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1、天津城市建设学院本科毕业设计说明书学生姓名：xxxx学生学号：10xxxxx专业名称：土木工程（结构方向）指导教师：xxxx（副教授）天津城市xx建设学院20 年 月 日独创性声明本人声明所呈交的毕业设计（论文）是本人在指导教师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以引用标注之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，没有伪造数据的行为。毕业设计（论文）作者签名： 签字日期： 年 月 日毕业设计（论文）版权使用授权书本毕业设计（论文）作者完全了解学校有关保留、使用论文的规定。同意学校保留并向有关管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权天津城
2、市建设学院可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本论文。（保密的毕业设计（论文）在解密后适用本授权说明）毕业设计（论文）作者签名： 指导教师签名：签字日期： 年 月 日 签字日期： 年 月 日摘 要本工程为天津市天泰路街道办公楼设计，主体为六层钢筋混凝土框架结构。拟建工程场地位于天津市河北区，总建筑面积为4656平方米，并满足办公室、会议室、餐厅、宿舍、活动、多功能大厅等使用功能的要求。根据建筑设计、抗震方面等的要求，确定合理的结构形式和结构布置方案，确定框架、基础的形式。本设计中选取一榀主框架以及楼面及屋面板进行截面设计及配筋计算。首先
3、根据框架布局确定各构件尺寸，进行恒载、活载及风荷载的统计。然后采用分层法进行竖向荷载作用下的结构内力计算，水平荷载采用D值法进行计算。之后进行内力组合分析，找出最不利的一组内力，进行构件计算。楼板配筋计算采用弹性理论设计，楼梯的设计计算，并进行条形基础的配筋设计。最后，根据计算结果，按照相应的构造要求，绘制了结构施工图，并写出了相应的毕业设计说明书。在毕业设计说明书的编写过程中，运用了大学二年所学过的很多理论，查看了很过资料书，看了最新的规范，计算中多种计算方法得到体现，以前的理论知识得到了应用，综合了以前所学的零碎知识，使自己掌握了多方面的知识，提高了自己的自学能力，提高了自己解决问题的能力
4、，使自己的综合能力得到了很大的提高。毕业设计期间，自己学会了很多的知识，又学习了PKPM软件，运用PKPM软件进行验算和配筋，并且分析了自己计算的结果和PKPM的结果，分析之间的误差并进行了改正和纠偏，学习效率得到了很大的提高。由于自己的水平有限，难免会出现一些错误，还请老师给予批评和指正。目 录第一章 建筑设计11.1 采光、通风设计11.2 设计资料11.3 设计资料11.4 采光、通风设计1第二章 结构设计22.1 结构选型布置及计算简图22.1.1 结构选型22.1.2 柱网布置22.2 梁板柱的截面尺寸32.2.1 梁32.2.2 板32.2.3 柱3第三章 荷载计算63.1 建筑设
5、计63.2 屋面及楼面可变荷载标准值63.3 梁柱自重73.4 墙体自重73.5 重力荷载代表值8第四章 框架侧移计算114.1 重力侧移刚度计算114.2 横向水平荷载作用下框架内力和侧移计算124.2.1 横向框架结构定点假想位移计算124.3 横向地震作用计算124.3.1 水平地震作用下的计算124.3.2 水平地震作用下的位移计算154.3.3 水平地震作用下框架内力计算154.4横向风荷载作用下框架内力计算174.4.1 风荷载的内力计算174.3.2 风荷载侧移计算18第五章 竖向荷载作用下内力计算215.1 计算单元215.2 荷载计算215.3 内力计算235.4 竖向框架内
6、力265.4.1 横梁弯矩调幅265.4.2 荷载组合285.4.3 考虑地震作用下的内力组合305.5 柱端弯矩设计值调整47第六章 节点验算50第七章 截面设计527.1 框架梁截面配筋验算的527.1.1 建筑设计527.1.2 梁截面受剪承载力计算557.2 框架柱截面配筋计算567.2.1 剪跨比和轴压比验算567.2.2 柱的正截面承载力计算567.2.3 框架柱斜截面受剪承载力计算597.3 楼面板荷载计算617.4 楼梯设计637.5 基础计算667.5.1 基础截面确定667.5.2 基础梁内力计算66致谢70参考文献71附录72第一章 建 筑 设 计1.1 建筑设计该办公楼
