本科毕业设计-罗湖区西二号大院七层框架结构办公楼设计

二.活载作用下的的框架弯矩图对于无荷载直接作用的杆件（如柱），将其柱端的弯矩连以直线，即为该杆件的弯矩图；对于有荷载作用的杆件（如梁），则以杆端弯矩的连线为基线。叠加相应简支梁的弯矩图，即为该杆件的弯矩图。弯矩图如上图6－5所示1.则梁跨中弯矩为：三.活荷载作用下的框架剪力计算根据简图（6－4）和推导公式计算其活荷载作用下的剪力如图（6－9）所示：1.梁端剪力：2.柱端剪力：活载作用下的剪力图详见图6－10三.活荷载作用下的内力计算1.边跨框架的轴力计算，包括连梁传来的荷载及柱自重2.活荷载作用下的中跨框架的轴力计算：图6－9活载作用的轴力图单位KN，代表压力，BC轴与DE轴对称图6－10活载作用下的剪力图注：由于框架结构左右对称，所以竖向荷载作用下框架剪力图反对称9板配筋计算9.1板的配筋9.1.1设计资料结构布置如图9.1所示，板厚选用100mm，20mm厚水泥混凝土面层，15mm厚混合砂浆天棚抹灰，楼面活荷载标准值，走廊活荷载：，混凝土为C25,。9.1.2荷载计算楼面：恒载：活载：合计：走廊：恒载：活载：合计：屋面：恒载：活载：合计：9.1.3板的计算由计算简图可知，将楼板划分了A板，B板两种板块，均按照双向板计算，按塑性理论计算。主梁的h＝600mm，宽度b=为300，次梁的高度h＝400mm，宽度b=为250,走道梁h＝450mm，宽度b=为250，板的尺寸支撑情况如下图所示：图9－1板区格板划分表一.标准层中间区格板B楼板计算：1.弯矩计算：计算跨度：>3按双向板计算则按塑性理论计算，采用分离式配筋样式，各塑性铰上总弯矩为：代入基本公式，由于区格板B四周都有整浇的梁支撑，跨中及支座面弯矩应当折减，其内力折减系数为0.8。

2.配筋计算：跨中截面取长边，短边，支座截面近似取。D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。二.标准层边格板A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，内力折减系数为0.82.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9－1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B跨中Lx方向0.79549.81203φ8@200251mm2Ly方向0.1067.590405φ8@200251mm2支座Lx方向1.5999.62406φ8@150335mm2Ly方向0.21215.18081φ8@200251mm2A跨中Lx方向1.3584.58647φ8@200251mm2Ly方向0.30922.12675φ8@200251mm2支座Lx方向2.7169.1729φ8@150335mm2Ly方向0.61844.25349φ8@200251mm2三.屋面边格板B楼板计算：1.弯矩计算：计算跨度：>3按双向板进行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：代入基本公式，由于区格板D四周与梁连接，内力折减系数为0.82.配筋计算：跨中截面取，短边，支座截面近似取。D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.屋面边格板C楼板计算：1.弯矩计算：计算跨度：<3所以按照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D四周与梁连接，内力折减系数为0.82.配筋计算：跨中截面取，短边，支座截面近似取。