土木毕业设计钢筋混凝土框架计算书.docx

1、土木毕业设计钢筋混凝土框架计算书大连理工大学 本科毕业设计（论文）题 目： 大连某机关办公楼结构设计 学 院： 土木工程学院 专 业： 土木工程（建筑工程方向）学 号： 06442024 学生姓名： 指导教师： 职 称： 大连某机关办公楼结构设计摘要本设计为大连市技术质量监督局改造的结构设计部分；为顾及结构的多种使用功能故结构形式采用框架结构；本结构设计任务在已有建筑图基础上，结合现场地质条件，综合大学所学与认识实践所得，通过框架荷载计算、部分结构构件手算，在严格遵守国家规范的基础上辅以PKPM、AutoCAD等工具软件设计完成。设计内容包括基础、柱、梁、板、楼梯等结构构件的构造措施与配筋方法

2、；通过手算荷载的输入，由工具软件得出周期、振型、地震力、结构位移等信息，由此些信息分析结构的合理性并进行相应修改；施工图则按照标准分别绘制各子项；此后将手算一榀框架所得数据与PKPM等工具软件所得空间框架计算结果进行比较，分析列出两者的差别，了解不同计算方法之间的异同。关键字毕业设计 土木工程 框架结构 Abstract This design is the structure design parts of technology quality supervision bureau in JingJiang JiangSu. The strucaural system is frame fo

3、r the kinds of functionsofuse. This structure completed basing on the existing building drawing and the report of geological examination, combined with the university learning and practice, strictly abide by the code of strucaural design and through artificially calculation and tool softwares like P

4、KPM and AutoCAD. The design rounds the kinds of the structural members, including foundation, columns, beans, slabs and stairs, etc. With the load of frame by hand counting ,the softwares can get the datas of cycle, vibration mode, earthquake force, the structural displacement of the strucaue.By ana

5、lysing these datas and amending the strucaural system to complete the structure. Then the data from hand counting and the one from software like PKPM can be compared, and learned about the differences between the two methods.Keywords Graduation design Civil engineering Frame structure 1 工程概况1.1建筑概况本

6、工程为靖江质量技术监督局办公楼改造结构设计，建筑分类属于多层办公楼；主体六层，无地下室，主体结构总高度约为21.6m，建筑面积2572.95平方米。建筑结构类型为框架结构，主要材料为钢筋混凝土，框架结构抗震等级四级。抗震设防烈度六度，设计地震分组第一组，建筑抗震设防分类丙类，特征周期值0.45s。设计基本地震加速度0.05g，基本风压0.45kN/，基本雪压0.35kN/，地面粗糙度C类。建筑场地类别类，基础设计等级为丙级，工程场地土无液化。设计使用年限为50年。建筑平面图、正立面图如图1.1、图1.2。图1.1建筑平面图图1.2建筑正立面图1.2 工程地质概况1.2.1 场地稳定性根据收集区

7、域地质构造资料，结合详勘结果，拟建场地范围内未发现有影响场地稳定性的活动地质构造通过，属于稳定性场地。1.2.2 场地及地基的抗震性（1）拟建场地工程地质评价：场地浅部层表土，非均质，低强度，层厚0.20.5m，平均0.33m；层粉土夹粉质粘土层，摇震反应迅速,低干强度,粘粒含量较高,低压缩性,饱和,松散，工程地质条件较差；层厚 1.2-8.0m，平均4.11m。（2）拟建场地地震抗震设防烈度为6度，设计地震基本加速度值为0.05g，设计分组第一组，场地特征周期为0.45s。拟建场地属对建筑物抗震不利地段。（3）地下水主要存在于上层粉土夹粉质粘土中，地下水补给途径：主要为大气降水；排泄途径主要

8、为蒸发。勘察时初见水位-1.50，稳定地下水位为-1.08米，水位受季节性影响，变化幅度0.4米左右，历史最高水位-0.80米左右，近35年最高地下水位-0.90米。1.3抗震与抗风设计拟建工程的抗震设防烈度为6度，地震分组第一组，设计基本地震加速度0.05g，场地类别为一类，该地区基本风压值为0.45KN/m2，地面粗糙度为C类。本工程考虑抗震和抗风设计，根据不同的抗震等级考虑地震的水平作用和竖向作用。1.4设计依据（1）经批准的建筑方案。（2）地方政府相关立项批文。（3）地质工程勘测院关于本工程的地质勘察资料。（4）经有关部门同意的规划总说明。（6）现行国家设计规范及法规条文：建筑结构荷载

