1、 黄河科技学院毕业设计说明书 第 85 页 目 录1 绪论41.1课题背景及目的52工程概况52.1工程名称52.2建设地点52.3设计原则52.5建筑等级52.6抗震设防52.7气象资料62.8地质资料62.9材料选用62.10楼、屋面使用荷载63结构平面布置与截面初估73.1主体工程设计73.2结构设计方案及布置73.3梁柱截面尺寸的初步确定84框架侧移刚度的计算94.1 横梁线刚度计算94.2 柱线刚度计算94.3 各层柱的侧移刚度计算105竖向荷载计算及内力计算115.1 计算单元的确定115.2. 竖向荷载计算115.2.1 屋面及楼面活载125.2.2 梁柱荷载标准值125.2.3
2、墙荷载标准值135.3竖向荷载内力计算135.3.1 恒载作用下柱的内力计算135.4重力荷载代表值计算及荷载汇总255.4.1 第一层重力荷载代表值计算及荷载汇总255.4.2 第二层至第五层重力荷载代表值计算及荷载汇总265.4.3 第六层重力荷载代表值计算及荷载汇总266水平荷载计算276.1 地震荷载计算276.1.1横向自振周期计算276.1.2 水平地震作用及楼层地震剪力计算286.1.3 水平地震作用下的位移验算296.1.4 水平地震作用下框架内力计算297.框架内力组合337.1结构抗震等级337.2框架梁内力组合337.3柱端弯矩设计值的调整377.4柱端剪力设计值的组合及
3、调整388截面设计408.1 框架梁408.2 框架柱439 楼板计算书479.1 基本资料：479.2 计算结果：479.3 跨中挠度验算：489.4 裂缝宽度验算：499.4.1、X方向板带跨中裂缝：499.4.2、Y方向板带跨中裂缝：499.4.3、左端支座跨中裂缝：509.4.4、下端支座跨中裂缝：519.4.5、右端支座跨中裂缝：519.4.6、上端支座跨中裂缝：5210 基础设计5310.1基础截面计算5310.2地基承载力及基础冲切验算5410.3基础底板配筋计算5511 楼梯钢筋计算5811.1、荷载和受力计算5811.2、配筋面积计算:5911.3、配筋结果:6012 建筑结
4、构计算总信息6113 周期、地震力与震型70毕业总结82致 谢831 绪论1.1课题背景及目的 毕业设计是大学本科教育培养目标实现的重要阶段，是毕业前的综合学习阶段,是深化、拓宽、综合教和学的重要过程,是对大学期间所学专业知识的全面总结。 本组毕业设计题目为郑州大学水利学院综合办公楼。在毕设前期，我温习了结构力学、钢筋混凝土设计、建筑结构抗震设计等书籍，并借阅了抗震规范、混凝土规范、荷载规范等规范。在毕设中期，我们通过所学的基本理论、专业知识和基本技能进行建筑、结构设计。在毕设后期，主要进行设计手稿的电脑输入，并得到老师的审批和指正，使我圆满的完成了任务，在此表示衷心的感谢。 毕业设计的三个月
5、里，在指导老师的帮助下，经过资料查阅、设计计算、论文撰写以及外文的翻译，加深了对新规范、规程、手册等相关内容的理解。巩固了专业知识、提高了综合分析、解决问题的能力。在进行内力组合的计算时，进一步了解了Excel。在绘图时熟练掌握了AutoCAD、天正等绘图软件，以上所有这些从不同方面达到了毕业设计的目的与要求。 框架结构设计的计算工作量很大，在计算过程中以手算为主，辅以一些计算软件的校正。由于自己水平有限，难免有不妥和疏忽之处，敬请各位老师批评指正。 2 工程概况2.1工程名称郑州大学水利学院综合行政办公楼2.2建设地点建设地点：河南省郑州市科学大道100号2.3设计原则 1、满足建筑功能要求
6、 2、采用合理的技术措施 3、具有良好的经济效果 4、考虑建筑美观要求5、符合总体规划要求2.4工程特点 根据设计资料的规划要求，本教学楼建筑要求的主要功能有：值班室，接待室，实验室，开放办公区，办公室，资料室，多功能厅等。 建筑采用钢筋混凝土框架结构。建筑总高度为22.650m，共六层属多层建筑。，底层3.6m，其余各层3.6m。室内外高差为0.45mm，底层室内设计标高0.000。建筑总面积为4465.00m2。建筑平面布置图详见建筑施工图。2.5建筑等级建筑物耐久等级为二级，耐火等级为二级，防水等级为二级。2.6抗震设防抗震设防烈度为7度。2.7气象资料基本雪压0.4KN/，准永久值系数
