小高层毕业设计计算书.docx

1、小高层毕业设计计算书目 录1序言22设计资料 32.1工程概况32.2 设计任务32.3设计依据3 3结构设计过程43.1 构件尺寸选取43.2荷载计算44计算书5 4.1承台布置及预应力薄壁管桩设计54.2楼梯配筋计算11参考文献14致谢14附件一：文献综述141序 言毕业设计是大学本科教育培养目标实现的重要阶段，是毕业前的综合学习阶段,是深化、拓宽、综合教与学的重要过程,是对大学期间所学专业知识的全面总结。为了使自己所学的知识能够更好的运用在将来的实际工作中，并提高自己的知识面，使自己的能力能够进一步的提高，因此我以机算为主，手算为辅完成自己的毕业设计。我的毕业设计题目为小高层设计。在毕业

2、设计前期，我温习了结构力学、钢筋混凝土、土力学、基础工程等知识，并查阅了混凝土结构设计规范（GB50010-2002）、建筑结构荷载规范(GB50009-2001)、建筑桩基技术规范(JGJ94-94)、建筑地基基础设计规范(5007-2202)等规范以及建筑结构制图标准(GB/T50105-2001)和现浇混凝土框架、剪力墙、框架-剪力墙、框支剪力墙结构(03G101-1)。在毕业设计中期，我们通过所学的基本理论、专业知识和基本技能进行建筑、结构设计，在毕业设计后期，主要进行设计计算书的输入。在整个设计过程中都得到指导老师的指正和帮助，因此使我圆满的完成了任务，在此表示衷心的感谢。 毕业设计

3、的三个月里，在指导老师的帮助下，经过资料查阅、设计计算、计算书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。在进行结构计算时，应用了PKPM设计软件，对其有一定的了解，并在绘图时熟练掌握了AutoCAD-Tarch,以上所有这些从不同方面基本达到了毕业设计的目的与要求。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。小高层设计 指导老师：？ 编写：？ 071081246 摘要： 本建筑主体机构为12层，地下1层，地上11层，属于框支剪力墙结构。功能为地下室为设备用房，1、2两层为商场，3层以上为住宅房。建筑绘图采用

4、AUTOCAD软件，计算采用PKPM等软件，通过建立数据人机交互模式，实现结构计算。基础采用某小高层的地质资料，采用桩基础，桩采用预制桩，整个建筑物是适应时代发展需求的小高层建筑。关键字： 小高层建筑 框支剪力墙 桩基础Abstract:This building is designed into 12 stories:underground 1 layer,on the ground 11 layers.Structure part cut the frame shears the dint wall construction. The function is a ground floor

5、to use the building for the equipments,1 and 2 two layers are markets,3 layers are above for residence building. Building painting adoption AUTOCAD software, calculation adoption PKPM etc. software, pass to establish data persons machine hand over with each other mode, realize construction calculati

6、on.Some small high geologies data in foundation adoption and the foundation adopts piles foundation.And the piles which are prepared, whole building is to adapts to the ages development demanding and small high buildings.Key words: Small skyscraper The frame shears the dint wall foundation2.设计资料2.1工

7、程概况本次毕业设计课题为小高层设计，该建筑主体结构为12层，地下1层，地上11层，总建筑面积为6924.83平方米，其中地下建筑面积为791.84平方米。地面以上11层高37.2米，地下一层深3.6米。建筑结构类型：框支剪力墙结构。设计使用年限：50年。抗震设防烈度为：6度。 建筑耐火等级为为地上1级。2.2设计任务（1）综合应用所学的知识，通过参考资料的查询，能对其建筑单体进行基本的建筑设计；（2）综合应用所学的混凝土结构设计和其他相关知识进行结构设计；（3）应用PKPM结构设计软件进行结构建模，之后对梁、板、柱进行结构配筋；（4）运用混凝土结构设计的相关知识进行小构件如楼梯的手算配筋，以及

8、用土力学和基础工程的相关知识进行承台和桩基的设计，以巩固所以的知识；（5）完成整套的建筑施工图和结构施工图。2.3设计依据（1） 毕业设计任务书。（2） 国家现行有关建筑及规划设计规范标准和规定：建筑结构可靠度设计统一标准（GB50068-2001）混凝土结构设计规范 （GB50010-2002）建筑结构制图标准 （GB/T50105-2002）建筑结构荷载规范 (GB50009-2001)建筑抗震设防分类标准 （GB50223-2004）建筑抗震设计规范 （GB50011-2201）砌体结构设计规范 （GB50003-2001）建筑地基基础设计规范 （GB50007-2002）建筑桩基技术规