D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9－2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1.2276.4411φ8@200251mm2Ly方向0.16211.60043φ8@200251mm2支座Lx方向2.44152.8822φ8@150335mm2Ly方向0.32423.20086φ8@200251mm2A跨中Lx方向1.858116.416φ8@150335mm2Ly方向0.42630.50483φ8@200251mm2支座Lx方向3.716232.8321φ10@200393mm2Ly方向0.85160.93806φ8@200251mm210楼梯计算10.1楼梯的设计10.1.1楼梯设计资料结构平面布置及剖面图如图所示。楼梯使用活荷载标准值为2.5KN/㎡,踏步面层采用30㎜厚水磨石，底面为20厚混合砂浆抹灰层，采用C30混凝土，，梁中钢筋都采用HRB335，.由下图10－1可知，由于梯段水平方向跨度大于3m，所以本设计采用梁式楼梯较为经济。梁式楼梯是由踏步板、梯段斜梁、平台板和平台梁组成，踏步板支撑于两侧斜梁上；梯段斜梁支撑于上下平台梁上；平台板支撑于平台梁和墙体上；平台梁支撑于楼梯间两侧的承重墙体上.10.1.2踏步板（TB-1）计算图10-1楼梯结构平面布置图10.2荷载计算踏步尺寸，斜板厚T=40mm则截面的平均角度：恒荷载：踏步板自重：踏步面层重：恒荷载设计值：活荷载设计值：合计：g+q=0.945+1.53=2.49KN/m10.2.1斜截面内力计算斜梁截面尺寸选用：b×h=150×300mm则踏步板计算跨度为：踏步板跨中弯矩：10.2.2截面承载力计算踏步计算截面尺寸：b×h=270×121mm因为所以踏步板按构造配筋，每踏步采用（）取踏步内斜板分布钢筋10.3.楼梯斜梁(TL-1)计算10.3.1荷载计算踏步板传荷载：梁自重：斜梁抹灰自重：总计：g+q＝7.568KN/m图10－2梁式楼梯剖面图10.3.2内力计算取平台梁截面尺寸：b×h=200㎜×400㎜,斜梁水平方向计算跨度为：取斜梁跨中截面弯矩及支座截面剪力为：§10.3.3承载力计算斜梁按T型梁截面进行配筋取：翼缘有效宽度按倒L型截面计算；按梁的跨度考虑：按翼缘考虑：取首先：按第一类T型截面进行计算确定为第一种T型截面。选用故按照构造配置箍筋，选用双肢箍，10.4休息平台（PB-2）计算10.4.1荷载计算（平台板厚100m，做30厚面层，20厚抹灰）恒载：平台板自重：平台板面层重：平台板抹灰：恒载合计：活载合计：合计：10.4.2平台板弯矩计算休息平台按双向板设计：（按塑性理论计算）则：代入基本公式：10.4.3平台板配筋计算由各区格跨内支座弯矩求得取截面有效高度，，即可求得，计算钢筋面积如表10.1所示：表10－1平台板配筋截面方向M(KN.m)As/m选配钢筋实配钢筋区格Lx方向0.24280Ly方向0.031570支座Lx方向0.48480-Ly方向0.06297010.5.平台梁计算10.5.1.荷载计算斜梁传来的集中力：G+Q=1/2×7.568KN/m×3.44m=13.02KN平台板传来的荷载：恒载：活载：平台梁自重：平台梁抹灰：总计：2.45+2.401+1.8+0.24=3.39KN10.5.2内力计算故:跨中弯矩：如图10－1所示图10－2平台梁的集中力支座剪力：10.5.3正截面承载力计算平台梁按T型进行配筋计算，取图10－3平台梁截面图翼缘有效宽度：按倒L型进行截面设计计算按梁的跨度考虑：按翼缘高度考虑：按梁肋净跨考虑：取判断截面类型：确定为第一种T型截面。选用故按照构造配置箍筋，选用双肢箍，平台梁配筋如下：图10－3平台梁的配筋图11基础配筋计算11.1桩基础的设计及验算11.1.1.