土木工程毕业设计计算书范文

1、河南大学土木建筑学院毕业设计编号：05027120 河南大学土木建筑学院20xx届毕业设计 华博钢结构公司办公楼及生产厂房结构设计计算书 专 业： 土木工程 姓 名：XXX 学 号： XXXXXXXXX 指导老师： XXXX 华博钢结构公司办公楼结构设计 一、设计资料（1） 工程概况：该办公楼位于开封市宋城路，为三层全现浇混凝土框架结构，建筑面积1875.23,建筑总高度15.50m，室内设计标高±0.000，室内外高差450mm。（2） 地形情况：场地类型为类，地基等级为二级，在地貌上该场地属于黄河中下游冲积平原，地形平坦，交通便利，施工方便。（3） 气候条件：温度，最热月平均32

2、，最冷月平均-6，极端最高温度39，极端最低温度-10；相对湿度，年平均34%；相对风向西北风，基本风压0.45KN/；雨雪条件,年降雨量670mm，最大积雪深度25mm，雪荷载0.3KN/。（4） 地质条件：地下水位于地表下2.0m处，地表为填土，从上到下依次为：填土，厚1m，Es=10MPa.粉土，厚2m，Es=5.2MPa。粉质粘土，厚5.4m，Es=6.2 MPa。细砂，厚度大于6.0m，Es=12.2MPa。（5） 抗震要求：本工程抗震设防烈度为8度，根据建筑抗震设计规范（GB5001-2001）提取参数进行抗震设计。（6） 墙体做法：墙身为加气混凝土空心砌块填充墙，用M5混合砂浆砌

3、筑。内粉刷为混合砂浆底，纸筋灰面，厚20mm，“803”内墙涂料两度。外粉刷为1：3水泥砂浆底，厚20mm，陶瓷锦砖贴面。另外，卫生间两侧墙贴瓷砖。（7） 楼面做法：楼板顶面为20mm厚水泥砂浆找平，5mm厚1：2水泥砂浆加“107” 胶水着色粉面层；楼板底面为500mm厚吊顶。（8） 屋面做法：现浇楼板上铺膨胀珍珠岩保温层，1：2水泥砂浆找平层厚20mm，二毡三油防水层，撒绿豆砂保护。（9） 门窗做法：除大门为玻璃门外，办公室、实验室等均为木门；窗均为钢框玻璃窗。（10） 活荷载：屋面活荷载2.0KN/，楼面活荷载2.0KN/，走廊楼面活荷载2.5KN/。2、 结构布置及结构计算简图的确定结

4、构布置如图2.1图2.1 结构布置图1、 框架梁截面尺寸的估算： L01=6000mm 取h=500mm 取b=250mm L02=2400mm 取h=400mm 取b=250mm L03=4200mm 取h=500mm 取b=250mm L04=5100mm 取h=500mm 取b=250mm L05=3300mm 取h=500mm 取b=250mm L06=2700mm 取h=500mm 取b=250mm L07=8400mm 取h=650mm 取b=250mm故取梁截面尺寸： L1: h=500mm b=250mm L2: h=400mm b=250mm L3: h=650mm b=25

5、0mm2、框架柱截面尺寸的估算： 框架柱截面尺寸根据柱的轴压比限制，按下式计算：1.柱组合的轴压比设计值按照以下公式计算： 式中： ：为考虑地震作用组合后柱轴力压力增大系数，边柱取1.3，等跨内柱取 1.2,不等跨取1.25； : 为按照简支状态计算柱的负荷面积； ：为折算后在单位面积上的重力荷载代表值，近似取14KN/; : 为验算截面以上楼层层数； 框架柱验算按公式进行，先计算最大柱距的边柱和中柱的负载面积。 边柱： 中柱： 根据上述计算结果，并综合考虑其他因素，取柱截面为，为计算和施工方便，边柱和中柱尺寸相同，均为3、 现浇板厚 结构计算取计算简图中有代表性的一榀框架为研究对象（如轴线等

6、），计算简图如图2.2：室内外高差0.45m，基础埋深0.5m，由此可求得建筑底层层高为0.45+0.5+4.2=5.15m。各梁柱构件的线刚度经计算后列于下图。其中在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矩) 图2.2 一榀框架计算简图 AC、DE跨梁： CD跨梁： 上部隔层柱： 底层柱： 3、 荷载计算1、 恒荷计算(1) 屋面框架梁线荷载标准值 20mm厚1：2水泥砂浆找平 100140mm厚（2%找平）膨胀珍珠岩 100mm厚现浇钢筋混凝土楼板 500mm厚吊顶 屋面恒荷载 3.4KN/m 边跨（AC、DE跨）框架梁自重 粱侧粉刷 2.7KN/m 中跨

