某百货大楼毕业设计计算书.doc

1、 摘 要本设计为淄博市百货大楼设计计算书。该楼建筑面积7632平方米左右，根据该项目建筑设计、抗震等方面的要求，确定合适的结构形式和结构布置方案，确定框架、基础等的形式。根据各方面的要求本设计方案采用了钢筋混凝土结构。在本设计中选取一榀主框架以及其楼面及屋面板进行截面设计及配筋计算。首先根据框架布置确定各构件的截面尺寸，进行恒荷载、活荷载及风荷载的统计。本设计的步骤方面主要包括建筑设计和结构设计两部分。建筑设计主要包括：平面定位图设计、平面设计、立面设计、剖面设计。框架结构设计主要包括：结构选型，梁、柱、墙等构件截面尺寸的确定，重力荷载计算，横向水平作用下框架结构的内力和侧移计算、，向荷载作用

2、下横向框架的内力分析，内力组合，截面设计，配筋计算等。 在进行设计的过程中我严格遵照最新规范及有关规定进行各个方面的设计，其中采用的计算方法均参考相关专业书籍。关键词 ： 框架结构；结构设计；内力计算；荷载；配筋。ABSTRACT The design for the Zibo City department store design calculations. The building construction area of about 7632 square meters, according to the architectural design of the project, sei

3、smic and other requirements, to determine the appropriate structure and structural layout program to determine the framework, the foundation and other forms.According to the various demands of the design with a reinforced concrete structure. Select one specimens of the main frame in the design and c

4、onduct of its floor and roof section design and Reinforcement. First, determine the cross-sectional dimensions of each component of the framework arrangement, the constant load, live load and wind load statistics. Step aspects of the design include architectural design and structural design of two p

5、arts. Architectural design includes: planar positioning map design, graphic design, facade design, profile design. Frame design include: selection of structural beams, columns, walls and other components to determine the cross-sectional dimensions, gravity load calculation, calculation of internal f

6、orces and drift lower transverse horizontal frame structure, the internal force analysis under lateral loads to the frame, combination of internal forces, cross-sectional design, reinforcement calculation. During the design process Im in strict compliance with the latest regulations and relevant pro

7、visions of the various aspects of the design, calculation methods which are used in reference to the relevant professional books.Key Words: frame；structural design；internal force；lateral loads；reinforcing bars。目 录摘要.IABSTRACT.II前言.12 建筑设计22.1 工程概况.22.2 建筑技术条件.22.3 建筑设计方法.23 结构方案设计33.1 结构方案的确定.33.2 结

8、构布置.33.1.1 所选框架柱网尺寸.33.1.2 所计算的一榀框架尺寸.33.3 主要结构材料的确定.43.4 框架基本尺寸确定.43.4.1 主梁尺寸.43.4.2 次梁尺寸.43.4.3 楼板材料及截面尺寸.43.4.4 施工方案的选择及说明.54 结构方案设计计算54.1 荷载统计.54.1.1 恒载标准值计算.54.1.2 活载标准值计算.64.2 梁、柱线刚度计算.64.3 各节点杆端弯矩转角分配系数的计算.74.4 用迭代法计算各节点的弯矩.84.4.1 恒荷载的计算.84.4.2 活荷载的计算.165 水平方向内力计算225.1 风荷载作用下的框架内力计算225.1.1 风荷

9、载标准值计算.225.2 地震作用下的框架内力计算255.2.1 重力荷载标准值计算.255.2.2 各层墙（外墙）自重荷载标准值的计算.265.2.3 重力荷载代表值计算.265.2.4 等效重力荷载代表值计算.265.2.5 水平地震作用产生的框架内力.275.3 水平荷载作用下框架的抗侧移验算295.3.1 风荷载作用下的框架结构的侧移验算.295.3.2 水平地震作用下的框架弹性侧移验算.296 平面框架的内力组合和配筋计算296.1 横向平面框架的内力组合与配筋计算306.1.1 框架内力组合计算.306.2 内力调整396.2.1 调整柱端的弯矩.396.2.2 调整梁端以及柱端的

