土木工程本科毕业设计文档(DOC 137页).docx

1、某 办 公 楼 框 架 结 构 设 计专业：土木工程姓名：学号：指导教师： 前 言毕业设计是大学本科教育培育目标实现的重要时期，是毕业前的综合学习时期,是深化、拓宽、综合教和学的重要进程,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某办公楼框架结构设计。在毕设前期，我温习了结构力学、钢筋混凝土、建筑结构抗震设计等知识，并借阅了抗震标准、混凝土标准、荷载标准等标准。在毕设中期，咱们通过所学的大体理论、专业知识和大体技术进行建筑、结构设计。专门是在SARS肆掠期间，本组在校成员同心合力、分工合作，发挥了大伙儿的团队精神。在毕设后期，要紧进行设计手稿的电脑输入，并取得教师的审批和指正，使我

2、圆满的完成了任务，在此表示衷心的感激。毕业设计的三个月里，在指导教师的帮忙下，通过资料查阅、设计计算、论文撰写和外文的翻译，加深了对新标准、规程、手册等相关内容的明白得。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。在画图时熟练把握了AutoCAD，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专门大，在计算进程中以手算为主，辅以一些计算软件的校正。由于自己水平有限，不免有不妥和疏忽的地方，敬请列位教师批评指正。 二零零三年六月十五日 内容摘要本设计要紧进行了结构方案中横向框架二、3、7、8轴框架的抗震设计。在确信框

3、架布局以后，先进行了层间荷载代表值的计算,接着利用极点位移法求出自震周期，进而按底部剪力法计算水平地震荷载作用下大小，进而求出在水平荷载作用下的结构内力（弯矩、剪力、轴力）。接着计算竖向荷载（恒载及活荷载）作用下的结构内力，。 是找出最不利的一组或几组内力组合。 选取最平安的结果计算配筋并画图。另外还进行了结构方案中的室内楼梯的设计。完成了平台板，梯段板，平台梁等构件的内力和配筋计算及施工图绘制。关键词： 框架 结构设计 抗震设计 Abstract The purpose of the design is to do the anti-seismic design in the longitu

4、dinal frames of axis 二、3、7、8. When the directions of the frames is determined, firstly the weight of each floor is calculated .Then the vibrate cycle is calculated by utilizing the peak-displacement method, then making the amount of the horizontal seismic force can be got by way of the bottom-shear

5、force method. The seismic force can be assigned according to the shearing stiffness of the frames of the different axis. Then the internal force (bending moment, shearing force and axial force ) in the structure under the horizontal loads can be easily calculated. After the determination of the inte

6、rnal force under the dead and live loads, the combination of internal force can be made by using the Excel software, whose purpose is to find one or several sets of the most adverse internal force of the wall limbs and the coterminous girders, which will be the basis of protracting the reinforcing d

7、rawings of the components. The design of the stairs is also be approached by calculating the internal force and reinforcing such components as landing slab, step board and landing girder whose shop drawings are completed in the end.Keywords : frames, structural design, anti-seismic design毕业设计进度打算安排:

8、第一周 课题调研，选题、结构方案设计第二周 温习结构设计有关内容，借阅相关标准及资料第三周 导荷载、计算楼层荷载第周围 计算结构自震周期、水平地震作用大小第五、六周 水平地震力作用下的框架内力分析、计算第七、八周 竖向荷载作用下的框架内力计算第九周 框架内力组合分析、计算第十周 义务劳动周第十一周 楼层板配筋、框架梁配筋及构造第十二周 框架柱配筋、框架节点配筋及构造第十三周 TBSA计算及分析第十周围 楼梯计算，整理计算书第十五周 翻译科技资料，画图第十六周 打印论文，预备答辩目 录第一部份：工程概况1建筑地址、建筑类型、建筑介绍、门窗利用、地质条件 1柱网与层高 1框架结构繁重方案的选择 2

