土木工程结构设计手算书

1、本科毕业设计说明书（论文）第II 页共II 页目 录1 绪论 11.1 结构体系的选择 11.2 工程研究背景 21.3 工程研究现状 21.4 本设计主要的研究工作 32 图书馆建筑设计 52.1 建筑功能及其设计理念 52.2 工程做法 73计算机辅助设计（PKPMK计） 83.1 确定结构布置及构件的截面尺寸 83.2 荷载计算 93.3 PMCAD参数选取 113.4 SATWE参数选取 153.5 JCCAD参数选取 153.6 PKPM电算成果 164零星构件设计 174.1 楼面板的计算 174.2 次梁的计算 184.3 楼梯的计算 225单幅框架设计 275.1 确定框架计算

2、简图 275.2 竖向荷载计算 285.3 竖向荷载作用下框架内力计算 285.4 竖向荷载作用下的内力计算 325.5 风荷载计算 445.6 地震作用下的内力及位移计算 505.7 梁的内力组合 585.8 梁的截面设计 645.9 柱的内力组合 695.10 柱的配筋计算 725.11 框架梁柱节点核芯区截面抗震验算 786基础的设计 806.1 基础的设计 826.2 独立基础设计 816.3 基础底板配筋验算 83结束语 85致谢 86参考文献 87本科毕业设计说明书 (论文)第3页共88页1 绪论毕业设计是学生完成教学计划规定全部课程后的学习，必须进行的最后一个 重要的实践环节。本

3、次毕业设计以河海大学江宁校区图书馆建筑结构设计为例， 研究了框架结构的建筑设计和结构设计等问题。我们可以通过该毕业设计，熟悉和掌握建筑的的结构的设计思路、流程和框 架结构的受力特点，熟练运用 AUTOCADPKPM大正、探索者等软件，复习了大 学所学习的知识，同时也提高了解决实际问题的能力，为毕业后能适应复杂的工 作打下良好的基础。1.1 结构体系的选择结构体系应根据建筑物的平面布置、抗震设防类别、建筑高度、场地条件、 地基、结构材料和施工因素等，经技术、经济和使用条件综合比较后再确定。当 前结构体系主要有砌体结构、木结构、框架结构、剪力墙结构、筒体结构等。我 国现行的建筑抗震规范(GB500

4、12010)明确规定，结构体系应符合以下 各项要求：(1)有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径。(2)应避免因部分结构和构件破坏而导致丧失抗震能力或对重力荷载的承 载能力。这就要求结构设计成超静定结构体系， 即使在某些部位遭到破坏时也不 会导致整个结构的失效。(3)应具备必要的抗震能力、良好的变形能力和消耗地震能量的能力。(4)对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高抗震能力。结构的薄弱部位 一般出现在刚度突变，如转换层、竖向有较大的内收和外突、材料强度放生突变 部位，对这些部位都要采取措施进行加强。建筑的高度是决定结构体系的又一重要因素。 一般情况下多层住宅建筑可采 用砌体结构。而大开间建筑

5、，高层建筑等，多采用框架结构、剪力墙结构、框架 剪力墙结构和筒体结构。综合考虑各方面因素本，本图书馆建筑设计采用框架结 构，框架空间分隔灵活，自重轻，节省材料；可以较灵活地配合建筑平面布置的 优点，利于安排需要较大空间的建筑结构；框架结构施工工期短、内部空间大， 结构安全合理而被广泛采用，在结构设计中应用也越来越广泛。结构的整体性、 刚度较好，设计处理好也能达到较好的抗震效果， 而且可以把梁或柱浇注成各种 需要的截面形状。本图书馆设计只有五层且属于公共建筑， 要求空间大且布置灵 活。因此本设计采用现浇钢筋混凝土框架结构最合适。1.2 工程研究背景图书馆是人类智慧的结晶，它真实的记录了人类自从有

6、文字以来改造自然，改造社会的历史，现状以及对未来的需求；图书馆是人类知识的宝库，对广大学 生来说，它是知识之源，是良师益友，是大学学习的重要场所之一。河海大学一直致力于培养“艰苦朴素、实事求是、严格要求、勇于探索”的 综合性人才，为了给莘莘学子提供一个舒适的学习环境，河海大学有必要建立一个属于自己的图书馆。1.2.1 工程概况工程名称：河海大学江宁校区图书馆。建设地点：江苏省河海大学校园内。建筑面积：7130m2。建筑高度：23.7 m。抗震设防烈度：7度（0.10g）;抗震设防分类：丙类。防火等级：II级。建筑结构安全等级：三级，设计使用年限：50年。基本风压： 0 0.4kN/m2。基本雪