7、0.2；基本风压0.45KN/。2.8地质资料建筑物场地地形平坦，场地类别：类。表层为耕植土，厚度0.50.7米，其下为粉质粘土，塑性指数10.5，液性指数0.25。承载力特征值为120Kpa。2.9材料选用（1）混凝土：采用C30。（2）墙体：墙采用200加气混凝土砌块。（3）钢筋：HPB235，HRB4002.10楼、屋面使用荷载屋面为不上人屋面活载：0.5kN/ m2楼面、走道：2.0kN/ m2消防楼梯：2.0kN/ m23 结构平面布置与截面初估3.1主体工程设计 框架柱与砖墙连接均需间隔500高、在柱内预埋并向外伸出长度不小于1000的26的钢筋与砌体相连接。主体工程内预留洞、预埋
8、件应与其他相关专业配合施工，严禁在结构构件上事后凿洞。凡柱、板、梁及混凝土全部单向板底筋短向放置在底层,长向放置在短向筋上。墙上开洞必须满足相关规范要求。框架梁上下立筋除图中注明外均不宜有接头，不可避免时，必须采用焊接接头，同一截面内钢筋的接头面积不多于钢筋总面积的50%.3.2结构设计方案及布置 根据该工程的使用功能及建筑设计的要求，进行了建筑平面、立面及剖面设计，具体见建筑施工图。主体结构共6层，一层层高为3.6m，二至六层层高为3.6m。平面布置如图。内外 墙 均采用200mm250mm600mm加气混凝土砌块砌筑。楼盖及屋盖均采用钢筋混凝土 3.3梁柱截面尺寸的初步确定1.、梁截面尺寸
9、的确定梁截面高度一般取梁跨度的1/121/8进行估算，梁宽取梁高的1/31/2。本设计中边横梁高为h=75001/11700mm，截面宽度取b=7001/3300mm，可得梁的截面初步定为bh=300mm700mm。由此估算梁的截面尺寸见表3.1。表中给出了各层梁的混凝土强度等级，其设计强度C30为fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2。表3.1 梁截面尺寸层次砼等级横梁bh(mmmm)纵梁bh(mmmm40080020050040080030070016C301、 柱截面尺寸层次砼等级柱bh(mmmm)15C30600600 3、楼板厚度楼板为现浇双向板，根据经验板厚取120mm
10、。4 框架侧移刚度的计算混凝土C30的弹性模量Ec=3104N/mm2。4.1 横梁线刚度计算框架结构中，对现浇楼面的边框架梁取Ib=1.5I0，中框架梁取Ib=2.0I0，其中，I0为梁矩形部分的截面惯性矩，I0=bh3/12。梁的线刚度ib=EcIb/l，l为梁的计算跨度5。横梁的线刚度ib计算见表4.1。表4.1 横梁的线刚度计算Ec(N/mm2)bh(mmmm)I0(mm4)l(mm)EcI0/l(Nmm)1.5EcI0/l(Nmm)2.0EcI0/l(Nmm)3.01044008001710981006.310109.4510103.01044008001710954009.4410
11、1018.8810103.01042005002.0810927002.3110104.6210103.01042005002.0810954001.1510102.3110103.01042005002.0810942001.4910102.9810104.2 柱线刚度计算柱的线刚度ic=EcIc/h，其中，Ic为柱的截面惯性矩，h为柱的计算高度。柱的线刚度ic计算见表4.2。 表4.2柱的线刚度计算层次EcbhIchEcIc/l(N/mm2)(mmmm)(mm4)(mm)(Nmm)13.01046006001.08101050006.481010263.01046006001.081010
12、3600910104.3 各层柱的侧移刚度计算各层柱的侧移刚度计算采用D值法，按下式进行计算 (3.3)式中为柱侧移刚度修正系数，对于一般层，对于底层固接，为梁柱线刚度比框架柱的侧移刚度计算见表：一层柱： 柱号123456781.4580.4600.8161.0693.6262.9130.3561.0690.5660.3900.4670.5110.7330.6940.3630.511i1760412130145251589422799215861129015894根数44444444合计 526888二层柱： 柱号123456781.050.3310.5870.7702.6112.0970.2
13、560.7770.3440.1420.2270.2780.5660.5120.1140.278i286661183318933231644718842666948023164根数44444444合计820376 由上表可见D1/D2=526888/820376=0.6420.7，故该框架为不规则框架。5 竖向荷载计算及内力计算5.1 计算单元的确定 计算单元宽度为5.25m， 7轴线至9轴线间，故直接传给该框架的楼面荷载如图中的水平阴影所示。5.2. 竖向荷载计算5.2.1屋面楼面标准值： 小瓷砖层： 0.55 kN/m210厚高聚物改性沥青防水层： 0.4 kN/m220厚1：3水泥砂浆找平