9、规范(GB500092001) (2006)建筑抗震设计规范(GB500112010)混凝土结构设计规范(GB500102010)建筑地基基础设计规范(GB500072002)1.5本章小结本章列举整理了已有工程资料，为之后的设计提供基础和依据。2 结构建模2.1概述应用结构分析软件PKPM建立三维有限元模型进行结构分析。将结构平面布置方案中初步确定的构件尺寸通过PM交互式数据输入，包括轴线输入、网格生成、构件定义、楼层定义、荷载定义、楼层组装，然后生成工程整体三维轴测图即三维有限元计算模型。分析结构模型的组成，计算结构各部分构件承受的荷载情况，包括板自重，填充墙体的重量，活荷载，并考虑其分布

10、特点。输入楼板荷载，框架梁荷载，次梁荷载，梁间荷载。2.2应用PMCAD进行结构建模 2.2.1结构选型根据建筑功能要求，为使建筑平面布置灵活，获得较大的使用空间，本结构设计采用钢筋混凝土框架体系。框架平面布置图见图2.1。图2.12.2.2初设截面尺寸确定本建筑结构属丙类建筑,框架抗震等级为四级。屋盖,楼面均采用现浇钢筋混凝土,楼屋面厚度取100mm,各层梁、柱、板混凝土强度等级为C30,纵向受力钢筋采用HRB335级钢筋,其他钢筋等级取为HPB235级.外墙及填充墙墙厚取200mm。各梁柱截面尺寸确定如下:框架梁 h=L/12L/10=6000/126000/10=500mm b=h/3.

11、5h/2=300mm h= L/12L/10=5700/125700/10=450mm b=h/3.5h/2=250mm次梁 h=L/12L/8=6000/186000/15=350mm b=h/3.5h/2=200mm柱根据轴压比应小于轴压比限值（0.9）的要求： N/fc Acfc=14.3N/mm2楼面荷载可近似取为12kN/m2；C30混凝土抗压强度设计值 fc=14.3N/mm2；故由AC1.212kN/m26.0m5.1m6/（0.914.3103kN/m2）=205426mm2；上式中1.2为荷载分项系数，6代表底层柱受其以上六层的荷载；故取柱截面为正方形450mm450mm；板

12、的跨度为2.5m，板厚max(h80mm, h1/35=1/352500=71mm)，则取楼板厚度100mm。2.2.3 材料的选择（1）基础的混凝土强度等级为C30，保护层厚度为40mm；（2）梁的混凝土强度等级为C30，保护层厚度为30mm；（3）柱的混凝土强度等级为C30，保护层厚度为30mm；（4）板的混凝土强度等级为C25，保护层厚度为20mm；（5）梁、柱的受力钢筋为HRB335，设计强度为300N/；（6）填充墙选用200厚加气混凝土砌块。2.2.4荷载的确定 (1) 楼、屋面活荷载的确定： 荷载规范可查得：上人屋面活载取： 2.0 kN/m2；不上人屋面活载取： 0.5 kN/

13、m2；电梯间取： 7.0 kN/m2；办公室、会议室、教室取： 2.0 kN/m2；厕所、阳台、过道取： 2.5 kN/m2；档案室取： 5.0 kN/m2 。（2) 楼、屋面恒荷载的确定： 楼面恒荷载： 100厚C25混凝土结构层： 0.1m25kN/m3=2.5kN/m2; 15厚1:2水泥砂浆抹面： 0.015m20kN/m3=0.3kN/m2; 15厚板底水泥石灰砂浆抹面： 0.015m17kN/m3=0.255kN/m2; 小瓷砖地面： 0.55 kN/m2; 小计： gk=3.61 kN/m2;屋面恒荷载：15厚板底水泥石灰砂浆抹面： 0.015m17kN/m3=0.255kN/m

14、2;100厚C25混凝土结构层： 0.1m25kN/m3=2.5kN/m2;20厚1:3水泥砂浆找平： 0.02m20kN/m3=0.4kN/m2;35厚聚苯乙烯保温板： 0.0350.5kN/m3=0.0175kN/m2;20厚1:3水泥砂浆找坡： 0.02m20kN/m3=0.4kN/m2;40厚C20细石混凝土： 0.04m25kN/m3=1.0kN/m2;小计： gk=4.58 kN/m2;(2) 梁上荷载的确定 材料容重： 11.8 kN/m3（加气混凝土砌块）； 荷载计算： 取3.600平面KL-11轴线范围示例：填充墙去除门窗洞口后自重： 11.8 kN/m30.2m(18 (3

