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1、(word 完整版)土木工程专业毕业设计完整计算书该工程为某大学实验楼，钢筋混凝土框架结构；建筑层数为 8 层，总建筑面积 11305.82m2，宽度为 39.95m,长度为 60.56m；底层层高 4.2m，其它层层高 3.6m,室内外高差 0.6m.该工程的梁、柱、板、楼梯、基础均采用现浇，因考虑抗震的要求，需要设置变形缝,宽度为 130mm.1。1.1 设计资料(1)气象条件C 。该地区年平均气温为 20冻土深度 25cm，基本风压 0.45kN/m2，基本雪压 0。4 kN/m2，以西北风为主导方向,年降水量 1000mm。(2)地质条件该工程场区地势平坦，土层分布比较规律。地基承载力
2、特征值 f240kPa 。a（3)地震烈度7 度。(4)抗震设防7 度近震。1.1.2 材料梁、柱、基础均采用 C30;纵筋采用 HRB335,箍筋采用 HPB235；单向板和双向板均采用 C30,受力筋和分布筋均为 HPB235;楼梯采用C20，除平台梁中纵筋采用HRB335 外，其余均采用HPB235。1。2 工程特点本工程为 8 层，主体高度为29m 左右，为高层建筑。其特点在于：建造高层建筑可以获得更多的建筑面积，缩小城市的平面规模,缩短城市道路和各种管线的长度，从而节省城市建设于管理的投资;其竖向交通一般由电梯来完成，这样就回增加建筑物的造价；从建筑防火的角度来看，高层建筑的防火要求
3、要高于中低层建筑；以结构受力特性来看，侧向荷载（风荷载和地震作用)在高层建筑分析和设计中将起着重要的作用,因此无论从结构分析，还是结构设计来说，其过程都比较复杂.在框架结构体系中,高层建筑的结构平面布置应力求简单，结构的主要抗侧力构件应对称均匀布置，尽量使结构的刚心与质心重合，避免地震时引起结构扭转及局部突变，并尽可能降低建筑物的重心，以利于结构的整体稳定性；合理地设置变形缝，其缝的宽度视建筑物的高度和抗震设防而定.该工程的设计，根据工程地震勘探和所属地区的条件，要求有灵活的空间布置和较大的跨度,故采用钢筋混凝土框架结构体系。1。3 本章小结本章主要论述了本次设计的工程简况和工程特点，特别对于
4、高层建筑的优点和框架结构中高 层建筑的布置原则作了详细阐述。2 结构设计2。1 框架设计2。1.1 工程简况该实验楼为八层钢筋混凝土框架结构体系，建筑面积 11305。82m2，建筑平面为“U”型，受建筑场地限制，宽度40m,长度60m。建筑方案确定，中间部分房间开间 3。3m,进深 7。5m，走廊宽度 2.4m；两侧部分房间开间、进深视具体情况而定。底层层高 4.2 m,其它层层高为 3。6 m，室内外高差 0。45 m。框架平面柱网布置图 21 所示,（仅取中间部分作为设计对象）L3L3L3L3L3L3L3L3L3L3L3L31L1LL11L1LL11L1L1L1L1L1LL32L L3L
5、32LL3L32L L3L32L L3L3L3L32L2LL32LL4L3L3L32L2L2LL3L3L3L32L L3L32LL31L1L1L1L1L1L1L1L1L1L1L1LL3L3L3L3L3L4L3L3L3L3L33300 3300 3300 33003300 3300 3300396003300 3300 3300 3300 330010L574 40 0 271 2 L0L0 157图 21 框架平面柱网布置2。1.2 设计资料(1)气象条件基本雪压=0.4kN/m2；基本风压=0。45 N/m2 (2)抗震设防7 度近震。（3）材料混凝土采用 C30，纵筋级，箍筋级(4）屋面及
6、楼面做法屋面做法(上人)：30 厚细石混凝土保护层二毡三油防水层20 厚水泥沙浆找平层150 厚柱石保温层100 厚钢筋混凝土板15 厚板底纸筋石灰楼面做法：12mm 厚大理石地面30mm 厚细石混凝土100mm 厚钢筋混凝土现浇板15 厚板底纸筋石灰2。1.3 设计内容：（1）初估截面尺寸a、框架柱子28 层截面尺寸均为b=h=（(1/81/12)H=(1/81/12）3.6m=0。450.3m1 层： b=h=（1/81/12）H=(1/81/12)4。2m=0.520。35m取 bh=500mm500mmb、横向框架梁(L1）：h=(1/101/18）l=（1/101/18）7。5m=0
7、。750。42m 取 h=600mm b=（1/21/3）h=（1/2（1/21/3）1/3）0。6=0。20。3m 取 b=250mmc、中间框架梁（L2）：由于跨度小，故取 bh250mm400mm d、纵向框架梁(L3)：h=(1/101/18)l=(1/101/18）3。3m=0.330。18m 取 h=500mm b=（1/21/3）h=(1/21/3)0。5=0.250。17m 取 b=250mme、次梁(L4）：h=(1/101/18)l=(1/101/18）6。6m=0。660.37m 取 h=500mm b=（1/21/3)h=(1/21/3）0。5=0.250。17m 取
8、b=250mm（2)楼板厚度:(采用单向板）hl/40=l/403。3=0.82m取 h=100mm（3)梁的计算跨度梁的跨度：取轴线间距，即边跨梁为 7。2m,中间梁为 2。4m,L3H0 57 L0 11L1L1L1L1L1L1L1L1L1L1L1LFE471L30 24 L22LL3L40 105 L1L1L1L1L1L1L1L1L1L1L1L1L7CL3L43300 3300 3300 3300 3300 3300 3300 3300 3300 3300 3300 33003960045678910111213141516图 2-2 框架梁编号（4）柱高度底层柱子高 h=4。2m+0.
