土木工程毕业设计

1、本科毕业设计说明书题 目：院 （部）： 专 业： 土木工程班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 完成日期： 目 录摘 要1符号2前言31.1 初步设计资料31.2 结构选型4第2章 结构布置及计算简图42.1 结构布置及梁柱截面尺寸的初选42.1.1 梁柱截面尺寸初选42.1.2 结构布置62.2 框架结构的计算简图7第3章 重力荷载代表值的计算83.1 荷载计算83.1.1 屋面及楼面恒荷载计算83.1.2 屋面及楼面活荷载计算93.1.3 梁、柱、墙、重力荷载的计算9第4章 框架梁柱的线刚度计算124.1 框架梁柱的线刚度计算12 框架梁柱的线刚度计算124.1.2 梁柱的线平均刚度比

2、13第5章 横向水平荷载作用下框架内力计算135.1 横向风荷载作用下框架结构内力和侧移计算135.1.1 风荷载标准值135.1.2 风荷载作用下的水平位移验算145.1.3 风荷载作用下的框架结构的内力计算16第6章 竖向荷载作用下内力计算196.1 框架结构的荷载计算19 6.1.1 板传荷载计算196.2 恒荷载作用下框架的内力226.2.1 恒荷载作用下框架的弯矩计算226.3 活荷载作用下框架的内力316.3.1 活荷载作用下框架的内力计算31第7章 框架结构的内力组合387.1 框架结构柱内力组合397.1.1 框架结构柱的内力组合397.2 框架结构梁的内力组合447.2.1

3、框架结构梁的内力组合44第8章 框架正、斜截面配筋计算468.1 框架梁配筋计算468.1.1 正截面受弯承载力计算468.1.2 斜截面受剪承载力计算478.2 框架柱的配筋计算48第9章 板配筋计算509.1 板的配筋509.1.1 设计资料509.1.2 荷载计算509.1.3 板的计算50第10章 基础配筋计算5810.1 外柱基础5810.1.1 确定基础尺寸5810.1.2 配筋计算6010.2 内柱基础6110.2.1 确定基础尺寸6110.2.2 配筋计算62第十一章 楼梯设计63施工部分67结论98参考资料99摘 要本工程为济南市平阴某综合办公楼工程，采用框架结构，主体为四层

4、，本地区抗震设防烈度为6度，场地类别为II类场地。主导风向为西南，基本风压0.45KN/M，基本雪压0.25 KN/M。楼屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构。本设计贯彻“实用、安全、经济、美观”的设计原则。按照建筑设计规范，认真考虑影响设计的各项因素。根据结构与建筑的总体与细部的关系。本设计主要进行了结构方案中横向框架第12轴抗震设计。在确定框架布局之后，先进行了层间荷载代表值的计算,接着利用顶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。

5、选取最安全的结果计算配筋并绘图。此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。对楼板进行了配筋计算，本设计采用桩基础，对基础承台和桩进行了受力和配筋计算。整个结构在设计过程中，严格遵循相关的专业规范的要求，参考相关资料和有关最新的国家标准规范，对设计的各个环节进行综合全面的科学性考虑。总之，适用、安全、经济、使用方便是本设计的原则。设计合理可行的建筑结构方案是现场施工的重要依据。 关键词： 框架结构；抗震设计；荷载计算；内力计算；计算配筋 符 号Ec混凝土弹性模量；C30表示立方体强度标准值为30N/mm的混凝土强度等级；N轴向力设计值

6、；M弯矩设计值；V剪力设计值；A构件截面面积；I截面惯性矩；永久荷载标准值；可变荷载标准值；永久荷载分项系数；可变荷载分项系数；结构总水平地震作用标准值；、地震时结构的重力荷载代表值、等效总重力荷载代表值；构件长细比；地基承载力特征值；基础高度；d基础埋置深度，桩身直径；土的重力密度；风荷载标准值；e偏心距；箍筋面积；B结构迎风面宽度；截面有效高度；受拉区、受压区纵筋面积。前 言1.1 初步设计资料一、工程名称：济南市平阴某综合办公楼。二、工程概况：总建筑面积2910.24，建筑总高为16.5m，主体大楼为四层，室内外高差为0.45m。三、温度：年平均气温13C，最高温度39C，最低温度-15