9、框架结构的计算简图 2梁、柱截面尺寸的初步确信 3第二部份：框架侧移刚度的计算5横梁、纵梁、柱线刚度的计算 5各层横向侧移刚度计算 6各层纵向侧移刚度计算12第三部份：重力荷载代表值的计算 13资料预备13重力荷载代表值的计算14第四部份：横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算23横向自振周期的计算23水平地震作用及楼层地震剪力的计算24多遇水平地震作用下的位移验算27水平地震作用下框架内力计算28第五部份：竖向荷载作用下框架结构的内力计算32计算单元的选择确信32荷载计算33内力计算40梁端剪力和柱轴力的计算45横向框架内力组合46框架柱的内力组合54柱端弯矩设计值的调整57柱端剪力组合

10、和设计值的调整60第六部份：截面设计62框架梁62框架柱68框架梁柱节点核芯区截面抗震验算78第七部份：楼板设计82楼板类型及设计方式的选择82设计参数82弯矩计算83截面设计87第八部份：楼梯设计91设计参数91楼梯板计算91平台板计算93平台梁计算94第九部份：框架变形验算96梁的极限抗弯承载力计算96柱的极限抗弯承载力计算97确信柱端截面有效承载力Mc98各柱的受剪承载力Vyij的计算 99楼层受剪承载力Vyi的计算100罕遇地震下弹性楼层剪力Ve的计算 101楼层屈服承载力系数yi的计算101层间弹塑性位移验算 103第十部份： 科技资料翻译104科技资料原文 104原文翻译 113第

11、十一部份：设计心得120参考资料 123第一部份：工程概况建筑地址：北京市建筑类型：六层办公楼，框架填充墙结构。建筑介绍：建筑面积约1000平方米，楼盖及屋盖均采纳现浇钢筋混凝土框架结构，楼板厚度取120mm，填充墙采纳蒸压粉煤灰加气混凝土砌块。门窗利用：大门采纳钢门，其它为木门，门洞尺寸为，窗为铝合金窗，洞口尺寸为。地质条件：经地质勘探部门确信，此建筑场地为二类近震场地，设防烈度为8度。柱网与层高：本办公楼采纳柱距为的内廊式小柱网，边跨为，中间跨为，层高取，如以下图所示： 柱网布置图 框架结构繁重方案的选择：竖向荷载的传力途径：楼板的均布活载和恒载经次梁间接或直接传至主梁，再由主梁传至框架柱

12、，最后传至地基。依照以上楼盖的平面布置及竖向荷载的传力途径，本办公楼框架的繁重方案为横向框架繁重方案，这可使横向框架梁的截面高度大，增加框架的横向侧移刚度。框架结构的计算简图： 框架结构的计算简图 纵向框架组成的空间结构 横向框架组成的空间结构本方案中，需近似的按纵横两个方向的平面框架别离计算。 梁、柱截面尺寸的初步确信：一、梁截面高度一样取梁跨度的1/12至1/8。本方案取1/127200=600mm，截面宽度取6001/2=300mm，可得梁的截面初步定为bh=300*600。二、框架柱的截面尺寸依照柱的轴压比限值，按以下公式计算： （1）柱组合的轴压力设计值N=Fg E n注：考虑地震作

13、用组合后柱轴压力增大系数。F按简支状态计算柱的负载面积。g E 折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，可近似的取14KN/m2。n为验算截面以上的楼层层数。 （2）AcN/uNfc 注：uN 为框架柱轴压比限值，本方案为二级抗震品级，查抗震标准可知取为。 fc 为混凝土轴心抗压强度设计值，对C30，查得mm2。3、计算进程：关于边柱：N=Fg E n=146=（KN） AcN/uNfc=103/=（mm2） 取700mm700mm 关于内柱：N=Fg E n=146=（KN） AcN/uNfc=*103/=（mm2） 取700mm700mm梁截面尺寸（mm）混凝土等级横梁（bh）纵梁（bh）A

14、B跨、CD跨BC跨C30300600250400300600柱截面尺寸（mm）层次混凝土等级bh1C307007002-6C30650650第二部份：框架侧移刚度的计算一、 横梁线刚度i b的计算：类别Ec（N/mm2）bh（mmmm）I0（mm4）l（mm）EcI0/l（Nmm）l（Nmm）2EcI0/l（Nmm）AB跨、CD跨1043006001097200101010101010BC跨1042504001092400101010101010二、 纵梁线刚度i b的计算：类别Ec（N/mm2）bh（mmmm）I0（mm4）l（mm）EcI0/l（Nmm）l（Nmm）2EcI0/l（Nmm）