9、范 （JGJ94-94）高层民用建筑设计防火规范 （GB50045-95）（2001年版）住宅设计规范 （GB50096-99）商店建筑设计规范 （JGJ48-88 ） 民用建筑设计通则 （JGJ37-87 ）建筑设计防火规范 （GBJ16-87）（2001年版）3结构设计过程3.1构件尺寸选取由于本建筑是框支剪力墙结构，3层为转换层，受力比较复杂，因此梁尺寸比较大，板厚也比较厚，住宅房的板厚为120mm, 厨房、卫生间、阳台和其他小构件板厚均为100mm。3.2 荷载计算3.2.1屋面恒载（上人屋面）面层（防水层、隔热层、保温层、找平层） 1.5找坡层：1：8水泥膨胀珍珠岩2%找坡，最薄处不

10、小于30； 0.037=0.21结构层：120厚现浇钢筋混凝土屋面 0.1225=3顶棚抹灰：20厚1：2水泥砂浆 0.0220=0.4 合计 5.113.2.2楼面恒载 （板100厚）面层：30厚细石混凝土楼面（用于除厨房、卫生间所有房间） 0.0324=0.72结构层：100厚钢筋混凝土楼面 0.1025=2.5顶棚抹灰： 0.0220=0.4二次装修荷载： 0.6 合计 4.223.2.3活载非上人屋面活载为:0.5，上人屋面活载为:2.0；住宅楼面活载为:2.0，悬挑阳台为:2.5，商场为3.5。4计算书4.1承台布置及预应力薄壁管桩设计4.1.1 计算参数信息各柱子轴力标准组合值分布

11、如下图柱子截面尺寸和，以相应于荷载效应标准组合时作用于柱底的荷载为：竖向力标准力，竖向力标准力产生的为例计算。采用预应力薄壁管桩，桩外径,设计桩长为43m，承台混凝土强度等级取C45,配置HRB335级钢筋。4.1.2地质报告 根据地质勘测报告列各土层的桩端端阻力和桩侧侧阻的特征值及土层厚度如下序号 土厚度（m）土侧侧阻力特征值（kPa）土端端阻力特征值（kPa）土名称116.312.60粘土27.633.30粉质粘土316.4330粘土4346.22970粘土 4.1.3计算参数信息:柱传至承台的竖向力标准值: F=6324kN 柱传至承台底面X方向的弯矩标准值: Mx=0.00kN.m 混

12、凝土强度等级: C45 钢筋级别:HRB335 承台以上土的厚度: Hd=1m 混凝土保护层的厚度: H=30.00mm 桩的入土深度: d=43m 承台以上土的重度: 0=20.00kN/m3 矩形承台边长: L=3.5m 承台的箍筋间距: S=0.00mm4.1.4. 承台弯矩设计值计算: 计算简图如下： 1. 桩顶竖向力的计算(依据建筑桩技术规范JGJ94-94的第5.1.1条) 其中 F作用于桩基承台顶面的竖向力设计值，F=1.26324.00=7588.80kN； G桩基承台的自重，G=1.2（25.012.251.2+2012.251)=735.00kN； Mx,My作用于承台底面

13、通过桩群桩形心的x,y轴的弯矩设计值(kN.m)； xi,yi第i复合基桩或基桩x,y轴的距离(m)； Ni基桩的竖向力设计值(kN)。 经计算得到单桩桩顶竖向力设计值: 最大压力： N=(7588.80+735.00)/4+0.00(2.10/ 2)/4.41+0.00(2.1/ 2)/4.41=2080.95kN 没有拔力! 2. 矩形承台弯矩的计算(依据建筑桩技术规范JGJ94-94的第5.6.1条) 其中 Mx1,My1垂直X轴和Y轴方向计算截面处的弯矩设计值； xi,yi垂直Y轴和X轴方向自桩轴线至相应计算截面的距离； Ni1扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值(kN)，Ni1=Ni-

14、G/n。 经过计算得到弯矩设计值： Mx1=2(2080.95-735.00/4)(2.10/2-0.80)=948.60kN.m My1=2(2080.95-735.00/4)(2.10/2-0.80)=948.60kN.m4.1.5. 承台截面主筋的计算: 依据混凝土结构设计规范(GB50010-2002)第7.2条受弯构件承载力计算 式中 1系数，当混凝土强度不超过C50时，1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时， 1取为0.94,期间按线性内插法确定； fc混凝土抗压强度设计值； h0承台的计算高度； fy钢筋受拉强度设计值，fy=300N/mm2。 X方向配筋，计算得: s=948

15、.60106/(1.0021.103.5010001170.002)=0.0094 =1-(1-20.0094)0.5=0.0094 s=1-0.0094/2=0.9953 Asx=948.600106/(0.99531170.00300.00)=2715.36mm2。 承台截面主筋，X方向选用:18 14150(As=2769.48mm2)。 Y方向配筋，计算得: s=948.60106/(1.0021.103.5010001170.002)=0.0094 =1-(1-20.0094)0.5=0.0094 s=1-0.0094/2=0.9953 Asy=948.600106/(0.99531