设计资料表11－1工程地址资料基础埋深m土层厚度m岩土名称地基土静荷载代表值KN2.202.20杂填土1008.005.80粉质粘土14016.208.20粘土16020.704.50中密的细沙－25.004.30基岩－图11－1柱网布置图由内力组合表可知，桩基作用到基础顶面处的设计荷载为：M=470.8KN.mN=2392.28KNV=-114.35KN基础梁及底层半墙自重：设计值：实际的内力控制值：M=470.8KN.mN=2392.28＋87.99=2480.27KNV=-114.35KN11.1.2.确定桩的规格数量及初定承台的尺寸根据《建筑桩基础设计规范》：采用干作业钻孔灌注桩，据地质勘探资料，混凝土采用C30,HRB=235，确定第三层为持力层。具体桩尺寸详见图11.2,图11.311.1.3.单桩竖向承载力特征值式中：：桩端土的承载力标准值，查规范得：桩身的恒截面面积：桩身的周长：桩周土的摩擦力标准值：按土壤划分的各段桩长11.1.4.确定桩的数量不计承台的重量，因偏心荷载受荷，桩数初选：桩心距3d=3×0.4=1.2m11.1.5.桩承台的设计一.承台尺寸：设计桩承台尺寸长2400㎜，宽2400㎜因为边桩中心至承台边缘的距离不宜小于桩的直径，且桩的外边缘至承台的边缘距离不小于150㎜，所以承台的尺寸取2400㎜×2400㎜。二.承台及上覆土重，取承台及覆土的平均重度。桩的位置如下图所示：图11－2桩位置布置图图11－2桩的尺寸11.1.6.单桩承载力的验算承台及上覆土自重：11.1.7.偏心荷载验算按偏心荷载验算，计算承台四周边缘最不利的受力情况：在偏心作用下，单桩满足承载力的要求。11.2承台的结构计算11.2.1.承台高度验算承台高度h=1500㎜,采用C30混凝土,,，钢筋采用HRB335，考虑到桩顶伸入承台的深度为100㎜，故取保护层厚度为:(35＋100）＝135mm>70㎜承台有效高度为：11.2.2.柱对承台的冲切验算因冲切锥体内没有桩，故，，取，取冲切比：冲切系数：所以：柱对承台的冲切满足要求。§11.2.3.角柱对承台的冲切验算式中：0.6m0.6m角桩冲垮比:角桩冲切系数：所以代入公式得：角桩对承台的冲切满足要求。11.2.4承台抗剪承载力验算（11-1）取式中：代入公式得：承台抗剪承载力满足要求。11.3基础配筋计算11.3.1承台配筋Ⅰ-Ⅰ截面：Ⅱ-Ⅱ截面：沿平行于承台Ⅰ－Ⅰ方向布置：8根沿平行于承台Ⅱ－Ⅱ方向布置：8根配筋如下如图11－3所示：§11.3.2桩身配筋桩身通长配置，由于主筋伸入承台的500mm>35d=490mm,其箍筋沿桩身通长布置。图11－3边桩承台配筋示意图11.4中桩的设计（连体桩基）11.4.1设计资料工程地址资料详见表11.1由内力组合表可知，桩基作用到基础顶面处的设计荷载为：（M=114.89KN.mN=2221.50KNV=92.69KN）基础梁及底层半墙自重：设计值：实际的内力控制值：M=10.36KN.mN=2221.50＋45.58=2267.08KNV=92.69KN11.4.2.确定桩的规格数量及初定承台的尺寸根据《建筑桩基础设计规范》（JGT194-94法）：采用干作业钻孔灌注桩，据地质勘探资料，混凝土采用C30,HRB=235，确定第三层为持力层。桩尺寸详见图11-3,11-4图11－3桩位置布置图图11－4桩的尺寸11.4.3.单桩竖向承载力特征值（11-2）式中：：桩端土的承载力标准值，查规范得：桩身的恒截面面积：桩身的周长：桩周土的摩擦力标准值：按土壤划分的各段桩长11.4.4.桩的数量不计承台的重量，因偏心荷载受荷，桩数初选：桩心距3d=3×0.4=1.2m11.4.5.桩承台的设计一.