7、压：S0 0.65kN/m2 。1.3 工程研究现状本设计采用框架结构作为结构体系，框架结构是目前建筑工程界应用最为广 泛的一种结构体系，由于框架结构施工工期短、内部空间大，结构安全合理而被 广泛采用，在结构设计中应用也越来越广泛。1.3.1 结构设计原则框架结构的设计主要应遵循以下几个原则：（1）刚柔并济。结构太刚则变形能力差，强大的破坏力瞬间袭来时，需要 承受的力很大，容易造成局部受损最后全部毁坏；而太柔的结构虽然可以很好的 消减外力，但容易造成变形过大而无法使用甚至全体倾覆。(1) 多道防线。安全的结构是层层设防的，在荷载的作用下，所有抵抗外 力的结构通力合作。本图书馆结构设计的柱与梁上

8、下左右贯通，以确保传力途径的完整，避免地震及荷载作用下局部应力集中导致结构破坏。(3) “强柱弱梁”。由于框架柱受轴向压力作用，具延性通常比梁的延性 小，一旦框架柱先于框架梁出现塑性较， 就会产生较大的层间位移，甚至形成同 层各柱上下端同时出现塑性钱的“柱较结构”，从而危及结构承受竖向荷载的能 力而造成结构的倒塌。(4) “强剪弱弯”。为了防止梁塌，柱端在弯曲屈服前出现脆性剪切破坏， 则要使构件的受剪承载力大于构件弯曲时实际达到的剪力。(5) “强节点弱构件”。由于对节点进行抗震结构设计，所有要求使框架 节点核心区不在梁柱之前破坏。框架结构设计在工程实践中已取得丰富的实践经验，因此在设计中要充

9、分结合实际工程经验。1.3.2 相关的规范及标准目前国内对于框架结构已经有一套相当成熟的理论体系，同时也制定了多种规范来约束施工行为，本次工程设计主要用到以下几本规范及标准：总图制图标准GB/T50103-2010房屋建筑制图统一标准 GB/T50001-2010建筑结构制图标准GB/T50105-2010建筑设计防火规范GB50016-2014«民用建筑设计通则GB50352-2005建筑结构荷载规范GB50009-2012混凝土结构设计规范GB50010-2010建筑地基基础设计规范 GB50007-2010建筑抗震设计规范GB50011-2010建筑结构可靠度设计统一标准 GB

10、50068-20011.4 本设计主要的研究工作毕业设计的研究工作可以概况为采用的技术路线及预期成果。本科毕业设计说明书 （论文）第7页共88页1.4.1 本设计采用的技术路线本设计要求我们掌握框架结构计算的基本流程， 熟练掌握设计中需要用到的 各类建筑专业软件和办公软件。本设计主要采用的技术路线：(1)前期准备：去图书馆查阅相关资料，翻译相关的文献资料，复习三大 力学知识，学习使用PKPM AutoCAD大正建筑等软件。(2)根据地质资料和周边环境，建立 PKPM真型，了解框架结构受力特点。(3)结合PKPhte成结果和手算结果书写完整的计算书， 通过对计算结果的 分析选择最优方案来进行计算

11、。(4)根据任务书的要求和计算结果，运用探索者软件画出完整的结构施工 图。1.4.2 本设计的预期成果本次毕业设计预期达到的成果主要有：设计说明计算书、建筑施工图、结构 施工图和PKPMt模文件。2图书馆建筑设计建筑设计是设计师设计理念的集中体现 。就本设计而言：图书馆的总体规 划上要因地制宜，结合具体的现状，使功能分区明确，布局合理，各分区联系要 方便，动静结合，并且互不干扰；功能上要求是多层次，灵活性，综合性，高效 性；结构施工上要符合相关规范要求； 材料上应贯彻国家关于节能、环保等方针 政策，并且符合国家现行有关要求，做到技术先进、经济合理、实用可靠。本设 计采用框架结构，和砌体结构相比

12、较现浇混凝土框架时整体性较好，能达到较好的抗震效果。2.1 建筑功能及其设计理念在建筑结构设计中，除了选择合理的结构体系外，还有恰当地设计和选择建 筑物的平面形状、剖面和形体。结构的总体布置要考虑结构的受力特点和经济合 理性，对于图书馆而言，要按照公共建筑的有关规范来进行设计3。2.1.1 平面设计光线和通风条件是创造良好阅览环境和藏书环境的必要条件。以自然采光通风条件为主，充分利用自然资源，节约能源。因此本设计在进行建筑布局时，据 我国的自然条件，图书馆采用坐北朝南，并且设置大面积窗户来解决采光通风问 题。柱网布置是平面布置的一部分，应满足建筑使用要求，同时考虑结构的合理 性与施工的可行性。

