五层框架结构综合办公楼毕业设计计算书(86页).docx
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1、毕 业 论 文 (设 计)题 目 综合办公楼结构设计 英文题目 TheStructure Design Of Ji An Bin Cheng Office Building院 系 土木工程与城市建设学院 专 业 土木工程 姓 名 年 级 学 号 指导教师 二零一六年 五月江西省综合办公楼建筑结构设计摘要本工程为江西省吉安市吉州区滨城综合办公楼建筑结构设计,主体采用框架结构,总共五层。本地区抗震设防烈度为6度,抗震等级为三级,场地类别为类,本工程采用的是现浇钢筋混凝土结构。基础采用的是柱下独立基础。本设计的主要内容为构件布置、荷载计算、横向框架内力分析、内力组合以及配筋计算。首先确定框架的整体布
2、局,构件尺寸的初步确定、框架的计算简图接着计算层间的荷载代表值,进而求出自震周期,用底部剪力法计算水平地震荷载作用,就可以求出水平地震作用下的结构内力,包括弯矩、剪力、轴力。其中计算水平地震力作用下时采用极限状态设计方法。在梁柱截面设计时要采用“强柱弱梁”原则。然后进行内力组合。选取最不利的内力组合计算配筋。整个结构在设计过程中,严格按照现行结构设计规范和现行施工组织设计规范以及国家标准规范进行设计,对设计的各个部分进行了综合全面的科学性考虑。在设计的过程中我们还参考了有关房建、混凝土结构、抗震等教材。本设计贯彻“实用、安全、经济、美观”的设计原则。关键词:办公楼 框架结构 荷载计算 内力计算
3、 内力组合 结构配筋AbstractThis worksfor the JIAN City comprehensive office building structure design, the main use of frame structure, a total of five. The region seismic intensity of 6 degrees, the seismic level for the three, site category class, this project uses situ reinforced concrete structure. Colum
4、n base is used stand-alone basis.The main content of the design for the member arrangement load calculation, transverse frame internal force analysis, a combination of internal forces and reinforcement calculation. First, determine the overall layout of the framework, initially identified component
5、size, calculation diagram frame then calculate load representative value between the layers, and then seek from the earthquake cycle, calculate horizontal seismic loads with bottom shear method, you can find the level Internal force under the seismic action, including moment, shear, axial force. Inc
6、luding moment, shear, axial force. In the use of limit state design calculation method under horizontal seismic forces. In the beam and column design to a strong column weak beam principle. Then combination of internal forces. Select the most unfavorable combination of internal forces calculation of
7、 reinforcement.The entire structure in the design process, in strict accordance with the current structure design specifications and existing construction design specifications and national standards for the design, each part of the design carried out comprehensive scientific considerations. In the
8、design process, we also refer to the relevant housing construction, concrete structures, seismic and other materials.This design implementation of the practical safe economical and aesthetic design principleKey Word:residential building , Frame Structure,Load Calculation,Internal force Calculation ,
9、internal force composition,calculationReinforced.目录第一章设计资料11.1 工程概况11.2 气象条件11.3 地质条件11.4 材料选用1第二章结构设计22.1 结构布置22.2 梁、柱、板截面尺寸初估22.3 框架计算简图说明42.4 框架梁柱线刚度计算52.5 荷载计算72.6 框架活荷载标准值92.7 横向框架恒、活荷载计算102.8 横向框架梁在重力荷载作用下的计算14第3章内力计算163.1 恒载作用下的内力计算163.2 活载作用下的内力计算213.3 重力荷载作用下的内力计算263.4 横向框架在风荷载作用下的内力计算313.5
10、 水平地震作用下的计算38第4章内力组合494.1 弯矩调幅494.2 框架梁的内力组合544.3 框架柱的内力组合61第5章截面设计675.1 框架梁正截面设计675.2 框架梁斜截面计算684.3 框架柱的配筋计算725.4 板的配筋计算745.5 楼梯设计785.6 基础设计81总结84致谢85参考文献86第一章设计资料1.1工程概况(1)工程名称:江西省综合办公楼(2)建筑规模:建筑层数为5层,建筑总高度为20.8m(3)室内外高差:0.45m(4)建筑面积:约3000m(5)结构形式:现浇钢筋混凝土框架结构1.2 气象条件(1)气温:年平均气温为22,最高气温40,最低气温为0(2)