7、位于天津市天泰路街道，建筑为六层钢筋混凝土框架结构体系，建筑面积为4656平方米。底层高为4.2米，标准层高为3.6米，室内外高差0.45米。1.2 设计资料1.气象条件：基本雪压：So=0.40kN/，年平均气温11.6，最高气温39.6，最低气温-21.4，冰冻深度为-0.6m，基本风压：wo=0.5kN/m2，主导风向为西南风|东南风。年总降雨量为541.5mm，日最大降雨量为115.5mm，一小时最大降雨量为75.0mm。2.抗震情况：抗震设防烈度为7度，设计基本加速度为0.15g，属设计抗震第二组。3.工程地质条件：建筑物所在场地类别为II类，土质均匀，工程场地情况详见工程地质报告。
8、4.材料：梁、柱、板统一采用混凝土强度等级C30,纵筋采用HRB400,箍筋采用HPB300。1.3 建筑要求建筑类别为丙类，防火等级为二级。1.4 采光、通风设计在设计中选择合适的门窗位置，取得良好的效果一便于通风，达到采光要求。第二章 结构设计2.1 结构选型布置及计算简图2.1.1 结构选型根据工程的要求，本工程选用钢筋混凝土框架结构。根据任务书中的要求，满足建筑面积和抗震的要求，本工程采用六层钢筋混凝土框架结构。2.1.2 柱网布置 柱网布置如下所示图2.1 框架结构布置图2.2 梁板柱的截面尺寸2.2.1 梁 根据本结构的特点，横向设置主梁，纵向设置次梁. 主梁截面高度：（）= （）
9、6600=550825 取b=700mm 主梁截面宽度：b=（）=（）700=233mm350mm 取b=350mm 次梁截面高度：（）=（）6600=367500 取=500mm 次梁截面宽度：=（）=（）500=167250b=250mm2.2.2 板板跨L=6600 板厚h=(l/50-l/35)L=(132-189)mm，此处板厚取h=150mm2.2.3 柱框架柱的截面尺寸一般根据柱的轴压比显值按下列公式估，N的轴压力设计值F按简支状态的负荷面积gE折算在单位面积上的重力荷载代表值，可根据实际荷载计算，也可近似取12-15kN/m2，这里取15kN/m2Ac柱的截面积fc混凝土轴心强
10、度设计值N为框架柱轴压比限值，此建筑物抗震等级为3级，所以这里取0.9考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数，边柱取1.3，不等跨内柱取1.25，等跨内柱取1.2n验算截面以上楼层层数边柱：N=gEFn=1.31510006.63.36=2548260NAc=N/ fc /N=2548260/14.3/0.9=198000mm2边长b=445mm中柱：N=gEFn=1.21510006.64.656=3314520NAc=N/ fc /N=3314520/14.3/0.9=257538N边长b=507mm综合考虑第一、二层柱的边长取b=600mm，36层柱柱的边长取b=500mm框架结构计算单元和
11、框架计算简图如图2.1所示图 2.1 框架结构计算单元和框架计算简图第三章 荷载计算3.1 屋面及楼面的永久荷载标准值屋面（上人）30 厚细石混凝土保护层220.03=0.66 kN/m2三毡四油防水层0.4 kN/m220 厚水泥砂浆找平层200.02=0.4 kN/m2150 厚水泥蛭石保温层50.15=0.75 kN/m2150 厚钢筋混凝土板250.15=3.7 kN/m2V 型轻钢龙骨吊顶0.25 kN/m2合计6.21 kN/m216 层楼面：瓷砖地面（包括水泥粗砂打底） 0.55 kN/m2150 厚钢筋混凝土板250.2=3.75 kN/m2V 型轻钢龙骨吊顶0.25 kN/m
