第一篇：土木工程畢業設計計算書結構計算書_圖文(精)

本科畢業設計說明書

題目:青島市某高校教學樓設計 院(部:土木工程學院 專業:土木工程 班級: 姓名: 學號: 指導教師: 完成日期: 目錄

摘要............................................................................................................V ABSTRACT.................................................................................................VI 1前言(7 2 建筑設計(8

2.1建筑設計資料(8 2.1.1荷載情況(8 2.1.2場地工程地質情況(8 2.2設計說明(8 2.2.1 方案構思(8 2.2.2 設計過程(9 2.2.3 建筑做法(9 2.2.4設計依據(9 2.2.5施工要求(9 3 結構設計計算書(11 3.1結構設計資料(11 3.1.1 設計標高(11 3.1.2 墻身做法(11 3.1.3 內墻做法(11 3.1.4 外墻做法:(11 3.1.5 樓面做法(11 3.1.6 屋面做法(11 3.1.7 門窗做法(12 3.1.8 地質資料(12

3.1.9 基本雪壓(12 3.1.10 基本風壓(12 3.1.11 活荷載(12 3.2結構布置及計算簡圖(12 3.2.1 結構布置(12 3.3內力計算(19 3.3.1 恒載作用下的內力計算:(19 3.3.2 活載作用下的內力計算:(29 3.3.3風載作用下內力計算(38 3.3.4內力組合及配筋計算(41 3.3.6板的配筋計算(55 3.3.7樓梯的配筋計算(58 3.3.8雨蓬設計(61 3.4基礎設計(64 3.4.1獨立基礎設計(64 3.4.2聯合基礎計算:(67 4施工組織設計(70 4.1編制說明(70 4.1.1編制依據(70

4.1.2編制基本原則(70 4.2工程概況(70 4.2.1 工程簡況(70 4.2.3 工程結構概況(71 4.3組織機構管理(72 4.3.1工作目標(72 4.3.2工程項目管理組織結構(72 4.3.3進度計劃管理.........................................................................................4.3.4 勞動力部署............................................................................................7475-4.5土方工程.(76 4.5.1基坑.........................................................................................................4.5.2、基礎工程..............................................................................................4.6.1模板施工概況.........................................................................................77-4.7.2鋼筋的下料綁扎.....................................................................................78-4.8混凝土工程.(79

4.8.1工程概況.................................................................................................79-4.8.3施工技術措施.........................................................................................79-4.8.5.混凝土的養護......................................................................................80-4.9.2施工準備.................................................................................................81-4.9.4質量標準.................................................................................................81-4.10.2衛生間防水施工...................................................................................-82-4.11裝飾工程.(83 4.12安全生產、文明施工目標及保證措施(85 4.13門窗工程(86 4.13.1鋁合金門窗制安工程(86 4.13.2木門制安工程(86 4.14雨季、夏季施工技術措施(87 4.15計劃、統計和信息、檔案管理(87 4.15.1計劃、統計報表的編制與傳遞(87 4.15.2、信息、檔案管理(88 4.16配合政府主管部門、業主、監理公司、設計單位的工作制度(89 4.16.1配合政府主管部門的工作制度(89

4.16.2配合業主的工作制度(89 4.16.3配合監理公司的工作制度(89 4.16.4配合設計單位的工作制度(90 4.17工程量計算(91 4.17.1工程量計算:(91 青島市某高校教學樓設計(方案五 摘要

本工程為青島市某高校教學樓,五層,主體為鋼筋混凝土框架結構。工程所在地青島市城陽區,當地抗震設防烈度為6度。設計過程中,綜合考慮了經濟指標和施工技術方面要求,按照建筑設計、結構設計、施工組織設計的順序進行。

建筑設計,在保證滿足使用功能要求的前提下,考慮城市景觀和周邊的環境特點、防火等級要求,進行建筑平面、立面設計。建筑設計達到適度先進水準。

結構設計依據現行有關規范進行,主要包括結構選型及布置、確定計算單元及計算簡圖、荷載計算、內力計算與組合、構件設計、樓梯設計、基礎設計等內容。本工程采用橫向承重的鋼筋混凝土框架結構體系,選擇了有代表性的一榀框架進行計算。對于豎向荷載作用下的內力采用分層法計算,水平荷載作用下的內力采用D值法計算。

施工組織設計根據設計說明書的要求,綜合考慮工期要求、施工人數等因素,將建筑劃分為4個施工段流水作業。通過合理安排,保證物資資源需求的均衡性,工作隊工作的連續性,既縮短工期,又取得良好的經濟效益。

關鍵詞:建筑設計;結構設計;內力計算及組合;施工組織設計 Design of A College Academic Building in QingDao City(Project 8

ABSTRACT This project is a study building with 5 floors in QingDao City, the structure is a reinforced concrete frame system.The building locates in ChengYang Area, where the earthquake resistance fortification is 6 degrees.During the design process, we consider the economic indicator, construction technology, and keep to the following order: architectural design, structural design, construction organization plan.The architectural design should meet the requirement of using function, we should also consider the city landscape, the environment characteristic and fire prevention demands, then carry on the plan and elevation design.The architectural design achieves the moderate advanced standard.The structural design basis on current relevant codes, which includes the structure style selection and arrangement, calculation unit and schematics determination, load calculation,stress computation and combination, component design, staircase design and foundation design.This project adopts a transverse RC frame system , we choose a representative frame to carry on the calculation.When computing the stress caused by vertical load, we adopt the laminated method, and the one caused by level load we use the D value method.The construction organization plan is carried out basis on the requirement in the design instruction.Considering the time limit for the project、construction population and other factors ,we divide the building into 4 sections to execute the construction.We could guarantee the material resource demand equalization, the work team work continuity with the reasonable arrangement.We could also reduce the construction time and obtain a good economic efficiency.Keywords:Architectural design;Structural design;Stress computation and combination;Construction organization plan

1前言

畢業設計是大學本科教育培養目標實現的重要階段,是畢業前的綜合學習階段,是深化、拓寬、綜合教和學的重要過程,是對大學期間所學專業知識的全面總結。通過畢業設計,可以將以前學過的知識重溫回顧,對疑難知識再學習,對提高個人的綜合知識結構有著重要的作用。通過畢業設計,使我們在資料查找、設計安排、分析計算、施工圖繪制、口頭表達等各個方面得到綜合訓練,具備從事相關工作的基本技術素質和技能。

目前,我國多層建筑中仍以鋼筋混凝土結構為主,鋼筋混凝土造價較低,材料來源豐富,且可以澆筑成各種復雜斷面形狀,節省鋼材,承載力也不低,經過合理設計可以獲得較好的抗震性能。今后幾十年,鋼筋混凝土結構仍將活躍在我國的建筑史上。框架結構體系的主要特點是平面布置比較靈活,能提供較大的室內空間,在學校建筑中也是較常用的結構體系。

多層建筑結構的設計,除了要根據建筑高度、抗震設防等級等合理選擇結構材料、抗側力結構體系外,要特別重視建筑體形和結構總體布置。建筑體形是指建筑的平面和立面;結構總體布置是指結構構件的平面布置和豎向布置。建筑體形和結構總體布置對結構的抗震性能有決定性的作用。

畢業設計的三個月里,在指導老師的幫助下,經過查閱資料、設計計算、論文撰寫以及圖紙繪制,加深了對規范、手冊等相關內容的理解,鞏固了專業知識、提高了綜合分析、解決問題的能力。在繪圖時熟練掌握了AutoCAD和結構設計軟件PKPMCAD,基本上達到了畢業設計的目的與要求。

框架結構設計的計算工作量很大,在計算過程中以手算為主,后面采用建筑結構軟件PKPMCAD進行電算,并將電算結果與手算結果進行了誤差分析對比。由于自己水平有限,難免有不妥和疏忽之處,敬請各位老師批評指正。建筑設計 2.1 建筑設計資料

2.1.1荷載情況

1、風荷載:主導風向為夏季南風、西南風;,冬季為東北風,基本風壓0.60N/m2;地面粗糙度:B級;

2、雪荷載:基本雪壓值0.20kN/m2;

3、場地地震設防烈度6度,Ⅱ類場地,設計地震分組為第二組,乙類建筑;

4、其它荷載參見《荷載規范》。2.1.2場地工程地質情況

1.根據工程地質勘察報告,本工程所處場地具體情況如下: f及壓縮模量

表2-1各層土的天然地基承載力特征值

38.93—38.5米,對混凝土和鋼材無侵蝕。

3.地區地震基本烈度為6度,最大凍深按0.50m考慮。2.2 設計說明 2.2.1 方案構思

設計采用目前國內通用的鋼筋混凝土結構。本設計為總體規劃中的單體建筑,設計中充分考慮到總體規劃提出的要求、建筑高度、抗震設防烈度和周圍環境的關系,確

定本結構為規則有序的板式結構,建筑平面布置簡單、規則、對稱、長寬比不大,對抗震有利,結構具有較好的整體性;同時考慮到結構不同使用功能的需求,要求建筑平面布置較為靈活,可以自由分割空間,選用框架結構;立面注意對比與呼應、節奏與韻律,體現建筑物質功能與精神功能的雙重特性。

2.2.2 設計過程

遵循先建筑、后結構、再基礎的設計過程。建筑設計根據建筑用地條件和建筑使用功能、周邊城市環境特點,首先設計建筑平面,包括建筑平面選擇、平面柱網布置、平面交通組織及平面功能設計;其次進行立面造型、剖面設計;最后設計樓梯和基礎。

結構設計包括:確定結構體系與結構布置、根據經驗對構件進行初估、確定計算單元和計算簡圖、荷載統計、內力計算與組合、構件與基礎設計。

2.2.3 建筑做法

1、墻面做法;（1、框架填充墻采用加氣混凝土砌塊。

2、屋面采用SBS卷材防水屋面,樓地面采用水磨石地面,衛生間用馬賽克貼面。

3、室內門采用木門,窗采用銀灰色鋁合金窗。

4、工程采用全現澆結構體系,混凝土強度等級:C30。2.2.4設計依據

1、上級主管部門和市計委下達的批準文件。

2、建設單位向設計部門提供的設計委托書和設計要求。

3、勘察設計院提供的工程地質勘察資料。

4、主要設計規范:（1、GB50007—2002《建筑地基基礎設計規范》（2、GB50009—2001《建筑結構荷載規范》（3、GB50010—2002《混凝土結構設計規范》（4、GB50011—2001《建筑抗震設計規范》 2.2.5施工要求

1、除注明外,本工程所用的材料、性能、規格、施工及驗收要求均參照國家標準的現行有關規范。

2、鋼筋長度不足,需要接長時,宜優先采用焊接或機械連接接頭,在接頭處鋼筋 直徑35倍的區域內(不小于500mm,接頭的鋼筋截面積不超過總截面積的50%。

3、建筑平面上鋼筋混凝土柱與墻連接處,柱必須預埋8@500

拉筋與磚墻拉接。

4、柱等豎向構件施工本層時必須注意預留上一層插筋。

5、鋼筋混凝土施工時應注意養護,保證混凝土在養護期間內經常處于濕潤狀態。

6、基礎工程結合擬建場地工程地質資料進行周密的施工組織設計,如控制地下水位等。

7、施工的每一階段都需要有隱蔽工程記錄及有關人員驗收達到設計要求后方可施工。結構設計計算書 3.1 結構設計資料 3.1.1 設計標高

室內設計標高±0.000,室內外高差450mm.3.1.2 墻身做法

墻身為200厚蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊,用M5混合砂漿砌筑3.1.3 內墻做法 20厚1:3水泥石膏砂漿打底;噴內墻涂料 3.1.4 外墻做法: 20厚1:3水泥砂漿打底掃毛;3.1.5 樓面做法 大理石樓面