承台尺寸：设计桩承台尺寸长2400㎜，宽2400㎜因为边桩中心至承台边缘的距离不宜小于桩的直径，且桩的外边缘至承台的边缘距离不小于150㎜，所以承台的尺寸取2400㎜×2400㎜。二.承台及上覆土重，取承台及覆土的平均重度。11.4.6.单桩承载力验算承台及上覆土自重：§11.4.7.偏心荷载验算按偏心荷载验算，计算承台四周边缘最不利的受力情况：在偏心作用下，单桩满足承载力的要求。11.5承台的结构计算11.5.1.承台高度验算承台高度h=1500㎜,采用C30混凝土,,，钢筋采用HRB335，考虑到桩顶伸入承台的深度为100㎜，故取保护层厚度为:(35＋100）＝135mm>70㎜承台有效高度为：11.5.2柱对承台的冲切验算右柱右边I-I截面：，，，，，柱对承台的冲切满足要求。11.5.3角柱对承台的冲切验算，，，取，角桩对承台的冲切满足要求。11.5.4..承台抗剪承载力验算，，，，承台抗剪承载力满足要求。11.6基础配筋计算11.6.2承台配筋截面：截面：沿平行于承台长边方向均匀布置25根，沿平行于承台短边方向均匀布置37根，桩承台配筋图如下：11.6.2桩身配筋桩身通长配置，由于主筋伸入承台的500mm>35d=490mm,其箍筋沿桩身通长布置。图11.4中桩的承台配筋示意图结论梁截面尺寸的初选为层数1~7用强度等级为C30的混凝土；横梁BC，DE跨为300mmx600mm，CD跨为250mmx450mm；纵梁为300mmx600mm；次梁为250mmx450mm。柱截面尺寸的初选为600mmx600mm。屋面及楼面恒荷载为屋面合计6.09KN/㎡；各层走廊楼面，磨石楼面合计：2.67KN/㎡；标准层楼面，大理石楼面合计：3.83KN/㎡；楼梯，水泥砂浆楼面合计：3.17KN/㎡最大位移发生在第一层，其楼层最大位移与楼层高之比：，小于《建筑设计抗震规范》（GB50011—2012）第5.5.1条规定的位移极限值[]=1/550满足位移要求。由表5－8所示，风荷载作用下框架的最大层间位移角为1/54167远小于1/550,满足规范要求。板的配筋如下：一.标准层中间区格板B楼板计算X方向跨中选用，支座选用。Y方向跨中，支座选用二.标准层边格板A楼板计算X方向跨中选用，支座选用Y方向跨中，支座选用三.屋面边格板B楼板计算X方向跨中选用，支座选用Y方向跨中，支座选用四.屋面边格板C楼板计算X方向跨中选用，支座选用。Y方向跨中，支座选用其余的基于数目过多以及图表能清晰展现，故不在结论中写出。通过为期两个多月的毕业设计，总的体会可以用一句话来表达，纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行！。以往的课程设计都是单独的构件或建筑物的某一部分的设计，而毕业设计则不一样，它需要综合考虑各个方面的工程因素，诸如布局的合理，安全，经济，美观，还要兼顾施工的方便。这是一个综合性系统性的工程，因而要求我们分别从建筑，结构等不同角度去思考问题。通过本毕业设计，掌握了结构设计的内容、步骤、和方法，全面了解设计的全过程；培养正确、熟练的结构方案、结构设计计算、构造处理及绘制结构施工图的能力；培养我们在建筑工程设计中的配合意识；培养正确、熟练运用规范、手册、标准图集及参考书的能力；通过实际工程训练，建立功能设计、施工、经济全面协调的思想，进一步建立建筑、结构工程师的责任意识。参考文献[1]李国强，李杰。建筑结构抗震设计，北京：中国建筑工业出版社出版，2002，27－38[2]沈蒲生，梁兴文。混凝土结构原理，北京：高等教育出版社出版，2002：34－94[3]同济大学，西安建筑科技大学，东南大学，重庆建筑大学。房屋建筑学，第三版，北京：中国建筑工业出版社，1999：84－95[4]陈文斌、章金良。建筑工程制图，第三版，同济大学建筑制图教研室