9、45m+0.50m=5。15m，其中4。2m 为底层高,0.45m 为室内外高差,0。50m 为基础顶面至室外地坪的高度。其他层柱高等于层高即为 3。6m。由此得框架计算简图，见图 2-3.2。1。4 荷载计算（1) 屋面均布荷载：30 厚细石混凝土保护层0。03m24=0.72 kN/二毡三油防水层0。35 kN/20 厚水泥沙浆找平层0.02m20=0.40 kN/150 厚柱石保温层0。15m5=0。75 kN/100 厚钢筋混凝土板0。1m25=2.5 kN/15 厚板底纸筋石灰0。015m16=0.24 kN/共计：4.96 kN/屋面恒载标准值：（123。3+0。5）(7。52+2
10、。4+0。5）4.96=3560KNZ2Z2Z2Z2Z2Z2Z2Z206306Z2Z2Z2Z2Z2Z2Z2Z2Z2Z2Z2Z2306306306Z2Z2Z2Z2306Z2Z2Z2Z2Z1Z1CZ1FZ1EH3063055750024007500图 23 横向框架计算简图及柱编号(2）楼面均布恒载（按楼面做法逐项计算）：12mm 厚大理石地面0。012m28=0.34 kN/30mm 厚细石混凝土0。03m24=0。72 kN/100mm 厚钢筋混凝土现浇板0.1m25=2。5 kN/15 厚板底纸筋石灰0。01516=0.24 kN/合计：3.8kN/楼面恒载标准值：(123.3+0.5）（7
11、。52+0.4+0.5）3.8=2727 kN/(3)屋面均布活载计算重力荷载代表值时，要考虑雪荷载和施工荷载。0。4（123.3+0.5)(7。52+2.4+0.5)=287 kN（4） 楼面均布活载：对于实验楼取均布活荷载为 2.0kN/，故楼面均布活载标准值为：（123。3+0.5)（7。52+2。4+0。5）2.0=1435 kN（5） 梁柱自重（包括梁侧，梁底，柱抹灰重量）梁侧、梁底抹灰，柱四周抹灰，近似按加大梁宽及柱宽计算来考虑。梁（柱）编 号截面（） 长度（)根数每根重量(kN）0。250。L17。0258=20030。45表 2-1 梁柱自重表6L20。250.41。90138
12、=1045。51L30。250.52.80448=35210。15L40.250.55.90412+2=5037.54Z10.50。55.15(4712)+27=35026。24Z20.50.53。6028=1621。39注:每根重量为：0。290.6725=30。45 kN（考虑抹灰） 对于柱，则：0.40.45。1525=37.54 kN（6)墙体自重：墙体均为 240mm 厚墙.墙两面抹灰，近似按加厚墙体考虑抹灰重量。表 2-2 墙体自重底层纵墙每片面积2。84.45片数1242=46重量(kN）3049底层横墙7。04。3517275其他层纵墙2。83.1462124其他层横墙6。73
13、.0171818注：单位面积上墙体的重量为：0.2819=5.32 kN/故:墙体自重为： 5。322.84。4546=3049 kN,其他计算类同.(7）荷载分层总汇a、顶层重力荷载代表值包括顶层重力荷载代表值包括：屋面恒载+50%活载+梁自重（纵横梁）+半层柱自重+半层墙体自重。b、其他层重力荷载代表值包括:其他层重力荷载代表值包括：楼面恒载 +50活半层的柱及纵横墙体自重（包括横墙）.将前述荷载相加，得集中于多层楼面的重力荷载第八层：7569KN第七至二层: 9943KN第一层:12013KNG =7479kN8G =9856kN7G =9856kN6G =9856kN5G =9856k
14、N4载+ 纵横梁自重 + 上下各代表值如下：建筑物重力荷载代表值8 G 为i8i=1G =9856kN3G =7569+99436+12013=79240kNiG =9856kN2质点i=1 重力荷载值见图2.1.5 水平地震力作用下框架侧移计算(1）横梁线刚度：2-4。G =11882kN1图 24 质点重力荷载值采用混凝土 C25， Ec=3。0107kN/在框架结构中,有现浇楼面或预制板楼面。而现浇板的楼面，板可以作为梁的有效翼缘,增大梁的有效刚度,减少框架侧移。为考虑这一有利作用，在计算梁的截面惯性矩时，对现浇楼面的边框架取 I =1。5 I （ I00为梁的截面惯性矩)，对中框架取I
15、 =2.0 I0。横梁线刚度计算结果见表2-3.表 2-3 横梁线刚度计算梁号L截面bh()跨度惯性矩边框架梁中框架梁m2l m( )I =bh3I =1.5Ib0012EIk =I =2.0Ibb0EIk =bbpbpL10o7.54.51036。250。 6751032.7019.013.601040-304L20o2。41o1。310-32.431040.2503.32.6109510-33.9102.61033。250。 425104L33o5。 4.731.5335510421004L40o6。62.6103.9101.77135.212。250.5-3-3040-336104(2)
