摘 要

此设计为海业工程咨询设计有限公司综合楼设计。本设计为六层混凝土框架结构，场地规则，占地面积约650m^2，总建筑面积大约4000m²，8度抗震设防。设计主要由建筑设计和结构设计两部分组成，建筑设计部分主要包括建筑平面图、立面图、剖面图、卫生间、楼梯间详图等；结构设计主要包括框架结构设计和构件设计。此设计着重对一榀框架进行计算并写于计算书。计算书主要包括材料选择、结构尺寸确定、计算简图、荷载计算、内力计算、内力组合、配筋计算、楼梯间设计以及基础设计等内容。设计依据国家现行的相关规范进行编写。

关键词：框架结构；荷载计算；内力组合；配筋计算；构件设计；结构设计；内力计算

Abstract

This design is office building of Haiye Consulting Co,.Ltd., which has 6 floors ,with a total construction area of about 4000m² and 8degree seismic fortification. The design mainly includes two parts: the architectural design and the structural design. The architectural design mainly includes the building plane, Facade map and section plane. The structural design is mainly the design of the frame structure and the design of the component. This design select one framework of the structure to calculate, and the main calculation of the contents is written in this book. The calculation books include material selection, size calculation, calculation diagram, load calculation, internal force calculation, internal force combination, reinforcement calculation, staircase design and basic design. The design is mainly based on the relevant national rules and norms.

Keywords: frame structure; structural design; load calculation; internal force calculation; internal force combination; reinforcement calculation; component design

目录

第一章 绪论 1

1.1选题综述 1

1.2设计内容 1

第二章 工程概况和计算单元选取 2

2.1自然条件 2

2.1.1.基本风压 2

2.1.2.雪荷载 2

2.1.3.地震影响 2

2.1.4.工程地质条件 2

2.2计算单元选取 2

第三章 结构布置 4

3.1 结构布置 4

3.1.1平面结构布置 4

3.1.2框架梁、柱截面尺寸估算 6

3.2 材料选择 7

第四章 荷载计算 8

4.1恒荷载 8

4.2活荷载 11

4.3竖向荷载计算 11

4.3.1恒荷载 11

4.3.2活荷载 16

顶层计算 16

4.4雪荷载 16

4.5风荷载 17

4.6地震作用计算 19

4.6.1结构等效重力代表值 19

4.6.2结构水平地震作用 22

4.7结构侧向位移验算 25

4.7.1风荷载 25

4.7.2地震作用 26

第五章 内力计算 28

5.1恒载下内力计算 28

5.2活载下内力计算 33

5.3风荷载作用下内力计算 36

5.3地震作用下内力计算 39

第六章 内力组合 50

6.1弯矩调幅 50

6.2内力换算 50

6.3梁、柱内力组合 53

6.4内力调整 63

6.5梁、柱设计值 68

第七章 梁柱配筋计算 72

7.1梁、柱截面内力设计值 72

7.1.1梁设计内力的选择 72

7.1.2柱设计内力的选择 72

7.2梁配筋计算 72

7.3柱配筋计算 77

第八章 楼板楼梯设计 86

8.1板设计 86

8.1.1屋面板设计 86

8.1.2楼面板设计 87

8.2楼梯设计 94

8.2.1设计资料 94

8.2.2梯段板设计 95

8.2.3斜梁设计 96

8.2.4平台板设计 98

8.2.5平台梁设计 99

第九章 基础设计 102

9.1设计资料 102

9.2 边柱独立基础设计 102

9.2.1荷载计算 102

9.2.2基础底面尺寸的确定 102

9.2.3基础立面尺寸的确定 104

9.2.4基础配筋计算 107

9.4 中间柱双柱联合基础设计 109

9.4.1荷载计算 109

9.4.2双柱联合基础尺寸的确定 110

9.4.3双柱联合基础内力计算 110

9.4.4双柱联合基础高度验算 111

结论 113

致谢 114

参考文献： 115

第一章 绪论

1.1选题综述

框架结构是以钢筋混凝土梁、柱、节点及基础为主要部分，加上楼板、填充墙、屋盖等维护构件组成的结构形式，楼板和梁连在一起，梁和柱通过节点连为一体，形成承重结构，将荷载传至基础，力的传递路线比较明确。框架可以是等跨或不等跨的，层高也可以是相同或不完全相同的，有时因房屋布局和空间使用要求等原因，也可能在某层抽柱或某跨抽梁，形成缺梁、缺柱的框架。墙体是填充墙，仅起围护和分隔作用，所以框架结构的最大特点是承重构件与围护构件有明确分工，建筑物的内外墙处理十分灵活，承载力相对较大，自分重最轻，抗震效果明显，节省材料，工业化程度髙，因此应用范围很广。

1.2设计内容

本次设计的目标是完成海业工程咨询设计有限公司综合楼设计，通过综合大学期间所学民用建筑相关知识，对该楼进行结构计算并绘制相关施工图。

设计基本内容包括完成房屋设计总说明、建筑施工图、结构的计算及主要的施工图绘制：用AutoCAD软件完成建筑设计总说明、建筑施工图、结构计算书、结构施工图（3#图纸不少于20张，其中包括手绘2#结构施工图（框架配筋图）1张），并且这些图纸需要体现设计的主要内容；完成不少于2万个英文（或5000个汉字）印刷符，且与专业相关的英文文献翻译工作。

要求综合应用有关基础课和专业课所学的知识，依照相关设计规范，独立完成本毕业设计中的各项设计任务。掌握综合楼设计的基本原理和方法。熟悉有关设计规范的应用和相关建筑专业计算软件的使用。