刷素水泥漿一道;20厚1:3水泥砂漿找平層;刷素水泥漿一道;100厚現澆鋼筋混凝土樓板;10厚混合砂漿抹灰層;3.1.6 屋面做法

30厚1:3水泥砂漿抹平壓光;4厚SBS防水卷材;20厚1:3水泥砂漿找平;40厚水泥石灰焦渣砂漿3‰找平;80厚礦渣水泥

20厚1:3防水水泥砂漿找平;刷素水泥漿一道;100厚現澆鋼筋混凝土屋面板;10厚混合砂漿抹灰層;3.1.7 門窗做法

全部采用鋁合金窗,除大廳處門用鋁合金門外,其他室內門全部用木鑲板門。3.1.8 地質資料 屬二類建筑場地

3.1.9 基本雪壓 基本雪壓為0.20kN/㎡;3.1.10 基本風壓

基本風壓為0.60kN/㎡;(地面粗糙度屬B 類 3.1.11 活荷載

屋面活荷載為0.50 kN/㎡,樓面荷載為2.0kN/㎡,走廊,門廳,樓梯活荷載為 2.5 kN/㎡

3.2 結構布置及計算簡圖 3.2.1 結構布置

各梁,柱截面尺寸確定尺寸: 梁:取h=(115~110×6000=400~600mm ,取h=500mm , b=(14~21h=125~250mm,取b=200mm 柱:b>(118~112 ×4200=233~350mm,取b=450mm h=(1~2b, 取h=450mm 柱截面為:b×h=450mm×450mm 現澆樓板厚為:100mm 取標準層層高為4200mm 根據地質資料確定基礎頂面離室外地面為1050mm, 室內外高差為450mm,所以底層層高h=5700mm

其中在求梁截面慣性矩時考慮到現澆板的作用,取I=20I(0I 不考慮樓板翼緣產生的梁截面慣性矩.結構計算簡圖如下:

圖3.1結構計算簡圖 3.2.2 荷載計算: 1.豎向荷載計算:(1屋面恒荷載

30厚1:3水泥砂漿抹平壓光 0.03×20=0.6kN/㎡4厚SBS防水卷材 0.005 kN/㎡40厚水泥石灰焦渣砂漿3‰找平;0.04×14=0.56 kN/㎡80厚碳渣水泥保溫層 0.8 ×14.5=1.16kN/㎡20厚1:3防水水泥砂漿0.02×20=0.4 kN/㎡100厚現澆鋼筋混凝土

屋面板 0.10×25=2.5 kN/㎡10厚混合砂漿 0.01×17=0.17 kN/㎡合計: 6.17 kN/㎡屋面框架梁線荷載標準值: 框架梁自重 0.2×(0.5-0.1×25=2kN/㎡ 梁側粉刷 0.01×(0.50-0.1+0.2×2×17=0.204 kN/㎡

合計: 2.204kN/㎡ 作用在頂層框架梁上的線荷載為: 5AB g =5CD g =22.11kN/m 15BC g =3.32kN/m(2樓面恒荷載

大理石地面 1.16kN/㎡ 100厚現澆鋼筋混凝土樓板 0.08×25=2 kN/㎡ 10厚混合砂漿 0.01×17=0.17 kN/㎡

合計: 3.83kN/㎡ 樓面框架梁線荷載標準值: 樓面恒荷載 3.02 kN/㎡ 中跨框架梁及梁側粉刷 2.204 kN/㎡ 邊跨框架梁及梁側粉刷 2.204kN/㎡ 邊跨填充墻自重 0.2×(5.7-2.7-0.5-0.5×5.5=3.4 kN/㎡ 墻面粉刷(5.7-2.7-0.5-0.5×0.01×2×17=1.05 kN/㎡

4.44kN/㎡

因此,作用在中間層框架梁上的線荷載為: AB g =CD g =3.4+3.02×2.4+4.44=15.56 kN/㎡ 1BC g =3.32 kN/㎡

(3屋面框架節點集中荷載標準值: 邊柱連系梁自重 0.2×0.5×6×25=15 kN

粉刷(0.5-0.1×6×(0.01×17+1.14=2.64 kN 梁自重 0.2×0.5×6.3×25=19.69 kN 粉刷 0.01×(0.5-0.1×2×6×17=0.90 kN 梁傳來的屋面自重 6×2.4×4.70=71.06 kN 梁傳給連系梁集中荷載 2 1 ×(19.69+0.9+71.06=45.83kN 頂層邊節點集中荷載 5A G =5D G =55.15kN 中柱連系梁自重 15 kN 粉刷 0.01×(0.5-0.08 ×4.8×2×17 =2.90 kN 次梁傳給連系梁集中荷載 45.83+21×(4.8+4.8-3.0× 2 1 ×3.0×4.70=89.30 kN 頂層中節點集中荷載 5B G =5C G =108.20 kN(4樓面框架節點集中荷載標準值: 邊柱連系梁自重 15 kN 粉刷 2.64 kN 鋁合金窗自重 2.1×3.3×0.35=2.43 kN 窗下墻體自重(4.8-0.4×1.0×0.2×5.5=4.84 kN 粉刷(4.8-0.4 ×1.0×(1.14+0.01×17=5.76 kN 窗邊墻體自重 0.2×2.1×(4.8-0.4-3.3×5.5=2.54 kN 粉刷 2.1×(4.8-0.4-3.3×(1.14+0.01×17=3.03 kN 次梁傳來集中荷載 1 /2×(19.69+0.9+6.3×2.4×3.02=33.13 kN 框架柱自重 0.4×0.4×3.6×25=14.4 kN 粉刷 0.01×17×3.6×0.4+1.14×3.6×(0.4+0.1×2=2.71 kN

中間層邊節點集中荷載 A G =D G =42.69 kN 中間柱連系梁自重 15 kN 粉刷 0.69 kN 內縱墻自重(3.6-0.5×(4.8-0.4×0.2×5.5=15 kN 粉刷 2×(3.6-0.5×(4.8-0.4×0.01×17=4.64 kN 扣除門洞重加門重 2.4×1.8×(0.2×5.5+0.01×17×2-0.2=-5.36 kN 扣除高窗洞重加高窗重 2.4×0.9×(0.2×5.5+0.01×17×2-0.35=-2.35 kN 框架柱自重 14.4 kN 粉刷 0.01×17×3.6×1.0=0.61 kN 連系梁傳來樓面自重 2 1 ×(4.8+4.8-3.0×1.5×3.02+33.13=48.08 kN 中間層中節點集中荷載 B G =C G =80.92 kN(5恒荷載作用下的結構計算簡圖:

圖3.2恒荷載作用下的結構計算簡圖

2.樓面活荷載作用下的結構計算簡圖如圖(3,荷載計算如下: 5AB P =5CD P =24.13 kN/m 5BC P =16.13kN/m 5A P =5D P = 1 2 ×2.4×6.3×0.5=3.78 kN/m 5B 5C 31 P P(4.8 4.8 3.00.5 3.78 6.2622==??+-?+= kN/m AB CD P P 2.0 4.89.6==?= kN/m BC P 2.5 3.07.5=?= kN/m A D 1 P P 2.4 6.3 2.015.122 ==???= kN/m B C 1 P P(4.8 4.8-3.0 1.5 2.515.1227.502 ==?+??+= kN/m 樓面活荷載作用下的結構計算簡圖如下

圖3.3活荷載作用下的結構計算簡圖 3.風荷載計算

風壓標準值計算公式為;0z s z ?βμμ?=??? 因結構高度為H=18m<30m 可取0.1=z β, 矩形平面3.1=s μ,z μ可查荷載規范。

將風荷載換成作用于框架每層節點上的集中荷載,計算過程如表3.1,表中Z 為框架節 點至室外地面的高度,A 為一榀框架各層節點的受風面積,計算結構如圖3.4 表3.2風荷載計算

圖3.4活荷載作用下的結構計算簡圖 3.3內力計算

3.3.1 恒載作用下的內力計算:

恒載(豎向荷載作用下的內力計算采用分層法,以中間層為例,中柱的線剛度取框 架柱實際線剛度的0.9倍.由于梁上的分布荷載由矩形和三角形兩部分組成,在求固端彎矩時,先將三角形分布荷載化作等效均布荷載。

圖3.5分層法計算簡圖

圖3.6梯形荷載代為等效均布荷載圖 把三角形荷載化為等效均布荷載: ' 5g =.3224.31C +=+?=15B 5BC255g g 314.1088 kN/m

'g =.30716.13C +=+?=1B BC255 g g 39.0688 kN/m 如圖3.5構內力可用彎矩分配法,計算并可利用彎矩分配法計算并可利用結構對稱性取二分之一結構計算.頂層各桿的固端彎矩為: 251114.6072.931221 M g 6kN m 12 F AB AB l =-=-??=-? 72.93M M kN m F F BA AB =-=? '225 17.922211 M g(16.13 1.8kN m 33F BC l =-=-??=-? '2257.922211M g(16.13 1.8kN m 66 F CD l =-=-??=-?

表3.2 頂層彎矩分配法計算圖

標準層各桿的固端彎矩為: 21124.3172.931221 M g 6kN m 12 F AB AB l =-=-??=-? 72.93M M kN m F F BA AB =-=?

'2217.422211M g(16.13 1.8kN m 33F BC l =-=-??=-? '228.712211M g(16.13 1.8kN m 66 F

CD l =-=-??=-?

表3.3 標準層彎矩分配法計算圖

圖3.8標準層彎矩圖 表3.4底層彎矩分配法計算圖

0.29 0.33 0.38 0.29 0.22 0.25 0.24 A1 A2 AB BA B1 B2 BC CB-54.39 54.39-10.44-5.22 15.78 17.95 20.67 10.34-7.87-15.74-11.94-13.57-13.03 13.03 2.28 2.60 2.99 1.50-0.22-0.44-0.33-0.38-0.36 0.36 0.06 0.07 0.08 0.04-0.01-0.01-0.01-0.01 0.01 18.12 20.62-38.74 50.08-12.28-13.96-23.84 8.18 框架各層組合彎矩重分配圖3.8標準層彎矩圖 頂層: 圖3.9底層彎矩圖

AB=-44.13-6.93×0.49=-47.53 kN m? A2=44.13+6.93-6.93×0.51=47.53kN m? BA=67.89+4.83×0.25=69.58 kN m? B2=-28.76-4.83+4.83×0.37=-31.80 kN m? BC=-39.18+4.83×0.28=-37.73 kN m? 四層: AB=-41.56-(14.71+6.93×0.32=-39.89kN m? A1=20.78+14.71-(14.71+6.93×0.34=28.13 kN m? A2=20.78+6.93-(14.71+6.93×0.34=20.35 kN m? BA=50.74+(9.59+4.83×0.25=49.43 kN m? B1=-14.50-9.59+(9.59+4.83×0.27=-21.20 kN m?

B2=-14.50-4.83+(9.59+4.83×0.27=-15.44 kN m? BC=-21.74+(9.59+4.83×0.21=-19.725 kN m? 三層: AB=-41.56-6.93×2×0.34=-46.00 kN m? A1=A2=20.78+6.93-6.93×2×0.34=23.00 kN m? BA=50.74+4.83×2×0.25=53.16 kN m?

B1=B2=-14.50-4.83+4.83×2×0.27=-46.72 kN m ? BC=-21.74+4.83×2×0.21=-19.72 kN m ? 二層: AB=-41.56-(6.93+6.04×0.32=-45.71 kN m ? A1=20.78+6.93-(6.93+6.04×0.034=23.30 kN m ? A2=20.78+6.04-(6.93+6.04×0.34=22.41 kN m ? BA=50.74+(4.83+4.09×0.25=53.16 kN m ? B1=-14.50-4.83+(4.83+4.09×0.27=-16.92 kN m ? B2=-14.50-4.09+(4.83+4.09×0.27=-16.18 kN m ? BC=-21.74+(4.83+4.09×0.21=-19.72 kN m ? 底層: AB=-38.74-6.93×0.38=-41.37 kN m ? A1=18.12+6.93-6.93×0.29=22.13 kN m ?

A2=20.62-6.93×0.33=18.23 kN m ? BA=50.08+4.83×0.29=47.91 kN m ? B1=-12.28-4.83+4.83×0.22=-16.05 kN m ? B2=-13.96+4.83×0.29=-9.12 kN m ? BC=-23.84+4.83×0.24=-22.68 kN m ? 梁在實際分布荷載作用下計算跨中最大彎矩: 頂層: 邊跨:2251114.60 6.372.4388 AB M g l ==??= kN m ? 中跨:M=(1.5×3.32+ 12×1.5×14.10×1.5-1.5×3.32×1.52-12 ×1.5×14.10×1.53=14.31 kN m ? 標準層及底層: 邊跨:221115.56 6.357.6088 AB M g l ==??= kN m ?