7、C。4、 相对风向：风向西北、西南风;基本风压0.45KN/。5、 雪雨条件：雪荷载0.30KN/。6、 降雨量：年降雨量600mm，最大雨量70mm/日。7、 地质条件： 1.地震烈度：本工程地震设防烈度为六度，第二组，设计基本地震加速度值为0.05g； 2.地质资料：见表1-1。八、材料使用： 1.混凝土：梁柱板均采用C30混凝土。 2.钢筋：梁板柱纵向受力钢筋采用热轧钢筋HRB335，箍筋采用HPB235。 3.墙体： A.外纵墙采用200厚加气混凝土砌块（5.5KN/),一侧墙体为水刷石墙面（0.5KN/),一侧为20mm厚水泥粉刷内墙面（17KN/）； B.内隔墙采用200厚加气混凝

8、土砌块（5.5KN/），两侧均为20mm厚水泥粉刷内墙面。 C.卫生间隔墙采用200厚蒸压粉煤灰加气砼砌块（5.5KN/),两侧贴瓷砖（0.5KN/)。 D.女儿墙采用200厚机制普通砖（5.5KN/),内侧均为20mm厚水泥粉刷墙面(0.36KN/m3)，外贴瓷砖（0.5KN/m3）,墙高1.2m。 4.窗：均为铝合金窗（0.45KN/)。 5.门：大门为玻璃门（0.45KN/),办公室均为木门（0.2KN/)。1.2 结构选型 一、结构体系选型：采用钢筋混凝土现浇框架结构体系。二、屋面结构：采用现浇混凝土肋型屋盖，刚柔性结合的屋面，屋面板厚100mm。三、楼面结构：采用现浇混凝土肋型楼盖，

9、板厚100mm。四、楼梯结构：采用钢筋混凝土板式楼梯。m2五、天沟：采用现浇天沟。表1-1 地质资料层号土层名称每层上表面距地表深度1黄土状粉质粘土 16002碎石土19011.53粉质粘土2001.21.74碎石土5501.21.9第2章 结构布置及计算简图2.1 结构布置及梁柱截面尺寸的初选2.1.1梁柱截面尺寸初选主体结构共四层，层高一层为4.5m，其余层为3.6m。内外墙的做法：内外墙均砌200厚加气混凝土砌块，门窗详见门窗表，楼层屋盖均为现浇钢筋砼结构。板厚取100mm：h=100mml/403600/40=90mm1、 梁截面尺寸的估算：1.AB跨：（1）.横梁：L=6600mm

10、h=()L=825550mm，取600mm b=()h=300200mm,取300mm故框架横梁的截面尺寸为bh=300mm600mm。（2） .纵梁：L=4500mm h=（）L=562.5375mm，取500mm b=（）h=250166.7mm，取250mm故框架纵梁的截面尺寸为bh=250mm500mm 表2-1 估算梁的截面尺寸及各层砼强度等级 2、 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公式11计算： N=Fgn （11） 式中： F：为按照简支状态计算柱的负荷面积； g：为折算后在单位面积上的重力荷载代表值，近似取14KN/

11、； n：为验算截面以上楼层层数。 2.框架柱验算 118951，为计算简便中柱和边柱的尺寸相同，均为500mm500mm。故初选柱的尺寸为500mm500mm。图2-1 边柱和中柱的负荷面积简图2.1.2 结构布置图2-2 结构平面布置图注：梁的尺寸： =300mm600mm =250mm500mm 边柱、内柱的尺寸为：500mm500mm。门窗表2.2 框架结构的计算简图图2-3 框架结构梁、柱尺寸注：室内外高差0.45m，基础埋深1.2m，h=4.5+0.5+0.45=5.45m第3章 重力荷载代表值的计算3.1 荷载计算3.1.1 屋面及楼面恒荷载计算1、 屋面防水层 30厚C20细石混

12、凝土 1.0KN/保温层 80厚矿渣水泥 14.5KN/0.08m=1.16KN/找平层 三毡四油上铺小石子 0.4KN/找平层 15mm厚1:3水泥砂浆 20KN/0.015m=0.3KN/找坡层 40厚水泥石灰砂浆3%找坡 14KN/0.04m=0.56KN/结构层 现浇钢筋混凝土楼板100mm厚 25KN/0.1m=2.5KN/顶棚 V型轻钢龙骨吊顶 0.2KN/合计： 6.12KN/2、 各层走廊楼面：水磨石楼面：面层 10mm面层，20mm水泥砂浆打底 水泥浆结合层一道 0.65KN/结构层 100厚现浇钢筋混凝土楼板 2.5KN/顶棚 V型轻钢龙骨吊顶 0.2KN/合计： 3.35