12、2合计4.55 kN/m21-6层屋面面积：776m2屋顶恒荷载：6.21776=4818.96 kN/m22-6层楼面恒荷载：4.55776=3530.8 kN/m23.2 屋面及楼面可变荷载标准值上人屋面及楼面可变荷载标准值：2.0 kN/m2楼面活荷载标准值：2.0 kN/m2屋面雪荷载标准值Sk=rSo=1.00.4=0.4 kN/m2上式中r r 为屋面积雪分布系数，取1.0。屋顶均布荷载：0.4776=310.4kN2-6层均布荷载：2.0776=1552kN3.3 梁柱自重梁柱的自重如表3.1所示层次构件kN/m2 kN/mmnkNkN1横梁350700251.056.43161
13、6617.3762298.9692.1227.01纵梁350700251.056.4316281080.408次梁250500251.053.2816.2528574.175柱600600251.059.455.25321587.61587.62横梁350700251.056.431616617.3762298.9692.1227.01纵梁350700251.056.4316281080.408次梁250500251.053.2816.2528574.175柱600600251.059.453.6321088.641088.643-6横梁350700251.056.4316.1516632.8
14、12318.997边纵梁350700251.056.4316.15281107.418次梁250500251.053.2816.328578.769柱500500251.056.5633.632756.058756.058表3.1 梁柱自重表注：1）表中考虑梁、柱的粉刷层重力荷载而对其重力荷载的增大系数；g 表示单位长度构件重力荷载；n 为构件数量。2）梁长度为净长；柱长度取层高。3.4 墙体自重墙体为300mm厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块，外墙面贴瓷砖为0.5KN/M2,70mm保温层，内墙为200mm厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块，20mm厚抹灰.则外墙重力荷载为：0.35.5+0.5+170.
15、02+0.0224=2.51 kN/m内墙重力荷载为：0.25.5+170.022=1.78 kN/m钢框玻璃窗和钢铁门的重力荷载为0.4-0.45 kN/m2,这里去0.4 kN/m2,本工程采用的是塑钢玻璃窗和塑钢玻璃门。3.5 重力荷载代表值层数门窗编号bh面积r相对容重与墙差重n总面积GiGimmm2KN/m2kN/m2kNm2kNkN1C24182.41.84.320.42.119.1225108228323.24C18181.81.83.240.42.116.8413.246.84M09240.92.42.160.41.382.981736.7250.66M12241.22.42.
16、880.41.383.9738.6411.91M15241.52.43.60.42.117.6013.67.6M36243.62.48.640.42.1118.2318.6418.232C24182.41.84.320.42.119.1228120.96255.36332.6C18181.81.83.240.42.116.8426.4813.68M09240.92.42.160.41.382.9848.6411.92M12241.22.42.880.41.383.97720.1627.79M24242.42.45.760.41.387.95317.2823.853-6C24182.41.84.
17、320.42.119.1228120.96255.36329.61C18181.81.83.240.42.116.8426.4813.68M09240.92.42.160.41.382.9836.488.94M12241.22.42.880.41.383.97925.9235.73M24242.42.45.760.41.387.95211.5215.9表3.2 除去门窗后墙的自重计算表一层总墙长：外墙外为：121.8m，内墙为：180.9；二层墙长：外墙长为：121.8m内长为：124.9m；3-6层总墙长：外墙长为：122.6m，内墙长为：147.575m，女儿墙长为125.16m。屋顶墙自