中跨:M=(1.5×3.32+1/2×1.5×9.06×1.5-1.5×3.32×1.5/2-1/2×1.5×9.06×1.5 3 =10.53 kN m

3.10框架恒載彎矩圖

3.11荷載調幅并算至柱邊彎矩圖

圖3.12恒荷載作用下剪力圖軸力圖 3.3.2 活載作用下的內力計算: 把頂層梯形荷載轉代成均布荷載:(1.792 355BC P 12ααP KN m =-+==? , 1.1355CD 5 P P kN m 8===? 結構內力用彎矩分配法: 5.372BC 51 M P l kN m 12=??=? , 1.222CD 51 M P l kN m 3=??=? , 0.612DC 51 M P l kN m 6=??=?

彎矩分配計算簡圖: 頂層彎矩分配圖: 表3.5層彎矩分配法計算圖

把標準層梯形荷載轉代成均布荷載:(.1423BC P 12ααP 7kN m =-+==? ,.75CD 55

P P 6 4.5kN m 88==?=? 各桿的固端彎矩: 21.422BC 1 M P l kN m 12 = ??=? ,2 4.86CD 1 M P l kN m 3=??=? , 2.432DC 1 M P l kN m 6 =??=?

表3.6標準層彎矩分配計算圖

表3.7層彎矩分配計算圖

圖3.13頂層彎矩圖

圖3.14標準層彎矩圖

圖3.14底層彎矩圖 框架各層組合彎矩重分配 頂層: AB=-3.25-2.72×0.49=--4.58 kN m? A2=3.25+2.72-2.72×0.51=4.58kN m? BA=4.95+1.84×0.25=5.59kN m? B2=-2.12-1.84+1.54×0.37=-31.80 kN m? BC=-2.82+1.84×0.28=-2.31 kN m? 四層:

AB=-16.30-(1.08+2.72×0.32=-17.52kN m? A1=8.75+1.08-(1.08+2.72×0.34=7.94kN m? A2=8.15+2.72-(1.08+2.72×0.34=17.52 kN m?BA=20.15+(0.71+1.84×0.25=20.79kN m?

B1=-5.51-071+(0.71+1.84×0.27=-5.53kN m?B2=-5.51-1.84+(0.71+1.84×0.27=-6.66kN m?BC=-9.14+(0.71+1.84×0.21=-8.60 kN m?

三層: AB=-16.30-2.72×2×0.34=-18.04kN m?

A1=A2=8.15+2.72-2.72×2×0.34=9.02kN m?BA=20.15+1.84×2×0.25=21.09kN m?

B1=B2=-14.50-4.83+1.84×2×0.27=-6.36kN m?BC=-21.74+1.84×2×0.21=-8.37 kN m?

二層: AB=-16.30-(2.72+2.36×0.32=-9.14kN m?

A1=8.15+2.72-(2.72+2.36×0.034=9.14kN m?A2=8.15+2.36-(2.72+2.36×0.34=8.78kN m?BA=20.15+(1.84+1.56×0.25=21.01 kN m?

B1=-5.51-1.84+(1.84+1.56×0.27=-9.14 kN m?B2=-5.51-1.84+(1.84+1.56×0.27=-6.15kN m?BC=-9.14+(1.84+1.56×0.21=-8.43 kN m?

底層: AB=-15.19-2.72×0.38=-16.07kN m? A1=7.08+2.72-2.72×0.29=8.88 kN m?

A2=8.11-2.72×0.33=7.19 kN m? BA=19.93+1.84×0.29=20.39 kN m?

B1=-4.68-1.84+1.84×0.22=-6.02 kN m?B2=-13.96+1.84×0.29=-5.82 kN m? BC=-23.84+1.84×0.24=-9.58 kN m?

圖3.15活荷載作用下框架彎矩圖

圖3.16活荷載作用下框架梁彎矩調幅并算至柱邊

圖3.17活荷載作用下梁的剪力圖軸力圖 3.3.3風載作用下內力計算

風荷載設計值=風荷載標準值×1.4,用D 值法列表計算, 梁柱的線平均剛度比 1底層

/b c k k k =∑∑ 0.52k k α+=

+ 2標準層:/2b c k k k =∑∑ 2k k α=+ 具體計算過程見下表3.8 表3.8剪力在各柱間分配圖

由計算簡圖知風荷載分布較接近于均布荷載,故0y 可由表查的。本設計中各層橫梁線剛度相同,層高除底層外均相同,則1y =2y =3y =0,因此柱底至反彎點高度yh=0y h。計算過程如表3.9。

表3.9各柱反彎點及柱端彎矩計算

=上M 0 jk =下M 0 jk 風荷載作用下的框架結構彎矩圖 :

圖3.19風載作用下的框架結構剪力圖軸力圖 3.3.4內力組合及配筋計算 控制截面的選擇如圖:

圖3.20截面的選擇圖

山東建筑大學畢業設計說明書

截面配筋計算

一、框架梁的正,斜截面配筋計算(1 正截面受彎承載力計算 頂層邊跨: 0.55ξ=b

跨內截面按T 形截面進行配筋計算,支座邊截面按矩形。T 形翼緣計算寬度按跨度考慮

f b L /36000/32000mm === 按梁間距考慮 mm 54005100300s b b n f =+=+= 按翼緣厚度考慮 mm 65435005a h h s 0=-=-= 1.018.0654/001h /h 0f >==, 此種情況不起控制作用,故取mm 0002b f = 梁內縱向鋼筋選用HRB335,混凝土強度等級采用C30, 則 2 y f 300N /mm = b 0.55 ξ=

2c f 14.3N /m m =101(1.014.32000100(465100/21906.82

t f f f f b h h h kN m α-=????-=? 跨中屬第一類T 形截面,2 6210 /97.1810/(1.014.320004650.01s c M f bh αα==????=

110.0110.550b ξξ=-=-=<= 6 2097.181********.99465 s y s M A mm f h γ?===??

==%]/45(%,2.0[max m in y t f f ρ0.2145%

22min min 0.002***4.5A bh mm mm ρ==??= 2mm 603163=Φ A 座截面

041.04653003.140.1/1059.37f /2620c 1s =????==bh M αα

110.0420.550 b ξξ===<= 979.0211(2

第二篇：土木工程畢業設計計算書

山東建筑大學土木工程學院畢業設計

一.摘要...................................................................................................................................................2 前言....................................................................................................................................................4 一.緒論...................................................................................................................................................5

1工程概況..............................................................................................................................5 2設計資料..............................................................................................................................5 3設計過程..............................................................................................................................6 4本章小結..............................................................................................................................6

二.結構設計...........................................................................................................................................7

1工程概況..............................................................................................................................7 2主要建筑做法......................................................................................................................7 3結構布置及結構計算簡圖..................................................................................................8 4荷載計算............................................................................................................................10 5風荷載的計算....................................................................................................................18 6內力計算............................................................................................................................21 7內力組合............................................................................................................................48 8截面設計與配筋計算........................................................................................................50 板的計算...............................................................................................................................69 9樓梯的設計........................................................................................................................71 10基礎設計..........................................................................................................................74（1）荷載計算.............................................................................................................74（1）荷載計算.............................................................................................................76 三 施工組織設計................................................................................................................................80 1工程介紹............................................................................................................................80 2 施部署及施工順序...........................................................................................................81 3 施 工 方 案.....................................................................................................................83 4 主 要 分 項 工 程 施 工 方 法.................................................................................84 5 砌 筑 工 程.....................................................................................................................92 6 防 水 工 程.....................................................................................................................93 7 門 窗 工 程.....................................................................................................................94 8 裝 飾 工 程.....................................................................................................................95 9 工作天數的計算...............................................................................................................95 10 質 量 達 標 保 證 措 施...........................................................................................99 11 混 凝 土 雨 天 施 工 措 施.....................................................................................99 12 冬 季 施 工 措 施.....................................................................................................101 13 文 明 施 工 保 證 措 施.........................................................................................103 謝 辭..................................................................................................................................................105 總

結...........................................................................................................................106 參考文獻............................................................................................................................................107

山東建筑大學土木工程學院畢業設計

一.摘要

本工程為濟南市解放路一擬建綜合樓。根據建筑設計、抗震方面等的要求，確定合理的結構方案和結構布置方案，確定框架按功能分為商業用房和客房，樓高19.5m，總建筑面積4250m2.本建筑物防火等級二級，抗震設防烈度6度。

結構設計的階段大體可以分為三個階段：

(1)結構方案階段：根據建筑的重要性，建筑所在地的抗震設防烈度，工程地質勘查報告，建筑場地的類別及建筑的高度和層數來確定建筑的結構形式，本工程采用的是框架結構；

(2)結構計算階段：包括荷載統計、內力組合計算和構件計算；

(3)施工圖設計階段：根據上述計算結果，來最終確定構件布置和構件配筋以及根據規范的要求來確定結構構件的構造措施。

關鍵詞 :框架結構；結構設計；內力；水平荷載；鋼筋混凝土

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The Design of A Comprehensive Building

ABSTRACT This graduation project is a comprehensive building in the jiefang road of Jinan、, According to the requirement of architectural design and the earthquake resistance,the reasonable structural scheme was determined.This frame structure can be divided into Commercial buildings and Standard Room.The whole building is about 19.5 meters and the building area is about 4250m.The fire-protection rating is 2 degrees and seismic intensity is 6 degrees The stage of the structural design can be divided into three stages on the whole:(1)Structural scheme stage: According to the importance of the building, providing fortification against earthquakes in the earthquake intensity, the geologic prospect report of the project of the building site, classification and height and storey of the building of the building field are counted to confirm the structural form of architecture, what this project is adopted is frame structure;

(2)Calculate stage in structure: Including calculate of loading、internal force the component;

(3)Construction drawings design phase: According to described above result of calculation, come, confirm component assign with component mixing muscling and coming, confirming structural structure measuring of component according to the request of norm finally.Key Words:frame；structural design；internal force； lateral loads；reinforced concrete

2山東建筑大學土木工程學院畢業設計

前言

畢業設計是大學本科教育培養目標實現的重要階段，是畢業前的綜合學習階段,是深化、拓寬、綜合教和學的重要過程,是對大學期間所學專業知識的全面總結。通過畢業設計,可以將以前學過的知識重溫回顧,對疑難知識再學習,對提高個人的綜合知識結構有著重要的作用。通過畢業設計,使我們在資料查找、設計安排、分析計算、施工圖繪制、口頭表達等各個方面得到綜合訓練,具備從事相關工作的基本技術素質和技能。

目前，我國建筑中仍以鋼筋混凝土結構為主，鋼筋混凝土造價較低，材料來源豐富，且可以澆筑成各種復雜斷面形狀，節省鋼材，承載力也不低，經過合理設計可以獲得較好的抗震性能。今后幾十年，鋼筋混凝土結構仍將活躍在我國的建筑史上。框架結構體系的主要特點是平面布置比較靈活，能提供較大的室內空間，對于辦公樓是最常用的結構體系。

多層建筑結構的設計，除了要根據建筑高度、抗震設防等級等合理選擇結構材料、抗側力結構體系外，要特別重視建筑體形和結構總體布置。建筑體形是指建筑的平面和立面；結構總體布置指結構構件的平面布置和豎向布置。建筑體形和結構總體布置對結構的抗震性能有決定性的作用。

畢業設計的三個月里，在指導老師的幫助下，經過查閱資料、設計計算、論文撰寫以及圖紙繪制，加深了對規范等相關內容的理解，鞏固了專業知識，提高了綜合分析、解決問題的能力。并熟練掌握了天正AutoCAD和結構設計軟件PKPMCAD，基本上達到了畢業設計的目的與要求。

框架結構設計的計算工作量很大，在計算過程中以手算為主，后面采用建筑結構軟件PKPMCAD進行電算,并將電算結果與手算結果進行了誤差分析對比。由于自己水平有限，難免有不妥和疏忽之處，敬請各位老師批評指正。

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一.緒論

1工程概況

項目名稱：濟南解放路行政綜合樓

本工程建筑地點為濟南解放路，建筑面積在4250左右，建筑平面形狀采用U形，建筑層數為五層，采用鋼筋混凝土框架結構。采用獨立基礎，室內地坪為±0.000m，室外內高差0.60m。

本工程采用鋼筋混凝土框架結構體系

框架結構體系是由梁、柱構件通過節點連接構成，既承受豎向荷載，也承受水平荷載的結構體系。這種體系適用于多層建筑及高度不大的高層建筑。本建筑采用的是框架機構體系，框架結構的優點是建筑平面布置靈活，框架結構可通過合理的設計，使之具有良好的抗震性能；框架結構構件類型少，易于標準化、定型化；可以采用預制構件，也易于采用定型模板而做成現澆結構，本建筑采用的現澆結構。主要設計依據：