13、KN/3、 标准层楼面：大理石楼面：面层 10mm面层，水泥砂浆擦缝，30厚1：3干硬性水泥砂浆面上 撒2厚素水泥，水泥浆结合层一道 1.16KN/结构层 100厚现浇钢筋混凝土楼板 2.5KN/顶棚 V型轻钢龙骨吊顶 0.2KN/合计： 3.86KN/4、 楼梯：水泥砂浆楼面构造层 0.5KN/结构层 100厚现浇钢筋混凝土楼板 0.1m25KN/=2.5KN/抹灰层 10厚混合砂浆 0.01m17KN/=0.17KN/合计： 0.5+2.5+0.17=3.17KN/3.1.2 屋面及楼面活荷载计算1、 根据荷载规范查得：上人屋面： 2.0KN/楼 面：2.0KN/（综合楼）走 廊：2.5K

14、N/2、 雪荷载=1.00.3KN/=0.3KN/屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，两者取大者。3.1.3 梁、柱、墙、门窗重力荷载的计算1、 梁自重：1. 边横梁：bh=300mm600mm梁自重：250.3m（0.6m-0.1m）=3.75KN/m抹灰层：10厚混合砂浆 0.01m（0.6m-0.1m）2+0.3m17=0.221KN/m合计： 3.971KN/m2. 纵梁：bh=250mm500mm梁自重：250.25m（0.5m-0.1m）=2.5KN/m抹灰层：10厚混合砂浆 0.01m（0.5m-0.1m）2+0.25m17=0.1785KN/m合计：2.5+0.1785=2.6785

15、KN/m2、 柱自重：柱：bh=500mm500mm柱自重：250.5m0.5m=6.25KN/m抹灰层：10厚混合砂浆 0.01m0.5m417=0.238KN/m合计：6.59KN/m3、 外纵墙自重：标准层：纵墙 （4.5-2.7-0.5）m（4.5-0.5）m0.2m18+2.7m 0.95m0.2m18/4.5m=5.966KN/m铝合金窗 0.45KN/2.4m=1.08KN/m水刷石外墙面 （4.5-2.4）m0.5KN/2.7m+3.2m0.5KN/ 1.2m/3.9m=0.977KN/m水泥粉刷内墙面 （4.5-1.8）m0.36 KN/2.7m+4.5m 0.36KN/1.

16、2m/3.9m=0.703KN/m合计：5.966+0.81+0.977+0.703=8.456KN/m底层：纵墙 （4.5-0.5）m0.2m18KN/（3.9-2.7-0.35）m+2.7m （3.9-1.8-0.45）m0.2m18KN/3.55m=8.99KN/m铝合金窗 0.45KN/1.8m=0.81KN/m水刷石外墙面 （4.5-1.8）m0.5KN/2.7m+4.5m0.5KN/ 1.2m/4.5m=1.327KN/m水泥粉刷内墙面 （4.5-2.4）m0.36KN/2.7m+3.9m 0.36KN/1.2m/4.5m=0.955KN/m合计：8.99+0.81+1.327+0

17、.955=12.082KN/m4、 内墙自重：标准层：纵墙 （3.2-0.45）m0.24m2.55m18+（3.2-2.2-0.45）m 0.24m1m18/3.55m=9.203KN/m木门 0.2KN/2.2m=0.44KN/m水泥粉刷内墙面 （3.2-0.45）m3.55m-1m2.2m/3.55m0.36 KN/2=1.5336KN/m 合计：9.203+0.44+1.5336=11.1766KN/m底层：纵墙 （）m0.2m5.5=5.148KN/m水泥粉刷内墙面 4.50.36KN/2=2.038KN/m 合计：12.227+0.44+2.038=14.705KN/m5、 内隔墙