13、图书馆各空间柱网尺寸、层高、荷载设计应有较大的适应性 和使用的灵活性。根据民用建筑设计规范（GB50352-2005确定该建筑层高均为4.2米，层数为五层。底层是一个图书馆的主要部分，包括服务中心、目录 厅、藏书馆、复印室、采编室、办公室，二五层以各种开架阅览为主体，设有 阅览室、学生自习室、报告厅、电子阅览室等。根据图书馆设计规范（GBJ38-99） 中的安全疏散要求图书馆的安全出口不应少于两个，并应分散设置。平面体形上 采用L形。具体见建施-02建施-07。2.1.2 立面设计建筑的设计的宗旨是满足使用功能需求的同时，运用制图原理创造出给人以 美和感染力的建筑形象。立面设计是建筑设计中很重

14、要的部分， 立面的设计的内 容包括很多，有立面的个性，立面的轮廓，立面的材料和色彩，门窗的构成与组 织，立面上各部分的比例等等。在寻求“知识”的环境中最重要的要素就是“光”。在针对这个巨大空间提 供自然采光和通风而建造舒适的阅览环境的问题上，在立面上设置了大面积的玻璃窗。具体见建施-08建施一09。2.1.3 剖面设计建筑剖面设计主要是确定建筑物在垂直方向上的空间组合关系， 为了确定建 筑物内部的结构布置和主要构配件的尺寸 (如建筑层数、门窗洞口的尺寸、楼梯 的尺寸，梁板的投影关系等)。具体见建施-10。2.1.4 楼地面设计楼地层包括楼板层和地平层，是水平方向分隔房间空间的承重构件，楼板分

15、割上下楼层的空间，地坪层分隔大地与底层的空间。楼板层的设计要求：(1)具有足够的刚度和强度；(2)满足隔声、防火、热工的要求；(3)满足建筑经济的要求。本设计的房间用途主要是阅览室和藏书室。考虑书库和非书资料库内应防止 地面、墙身返潮，不得出现结露现象，因此采用水磨石地面，因为水磨石地面具 有良好的耐久性、耐腐蚀、耐污损、防潮，并具有质地美观、表面光洁、不起尘、 易清洗等优点，而且经济性好。为了防止卫生间的水溢出，卫生间楼地面低于外 地面30mm并进行找坡，坡度为1%2.1.5 屋面设计屋顶一般可以分为平屋顶和坡屋顶。屋顶的设计应该考虑满足功能、结构、 建筑三方面的要求。排水方式的选择应该满足

16、下列要求：(1)高度较低的建筑为了控制造价，宜采用无组织排水。(2)积灰多的屋面应采用无组织排水。(3)有腐蚀性介质的工业建筑也不宜采用有组织排水。本设计为图书馆，地处南京，雨水量一般。考虑到机房设备的检修所以屋面 采用上人屋面，上人屋面的标准做法可见施工说明。屋顶的排水采用有组织排水, 利用材料进行找坡，坡度为 2%屋面采用刚性防水，防水效果好、耐久性好，屋面同时设有抗裂措施。具体见建施一 07。2.2 工程做法本的工程做法主要依照中国建筑标准设计研究院组织编制的工程做法（自重计算）07G1202°,其主要包括屋面做法、楼面做法、外墙面做法、内墙面做 法、室外工程做法、墙体及防水防

17、潮做法等。具体见建施-01。本科毕业设计说明书 (论文)第11页共88页3计算机辅助设计（PKPMK计）目前的结构计算程序主要有：PKPMS歹U （TAK SATWE、TBSA（歹U （ TBSA TBWETBSAP、 BSCW GSCAD SAP系歹上 其他一些结构计算程序如 ETAB邹， 虽然功能强大，且在国外也相当流行，但国内实际上使用的不多。本次结构设计 采用PKPM PKPMK列CADa件，历经多年的推广应用，目前已经发展成为集建 筑、结构、设备、概预算及施工为一体的集成系统。该软件及时满足了我国建筑 行业快速发展的需要，显著提高了设计效率和质量，为实现建设部提出的“甩图 板”目标做

18、出了重要贡献。3.1 确定结构布置及构件的截面尺寸3.1.1 结构布置首先确定PKPM勺结构平面布置图，详见图3.1。图3.1结构平面布置图3.1.2 确定梁柱板截面尺寸(1)确定梁的截面尺寸主梁的尺寸估算：KL-1 : 8.4mh (1/81/12)l (1/812) 8400mm 700mm 1050mmb (1/ 2 1/ 3)h (1/ 2 1/3) 800mm 266mm 400mm取 b h 350mm 800mmKL-2: 6.6mh (1/81/12)l (1/18 1/12) 6600 mm 550mm 825mmb (1/ 2 1/ 3)h (1/ 2 1/3) 600mm

