四层钢筋混凝土框架结构毕业设计.docx

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四层钢筋混凝土框架结构毕业设计

第1章设计依据

1.1工程概况

办公楼为四层钢筋混凝土框架结构体系，位于绵阳市内。

建筑面积约为3300m2。

办公楼各层建筑平在图，剖面图，楼梯详图等请见建筑施工图。

一层建筑层高为3.9m。

二层到四层层高均为3.6m。

室内外高差0.45m。

建筑设计使用年限为50年。

1.2设计资料

1.2.1工程地质条件

（1）根据地质勘查报告，拟建建筑场地平整，自地表向下依次为：

①素填土：

厚约1.2m，浅黄—褐黄色，松散，稍湿—湿，以粘性土为主，

另含少量基岩风化物。

②粘土：

厚2.0～3.6m，褐黄色，稍湿—坚硬状（IL<0.00），含铁锰质氧

化物及少量钙质结核，韧性高，干强度高。

③粉质粘土：

厚1.0～3.1m，褐黄色,稍湿,硬塑状（IL<0.15），含铁锰

质氧化物及少量钙质结核，韧性高，干强度高。

④含粘土卵石：

厚1.1～4.3m,褐黄色,稍湿,以密实、中密为主，卵石

含量60～80%左右，粒径一般为3～10cm，砂、砾石10%左右，粘土含量

10～30%左右。

该层呈层状分布于细粒土层之下，根据卵石的密实程度和

N120动探击数划分为两个亚类：

⑤1含粘土中密卵石：

N120动探击数一般为7-10击；

⑥2含粘土密实卵石：

N120动探击数一般>10击。

⑦粉砂质泥岩：

紫红色，中等风化粉砂泥质结构，岩石呈块状，岩体裂隙

不发育，岩性稍硬，揭露厚度0.7m。

（2）地下水位较深，可不考虑，对砼无侵蚀性。

表1-1地基岩土物理力学参数表

地

层

代

号

土

名

天然地基土

重度

（γ）

孔隙比

（e）

凝聚力

（c）

内摩

擦角

（Φ）

压缩

模量

（Es）

承载力特征值

（fak）

KN/m³

度

①

素填土

19

5

4.0

100

②

粘土

20.8

0.582

30.0

23.5

16.7

220

③

粉质粘土

20.4

0.60

14.4

16.6

9.5

200

④1

中密卵石

22

35

35

500

④2

密实卵石

23

42

45

800

⑤

粉砂质泥岩

25

600

1.2.2气象资料

（1）气温：

年均气温为18OC，最高气温为32OC，最低气温为1OC。

（2）雨量：

年降雨量1100mm，最大降雨量为190mm/d。

（3）基本风压：

W。

=0.3KN/m2，地面粗糙度为C类。

1.2.3抗震设防烈度

抗震设防烈度为7度，设计地震分组为一组，场地特征周期为0.35S，设

计基本地震加速度值为0.10g。

场地第四系覆盖层厚度稳定，无不良地质现

象，属抗震有利地段。

场地稳定性良好，适宜建筑。

场地土为Ⅱ类场地土。

1.2.4材料

梁、板、柱的混凝土均选用C30，梁，柱主筋选用HRB400，箍筋选用HPB300，

板受力钢筋选用HRB335。

第二章结构平面布置

2.1结构平面布置图

根据建筑功能要求及框架结构体系，通过分析荷载传递路线确定梁系布置方案，本工程一、二、三层结构平面图如图2-1所示，四层如图2-2所示：

图2-1第一、二、三层结构平面布置图

图2-2第四层结构平面布置图

2.2框架梁柱截面尺寸确定

2.2.1框架梁截面尺寸初步估计

（1）横向框架梁（计算过程见表2-1）

表2-1

位置

跨度长l0

（m）

h=（1/8～1/12）l0

（m）

取h

（m）

b=（1/2～1/3）

（m）

取b

（m）

h×b

（m）

A-B跨

8.7

1087.5～725

800

400～266.7

350

350×800

B-C跨

6.3

787.5～525

650

325～216

350

350×650

（2）纵向框架梁（计算过程见表2-2）表2-2

位置

跨度长l0

（m）

h=（1/8～1/12）l0

（m）

取h

（m）

b=（1/2～1/3）

（m）

取b

（m）

h×b

（m）

A跨

4.5

563～375

550

275～183

250

250×550

B跨

4.5

563～375

550

275～183

250

250×550

C跨

4.5

563～375

550

275～183

250

250×550

（3）纵向次梁（计算过程见表2-3）表2-3

位置

跨度长l0

（m）

h=（1/8～1/12）l0

（m）

取h

（m）

b=（1/2～1/3）

（m）

取b

（m）

h×b

（m）

A跨

4.5

563～375

500

250～167

200

200×500

B跨

4.5

563～375

500

250～167

200

200×500

C跨

4.5

563～375

500

250～167

200

200×500

（4）楼梯次梁（计算过程见表2-4）表2-4

位置

跨度长l0

（m）

h=（1/8～1/12）l0

（m）

取h

（m）

b=（1/2～1/3）

（m）