15、.2-0.5)-6(2.251.8)m257.35 kN; 门窗自重： 0.45 kN/m26(2.251.8)m210.94 kN;外墙瓷砖贴面： 0.5kN/m2(18 (3.2-0.5)-6(2.251.8) m2=12.15 kN;以上三项简化为梁上均布荷载： (57.35+10.94+12.15)kN/18m=4.47 kN/m;内墙面5厚水泥石灰砂浆粉面： 17kN/m30.005(3.2-0.5)=0.28 kN/m;内墙面12厚水泥砂浆打底： 20kN/m30.012(3.2-0.5)=0.65 kN/m; 水泥踢脚线： 20kN/m30.020.015=0.01 kN/m;外

16、墙面20厚保温砂浆： 13 kN/m30.02(3.2-0.5)=0.70 kN/m;小节： gk=6.11 kN/m;2.2.5结构建模（1）结构建模忽略的因素忽略非结构构件的影响（如填充墙、质量很小的悬挑结构、楼面次梁等）；忽略构件偏心的影响；忽略楼梯板的影响；质量很小的装饰构架。（2）结构平面布置平面布置方案：分析建筑的平面布置特点，根据建筑设计给出的框架梁布置方案，分析其可行性，初步确定。2.3 电算输出结果2.3.1 结构设计信息/ | 公司名称: | | | | 建筑结构的总信息 | | SATWE 中文版 | | 文件名: WMASS.OUT | | | |工程名称 : 设计人

17、: | |工程代号 : 校核人 : 日期:2011/ 5/27 |/ 总信息 . 结构材料信息: 钢砼结构 混凝土容重 (kN/m3): Gc = 25.00 钢材容重 (kN/m3): Gs = 78.00 水平力的夹角(Rad): ARF = 0.00 地下室层数: MBASE= 1 竖向荷载计算信息: 按模拟施工3加荷计算 风荷载计算信息: 计算X,Y两个方向的风荷载 地震力计算信息: 计算X,Y两个方向的地震力 特殊荷载计算信息: 不计算 结构类别: 框架结构 裙房层数: MANNEX= 0 转换层所在层号： MCHANGE= 0 墙元细分最大控制长度(m) DMAX= 2.00 墙元

18、网格: 侧向出口结点 是否对全楼强制采用刚性楼板假定 是 强制刚性楼板假定是否保留板面外刚度 否 采用的楼层刚度算法 层间剪力比层间位移算法 结构所在地区 全国 风荷载信息 . 修正后的基本风压 (kN/m2): WO = 0.45 地面粗糙程度: C 类 结构基本周期（秒）: T1 = 0.99 是否考虑风振: 否 体形变化分段数: MPART= 1 各段最高层号: NSTi = 7 各段体形系数: USi = 1.30 地震信息 . 振型组合方法(CQC耦联;SRSS非耦联) CQC 计算振型数: NMODE= 15 地震烈度: NAF = 6.00 场地类别: KD = 3 设计地震分组

19、: 一组 特征周期 TG = 0.45 多遇地震影响系数最大值 Rmax1 = 0.04 罕遇地震影响系数最大值 Rmax2 = 0.00 框架的抗震等级: NF = 4 剪力墙的抗震等级: NW = 3 活荷重力荷载代表值组合系数: RMC = 0.50 周期折减系数: TC = 1.00 结构的阻尼比 (%): DAMP = 5.00 是否考虑偶然偏心: 是 是否考虑双向地震扭转效应: 否 斜交抗侧力构件方向的附加地震数 = 0 活荷载信息 . 考虑活荷不利布置的层数 从第 1 到6层 柱、墙活荷载是否折减 折算 传到基础的活荷载是否折减 折算 -柱，墙，基础活荷载折减系数- 计算截面以上

20、的层数-折减系数 1 1.00 2-3 0.85 4-5 0.70 6-8 0.65 9-20 0.60 20 0.55 调整信息 . 中梁刚度增大系数： BK = 2.00 梁端弯矩调幅系数： BT = 0.85 梁设计弯矩增大系数： BM = 1.20 连梁刚度折减系数： BLZ = 0.70 梁扭矩折减系数： TB = 0.40 全楼地震力放大系数： RSF = 1.00 0.2Qo 调整起始层号： KQ1 = 1 0.2Qo 调整终止层号： KQ2 = 6 0.2Qo 调整上限： KQ_L = 2.00 框支柱调整上限： KZZ_L = 5.00 顶塔楼内力放大起算层号： NTL =

