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1、毕业设计计算书目录第 1 章 建筑方案说明 . 41.1 设计依据 . 41.2 工程概况 . 41.3 建筑设计. 41.3.1 功能布置. 41.3.2 技术设计. 51.4 构造做法. 5第 2 章 结构方案说明与计算 . 72.1 工程概况 . 72.2 框架计算简图及梁柱线刚度 . 72.2.1 初步估计截面尺寸. 72.2.2 框架计算简图. 82.2.3 框架线刚度计算. 82.3 荷载计算. 93.3.1 恒荷载标准值计算. 92.3.2 活载标准值计算 . 112.3.3 竖向荷载计算. 112.3.4 风荷载计算 . 152.4 风荷载作用下的位移验算. 172.4.1 侧
2、移刚度D . 172.4.2 风荷载作用下框架侧移计算 . 182.5 竖向荷载作用下的内力计算. 182.5.1 恒荷载作用下的内力计算（弯矩二次分配法）. 182.5.2 活载作用下的内力计算（满布活载，弯矩二次分配法计算） . 232.6 水平荷载标准值作用下的内力计算. 272.7 内力组合. 312.8 结构构件验算. 352.8.1 框架柱的验算 . 352.8.2 框架梁的验算 . 432.9 框架连接设计. 442.9.1 梁与柱栓焊连接设计 . 452.9.2.梁柱节点域的承载力 . 462.9.3 次梁节点设计. 472.9.4 柱脚设计 . 492.10基础设计 . 50
3、2.10.1 荷载确定 . 502.10.2 基础计算 . 502.11 楼屋面计算. 532.12 楼梯设计. 552.12.1 楼梯段设计（底层） . 552.12.2 平台板设计 . 57842.12.3 平台梁设计 . 572.13.雨棚计算 . 582.13.1 荷载计算. 582.13.2 内力计算. 592.13.3 构件选择. 592.13.4 节点设计. 602.14 电算信息 . 612.14.1 总信息 . 612.14.2 结构位移信息 . 692.14.3 荷载输入 . 742.14.4 计算输出文件 . 78总结 . 80 致谢 . 81 参考文献 . 81【摘要】
4、 本文的毕业设计主要讲述了办公楼设计。设计的内容包括建筑设计、结构设计两部分。毕业设计是土木工程专业的必修课程，我的设计是办公楼设计，设计 采用钢框架结构，建筑主体层数为五层，建筑总高度23m，总建筑面积5324，底层占 地面积为919。根据设计要求，设防烈度为6度，抗震等级为三级，设计中无须考虑抗 震设计。设计包括建筑部分、结构部分、楼梯、基础等。根据任务书定出各层平面图及 平面布置。本方案主体结构为双向承重框架。在进行荷载计算和构件截面估算后，选取了一 榀框架进行计算，计算内容包括框架梁柱截面尺寸的选取及线刚度的计算；恒载、活 载、风作用下梁端、柱端弯矩、剪力的计算；框架内力组合；框架梁柱
5、强度验算；楼梯 配筋计算及基础配筋计算等。楼梯采用钢筋混凝土板式楼梯；由于柱网的限制，基础采 用钢筋混凝土柱下独立基础。整个方案设计基本符合设计和结构要求，具有一定的合理 性。通过对办公楼楼层平面图、剖面图、构造图的绘制和结构的设计，熟悉了设计的 全过程，掌握了结构设计计算的基本方法，创造性地完成了毕业设计任务。同时，对所 学的专业知识和基本概念有了更深的理解，从而提高了分析和解决实际问题的能力。1.1 设计依据（1）设计任务书第 1 章 建筑方案说明（2）办公楼建筑设计规范（3）建筑设计防火规范（4）民用建筑设计通则（5）房屋建筑制图统一标准（6）实用建筑设计手册（7）房屋建筑学1.2 工程