7、（CD跨）框架梁自重 粱侧粉刷 因此，作用在屋顶框架梁上的线荷载为： （这里的下标3表示第3层即顶层框架梁） (2) 楼面框架梁线荷载标准值 25mm厚水泥砂浆面层 100mm厚现浇钢筋混凝土楼板 500mm吊顶 楼面恒荷载 边跨框架梁及粱侧粉刷 13.16KN/m 边跨填充墙自重 墙面粉刷 中跨框架梁及粱侧粉刷 因此，作用在中间层框架梁上的线荷载为： (3) 屋面框架节点集中荷载标准值边柱连系梁自重 粉刷 900mm高女儿墙自重 粉刷 连系梁传来屋面自重 顶层边节点集中荷载 中柱连系梁自重 粉刷 连系梁传来屋面自重 顶层中节点集中荷载 （4）楼面框架节点集中荷载标准值 边柱连系梁自重及粉刷

8、钢窗自重 窗下墙体自重 粉刷 窗边墙体自重 粉刷 框架柱自重 粉刷 连系梁传来楼板自重 中间层边节点集中荷载 中间连系梁自重 粉刷 内纵墙自重 粉刷 扣除门洞重加门重 框架柱自重 粉刷 连系梁传来楼面自重 中间层中节点集中荷载 （5） 恒荷载作用下的结构计算简图（图3.1） 2、楼面活荷载计算楼面活荷载作用下的结构计算简图（图3.2）图中各荷载值计算如下： 图3.1 恒荷载作用下结构计算简图 图3.2 活荷载作用下结构计算简图 3、风荷载计算风压标准值计算公式 因结构高度，可取；对于矩形平面；可查荷载规范。将风荷载换算成作用于框架每层节点上的集中荷载，计算过程如表1。表中Z为框架节点外地面的高

9、度，A为一榀框架各层节点的受风面积。表1 风荷载计算 层 次31.0 1.30.7413.550.4513.025.6421.0 1.30.749.350.4517.647.6411.0 1.30.745.150.4518.598.05风荷载作用下结构计算简图如图3.3 图3.3 风荷载作用下结构计算简图 4、地震力计算（1） 结构的基本自振周期T （2） 地震影响系数 抗震设防为8度，则，地震设计分组为第一组，场地类别为类，故。 ， （3） 各楼层重力荷载代表值 顶层 梁板自重 4.19×（48+8.4+31.2-8.4×6）+3.4×（6×20+31

10、.2× 2+48×2）+2.7×2.4×10+0.25×0.65×8.4×2×25=3138.21KN 框架柱自重 0.4×0.4×25×4.2/2×42=352.8KN 炮楼及女儿墙+门重 0.25×0.9×（48+8.4×4+6×2+31.2）× 11.5+（0.25×2×6+0.25×2×3.3-0.25×1.8×1.5） +0.25×2.9×

11、;（6+3.3）- 1.8×2.1×0.25×11.5=446.32KN 围墙+门窗重 A 轴 0.25×4.2×（31.2-0.4×8）×11.5+0.25×2.1×2.1 ×（0.15- 11.5）×6+1.2×0.6×（0.45-11.5）×2=124.55KN B 轴 0.25×6×4.2×11.5-0.25×0.9×2.1×（11.5-0.68）×2=31.11KN C 轴 0

12、.25×4.2×（31.2-0.4×8）×11.5- 0.25× 0.9×2.1×（11.5- 0.68）×6-3×2.1×0.25×11.5=144.33KN D 轴 0.25×4.2×（480.4×12×11.5(1.8×2.1×0.25×3+0.25×0.9×2.1×4+0.25 ×0.25×1.2×2.1)×（11.5-0.68）-2.1&

13、#215;2.1×11.5 ×0.25-=222.11KN E 轴 0.25×4.2×（48-0.4×12-8.4×11.5(0.25×2.1×2.1×6+1.2×1.5 ×0.25 +1.8×1.5×0.25×2+1.2×0.6×0.25×2)×(11.5-0.45)=161.62KN 轴 0.25×4.2×（8.4-0.4×3）×11.5-（3× 2.1×