16、横向框架柱的侧移刚度D 值柱线刚度列于表 24，横向框架柱侧移刚度D 值计算见表 2-5。表 2-4 柱线刚度柱号Z截面（）柱高度（m)惯性矩线刚度I =0bh3 (m4）12K =cEIhc (kNm）ZZ120。50.50。50。55.153。62。211035.211033.031044。34104表 2-5 横向框架柱侧移刚度D 值计算层次工程柱类型K = K (一般层)b2Ka = K （一般层）c2+KK = K (底层)D = aK 12 (kN / m)c h2根数bKa = 0.5 + K (底层)2+Kc边框架边柱2.713.03= 0.890.48185204底边框架中柱
17、2.71+ 2.43=1.693.030。598119364中框架边柱3.603.03= 1.180.52870218层中框架中柱 D3.60 + 3.25 = 2.263.030.64990218376498边框架边柱2.7 + 2.7 = 0.620.24327695二三四五六七八层2 4.344边框架中柱(2.43+2.7)2 =1.2124.340.368564374中框架边柱3.6+3.6= 0.8224.340。301185528中框架中柱(3.6+3.6) 2=1.5724.340。443313928 D700296（3)横向框架自振周期按顶点位移法计算框架的自振周期。顶点位移法
18、是求结构基本频率的一种近似方法.将结构按质量分布情况简化为无限质点的悬臂直杆，导出以直杆顶点位移表示的基频公式。这样，只要求出结构的顶点水平位移,就可以按下式求得结构的基本周期:DTT = 1.7a10式中a0-基本周期调整系数，考虑填充墙使框架自振周期减少的影响，取 0.6；DT 框架的顶点位移。在未求出框架的周期前,无法求出框架的地震力及位移；层间相对位移层次G （kN）i G (kN)iD （kN/m)idi = Gi DDi表 2-6 横向框架顶点位移i8756975697002960。01080.578979943175127002960.02500.5539699432745570
19、02960。03920。514759943373987002960。05320.481649943473417002960。06710。424539943572847002960。08320.351329943672277002960.09600.2753112013792403764980。20450.1903T = 1.7a10DT=1.70。6 0.5736 =0.776（s）（4）横向地震作用计算在 II 类场地,7 度设防区，设计地震分组为第二组情况下，结构的特征周期Tg=0。35s，水平地震影响系数最大值amax=0.08由于T =0。776 T =1。40。35=0。49(s），
20、应考虑顶点附加地震作用.1gd =0。08 T +0。01=0。080.773+0。01=0.072n1顶点附加水平地震作用：DF = dnFn EK=0。0732616=191kN各层横向地震剪力计算见表 37，表中：=G HFiiF(1-d )i7 G HEKnjjj =1层次h （m）iHGG Hii(kN m)i iGHi i7j 1GHFiVi表 2-7 各层横向地震作用及楼层地震剪力（m)(kN)j j=(kN）（kN）83。630。3575692308540。16960205602。5173.626.759943.2654750.193483.11085.663.623.1599
21、432301800.169421。521507.1253。619.5599431943080.132352。761859.8843。615.929943。1582920。109292。582152。4633。612。3599431227960.088225。172377.6323.68。759943870010.061159。762537.3915.155。1512013618660.042120。332657。39注:表中第 8 层 F 中加入了DF 。in横向框架各层水平地震作用和地震剪力见图 25.602.51483.1.421.52352.76292.58225.172159.7612
22、0.33602.511085.601507.121859.882152.46.2377.632537.392657.72图 25 横向框架各层水平地震作用和地震剪力(5）横向框架抗震变形验算详见表 2-8。层次层间剪力Vi层间刚度 DiV层间位移 iDi层高hi层间相对弹性转角qe表 28 横向变形验算（kN)(kN）（m）(m）8602.407002960.000863.61/418771085.607002960。001543。61/232961507。127002960。002133。61/168551859。887002960。002633.61/132742152.467002960