11、基本风压:0.3 KN/m(3)基本雪压:0.35 KN/m1.3 地质条件(1)地质条件:建筑场地土类别为类,地面粗糙度为C类(2)地震烈度:本工程抗震设防烈度为6度,设计基本地震加速度为0.05g(3)抗震等级:三级抗震1.4 材料选用(1)混凝土:梁、板、柱均采用C30混凝土(2)钢筋:梁、板、柱受力钢筋采用HRB400级,箍筋采用HRB335级第二章 结构设计2.1结构布置本工程主体结构共5层,一层层高4.2m,二到四层层高3.9m。总高度为20.8m,采用现浇混凝土框架结构。为使刚度均匀对称分布,减小偏心和扭转,建筑平面布置成规则的长方形。柱网横向采用内廊式布置,边跨跨度为5.4m,
12、中间跨跨度为2.7m,纵向跨度3.6m(中间跨为5.4m)。结构平面布置如图2-1所示:图2-1平面布置图2.2梁、柱、板截面尺寸初估1.梁截面尺寸(1)横向框架梁:AB、CD跨:h=11218L=112185400=400mm675mm取h=400mm; b=1312h=1312400=133mm200mm取b=200mm;故AB、CD跨横向框架梁截面尺寸为bh=200mm400mmBC跨:h=11218L=112182700=225mm337mm考虑刚度因素取h=400mm;b=1312h=1312400=133mm200mm取b=200mm;故BC跨横向框架梁截面尺寸为bh=200mm4
13、00mm(2)纵向框架梁:h=11218L=112183600=300mm450mm取h=400mm;b=1312h=1312400=133mm200mm取b=200mm;故纵向框架梁截面尺寸bh=200mm400mm(3)框架柱截面尺寸估算由轴压比控制进行估算:S=5.423.6=9.72中柱的负荷面积为:S=5.42+2.723.6=14.58依据混凝土结构设计规范(GB50010-2010)表11.4.16知:本工程位于吉安市区,抗震设防烈度为6度,设计基本地震加速度为0.05g,抗震等级为三级,柱轴压比限值。柱的截面初估采用公式:AcNNfc式中:-轴压比取0.85;N-柱组合的轴压力
14、设计值,;S-按简支状态计算的柱的负载面积;G-折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值,近似取12-15KN/m;-考虑地震作用组合后柱轴压力的增大系数,边柱取1.3,不等跨内取1.25,等跨内柱取1.2;n-验算截面以上的楼层层数;边柱: Ac1.39.721031450.8514.3=72770mm中柱: Ac1.214.581031450.8514.3=100759mm根据以上计算结果,并考虑其他因素,本设计中所有框架柱截面均取为:400mm400mm。(4)板尺寸估计现浇板板厚为120mm。2.3框架计算简图说明基础顶面至室内地面高度为1m(室内外高差为0.45m),取4轴上的一榀框架计
15、算,假定框架柱嵌固于基础顶面,框架梁与柱刚接。计算简图如图2-2所示。图2-2 横向框架计算简图2.4框架梁柱线刚度计算根据地质资料,确定基础顶面离室外地面为550m,由此求得底层层高为5.2m(4.2m+0.45m+0.55m)。其中求梁截面惯性矩时,考虑现浇楼板的作用,取(为不考虑楼板翼缘作用的梁截面惯矩)。边跨梁:i=EcIl=21120.20.415.4Ec=3.9510-4Ec中跨梁:i=EcIl=21120.20.412.7Ec=7.910-4Ec底层柱: i=EcIl=21120.40.415.2Ec=4.110-4Ec上部柱:i=EcIl=21120.40.413.9Ec=5.
16、4710-4Ec取上部柱(2至5层),则其余各杆相对线刚度为:底层柱:i=4.110-4Ec5.4710-4Ec=0.75边跨梁:i=3.9510-4Ec5.4710-4Ec=0.72中跨梁:i=7.910-4Ec5.4710-4Ec=1.44框架梁、柱相对线刚度如图2-3所示:图2-3梁柱相对线性刚度 单位:10-4 Ecm2.5荷载计算2.5.1恒荷载计算(1)屋面20厚1:2水泥砂浆找平 0.0220KN/m=0.4KN/m膨胀珍珠岩2%赵坡 0.0515KN/m=0.75KN/m120厚钢筋混凝土屋面板 0.1225KN/m=3KN/m15mm厚混合砂浆抹灰 0.01517KN/m=0
17、.26KN/m合计 4.41 KN/m(2)各层楼面15厚1:2水泥砂浆找平 0.1520KN/m=0.3KN/m10mm厚地砖 0.0120KN/m=0.2KN/m120mm厚钢筋混凝土楼面板 0.1225KN/m=3.0KN/m15mm厚混合砂浆抹灰 0.01517KN/m=0.26KN/m合计 3.76 KN/m(3)梁自重AB、CD跨 梁尺寸为200400200400梁自重0.2(0.4-0.1)25KN/m=1.5KN/m20mm厚混合砂浆 0.02(0.4-0.1)217KN/m=0.204KN/m合计 1.704KN/mBC跨梁 尺寸为2004000.2(0.4-0.1)25KN
18、/m=1.5KN/m20mm厚混合砂浆(两侧抹灰) 0.02(0.4-0.1)217KN/m=0.204KN/m合计1.704KN/m(4)柱自重柱截面尺寸为400400400400柱自重0.40.425KN/m=4KN/m20mm厚混合砂浆(2侧) 0.02(0.4+0.4)217KN/m=0.544KN/m合计 4.544KN/m(5)外纵墙自重标准层纵墙 300厚蒸压加气混凝土砌块 0.3(3.9-0.4)(3.6-0.4)12KN/m=40.32KN/m外墙面贴5厚陶瓷面砖 (3.9-0.4)(3.6-0.4)0.5KN/m=5.425KN/m20厚1:3水泥砂浆找平 0.02(3.9
19、-0.4)(3.6-0.4)17KN/m=3.689KN/m20厚混合砂浆抹灰0.02(3.9-0.4)(3.6-0.4)17KN/m=3.689KN/m合计53.123KN/m底层纵墙 300厚蒸压加气混凝土砌块0.3(4.2-0.4)(3.6-0.4)12KN/m=43.78KN/m外墙面贴5厚陶瓷面砖 (4.2-0.4)(3.6-0.4)0.5KN/m=6.08KN/m20厚1:3水泥砂浆找平0.02(4.2-0.4)(3.6-0.4)17KN/m=4.13KN/m20厚混合砂浆抹灰 0.02(4.2-0.4)(3.6-0.4)17KN/m=4.13KN/m合计58.12KN/m(6)内
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