取b

（m）

h×b

（m）

楼梯

4.5

563～375

400

200～133.3

200

200×400

2.2.2框架柱截面尺寸初步估计

（1）按轴压比要求初步估计框架柱截面尺寸

框架柱的受荷面积如图2-3所示，框架柱选用C30混凝土，fc=14.3N/mm2,框架抗震等级为四级，轴压比μ=0.90。

由轴压比初步估算框架柱截面尺寸时，可按公式2.1来计算，即：

AC=bChC≥N/μNfC（2.1）

柱轴向压力设计值N按公式2.2估算，即：

N=γGqSnα1α2β（2.2）

（2）计算过程（见表2-5）表2-5

参数

位置

宽

长

区域面积S

n

N

N/μNfC

√N

h×b

（m）

（m）

（m2）

（层）

（kN）

（mm2）

（mm2）

（mm）

中柱

D

4.5

4.35

+3.15

33.75

4

2480.63

192744.76

439.03

600×600

（3/B）

边柱

C

4.5

3.15

14.175

4

1041.86

80952.80

284.52

600×600

（3/C）

A

2.25

4.5

+3.15

16.875

4

1240.31

96372.38

310.44

600×600

（1/B）

E

4.5

4.35

19.575

4

1438.76

111791.96

334.35

600×600

（3/A）

角柱

B

2.25

3.15

7.0875

4

520.93

40476.40

201.19

600×600

（1/C）

角柱

F

（1/A）

2.25

4.35

9.7875

4

719.38

55895.98

236.42

600×600

说明：

由于边柱受偏心力荷载，角柱承受双向偏心荷载，受力复杂，所以取跟中柱一样的尺寸都为600mm×600mm。

截面校核

①按构造要求框架柱截面的边长不宜小于400mm。

②为避免发生剪切破坏，柱净高与截面长边之比宜大于4。

取二层较短

柱高，Hn=3.6m，则：

Hn/h=3.6/0.6=6＞4

③框架柱截面高度和宽度一般可取层高的1/10-1/15。

h≥（1/10-1/15）H0=（1/10-1/15）×4900mm=490mm-327mm（取底层柱

高为4900mm）

故：

所选框架柱截面尺寸均满足构造要求。

第三章楼板设计及结构做法

3.1板的厚度确定

本设计的所有板长宽之比均小于2，都为双向板，故该设计板厚h≥1/35×3150=90mm，取h=100mm。

卫生间板厚取80mm。

屋顶取120mm。

3.2板的恒荷载确定及结构做法

（1）不上人屋面恒荷载（120mm板厚）见表3-1

表3-1不上人屋面恒荷载（板厚120mm）

构造层

面荷载（kN/m2）

面层：

40厚C20细石混凝土

1

防水层（柔性）：

三毡四油

0.4

找平层：

20厚水泥砂浆

0.02×20=0.40

找坡层：

40厚水泥石灰焦渣砂浆0.003找平

0.04×14=0.56

保温层：

80厚矿渣水泥

0.08×14.5=1.16

结构层：

120厚现浇钢筋混凝土板

0.12×25=3

抹灰层：

10厚混合砂浆

0.01×17=0.17

合计

6.69取7.0

（2）标准层楼面恒荷载（100mm板厚）见表3-2

表3-2标准层楼面恒荷载（板厚100mm）

构造层

面荷载（kN/m2）

板面装修荷载

1.1

结构层：

100厚现浇钢筋混凝土板

0.1×25=2.5

抹灰层：

10厚混合砂浆

0.01×17=0.17

合计

3.77取4.0

（3）标准层楼面恒荷载（100mm板厚）见表3-3

表3-3卫生间恒荷载（板厚80mm）

构造层

面荷载（kN/m2）

板面装修荷载

1.1

找平层：

15厚水泥砂浆

0.015×20=0.30

结构层：

80厚现浇钢筋混凝土板

0.08×25=2.0

防水层

0.3

蹲位折算荷载（考虑局部20厚炉渣填高）

1.5

抹灰层：

10厚混合砂浆

0.01×17=0.17

合计

5.37取5.5

3.3板的活荷载确定

活荷载的取值见表3-4

表3-4活荷载取值

序号

类别

面荷载（kN/m2）

1

不上人屋面活荷载

0.5

2

办公楼一般房间活荷载

2

3

走廊、门厅、楼梯活荷载

2.5

4

卫生间活荷载

2

第四章恒荷载作用下框架受力计算

4.1一榀横向框架简图确定

由于各层的柱截面是不变的，故框架梁的跨度等于柱截面形心之间的距离。

建筑图中的A、B、C轴之间的距离是按墙体定义的，取框架简图时框架梁的跨度是截面形心的距离，所以考虑柱偏心后，轴间距离见表4-1。

表4-1横向框架轴间距离确定

A、B轴间距离

8700-200+200=8700mm

B、C轴间距离

6300-200-200=5900mm

图4-12轴线横向框架简图

底层柱高从基础顶面算至二楼楼

面，根据地质条件，室内外高差为0.450m，基础顶面至室外地坪取0.55m，二楼楼面标高为+3.900m，故底层柱高为3.9+0.45+0.55=4.9m，其余各层都为3.6m。