6、概况1.2.1 工程名称：某市市某多层办公楼1.2.2 工程位置：某市市市内1.2.3 工程总面积 5325m2，主体 5 层，局部六层，建筑总高 23m，一层层高 4.2m，二 至六层每层层高 3.6m。1.2.4 结构形式：钢框架1.2.5 建筑物等级： 耐火等级，三级；耐久性等级，二级1.3 建筑设计1.3.1 功能布置（1）平面设计 本设计建筑平面为“一字”形，采用了内廊式组合形式。 本设计力求达到功能区分明确，使用方便，结构合理的要求，将会议室置于建筑物中部，二至五层各一个，面积约 97m2。每层设小办公室 3 间（每间面积 48-60 m2）， 大办公室 1 间（面积约 180 m
7、2），另在每层设活动室一间（每间约 60 m2）。在二五层 各层设置接待室一个，面积约 45m2；开水房一个，面积约 14m2。卫生间、交通辅助部 分、配电室等 432 m2。建筑朝向为南北向，平面布置满足长宽比小于 5，采用纵向 5.4m，横向 9m 的柱距， 满足建筑开间模数和进深的要求。（2）立面设计 立面设计力求达到主体造型与城市环境相协调，充分体现办公建筑的风格特点，采用了竖线条方案，在立面上进行了局部的颜色变换，主要采用灰色，局部采用白色， 以体现办公楼的庄重感。为了满足采光和美观要求，设置了较大面积的玻璃窗。1.3.2 技术设计(1)防火设计 本设计防火等级为三级。安全疏散距离满
8、足房门至外部出口或封闭楼梯间最大距离小于 35m，大房间设前后两个门，小房间设一个门，满足防火要求；室内消火栓设在 走廊两侧，每层两侧及中间设 3 个消火栓，最大间距 25m，满足间距 50m 的要求。 (2)抗震设计本设计所处地区地震基本烈度为 6 度，设计基本地震加速度值为 0.05g，地震分组 为组，可以根据构造要求进行抗震设计。建筑的质量分布和刚度变化均匀，满足抗 震要求。(3)防水设计屋面防水 屋面防水等级为二级，采用两道防水设防，屋面做法详见建筑总说明，屋面排水采用女儿墙外排水，具体做法见建筑做法总说明。卫生间防水卫生间设置地漏，地面找坡 2%。卫生间防水设计以不积水为原则。1.4
9、 构造做法1.4.1 屋面做法上人屋面铺块材25 厚粗砂垫层4 厚高聚物改性沥青卷材防水层20 厚 1：3 水泥砂浆找平25 厚硬质聚氨酯泡沫塑料（32kg/）1:8 水泥膨胀珍珠岩找坡 2%最薄处 30 厚20 厚 1：3 水泥砂浆找平现浇钢筋混凝土板1.4.2 楼面做法防滑彩色釉面砖10 厚防滑彩色釉面砖，干水泥擦缝30 厚 1：3 干硬水泥砂浆结合层（表面撒水泥粉）1.5 厚聚氨酯防水层20 厚 1：3 水泥砂浆找平层100 厚现浇钢筋混凝土楼板1.4.3 外墙面做法面砖墙面刷外墙涂料10 厚面砖（1:1 水泥砂浆勾缝）10 厚 1:0.2:2 水泥石膏砂浆粘结层10 厚 1:3 水泥砂
10、浆打底扫光1.4.4 内墙面做法水泥砂浆抹面喷内墙涂料5 厚 1:0.3:3 水泥石灰膏砂浆压实抹光8 厚 1:1.6 水泥石膏砂浆刮平扫毛8 厚 1:3 水泥砂浆打底扫光刷一道加气混凝土界面处理剂1.4.5 散水做法细石混凝土散水1.4.6 门窗：见建筑总说明2.1 工程概况第 2 章 结构方案说明与计算本工程为某市市某办公楼，柱网布置图 2.1.1，框架结构，一层层高 4.2m，二至六层层高 3.6m，（底层高度由室内地面算至一层楼板顶面）。图 2.1.1 柱网布置图 该工程的地质条件为：场地地势平坦，填土层约 0.3m，以下依次为淤泥质粘土、粉质粘土、粉土、粘土，第三层地基承载力特征值
11、fak=200kpa(Es=3.6Mpa)。 该地区地震基本烈度为 6 度风荷载：（查荷载规范续表 D.4）基本风压 w=0.45kN/m2雪荷载：雪荷载标准值 S = 0.35kN / m2材料：选用混凝土强度等级为 C30；钢筋为 HRB335 及 HPB235，钢材采用 Q3452.2 框架计算简图及梁柱线刚度2.2.1 初步估计截面尺寸 本工程受力构件均采用 H 性钢构件 柱截面尺寸初选柱截面尺寸根据长细比估计，初定长细比 = 100 ，柱子长度为 4800mm，可得 = l= 4800 = 4.8cm ，查表选定底层柱截面为 HW4004001321，i100y= 10.1cm同理选