1、上級主管部門和市計委下達的批準文件。

2、建設單位向設計部門提供的設計委托書和設計要求。

3、勘察設計院提供的工程地質勘察資料。

4、主要設計規范：

（1）、GB50007—2002《建筑地基基礎設計規范》（2）、GB50009—2001《建筑結構荷載規范》（3）、GB50010—2002《混凝土結構設計規范》（4）、GB50011—2001《建筑抗震設計規范》

2設計資料

1.2.1 氣象資料

凍土深度50cm，基本風荷載W=0.45kN/ m2；基本雪荷載為0.3 kN/ m2。1.2.2 地質條件

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全新填土（第一層），粉質粘土，厚度0.8米。粉質粘土層（第二層），厚度2.5米。

含碎石粉質粘土（第三層），厚度5.0米左右。灰巖（第四層）

第一層人工填土,厚度0.8米,建議全部挖除。

采用天然地基是較為適宜的方案，建議以第四層粘土作為主體結構的地基持力層。

基礎開挖時，建議基坑開挖允許坡度值1：0.35。

可不考慮水質對基礎混凝土的侵蝕性。地下水位距地面最高4.2m,最低7.5m.1.2.3 地震設防烈度

6度，設計地震分組第二組，設計基本加速度值為0.05g。

3設計過程

遵循先建筑、后結構、再基礎的設計過程。建筑設計根據建筑用地條件和建筑使用功能、周邊城市環境特點，首先設計建筑平面，包括建筑平面選擇、平面柱網布置、空間網架設計、平面交通組織及平面功能設計；其次進行立面造型、剖面設計；最后設計樓梯、電梯間和基礎。

結構設計包括：確定結構體系與結構布置、空間網架選型、桿件規格材料確定、根據經驗對構件進行初估、確定計算單元和計算簡圖、荷載統計、內力計算與組合、構件與基礎設計。

4本章小結

本章主要論述了本次設計的工程概況、相關的設計資料、高層建筑的一些特點以及綜合本次設計所確定的結構體系類型，以及總的設計過程。

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二.結構設計

1工程概況

1.1工程地質條件：建筑場地類別為Ⅰ類

1.2樓面活荷載2.5 kN/ m2 ,屋面活荷載0.5kN/ m2(不上人屋面)

2主要建筑做法

2.1：屋面做法（自上而下）

SBS卷材防水層

40～120厚（3%找坡）膨脹珍珠巖保溫層 20mm水泥砂漿找平20mm石灰砂漿抹底

100mm鋼筋混凝土現澆板 6厚水泥砂漿石灰膏涂料 2.2：樓面

水磨石面層（0.65kN/m2）

20mm水泥砂漿找平（0.02kN/m3）20mm石灰砂漿抹底（17 kN/m3）鋼筋混凝土現澆板（25 kN/m3）6厚水泥砂漿石灰膏涂料 2.3廁所水房樓面做法 8厚地磚鋪面 涂膜防水層

20厚水泥砂漿結合層

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20厚聚合物水泥砂漿

80mm鋼筋混凝土現澆板

6厚水泥砂漿石灰膏涂料 2.4墻身做法

200厚加氣混凝土砌塊填充墻（用1:2.5水泥砂漿砌筑）

內墻粉刷為20mm混合砂漿；

外墻8mm厚水泥砂漿 10mm厚石膏砂漿；

8mm墻體面磚

3結構布置及結構計算簡圖

各層梁、柱的混凝土強度等級均為C35（fc=16.7Mpa，ft=1.57Mpa），板的混凝土強度等級為C30（fc=14.3Mpa，ft=1.43Mpa）

結構計算簡圖

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3.1梁截面初選

L邊跨：=6600/10=660mm，取h=700mm；取b=h/3~h/2=350mm；

10中間跨：取b×h=200×300； 3.2柱截面的初選

要同時滿足最小截面、側移限值和軸壓比等諸多因素。對于較低設防烈度地區的多層民用框架結構，一般通過軸壓比限值，進行截面估計。本例房屋<30m,有抗震規范可知，抗震等級為二級，按軸壓比為1.0進行截面估計。各重力荷載代表值取12KN/m2，由結構平面布置圖中柱負載面積為（3/2+6.6/2）×9=43.2㎡;邊柱負載面積為6.6/2×9=29.7㎡.豎向荷載產生的軸力估計值：

Nv=1.25ⅹ12ⅹ33.75ⅹ5=2531KN 水平荷載下軸力增大大系數按1.1估計，即

Ac>=N/(?Nⅹfc)=2531x1.1ⅹ103/（11.9ⅹ1.0）=212689.1mm邊柱截面為400ⅹ600=240000mm2

（3）結構計算見圖

各梁柱構件線剛度經計算后列于圖中：

其中再求梁截面慣性矩時考慮到現澆板的作用，邊框架

I=1.5 I0, 中框架

I=2.0 I0

(取I0為不考慮翼緣作用的梁截面慣性矩)C25混凝土彈性模量為E=2.8ⅹ104Mpa i梁1= 1EI1=1.5ⅹⅹ0.3ⅹ0.63xE=12.3X10?4E 12L16.611X0.3X0.63XE= 44.9x10?4E 122.4

i梁2=2X?19.29?10?4?2.8?104?103?5.401?104

i柱底=Ex11x0.4x0.63x?13.6x10?4E 125.3

i柱中=Exi頂柱11x0.4x0.63x?20x10?4E 123.611?Ex0.4x0.63x?18.5x10?4E 123.9

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結構計算簡圖單位(?10?4E)

4荷載計算

<1>恒荷載計算

（1）屋面做法（自上而下）

40厚水泥膨脹珍珠巖

12x0.04=0.48KN/m2

100厚憎水珍珠巖保溫

0.1x4=0.4KN/m2

30厚水泥砂漿

0.03x20=0.6KN/m2

3厚高聚物改瀝青四涂防水層 10x0.003=0.03KN/m2

20厚1：3水泥砂漿

0.02x20=0.4KN/m2

瀝青卷材0.050.4KN/m2

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膠粘

0.003KN/m2

頂棚

6厚水泥砂漿石灰膏砂

0.006x12=0.072KN/m2

2120厚鋼筋混凝土樓板

0.1?2?52K3.N0m /

總計：5.035KN/m2

（2）鋪地磚樓面（樓面）

現澆混凝土樓板120

0.12x25=3KN/m2

25厚干硬性水泥砂漿結合 0.025x20=0.5KN/m2

8—10厚鋪地磚

19.8x0.008=0.1584KN/m2

總(3)廁所水房樓面

60厚加氣混凝土層

7.5x0.06=0.45KN/m2

20厚聚合物水泥砂漿0.02x20=0.4KN/m2

25厚水泥砂漿結合層 0.025x20=0.5KN/m2

8厚地磚鋪面

19.8x0.008=0.1584KN/m2

120厚樓板3KN/m2 總計

4.5KN/m2（4）梁自重

bxh?300x600

梁自重：

25x0.3x(0.6?0.12)?3.6KN/m

抹灰層：

0.01x(0.6x0.12)x17x2?0.1632KN/m

總計：3.76KN/m b?h?300?500

梁自重：

25x0.3x(0.5?0.12)?2.85KN/m 抹灰層：

2x0.01x(0.5?0.12)x17?0.1292KN/m

計：3.208

KN/m2

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總計：3.0KN/m 頂棚

6厚水泥砂漿石灰膏砂

0.06x12=0.072KN/m 屋面

40厚水泥膨脹珍珠巖

12x0.04=0.48KN/m 100厚憎水珍珠巖保溫

0.1x4=0.4KN/m 30厚水泥砂漿

0.03x20=0.6KN/m 3厚高聚物改瀝青四涂防水層

0.003x10=0.03KN/m

20厚聚合物水泥砂漿

0.02x20=0.4KN/m

瀝青卷材0.5KN/m2

防水樓面

60厚加氣混凝土層

7.5x0.06=0.45KN/m2

20厚聚合物水泥砂漿 0.02x20=0.4KN/m2

25厚水泥砂漿結合層 0.025x20=0.5KN/m2

8厚地磚鋪面

19.8x0.008=0.1584KN/m2

普通樓面

25厚水泥砂漿結合層

0.025x20=0.5KN/m2

8厚地磚鋪面

19.8x0.008=0.1584KN/m2

辦公室均布活荷載

2.0KN/m2 閱覽室

2.0KN/m2 資料室

2.5KN/m2 廁所

2.0KN/m2 走廊、樓梯、門廳

2.5KN/m2

（5）柱自重

mmx600

bxh?400mm

自重力

25x0.4x0.6?6KN/m

抹灰層自重（10厚混合砂漿）0.01x[(0.4?0.6)]x17?0.34KN/m

總計：6.34KN/m

上部柱：6.34X3.6=22.82KN

山東建筑大學土木工程學院畢業設計

頂部柱：6.34x3.9=24.7KN

下部柱：6.34x5.4=34.2KN

（6）外縱墻自重

標準層

外縱墻：

0.9x0.2x11.8?2.124KN/m

鋁合金窗：

0.35x2.1?0.735KN/m

外墻面

20x0.007x(3.6-2.1)+12x0.012x(3.6-2.1)+19.8x0.01x(3.6-2.1)]