14、; 0.25+0.25×3.4×1.5）×（11.5-0.45）=27.73KN 13 轴 0.25×4.2×11.5×（6×18+4×2）=700.35KN 3138.21+352.8+446.32+124.55+31.11+144.33+222.11+161.62+27.73+700.35 =5349.13KN 中间层梁板自重 4.19×（48×8.4+31.2×6+4×8.4）+3.4×（6×20+31.2 ×2+48×2+2.7

15、×2.4×10+0.25×0.65×8.4×2×25=3490.17KN框架柱自重 352.8+0.4×0.4×25×4.2/2×46=739.2KN围墙+门窗重 （124.55+31.11+144.33+222.11+161.62+27.73+700.35）× 2+0.25×4.2×（8.4+6）×11.5-2.1×2.1×0.25×（11.5-0.45）×2=2973.11KN活荷载 （48×6+31.

16、2×6）×2.0+2.4×48×2.5+4.0×8.4×0.5=1255.2KN 底层梁板自重 490.17-4.19×4×8.4=3349.39KN框架柱自重 围墙+门窗重 2973.11×2-0.25×4.2×6×11.5=2936.89KN活荷载 （48×6+31.2×6）×2.0+2.4×4.8×2.5=1238.4KN 则结构计算单元所承受的重力荷载代表值为 （4） 结构等效总重力荷载代表值 （5） 计算结构总的水平

17、地震作用标准值 （6） 各层的水平地震作用标准值 因，则，. (7) 各楼层层间剪力 （8） 地震作用下结构计算简图（3.4） 图3.4 地震作用下结构计算简图 四、内力计算 1、恒荷载作用下的内力计算恒荷载作用下的内力计算采用分层法，二、三层柱的线刚度取实际线刚度的0.9倍，根据顾端弯矩相等的原则，将梯形荷载及三角形荷载等效转化为均布荷载（荷载等效图如图4.1）。 图4.1 荷载等效转化图 分层法计算简图（如图4.2） 如图所示结构内力可用力矩分配法计算，并可利用结构对称性取半边结构计算。 （1） 顶层计算简图如图4.3所示 图4.2 分层法计算简图 图4.3 恒载作用下顶层计算简图 各杆的

18、固端弯矩为 力矩分配法计算过程如图4.4： 图4.4 恒载作用下顶层力矩分配法计算过程 （2）中间层 计算简图为（如图4.5）： 图4.5 恒载作用下中间层计算简图 力矩分配法计算过程如图4.6 图4.6 恒载作用下中间层力矩分配法计算过程 （3）底层 底层计算简图如图4.7： 图4.7 恒载作用下底层计算简图各杆固端弯矩与中间层相同 力矩分配法计算过程如下（图4.8） 图4.8 恒载作用下底层力矩分配法计算过程 梁跨中弯矩需根据求得的支座弯矩和各跨的实际荷载分布按平衡条件计算，而不能按等效分布荷载计算。框架梁在实际分布荷载作用下按简支梁计算跨中弯矩（如图4.9）。 图4.9 梁在实际分布恒荷

19、载作用下按简支梁计算的跨中弯矩 （a）顶层边跨梁 （c） 标准层及顶层边跨梁 （b） 顶层中跨梁 （d） 标准层及顶层中跨梁 根据求得的各层弯矩值，画出各层弯矩图（如图4.10-4.12） 图4.10 恒载作用下顶层弯矩图（KN.m） 图4.11 恒载中作用下中间层弯矩图（KN.m） 图4.12 恒载作用下底层弯矩图（KN.m） 将各层弯矩进行叠加，将不平衡点进行力矩再分配得内力图（图4.13、4.14） 图4.13 恒荷载作用下的弯矩图（KN.m） 图4.14 恒荷载作用下框架梁柱的剪力图、柱轴力图（KN） 2、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，将梯形和三角形分布荷载

20、等效转化为矩形分布荷载。 （1）顶层 计算简图为（如图4.15） ： 力矩分配法计算过程如图4.16： (2)中间层计算简图如图4.17 力矩分配法计算过程如图4.18 图4.15 活载作用下顶层计算简图 图4.17 活载作用下中间层计算简图 图4.19 活载作用下底层计算简图 图4.16 活荷载作用下顶层力矩分配法计算过程 图4.18 活荷载作用下中间层力矩分配法计算过程（3） 底层： 计算简图如图4.19各杆固端弯矩弯矩与中间层相同，力矩分配法计算过程如下（图4.20）： 图4.20 活荷载作用下底层力矩分配法计算过程 同样，在实际分布荷载作用下计算框架梁的跨中弯矩（如图4.21）。 边跨