12、定二层及以上柱的截面为 HW3503501219，iy = 8.84cm 梁截面初选框架主梁的高度根据跨度选用， h = ( 1 1 )l = ( 1 1 )9000 = 450 180mm ,查20502050表选定主梁截面为 HN400200813,次梁截面取用 HN300150916。2.2.2 框架计算简图框架的计算单元如图 2.2.2 所示，取轴上的一榀框架计算。由于除底层外各层 柱的截面尺寸不变，故梁跨等于柱截面形心轴线之间的距离。地层柱高从基础顶面算 至二层楼面，基顶标高根据地质条件、室内外高差，暂时定为-0.6m，二层楼面标高为4.2m，故底层柱高为 4.8m，其余各层柱高从楼
13、面算至上一层楼面（即层高）均为 3.6m。 则框架的计算简图如下c2.2.3 框架线刚度计算图 2.2.2 框架的计算简图cAB 跨梁：i=1.5EcI/L=1.5Ec2370010 梁相同 ）-8/9=0.3410-4E (m2)（BC 跨梁与 AB 跨(m2)上部各层柱（简称标准层柱，以下同） i=EcI/L=Ec4030010-8/3.6=0.1110-3Ec底层柱i= EcI/L=Ec6690010-8/4.8=0.1410-3E (m2)令框架主梁 i=1.0，则其余各杆件的相对线刚度为i 其他柱= 1.1/0.34=3.23i底层柱=1.4/0.34 =4.12以框架梁柱的相对线刚
14、度作为计算各节点杆端弯剧分配系数的依据。2.3 荷载计算3.3.1 恒荷载标准值计算（1）屋面120 厚现浇钢筋混凝土板0.1225=3kN/m21:8 水泥膨胀珍珠岩找坡 2%最薄处 30 厚30 + 210 10 103 =1.200kN/m2220 厚块材0.0225=0.5 kN/m2 共 40 厚 1：2 水泥砂浆找平层0.0420=0.8kN/m2 防水及保温层 0.35kN/m2 压型钢板0.15kN/m2 吊顶及吊挂荷载 0.3kN/m2 合计 6.3kN/m2（2）各层走廊楼面10mm 面层防滑地面砖面层20mm 水泥砂浆打底素水泥结合层一道0.65kN/m2结构层：100
15、厚现浇钢筋混凝土板0.1025=2.5kN/m2 压型钢板0.15kN/m2 抹灰层：10 厚混合砂浆 0.0117=0.17kN/m2 合计3.32kN/m2标准层楼面10 厚防滑彩色釉面砖0.0119.8=0.198kN/m230厚 1：3 干硬水泥砂浆结合层0.0320=0.60kN/m220 厚水泥砂浆找平层0.02020=0.4kN/m2100 厚 C30 钢筋混凝土板0.125=2.5kN/m220 厚板底抹灰0.25kN/m2 压型钢板 0.15kN/m2 吊顶及吊挂荷载 0.15kN/m2合计4.30kN/m2（3）梁自重（加防火及装饰 0.5kN/m） 边跨 HN400200
16、813梁自重0.5+669.8103 =1.43kN/m 合计1.43kN/m 次梁 HN300150916梁自重0.5+41.559.8103 =0.99kN/m合计0.99kN/m（4）顶层及标准层柱自重（加防火及装饰 0.5kN/m） HW3503501219柱自重0.5+1379.8103 =1.84kN/m底层柱自重（加防火及装饰 0.5kN/m） HW4004001321柱自重0.5+1729.8103 =2.19kN/m（5）外墙自重（刨去窗洞）240 厚加气混凝土砌块0.247.5=1.8kN/m2内面：8 厚 1：3 水泥砂浆打底扫毛0.00620=0.16kN/m28 厚