19、 200mm 300mm取 b h 300mm 600mm次梁的尺寸估算：h (1/18 1/12) l (1/18 1/12) 6600mm 366mm 550mmb (1/21/3)h (1/ 2 1/ 3) 400mm 133mm 200mm取 b h 200mm 400mm(2)确定柱的截面尺寸：._ 2 .Nk n A q 5 8.4m (6.6 2.1) 2m 14kN /m 2557.8kNNC 1.25 CC33357.1 10 N20.85 14.3N / mm2Nk 1.25 1 1.05 2557.8kN 3357.1kN525.5mm取b h 600mm 600mm(3

20、)确定楼板尺寸：在一般荷载下，双向板板厚取板跨的1/45,但一般板厚不得小于100mm。综合考虑板跨、挠度要求以及管网布置对结构的削弱作用等，取板厚为110mm。3.2 荷载计算在PKPMS模时需要先进行荷载输入，荷载主要有屋面包活载、楼面包活载、 梁问恒载。计算结果如下：(1)屋面板计算：20厚C20细石混凝土保护层:SBS改性沥青防水卷材：20厚1: 25水泥砂浆找平层:100厚1: 6水泥焦渣找坡层:80厚苯板保温层：110厚钢筋混凝土板：10厚板底抹灰：合计：(2)楼面荷载计算10厚的水磨石面层：20厚水泥砂浆打底：15厚水泥浆一道：110厚钢筋混凝土板：10厚板底抹灰：0.02 20

21、 0.4 kN； m20.35 kN . m20.02 20 0.4kN. m20.1 12 1.2 kN. m20.01kN . m20.11 25 2.75 N. m20.01 17 0.17kN. m25.28kN,. m20.65 kN . m20.02 20 0.4 kN, m20.015 20 0.3kN. m20.11 25 2.75 N. m20.01 17 0.17kN.'m2合计：4.27 kN., m2(3)次梁荷载计算(LL-1 : b h 200 400)混凝土自重0.2 0.4 0.11 25 1.45kN m抹灰层 10 厚混合砂浆：0.01 (0.4 0

22、.11) 2 0.2 17 0.133kN/m合计：1.58 kN； m(4)横向框架梁计算(KL-1: b h 350 800)混凝土自重0.35 0.8 0.11 25 6.04kN. m本科毕业设计说明书 （论文）第13页共88页抹灰层10厚混合砂浆:合计:0.01 (0.8 0.11) 2 0.35 17 0.29 kN； m6.33kN . m其余荷载：卫生间4.7kN/m2,楼面，C1窗所在墙线荷载3.1kN/m、C2窗所 在墙线荷载5.06kN / m、内墙6.05kN / m、女儿墙4.96kN / m。活载：上人屋面、普通阅览室、会议室、办公室2.0kN/m2,疏散楼梯3.5

23、kN/m2,电梯机房7.0kN/m2,卫生间、门厅2.5kN/m2,考虑为可能出现人员密集的公共建筑，走廊为3.5kN/m2,专业期刊阅览室，电子阅览室2.5kN/m2,报告厅 3.0kN/m2,书库 5.0kN/m2。划3.3 PMCAD参数选取PMCAD块是后续模块TAK SATWEJCCA的基础，因此其数据的准确程度将 直接影响到后续模块数据、计算的准确度。它的数据检查发现的问题应消除，不应带入后续模块。这里需要定义的设计参数不多，也比较简单，主要包括总信息、 材料信息、地震信息、风荷载信息及钢筋参数。要在后续模块里检查是否已准确 的传入。3.3.1 总信息参数总信息参数主要包括结构主材

24、、结构体系、地下室层数、与基础相连构件的 最大底标高、梁钢筋的混凝土保护层厚度、框架梁端负弯矩调幅系数、考虑结构 使用年限的活荷载调整系数等。本设计采用框架结构，具体原因在1.1节中已经阐述；对于使用年限为50年 的结构构件，0 1.0 ;环境类别为一类的梁、柱钢筋的最小混凝土保护层厚度 为20mm；在竖向荷载作用下，可考虑框架梁端塑性变形内力重分布对梁端负弯 矩乘以调幅系数进行调幅。现浇框架梁端负弯矩调幅系数可取0.80.9 ,本工程 取0.85。具体的总信息参数选取详见图3.2。图3.2 总信息参数3.3.2 材料信息材料参数主要包括混凝土容重、钢容重、轻骨料混凝土容重、砌体容重、轻骨料混