=0.21+0.26+0.297=0.732KN/m

內墻角[0.08x20+17x0.08+17x0.08]x(3.6-2.1)=0.6225KN/m

頂層：

1.2x0.2x11.8=2.83KN/m

鋁合金窗：

0.35x2.1=0.735KN/m

外墻面：

0.87KN/m

內墻面：

0.747KN/m

總計：

5.182KN/m

底層

2.6x0.2x11.8=6.136KN/m

鋁合金窗0.35x2.1=0.735KN/m

內外墻

0.875x2.6/1.5=1.5KN/m

總計

8.9KN/m

（7）內縱墻自重

標準層

3.6x0.2x11.8?8.5KN/m

內墻：.6x0.625/1.5x2=1.5KN/m

總計

10KN/m

<2>活荷載標準值計算

（1）屋面和樓面標準活荷載取值

不 上人屋面0.5KN/m2，樓面2KN/m2，走廊2.5KN/m2

（2）雪荷載

0.3KN/m2

屋面活荷載與雪荷載不同時考慮

<3>豎向荷載下框架受荷總圖

山東建筑大學土木工程學院畢業設計

板傳至梁上的三角形或梯形荷載等效為均布荷載，示意圖如上圖

(1)A-B軸

屋面傳荷

3.3573.3x2?5.035xxx2?14.8KN/m

恒載

5.035x(1-2?2??3)x26423.3x2?1.47KN/m

活載 0.5x(1-2?2??3)x

2樓面板傳荷

3.33.3x2?3.028xx2?9.42KN/m

恒載 3.028x(1?2?2??3)x22

活載

1.47KN/m

3.3x2?5.88KN/

活載

2x(1?2?2??3)x2CD與AB軸一樣

梁自重3.76KN/m

A-B軸屋面板—荷載=梁自重 + 板傳荷載

=3.76+14.8=18.56KN/m

樓板—恒載=9.42+3.76=13.18KN/m

活載=5.88KN/m CD與AB軸一樣

山東建筑大學土木工程學院畢業設計

（2）B—C軸均布荷載

屋面板傳荷

2.45xx2?7.55KN/m

恒載5.035x

282.45xx2?0.75KN/m

活載0.5x

28樓板傳荷

2.45xx2?4.81KN/m

恒載=3.208x

282.45xx2?3.75KN/m

活載=2.5x

梁自重

3.76KN/m B—C軸框架梁上均布荷載為

屋面板—恒載=梁傳荷載+板傳荷載=3.76+7.55=11.31KN/m

活荷載0.75KN/m

樓板—恒載=梁傳荷載+板傳荷載=4.81+3.76=8.75KN/m

活荷載

3.75KN/m(3)橫向梁自重

3.76KN/m 屋面板傳荷

2.45x?3.78KN/m

恒載5.035x

282.45x?0.37KN/m

活荷載 0.5x

28樓面傳荷

2.4

5恒載

3.208xx=2.4KN/m

282.45

活載

2xx=1.5KN/m

28AA1屋面邊梁

梁荷載+板傳荷載=3.76+3.78=7.54KN/m

F=22.62KN

活 ：F活=0.37x3=1.11KN/m AA1樓面梁

恒：梁+板傳荷載 =3.76+2.4=6.16KN/m

F=18.84KN

F活=1.5x3=4.5KN/m（5）BB1梁

882.恒載=[3.76+3.78+5.035x[1-2x()2?()3]x]x3=9.51KN/m

11112

山東建筑大學土木工程學院畢業設計

F=28.53KN

882.4

F活=[0.37+0.5x[1-2x()2?()3]x]x3=1.70KN

11112樓面梁

882.4

恒=[3.76+2.4+3.208x[1-2x()2?()3]x]x3=7.2KN/m

11112

F=21.6KN

882.4

F活=[1.5+2.5x[1-2x()2?()3]x]x3=7.4KN/m

11112（6）A軸柱縱向集中荷載的計算

頂層柱 女兒墻（墻高600mm，60mm混凝土壓頂）

(0.2x0.6x11.8+0.2x0.06x18)x3.3=5.39KN

恒載=女兒墻自重+梁自重+板傳荷載

=5.39+22.62=28.01KN

活載= 1.11

四層：恒載=墻自重+梁自重+板自重

=18.46+5.2x3=34.08KN

活載=4.5KN

標準層

恒載=墻自重+梁自重+板自重

=4.2x3+5.2x3=28.2KN

活載=4.5KN 基礎頂面

恒載=8.9x3+3.76x3=37.98(7)B軸柱縱向荷載為

頂層恒載=3.76x3+28.53=39.81KN

活載=1.7KN

10x3.9=6538KN

四層恒載=3.76x3+21.6+3x3.6

標準層恒載=3.73x3+10x3?21.6?62.88KN

10x5.3?21.6?65.7KN

基礎恒載=3.76+3.6

活載=7.4KN

山東建筑大學土木工程學院畢業設計

框架受荷總圖(恒載）

山東建筑大學土木工程學院畢業設計

框架受荷總圖(活載）

5風荷載的計算

<1> 作用于屋面梁和樓面梁節點處集中風荷載標準值

wk??z?s?(zh?ih)jB/ 2

式中基本風壓w0?0.45KN/m2

?s風荷載體形系數，根據建筑物體型查的?s =1.3

?z風壓高度變化系數，地面粗糙度為B類；

?z風震系數，由于高度大于30m，且高寬比大于1.5的房屋建筑

設計時用風陣系數加大風荷載，否則取1.01~本框架取1.0。

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hi上層柱高

hj下層柱高，對于頂層為女兒墻高度的2倍。

B為迎風面的寬度，7.5m 計算過程如下：

?z ?z ?s w0（KN/m2）hi hj Wk 1.239 1.0 1.3 0.45 15.6 1.152 1.0 1.3 0.45 12 1.056 1.0 1.3 0.45 8.4 1.0 1.0 1.3 0.45 5.3 1.0 1.0 1.3 0.45 <2>風荷載作用下位移驗算

(1)側移剛度D，橫向2~3層D值的驗算

?ib構件名稱

i?

??i?ci2?icA軸柱 12.3?12.32x20?0.615

0.235 B軸柱 44.9x2?12.3x22x20?2.86

0.588 C軸柱 2.86 0.588 D軸柱 0.615 0.127 ?D1?2x(9138.9?22866.7)?64011.2

橫向頂層D值的計算

構件名稱

b?ii??ii

?c?0.52?i c

3.9 1.2 13.86 3.6 3.6 18.2 3.6 3.6 16.68 3.6 3.6 15.16 5.3

3.6 18.43

D??ci12ch2(KN/m)0.235x42000x123.62?9138

0.588x42000x123.62

?22866.722866.7

9138.9

D??ci12ch2(KN/m)

.9

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A軸柱 12.3?12.318.5x2?0.666

0.25 44.9x2?12.3x2B軸柱 2x18.5?1.880.485

C軸柱 1.88 0.485 D軸柱 0.666 0.25 ?D2?6011.9?(8283.9?16071)x2?112722

橫向底層D值的計算

構件名稱

ibi???0.5?ii

?c2?icA軸柱 12.313.6?0.903 0.488 B軸柱 12.3?44.913.6?4.25

0.76 C軸柱 4.25 0.76 D軸柱 0.93 0.488 ?D3?(7505?11688)?38386KN/m

1）風荷載作用下框架側移計算

?uvjj?

?Dij

0.25x42000x123.92 ?8283.90.2485x42000x123.92

?1607116071

8283.9

D??12cich2(KN/m)0.488x36000x125.32

?75050.80x36000x125.32

?1230312303

7689

（山東建筑大學土木工程學院畢業設計

式中?uj第j層的層間位移

vj第j層的總剪力

?Dij第j層的所有柱的抗側剛度之和；

第一層的層間位移求出以后，就可以計算各樓板標高處的側移值的頂

點側移值，各層樓板標高處的側移值是該層以下各層層間側移值之和。

頂點位移是所有各層層間側移之和。

J層側移uj???uj

j?1nj

頂點側移u???uj

j?1框架結構在風荷載作用下側移的計算表如下

層次 wj

vj

?D

9.028?104 9.028?104 9.028?104 9.028?104 5.338?104

?uj（m）4 3 2 1 u 13.86 18.20 16.68 15.16 18.43

13.86 32.06 48.74 63.09 82.33

0.000105 0.000244 0.000371 0.000486 0.000626

0.002140（m）

側移驗算：層間側移最大值0.001512<

3.6?0.0065（滿足）5506內力計算

為簡化計算，考慮如下幾種情況單獨受荷計算：

恒載作用；

活荷載作用于A~B軸跨間；

活荷載作用于B~C軸跨間；

活荷載作用于C~D軸跨間；

風荷載的作用（從左向右，從右向左）；

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在內力分析前，還應計算各桿的彎矩分配系數以及在豎向荷載下各桿的固

端彎矩。

<1>恒載標準值作用下內力的計算；

恒荷載作用下框架內力分析

梁端、柱端彎矩采用分層法計算 分層法的計算要點：

①作用在某一層的框架梁上的豎向荷載只對本樓層的梁和與本層梁相連的框架柱產生彎矩和剪力，而對其他層框架和隔層的框架柱都不產生彎矩和剪力。

②除底層以外的其它各層柱的線剛度均乘折減系數0.9。③除底層以外的其它各層柱的彎矩傳遞系數取1/3。

由于結構和荷載均對稱，故計算時可用半框架。計算線剛度 邊框I=1.5I0 中框I=2.0I0

C25的混凝土彈性模量E=2.8x104MPa i梁1?EI11?x0.3x(0.6)3xx2E?16.36x10?4EKN/m L1126.611x0.3x(0.6)3xE?90x10?4EKN/m 121.211?1.36x10?3EKN/m i柱底?Exx0.4x(0.6)3x125.311x0.9?1.8x10?3EKN/m i柱中?Exx0.4x(0.6)3x123.6i梁2?2xi柱頂?1.66x10?3EKN/m

梁固端彎矩

頂層：AB跨 q=18.56 kN/m 左：-ql2 /12=-18.56?6.62/12=-63.37kN.m 右：+ql2 /12=18.56?6.62/12=67.37kN.m

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M??137.08?2.7?5.421左8.12??164.5KN?mM137.08?2.72?5.41右?8.12?82.25KN?mM137.08?5.4?2.72 2左??8.12??82.25KN?m137.08?5.42M?2.72右?8.12?164.5KN?mBC跨 q=11.3kN/m ql2 /3=-4.11KN.m 頂層彎矩分配系數

四層彎矩分配系數

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2-3層彎矩分配系數

底層彎矩分配系數

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頂層彎矩分配

四層彎矩分配

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2-3層彎矩分配

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底層彎矩分配

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節點彎矩的二次調

在用分層法計算豎向荷載作用下內力

頂層框架由傳來彎矩是5.77KN.m M=5.77x0.504=2.9KN.m M=5.77x(-0.496)=-2.78KN.m 頂層框架柱節點下層傳來的彎矩是-3.9KN.m M=0.29X3.9=0.84KN.m M=0.3X3.9=1.17KN.m M=0.41X3.9=1.6KN.m 將分配的不平衡彎矩和節點彎矩相加得到平衡的彎矩

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底層框架邊柱節點，上層傳來的彎矩是6.12KN.m M下=0.284X6.12=1.74KN.m M上=0.375X6.12=2.3KN.m MAB=0.34X6.12=2.08KN.m 中柱為-4.19KN.m MBA=0.235X4.19=0.98KN.m M上=0.255X6.19=1.07KN.m M下=0.193X4.19=0.81KN.m

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MBC=0.32X4.19=1.34KN.m

彎矩圖

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單位（KN?m）

跨中彎矩計算

142.62?64.11?101-53.?447.6k?Nm

M5AB??18.56?6.62?821183.02?38.8?1?11.80k?mN

M5BC??3.76?3.02??14.?812136.4?446.726.6??71.7-741.5?730.2k?Nm

M4AB??13.1?88211m

M4BC??3.76?3.02??9.42?3.02?20??8.71k?N81236.8?344.77?-31k?Nm

M3AB?71.7?2

M3BC?11.2?919.7?4?8.45k?mN

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M2AB?71.7?36.8?344.7?-31k?Nm

M2BC?11.2 ?919.7?4-8.45?kmN35.4?545.657?-31.22?kmN

M1AB?71.7?2

M1BC?11.2?921.0?3?9.74k?mN 剪力計算

V5AB?42.61?64.113.311?[3.76?6.6?5.035x3.3?(6.6?)]???3.2?6?107?50.3kN6.6222

V5BA?107-50.? N356.7k163.0?5.03?51.5)?9.4kN

V5BC??(3.7?

36.44?46.73.311V4AB??[8.88?6.6?6.93?(6.6?)]???1.56??89.6?44.86.6222

V4BA?89.? N644.?844.8k

V4BC?V4BC?V3BC?V2BC?V1BC?

V3AB?43.6k N

V3BA?89.?643.?656k N

V2AB?36.3-844.71??89.?643.6k N6.621?(3.7?63.0?9.6?31.5)?12.9k N2N

V2BA?56k

V1AB?35.4-546.651??89.?643.1k N6.62

V1BA?89.? N643.?146.5k

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有以上求的數據經計算求的軸力，圖如下

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<2>活荷載作用于A~B軸跨間

由于A軸與B軸共有的集中活荷載，對于布置單跨荷載： 頂層：AB =1.47KN/ BC=0.75KN/m

CB=0.75KN/m ql2ql2???14.4KN.m

??0.56KN.m 123ql2??0.28KN.m 6ql2?21.3KN.m 其余層：

AB

q=5.88KN.m ?12ql2?3.375KN.m

BC

q=4.5KN.m

?3ql2??1.69KN/m

CB

q=4.5KN/m

?6

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（3）活載作用A—B軸跨間

由于A B 共有集中活荷載，對于布置單跨荷載，考慮不利影響，將跨中乘以1.2倍放大系數

頂層彎矩分配

四層彎矩分配

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2-3層彎矩分配

底層彎矩分配

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活荷載作用于A~B軸跨間彎矩圖

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活荷載作用于A~B軸跨間剪力圖

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活荷載作用于A~B軸跨間軸力圖

<3>活荷載作用于B~C軸跨間

頂層：1.7X=0.85KN

22.4

一般層：7.44x=1.98KN

2.4?6.6

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活荷載作用于B~C軸跨間彎矩圖

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活荷載作用于B~C軸跨間剪力圖

山東建筑大學土木工程學院畢業設計

活荷載作用于B~C軸跨間軸力圖

<4>活荷載作用于C~D軸跨間；（借助結構力學求解器）

由于BC跨與CD軸共有的集中活荷載，對于布置單跨荷載：

頂層：1.7X=0.85KN 26.6一般層：7.44x=5.46KN

2.4?6.6

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活荷載作用于C~D軸跨間彎矩圖

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活荷載作用于C—D跨剪力圖

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活

活荷載作用于C~D軸跨間軸力圖

<5>風荷載的作用（從左向右，從右向左）；

框架在風荷載的（從左向右）內力用D值法（該進的反彎點法）進行計算

其步驟為：

求各柱反彎點處的剪力值；

求各柱反彎點高度；

求各柱的桿端彎矩及梁端彎矩；

求各柱的軸力和梁剪力。

第i層第m柱所分配的剪力為：vim?Dim?Dv，vi??wi

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框架柱反彎點位置y?y0?y1?y2?y3，計算結果如下： A軸框架柱反彎點的位置（同D軸框架柱）

層號 i h

yy 0 y1 y2 y3 yh 0.666 3.9

0.3 0 0 0 0.3 1.17 4 0.615 3.6 0.36 0 0 0 0.36 1.3 3 0.615 3.6 0.45 0 0 0 0.45 1.62 2 0.615 3.6 0.5 0 0 0 0.5 1.8 1 0.903 5.3

