7层钢筋混凝土框架结构设计计算书.docx
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7层钢筋混凝土框架结构设计计算书
页眉内容
目录
前言IV
第一章建筑设计方案1
1.1工程地质条件1
1.2主要建筑做法2
1.3建筑截面选型、平面布置及构件截面初估2
第二章结构设计方案4
2.1确定计算简图4
2.2统计荷载：
5
2.3风载作用下侧移的验算11
2.4内力计算12
2.5内力组合33
2.6截面设计与配筋计算49
第三章施工组织设计75
3.1工程概况75
3.2施工方案76
3.3主体工程施工78
3.4施工现场的平面布置图81
3.5工程措施82
3.6编制依据86
附表定额计算人工及工日88
结论92
谢辞94
参考文献95
页眉内容
摘要
本论文综合运用所学的专业知识，根据设计任务书的要求进行了钢筋混凝土结构办公楼的建筑设计、结构设计。
设计过程遵循先建筑后结构再基础的顺序进行。
建筑设计，依据建筑总体规划要求、建筑用地条件和基地周边的环境特点，首先设计建筑平面，其次进行立面造型、剖面设计。
建筑设计应满足使用功能和造型艺术的要求，并适应未来发展与灵活改造的需要。
结构设计密切联系建筑设计，以现行的有关规范为依据，主要包括结构选型及结构布置、确定计算简图及计算单元、荷载计算、侧移控制、内力组合、构件设计、楼梯设计、基础设计等内容。
本工程采用钢筋混凝土结构框架结构体系（横向承重），选择了有代表性的一榀框架进行计算。
对于竖向荷载作用采用弯矩二次分配法，水平荷载作用采用D值法。
设计计
算整个过程中综合考虑了技术经济指标和施工工业化的要求，由于本工程位于6度抗震设防
区，所以计算时不考虑抗震要求。
施工组织设计主要包括施工准备工作、施工部署、主要项目的施工方法以及技术质量、安全生产、文明施工方面的一系列措施。
关键词：
建筑设计结构设计
施工组织设计荷载计算
ABSTRACT
Thisthesisusestheprofessionalknowledgesyntheticallyaccordingtotherequestofthedesignprogram.Thedesignoftheofficebuildingincludesarchitecturaldesign,structuraldesignandconstructionmanagementdesign.
Thedesignprocessfollowstheorder:
firstly,architecturaldesign;secondly,structuraldesign;lastly,thefoundationdesign.Thearchitecturaldesign,accordingtothemasterplanofthebuilding,thesitecondition,peripheralurbanenvironment,andcharacteristicofthebasedesignthebuildingplainatfirst.Theelevationdesigniscarriedonsecondly,consideringbuildingclassifyandfireprevention.Thearchitecturaldesignshouldmeettheneedsofthefunctionalrequirement,theuserequirementanddevelopmentandflexibletransformationinthefuture.
Structuraldesignmaintainsclosetieswiththearchitecturaldesign,whichisbasedoncurrentrelevantcodes.Itincludesthestructurestyle,thepreliminaryestimationforthestructuralmembers,confirmationofthesketchandunitforcalculation,sidewaycontrol,loadcalculation,componentdesign,slab-stairsdesign,flooroverlaydesignandfoundationdesign.Thisprojectadoptscast-in-placereinforcedconcretestructure（transversebearing）,whichhaschosenarepresentativeframetocalculate.Verticalloadfunctionadoptsmomentdistributionmethod,levelloadfunctionadoptsDvaluemethod,andseismicloadfunctionadoptsequivalentbaseshearmethod.Duringthe
designprocessearthquake-resistantdesign,technicaleconomyindexandconstructionindustrializedrequestaresyntheticallyconsidered.
Constructionmanagementdesignincludesthepreparationofconstruction,constructionschedule,themainconstructionmethodandaseriesofmeasuresfortechnologicalquality,safetyinproductionandcivilizationconstruction.