14、： 0.0220=0.4 kN/m2 70厚珍珠岩保温层: 0.7 kN/m220厚1：3水泥砂浆找平: 0.4 kN/m2120厚钢筋混凝土结构层: 0.1225=3 kN/m212厚底板抹灰： 0.01217=0.24 kN/m2 kN/m2楼面：陶瓷地砖 0.01228=0.336 kN/m220厚水泥砂浆找平层 0.4 kN/m2120厚砼板： 0.1225=3 kN/m212厚板底抹灰： 0.24 kN/m2 kN/m5.2.2 屋面及楼面活载 走廊、门厅、楼梯: 2.0 kN/m2屋面活载： 不上人屋面: 0.5 kN/m2雪载：本题目基本雪压：S0=0.4 kN/m2 ,屋面积雪
15、分布系数r =1.0 屋面水平投影面积上的雪荷载标准值为：SK=r S0 =1.00.4=0.4 kN/m25.2.3 梁柱荷载标准值框架梁 b1h1=400800 mm2梁自重 0.40.8025=8kN/m12厚水泥石灰膏砂浆 0.422 kN/m 合计： 8.422kN/m 框架梁 b1h1=300700 mm2梁自重 0.30.725=5.25kN/m12厚水泥石灰膏砂浆 0.350 kN/m 合计： 5.60kN/m 连系梁 b1h1=200500 mm2梁自重 0.20.525=2.5kN/m12厚水泥石灰膏砂浆 0.230 kN/m 合计： 2.730kN/m 5.2.4墙荷载标
16、准值外： 200mm厚加气混凝土砌块 0.20 6.5 =1.3 kN/m2 20厚粉刷抹灰： 20.0217=0.68 kN/m2 6厚外墙贴面砖 0.00619.8 =0.1188 kN/m2合计： 2.10 kN/m2内： 200mm厚加气混凝土砌块 0.20 6.5 =1.3 kN/m2 20厚粉刷抹灰： 0.68 kN/m 合计： 1.98 kN/m2女儿墙： 20粉刷抹灰： 0.68 kN/m2 240粘土砖 0.2411=2.64 kN/m2 6厚外墙贴砖 0.00619.8 =0.119 kN/m2合计： 3.44 kN/m25.3竖向荷载内力计算 5.3.1 恒载作用下柱的内
17、力计算恒荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如下图所示： 图中q1、q1代表横梁自重及梁上横墙，为均布荷载形式，q2、q2代表房间和走廊的屋、楼面板传给衡量的梯形荷载和三角形荷载，P1、P2分别代表由边纵梁、中纵梁直接传给柱的荷载，包括梁自重，屋、楼面板自重和纵墙、女儿墙 自重等的重力荷载。 （1）第6层 2.730kN/m 2.730kN/m q2=5.715.40.625+5.711.95（1-20.252+0.253）=29.19kN/m kN/mkNkN集中力矩：M1=3.440.67.20.18=2.67kNm，M2=0（2）第15层 kN/m，kN/m4.195.40.625+4.19
18、1.95（1-20.252+0.253）=21.42kN/m kN/mkNkN集中力矩M1=P外纵e=（1.16.62.10+1.86.60.4)0.18=3.60kNmM2=P内纵e=1.986.63.10.18=7.29kNm2、 活荷载计算3、 计算方法同恒载计算 活荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如图所示。梁上活载分布简图（1）第6层在屋面活荷载0.5kN/m2的作用下kN/m，kN/mkNkN在屋面雪荷载0.38kN/m2的作用下kN/m，kN/mkNkN（2）第15层楼面活荷载，房间为2.0kN/m2kN/m，kN/mkNkN 将以上计算结果汇总，见下表： 横向框架恒荷载汇总表层次
19、q1q1q2q2P1P2M1M2(kN/m)(kN/m)(kN/m)(kN/m)(kN)(kN)(kNm)(kNm)62.7302.730 29.1919.27 169.87211.502.670158.87 2.73 21.4214.14 145.46208.543.607.29 横向框架活荷载汇总表层次q2q2P1P2M1M2(kN/m)(kN/m)(kN)(kN)(kNm)(kNm)62.56（2.05）1.69（1.35）9.72（7.78）14.58（11.66）001510.246.7638.92 58.3200注：表中括号内数值对应于屋面雪荷载作用下的情况。3、内力计算梁端、柱端