10、剪力.406.3 框架梁、柱配筋计算416.3.1 框架梁配筋计算.416.3.2 框架柱的配筋的计算.446.4 板的内力计算和配筋516.4.1 单向板的内力计算.516.5 楼梯的内力计算和配筋546.5.1 楼梯的示意图.546.5.2 基本资料.546.5.3 计算过程.556.5.4 计算结果.56结论.57参考文献.58致谢.591 前言毕业设计是大学学校教学计划的最后一个重要环节，是学生综合素质与工程实践能力培养效果的全面检验。毕业设计的目的是培养学生综合应用所学基础课、技术基础课、专业课知识和相应的技能，解决土木工程设计问题综合能力和创新能力，提高学生的综合素质和分析、处理问

11、题的能力。我的毕业设计题目为淄博百货大楼设计。在进行建筑方案设计前，我参阅了房屋建筑学、结构力学、混凝土结构设计原理等专业教材，并且阅读了建筑抗震设计规范、混凝土结构设计规范、建筑结构荷载规范等相关规范。在这次设计中，我尽力全面综合运用所学的基本理论、专业知识和基本技能以及实习时的所见所闻的积累进行建筑、结构设计并绘制施工图纸。在指导老师的帮助下,经过资料查阅、设计计算、计算说明撰写以及外文的翻译，加深了对新规范、规程、手册等相关内容理解。巩固了专业知识、提高了分析问题的能力。熟练掌握了AutoCAD、天正、PKPM等绘图软件，从而从不同方面达到了毕业设计的目的和要求。由于自己水平有限，难免有

12、不妥和疏忽之处，敬请各位老师批评和指正。2 建筑设计2.1工程概况：本工程计划建设地点在淄博市。总建筑面积7632 m2，拟建本商场为三层框架结构。外墙装修均选用外墙涂料、墙面砖；窗户选用铝合金窗，门采用铝合金门。拟建房间有：商业区、办公室、会议室、卫生间。2.2建筑技术条件：（1）气象资料： 基本风压 W0=0.25 kN/m2（2）抗震设防要求： 规定设防烈度为7度，设计地震分组定为第I组，设地震加速度为0.15（3）地质情况： 杂填土层地表下杂填土层厚度为0.5m，填土下面的粘土厚度测量值为1.0m （f a=220kPa），其下为中风化泥岩（fa=3700kPa）。（4） 场地的周围市

13、政建设设施健全，设计时不予考虑。2.3建筑设计方法（1）楼层的层高和每层房间净高：各个楼层层高数值为：4200mm。每层净高：4150mm.（2）室内外高差：1100mm（3）各种用途房间的楼、地面做法及说明厕所均选用用防潮，防滑地瓷砖；其余均选用防滑地瓷砖。（4）屋面构造做法及说明防水层SBS改性沥青卷材 找平层15厚1：3水泥沙浆找坡层40厚水泥混合砂浆3坡度找平保温层80厚水泥焦渣屋面板100厚现浇钢筋混凝土楼板吊顶V型轻钢龙骨架石膏板10厚板底水泥抹灰（5）内外墙体及细部构造说明 外墙做法：浅灰涂料一底二度面，深灰涂料勾缝墙体； 5厚1:2.5水泥砂浆粉光； 15厚1:3水泥砂浆底刮糙

14、。 内墙做法：13厚1:1:6混合砂浆打底； 2厚面腻子批嵌砂抹平； 内墙白色涂料。3 结构方案设计3.1结构方案的确定 本百货大楼框架结构的承重方案为横向框架承重计划，结构平面和立面的形状简单、规则，从而使各部分刚度分布均匀，选用对称结构来降低产生扭转的可能性，经过控制结构高宽比，从而减少在水平荷载下的侧移。3.2结构布置3.2.1所选框架柱网尺寸： 图3.1.1框架柱网尺寸3.2.2所计算的一榀框架尺寸：图3.1.2所计算的一榀框架尺寸3.3主要结构材料的确定混凝土：采用C30钢筋：选用的纵向受力为钢筋热轧钢筋HRB400，其余各受力钢筋均采用热轧钢筋HPB235。墙体：采用蒸压粉煤灰砌砖