Keywords:
Architecturaldesign,Structuraldesign,
Constructionmanagementdesign,Loadcalculation
、八
前言
结构设计是土木工程毕业设计的重要阶段，是毕业前的综合学习阶段,是深化、拓宽、综合教学的重要过程,是对大学期间所学专业知识的全面总结。
本组毕业设计题目为《浙江临海苍山科研综合楼设计》。
在结构前期，我复习了《结构力学》、《土力学与基础工程》、《混凝土结构》、《建筑结构抗震设计》等知识，并借阅了《抗震规范》、《混凝土规范》、《荷载规范》、《砌体规范》、《地基基础规范》等规范。
在网上搜集了不少资料，并做了笔记。
在结构设计中期，我们通过所学的基本理论、专业知识和基本技能进行计算和分析。
在结构设计后期，主要进行设计手稿的电脑输入和PKPM计算出图（并有一张手画基础图），并得到老师的审批和指正，使我圆满的完成了任务，在此表示衷心的感谢。
结构设计的六周里，在指导老师的帮助下，经过资料查阅、设计计算、以及外文的翻译，加深了对新规范、规程、手册等相关内容的理解。
巩固了专业知识、提高了综合分析、解决问题的能力。
在进行内力组合的计算时，进一步了解了Excel；在绘图时熟练掌握了AutoCADPKPMI等专业软件。
以上所有这些从不同方面达到了毕业设计的目的与要求。
框架结构设计的计算工作量很大，在计算过程中以手算为主，辅以一些计算软件的校正。
由于自己水平有限，难免有不妥和疏忽之处，敬请各位老师批评指正。
本工程为浙江临海苍山科研综合楼设计，采用现浇钢筋混凝土框架结构，纵横双向框架
承重。
根据规划及房屋使用要求采用七层的结构，层高为3.9m。
建筑平面布置，剖面布置及各节点祥图详见建筑图。
第一章建筑设计方案
1.1工程地质条件
1.1.1气象条件
基本风压：
0.9KN/m2，基本雪压：
0.6KN/m2
1.1.2抗震设防
7度抗震
（1）第一层填土，不宜做为天然地基土，建议全部挖除
层
号
土层名称
土壤重度
3
（KN/m）
层底深度H
（m）
1
填土
2
黄土状粉质粘
土
140
4.1
18.0
0.8
3
粉质粘土（
孔隙比
e=0.861,
液性指数
Il=-0.02）
190
9.4
18.4
2.5
4
粘土（孔隙比
e=0.948,
液性指数
Il=-0.21）
220
10.0
18.0
3.5
6
粗砾砂
240
20.0
18.5
4.5
7
碎石
250
15
5.8
8
中风化灰岩
2000
10
（3）采用天然地基是较适宜的方案，建议以第四层粘土作为主体结构的地基持力层
（4）基坑开挖时，建议基坑允许坡度值为1:
0.35。
（5）根据波速实验及地脉动测试结果，该建筑场地为U类中硬场地
（6）勘察期间，测得场地地下水静止水位埋深为10.20-10.90m，可不考虑水质对基础混凝土的侵蚀性。
（7）地区地震基本烈度为6度。
最大冻土深度按0.50m考虑。
1.1.4设计标高
室内设计标高0.00，室内外高差600mm
1.1.5活荷载标准值
活荷载：
楼面活荷载标准值为2.0KN/m2，走廊、门厅活荷载标准值为2.5KN/m2，楼梯活荷载采用3.5KN/m2屋面采用不上人屋面均布活荷载标准值为0.5KN/m2。
1.2主要建筑做法
主要建筑做法说明见建筑做法总说明。
门窗做法：
门均为铝合金门，窗均为铝合金窗，门窗尺寸见建筑做法总说明：
门窗表
1.3建筑结构选型、平面布置及构件截面初估
本工程是浙江临海苍山科研综合楼设计，建筑面积为5733卅，层数为7层，根据使用要
求采用框架结构，楼面采用现浇板，框架梁、柱为现浇整体构件，基础采用钢筋混凝土柱下独立基础。
1.3.2框架结构平面布置
框架结构平面布置如下图：
1.3.3构件截面初估
1）框架梁1截面尺寸的确定：
高h:
（1/8—1/12）L取h=600伽
宽b:
（1/3—1/2）h取b=300伽
框架梁2截面尺寸的确定：
取h=400mmb=250伽
2）次梁截面尺寸的确定：
高h:
（1/12-1/18）L取h=450m
宽b:
（1/3-1/2）h取b=250m
3）框架柱截面的初步估定：
7.26.6
147（3.00.9）
fc0.91000
中柱截面尺寸的确定：
A=a2=2=0.29m2
页眉内容
取bxh=500mrH600mm,为计算简便，边柱中柱尺寸取相同。
第二章结构设计方案
2.1确定计算简图
2-7层层高均为3.9m,1层层高为3.9+0.6+1.9=6.4m
框架梁线刚度的计算：
考虑板对梁的翼缘作用取I2I
40厚喷涂硬质发泡聚氨酯保温层
3
1.810E1
0.108E
46.8
0.02
10
0.03
0.5
0.02
0.05KN/
15
0.09
0.01
5.56KN/
0.02