20、弯矩采用弯矩二次分配法计算。由于结构和荷载均对称，故计算时可用半框架8。（1）梁端、柱端弯矩计算梁、柱线刚度如图所示。以第6层A轴为例，说明计算过程。弯矩分配系数（远端为固定支座，杆端转动刚度系数s=4i）梁柱梁端弯矩kNmkNm弯矩计算过程如图所示，所得弯矩图如图所示。上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁-0.7960.204 0.145 -0.565 0.2902.67-77.5777.570-13.3759.6215.28-9.3-32.27-18.6215.16-4.567.64-12.75-8.44-2.160.742.891.4871.68-69.0176.65-42.13-30.510.
21、4330.4330.1140.0930.361 0.3610.1853.60-73.6073.607.29-10.2430.3130.317.98-6.75-25.50-25.50-13.0715.1615.16-3.293.99-12.75-12.75-11.70-11.70-3.832.007.777.773.9833.7740.97-72.1273.02-23.19-30.48-19.330.4330.4330.1140.0930.361 0.3610.1853.60-73.6073.607.29-10.2430.3130.317.98-6.75-25.50-25.50-13.0715.
22、1615.16-3.293.99-12.75-12.75-11.70-11.70-3.832.007.777.773.9833.7740.97-72.1273.02-23.19-30.48-19.330.4330.4330.1140.0930.361 0.3610.1853.60-73.6073.607.29-10.2430.3130.317.98-6.75-25.50-25.50-13.0715.1615.16-3.293.99-12.75-12.75-11.70-11.70-3.832.007.777.773.9833.7740.97-72.1273.02-23.19-30.48-19.3
23、30.4330.4330.1140.0930.361 0.3610.1853.60-73.6073.607.29-10.2430.3130.317.98-6.75-25.50-25.50-13.0715.1615.16-3.293.99-12.75-12.75-11.70-11.70-3.832.007.777.773.9833.7740.97-72.1273.02-23.19-30.48-19.330.5060.3640.1300.1030.401 0.2890.2073.60-73.6073.607.29-10.2435.4225.489.1-7.27-28.31-20.40-14.611
24、5.16-3.644.55-12.75-5.83-4.20-1.490.843.282.371.6944.7524.88-69.0271.72-30.49-18.03-23.2112.449.02恒荷载作用下横向框架弯矩二次分配(kNm) 活荷载作用下横向框架弯矩二次分配(kNm)上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁-0.7960.204 0.145 -0.5650.2900-6.226.220-1.034.951.27-0.75-2.93-1.515.39-0.390.64-3.75-3.98-1.020.451.760.906.36-6.366.56-4.92-1.640.433 0.4330.1
25、140.0930.3610.3610.185 0-24.8824.880-4.1110.7710.772.84-1.93-7.50-7.50-3.845.395.39-0.971.42-3.75-3.75-4.52-4.52-1.120.572.192.191.1211.6411.64-24.1324.94-9.06-9.06-6.830.433 0.4330.1140.0930.3610.3610.185 0-24.8824.880-4.1110.7710.772.84-1.93-7.50-7.50-3.845.395.39-0.971.42-3.75-3.75-4.52-4.52-1.12