16、170.00300.00)=2715.36mm2。 承台截面主筋，Y方向选用:18 14150(As=2769.48mm2)。4.1.6. 承台受冲切验算: 依据建筑桩基础技术规范(JGJ 94-94) 1, 对四桩承台可按下列公式计算受冲切承载力： 式中 Fl作用于冲切破坏锥体上的冲切力设计值，取 7588.80kN bx,by矩形截面柱或局部荷载作用面积的边长 ax,ay冲跨，冲切破坏锥体侧面顶边与底边间的水平距离； x,y分别与冲跨比x,y对应的冲切承载力系数，按下式计算 h0承台外边缘的有效高度 柱对承台冲切验算: 取： ax=0.37m,ay=0.37m x=0.32,y=0.32

17、x=1.39,y=1.39 bx=0.80m,by=0.80m 0=1.20,ft=1.80N/mm2 h0=1.170m 计算得： F=21.39(0.80+0.37)+1.39(0.80+0.37)1800.001.17=13746.29kN 经过计算,由于抗冲切力 F=13746.29kN = 7588.801.20=9106.56kN，所以满足要求! 2, 四桩承台受角桩冲切按下式验算： 式中 N作用于角桩顶的竖向压力设计值，取 2080.95kN bx,by承台边缘至桩内边缘的水平距离 ax,ay冲跨，为桩边缘至柱边或承台变阶处的水平距离，当大于h0时，取h0； x,y分别与冲跨比x

18、,y对应的冲切承载力系数，按下式计算 角桩对承台的冲切验算(与柱边形成的破坏锥体) 取： ax=0.37m,ay=0.37m x=0.32,y=0.32 x=0.93,y=0.93 bx=0.98m,by=0.98m 0=1.20,ft=1.80N/mm2 h0=1.170m 计算得：N=0.930(0.98+0.18)+0.930(0.98+0.18)1800.001.17=4562.52kN 经过计算,由于抗冲切力 N=4562.52kN = 2080.951.20=2497.14kN，所以满足要求!4.1.7. 承台截面抗剪切计算: 依据建筑桩技术规范(JGJ94-94)的第5.6.8条

19、和第5.6.11条。 根据第二步的计算方案可以得到XY方向桩对承台的最大剪切力 记为V=(2080.95-183.75)2=3794.40kN 我们考虑承台配置箍筋的情况，斜截面受剪承载力满足下面公式： 其中 0建筑桩基重要性系数，取 1.20； 剪切系数，XY方向分别为:0.20，0.20； fc混凝土轴心抗压强度设计值，fc=21.10N/mm2； b0承台计算截面处的计算宽度，XY方向分别为:3500.00mm，3500.00mm； h0承台计算截面处的计算高度，h0=1170mm； fy箍筋受拉强度设计值，fy=300.00N/mm2。 柱边处的斜截面受剪承载力计算： X方向: 验算是

20、否按计算配置箍筋 fcb0h0=0.2021.1035001170=17280900.00N0V=4553280.00N 已满足抗剪要求，只需按构造配箍筋! Y方向: 验算是否按计算配置箍筋 fcb0h0=0.2021.1035001170=17280900.00N0V=4553280.00N 已满足抗剪要求，只需按构造配箍筋!4.1.8. 承台的局部受压承载力验算: 当柱或桩的混凝土强度等级高于承台的混凝土强度等级5N/mm2以上时，应验算承台在柱下或桩上的局部受压承载力。 承台的局部受压承载力就按下式计算： 其中 F1局部荷载设计值 A1混凝土局部受压面积 柱对承台的局部受压验算： Ab局

21、部受压时的计算底面积： bx,by局部受压面积的边长，取0.80m,0.80m c局部受压面积的边至相应的计算底面积的边距离0.70m 取 F1=7588.80kN A1=0.64m2 Sc=0.70m Ab=5.76m 0.95(5.76/0.64)0.521.100.641000=38486.40kN=9106.56kN 满足局部受压承载力要求 角桩对承台的局部受压验算： Ab局部受压时的计算底面积： c桩的外边至承台边缘的距离；当大于bp时，取为bp 取 F1=2080.95kN A1=0.49m2 c=0.70m Ab=4.41m2 0.95(4.41/0.49)0.521.100.4

22、91000=29466.15kN=2497.14kN 满足局部受压承载力要求4.1.9. 桩承载力验算: 桩承载力计算依据建筑桩技术规范(JGJ94-94)的第4.1.1条 根据第二步的计算方案可以得到桩的轴向压力设计值，取其中最大值N=2080.95kN 桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式： 其中 0建筑桩基重要性系数，取1.20； fc混凝土轴心抗压强度设计值，fc=21.10N/mm2； A桩的截面面积，A=0.385m2。 经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求,只需构造配筋!4.1.10. 桩竖向极限承载力验算: 桩承载力计算依据建筑桩基础技术规范(JGJ94-94)的第5.2.2-