第二章 工程概况和计算单元选取

2.1自然条件

2.1.1.基本风压

重现期为50年的基本风压w_o=0.35kPa，地面粗糙度类别为A类

2.1.2.雪荷载

雪荷载大小：0.3kPa

2.1.3.地震影响

场地抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度值为0.2g，设计地震分组为第一组。

2.1.4.工程地质条件

1）拟建区地形平坦。

2）根据勘察单位的勘察报告，场地范围内地质构成，自地表向下依次为：地表以下0.5m内为杂填土，地基承载力特征值f_ak=90kPa。0.5m～10m内为普通粘土，地基承载力特征值f_ak=280kPa。土壤最大冻结深度0.1m。

3）实测最高地下水位-15m，水质无侵蚀性。

结论：建筑的基础至于第二层土，按地基承载力特征值f_ak=280kPa设计。

2.2计算单元选取

设计的楼面、屋盖均采用现浇钢筋混凝土的肋梁式楼盖，屋面板板厚选用120mm，楼面板板厚选用100mm。如图2.2-1所示，选取④轴线上一榀框架进行计算与设计。假设框架柱与地基、框架梁与柱均为刚接。因为底层层高为3.3m，而根据地质条件、室内外高差，将基顶标高定为-1.20m，则底层柱高为3.3 1.2=4.5m；其余各层柱高均为3.3m。轴线平面④框架计算简图如图2.2-1所示

图2.2-1 ④轴线计算简图确定

第三章 结构布置

3.1 结构布置

3.1.1平面结构布置

平面结构布置如图3.1-1，选用现浇钢筋混凝土肋梁是楼板。布置梁时，将板的跨度控制在三米左右的经济跨度。

图3.1-1 平面结构布置图

3.1.2框架梁、柱截面尺寸估算

框架梁：

主梁跨度为6800mm，主梁截面高度：

,取500mm。

主梁截面宽度：

，取300mm。

次梁最大跨度为5600，次梁截面高度：

，取450mm。

次梁截面宽度：

，取250mm。

框架柱：

结构抗震设防烈度为8度，设计基本加速度为0.20g，设计地震分组为第一组。

建筑高度23.25m≤24m，结构抗震设防烈度为8度，建筑抗震等级为二级，根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）表格6.1.2，柱轴压比限值为0.75,（根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）6.36）

结构采用C35混凝土，。普通柱、边柱、角柱荷载计算过程如表所示。

1. N=2328kN时为最不利荷载，设方形柱截面高度为h，，取500mm。
2. 其余柱子取500mm500mm。加上柱子自重后，N=2484.42kN,，满足。

综上所述，结构所有的柱子尺寸统一取500mm500mm。

3.2 材料选择

柱、梁、板、基础混凝土选择C35，纵筋选择HRB400，箍筋选择HPB300，板钢筋选择HRB335。

内、外墙均采用200mm厚加气混凝土砌块。砌筑采用水泥石灰混合砂浆，砂浆强度M7.5

第四章 荷载计算

4.1恒荷载

屋面板

20mm厚水泥砂浆顶棚抹灰 0.02m×20kN/m³=0.40kN/m²

120mm厚现浇钢筋混凝土楼板自重 0.12m×25kN/m³=3.00kN/m²

140mm厚1:8水泥蛭石找坡层（坡度2%） 0.14m×6kN/m³=0.84kN/m²

20mm厚1:3水泥砂浆 0.02m×20kN/m³=0.40kN/m²

三毡四油高聚物改性沥青防水层 0.40kN/m²

30mm厚细石混凝土保护层 03m×24kN/m³=0.72kN/m²

合计 5.76kN/m²

标准层楼面板

20mm厚水泥砂浆顶棚抹 0.02m×20kN/m³=0.40kN/m²

100mm厚现浇钢筋混凝土楼板自重 0.12m×25kN/m³=3.00kN/m²

20mm1:3厚水泥砂浆打底，10mm厚水磨石面层 0.65kN/m²

合计 4.05kN/m²

梁

框架主梁（b×h=300mm×500mm）

梁自重 25kN/m³×0.30m×（0.50m-0.10m）=2.85kN/m

10mm厚水泥砂浆抹灰层

20kN/m3×0.01m×[0.3m 2×（0.5m－0.12m）]=0.212kN/m

合计 3.062kN/m

框架次梁（b×h=250mm×450mm）

梁自重 25kN/m³×0.25m×（0.45m－0.10m）=2.063kN/m

10mm厚水泥砂浆抹灰

20kN/m³×0.01m×[0.25m 2×（0.45m－0.10m）]=0.182kN/m

合计 2.245kN/m

梯梁（b×h=200mm×400mm）

梁自重 25kN/m³×0.20m×（0.40m－0.10m）=1.4kN/m

10mm厚水泥砂浆抹灰

20kN/m³×0.01m×[0.20m 2×（0.40m－0.10m）]=0.152kN/m

合计 1.552kN/m

柱

框架柱（b_c×h_c=500mm×500mm）

柱自重 25kN/m³×0.5m×0.5m=6.25kN/m

10mm厚水泥砂浆抹灰层 20kN/m³×0.01m×2×（0.5m 0.5m）=0.40kN/m

合计 9.65kN/m

楼梯四周框架柱电梯四周柱子（b_c×h_c=400mm×400mm）

柱自重 25kN/m³×0.4m×0.4m=4.0N/m

10mm厚水泥砂浆抹灰层 20kN/m³×0.01m×2×（0.4m 0.4m）=0.30kN/m

合计 4.32kN/m

电梯四周柱子（b_c×h_c=400mm×400mm）

柱自重 25kN/m³×0.3m×0.3m=2.25N/m

10mm厚水泥砂浆抹灰层 20kN/m³×0.01m×2×（0.3m 0.3m）=0.30kN/m

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