26、0.572.192.191.1211.6411.64-24.1324.94-9.06-9.06-6.830.433 0.4330.1140.0930.3610.3610.185 0-24.8824.880-4.1110.7710.772.84-1.93-7.50-7.50-3.845.395.39-0.971.42-3.75-3.75-4.52-4.52-1.120.572.192.191.1211.6411.64-24.1324.94-9.06-9.06-6.830.433 0.4330.1140.0930.3610.3610.185 0-24.8824.880-4.1110.7710.77
27、2.84-1.93-7.50-7.50-3.844.534.53-0.971.42-3.6-3.6-3.51-3.51-0.920.542.12.11.4611.7911.79-23.9324.91-9-9.-6.490.506 0.3640.1300.1030.4010.2890.2070-24.8824.880-4.1112.599.063.23-2.56-9.98-7.19-5.154.53-1.281.62-3.6-1.64-1.18-0.420.20.790.790.215.486.86-23.3524.4-12.79-6.4-9.063.43-3.2 雪荷载作用下横向框架弯矩二次分
28、配(kNm)上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁-0.7960.204 0.145 -0.5650.2900-6.936.930-0.514.622.31-1.69-3.38-1.345.54-0.851.16-4.34-3.13-1.560.841.680.667.03-7.037.24-6.04-1.190.433 0.4330.1140.0930.3610.3610.185 0-27.7127.710-2.5611.0811.085.54-4.35-8.68-8.68-3.452.315.54-2.182.77-1.69-4.34-2.27-2.27-1.130.561.121.120.4511
29、.1214.36-25.4826.69-9.25-11.9-5.560.433 0.4330.1140.0930.3610.3610.185 0-27.7127.710-2.5611.0811.085.54-4.35-8.68-8.68-3.455.545.54-2.182.77-4.34-4.34-3.56-3.56-1.781.022.042.040.8113.0613.06-26.1327.15-10.98-10.98-5.20.433 0.4330.1140.0930.3610.3610.185 0-27.7127.710-2.5611.0811.085.54-4.35-8.68-8.
30、68-3.455.546.25-2.182.77-4.34-4.81-3.84-3.84-1.921.12.22.20.8712.7813.49-26.2727.23-10.82-11.29-5.140.433 0.4330.1140.0930.3610.3610.185 0-27.7127.710-2.5611.0811.085.54-4.35-8.68-8.68-3.455.546.25-2.182.77-4.34-4.81-3.84-3.84-1.921.12.22.20.8712.7813.49-26.2727.23-10.82-11.29-5.140.506 0.3640.1300.
31、1030.4010.2890.2070-27.7127.710-2.5612.58.986.23-4.8-9.61-6.94-3.85.54-2.43.12-4.34-1.42-1.02-0.710.230.470.340.1816.625.84-24.5926.26-13.48-6.6-6.182.29-3.3（a）恒载作用下 （b）活载（屋面雪载）作用下（2）梁端剪力和柱轴力计算梁端剪力可根据梁上竖向荷载引起的剪力与梁端弯矩引起的剪力相叠加而得。柱轴力可由梁端剪力和节点集中力相叠加而得，计算过程还应考虑柱自重。梁端剪力可按下式进行计算V=Vq+Vm (3.21)式中Vq为梁上荷载引起的剪力，Vm为梁端弯矩引起的剪力。柱轴力可按下式进行计算N=V+P (3.22)式中V为梁端剪力，P为节点集中力及柱自重。以第6、5层恒荷载作用为例，说明计算过程，计算剪力时梯形、三角形荷载按实际大小计算。第6层荷载引起的剪力kNkN弯矩引起的剪力kN柱轴力A柱 kNkNkNB柱 kNkNkN第5层荷载引起的剪力kNkN弯矩引起的剪力kN