0.65

0

0

0

0.65

3.4 B軸框架柱反彎點的位置（同C軸框架柱）

層號 i h

y0 y1 y2 yy

yh 1.88 3.9 0.394 0 0 0 0.394 1.54 4 2.86 3.6 0.45 0 0 0 0.45 1.62 3 2.86 3.6 0.5 0 0 0 0.5 1.8 2 2.86 3.6 0.5 0 0 0 0.5 1.8 1 4.25 5.3 0.55 0 0 0 0.55 2.93

框架各柱的桿端彎矩，梁端彎矩按下式計算，計算過程如下：

Mc上?vim（1-y）h

Mc下?vimyh

中柱處梁Mi左bb左j?i左i右（Mc下（j+1）?Mc上j)

b?b

Mi右bb右j?i左i右（Mc下（j+1）?Mc上j)

b?b

Mb總j=Mc下（j+1）?Mc上j

風荷載作用下A軸柱剪力和梁柱彎矩的計算如下（同D軸框架柱）

層 vi(KN)?DDMc上（KN.m）(KN/m)Dim

imMc下（KN.m）D vim

yh 13.86 1127282832.9 0.073 1.01 1.54 2.38 1.56 4 32.06 112722 9138

0.155

4.97

1.62

9.84

8.05

MA總2.38 11.4

山東建筑大學土木工程學院畢業設計 48.74 112722 9138 0.155 7.55 1.8 13.59 13.59 2 63.9 112722 9138 0.155

9.9

1.8

17.82

17.82 1 82.33 38382 7505

0.20 16.5 2.93 39 48.35

風荷載作用下B軸柱剪力和梁柱彎矩的計算如下（同C軸框架柱）

v?DMc上Mc下層 i(KN)im(KN/m)Dim

Db左

D vim

yh（KN.m）（KN.m）M 13.86 1127 22 16071 0.143 1.98 1.54 4.67 3.05 3.76 4 32.06 112722866.22 7 0.203 6.508 1.62 20.03 10.5 12.5 3 48.74 112722866.22 7 0.203 9.89 1.8 27.13 17.8 22.22 2 63.9 112622866.22 7 0.203 129.7 1.8 35.64 23.22 32.3 1 82.33 38382 12303

0.32

26.3

2.93

49.88

61.2 框架柱的軸力與梁端剪力的計算結果見下表 層數 梁端剪力KN

柱軸力

AB跨 BC跨 CD跨

A軸 B軸

vAB

vBC

vCD

vbAB?vbBC NcB 0.93 0.86 0.93-0.93 0.07 0.07 4 3.62 2.86 3.62-4.55 0.76 0.83 3 6.64 5.07 6.64-11.2 1.57 2.4 2 9.95 7.38 9.65-20.85 2.27 4.67 1 17.9 15.3 17.9

-38.75

2.6

8.27 ——（拉力為負，壓力為正）

7內力組合

各種荷載情況下的框架內力求得以后，根據最不利又是可能的原則進行內力組合。當考慮結構塑性內力重分布的有利影響時，應該對豎向荷載作用下的內力進行調幅。分別考慮恒荷載與活荷載有可變荷載控制的組合以及有永久荷載控制的組合，并比較兩種組合的內力，取最不利值。由于構件的內力值應取自支座邊緣處，為此進行組合前，應控制截面處內力值。

21.64 31.41 56.82

Mb右

1.03 3.43 6.08 8.86 18.4

山東建筑大學土木工程學院畢業設計

梁支座邊緣內力值：

M邊?M?Vb/2V邊?V?qb/2

M邊-----支座邊緣截面的彎矩標準值；

V邊-----支座邊緣截面的剪力標準值；

M------梁柱中線交點處彎矩標準值；

V-------與M對應的梁柱中線交點處剪力標準值；

q---------梁單位長度的均布荷載標準值；

b---------梁端支座寬度。

柱上端控制界面在上層的梁底，柱下端控制界面在下層 各內力組合表

山東建筑大學土木工程學院畢業設計

8截面設計與配筋計算

混凝土強度C25

fc?11.9N/mm2,ft?1.27,Ec?2.8x104N/mm2,fck?16.7,ftk?1.78KN/mm2

鋼筋強度：HPB235

fy?210N/mm2,fyk?235N/mm2

HRB335

fy?300N/mm2,fyk?335N/mm2

?b?0.5 5（1）框架截面設計

① 軸壓比驗算

A軸： 底層柱NmaxA=519KN，軸壓比：

uNBN519x103???0.182?1.05fcAc11.9x400x600滿足要求

B軸：底層柱NmaxB=881KN

軸壓比：

uNBN881x103???0.31?1.05滿足要求 fcAc11.9x400x600 故A軸與B軸柱軸壓比均滿足要求

② 截面尺寸復核 取ho=600-35=565mm； 因為hw565??1.425?4 b400所以0.25?cfcbh0?0.25?1.0?11.9?565?400=672.35KN>Vmax 滿足要求

③ 正截面受彎承載力計算

柱統一截面分別承受正反向彎矩，故采用對稱配筋。對A軸柱進行計算：

NbA??cfcbh0?b?11.9x565x400x0.55=1479.2 A軸底層：

第一組：M=84KN?m

N=522KN

第三篇：圓管涵結構計算書

圓管涵結構計算書

項目名稱_____________日

期_____________ 設 計 者_____________校 對 者_____________

一、基本設計資料

1．依據規范及參考書目：

《公路橋涵設計通用規范》（JTG D60-2004），簡稱《橋規》

《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》（JTG D62-2004）

《公路橋涵地基與基礎設計規范》（JTG D63-2007）

《公路磚石及混凝土橋涵設計規范》（JTJ 022-85）

《公路小橋涵設計示例》（劉培文、周衛編著）2．計算參數：

圓管涵內徑D = 1000 mm 圓管涵壁厚t = 100 mm 填土深度H = 1200 mm 填土容重γ1 = 18.00 kN/m

3混凝土強度級別：C15 汽車荷載等級：公路-Ⅱ級

修正后地基土容許承載力[fa] = 150.0 kPa 管節長度L = 1000 mm 填土內摩擦角φ = 35.0 度

鋼筋強度等級：R235 鋼筋保護層厚度as = 25 mm 受力鋼筋布置方案：φ10@100 mm

二、荷載計算

1．恒載計算

填土垂直壓力：

q土 = γ1×H = 18.0×1200/1000 = 21.60 kN/m管節垂直壓力：

q自 = 24×t = 24×1200/1000 = 2.50 kN/m2

故：

q恒 = q土 + q自 = 21.60 + 2.50 = 24.10 kN/m2

2．活載計算

按《公路橋涵設計通用規范》第4.3.1條和第4.3.2條規定，計算采用車輛荷載；

當填土厚度大于或等于0.5m時，涵洞不考慮沖擊力。

按《公路橋涵設計通用規范》第4.3.5條規定計算荷載分布寬度。

一個后輪單邊荷載的橫向分布寬度=0.6/2+1200/1000×tan30°=0.99 m

由于一個后輪單邊荷載的橫向分布寬度=0.99 m > 1.8/2 m

故各輪垂直荷載分布寬度互相重疊，荷載橫向分布寬度a應按兩輛車后輪外邊至外邊計算：

a=（0.6/2+1200/1000×tan30°）×2+1.3+1.8×2=6.89 m

一個車輪的縱向分布寬度=0.2/2+1200/1000×tan30°=0.79 m

由于一個車輪單邊的縱向分布寬度=0.79 m > 1.4/2 m

故縱向后輪垂直荷載分布長度互相重疊，荷載縱向分布寬度b應按二輪外邊至外邊計算：

b=（0.2/2+1200/1000×tan30°）×2+1.4=2.99 m

q汽 = 2×（2×140）/（a×b）

= 560/（6.89×2.99）= 27.24 kN/m2 3．管壁彎矩計算

忽略管壁環向壓力及徑向剪力，僅考慮管壁上的彎矩。

管壁中線半徑R =（D/2 + t/2）=（1000/2 + 100/2）/1000 = 0.55 m 土的側壓系數λ = tan2（45°-φ/2 = 0.271 填土重產生的彎矩

M1 = 0.137×q土×R2×（1-λ）= 0.137×21.60×0.552×（1-0.271）= 0.65 kN·m 管壁自重產生的彎矩

M2 = 0.369×q自×R2 = 0.369×2.50×0.552 = 0.28 kN·m 恒載產生的最大彎矩

M恒 = M1 + M2 = 0.65 + 0.28 = 0.93 kN·m 車輛荷載產生的彎矩

M汽 = 0.137×q汽×R2×（1-λ）= 0.137×27.24×0.552×（1-0.271）= 0.82 kN·m 4．荷載組合按《公路橋涵設計通用規范》第4.1.6條進行作用效應組合承載能力極限狀態組合：

Mud = 1.2×M恒 + 1.2×M汽 = 1.2×0.93 + 1.2×0.82 = 2.27 kN·m 正常使用極限狀態組合：

短期組合Msd = M恒 + 0.7M汽 = 0.93 + 0.7×0.82 = 1.51 kN·m

長期組合Mld = M恒 + 0.4M汽 = 0.93 + 0.4×0.82 = 1.26 kN·m

三、強度驗算

1．材料參數

從《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》中表3.1.4查得：

C15混凝土的軸心抗壓強度設計值fcd = 6.9 MPa 從《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》中表3.2.3-1查得：

R235鋼筋的抗拉強度設計值fsd = 195 MPa 從《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》中表3.2.4查得：

R235鋼筋的彈性模量Es = 210000.0×105 MPa 從《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》中表5.2.1查得：

構件的正截面相對界限受壓區高度ξb = 0.62 2．驗算結果

管節處預留10mm接縫寬度，故實際管節長為1000-10 = 990 mm 考慮任意位置都可能承受正、負彎矩，故管涵內、外側都應布置鋼筋。

ho = 100-25 = 75 mm x = fsdAs/（fcdb）

= 195×11×78.5/（6.9×990）= 24.7 mm ho×ξb = 75×0.62 = 46.5 mm < x = 24.7 mm，滿足要求

fcd×b×x×（ho-x/2）×10-6 = 6.90×990×24.7×（75-24.7/2）×10-6

= 10.56 kN·m > γo×Mud = 0.9×2.27 = 2.04 kN·m

故截面強度驗算滿足要求！

四、裂縫寬度驗算

由《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》中第6.4.3條和第6.4.4條規定：

σss = Ms×106/（0.87×As×ho）

= 1.51×106/（0.87×11×78.5×75）= 26.75 N/mm

2ρ = As/（b×ho）= 11×78.5/（990×75）= 0.01164 ρ > 0.002時，取ρ = 0.002 對于光面鋼筋，取C1 = 1.4 C2 = 1+0.5×Mld/Msd = 1+0.5×1.26/1.51 = 1.42 當為混凝土板式受彎構件時，C3取1.15 Wtk = C1×C2×C3×σss/Es×（30+d）/（0.28+ρ）

= 1.40×1.42×1.15×26.75/210000×（30+10）/（0.28+0.00200）= 0.04 mm

Wtk = 0.039 mm ≤ 0.2 mm 故裂縫寬度驗算滿足要求！

五、地基應力驗算

當基底只承受軸心荷載時，按《公路橋涵地基與基礎設計規范》式4.2.2-1，基底巖土承載力應滿足：p = N/A ≤ [fa]

q恒' =（1200+1000+100×2）/1000×18.0+24×100/1000×π = 51.05 kN/m2

N =（q恒' + q汽）×A =（51.05 + 27.24）×1 = 78.29 kN/m2

σmax = N/A = 78.29kPa ≤ [fa]=150.00kPa 故地基應力驗算滿足要求！

第四篇：本科畢業設計-高層建筑結構設計計算書

多層教學樓設計

本科畢業論文（設計）

題

目 多層教學樓

學生姓名

馬樂 專業名稱

土木工程

指導教師

郭波

2006年05月20日

多層教學樓設計

目 錄

第一部分：設計總說明 摘要

1、建筑設計………………………………………………………6 1.1 建筑說明 1.2 方案設計 1.3建筑材料及做法

2、結構設計………………………………………………………7 2.1 結構說明 2.2 結構計算

2.2.1風荷載作用

2.2.2豎向荷載作用（恒載及活載）2.2.3 內力組合 2.2.4 配筋計算 2.3現澆板式樓梯設計 2.4 現澆廁所樓面板設計 2.5 基礎設計

3、設計總結?????????????????????????? 13

多層教學樓設計

多層教學樓設計

[ 馬樂 土木建筑工程系 湖北省孝感學院 432100 ] [摘要]：本設計為某多層教學樓工程設計的整體過程。按照設計任務書依據現行《建筑設計規范》和《結構設計規范》，完成本設計。設計分為建筑設計和結構設計兩大部分。建筑部分包括建筑設計要點、建筑平面設計、立面設計和剖面設計等。結構設計選擇鋼筋混凝土框架結構中的一榀框架進行設計計算，主要包括結構選型（包括樓板、屋面板、樓梯等）；結構布置方案；選用有代表性的單元確定計算簡圖、導算荷載、進行內力分析和內力組合，對構件進行截面配筋設計；根據工程地質資料，對基礎進行設計；用結構分析軟件（PKPM）進行驗算，并對手算和電算結果進行比較分析。最后完成了建筑平面圖、結構布置圖、梁柱配筋圖、基礎計算等。