25、凝土密度等级、轻骨料混凝土密度级、墙水平分布筋类别、梁柱箍筋级 别等。其中对于混凝土容重一栏要考虑到抹灰荷载等的影响，因此取27kN /m2。具体的材料信息参数选取详见图3.3 o图3.3材料信息参数本科毕业设计说明书 (论文)第15页共88页3.3.3 地震信息地震信息参数主要包括设计地震分组、地震烈度、场地类别、混凝土框架抗 震等级、剪力墙抗震等级、剪力墙抗震等级、钢框架抗震等级、计算振型个数、 周期折减系数等参数。本设计地址位于南京市，设计地震分组为一组；地震烈度7度(0.1g);场地 类别为二类；框架等级为三级12。周期折减的目的是为了充分考虑框架结构和框架一一剪力墙结构的填充墙 刚度

26、对计算周期的影响。对于框架结构，周期折减系数可取0.60.7,本设计采 用0.7.具体的地震信息参数选取详见图3.4。图3.4 地震信息参数3.3.4 风荷载信息风荷载信息参数主要包括修正后的基本风压、地面粗糙度类别、沿高度体型 分段数、各段最高层层高、各段体型系数。根据建筑结构荷载规范(GB 50009-2012)确定基本风压和地面粗糙度分别为：0.4kN / m2 ,然。各段体型系数：根据建筑结构荷载规范(GB50009-2012) 7.3.1条确定具体的风荷载信息参数选取详见图3.5本科毕业设计说明书 （论文）第19页共88页接替起色计奉黑：点取要彳晟的直、项r津省返回J1息信息材料信息

27、地震信息风荷到信息眄筋信息修正后的基本风压（侬/m2） 口 4地面和糙度类别©人'1 £停匚体空系数沿高度体型分段数1,第一段；晶高层层号耳第二I知最高层层号|0体型系数第三段:最惠层层号体型系数体型系敬放弃©期助Q0图3.5 风荷载信息参数3.3.5 钢筋信息钢筋强度设计值：根据混凝土结构设计规范（GB 50010-2010） 4.2.3条确定。具体的钢筋信息参数选取详见图3.6。图3.6 钢筋信息参数以上PMCAD块“设计参数”对话框中的各类设计参数，当用户执行“保存” 命令时，会自动存储到.JWSt件中，对后续各种结构计算模块均起控制作用3.4 SA

28、TWE参数选取一般结构设计有TA丽SATWE种方案，在本次设计中采用SATWE案，SATWE 的参数有设计信息、总信息、配筋信息、风荷载信息、地震信息、活荷信息、调 整信息以及荷载组合。由于与PMCAD数有重合，因此在这里不单独列举出来。3.5 JCCAD参数选取JCCADT完成柱下独立基础，砖混结构墙下独立基础及与桩有关的各种基础 的结构计算和施工图设计，这里主要用到了 JCCADP的基础人机交互输入和基础 平面施工图两项。具体的参数选取详见图 3.7、3.8。图3.7地基承载力计算参数图3.8基础设计参数3.6 PKPM电算成果利用PKP啾件，可在结构计算完毕后，进行智能化地选择钢筋，确定

29、构造措 施及节点大样，全面地人工干预修改手段，钢筋截面归并整理，自动布图等以系 列操作，系统可自动完成框架、结构平面、各类基础等施工图绘制。具体结果详 见附图24。PKP施算得出梁、板、柱、基础、楼梯的结构施工图，通过 TCAD：具将PKPM 图转换成CADS,最后再通过探索者软件进行优化出图。 最终结果详见结施一2 结施一7。4零星构件设计零星构件的设计主要包括楼板的设计、次梁的设计、楼梯的设计。它们是框 架结构的重要组成部分。4.1 楼面板的计算6o本次设计取一层轴上CD夸间的一块板进彳T分析，板厚为110mm由l0y/l0x 1.75 2,所以按双向板进行设计，双向板一般按弹性理论进行设

30、计所取的板计算简图详见图4.1 o1111111II11530Mx11IIIIII11II11二三三三三三=三图4,1板计算简图4.1,1 板的荷载设计值2活载 qk 2.5kN/m ,恒载 gk 4.27kN/m2。永久荷载起控制效应:P 1.35SGK21.4 0.7Sqk 8.2kN/m2可变荷载起控制效应:P 1.2SgkGK1.4S(8.6kN / m2QK取 p 8.6kN / m2板计算跨度：l0 lc,故lox4.2m7loy 6.6m 。4.1,2板的弯矩设计值由于板直接与梁整浇在一起,因此板按四边固支来计算，由lox/loy 0.64得:mx 0,035my 0.009,门