17、1：1：6 水泥找平砂浆0.00814=0.11kN/m25 厚 1：0.3：3 水泥石膏砂浆0.00514=0.07kN/m2外面：6 厚面砖0.00619.8=0.119kN/m210厚 1：0.2：2 水泥石灰膏砂浆粘结层0.0120=0.20kN/ m210厚 1：3 水泥砂浆刮平扫毛0.0120=0.20kN/ m2合计2.66kN/m2标准层外纵墙自重2.66（3.65.42.11.6）/5.4=7.87kN/m 标准层外横墙自重 2.663.6=9.58kN/m 底层外纵墙自重2.66（4.25.42.11.6）/4.2=10.65kN/m 底层外横墙自重2.664.2=11.1
18、8kN/m 女儿墙自重2.661.0=2.66kN/m（6）内墙自重（内纵墙可偏于安全的不考虑门洞）200 厚加气混凝土砌块0.27.5=1.5kN/m25 厚釉面砖0.00519.82=0.198kN/m24 厚强力胶粉泥粘结层0.004142=0.112kN/m2防水层0.2kN/m29厚1：3 水泥砂浆打底压实抹平 0.009202=0.36kN/m2 合计2.37kN/m2 标准层内墙自重2.373.6=8.54kN/m 底层内墙自重2.374.8=11.38kN/m2.3.2 活载标准值计算（1）屋面和楼面活荷载标准值 上人屋面2.0kN/m2 办公室楼面2.0kN/m2 电梯机房7
19、.0kN/m2 卫生间2.0kN/m2 楼梯2.5kN/m2 走廊2.5kN/m2（2）雪荷载标准值Sk=1.00.35 =0.35kN/m2；准永久分区：。雪荷载不与活荷载同时组合，取其 中的最不利组合，由于本工程雪荷载较小，荷载组合时直接取活荷载进行组合，而不 考虑与雪荷载的组合。2.3.3 竖向荷载计算 竖向荷载下框架受荷总图（图 2.3.1）（1）AB 轴间框架梁 屋面板传荷载：图 2.3 .1 竖向荷载下框架受荷总图板传至梁上的三角形或梯形荷载等效为均布荷载，荷载的传递示意图如图 2.3.1 恒载：6.32.7（1-20.302+0.303）2=28.82kN/m活载：2.02.7（
20、1-20.302+0.303）2=9.15kN/m楼面板传荷载恒载：4.32.7（1-20.302+0.303）2=19.67kN/m活载：2.02.7（1-20.302+0.303）2=9.15kN/m梁自重：1.43 kN/ mAB 轴间框架梁均布荷载为：屋面梁恒载=梁自重+板传荷载=1.43 kN/ m+28.82 kN/ m=30.25kN/m活载=板传荷载=9.15kN/m楼面梁恒载=梁自重+板传荷载+内横墙自重=1.43+19.67+8.54=29.64kN/m活载=板传荷载=9.15kN/mBC 轴间框架梁 根据对称，受力值同上（2）23 轴间边框架连梁 屋面板传荷载： 板传至梁
21、上的三角形等效为均布荷载，荷载的传递示意图如图 2.3,1 恒载：6.32.75/8=10.63kN/m活载：2.02.75/8=3.38kN/m 楼面板传荷载 恒载：4.32.75/8=7.26kN/m 活载：2.02.75/8=3.38kN/m 梁自重：1.43 kN/ m23 轴间边框架连梁均布荷载为：屋面梁恒载=梁自重+板传荷载+女儿墙荷载=1.43+10.63 +2.66 =14.72kN/m活载=板传荷载=3.38kN/m楼面梁恒载=梁自重+板传荷载+内横墙自重=1.43+7.26+8.54=17.23kN/m活载=板传荷载=3.38kN/m（3）23 轴间中框架连梁 屋面板传荷载
22、： 板传至梁上的三角形等效为均布荷载，荷载的传递示意图如图 2.3.2 恒载：6.32.75/82=21.26kN/m 活载：2.02.75/82=6.76kN/m楼面板传荷载 恒载：4.32.75/82=14.52kN/m 活载：2.02.75/82=6.76kN/m 梁自重：1.43 kN/ m23 轴间中框架连梁均布荷载为：屋面梁恒载=梁自重+板传荷载=1.43+21.26 =22.69kN/m活载=板传荷载=6.76kN/m楼面梁恒载=梁自重+板传荷载+内横墙自重=1.43+14.52+8.54=24.49kN/m活载=板传荷载=6.76kN/m（4）A 轴纵向集中荷载的计算顶层柱 顶