15、跨1043006001094200101010101010其它跨1043006001097200101010101010三、 柱线刚度i c的计算：I=bh3/12层次hc（mm）Ec（N/mm2）bh（mmmm）Ic（mm4）EcIc/hc（Nmm）14700104700700101010102-63600104650650101010101层A-5柱830010470070010101010四、各层横向侧移刚度计算： (D值法)一、底层、A-二、A-3、A-7、A-八、D-二、D-3、D-4、D-7、D-8（9根）K=c=+K)/(2+K)=Di1=c12ic/h2=121010/4700

16、2=25112、A-1、A-4、A-六、A-九、D-一、D-五、D-六、D-9 （8根）K=c=+K)/(2+K)=Di2=c12ic/h2 =121010/47002 =23447、B-一、C-一、B-九、C-9 （4根）K=（+）/=c=+K)/(2+K)=Di3=c12ic/h2 =121010/47002 =27055、B-二、C-二、B-3、C-3、C-4、B-7、C-7、B-八、C-8 （9根）K=（+）/=c=+K)/(2+K)=Di4=c12ic/h2 =121010/47002 =29552、B-4、B-六、C-五、C-6 （4根）K=（+）/=c=+K)/(2+K)=Di5

17、=c12ic/h2 =121010/47002 =28165、B-5 （1根）K=c=+K)/(2+K)=Di6=c12ic/h2 =121010/47002 =23378D1=251129+234478+270554+295529+281654+23378 =923810二、第二层：、A-二、A-3、A-7、A-八、D-二、D-3、D-4、D-7、D-8 （9根）K=2/（2）=c=K/(2+K)=Di1=c12ic/h2 =121010/36002 =17681、A-一、A-九、D-一、D-五、D-六、D-9 （6根）K=2/（2）=c=K/(2+K)=Di2=c12ic/h2 =1210

18、10/36002 =13778、A-5 （1根）K=c=（+K）/(2+K)=Di3=c12ic/h2 =121010/83002 =5392、A-4、A-6 （2根）K=（+）/（*2）=c=K/(2+K)=Di4=c12ic/h2 =121010/36002 =15730、B-一、C-一、B-九、C-9 （4根）K=（+）2/（2）=c=K/(2+K)=Di5=c12ic/h2 =121010/36002 =22044、B-二、B-3、C-二、C-3、C-4、B-7、B-八、 C-7、 C-8 （9根）K=（+）2/（2）=c=K/(2+K)=Di6=c12ic/h2 =*12*1010/

19、36002 =27556、B-4、B-6 （2根）K=（2+）/（2）=c=K/(2+K)=Di7=c12ic/h2 =121010/36002 =26063、C-五、C-6 （2根）K=（+）2/（2）=c=K/(2+K)=Di8=c12ic/h2 =121010/36002 =24456、B-5 （1根）K=2/（2）=c=K/(2+K)=Di9=c12ic/h2 =121010/36002 =13663D2=176819+137786+5392+157302+220444+275569+260632+244562+13663=7295303、第三层至第六层：、A-二、A-3、A-4、A-

20、五、A-六、A-7、A-八、D-二、D-3、D-4、D-7、D-8 （12根）Di1=17681、A-一、A-九、D-一、D-九、D-五、D-6 （6根）Di2=13778、B-一、C-一、B-九、C-9 （4根）Di3=22044、B-二、B-3、B-4、B-五、C-二、C-3、C-4、B-六、B-7、B-八、C-7、C-8 （12根）Di4=27556、C-五、C-6 （2根）Di5=24456D3-6=1768112+137786+220444+2755612+244562 =7626004、顶层：、D-五、D-6 （2根）K=2/（2）=c=K/(2+K)=Di1=c12ic/h2 =