15、 重度=14kN/门窗：铝合金门窗，=0.95kN/3.4框架基本尺寸确定3.4.1主梁尺寸:横向框架梁： h=（1/81/12）L= 500700 取 700mm b= (1/21/3) H = 200300 取 250mm 纵向框架梁： h= (1/121/18) L= 6251000 取 800mm b= (1/21/3) H = 266400 取 300mm3.4.2次梁尺寸： h=（1/81/12）L 取 600mm b= (1/21/3) H 取 250mm3.4.3楼板材料及截面尺寸 按照板短边的方向计算，跨度为2500，因为板厚板的短边尺寸/（4050）=2500/40=62.

16、5mm。故取板厚为 h=100mm。材料为钢筋混凝土。设计中选取的柱截面的尺寸为600mm600mm。3.4.4施工方案的选择及说明本百货大楼设计选用框架结构，柱网布置的灵活空间非常大，承重方式采用横向框架。在纵向布置联系梁，选用横向承重和现浇式肋形楼盖板的形式，屋面运用的平屋顶找坡。4 结构方案设计计算4.1荷载统计4.1.1恒载标准值计算 （1）屋面 防水层SBS改性沥青卷材 1.4kN/找平层15厚1：3水泥沙浆 0.01520=0.3kN/找坡层40厚水泥砂浆3找平 0.0414=0.56kN/保温层80厘米厚焦渣 0.0814.5=1.16kN/屋面板100厚现浇钢筋混凝土楼板 0.

17、1025=2.5kN/吊顶V型轻钢龙骨石膏板 0.5kN/10厚板底抹灰 0.1017=0.17kN/ 合计 6.59kN/ （2）楼面荷载： 恒载：结构层，100厚钢筋混凝土板 0.125=2.5kN/ 抹灰层，10厚混合砂浆 0 .0117=0.17kN/ 10mm厚地面砖面层 30mm厚干硬性水泥砂浆打底 1.76kN/ 合计 4.33kN/ （3）主梁自重 bh=250mm600mm 250.25（0.6-0.1）=3.0kN/m 抹灰层，10厚混合砂浆 （0.6-0.1+0.25）20.0117=0.27kN/m 合计 3.27kN/m （4）次梁自重 bh=250mm600mm 2

18、50.25（0.6-0.1）=3.0kN/m 抹灰层，10厚混合砂浆 （0.6-0.1+0.25）20.0117=0.27kN/m 合计 3.27kN/m （5）柱自重 bh=600mm600mm 250.60.6=9.0kN/m 抹灰层，10厚混合砂浆 0.640.0117=0.41kN/m 合计 9.41kN/m （7）外墙自重 标准层： 0.90.2418=3.89kN/m 铝合金门窗 0.95kN/m 水刷石外墙面 0.75kN/m 水泥粉刷内墙面 0.54kN/m 合计 6.13kN/m （8）内墙自重 标准层： 3.6.2418=15.55kN/m 水泥粉刷内墙面 2.59kN/m

19、 合计 18.14kN/m （11）女儿墙自重 0.21.5=3kN/m 水刷石外墙面 1.50.5=0.75kN/m 水泥粉刷墙面 21.50.36=0.9kN/m 合计 4.65kN/m 取5kN/m4.1.2活荷载标准值计算（1） 屋面活荷载标准值： 上人屋面 3.5kN/（2） 风荷载： 基本风压 0.25kN/4.2梁、柱线刚度计算 （1）由于楼面板与框架梁的混凝土一起浇注振捣，对于中间框架梁可取 ： i=EI/L=3.010721/120.250.63 /6.0=4.5104KN.m 中跨梁： i=EI/L=3.010721/120.250.63 /6.0=4.5104KN.m ：