23、层柱恒载=屋面边框架连梁所传恒载=14.725.4=79.49kN 顶层柱活载=屋面边框架连梁所传活载=3.385.4=18.26kN标准层柱 标准层柱恒载=楼面边框连梁所传恒载=5.417.23=93.04kN 标准层柱活载=楼面边框连梁所传活载=3.385.4=18.26kN 基础顶面恒载=底层外纵墙自重+基础梁自重（取 HW3003001015）=10.655.4+94.59.8/10005.4=62.51kN（5）B 轴纵向集中荷载的计算顶层柱 顶层柱恒载=屋面中框架连梁所传恒载=22.695.4=122.53kN 顶层柱活载=板传活载=6.765.4=36.51kN标准层柱 标准层柱
24、恒载=屋面中框架连梁所传恒载=24.495.4=132.25kN 标准层柱活载=屋面中框架连梁所传活载=6.765.4=36.51kN 基础顶面恒载=底层内纵墙自重+基础梁自重=11.385.4+66.09.8/1000（4.5-0.3）=64.17kN2.3.4 风荷载计算图 2.3.2 竖向受荷总图作用在屋面梁和楼面梁节点处的集中风荷载标准值Wk = z s z0 (hi + hj )B / 2其中基本风压 W。=0.45kN/m2。风载体型系数 =1.3。风压高度变化系数 由表sz查得。本工程所在地为城市，所以地面粗糙度为 B 类。取风震系数 z 为 1.0.风荷载计 算如表 2.3-1
25、 和表 2.3-2表 2.1-1 正面风荷载计算表离地面高度 Z z zs0hihjBWk （kN）19.21.231.00.80.453.625.46.7015.61.151.00.80.453.63.65.48.05121.061.00.80.453.63.65.47.428.411.00.80.453.63.65.47.004.811.00.80.454.83.65.48.16表 2.1-2背面风荷载计算表离地面高度 Z z zs0hihjBWk （kN）19.21.231.0-0.50.453.625.44.1815.61.151.0-0.50.453.63.65.45.03121.0
26、61.0-0.50.453.63.65.44.648.411.0-0.50.453.63.65.44.374.811.0-0.50.454.63.65.45.10图 2.3.3风荷载示意图2.4 风荷载作用下的位移验算2.4.1 侧移刚度 D见表 2.4-1，表 2.4-2：表 2.4-1 横向 2-5 层 D 值计算_ i i =构件名称 b c_i c =_2 + iD = i 12（kN/m）A 轴柱0.3090.1392917B 轴柱0.6190.2364951C 轴柱0.3090.1392917ic c h2 D25 = 2917 + 2917 + 4951 = 10785 kN/m
27、表 2.4-2 横向底层 D 值的计算构件名称i = bci_= 0.5 + ic _2 + iD = i 12c c h2（kN/m）A 轴柱0.2430.3314972B 轴柱0.4850.3965948C 轴柱0.2430.3314972_ iD = 4972 + 4972 + 5948 = 15892kN/m2.4.2 风荷载作用下框架侧移计算水平荷载作用下框架的层间侧移可按下式计算： u j=V j Dij顶点侧移是所有各层层间侧移之和nu = u jj =1表 2.4 -3 风荷载作用下框架侧移计算层次W j (KN )V j (KN ) D(KN / m)uj （m）u j /
