒荷载设计值：
活荷载标准值：
活荷载设计值：
荷载设计值：
卫生间：
13mm地砖面层
捷罗克防水层
2mm厚纯水泥砂浆一道
30mm1:
4水泥砂浆找平层
20mm厚1：
2水泥砂浆结合层
100mm厚钢筋混凝土楼板
板底20mm厚粉刷抹底
恒荷载标准值：
合计：
恒荷载设计值：
活荷载标准值：
荷载设计值：
双向板弯矩计算
区格
1
2
3
4
3300/4500=0.73
3600/4500=0.79
3300/4500=0.73
2100/3300=0.64
跨内
计算简图
μ=1/6
（）
（）
μ=1/6
（）
（）
支座
计算简图
（）
（）
双向板弯矩计算（续）
区格
7
8
11
13
1500/2500=0.60
3300/4200=0.79
3600/4500=0.8
2500/4200=0.60
跨内
计算简图
μ=1/6
（）
（）
μ=1/6
（）
（）
支座
计算简图
（）
（）
5号板：
∵，故按单向板计算。
（取1ｍ板宽计算） ｐ＝ｇ＋ｑ
荷载总设计值为：
计算简图（取１ｍ板宽计算），如右图所示。
支座弯矩：
跨中弯矩：
取∴
∴
∴
故，按构造配筋，取8@180，实际配筋面积为279
6号板：
∵，故按单向板计算。
（取1ｍ板宽计算） ｐ＝ｇ＋ｑ
荷载总设计值为：
计算简图（取１ｍ板宽计算），如右图所示。
支座弯矩：
跨中弯矩：
取∴
∴
∴
故，按构造配筋，取8@180，实际配筋面积为279
9号板：
∵，故按单向板计算。
（取1ｍ板宽计算） ｐ＝ｇ＋ｑ
荷载总设计值为：
计算简图（取１ｍ板宽计算），如右图所示。
支座弯矩：
跨中弯矩：
取∴
∴
∴
故，按构造配筋，取8@180，实际配筋面积为279
10号板：
∵，故按单向板计算。
（取1ｍ板宽计算） ｐ＝ｇ＋ｑ
荷载总设计值为：
计算简图（取１ｍ板宽计算），如右图所示。
支座弯矩：
跨中弯矩：
取∴
∴
∴
故，按构造配筋，取8@180，实际配筋面积为279
12号板：
∵，故按单向板计算。
（取1ｍ板宽计算） ｐ＝ｇ＋ｑ
荷载总设计值为：
计算简图（取１ｍ板宽计算），如右图所示。
支座弯矩：
跨中弯矩：
取∴
∴
∴
故，按构造配筋，取8@180，实际配筋面积为279
14号板：
∵，故按单向板计算。
（取1ｍ板宽计算） ｐ＝ｇ＋ｑ
荷载总设计值为：
支座弯矩：
跨中弯矩：
∴
∴
∴
故，按构造配筋，取8@180，实际配筋面积为279
配筋率：
，满足要求。
由上面计算可知，板间支座弯矩是不平衡的，实际应用时可近似取相邻两个区格板支座弯矩的平均值，即：
1-7支座：
1-8支座：
1-3支座：
2-7支座：
2-8支座：
2-11支座：
3-4支座：
3-9支座：
3-14支座：
4-5支座：
4-10支座：
5-6支座：
5-10支座：
6-6支座：
7-8支座：
8-9支座：
9-10支座：
9-11支座：
10-12支座：
10-13支座：
11-12支座：
11-14支座：
12-13支座：
各跨内支座弯矩已求得，即可近似按算出相应的钢筋截面面积，支坐截面h0=80,计算见表3.2，
表3.2双向板配筋计算
截面
M（）
选配钢筋
实际配筋面积
跨内
1
4.11
80
258
8@180
279
2.8
70
201
8@180
279
2
4.44×0.8
80
222
8@180
279
3.38×0.8
70
193
8@180
279
3
4.41×0.8
80
221
8@180
279
3.82×0.8
70
219
8@180
279
4
1.56×0.8
80
78
8@180
279
0.83×0.8
70
47
8@180
279
7
0.29×0.8
75
13
8@180
279
0.17×0.8
65
11
8@180
279
8
0.9×0.8
80
45
8@180
279
0.47×0.8
70
27
8@180
279
11
3.90×0.8
80
195
8@150
335
2.66×0.8
70
134
8@150
335
13
0.52×0.8
75
25
8@180
279
0.29×0.8
65
17
8@180
279
支座
1-3
6.63
80
415
10@180
436
1-7
2.96
80
185
8@180
279
1-8
3.54
80
222
8@180
279
2-7
3.43
80
215
8@180
279
2-8
4.02
80
252
8@180
279
2-11
7.36
80
461
10@160
491
3-4
4.18
80
262
8@180
279
3-9
3.07
80
192
8@180
279
3-14
3.30
80
207
8@180
279
4-5
1.25
80
78
8@180
279
表3.2双向板配筋计算（续）
截面
M（）
选配钢筋
实际配筋面积
支座
4-10
1.76
80
110
8@180
279
5-6
0.69
80
43
8@180
279
5-10
0.86
80
54
8@180
279
6-6
0.88
80
55
8@180
279
7-8
0.82
80
51
8@180
279
8-9
0.82
80
51
8@180
279
9-11
3.48
80
218
8@180
279
10-12
0.86
80
54
8@180
279
10-13
0.86
80
54
8@180
279
11-12
3.61
80
226
8@180
279
11-14
3.71
80
232
8@180
279
12-13
7.44
80
466
10@160
491
次梁的计算：
求第一跨的集中力L1。
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