21、梁 顶层中跨梁 一、二中跨梁 图4.21 梁在实际分布活荷载作用下按简支梁计算的跨中弯矩 根据力矩分配法计算得的杆端弯矩画出各层弯矩图(4.22-4.24) 图4.22 活荷载作用下顶层弯矩图（KN.m） 图4.23 活荷载作用下中间层弯矩图（KN.m） 图4.24 活荷载作用下底层弯矩图（KN.m） 将各层弯矩进行叠加，将力矩不平衡点进行再分配，得框架在活荷载作用下的内力图（如图4.25、4.26） 图4.25 活荷载作用下的弯矩图（KN.m） 图4.26 活荷载作用下框架梁剪力图、柱轴力图（KN） 3、风荷载作用下的内力计算风荷载作用下的结构计算简图如图3.3，内力计算采用D值法，计算过程

22、如图4.27、4.28，根据所计算得到的结果绘出风荷载作用下框架结构的内力图（如图4.29、30）。 （1）求k、D、，对底层：，；其它层：,； 图4.27 风荷载作用下剪力在各柱间的分配（KN） (2)求各柱反弯点位置及柱端弯矩 图4.28 风荷载作用下各柱反弯点及柱端弯矩（KN.m） 图4.29 风荷载作用下的弯矩图（KN.m） 图4.30 风荷载作用下的剪力图和轴力图（KN） 4、地震荷载作用下的内力计算地震荷载作用下的内力计算如图3.4，内力计算采用D值法（如图4.31、4.32）。(1) 求地震荷载作用下各柱所受剪力图4.31 地震荷载作用下剪力在各柱间的分配(KN) （2） 求地震

23、荷载作用下各柱所受弯矩 图4.32 地震荷载作用下各柱反弯点及柱端弯矩（KN.m） 根据计算得到的结果绘处地震荷载作用下框架结构的内力图（如图4.33、4.34）。 图4.33 地震荷载作用下的弯矩图（KN.m） 图4.34 地震荷载作用下的剪力图和轴力（KN） 五、横向框架的内力组合 1、横梁内力组合 （1）横梁内力组合见表2。 （2）横梁弯矩控制值计算见表3。 （3）两端截面组合的剪力设计值调整 顶层AC跨：经比较，与地震作用（左）组合时剪力设计值较大 =1.1×（30.25+81.26）/5.6+1.2××（3.4+17.60+0.5×8.4

24、15;5.6 =106.58KNCD跨：经比较，与地震作用（左、右）组合时剪力设计值一样大 =1.1×(5.64+69.54)/2.0+1.2××(2.7+10.06+0.5×4.8)×2.0 =59.38KN 中间层AC跨：经比较，与地震作用（右）组合时剪力设计值较大 =1.1×（124.13+15.86）/5.6+1.2××（16.56+14.49+0.5×8.4）×5.6 =144.93KNCD跨：经比较，与地震作用（左、右）组合时剪力设计值一样大 =1.1×(4.14+150.

25、01)/2.0+1.2××(2.7+8.28+0.5×6)×2.0 =101.56KN 底层AC跨：经比较，与地震作用（左）组合时剪力设计值较大 =1.1×（4.41+249.52）/5.6+1.2××（16.56+14.49+0.5×8.28）×5.6 =171.66KNCD跨：经比较，与地震作用（左、右）组合时剪力设计值一样大 =1.1×(66.34+223.97)/2.0+1.2××(2.7+8.28+0.5×6)×2.0 =176.45KN 2、框

26、架柱的内力组合 （1）框架柱的内力组合见表4。 （2）框架抗震剪力设计值的调整 顶层边柱： =1.1×（103.66+77.59）=53.89KN中柱： =1.1×1.1×（69.24-17.54）+87.99/3.7=70.67KN 中间层边柱： =1.1×（×124.13+1.15×133.10/3.7=63.96KN中柱： =1.1×（207.97+4.14）+1.15×166.03/3.7=88.29KN 底层边柱： =1.1×（×107.68+1.15×204.48）/4.6