0.02
x20=0.4KN/m2
x0.002=0.1KN/m
x25=0.75KN/m
x0.04=0.02KN/m
x20=0.4KN/m
m2
x0.15=2.25KN/m
x25=2.25KN/m
x17=0.17KN/m
m2
x28=0.56KN/m
x20=0.4KN/m
x19.5=1.17KN/m
x25=2.25KN/m
10厚混合砂浆抹灰层
0.01
x17=0.17KN/m2
合计
4.55KN/
m2
（3）标准层楼面走廊荷载：
20厚磨光大理石板
0.02
x28=0.56KN/m
20厚1:
2水泥砂浆
0.02
x20=0.4KN/m
60厚CL7.5陶粒混凝土
0.06
x19.5=1.17KN/m
现浇钢筋混凝土楼板
0.08
x25=2.00KN/m
10厚混合砂浆抹灰层
0.01
x17=0.17KN/m
合计
4.30KN/
m2
（4）梁自重：
bxh=300m咏600mm
梁自重
10厚混合砂浆抹灰层
（0.6-0.09）x25x0.3=3.83KN/m
（0.6-0.09）x2x0.01x17=0.17KN/m
合计
4.00KN/m
梁自重：
bxh=250mX450mm
梁自重（0.45-0.09）x25x0.25=2.25KN/m
10厚混合砂浆抹灰层（0.45-0.09）x2X0.01x17=0.12KN/m
合计
2.37KN/m
梁自重：
bxh=250mx400mm
梁自重
（0.4-0.08）x25x0.25=2.00KN/m
10厚混合砂浆抹灰层（0.40-0.08）X2X0.01X17=0.11KN/m
合计
2.11KN/m
（5）柱自重：
bxh=500mrx600mm
柱自重
0.5x0.6x25=7.50KN/m
10厚混合砂浆抹灰层0.5x0.6x0.01x17=0.34KN/m
合计
7.84KN/m
（6）外纵墙自重:
标准层：
加气混凝土砌块自重
4.19KN/m
底层：
加气混凝土砌块自重
7.26KN/m
（7）内纵墙自重
标准层加气混凝土砌块自重
铝合金窗
（2.10.3）2
1.20.350.31KN/m
5.40.5
合计
5.92KN/m
底层
加气混凝土砌块自重
铝合金窗
—°3）2「2°350.31KN/m
5.40.5
合计
8.69KN/m
（8）女儿墙自重
女儿墙自重
0.8
X0.24X18=3.46KN/m
压顶自重
0.06
X0.30X25=0.45KN/m
陶瓷锦砖外墙面
0.5
X0.9+0.5X0.3=1.05KN/m
合计
（9）栏杆自重0.25
2.2.2活荷载标准值计算：
（1）屋面和楼面活载标准值：
不上人屋面0.5KN/
楼面：
办公室2.0KN/
4.96KN/m
X0.4X25+0.24X1.2X18=7.68KN/m
m2
m2
走廊、卫生间、楼梯间2.5KN/m
（2）雪荷载：
s00.6KN/m2
5.4=93.64KN
传到1/B柱上的荷载:
124
屋面：
7.375.443.94KN
3
第三~七层：
242611.555.470.46KN
3
第二层：
4.3°・92.110.1916.1311.505.473.58KN
3
传到3/B柱上的荷载:
屋面：
124
7.375.443.94KN
3
第三层:
24.2611.555.470.46KN
3
第二层：
4.30.92.110.1916.1311.505.473.58KN
3
传到C柱上的荷载:
屋面:
5.56
X2.7X3.0+9.0
X5.4=93.64KN
标准层:
13.79X5.4+36.87=111.34KN
传到D柱上的荷载：
屋面：
45.04+8.96X5.4=93.42KN
标准层：
8.19X5.4+36.87=81.10KN
传到底层上的的恒荷载：
AC柱：
（2.5+4.35）X5.4=36.99KN
BD柱：
（2.5+8.69）X5.4=60.43KN
（2）活荷载标准值计算：
AB跨梁：
屋面：
1.62KN/m楼面：
5.40KN/m
CD跨梁：
屋面：
1.62KN/m楼面：
5.40KN/m
传到A柱上的荷载：
屋面：
0.6X2.7X3.3=5.35KN
标准层：
2.7X2.0X3.3=17.82KN
传到B柱上的荷载:
屋面：
5.35+0.54X5.4=8.27KN
标准层:
2.25X5.4+17.82=29.97KN
传到C柱上的荷载：
屋面：
2.7X0.6X3.0+0.54X5.4=7.78KN
页眉内容
标准层：
2.7X2.0X3.0+2.25X5.4=28.35KN
传到D柱上的荷载：
屋面：
4.86KN
标准层：
16.20KN
传到1/B、1/C柱上的荷载：
227
屋面：
2270.545.43.67KN
3
473