23、3条 根据第二步的计算方案可以得到桩的轴向压力设计值，取其中最大值N=2080.95kN 桩竖向极限承载力验算应满足下面的公式： 最大压力: 其中 R最大极限承载力； Qsk单桩总极限侧阻力标准值: Qpk单桩总极限端阻力标准值: s,p分别为桩侧阻群桩效应系数，桩端阻群桩效应系数，承台底土阻力群桩效应系数； s,p分别为桩侧阻力分项系数，桩端阻抗力分项系数，承台底土阻抗力分项系数； qsk桩侧第i层土的极限侧阻力标准值，按下表取值； qpk极限端阻力标准值，按下表取值； u桩身的周长，u=2.20m； Ap桩端面积,取Ap=0.38m2； li第i层土层的厚度,取值如下表；厚度及侧阻力标准值

24、表如下:序号 土厚度(m) 土侧阻力标准值(kPa) 土端阻力标准值(kPa) 土名称 0 16.3 12.6 0 粘性土 1 7.6 33.3 0 粉土或砂土 2 16.4 33 0 粘性土 3 3 46.2 2970 粘性土 由于桩的入土深度为43m,所以桩端是在第4层土层。 最大压力验算: R=2.20(16.312.60.8+7.633.31.6+16.4330.8+2.746.20.8)/1.65+1.642970.000.38/1.65=2604.78kN 上式计算的R的值大于最大压力2080.95kN,所以满足要求!. 4.2 楼梯配筋计算4.2.1 底层梯段板设计已知底层层高3

25、.6m，踏步尺寸，采用C25混凝土，板采用HPB235钢筋、梁纵筋采用HPB335钢筋。楼梯上均布活载标准值。(楼梯平面布置见下图) 取板厚度，约为板斜长，板倾斜角，取1m宽板带计算。 荷载计算如下： 梯段板的荷载计算见下表，恒载分项系数；活载分项系数梯 段 板 的 荷 载 荷 载 种 类荷 载 标 准 值恒荷载水磨石面层(0.28+0.165)0.658/0.28=1.05三角形踏步0.50.280.16525/0.28=2.06混凝土斜板0.1225/0.86=3.49板 底 抹灰0.0220/0.86=0.47小 计7.07活 荷 载2.0总荷载设计值 。截面设计如下：板水平计算跨度 ，

26、弯矩设计值 ，查表得，选配（级钢），分布筋。梯段板配筋见下图4.2.2底层平台板设计设平台板厚度，取1m宽板带计算。平台板底荷载计算见下表，恒载分项系数；活载分项系数。总荷载设计值 平 台 梁 的 荷 载 荷 载 种 类荷 载 标 准 值恒荷载水磨石面层0.65100mm厚混凝土板0.125=2.5板 底 抹灰0.0220=0.4小 计3.55活 荷 载2.0截面设计如下：平台板底计算跨度 弯矩设计值 板有效高度 ，查表得，选配, 4.2.3底层平台梁设计设计平台梁截面尺寸为荷载计算见表 平台梁的荷载 荷 载 种 类荷 载 标 准 值(kN/m)恒荷载梁 自 重0.2（0.3-0.1）25=1

27、梁侧粉刷0.02（0.3-0.1）220=0.16平台板传来3.551.48/2=2.63梯段板传来7.072.8/2=9.9小 计13.69活 荷 载2.0（3.38/2+1.54/2）=4.28截面设计如下计算跨度 。弯矩设计值 剪力设计值 截面按T形截面计算 梁的有效高度 经判别属于属于第一类T形截面，查表得 ，选配（级钢），配置箍筋，则斜截面受剪承载力 （满足要求）平台梁配筋见结构详图。参考文献混凝土结构（上、中）；主编：东南大学 程文禳，同济大学 颜德姮；中国建筑工业出版社混凝土结构设计；主编：沈蒲生；高等教育出版社；建筑结构构造资料集下册；主编：建筑结构构造资料集编委会；中国建筑工业出版社；混凝土结构设计；主编：朱彦鹏；同济大学出版社；混凝土结构设计；主编：周克荣；同济大学出版社；建筑结构荷载规范GB500092001；钢筋混凝土组合楼盖设计与施工规程YB9238-92住宅设计规范GB50096-1999；民用建筑设计通则GB50352-2005；混凝土结构设计规范GB50010-2002；砌体结构设计规范GB50003-2001；建筑桩基技术规范JGJ94-94;工民建专业毕业设计手册；主编：杨志勇；武汉工业大学出版社；简