23、。003043。61/117932377。637002960。003363。61/106522537.397002960.003583.61/100312657。72764980。006825.151/758注：层间弹性相对转角均满足要求6。qeqe=1/450。（6） 水平地震作用下，横向框架的内力分析本设计取中框架为例，柱端计算结果详见表 29。地震作用下框架梁柱弯矩,梁端剪力及柱轴力分别见表 210、图 2-6,图 27.表 2-9 柱端计算层层高层间剪力层间刚度C 轴柱(边柱）次NiViDiDimVi,mykM上M下83。6060370029612087110。820。3526。691
24、4.2173。60108670029612087190.860。4042。0428.57(word 完整版)土木工程专业毕业设计完整计算书63.60150770029612087260.860。4552。5544。1353。60185970029612087320。860.4565.6952。7643.60215270029612087370.860。5067。867。8133.60237770029612087410。860。5075。275.223。60253770029612087430。860。4588.2369.7715。1526583764987356501。240。6495.11
25、72.3续表 2-9层次层高Ni层间剪力Vi层间刚度DDimVi,mE 轴柱（边柱）kyM上M下i83.660370029617946151.570。4232.9123。2873。6108670029617946271。570。4853.6549。3863。6150770029617946391。570.4872.1265.6653.6185970029617946471。570。4887.1381.2243。6215270029617946551。570.510110133.6237770029617946611.570。510910923.6253770029617946651.570。4
26、9117.5112。915.1526583764988962621.570。55142.63172.78注：表中： y =y + y + yV= VD/ D M= Vy h012,3imCimi下im i iM= V(1- y )h上imii表 210框架梁柱弯矩，梁端剪力及柱轴力(word 完整版)土木工程专业毕业设计完整计算书17.0822.6825.7431.8631.8625.7425.7414.7825.7439.9634.6039.9613.8654.941.0422.1452.4322.1452.4313.8641.0464.0654.4664.0627.3651.4848.38
27、71.1448.3871.1427.3651.4878.8454.4678.8483.4272.2283.4242.1263.3665.6689.9889.9842.1263.3665.66105.4872.22105.48 83.6296.6051.8466.681.229981.2251.8466.6118.4483.62118.44110.9596.05110.9566.673.8991089966.673.8140.496.05140.4120.8785.14108117.5117.573.885.1473.810834.6054.996.60120.87104.63158.94104
28、.63158.94117.98136.29136.2969.6692.7112.9141.37141.3769.6692.7117.98162.36162.36293.28172.78172.78293.28图 26 地震作用下框架弯矩图 2-7 地震力作用下框架梁端剪力及柱轴力2。1.6 竖向荷载作用下横向框架的内力分析仍以中框架为例进行计算。（1）荷载计算第 8 层梁的均布线荷载CE 跨： 屋面均布恒载传给梁4。963.3=16.37kN/m横梁自重（包括抹灰）0.290.625=4.35kN/m 恒载：20。72kN/mEF 跨： 屋面均布恒载传给梁4。963。3=16。37kN/m横梁
29、自重（包括抹灰）0.290。425=2。9kN/m 恒载：16。27kN/m第 8 层活荷载：2。03。3=6.6kN/m第 71 层梁均布线荷载CE 跨: 楼面均布恒载传给梁3。83.3=12.54kN/m 横梁自重4。35kN/m内横墙自重(含粉刷）0。2819（3.60.6)=15.96kN/m恒载：32.85kN/mEF 跨： 楼面均布恒载传给梁3.83。3=12。54kN/m 横梁自重（包括抹灰)2。9kN/m恒载：15.44kN/m第 71 层活荷载:23。3=6。6kN/m第 71 层集中荷载：纵梁自重(包括抹灰)：0。290。50253.3=38。61kN 纵墙自重（包括抹灰）