18、重：2.511.2125.16=373.98kN3-6层墙自重：2.51121.83.6+1.78180.93.6-323.24=1927.78kN二层墙自重：2.51121.83.6+1.783.6124.9-332.6=1559.57kN一层墙自重：2.514.2121.8+1.784.2180.9-329.61=2296.58kN顶层重力荷载代表值为:屋面荷载+50%活载+纵横梁自重+半层柱自重+半层墙体自重其它层重力荷载代表值包括：楼面恒载+50%楼面均匀活载+纵横梁自重+楼面上下各半层的柱及纵横墙自重。六层重力代表值为：4818.96+373.98+756.058/2+2318.99
19、7+0.4776/2+1927.78/2=8635.049KN，3-5层重力代表值为：1927.78+2318.997+756.058+1552/2+3530.8=9309.635kN二层重力代表值为：9280.589kN一层重力代表值为：9871.964kN质点重力代表值示意图如图3.1所示图3.1 质点重力荷载值第四章 框架横向侧移计算4.1 重力侧移刚度计算梁、柱采用混凝土C30，Ec=3.0107KN/m2在框架结构中，有现浇楼面或预制板楼面。但是有现浇板的楼面，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 =
20、1.5I0（I0为梁的截面惯性矩）；对于中框架I =2I0。横梁的线刚度和柱的线刚度分别见下表4.1和表4.2。梁的跨度如图4.1所示。图 4.1 梁的跨度示意图类别层次EcbhI0L1.5Ec I0/L2.0Ec I0/L（N/mm2）(mmmm)(mm4)(mm)(Nmm)(Nmm)边梁1-23.0104350700101060007.510101011中梁1-23.0104350700101021002.110112.11011边梁3-63.0104350700101061507.310109.81010中梁3-63.010435070010102200210112.71011表 4.1
21、 横梁线刚度的计算层次HcEcbhI0Ec I0/Hc(mm)（N/mm2）(mm2)(mm4)(Nmm)152503.01046006001.0810106.171010236003.01046006001.081010910103-636003.01045005000.52110104.31010表 4.2 柱线刚度的计算柱侧移刚度按式计算，根据梁线刚度K比2 的不同，结构平面布置图中的柱可分为中框架柱和边柱、边框架中柱和边柱以及楼、电梯间柱等。现以第1 层柱C1柱的侧移刚度为例，说明计算过程，其余柱计算过程从略，计算结果分别见表4.3。柱和梁的线刚度可以从表中查的，相对线刚度：K=5.0
22、2，c=0.79D=12c=0.79=21221.44N/mm4.2 横向水平荷载作用下框架内力和侧移计算4.2.1 横向框架结构定点假想位移计算横向框架结构顶点假想位移计算结构顶点的假想侧移由式Vi=Gi,，SI=Vi/Di，Si=SI计算。横向框架结构顶点假想位移如表4.44.3 横向地震作用计算 4.3.1 水平地震作用下的计算根据抗震规范，对于高度不超过40米，以剪切变形为主，且质量和刚度沿着高度方向分布比较均匀的结构，以及近似于单质点体系的结构，可以采用底部剪力法等简化方法计算抗震作用。因此本框架采用底部剪力法计算抗震作用。在类场地，7度设防区，设计地震分组为第二组情况下，有抗震规范
23、查得：Tg=0.40s, max=0.08, T1=0.59s1.4 Tg=1.40.4=0.56s，应考虑顶点附加地震作用。按底部剪力法求得的基底剪力，若按：分配给各层质点，则水平地震作用呈倒三角形分布。对一般层，这种分布基本符合实际，但对结构上部，水平作用小于按时程分析法和振型分析法求得的结果，特别对周期较长的结果相差更大，地震的宏观震害也表明，结果上部往往震害严重，因此引入，即顶部附加地震作用系数考虑顶部地震力的加大。n考虑了结构周期和场地的影响，且使修正后的剪力分布与实际更加吻合。因此引入nn=0.08T1+0.01=0.080.59+0.01=0.0571=()0.9max=()0.