21、121010/36002 =13778 、C-五、C-6 （2根）K=（2+）/（2）=c=K/(2+K)=Di2=c12ic/h2 =121010/36002 =19404D顶=137782+194042=66364由此可知，横向框架梁的层间侧移刚度为：层次123456顶Di（N/mm）92381072953076260076260076260076260066364D1/D2=923810/729530，故该框架为规那么框架。五、各层纵向侧移刚度计算：同理，纵向框架层间侧移刚度为：层次123456顶层Di（N/mm）1035634935623942398942398942398942398

22、103102D1/D2=1035634/935623，故该框架为规那么框架。第三部份：重力荷载代表值的计算一、资料预备：查荷载标准可取：、 屋面永久荷载标准值（上人）30厚细石混凝土爱惜层 22=m2 三毡四油防水层 KN/m220厚矿渣水泥找平层 = KN/m2150厚水泥蛭石保温层 5= KN/m2120厚钢筋混凝土板 25= KN/m2V型轻钢龙骨吊顶 KN/m2（二层9mm纸面石膏板、有厚50mm的岩棉板保温层） 合计 KN/m2、1-5层楼面：木块地面（加防腐油膏铺砌厚76mm） KN/m2120厚钢筋混凝土板 25= KN/m2V型轻钢龙骨吊顶 KN/m2 合计 KN/m2、屋面及

23、楼面可变荷载标准值：上人屋面均布活荷载标准值 KN/m2楼面活荷载标准值 KN/m2屋面雪荷载标准值 SK=urS0= KN/m2 （式中ur为屋面积雪散布系数）、梁柱密度25 KN/m2蒸压粉煤灰加气混凝土砌块 m3二、重力荷载代表值的计算：一、第一层：（1）、梁、柱：类别净 跨（mm）截 面（mm）密 度（KN/m3）体 积（m3）数 量(根)单 重（KN）总 重（KN）横梁650030060025171700250400259纵梁650030060025283500300600254类别计算高度（mm）截 面（mm）密 度（KN/m3）体 积（m3）数 量（根）单 重（KN）总 重（KN

24、）柱36007007002536（2）、内外填充墙重的计算： 横墙： AB跨、CD跨墙：墙厚240mm，计算长度6500mm，计算高度3600-600=3000mm。 单跨体积：3= 单跨重量：= 数量：17 总重：17= BC跨墙：墙厚240mm，计算长度1700mm，计算高度3600-600=3000mm。 单跨体积：（*）= 单跨重量：= 数量：2 总重：2= 茅厕横墙：墙厚240mm，计算长度7200-2400=4800mm，计算高度3600-120=3480mm。 体积：= 重量：= 横墙总重：+= 纵墙： 跨外墙：单个体积：（）-（2） = m3数量：12总重：12= 茅厕外纵墙：

25、体积： m3总重：= 楼梯间外纵墙：体积： m3总重：= 门卫外纵墙：体积：总重：= 内纵墙：单个体积： = 单个重量：=数量：12总重：12= 茅厕纵墙：单个体积：（）= 单个重量：=数量：2总重：2= 正门纵墙：总重：（）= 纵墙总重：+=（3）、窗户计算（钢框玻璃窗）： 走廊窗户：尺寸：1800mm2100mm 自重：m2 数量：26 重量：26= 办公室窗户：尺寸：1500mm2100mm 自重：m2 数量：2重量：2= 总重：+=（4）、门重计算： 木门：尺寸：1200mm2400mm 自重：m2 数量： 重量：= 铁门：尺寸：6500mm3000mm 自重：m2 数量：重量：3*=

26、 总重：+=（5）、楼板恒载、活载计算（楼梯间按楼板计算）： 面积：13+=（m2） 恒载：= 活载：=由以上计算可知，一层重力荷载代表值为G1=G 恒+G活=（+）+（819+63）+ +（+） =注：梁柱剩上粉刷层重力荷载而对其重力荷载的增大系数。2、第二层：（1）、梁、柱横梁：AB跨：300mm600mm 18根=BC跨：250mm400mm 9根= 纵梁：819+63=882KN 柱： 类别计算高度（mm）截 面（mm）密 度（KN/m3）体积（m3）数 量（根）单 重（KN）总 重（KN）柱36006506502536（2）、内外填充墙重的计算：横墙总重：纵墙： 比较第二层纵墙与第一