20、 i=EI/L=3.010721/120.250.63 /6.0=4.5104KN.m （2）柱子计算 层高4.2m，底层柱高5.3m i= EI/L=3.010721/120.64 /5.3=6.1104KN.m i= EI/L=3.010721/120.64 /4.2=7.7104KN.m （3） 左跨梁： i= 4.5104KN.m/7.7104KN.m = 0.6 中跨梁： i= 4.5104KN.m/7.7104KN.m = 0.6 右跨梁： i= 4.5104KN.m/7.7104KN.m = 0.6 首层柱： i= 6.1104KN.m/7.7104KN.m = 0.8 框架梁与

21、柱的相对线刚度如下图，作为各节点杆端弯矩分配系数计算的根据。图4.2.1框架梁柱的相对线刚度4.3各节点杆端弯矩转角分配系数的计算 A,E点： MAB = MED = -0.50.6/1.0 = -0.18 MAF = MEJ = -0.51.0/(1.0+0.6)= -0.32 B,C,D点： MBA = MED = MCB =-0.50.6/(1.0+0.6+0.6)= -0.13 MBG = MDI = MCH =-0.51.0/(1.0+0.6+0.6)= -0.24 MBC = MCD = MDE =-0.50.6/(1.0+0.6+0.6)= -0.13 F,J点： MFG = M

22、JI = -0.50.6/(1.0+1.0+0.6)= -0.12 MFA = MJE = -0.51.0/(1.0+1.0+0.6)= -0.19 MFK = MJP = -0.51.0/(1.0+1.0+0.6)= -0.19 G,H,I点： MGB = MHC = MID =-0.51.0/(1.0+1.0+0.6+0.6)= -0.16 MGF = MHG = MIH =-0.50.6/(1.0+1.0+0.6+0.6)= -0.09 MGH = MHI = MIJ =-0.50.6/(1.0+1.0+0.6+0.6)= -0.09 MGL = MHM = MIN =-0.51.0/(

23、1.0+1.0+0.6+0.6)= -0.16 K,P点： MKF = MPJ = -0.51.0/(1.0+0.6+0.8)= -0.21 MKL = MPN = -0.50.6/(1.0+0.6+0.8)= -0.12 MK0 = MP0 = -0.50.8/(1.0+0.6+0.8)= -0.17 L,M,N点： MLK = MML = MNM = -0.50.6/(1.0+0.6+0.6+0.8)= -0.10 MLG = MMH = MNI = -0.51.0/(1.0+0.6+0.6+0.8)= -0.17 MLM = MMN = MNP = -0.50.6/(1.0+0.6+0.

24、6+0.8)= -0.10 ML0 = MM0 = MN0 = -0.50.8/(1.0+0.6+0.6+0.8)= -0.134.4 用迭代法计算各节点的弯矩4.4.1恒荷载的计算 （1）所取一品框架的恒荷载计算： 主梁受的均布荷载 主梁自重： 3.27kN/m 内横墙自重： 18.14kN/m 合计 21.41kN/m 次梁传来的集中荷载 次梁自重： 3.27kN/m7.5m =24.525kN 楼板传给次梁： 0.51.52.54.33kN/m =48.7125kN 合计 73.24kN图4.4.1恒荷载作用下的框架受力图（2）计算固端弯矩：杆件的固端弯矩: MikMBA = -MAB

25、= 1/12qL2 +1/8qL = 1/123.2762+1/873.2426 = 119.7kN/mMFG = -MGF = 1/12qL2 +1/8qL = 1/1221.4762+1/873.2426= 174.3kN/m则有其他 MCB = -MBC = 119.7kN/m MDC = -MCD = 119.7kN/m MED = -MDE = 119.7kN/m MIH = -MHI = 174.3kN/m MHG = -MGH = 174.3kN/m MJI = -MIJ = 174.3kN/m MML = -MLM = 174.3kN/m MLK = -MKL = 174.3k