28、h510.8810.88107850.00101/3569413.0823.96107850.00221/1621312.0536.01107850.00331/1078211.3747.39107850.00441/819113.2760.65158920.00381/1258nu = u j =0.0148m，侧移验算：层间侧移最大值 1/8191/550 （满足）j =12.5 竖向荷载作用下的内力计算2.5.1 恒荷载作用下的内力计算（弯矩二次分配法）（1）运用 EXCEL 列表，运算过程如下表 2.5-1，计算结果见图 2.5.1-3.表 2.5-1恒载下弯矩二次分配计算表图 2.5
29、.1 恒荷载作用下的弯矩图（kNm）图 2.5.2 恒荷载作用下的剪力图（kN）恒载下柱子轴力计算如下表 2.5-2 所示表 2.5-2柱轴力计算表层数柱号左梁剪力右梁剪力柱顶集力柱顶轴力柱自重柱底轴力5层 A129.279.49208.694.932213.622B143143122.53408.534.932413.462C129.279.49208.694.932213.6224层 A130.793.04437.3624.932442.294B136136132.25817.7124.932822.644C130.793.04437.3624.932442.2943层 A130.293.
30、04665.5344.932670.466B136136132.251226.8944.9321231.826C130.293.04665.5344.932670.4662层 A130.293.04893.7064.932898.638B136136132.251636.0764.9321641.008C130.293.04893.7064.932898.6381层 A129.893.041121.4786.561128.038B137137132.252047.2586.562053.818C129.893.041121.4786.561128.038图 2.5.3恒荷载作用下的轴力图（kN
31、）2.5.2 活载作用下的内力计算（满布活载，弯矩二次分配法计算） 计算结果如表表 2.5-3活载下弯矩二次分配计算表图 2.5-4活荷载作用下的弯矩图（kN m）图 2.5-5 活荷载作用下的剪力图（kN）图 2.5-6活荷载作用下的轴力图（kN）2.6 水平荷载标准值作用下的内力计算 框架在风荷载（从左向右）下的内力用 D 值法进行计算。其步骤为：（1）求各柱反弯点处的剪力值；（2）求各柱的反弯点高度；（3）求各柱的杆端弯矩及梁端弯矩；（4）求各柱的轴力和梁剪力。第 I 层第 m 柱所分配的剪力为 V= Dim VV = Wiim Dii i框架柱反弯点位置：y = y0 + y1 + y
32、2 + y3如图 2.6.1-3 所示。计算过程如下表 2.6-1-4 所示，计算结果2.6-1A(C)轴框架柱反弯点位置层号h / miy0y1y2y3yyh53.60.3090.200000.20.7243.60.3090.350000.351.2633.60.3090.450000.451.6223.60.3090.5500-0.050.51.8014.80.2430.930-0.0500.884.22表 2.6-2B 轴框架柱反弯点位置层号h / miy0y1y2y3yyh53.60.6190.350000.351.2643.60.6190.400000.41.4433.60.6190.450000.451.6223.60.6190.5000-0.0280.4721.7014.80.4850.700-0.0500.653.12框架各柱的杆端弯矩，梁端弯矩按下算式计算。计算过程见表 3.9-表 3.12。M c上 = Vim (1 y) h， M c下 = Vim y h中柱梁弯矩： Mb左j左=b（Mii左 + i右C下j +1 + MC上j） M b右j =