[關鍵詞]：建筑設計

結構設計

框架結構

[Abstract]：This design is for the whole of engineering design of teaching building.According to design specifications, according to the current《design specification of the building》and 《design specification of the structure》,I finish the designing.Design include two major parts of architectural design and structural design, The part of building including architectural design main point, planar design of the building, elevation is designed and designed etc.I choose one of reinforced concrete frame structure to design, it mainly includes the selection of structure(includes floor, roof board, stair, etc.);Layout of structure;I select the representative unit to confirm sketch of calculating, Compute its load and carry on internal force analysis and cabinet;According to the geological materials of the project, I design the foundation;go on checking with structure software(PKPM), and carry on checking by comparing manpower calculating and computer calculating.Finally, I finished structural plans, a table of beams and columns ,a footing plan and pile foundation drawing.[Key words]：Building construction design

Structure design

Frame structure

多層教學樓設計

1、建筑設計

1.1 建筑說明

本工程為擬建某多層教學樓，該工程最高處為五層，普通教室，辦公室，會議室層高均為3.6m，并帶有階梯教室（兩層），層高4.8m。總建筑面積約為4921m2按任務書要求通過查找資料，基本風壓為0.35KN/m2,基本雪壓為0.50 KN/m2,該教學樓位于抗震設防烈度為6度的區域，設計基本地震加速度為0.10g，由于為六度設防烈度，無須進行計算，由規范要求進行構造抗震設計即可．

1.2 方案設計

1.2.1根據地形地貌，設施布置，建筑物在基地上的位置、標高、道路綠化及其他說明，去考慮方案設計。從而很好的把握方案的經濟性、合理性。

方案比較

方案一：建筑平面為U型。U形建筑具有造型簡單、美觀、采光通風較好，有利于教室平面靈活布置等優點。由于其轉折處可以靈活設置，可以避開設置伸縮縫的限制，另外可以根據大小教室對建筑面積的不同要求，各段采用不同的平面布置，有利于柱網的布置。

方案二：建筑平面為矩形。滿足平面力求簡單，規則，本方案既可避免設縫。但由于其采用內廊式，走廊的采光不容易滿足，在大小教室的平面布置上不夠靈活，對結構簡單要求較高。

綜上所述，方案一的平面布局較為合理，結構設計簡單，傳力明確，施工方便，較方案二要合理。因此，選擇方案一為本次設計方案。

根據設計任務書所給資料，結構型式選用框架結構。本多層框架結構教學樓采用外廊懸挑式柱網布置，考慮到走廊長度大于40m，兩面布置房間時，走廊最小凈寬度為1.8m，所以走廊的跨度取為2.1m，房間的開間和進深采用3.6m，7.2m；3m,10.2m和4.2m，7.8m。采用三部樓梯，樓梯開間均為4.2m，考慮到階梯教室與普通教室的標高不同，在走廊連接處設輕質踏步，以實現兩者之間的交通聯系。根據武漢地區的氣候條件，內外墻均采用240厚。

該教學樓為滿足不同的教學要求，設置了大小教室以及階梯教室。根據其他

多層教學樓設計

使用功能的要求，首層設有門廳、門衛室，各層還設有休息室、辦公室、男女衛生間等。

1.2.2 該教學樓在建筑立面上采用較大而明亮的玻璃窗，走廊兩側均設置窗戶，有效的滿足了采光的要求，同時又表現出簡潔現代感，還增加了立面的美觀效果。建筑立面和豎向剖面上力求規則，避免立面凹進或突出，使結構的側向剛度變化均勻。為了豐富立面，外墻層高處設裝飾線，底層從-0.450標高往上至0標高做天然石材飾面。室外臺階采用花崗巖貼面。在排水方面由于屋面寬度不大，采用單面有組織排水，落水管采用直徑為100PVC落水管。在剖面上，主要反映建筑物在垂直方向上各部分的組合關系。考慮室內外采光通風，窗臺取900mm高。

1.3建筑材料及做法

1.3.1墻體：內外墻均采用240厚砌體，防潮層設在相對標高-0.050m處，做法是1：2水泥砂漿摻2％防水劑20厚。

1.3.2 門窗：底層外門均采用鋁合金門，建筑內部門采用木門，所有窗戶均采用鋁合金推拉窗，凡木料與砌體結構接觸部位均應涂滿防腐水柏油二度。

1.3.3樓地面做法：見中南地區建筑圖集。1.3.4 散水做法：水泥砂漿散水寬600mm。

1.3.5 落水管及雨水口：屋面雨水口做法見中南地區建筑圖集；落水管材料采用直徑為100PVC落水管。

1.3.6 挑出墻面的雨篷等構件：凡未特別注明者，其上部粉1：2水泥砂漿，并找1％挑水坡，其下部粉1：2水泥砂漿15厚刷白色106涂料，并做滴水線30寬。

2、結構設計

2.1 結構說明

本設計為五層框架結構（階梯教室部分為兩層，層高4.8米），建筑物總高度為18.45m，抗震設防烈度為6度，設計基本地震加速度為0.10g，結構安全等級為二級，結構正常使用年限為50年。室內設計標高為±0.000，相對于絕對標高0.450m，室內外高差450mm。建筑物的耐火等級為二級。圖紙中標高以米，尺寸以毫米計。由于建筑物總長度為47.4m，滿足《混凝土規范》GB50010-2002

多層教學樓設計

第9.1.1條伸縮縫最大間距55m要求。在結構設計計算中，首先進行結構選型和結構布置，確定承重體系。在計算荷載之前，根據設計經驗初了估梁、柱截面尺寸，并進行了驗算。

2.2 結構計算

在結構設計計算中，首先進行結構選型〔采用橫向承重體系，以增大結構的橫向剛度〕和結構布置，確定承重體系。在計算荷載之前，根據設計經驗初估梁、柱截面尺寸，并進行驗算。

2.2.1地震作用

因該地區地震6度設防，所以地震作用影響很小，采用一般結構上設防即可。2.2.2 風荷載作用

根據負荷面積寬度，將風荷載換算成作用于框架每層節點上的集中荷載，運用D值法，求出柱上下端彎矩，通過節點平衡得出梁端彎矩，由此得到水平風載作用下梁柱彎矩和梁端剪力和柱軸力。

2.2.3 豎向荷載作用（恒載及活載）

在計算單元范圍內的縱向框架梁的自重、縱向墻體的自重以集中力的形式作用在各節點上。豎向荷載作用下框架的內力采用彎矩二次分配法計算。梁端和柱端彎矩計算之后，梁端剪力可根據梁上豎向荷載引起的剪力和梁端彎矩引起的剪力相疊加而得到；柱軸力可由梁端剪力和節點集中荷載疊加得到。

2.2.4 內力組合

根據結構類型、地震設防烈度、房屋高度等因素，由《抗震規范》確定該框架結構抗震等級為三級。梁的內力組合：根據《結構規范》和《抗震規范》考慮三種內力組合形式：

（1）1.2SGk＋1.4SQk(2)1.2SGk+0.9×1.4×(SQk+SFk)(3)1.35SGk+0.7×1.4(SQk+SFk)在進行柱的內力組合時，須根據柱可能出現的最不利荷載分別進行組合、配筋。這三種組合形式為： ① ︱M︱max及相應的N、V； ② Nmax及相應的M、V；

多層教學樓設計

③ Nmin及相應的M、V。2.2.5 配筋計算

由于本工程按6度設防區設計，因此進行了抗震設計，形成延性框架結構。其設計原則是：“強柱弱梁、強剪弱彎、強節點弱構件”。

梁、柱配筋計算

框架梁按彈性理論設計，以求得的最不利內力值為控制值。對框架梁進行正截面受彎承載力計算時，跨內按T形截面計算，應滿足受彎構件最小配筋率的要求。斜截面受剪承載力計算包括：截面尺寸的復核、腹筋計算和最小配箍率驗算。按照框架結構的合理破壞形式，在梁端出現塑性是允許的，為了便于澆搗混凝土，也往往希望節點處負鋼筋放得少些。因此，對于現澆框架，可取彎矩調幅系數為0.8-0.9。必須指出，我國有關規范規定，彎矩調幅只對豎向荷載作用下的內力進行，即水平荷載作用下產生的彎矩不參加調幅，因此，彎矩調幅應在內力組合之前進行。根據縱向構造鋼筋〔腰筋〕的有關規定：當梁的腹板高度大于450mm，在梁的兩側面應沿高度配置縱向構造鋼筋，其間距不宜大于200mm。對于懸臂梁中，有不少于兩根上部鋼筋伸至懸臂梁外端，并向下彎折不小于12d；其余鋼筋不應在梁的上部截斷，而應按規定的彎起點位置向下彎折，并在梁的下邊錨固，彎終點外的錨固長度在受壓區不應小于10d，在受拉區不應小于且不小于20d〔d為受拉鋼筋直徑〕。

框架柱的內力控制值取值，應預先判斷大小偏心。試驗表明，小偏心受壓情況下，隨著軸向壓力的增加，正截面受彎承載力隨之減小，但在大偏心受壓情況下，軸向壓力的存在反而使構件正截面的受彎承載力提高。在界限破壞時，正截面受彎承載力達到最大值。因此，當為大偏心時，應取彎矩較大，軸力較小；當為小偏心時，應取彎矩較大，軸力較大。根據此原則，可確定出所需最大鋼筋面積。除此之外，框架柱全部縱筋的配筋率不應小于0.6%；同時，一側鋼筋的配筋率不應小于0.2%。軸心受壓構件的縱向受力鋼筋應沿截面的四周均勻放置，鋼筋根數不得少于4根，鋼筋直徑不宜小于12mm，通常在16至32mm 范圍內選用。為了減少鋼筋在施工時可能產生的縱向彎曲，宜采用較粗的鋼筋。從經濟、施工以及受力性能等方面來考慮，全部縱筋配筋率不宜超過5%。平面框架柱的平面外穩定按軸心受壓構件驗算。梁與柱為剛接的鋼筋混凝土框架柱，其計算長

多層教學樓設計

度應根據框架不同的側向約束條件及荷載情況確定。對于有側移的全現澆框架結構，柱的計算長度可取底層柱為1.0H，其他層柱取1.25H〔H為柱所在層的框架結構層高〕。

2.3 基礎設計

根據地質報告，本工程所在地地質情況良好，第二層作為持力層，其地基承載力達到200Kpa，因此在框架部分選用柱下獨立基礎。基礎埋置深度的大小，對于建筑物的安全和正常使用、基礎施工技術措施、施工工期和工程造價等影響很大，因此，確定基礎埋置深度是基礎設計工作中的重要環節。本工程在設計時綜合考慮建筑物自身條件以及所處的環境〔例如，應注意地下水的埋藏條件和動態〕。從實際出發，在滿足地基穩定和變形要求的前提下，以基礎宜淺埋的原則，合理選擇基礎埋置深度〔除巖石地基外，基礎埋深不宜小于0.5m〕。根據第一層為素填土，土質松軟，結構不均，厚0.4-1.0m；第二層為粘土，屬中偏高強度中偏低壓縮性土層，可作天然地基，厚2.5-3.5m，本工程的基礎埋深設為1.5m。選擇基礎材料，根據計算確定基礎高度為1.0m，從下至上分兩層，每階高度為350mm，250mm。基礎埋深１.５m，高度0.6m，根據上部結構傳來的內力值，初估基底面積，然后進行沖切驗算和底板配筋。