26、N/m MNM = -MMN = 174.3kN/m MPN = -MNP = 174.3kN/m节点柱平衡弯矩：Mi MA = MAE = MAB + MAE = 119.7+(-174.3)= -54.7kN/m MB = MBH = MBA + MBC = 119.7+(-119.7)= 0 MF = MK = -174.3kN/m MC = MD = MG = MH = MI = ML = MM = MN = 0 ME = 54.6kN/m MJ = MP = 174.3kN/m（3）第一次迭代：假设各杆件的远端转角弯矩之和为0。节点A, MAB = -0.18(-54.7)= 9.8

27、3KN.m MAF = -0.32(-54.7)= 17.47KN.m节点F, MFA = -0.19(-174.3)= 33.12KN.m MFG = -0.12(-174.3)= 20.92KN.m MFK = -0.19(-174.3)= 33.12KN.m节点K, MKF = -0.21(-174.3)= 36.60KN.m MKL = -0.12(-174.3)= 20.92KN.m MK0 = -0.17(-174.3)= 29.63KN.m节点B,C,D,G,H,I,L,M,N, M= 0节点E, MED = -0.1854.7 = -9.83KN.m MEJ = -0.3254

28、.7 = -17.47KN.m节点J, MJE = -0.19174.3 = -33.12KN.m MJI = -0.12174.3 = -20.92KN.m MJP = -0.19174.3 = -33.12KN.m节点P, MPJ = -0.21174.3 = -36.60KN.m MPN = -0.12174.3 = -20.92KN.m MP0 = -0.17174.3 = -29.63KN.m第二次迭代：Mik = Mik (Mi +Mki)节点A, MAB = -0.18-54.7+(0+33.12)= 3.87KN.m MAF = -0.32-54.7+(0+33.12)= 6.

29、87KN.m节点F, MFA = -0.19-174.3+(17.47+0+36.60)= 22.84KN.m MFG = -0.12-174.3+(17.47+0+36.60)= 14.43KN.m MFK = -0.19-174.3+(17.47+0+36.60)= 22.84KN.m节点K, MKF = -0.21-174.3+(0+33.12)= 29.65KN.m MKL = -0.12-174.3+(0+33.12)= 16.94KN.m MK0 = -0.17-174.3+(0+33.12)= 24.00KN.m节点B, MBA = -0.130+(0+9.83)= -1.28K

30、N.m MBG = MBC = 0节点G, MGF = -0.190+(0+20.92)= -1.88KN.m MGB = MGI = MGL = 0节点L, MLK = -0.100+(0+20.92)= -2.09KN.m MLG = MLN = ML0 = 0节点E, MED = -0.1854.7+(0-33.12)= -3.87KN.m MEJ = -0.3254.7+(0-33.12)= -6.87KN.m节点J, MJE = -0.19174.3+(-17.47+0-36.60)= -22.84KN.m MJI = -0.12174.3+(-17.47+0-36.60)= -14

31、.43KN.m MJP = -0.19174.3+(-17.47+0-36.60)= -22.84KN.m节点P, MPJ = -0.21174.3+(0-33.12)= -29.65KN.m MPN = -0.12174.3+(0-33.12)= -16.94KN.m MP0 = -0.17174.3+(0-33.12)= -24.00KN.m节点D, MDE = -0.130+(0-9.83)= 1.28KN.m MDC = MDI = 0节点I, MIJ = -0.190+(0-20.92)= 1.88KN.m MID = MIH = MIN = 0节点N, MNP = -0.100+(

32、0-20.92)= 2.09KN.m MNI = MNL = MNO = 0节点C,H,M, M = 0图4.4.2恒荷载节点弯矩分配图（4）杆件的最后弯矩的计算： Mik = Mik+2Mik+Mki 梁： MAB = -119.7+23.87+(-1.28)= -113.24KN.m MBA = 119.7+2(-1.28)+3.87= 121.01KN.m MBC = -119.7+20+0 = -119.7KN.m MCB = 119.7+20+0 = 119.7KN.m MCD = -119.7+20+0 = -119.7KN.m MDC = 119.7+20+0 = 119.7KN.m MDE = -119.7+21.28+(-3.87)= -121.01KN.m MED = 119.7+2(-3.87)+1.28 = 113.24KN.m MFG = -174.3+214.43+(-1.88)= -147.58KN.m