所以得到2轴横向框架简图如图4-1所示。

4.2第一层框架计算简图

第一层楼面

梁布置图如图4-2；第一层楼面板布置图如图4-3。

且在图中标示出梁和板的名称。

4.3第2轴线第一层框架简图

先分析图4-2和图4-3荷载传递，2轴线第一层框架计算简图如图4-4所示：

图4-42轴线第一层框架计算简图

图中集中力作用点有A,B,C,D,E,F六个，分别由KL-4,LL-3,LL-2,KL-2,LL-1

KL-1传递到相应点。

且qAB三角形=qBC三角形；qDE三角形=qEF三角形；FLL-1=FLL-3；FKL-1=FKL-4；

4.4第2轴线第一层框架荷载分析计算

表4-2分布荷载计算过程及结果

荷载名称

荷载描述

板面（梁墙）荷载（kN/m2）

抹灰层重

（kN/m2）

梁宽

（m）

梁高

（m）

板厚

（m）

墙宽

（m）

墙高

（m）

墙S

（m）

荷载最大值

（kN/m）

qAB三角形

板D传递

4

0.1

12.6

qBC三角形

板D传递

4

0.1

12.6

qCD三角形

板C传递

4

0.1

9.6

qDE三角形

板E传递

4

0.1

11.8

qEF三角形

板E传递

4

0.1

11.8

qAC均布

KL-9梁自重

+抹灰层重

+KL-9墙体重

25

0.01

0.35

0.80

0.1

5.7

2.75

17.325

14.5175

qCD均布

KL-9梁自重

+抹灰层重

25

0.01

0.35

0.80

0.1

6.8175

qDF均布

KL-6梁自重

+抹灰层重

+KL-9墙体重

25

0.01

0.35

0.65

0.1

5.3

2.95

17.405

13.2595

分布荷载的计算结果及过程见表4-2，集中力计算结果及过程见表4-3到4-8。

注：

抹灰算上下两层，厚为0.01m。

计算相关简图见图4-5到图4-10。

表4-3FKL-4集中力计算过程及结果

相关参数

梁宽

（m）

梁高

（m）

板厚

（m）

梁墙容重

（kN/m）

抹灰容重

（kN/m）

窗宽

（m）

窗高

（m）

窗S

（m2）

窗个数

（个）

一跨长

（m）

0.25

0.55

0.1

25

17

2

1.8

3.6

1

4.5

A传

1.2

B传

1.575

F传

1.475

双边

2

板荷载

4

FKL-4

KL-4梁传递集中力

q均布

梁自重（kN/m）

2.8125

q均布合计

10.0755

FKL-4计算

63.76725

抹灰（kN/m）

0.153

墙体（kN/m）

7.11

q梯形最大

板B传（kN/m）

6.3

q梯形合计

6.3

表4-4FLL-3集中力计算过程及结果

相关参数

梁宽

（m）

梁高

（m）

板厚

（m）

梁墙容重

（kN/m）

抹灰容重

（kN/m）

门宽

（m）

门高

（m）

门S

（m2）

门个数

（个）

一跨长

（m）

0.2

0.5

0.1

25

17

0

0

0

0

4.5

A传

1.2

B传

1.575

F传

1.475

双边

2

板荷载

4

FLL-3

LL-3梁传递集中力

q均布

梁自重（kN/m）

2

q均布合计

2.136

FLL-3计算

46.467

抹灰（kN/m）

0.136

墙体（kN/m）

0

q梯形

2板B传（kN/m）

12.6

表4-5FLL-2集中力计算过程及结果

相关参数

梁宽

（m）

梁高

（m）

板厚

（m）

梁墙容重