2.4 現澆廁所樓面板、上人孔處屋面板設計

根據所設計房間區格的長邊與短邊之比，確定是單向板還是雙向析（長邊與短邊之比大于2，屬于單向板；長邊與短邊之比小于2，屬于雙向板。）按照不同的計算理論和方法，分別進行控制截面配筋計算。

2.5 現澆板式樓梯設計

根據建筑要求和施工條件，本工程中采用現澆板式樓梯，并根據建筑類別確定樓梯的活荷載標準值后，分別對樓梯梯段板、平臺板、平臺梁進行控制截面的配筋計算。

采用板式樓梯，具有下表面平整，施工支模較為方便，外觀比較輕巧等優點。梯段板、平臺和平臺梁組成，對于梯段板和平臺板〔設計成單向板〕都取1m 的單元進行計算，對于平臺梁的設計與一般梁設計相似。斜板厚約為梯段板水平長度的1/25至1/30，本設計采用約為1/30的梯段板水平長度。

考慮到樓梯與平臺梁整澆，平臺對斜板的轉動變形有一定的約束作用，故計

多層教學樓設計

算板的跨中正彎矩時，近似取Mmax=PLn 2/10。為避免斜板在支座處產生過大的裂縫，應在板面配置一定數量的鋼筋，一般取?8@200，長度為Ln/4。斜板內分布鋼筋可采用?6或?8，每級踏步不少于1根，放置在受力鋼筋內側，最大間距300mm。2.6 雨篷設計

本工程中雨篷設計成板式雨篷，框架縱梁兼作雨篷梁。雨篷計算包括三個內容：a.雨篷板的正截面承載力計算；b.雨篷梁在彎矩、剪力、扭矩共同作用下的承載力計算；c.雨篷抗傾覆驗算，之后進行配筋設計。由于雨篷梁與框架整澆，故無須進行抗傾覆驗算 設計總結

經過兩個多月的辛苦勞作，在指導老師耐心、兢兢業業的指導下，我的畢業設計終于順利完成了。這次設計是我們在大學四年學習中最大，最完整的一次設計。本次設計不僅是對我們所學知識的全面檢查，更是提高了我們運用理論知識解決實際問題的能力。

本次設計我最大的體會就是將四年所學的大部分知識串聯起來，對專業知識全面復習一遍，同時也鞏固了所學知識，深有成就感。

由于時間較短，設計不太全面，不足之處在所難免，懇請老師批評指正。在此，對老師們的熱情指導深表感謝，并致以崇高的敬意！

參 考 資 料：

[1].《建筑結構抗震設計》東南大學編著、清華大學主審。北京：中國建筑工業出版社，1998 [2].《建筑結構制圖標準》（GB/T50001-2001）中華人民共和國建設部。2002.3.1 [3].《建筑結構荷載規范》（GB5009-2001）中華人民共和國建設部。2002.3.1 [4].《混凝土結構設計規范》（GB50010-2002）中華人民共和國建設部。2002.4.1 [5].《建筑抗震設計規范》（GB50011-2001）中華人民共和國建設部。2002.1.1 [6].《建筑地基基礎》吳湘興主編。華南理工大學出版社，2002.7 [7].《混凝土結構》上冊、中冊，第二版，天津大學、同濟大學、東南大學主編，清華大學主審。北京：中國建筑工業出版社，1998 [8].《房屋建筑學》第三版，同濟大學、西安建筑科技大學、東南大學、重慶建筑大學編，北京：中國建筑工業出版社，1997

多層教學樓設計

[9].《建筑類專業外語》之建筑工程，第三冊，王翰邦、劉文瑛主編，北京：中國建筑工業出版社，1997 [10].《建筑工程制圖》第三版，同濟大學建筑制圖教研室，陳文斌、章金良主編，上海：同濟大學出版社，1996 [11].《結構力學》上冊，第四版，湖南大學結構力學教研室編，北京：高等教育出版社，1998 [12].《土木工程專業英語》，段兵廷主編，武漢：武漢工業大學出版社，2001 [13].《高等學校建筑工程專業畢業設計指導》，沈蒲生、蘇三慶主編，北京：中國建筑工業出版社，2000、6 [14].《土木工程專業畢業設計指導》，梁興文、史慶軒主編，北京：科學出版社，2002 [15].《建筑結構荷載規范》，02—1—10發布，02—3—1實施中華人民共和國建設部主編，北京：中國建筑工業出版社，2002 [16].《混凝土結構設計規范》，02—2—20發布，02—4—1實施，中華人民共和國建設部主編，北京：中國建筑工業出版社，2002

第五篇：設備設計計算書

同步碎石封層設備液壓系統設計計算書

同步碎石封層設備（一下簡稱“設備”）的主要工作部分由瀝青泵、布料輥、導熱油馬達、攪拌站和布料起升裝置構成。本套設備的液壓系統，采用開式LS回路+薩奧-丹佛斯PVG系統（即比例控制閥組），設備要求精度較高的部分為瀝青的灑布量須與設備的行走速度相匹配，主要的工作部件分別為：瀝青泵驅動馬達設備、布料輥驅動馬達設備、導熱油泵驅動馬達設備、物料攪拌站驅動馬達設備和物料舉升設備。各部分的設計計算如下：

一、已知設計參數 π=3.14 發動機轉速為n=1800RPM 液壓系統容積效率ηv=0.95 液壓系統機械液壓效率ηmh=0.95

液壓系統總功率ηt=ηv*ηmh=0.9

二、瀝青泵驅動馬達設備設計計算及選型 該部分系統的設備參數為：

瀝青泵型號為NYP110，理論排量Qv=110L/100r=1100cc/r，適用流體粘度為600，最大轉速N1max=550RPM，出口壓差為ΔP1=0.6MPa；

瀝青泵的機械效率取η1=0.5；

該系統的設定工作壓力為ΔP=15MPa=150BAR 計算瀝青泵的驅動扭矩

M1=(Qv*ΔP1)/(2πη1)=210N*m 設定萬向軸的傳遞效率為η2=0.9 在系統工作壓力為ΔP的情況下，計算出驅動液壓馬達的排量為

Vg1=20π*M1/（ΔP*ηmh*η2）=102cc/r 由于是采用的液壓馬達直連瀝青泵，則液壓馬達在N1max=550RPM的情況下，其需要輸入的流量為

Qv1=Vg1*N1max/(1000*ηv)=60L/min 馬達的輸出功率為

P1=(Qv1*ΔP1*ηt)/600=13.5kW 根據上述計算，經過圓整，可供選取的馬達排量為100cc/r，可供選擇的定量馬達型號為

1、寧波歐易液壓馬達：NHM1-100，采用標準配油盤，排量為100cc/r，額定工作壓力25MPa，最高工作壓力為32MPa，轉速為15-1000RPM；

三、布料輥驅動馬達設備設計計算及選型 該部分系統的設備參數為： 布料輥端面半徑R=100mm； 布料輥摩擦系數f=0.5； 物料斗舉升傾角α=40°； 料斗長度a=4.8m； 料斗寬度b=2.5m；

流量調節板開度h=0.012m； 骨料密度ρ=1700kG/m3； 該系統的設定工作壓力為ΔP2=5MPa=50 BAR 布料輥轉速為n2=50-130RPM 液壓馬達相關機械設備的傳動效率為η2=0.9 計算布料輥的驅動扭矩 M2=F*R--------------------------○F=N1*f----------------------------○N1=Gcos50°--------------------○H=h/sin50°----------------------○G=abHρg-------------------------○聯立上述5式，帶入數據，可得

M2=abhρgfRctg50°=100.3N*m 在壓力差為ΔP2=50BAR的情況下，驅動馬達的排量為

Vg2=20π*M2/（ΔP2*ηmh*η3）=147cc/r 馬達需要輸入的流量為

Qv2=Vg2*N2max/(1000*ηv)=21L/min 馬達的輸出功率為

P2=(Qv2*ΔP2*ηt)/600=1.6kW 根據上述計算，經過圓整，可供選取的馬達排量為150cc/r，可供選擇的定量馬達型號為

1、寧波歐易液壓馬達：NHM2-150，采用標準配油盤，排量為150cc/r，額定工作壓力25MPa，最高工作壓力為32MPa，轉速為15-1000RPM。

2、山東瑞諾擺線馬達：BM1-160，排量為160cc/r，額定工作壓力為12.5MPa，額定轉速為356RPM。（優選）

四、導熱油泵驅動馬達設備設計計算及選型 該部分的設備參數及要求為： 導熱油泵扭矩為M3=21N*m； 導熱油泵額定轉速N3=1440RPM； 機械結構傳遞效率為η3=0.9 系統設定壓力為ΔP3=5MPa=50BAR 液壓馬達相關機械設備的傳動效率為η3=0.9 計算驅動馬達的排量

Vg3=20πM3/（ΔP3*ηmh*η3）=30cc/r 馬達要輸入的流量為

Qv3= Vg3*N3/(1000*ηv)=47L/min 馬達的輸出功率為

P3=(Qv3*ΔP3*ηt)/600=3.5kW 根據上述計算，經過圓整，可供選取的馬達排量為30cc/r，可供選擇的定量馬達型號為

1、天津市天機力源齒輪馬達：GMC4-32-1H7F4-30，排量為32cc/r，額定工作壓力20MPa，公稱轉速為3150RPM，最低轉速為900RPM。（優選）

五、物料攪拌站驅動馬達設備設計計算及選型

該部分的設備參數及要求為：

攪拌驅 動扭矩為M4=640N*m； 攪拌轉速為N4max=60RPM;機械結構傳遞效率為η4=0.9 系統設定壓力為ΔP4=15MPa=150BAR 計算驅動馬達的排量為

Vg4=20πM4/（ΔP4*ηmh*η4）=313.5cc/r 在最大轉速情況下，馬達需要輸入的流量為

Qv4= Vg4*N4max/(1000*ηv)=18L/min 馬達的輸出功率為

P4=(Qv4*ΔP4*ηt)/600=5kW 根據上述計算，經過圓整，可供選取的馬達排量為300cc/r，可供選擇的定量馬達型號為

1、寧波歐易液壓馬達：NHM3-300，采用標準配油盤，排量為300cc/r，額定工作壓力20MPa，最高工作壓力為35MPa，轉速為6-500RPM。

2、山東瑞諾擺線馬達：BM6-310，排量為310cc/r，最大轉速為484RPM，額定壓力是20.5MPa。（優選）

六、料斗起升裝置設計計算及選型 該部分的系統要求為： 最大舉升力為T=300KN 最大舉升高度為L=1.5m；

系統設定壓力為ΔP5=20MPa=200BAR； 從最低點到最大高度所用的時間為t=30s； 計算液壓缸的無桿腔面積（活塞面積）為

A=F/ΔP4=0.015m2 則活塞的直徑為

D=0.12m=120mm

選取缸徑為125mm，桿徑為90mm的液壓缸，行程為1700mm。按照要求，活塞的運動速度為

v=L/t=0.05m/s

則需要輸入的流量為

Qv5=A*v=0.015*0.05*1000*60=45L/nin

液壓缸的輸出功率為

P2=ΔP5* Qv5*ηt=15kW

七、液壓泵功率及流量計算

假定上述設備均（瀝青泵驅動馬達設備、布料輥驅動馬達設備、導熱油泵驅動馬達設備、物料攪拌站驅動馬達設備和料斗起升裝置）有同時工作要求，則液壓泵所需要的輸出的流量為

Q=Qv1+ Qv2+ Qv3+ Qv4+ Qv5=191L/min 在發動機轉速為n=1800RPM的情況下，液壓泵的排量為

Vg=1000Q/（n*ηv）=112cc/r

泵的選定型號為：力士樂A11VO130DRS/10R-NZG12N00，該泵的排量為130cc/r，公稱壓力350BAR，最大壓力400BAR，最大轉速為2100RPM，在滿排量下，最大轉速為2500RPM，帶壓力控制的負荷傳感方式；從輸出軸端看，旋向為右旋；輸入花鍵標準為DIN5480；與發動機直連，安裝法蘭為SAE3#飛輪殼；吸油口和壓力油口相對布置，采用公制螺栓固定。狀態：現貨；供應商：北京海納創為液壓系統技術有限公司

聯系人：王鵬

電話：***

由上述計算可得，如果上述五套設備要同時工作，需要發動輸出的功率為P=13.5+1.6+3.5+5+15=38.6kW，鑒于發動機要有10-25%的功率預留量，故而貴公司所選擇的發動機功率是否偏低？？？？