21、0 顶塔楼内力放大： RTL = 1.00 框支剪力墙结构底部加强区剪力墙抗震等级自动提高一级:是 九度结构及一级框架梁柱超配筋系数 CPCOEF91 = 1.15 是否按抗震规范5.2.5调整楼层地震力 IAUTO525 = 1 是否调整与框支柱相连的梁内力 IREGU_KZZB = 0 剪力墙加强区起算层号 LEV_JLQJQ = 1 强制指定的薄弱层个数 NWEAK = 0 配筋信息 . 梁箍筋强度 (N/mm2): JB = 210 柱箍筋强度 (N/mm2): JC = 210 墙分布筋强度 (N/mm2): JWH = 210 边缘构件箍筋强度 (N/mm2): JWB = 210

22、 梁箍筋最大间距 (mm): SB = 100.00 柱箍筋最大间距 (mm): SC = 100.00 墙水平分布筋最大间距 (mm): SWH = 200.00 墙竖向分布筋最小配筋率 (%): RWV = 0.30 结构底部单独指定墙竖向分布筋配筋率的层数: NSW = 0 结构底部NSW层的墙竖向分布配筋率: RWV1 = 0.60 设计信息 . 结构重要性系数: RWO = 1.00 柱计算长度计算原则: 有侧移 梁柱重叠部分简化: 不作为刚域 是否考虑 P-Delt 效应： 否 柱配筋计算原则: 按双偏压计算 按高规或高钢规进行构件设计: 是 钢构件截面净毛面积比: RN = 0.

23、85 梁保护层厚度 (mm): BCB = 30.00 柱保护层厚度 (mm): ACA = 30.00 是否按砼规范(7.3.11-3)计算砼柱计算长度系数: 是 剪力墙构造边缘构件的设计执行高规7.2.17-4: 是 抗震设计的框架梁端配筋考虑受压钢筋: 否 荷载组合信息 . 恒载分项系数: CDEAD= 1.20 活载分项系数: CLIVE = 1.40 风荷载分项系数: CWIND= 1.40 水平地震力分项系数: CEA_H= 1.30 竖向地震力分项系数: CEA_V= 0.50 特殊荷载分项系数: CSPY = 0.00 活荷载的组合系数: CD_L = 0.70 风荷载的组合系

24、数: CD_W = 0.60 活荷载的重力荷载代表值系数: CEA_L = 0.50 地下信息 . 土的水平抗力系数的比例系数(MN/m4): MI = 3.00 回填土容重 (kN/m3): Gsol = 18.00 回填土侧压力系数: Rsol = 0.50 外墙分布筋保护厚度 (mm): WCW = 35.00 室外地平标高 (m): Hout = -0.5 地下水位标高 (m): Hwat = -1.08 室外地面附加荷载 (kN/m2): Qgrd = 0.00 剪力墙底部加强区信息. 剪力墙底部加强区起算层号 LEV_JLQJQ= 1 剪力墙底部加强区终止层号, IWF= 3 *

25、* 各层的质量、质心坐标信息 * * 层号 塔号 质心 X 质心 Y(m) 质心 Z(m) 恒载质量(t) 活载质量(t) 附加质量 7 1 42.405 19.283 23.500 132.8 16.4 0.0 6 1 34.633 15.037 20.200 415.7 50.1 0.0 5 1 34.695 15.102 15.700 450.3 59.9 0.0 4 1 34.257 14.845 12.500 440.3 46.6 0.0 3 1 34.102 14.905 9.300 440.3 53.6 0.0 2 1 34.515 15.308 6.100 423.1 42.0

26、 0.0 1 1 34.198 15.539 2.350 341.2 0.0 0.0 活载产生的总质量 (t): 268.475 恒载产生的总质量 (t): 2643.846 附加总质量 (t): 0.000 结构的总质量 (t): 2912.321 恒载产生的总质量包括结构自重和外加恒载 结构的总质量包括恒载产生的质量和活载产生的质量和附加质量 活载产生的总质量和结构的总质量是活载折减后的结果 (1t = 1000kg) * * 各层构件数量、构件材料和层高 * * 层号 塔号 梁元数 柱元数 墙元数 层高 累计高度 (混凝土) (混凝土) (混凝土) (m) (m) 1 1 69(30)

27、26(30) 0(30) 2.350 2.350 2 1 166(30) 26(30) 0(30) 3.750 6.100 3 1 181(30) 26(30) 0(30) 3.200 9.300 4 1 181(30) 26(30) 0(30) 3.200 12.500 5 1 179(30) 26(30) 0(30) 3.200 15.700 6 1 209(30) 23(30) 0(30) 4.500 20.200 7 1 108(30) 12(30) 0(30) 3.300 23.500 * * 风荷载信息 * * 层号 塔号 风荷载X 剪力X 倾覆弯矩X 风荷载Y 剪力Y 倾覆弯矩Y 7 1 19.