31、0.077my0.057计算弯矩时考虑泊松比的影响，在计算中近似取0.2,则修正后的m：本科毕业设计说明书 (论文)第23页共88页m： mx vmv 0.035 0.2 0.0091 0.037 x x ym； my vmx 0.0091 0.2 0.035 0.016同理：mx0.088, my0.073,则Mxm：pl；x 0.037 8.6 4.22 5.13kN mMvm：pl20.01618.64.222.23kN myy ox''2 _2_ _Mxmxplox0.0888.64.212.2kN m_ _ ''_2 _2MymyplOx0.07258

32、.64.2210.05kN m4.1.3板的截面设计截面有效高度：l0x (短跨)方向跨中截面的1 110 20 90mm, 10y (长跨)方向跨中截面的 h02 110 30 80mm ,支座截面处h0均为90mm。由公式As计算9。截面配筋计算结果及实际配筋见表4.1 ,其余板配筋详见0.95h0 fy结施-05。表4.1 板配筋计算ag方向ho(mm)M(kNm)2、As(mm )配筋2、As(mm )跨中l0x905.13166B8180279l 0y802.3381.5B8180279支座l0x90-12.2396B10200393l 0y90-10.05341B102003934

33、.2次梁的计算4.2.1 次梁的设计本次设计以一层AB跨次梁进行计算，该次梁截面初估为 200mm 400mm ,板厚为100 mm。(1)恒荷载标准值：4.27kN/m2 4.2m (1 2 0.322 0.323) 14.8kN/m(2)活荷载标准值：2.5kN/m2 4.2m (1 2 0.322 0.323) 8.68kN / m当永久荷载起控制效应：p 1.35gk 1.4 0.9qk 29.55kN / m可变荷载起控制效应：p 1.2gk 1.4qk 28.21kN/m,取 29.55kN/m。次梁的计算简图如图4.229.55图4.2次梁计算简图(3)内力计算在间距相同情况下，

34、等跨连续梁各跨跨中和支座截面的弯矩值M可按下式计算：M mPl；,具体过程见表4.2。式计算：VvPln ,具体过程见表4.3表4.2 次梁弯矩值mp(kN/m)l0(m)M (kN m)端支座A129.556.4-49.6524AB跨中129.556.485.1114支座B129.556.4-108.3211在间距相等的情况下，等跨连续梁各跨跨中和支座截面的剪力值V均可按下表4.3次梁剪力值Vp(kN/m)ln(m)V(kN)A右0.5029.556.494.56B左0.5529.556.4104.024.2.2 配筋计算正截面承载力计算时，跨中截面按T形截面计算。对于T形截面受弯构件受 压

35、翼缘计算宽度bf的取值，应考虑翼缘厚度、梁跨度和受力状况等因素，即翼 缘计算宽度：按跨度考虑时：b'f卜6600 2100mm33按梁净距考虑时：b'f b sn 300 3950 4150mm'按翼缘高度hf考虑：h； 110mm,110 0.2 0.1,所以不考虑。h0505综上所述，取b； 2100mm。混凝土强度等级C30,保护层厚度为20mm。(1 1.0, fc 14.3kN/m2, ft 1.43kN/m2 ),纵向 受力钢 筋采用22HRB400(fy fy 360N/mm, b 0.550)，箍筋米用 HRB335 fyv 300N/mm 。hh

36、9;f1101fcb'fh'f h0 -y 1.0 14.3 2100 110 355 990kN m 85.11kN m经判断属于第一类T形截面。由于荷载左右对称所以取一半计算，次梁配筋计算 见表4.4 o表4.4 次梁配筋计算弯矩设计值AABBM(kN m)49.5685.11108.32M0.130.0210.28s1 fcbh21.12s0.140.0210.28A1 fcbhb405.96639985.9AsfiyAsminminbh275275275选配钢筋2C203C204C20实配钢筋 人(mm2)6039421256注：表中b在跨中处取bf o斜截面受剪承载力

37、计算验算截面尺寸：hw ho h'f 365 110 255因为反竺5 1 4则按下式计算：b 2500.25 cfcbho 0.25 1 14.3 250 365 260.97kN Vmax 94.56kN 截面尺寸满足要求。94.56kN ,0.7ftbh0 0.7 1.43 250 365 73.073kN Vmax故计算配筋:nAviV 0.7恤(94.56 73.073) 103fyh0300 3650.156本科毕业设计说明书 （论文）第25页共88页选配 B8200 叫 0.503 sAsv101ft八 . 1.43sv0.20% min 0.26 0.26 0.12%b