18、自重：标准层：内隔墙 （3.2-0.6）m0.24m5.5=3.432KN/m水泥粉刷内墙面 （3.2-0.6）m0.36KN/2=1.872KN/m 合计：3.432+1.872=5.304KN/m底层：内隔墙 （4.5-0.6）m0.24m5.5=4.356KN/m水泥粉刷内墙面 （3.9-0.6）m0.36KN/2=2.376KN/m 合计：4.356+2.376=6.732KN/第4章 框架梁柱的线刚度计算4.1 框架梁柱的线刚度计算4.1.1 框架梁柱的线刚度计算在框架结构中，现浇楼板可以作为梁的有效翼缘，增大梁的有效翼缘，增大梁的有效刚度，减少框架的侧移。为考虑这一有利的作用，在计

19、算梁的截面惯性矩的时候，对于边框架取I=1.5，中框架取I=2(为梁的截面惯性矩）。 （41）梁采用C30混凝土，。由于左跨梁=右跨梁：中跨梁：底层柱：（AD轴）其余各层柱：（AD轴）令i余柱=1.0，则其余各杆件的相对线刚度为：i边梁=1.412i中跨梁=3.89i底柱=0.827图41 框架梁柱的相对线刚度第5章 横向水平荷载作用下框架内力计算5.1 横向风荷载作用下框架结构内力和侧移计算5.1.1 风荷载标准值1、风压标准值计算公式为；式中，基本风压；风压高度变化系数，建设地点位于济南市，所以地面粗造度为B类，风荷载体型系数，由荷载规范查得：迎风面为0.8，背风面为0.5；风振系数，因结

20、构高度为H=15.75m3 按双向板计算 按塑性理论计算，采用分离式配筋样式，各塑性铰上总弯矩为：则： 代入基本公式，由于区格板A四周与梁连接，内力折减系数为0.8 2. 配筋计算： 跨中截面取，短边，支座截面近似取。A格板四周都有整浇梁支撑，故跨中及支座面弯矩应于折减。另外板中配筋较低，故近似的取内力臂数进行计算。Y方向跨中：Y方向支座：故Y方向跨中，支座选用。X方向跨中：X方向支座：故X方向跨中选用，支座选用。四、BC顶层边格板B楼板计算：1. 弯矩计算： 计算跨度： 3 按双向板计算 按塑性理论计算，采用分离式配筋样式，各塑性铰上总弯矩为：则： 代入基本公式，由于区格板A四周与梁连接，内

21、力折减系数为0.8 2. 配筋计算： 跨中截面取，短边，支座截面近似取。A格板四周都有整浇梁支撑，故跨中及支座面弯矩应于折减。另外板中配筋较低，故近似的取内力臂数进行计算。Y方向跨中：Y方向支座：故Y方向跨中，支座选用。X方向跨中：X方向支座：故X方向跨中选用，支座选用。各支座，跨中配筋详看下表：表91楼面板配筋楼面板配筋截面方向M(KN.m)As/m选配钢筋实配钢筋A跨中Lx方向3.28151.858200251mm2Ly方向1.45877.148200251mm2支座Lx方向6.56303.78150335mm2Ly方向2.916154.28200251mm2B跨中Lx方向1.05849.

22、0748200251mm2Ly方向.27814.718200251mm2支座Lx方向2.11698.1488200251mm2Ly方向0.55725.7878200251mm2表92屋面板配筋屋面板配筋截面方向M(KN.m)As/m选配钢筋实配钢筋B跨中Lx方向4.47206.948200251mm2Ly方向1.99105.298200251mm2支座Lx方向8.94413.898120419mm2Ly方向3.98210.588200251mm2A跨中Lx方向1.4366.28200251mm2Ly方向0.37619.898200251mm2支座Lx方向2.86132.48200251mm2L

23、y方向0.75234.818200251mm2 第10章 基础配筋计算基础承受框架柱传来的弯矩、轴力、剪力，以及基础的自重，基础上的回填土的重量传来的荷载等，这些荷载与地基反力平衡。框架柱传来的M、N、V，可取底层柱控制截面配筋内力设计值。10.1 外柱基础标准值：组合值：,V=9.646KN 10.1.1 确定基础尺寸修正地基承载力特征值：初步选择基底尺寸：，由于偏心不大，基础底面积按20%增大：，初选尺寸为：，因为b3，所以不需再验算。基础和回填土自重：偏心距：基地压力： 基础尺寸为：初步设定：偏心距： 柱边基础截面抗冲切计算： 冲切力：抗冲切力： 所以，基础满足要求。10.1.2 配筋计