30、：0.28193.9（3。60.50）=54。42kN柱自重（包括抹灰）：0.540.543.325=24。06kN总计：117.1kN(2）用弯矩分配法计算框架弯矩竖向荷载作用下框架的内力分析 ,除活荷载较大的工业厂房外,对一般的工业与民用建筑可以不考虑活荷载的不利布置。这样求得的框架内力，梁跨中弯矩较考虑活荷载不利布置法求得的弯矩偏低，但当活荷载在总荷载比例较大时，可在截面配筋时，将跨中弯矩乘 1。11。2 的放大系数予以调整.a、固端弯矩计算将框架视为两端固定梁，计算固端弯矩。计算结果见表 2-11。b、分配系数计算见图 29；20.72kN/m 19.27kN/m 20.72kN/m3
31、2.85kN/m 15.44kN/m 32.85kN/m32.85kN/m15.44kN/m32.85kN/m32.85kN/m32.85kN/m15.44kN/m32.85kN/m32.85kN/m15.44kN/m32.85kN/m32.85kN/m15.44kN/m32.85kN/m15.44kN/m32.85kN/m32.85kN/m6.6kN/m6.6kN/m6.6kN/m6.6kN/m6.6kN/m6.6kN/m6.6kN/m6.6kN/m（a）恒载示意（ b)活载示意3.756.53.75 4.346.53.75 4.34 6.56.53.75 4.34 6.53.75 4.34
32、 6.54.344.344.344.3432.85kN/m15.44kN/m4.343.754.34 6.54.343.754.34 6.54.343.754.34 6.5图3.033.0328 框架竖向荷载示意c、传递系数远端固定，传递系数为 1/2； d、弯矩分配恒荷载作用下，框架的弯矩分配计算见表 2-12,框架的弯矩图见图 2-10；活荷载作用下，框架的弯矩分配计算见表 213，框架的弯矩图见图 2-11；图 29 分配系数示意层数abab118 层（恒)12 20.72 7.52 = 97.138 层（恒）12 19.27 2.42 = 9.2571 层（恒）12 32.85 7.5
33、2 = 153.91171 层(恒）12 15.44 2.42 = 7.411118 层（活)12 6.6 7.52 = 30.948 层（活）12 6.6 2.42 = 3.1771 层（活）30.94 kN m71 层（活3.17 kN m竖向荷载作用下，考虑框架梁端的塑性内力重分布，取弯矩调幅系数为 0。8，调幅后,恒荷载及活荷载弯矩见图 2-10,图 2-11 中括号内数值。表 2-11固端弯矩计算CE 跨EF 跨固端弯矩M = M / kN m层数固端弯矩M = M / kNm表 212 恒载弯矩分配图上柱下柱右梁左梁0.5360。46497。1352。0645。0626.85-16
34、。96八层6。084.58-5.3810。383.03-2.6364。2164.21上柱下柱右 梁 0.3860。4770.16797。139.25-33。9241。9214.6722。5322。630。100.200。10-2。162。31-0。060。08-0。0283.49-66。7-24.260。3490。3490.3020。2670.3090。3090。115153。91七层153。91-7.4149。5349.5342.85-35.91-41.56-41.56-15。47-11。0512。5711.9411.94-11。9423.9924。77-17.9621.43-17.9420
35、.78-10.75-10。759.304。625。345。341.991。346.392。31-4.650.042.681。891。891。640.540.620.620.2364。7761。47-125.38139.5557。64-56。9-21。530.3490。3490。3020。2670。3090。3090.11549。5349.53153。9142。85153。9135。91-41.56-41.567。4114.4724。7729.77-17。9621。4320.7820.78-12.77-12。77六层5。376.226。222.31-5.387。272.69-5.532。673.113.483。483.010。070.080。080。0364。7761.47-125.38139。55-57.6456.9-21。530。3490。3490。3020。2670。310。3090。11549.5349.53153。9142。85153。91-35。9141.5641。56-7。4115.4729。7729。77-17.9221.4320。7820.78-14.53-14.53五层5.376。226。222.31-6。39-6.90