38、s 250 200fy3004.3楼梯的计算楼梯是多层建筑物竖向交通的主要构件，也是多、高层建筑遭遇火灾和其他 灾害时的主要疏散通道。楼梯的结构形式有板式和梁式楼梯，在一些公共建筑中 有时也用剪刀式和螺旋式楼梯。经考虑本设计采用板式楼梯。板式楼梯具有下表 面平整，施工支模较方便，外形比较轻巧的优点。其设计主要包括梯段板、平台 板以及平台梁的设计9。4.3.1 计算简图的确定楼梯的标准层进行计算，计算简图见图 4.3和图4.4 。图4.3楼梯结构平面布置图4.4梯板计算简图4.3.2梯段板设计板厚 h 1/30 1/254100 130156 mm取板厚h 130 mm板倾斜角tan 150/3

39、00 0.5 cos 0.89 ,取1m宽板带计算。 ,(1)荷载计算恒荷载水磨石面层(0.3 0.15) 0.65/0.3 0.98kN/m三角形踏步0.5 0.3 0.15 25/0.3 1.88kN/m混凝土斜板0.13 25/0.89 3.65kN/m板底抹灰0.02 17/0.89 0.39kN/m活荷载M 1fcbh20.116As12-s20.938MSh0 f y20.05 1060.938 110 300647mm* 1 2 * * *合计：6.9kN/m本科毕业设计说明书 (论文)第29页共88页选配 B10120 入 654mm1 2 , B8200 分布筋。4.3.3

40、平台板设计平台板计算简图见图4.5图4.5休息平台板计算简图设平台板厚h 100mm o(1)荷载计算恒荷载水磨石面层0.65kN/m100厚混凝土板0.1 25 2.5kN/m板底抹灰0.02 17 1 0.34kN/m合计:3.49kN /m活荷载3.5kN /m永久荷载起控制效应:p 1.35 gk 1.4 0.7 qk 1.353.49 1.4 0.7 3.5 8.14kN/m3.5 9.26kN /m可变荷载起控制效应:p 1.2gk 1.4qk 1.2 3.49 1.4平台板的计算跨度:l01.6 0.2 2 0.2 2 1.8m弯矩设计:_ M%二 2雄cbh03.75 1062

41、1.0 14.3 1000 9020.0321 + %= 一1-2%-0.98 2As =3.75 106油0fy0.98 90 3002118mm选 B8200(A 251mm2)。4.3.4 平台梁设计设平台梁TL截面尺寸为200X 400 mm(1)荷载计算恒荷载梁自重0.20.4 0.11 25 1.45kN/m梁侧粉刷0.010.40.112 0.2 17 0.133kN/m平台板传来3.63 1.6/2 2.9kN/m梯段板传来6.9 3.9/2 13.455kN/m合计:17.93kN /m活荷载3.5 3.9 1.6 /2 9.63kN/m永久荷载起控制效应：1.4 9.63

42、35.00kN /mp 35.00kN /mp 1.35 gk 1.4 0.7 qk 1.35可变荷载起控制效应：p 1.2gk 1.4qk 1.2 17.93故平台梁的总荷载设计值为：(2)截面设计 计算跨度弯矩设计值M剪力设计值截面按倒L形计算19.73 1.4 0.7 9.63 33.64kN/ml0 1.05ln 1.05 4.2 4.41m1212一PIo - 35.00 4.4185.09kN m881 1V - pln - 35 4.41 77.15kN2 2_ '_ _ ,_ _ _ _ _ _ _bf b 5hf 200 5 110 750mm本科毕业设计说明书 （论

43、文）第31页共88页梁的有效高度h0 400 40360mmr ''hffcbfhf%一f21.0 14.3 750 100 360100 359kN m2M max经判别属于第一类T形截面85.09 1061fcbh21.0 14.3 750 36020.061-0.96As85.09 1062683.9mmshgfy0.96 360 360minbh 0.215% 2002400 171.2mm22选配 3c18 As 763mm配置B8200箍筋，则斜截面受剪承载力0.7ftbh0 fyvAvh。0.7 14.3 200 360 s101300360 775.26kN 7

44、7.15kN200满足要求。楼梯配筋具体见结施一06本科毕业设计说明书 （论文）第35页共88页5单板框架设计为了简化计算通常取一幅具有代表性的框架进行设计。 一幅框架设计的主要 内容包括：确定计算简图、竖向荷载的计算、水平方向荷载计算、内力计算及组 合、梁柱配筋等网。5.1确定框架计算简图本次设计选取轴的一品框架进行计算，设计中假定框架柱嵌固于基础顶 面，框架梁与柱刚接，由于各层柱的截面尺寸相同，故每层梁的跨度等于柱截面 形心轴线之间的距离。底层柱高从基础顶面算至二层楼面，基顶标高根据地质条 件、室内外高差，定为0.8m,故此处可求得底层柱高为5.0m,其余各层柱高均2I梁柱的线刚度计算：边