标准层：
2.255.413.73KN
3
945
二层：
9452.255.415.30KN
3
作用在屋面梁和楼面梁节点处的集中风荷载标准值：
B
wkzsw0（hihj）基本风压：
w00.9KN/m2
j2
B=5.4m,—层层咼为4.5m,标准层层咼均为3.9m。
集中风荷载标准值：
离地高度
z/m
27.9
1.38
0.958
1.41
0.8
0.9
3.9
29.50]
24
1.32
0.811
1.36
0.8
0.9
3.9
27.22
20.1
1.25
0.59
1.28
0.8
0.9
3.9
24.261
16.2
1.17
0.412
1.21
0.8
0.9
3.9
21.47I
12.3
1.06
0.263
1.15
0.8
0.9
3.9
18.48
8.4
1
0.132
1.08
0.8
0.9
3.9
P17.64I
4.5
1
0.056
1.03
0.8
0.9
4.5
9.01|
T10.250.53103齐0.41sH=28.8mB=20.9m
v'B
W0T120.15查表1.26
H
1.38查表0.468
B
2.3风载作用下侧移的验算
横向2-7层D值的计算:
构件名称
A轴柱
[0.788
0.283
13911；
B轴柱
1.500
0.429
21089
1/B轴柱
0.711
0.262
12879J
3/B轴柱
[0.711
0.262
128791
C轴柱
1.580
0.441
216781
D轴柱
：
0.867
0.302
148461
横向底层D值的计算:
构件名称
A轴柱
M.164
0.526
13150
B轴柱
2.230
0.645
16125
1/B轴柱
[1.050
0.508
12700
3/B轴柱
1.050
0.508
12700
C轴柱
[2.330
0.654
16350
D轴柱
1.280
0.543
13575
232侧移验算
水平荷载作用下框架的层间侧移可按下式计算
左风载作用下框架侧移计算：
层数|
7[
29.5
29.5
:
47879
0.00062
6
27.22
56.72
47879
0.00118
5
24.26
80.98
47879
0.00169
"I
21.47
102.45
P47879
0.00214
3
18.48
120.93
47879
0.00253
2]
17.64
138.57
:
47879
0.00289
1
9.01
147.58
41975
0.00352
11
层间侧移最大值丄v丄（满足）
1820667
在左风载作用下满足条件，则在右风载作用下层间侧移也满足条件
2.4内力计算
顶层：
（恒载作用下）
A7A6A7B7B7A7B7B6B71/B71/B7B71/B71/B6
分配系数：
0.560.440.320.400.280.420.58
固端弯矩：
-69.0169.01-0.570.57
38.6530.36—15.18
-13.38-26.76-33.45-23.41
—-11.71
7.49
5.89
—2.952.344.68
6.46
-0.85
J-1.69-2.12-1.48
—-0.74
0.480.37
—0.190.160.31
0.43
页眉内容
-0.11-0.14-0.10-0.05
46.62-46.62
0.02
58.7-35.7
0.03
1-23.06-6.92
6.92
3/B73/B63/B7C7
C73/B7C7C6C7D7D7C7D7D6
分配系数:
0.58
0.42
0.280.390.330.46
0.54
固端弯矩:
-0.57
0.57-
57.0357.03
-13.12
J-26.23
-30.80
9.74
J19.48
27.1422.96
—-11.48
-5.32
-3.85
—2.95
2.344.68
；6.46
0.64
J1.28
1.781.51
—0.76
-0.37-0.27
—-0.14
-0.18
J-0.35-
■0.41
0.05
J0.09
0.120.11
-0.03
-0.02
-5.72
5.7219.3529.04
-48.3937.41
-37.41
恒载作用下：
顶层
标准层底层活荷载作用下：
顶层
标准层底层恒载作用下弯矩图：
恒载作用下的轴力图：
恒载作用下的剪力图：
框架梁在恒载作用下经调幅至柱边截面的弯矩：
活载在ABCD跨的弯矩图：
活载在ABCD跨的轴力图：
活载在ABCD跨的剪力图：
框架梁在活载作用下经调幅至柱边截面的弯矩：
（1）左风荷载作用下:
层数
柱顶集中风载P
A柱
B柱
1/B柱
柱的剪力V（KN）
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