27、5=67.06KN中柱： =1.1××（249.52+66.34）+1.15×241.39）/4.65 =99.22KN 六、框架梁柱配筋 1、框架横梁配筋根据横梁控制截面的弯矩设计值和剪力调整值，利用受弯构件正截面承载力和斜截面承载力计算公式，算出所需纵筋与箍筋并进行配筋。 （1）框架横梁正截面承载力计算见表5。 （2）框架横梁的斜截面承载力计算见表6。 由表6可知，需按计算配箍筋，计算箍筋数量如下： 顶层边跨： 选用8双支箍，故按构造选配箍筋，加密区8100；非加密区8200 顶层中跨： 故按构造选配箍筋，加密区8100；非加密区8200 中间层边跨： 选用8

28、双支箍，故按构造选配箍筋，加密区8100；非加密区8200 中间层中跨： 选用8双支箍，故按构造选配箍筋，加密区 8100；非加密区 8200 底层边跨： 选用8双支箍，配筋为：加密区10100；非加密区10200 底层中跨： 选用8双支箍，故按构造选配箍筋，加密区10100；非加密区10150 2、框架柱的配筋柱的配筋采用对称式（以利于不同方向的地震作用），并且为了施工方便，从底层到顶层采用通长配筋，故按最大的底层柱配筋。 材料:混凝土， 钢筋，, 柱： ， （1）框架柱配筋选择见表7、8、9，按三种情况中配筋率最大的一组选择配筋，故按表7中配筋:边柱：每边3 25，； 中柱：每边3 28，

29、 （2）框架柱抗剪承载力计算 以最大剪力相应的轴力N作为控制值，钢筋（），承载力计算如表10所示。箍筋选用：加密区8100双支箍。非加密区8200双支箍 （3）柱子的配筋截面（如图6.1） (a) 边柱 （b） 中柱 图6.1 柱子的配筋截面图 七、楼梯设计 将楼梯设计成板式楼梯，上部涂水磨石面层，板底抹灰2mm。 1、梯段板设计取板厚h=130mm，约为板斜长的1/3，倾角tana=150/280=0.54,cosa=0.881。取1m宽板带计算。 （1）荷载计算梯段板的荷载计算如下： 表11：梯段板的荷载计算荷 载 种 类荷载标准值（KN/m）恒荷载水磨石面层（0.28+0.15）

30、5;0.65/0.28=1.00三角形踏步1/2×0.28×0.15×25/0.28=1.875混凝土斜板0.13×25/0.881=3.41板底抹灰0.02×17/0.881=0.39小 计6.675活 荷 载3.5总荷载设计值 （2）截面设计 板水平计算跨度: 弯矩设计值: 板的有效高度: 选配14160，。 2、平台板设计设平台板厚h=70mm，取1m宽板带计算 （1）荷载计算平台板的荷载计算如下：表12：平台板的荷载计算荷 载 种 类荷载标准值（KN/m）恒荷载水磨石面层0.6570mm厚混凝土板0.07×25=1.75板底抹

31、灰0.02×17=0.34小 计2.74活 荷 载3.5 总荷载设计值 （2）截面设计 板水平计算跨度: 弯矩设计值: 板的有效高度: 选配6/8200，。 3、平台梁设计设平台梁尺寸为200mm×350mm。 （1）荷载计算平台梁的荷载计算如下：表13：平台梁的荷载计算荷 载 种 类荷载标准值（KN/m）恒荷载梁自重0.2×（0.35-0.07）×25=1.4粱侧粉刷0.02×（0.35-0.07）×2×17=0.19平台板传来2.74×1.6/2=2.19梯段板传来6.675×3.92/2=13.08

32、小 计16.86活 荷 载3.5×（3.92/2+1.6/2）=9.66总荷载设计值 （2）截面设计 计算跨度: 弯矩设计值: 剪力设计值: 截面按倒L形计算， 梁的有效截面高度： 故属于第一类T形截面。 选配 2 18， (3)斜截面受剪承载力计算配置6200箍筋，则斜截面受剪承载力 =满足要求。 4、梯段板、平台板、平台梁配筋见图7.1所示： （a）梯段板、平台板配筋图 （b）平台梁配筋图 图7.1 楼梯配筋图 八、基础设计根据地质条件及建筑物地基承载力要求，采用柱下钢筋混凝土条形基础。 1、基础上部荷载标准组合 恒+活 + 0.6×风 + 0.7地震A点：M=11.4+2.71+0.6×13.51+0.7×145.51=124.1KN.m N=376+70.99+0.6×7.28+0.7×65.95=497.5KN V=6.261.490.6×4.770.7