24、90.08=0.056项目K（一般层）（底层）根数Di柱层类型底层边柱1.620.5915848.9216593126中柱5.020.7921221.44162层边柱0.830.2924166.67161226667中柱3.420.6352500.01163-6层边柱1.700.4618314.8216802667中柱7.980.8031851.8516表4.3 柱的侧移刚度计算表表 4.4 横向框架结构顶点假想位移层次Gi（kN）Vi（kN）Di(mm)层间相对位移SI（mm）Si（mm）68635.0498635.04980266710.76243.9359309.63517944.684
25、80266722.36233.1749309.63527254.31980266733.95210.8139309.63536563.95480266745.55176.8629280.58945844.543122666737.37131.3119871.96455716.50759312693.9493.94FEk=1GEQ=（）0.90.080.8555716.507=2652.11kN 顶点附加水平地震作用：F=nFEk=0.0572652.11=151.17kN各质点的水平地震作用按式计算，计算的结果如表4.5表4.5 水平表 4.5 地震作用计算表层次Hi(m)Gi(kN)GiHi
26、(kNm)GiHi/Fi(kN)Vi(kN)623.258635.05200764.910.26650.24650.24519.659309.64182934.430.23575.221225.45416.059309.64149419.720.19475.181700.64312.49309.64115439.540.15375.142075.7828.859280.5982133.220.10250.092325.8715.259871.9651827.790.07175.072500.94图 4.2 横向框架各层水平地震作用及地震剪力示意图4.3.2 水平地震作用下的位移计算水平地震作用
27、下层间位移和顶点位移分别按式和计算，计算过程表4.6，层间弹性位移。表4.6 横向水平地震作用下的位移验算层次(Kn)()()()().6650.248026670.8113.7136001/444451225.458026671.5312.3636001/235341700.648026672.1210.8336001/169832075.788026672.598.7136001/139022325.8712266671.906.1236001/189512500.945931264.224.2252501/1244由上表可知，最大层间位移发生在第一层，其值为1/12441/550，满足要
28、求。4.3.3 水平地震作用下框架内力计算框架柱端剪力及弯矩分别按式，进行计算。具体过程及结果见表4.7表4.7 各层柱端弯矩及剪力计算层次柱mmkNN/mm)N/mmkNy6边柱3.6650.2480266718314.8214.841.700.4021.3732.05中柱3.6650.2480266731851.8525.807.980.4541.8051.085边柱3.61225.4580266718314.8227.961.70.5050.3350.33中柱3.61225.4580266731851.8548.637.980.5087.5387.534边柱3.61700.6480266
29、718314.8238.801.70.5069.8469.84中柱3.61700.6480266731851.8567.497.980.50121.48121.483边柱3.62075.7880266718314.8247.361.70.5085.2585.25中柱3.62075.7880266731851.8582.377.980.50148.27148.272边柱3.62325.87122666724166.6745.820.830.5590.7274.23中柱3.62325.87122666752500.0199.543.420.50179.17179.171边柱5.252500.945
30、9312615848.9266.831.620.62217.53133.33中柱5.252500.9459312621221.4489.485.020.55258.37211.40梁端弯矩、剪力及柱轴力按节点平衡条件和梁的转动刚度确定梁端弯矩。具体过程见表4.8。表4.8 梁端弯矩、剪力及柱轴力计算层次边梁中梁柱轴力LL边柱N中柱N632.0513.666.157.4337.4237.422.234.02-7.43-26.59571.736.866.1517.651011012.291.82-24.99-100.854120.1772.16.1531.26153.12153.122.2139.
31、20-56.25-208.793155.0972.136.1536.95197.62197.622.2179.65-93.2-351.492159.48105.63644.19221.81221.812.1211.25-137.39-518.641224.05125.99658.34264.58264.582.1251.98-195.73-718.284.4 横向风荷载作用下框架结构内力计算侧移计算4.4.1 风荷载的内力计算 风力作用与建筑物的外形直接有关，圆形与正多边形收到风力较小外，对抗风有利：相反，平面凸凹多变的复杂建筑物受到的风力较大，而且容易产生风力扭转作用，对抗风不利。风力受建筑物周围环境影响较大，处于高层建筑群中的高层建筑，有时会出现受力更为不利的情况。例如，由于不对称遮挡而使风力偏心产生扭矩；相邻建筑物之间的狭缝风力增大，使建筑物产生扭转等等。在这些情况下要适当加大安全速度。风力作用具有静力作用于动力作用两重性质。风力在建筑物表面的分布很不均匀，在角去和建筑物内收的局部区域，会产生较大的风力。与地震作用相比，风力作用相比，风力作用持续时间较长，与作用持续时间较长，其作用更接近于静力荷载。但对建筑物的作用期间会出现较大风力的次数较多。由于有计较长期的气