（kN/m）

抹灰容重

（kN/m）

门宽

（m）

门高

（m）

门S

（m2）

门个数

（个）

一跨长

（m）

0.2

0.5

0.1

25

17

1

2.1

2.1

1

4.5

A传

1.2

B传

1.575

F传

1.475

双边

2

板荷载

4

FLL-2

LL-2梁传递集中力

q均布

梁自重（kN/m）

2

q均布合计

9.719333333

FLL-2计算

78.0045

抹灰（kN/m）

0.136

墙体（kN/m）

7.583333333

q梯形

板A传（kN/m）

4.8

板B传（kN/m）

6.3

表4-6FKL-2集中力计算过程及结果

相关参数

梁宽

（m）

梁高

（m）

板厚

（m）

梁墙容重

（kN/m）

抹灰容重

（kN/m）

门宽

（m）

门高

（m）

门S

（m2）

窗个数

（个）

一跨长

（m）

0.25

0.55

0.1

25

17

1

2.1

2.1

1

4.5

A传

1.2

B传

1.575

F传

1.475

双边

2

板荷载

4

FKL-2

KL-2梁传递集中力

q均布

梁自重（kN/m）

2.8125

q均布合计

10.40883333

FKL-2计算

80.52725

抹灰（kN/m）

0.153

墙体（kN/m）

7.443333333

q梯形

板A传（kN/m）

4.8

板F传（kN/m）

5.9

表4-7FLL-1集中力计算过程及结果

相关参数

梁宽

（m）

梁高

（m）

板厚

（m）

梁墙容重

（kN/m）

抹灰容重

（kN/m）

门宽

（m）

门高

（m）

门S

（m2）

门个数

（个）

一跨长

（m）

0.2

0.5

0.1

25

17

0

0

0

0

4.5

A传

1.2

B传

1.575

F传

1.475

双边

2

板荷载

4

FLL-1

LL-1梁传递集中力

q均布

梁自重（kN/m）

2

q均布合计

2.136

FLL-1计算

45.307

抹灰（kN/m）

0.136

墙体（kN/m）

0

q梯形

2板F传（kN/m）

11.8

表4-8FKL-1集中力计算过程及结果

相关参数

梁宽

（m）

梁高

（m）

板厚

（m）

梁墙容重

（kN/m）

抹灰容重

（kN/m）

窗宽

（m）

窗高

（m）

窗S

（m2）

窗个数

（个）

一跨长

（m）

0.25

0.55

0.1

25

17

2

1.8

3.6

1

4.5

A传

1.2

B传

1.575

F传

1.475

双边

2

板荷载

4

FKL-1

KL-4梁传递集中力

q均布

梁自重（kN/m）

2.8125

q均布合计

10.0755

FKL-1计算

63.18725

抹灰（kN/m）

0.153

墙体（kN/m）

7.11

q梯形最大

板F传（kN/m）

5.9

4.5第2轴线第一层框架最终计算简图

分析总结上述计算得出的荷载及集中力大小，如表4-9所示。

整理据，可以画出第2轴第一层框架最终恒荷载计算简图如图4-11所示。

表4-9恒荷载第一二三层数据整理

qAB三角形

qBC三角形

qCD三角形

qDE三角形

qEF三角形

qAC均布

qCD均布

12.60

12.60

9.60

11.80

11.80

14.52

6.82

qDF均布

FKL-4

FLL-3

FLL-2

FKL-2

FLL-1

FKL-1

13.26