27、层的区别有： 大厅：一层有铁门 二层A、B、B跨有内墙。 比较异同后，可得第二层纵墙总重为： +（）（）+（） =+ =（3）、窗户计算（钢框玻璃窗）： 第一类：尺寸：1800mm2100mm 自重：m2 数量：29 重量：29= 第二类：尺寸：1500mm2100mm 自重：m2 数量：2重量：2= 总重：+=（4）、门重计算： 木门：尺寸：1200mm2400mm 自重：m2 数量： 重量：=（5）、楼板恒载、活载计算（楼梯间按楼板计算）： 面积：+=（m2） 恒载：= 活载：=由以上计算可知，二层重力荷载代表值为G2=G 恒+G活=（+）+882+ +（+） =注：梁柱剩上粉刷层重力荷载

28、而对其重力荷载的增大系数。3、第三层至第五层：比较其与第三层的异同，只有B、B不同，可得三到五重力荷载代表值为：G3-5=（）=4、第六层重力荷载代表值的计算：横梁：+= 纵梁：882KN 柱：计算高度：2100mm截面：650mm650mm数量：36总重：2536= 横墙：2= 纵墙：（+）/2= 窗重：2= 木门重：门高2400mm，计算高度为门的1500mm以上，故系数=（）/=3/8那么木门重：3/8= 屋面恒载、活载计算： 恒载：= 活载：= 雪载：=由以上计算可知，六层重力荷载代表值为G6=G 恒+G活=（+882+）+ +（+） =注：梁柱剩上粉刷层重力荷载而对其重力荷载的增大系

29、数。五、顶端重力荷载代表值的计算：横梁：2=纵梁：2=柱：4=横墙：2=纵墙：（）+（）= 木门：= 窗：= 楼板恒载、活载计算： 面积：= 恒载：= 活载：=雪载：=由以上计算可知，顶端重力荷载代表值为G顶=G 恒+G活=+ =集中于各楼层标高处的重力荷载代表值G i的计算结果如以下图所示：第四部份：横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算一、横向自振周期的计算： 横向自振周期的计算采纳结构极点的假想位移法。按式Ge=Gn+1（1+3h1/2/H）将突出衡宇重力荷载代表值折算到主体结构的顶层，即：Ge=1+3（5+）=（KN）大体自振周期T1（s）可按下式计算：T1=T （uT）1/2注：

30、uT假想把集中在各层楼面处的重力荷载代表值Gi作为水平荷载而算得的结构极点位移。T结构大体自振周期考虑非繁重砖墙阻碍的折减系数，取。uT按以下公式计算：VGi=Gk（u）i= VGi/D ij uT=（u）k注：D ij 为第i层的层间侧移刚度。 （u）i为第i层的层间侧移。 （u）k为第k层的层间侧移。 s为同层内框架柱的总数。结构极点的假想侧移计算进程见下表，其中第六层的Gi为G6和Ge之和。结构极点的假想侧移计算层次Gi（KN）VGi（KN）D i（N/mm）ui（mm）ui（mm）676260057626004762600376260027295301923810T1=T （uT）1/

31、2 =1/2=(s)二、水平地震作用及楼层地震剪力的计算：本结构高度不超过40m，质量和刚度沿高度散布比较均匀，变形以剪切型为主，故可用底部剪力法计算水平地震作用，即：一、结构等效总重力荷载代表值GeqGeq=Gi=（+3+）=（KN） 二、计算水平地震阻碍系数1查表得二类场地近震特点周期值Tg=。查表得设防烈度为8度的max=1=（Tg/T1）max =（） = 3、结构总的水平地震作用标准值FEkFEk=1Geq = =（KN）因=T1=，因此应考虑顶部附加水平地震作用。顶部附加地震作用系数 n=+=+= F6= 各质点横向水平地震作用按下式计算： Fi=GiHiFEk（1-n）/（GkHk） =（KN）地震作用下各楼层水平地震层间剪力Vi为 Vi=Fk（i=1，2，n）计算进程如下表：各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表层次Hi（m）Gi（KN）GiHi（KNm）GiHi/GjHjFi（KN）Vi（KN）654321各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿衡宇高度的散布见以下图： （具体数值见上表）三、多遇