24、算（1） 基础长边方向： 柱边净反力： 悬臂部分净反力平均值： 弯矩： 配筋 为14110 As=1399mm2。（2） 基础短边方向 配筋14140 As=1099mm2。10.2 内柱基础 标准值： 组合值： 10.2.1 确定基础尺寸1. 修正地基承载力特征值： 2. 初选基底尺寸： 由于偏心不大，基础底面积按10%增大：, 初选尺寸：， 符合，所以不用返回验算。3. 验算持力层地基承载力： 基础和回填土自重： 偏心距： 基底压力： 4. 基础尺寸为： 初步设定： 偏心距： 柱边基础截面抗冲切计算： 冲切力： 抗冲切力： 所以基础满足要求。10.2.2 配筋计算（1） 基础长边方向 柱边

25、净反力： 悬臂部分净反力平均值： 弯矩： 配筋为：1490 AS=1710mm2第11章 楼梯设计采用现浇板式楼梯，标准层层高3.6m，踏步尺寸150mm300mm，采用C30混凝土板采用HPB235钢筋，梁纵筋采用HRB335。楼梯上就均匀活荷载标准值=3.5kN/ 11.1楼梯板设计 取板厚h=120mm,约为板斜长的1/30，=0.5，cos=0.894，取1m宽板带计算11.1.1荷载计算表11.1梯段板计算荷载荷载种类荷载标准值（KN/m）恒荷载水磨石面层（0.3+0.15）0.65/0.3=0.98三角形踏步0.50.30.1525/0.3=1.88混凝土斜板0.1225/0.89

26、4=3.36板底抹灰0.0217/0.894=0.38小计6.6活荷载3.5恒荷载分项系数活荷载的分项系数总荷载设计值： P=1.26.6+1.43.5=12.82kN/m11.1.2截面设计板水平计算跨度 =3.3m,弯矩设计值 M=0.112.823.33.3=13.96kNm板的有效高度 =120-20=100mm= =13.96106/(1.014.310001002) =0.097 计算或查表得： S=0.949 AS=700mm2选配12100，=707分布筋每级踏步1根8。11.2平台板设计设计取平台板厚 h=70mm,取1m宽板计算 11.2.1荷载计算表9.2平台板荷载计算荷

27、载种类荷载标准值（kN/m）恒荷载水磨石面层0.6590mm厚混凝土板0.0725=1.75板底抹灰0.0217=0.34小计2.74活荷载3.5总荷载设计值 P=1.22.74+3.51.4=8.19kN/m11.2.2截面设计平台板水平计算跨度 =1.8-0.2/2+0.12/2=1.76m弯矩设计值 M= = 8.191.762=2.54kNm板的有效高度 =70-20=50mm= = 2.54106/(1.014.31000502)=0.071计算或查表得： =0.963=2.54106/(0.96321050)=252选配6120，=26511.3平台梁设计设平台梁尺寸为200mm3

28、50mm11.3.1荷载设计 表9.3平台梁荷载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梁侧粉刷0.02（0.35-0.07）217=0.19平台板传来2.742.0/2=2.74楼梯板传来6.63.5/2=11.55小计15.88活荷载3.5（3.5/2+2.0/2）=9.63 P=1.215.88+9.631.4=32.54kN/m11.3.2截面设计计算跨度 = 1.05ln=1.05（3.6-0.2）=3.53m弯矩设计值 M=0.12532.543.53=47.4 kNm剪力设计值 =51.1kN截面按倒L形计算 200+570=550mm板

29、的有效高度 =350-35=315mm = = 47.4106/(14.35503152)=0.055 =0.953 =47.4106/(0.953300315)=526 316，=603=51.11000/(14.3200315)=0.0560.07应配置箍筋选用6200双肢箍=0.7+1.25h0 =0.71.43200315+1.25=86.46kNV=51.1kN满足抗剪要求。第12章 施工设计12.1 总体概况工程名称：济南市平阴某综合办公楼建设地点：济南市平阴建设面积：2910平方米结构形式：框架结构耐火等级：二级结构安全等级：二级抗震设防烈度：6度开工日期：2013年4月1日建设单位：设计单位：建筑设计研究院施工单位：建设有限公司监理单位：建设监理有限公司施工范围：施工图纸中的全部内容（包括基础、土建工程、装饰工程等）。12.2 设计概况12.2.1 建筑设计本工程为地上四层办公楼建筑，总建筑面积2910。无地下室，地上四层，主体首层建筑高度4.5m. 标准层建筑高度 3.