63.77

46.47

78.00

80.53

45.31

63.19

4.6第2轴线第二、三层框架在恒荷载作用下计算

第2、

三层楼面梁布置图如图4-2；第二、三层楼面板布置图如图4-3。

且在图中标示出梁和板的名称。

由于二、三层跟第一层完全相同，所以计算过程省略，详细请参考第一层。

4.7第2轴线第四层框架在恒荷载

作用下计算

第四层楼面梁布置图可参考第一层，如图4-2；第四层楼面板布置图由于板传递荷载不同，参考图4-12，只是改荷载值。

在图中标示出梁和板的名称。

表4-10第四层恒载作用下分布荷载计算

荷载名称

荷载描述

板面（梁墙）荷载（kN/m2）

抹灰层重

（kN/m2）

梁宽

（m）

梁高

（m）

板厚

（m）

荷载最大值

（kN/m）

qAB三角形

板d传递

7

0.12

22.05

qBC三角形

板d传递

7

0.12

22.05

qCD三角形

板c传递

7

0.12

16.8

qDE三角形

板e传递

7

0.12

20.65

qEF三角形

板e传递

7

0.12

20.65

qAC均布

KL-9梁自重

+抹灰层重

+KL-9墙体重

25

17

0.35

0.85

0.12

6.6357

qCD均布

KL-9梁自重

+抹灰层重

25

17

0.35

0.85

0.12

6.6357

qDF均布

KL-6梁自重

+抹灰层重

+KL-9墙体重

25

17

0.35

0.65

0.12

4.8177

集中力荷载计算过程及结果如表4-11到4-16所示。

表4-11FKL-4集中力计算过程及结果

相关参数

梁宽

（m）

梁高

（m）

板厚

（m）

梁墙容重

（kN/m）

抹灰容重

（kN/m）

窗宽

（m）

窗高

（m）

窗S

（m2）

窗个数

（个）

一跨长

（m）

0.25

0.55

0.1

25

17

2

1.8

3.6

1

4.5

A传

1.2

B传

1.575

F传

1.475

双边

2

板荷载

7

FKL-4

KL-4梁传递集中力

q均布

梁自重（kN/m）

2.8125

q均布合计

5.9655

FKL-4计算

58.499775

抹灰（kN/m）

0.153

女儿墙（kN/m）

3

q梯形最大

板B传（kN/m）

11.025

q梯形合计

11.025

表4-12FLL-3集中力计算过程及结果

相关参数

梁宽

（m）

梁高

（m）

板厚

（m）

梁墙容重

（kN/m）

抹灰容重

（kN/m）

门宽

（m）

门高

（m）

门S

（m2）

门个数

（个）

一跨长

（m）

0.2

0.5

0.1

25

17

0

0

0

0

4.5

A传

1.2

B传

1.575

F传

1.475

双边

2

板荷载

7

FLL-3

LL-3梁传递集中力

q均布

梁自重（kN/m）

2

q均布合计

2.136

FLL-3计算

73.62765

抹灰（kN/m）

0.136

墙体（kN/m）

0

q梯形

2板B传（kN/m）

22.05

表4-13FLL-2集中力计算过程及结果

相关参数

梁宽

（m）

梁高

（m）

板厚

（m）

梁墙容重

（kN/m）

抹灰容重

（kN/m）

门宽

（m）

门高

（m）

门S

（m2）

门个数

（个）

一跨长

（m）

0.2

0.5

0.1

25

17

1

2.1

2.1

1

4.5

A传

1.2

B传

1.575

F传

1.475

双边