优秀毕业设计框架计算书.doc

1、1 石河子大学 2012 届毕业设计 题 目 ： 文化活动中心 指导教师： 杨骏 欧阳辉 学 院： 水利建筑工程学院 专 业： 土木工程 姓 名： 卢 祥 学 号： 2008103013 完成时间： 2012 年 5 月 1 摘 要 本工程为拟建的某文化活动中心，建设地点载石河子市。采用钢筋混凝土框架结构，共三层，建筑面积为 4521.4m2，建筑总高度是 17.25m，抗震设防烈度为 7 度，建筑抗震等级二级，为 II 类场地，基本风压为 0.5KN/m2，基本雪压0.70KN/m2,地基承载力是 350Kpa,地基基础设计等级为丙级 ,本工程设计使用年限是 50 年。 本工程建筑设计根据建

2、筑的外观需要进行了合理的建筑体 型选择，并根据建筑的功能要求和使用需要进行了合理的平面布置和功能分区。设计所用的新型建筑外装饰材料主要有玻璃幕墙和铝合金面板，不仅给建筑立面带来了美观的效果，增加了建筑的现代气息，同时铝合金面板抗风性好，耐久性高。 本工程结构设计依据现行结构设计规范和标准进行设计。设计内容主要有：结构选型与布置；荷载清理；楼（屋）面板设计； 连梁设计；一榀框架内力计算；内力组合；框架梁、柱设计；楼梯设计；柱基础设计。其中，内力计算主要考虑以下四种荷载作用，即恒荷载、活荷载、风荷载以及水平地震作用。恒荷载作用下框架的内力计算 采用迭代法，活荷载作用下框架内力计算采用分层法，风荷载

3、作用下框架的内力计算采用 D 值法，采用底部剪力法计算水平地震作用大小。楼梯选用整体现浇板式楼梯；基础选用柱下独立基础。在进行截面抗震设计时，遵循了强剪弱弯，强柱弱梁，强节点弱构件的设计原则，且满足构造要求。 本工程电算使用软件为 :PKPM 系列结构设计软件，验算内容包括梁、板、柱的截面尺寸验算、挠度验算、裂缝验算等。主要电算成果有：各楼（屋）面结构平面图、基础平面布置图、整体框架配筋图、各层梁平法施工图、楼梯结构施工图、结构构件大样。 本次毕业设计最终完成建 筑施工图 9 张，结构施工图 8 张，计算书一份。 本设计从建筑到结构是一个较为完整的设计过程，通过毕业设计，不仅复习和巩固了以前所

4、学理论知识，而且了解了建筑工程设计的程序和过程，培养了我们进行独立工作的基本能力，为今后的从事技术工作打下了坚实的基础。 关键词 : 建筑，结构设计，框架结构，内力计算，电算 2 Abs tract The project is a cult ura l activit ies center build ing to be built in t he c it y o f S hiHe zi .T he t ota l he ight o f t he build ing is 17.25m .The floor gap between o uts ide and ins ide is 0.7

5、5 m .The tota l area of t he project is 4509.18m2 .It is a t hree - stroy reinforced concrete fra me str uct ure. The se is mic fort ificat io n o f S hiHezi is 7 0 ,and the constr uct ion s i te is c lass II .T he refere nce w ind pressure is 0.5 KN /m2 ,and the refere nce snow pressure is 0.7K N /

6、m2， characteristic value of subgrade bearing capacity fak =350Kpa.The design working life of t he building is 50 years. According to architectura l des ign require me nts as well as architectura l design basic pr inc ip le, carries on t he func t ion d istr ict to the structure,t he vert ica l sur f

7、ace as well as the section pla ne and so on to satisfied t he funct ions o f the project.S o the facade is enriched. The second part is structura l design,a nd the key point is to calcula te the inter na l force of a fra me.Total loads and action that act on the fra me inc lude dead load,live load,w

8、 ind load and hor izonta l earthquake act ion a nd so on . S o the fra me of Axis - 5 is se lected to be calculated.Main tasks that required are as follows: 1. the mecha nica l ana lys is,deter mine the t ype of t he structure and structure plane arrangement. 2. calculat io n o f t he loads and acti

9、o n t hat act on t he str uct ure and members 3. cast-in-place component calculations (including slab, beam, column and the section staircase design and reinforcement) 4. a framework calculation (including vertical load, the level of seismic and wind loads under internal forces, the role of non-seis

10、mic combination of internal forces, Earthquake combination of internal forces and the reinforcement) 3 5. design of isola te foundation of the column Besides above,we are required to use co mputer - aided design like P K P M software.The C omputer - aided design is first ly to establis h t he model

11、for t he build ing w it h t he so ftware P MC AD series ,the n proceed the analys is and ca lcula t ion o f str uctura l inter na l force w it h t he he lp of software S AT- 8,then finis h t he design task for a fra me w it h P K , fina lly accomp lis h t he des igns of fo undat io n and sta ir w it

12、 h JC C AD and LTC AD respective ly. C omparing t he results bet ween ma nua l comp utat io n and co mputer computat io n,we k nown co mp uter co mputat io n more accurate a nd more efficient . Through grad uat ion des ign it gives us a chance to inq uire into a practical design deeply. Result map i

13、ncludes design drawing,construction drawing,floor-framing plan. Keywords: frame , structure design, loads, internal force,PKPM 4 目 录 第一部分 工程概况 . 1 一、基本资料 . 1 二、设计说明 . 1 三、设计内容 . 2 1. 手算部分 . 2 2.点算 . 2 第二部分 结构 计算 . 3 一、结构选型和布置 . 3 1、结构选型 . 3 二、荷载清理 . 5 1、屋面荷载 . 5 2、楼面荷载 . 5 3、结构构件自重 . 6 三、板的设计 . 9 （