45、跨横向框架梁：i中跨横向框架梁：i底层柱：i 旦 E l24层柱：i 旦 l为4.2m。在框架梁柱线刚度计算时，对于中框架梁的惯性矩取EI13332E 0.3 0.63/6.6 1.636 10 3 Em3l12旦 2E 1 0.2 0.353/2.7 0.53 103 Em3 l120.6 0.63/5 2.16 10 3Em3121 _3_33E 0.6 0.63/4.2 2.57 10 3Em312其余梁柱相对线刚度计算简图见图5.10.630.20.6310.6310.210.63110.6310.210.63110.6310.210.63110.6310.210.6310.840.8

46、40.840.84ABCD图5.1轴框架相对线刚度计算简图5.2 竖向荷载计算包载标准值和活荷载标准值计算见3.2。5.3 竖向荷载作用下框架内力计算本次设计由于板长宽比均小于等于2,因此都按双向板计算。具体的荷载传递路线详见图5.2 o图5.2荷载传递路线5.3.1 荷载作用下的原始计算简图(1) A轴顶层柱纵向集中荷载计算边跨 女儿墙自重：4.96 8.4 41.664kN纵向框架梁自重：6.33 (8.4 0.6) 49.34kN横向次梁自重：1.58 0.5 6.6 5.21kN板传荷载：5.28 2.1 4.2 (2 6.6 4.2) 2 2.1 96.4kN合计：192.6kN中跨

47、 纵向框架梁自重：6.33 (8.4 0.6) 49.34kN横向次梁自重：1.58 0.5 6.6 5.21kN“力5.28 2.1 4.2 (2 6.6 4.2) 2 2.1板传何载：(2 8.4 2.7) 2 1.35 146.7kN合计：201.26kN其余柱恒活荷载下的集事力见图184.7614.25201.2622.124201.2622.11.3225.2417.919.6156.76.05一4一17.9156.76.0542517.919.619.6211.6211.611.531.3226.46.42211.6211.611.531.3226.46.46.05一4一17.96

48、.05一4184.7624156.719.68156.711.53173.1473.1417.917.9156.71.3221.621.6156.7.19.617.919.6156.76.05417.9211.611.531.326.054156.726.46.419.6JI图5.3 恒荷载作用下的原始计算简图kN m、kN本科毕业设计说明书 （论文）第39页共88页660066004图5.4 活荷载作用下的原始计算简图kN m、kN5.3.2 荷载作用下的计算简图结构设计时，为了计算方便，一般采用等效均布荷载代替楼面上不连续分布 的实际荷载。（1）以AB轴间顶层框架梁为例：屋面板传荷载（板传

49、至梁上的梯形荷载转换成均布荷载）恒载：5.28kN/m2 4.2m (1 2 0,322 0.323) 18.36kN/m活载：2.0kN/m2 4.2m (1 2 0,322 0,323) 6.95kN/m其余框架梁间均布荷载见图5.5和图5.6图5.5 恒荷载作用下的计算简图kN m、kN图5.6 活荷载作用下的计算简图kN m、kN5.4 竖向荷载作用下的内力计算因竖向荷载作用下的结构的侧移可以忽略，故可以采用弯矩分配法计算内力。内力的正负号采用如下规定：节点弯矩以逆时针为正，杆端弯矩以以顺时针 为正；杆端剪力以顺时针为正；轴力以压力为正。5.4.1 计算弯矩分配系数由图5.1可知梁、柱的相对线刚度，为了说明清晰对节点进行编号，节点编号详见图5.7本科毕业设计说明书(论文)第33页共88页(17)(18)；19,；20(13、14；15(16(9(10):11)(12(7(8(2)3)(4ABCD图5.7 节点编号图弯矩分配系数则按下式计算：梁左i梁左i梁右i梁左 i梁右 i柱上 i柱下梁右i梁左i梁右i柱上i柱下柱上i柱上柱下i柱下i梁左 i梁右 i柱上 i柱下i梁左i梁右i柱上i柱下5.4.2各层分配系数计算值本次设计以4节点为例i梁左0.630.31梁左 .i梁左 i梁右 i柱上 i柱下0.63 01.01.0梁右0柱上0.4柱下0.34其余弯矩分配系数