14、一）板归并 . 9 （二）单向板的内力及配筋计算 . 9 （三）双向板的内力计算及配筋计算 . 13 四 次梁的设计 . 17 1 单跨次梁的计算 . 17 2、连续次梁的设计 . 21 五、一榀框架计算 . 29 （一）一榀框架的选择： . 29 （二）各杆件线刚度计算 . 30 （三）荷载作用下框架 KJ-5 的计算 . 31 六内力组合 . 76 七 KJ-5 梁的设计 . 78 1.选取一根框架梁 . 78 2.选取最不利内力组合 . 78 3.正截面承载力计算 . 78 4.斜截面承载力计算（一层 gh 梁 g 支座处） . 80 5.一层梁 gh 的裂缝宽度 . 81 6.框架梁

15、gh 的挠度的验算 . 82 八、 KJ-5 框架柱的设计 . 84 1、选择一根柱子 . 84 2、轴压比验算 . 84 3、截面尺寸复核 . 84 4、正截面受弯承载力计算 . 84 5、垂直于弯矩作用平面的受压承载力按轴心受压计算 . 86 6、斜截面受剪承载力计算 : . 86 九、楼梯设计 . 88 5 1.结构平面布置 . 88 2、楼梯梯段板的设计 . 89 3、平台板的设计 . 92 4.平台梁设计 . 94 十、独立基础设计 . 97 1、选取 G 柱下独立基础进行计算 . 97 2、基础抗冲切验算： . 98 3、基础底板的配筋计算 . 99 4、不考虑地震作用时，基础底板

16、的配筋计算 . 99 十一、点算部分 .101 十二、附图 .1021 第一部分 工程概况 一、 基本资料 1、 建设地点：石河子市某十字路口 2、 地基承载力特征值： fak=350kpa 3、 本工程抗震设防类别为：乙类 4、 本工程抗震设防烈度为 7度（ 0.15g），地震分组为第二组，设计基本地震 加速度 值为 0.15g 5、 本工程框架抗震等级为二级 6、 地基基础设计为丙类 7、 气象条件： （ 1）基本雪压： 0.7KN/M2 （ 2）基本风压： 0.5 KN/M2 （ 3）地基土冻结深度： 1.4M 二、设计说明 1 本工程建筑面积 :4521.4M2 2 本工程结构类型：全

17、框架结构 3 框架层高：一层 4.2M；其它层 3.9M；观演厅 5.4M 4 基础采用独立柱基，采用 C20 混凝土，垫层采用 C15 混凝土 5 框架梁、板、柱混凝土均采用 C35 混凝土 6 钢筋：梁、柱中的纵向受力筋采用 HRB400 级钢筋，其余钢筋采用 HPB300 级 钢筋 2 三、设计内容 1. 手算部分 （ 1）结构选型与布置 （ 2）荷载清理 （ 3）板的设计，包括两块单向板，两块双向板 （ 4）次梁的设计，包括一个单跨次梁，一个连续多跨次梁 （ 5）一榀框架计算 恒载计算，内力分析采用迭代法； 活载分层布置，采用弯矩二次分配法内力分析； 风荷载，水平地震作用的内力分析采用

18、 D 值法 （ 6）内力组合 （ 7）框架梁的设计 （ 8）框架柱的设计 （ 9）楼梯的设计 （ 10）基础的设计 2.点算 3 第二部分 结构计算 一、 结构选型和布置 1、 结构选型 本建筑为 主体三层，局部四层；根据建筑的功能要求，活动室，歌舞厅，展览室等房间都需要大空间，本结构采用钢筋混凝土框架结构体系。基础采用独立柱基，楼盖，屋盖采用现浇钢筋混凝土。 1. 结构布置 采用双向梁柱抗侧力体系，框架梁，柱中心线宜重合。当梁柱偏心距大于该方向柱宽的 1/4 时，采用增设梁水平加腋等措施。具体布置详见附图 001；梁，板，柱混凝土采用 C35，基础采用 C20。 2. 初估截面尺寸 （ 1）

19、 板厚估算 现浇单向板板厚估算公式为： h=(1/301/40)L0；现浇双向板板厚估算公式为：（ 1/401/50） L0； L0为 板的短边计算跨度；板厚的分布图 见附图 001 （ 2） 梁截面估算 主梁： hb=（ 1/81/14） L， bb=（ 1/21/3.5） hb ；框架主梁选用bh=300mm900mm 次梁： hb=（ 1/121/18） L， bb=（ 1/21/3.5） hb ；框架次梁选用 bh=250mm750mm ， bh=200mm600mm （ 3） 柱截面估算 根据轴压比初估柱截面尺寸，有抗震规范查得。本建筑抗震等级为二级，GB50011-2010 中规定

20、轴压比限制，抗震等级为二级时 =0.75 取中间柱： n GSN =1.29 212410 3=4.6610 6N 226 m6 0 97.16*75.010*66.4 fcNAN4 故中间柱截面尺寸： hb=600mm600mm 边柱的负荷面积小，尺寸定位： hb=600mm600mm ，满足轴压比的要求 （ 4） 井字楼盖各构件截面尺寸确定 板厚的确定 h=（ 1/401/50）， L0 为跨度方向计算长度 h=80mm 梁截面尺寸的确定 将长 宽 =27m18m 的矩形，沿长边方向分成两个 18m13.5m 的矩形。 中间大梁估算： hb=（ 1/81/12） L， L 为短边计算跨度；大梁的截面尺寸hb=1200mm350mm ；四周梁的截面尺寸为： hb=1000mm300mm ；中间井字梁的截面为： hb=800mm300mm 柱截面尺寸的确定 大梁下对应的柱尺寸为： hb=700mm700mm ，其他柱子截面均为：hb=600mm 600mm