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1、金陵科技学院学士学位论文 目录目 录摘 要IAbstractI1 工程概况21.1 建筑概况21.2 选择框架结构的承重方案21.3 初步确定梁、柱截面的尺寸22 重力荷载代表值的计算42.1 荷载的各类计算42.2 计算每一层重力荷载的代表值63 计算框架侧移刚度103.1 计算横梁线刚度ib103.2 柱线刚度ic的计算103.3 计算框架柱的侧移刚度104 计算水平荷载作用结构侧移和内力134.1 计算横向的自振周期134.2 计算水平地震作用134.3 验算水平地震作用下的位移144.4 计算风荷载下横向框架的内力185 计算竖向荷载作用下的框架的内力235.1 选择计算的单元235.
2、2 计算荷载235.3 计算结构的内力276 梁、柱的内力组合386.1. 框架梁的内力组合386.2框架柱内力组合406.3 框架内力设计值汇总457梁柱截面设计487.1框架梁设计487.2构造柱设计558楼梯结构计算设计738.1楼梯形式选择738.2楼梯结构设计739.现浇楼面板设计769.1楼面处的楼板设计769.2屋面处的楼板设计7910.基础设计8410.1荷载计算8410.2基础形式的确定和设计84参考文献88致 谢8983金陵科技学院学士学位论文 摘要江苏省常州市汽车厂1#办公楼设计摘 要本工程是江苏省常州市汽车厂1#办公楼设计，是四层钢筋混凝土框架结构，首层层高为3.9m,
3、其他各层为3.6米。此办公楼总高是15.6米，总长是52.0m，总宽是17.4m。总建筑面积约为3600平方米。此设计大致分为两个部分：第一部分为建筑设计，主要包括工程概况、设计规划建筑物细部做法；第二部分为结构设计，包括结构布置、结构计算简图、荷载计算、水平荷载内力计算、竖向荷载内力计算等各种验算内容。关键词 钢筋混凝土结构 框架结构金陵科技学院学士学位论文 AbstractThe car factory 1 #, changzhou, jiangsu province, office building designAbstractThis project is a factory 1 #,
4、 changzhou, jiangsu province, office building design，which Is the four layer reinforced concrete frame structure.The first layer upon layer high of 3.9 m and the other each layer is 3.6 meters.The office building total is 15.6 meters high, which length is 52.0 m and total width is 17.4 m. The total
5、construction area is about 3600 square meters.This design roughly divided into two parts: the first part of the design for the building, mainly includes the project survey, design, planning and building detail; The second part for the structural design, including structure arrangement, structure cal
6、culation diagram, load and horizontal load internal force calculation, vertical load internal force calculation and calculation content.Key words: Reinforced concrete structure frame structure金陵科技学院学士学位论文 第1章 工程概况 1 工程概况1.1 建筑概况1. 地点：江苏省常州市2. 类型：四层的办公楼，框架结构。3. 介绍：使用年限为50年，建筑面积大致在3600左右，楼盖及屋盖都采用现浇钢筋混
7、凝土框架结构。4. 门窗使用：大门采用铝合金门，其它为木门，窗为铝合金窗。5. 地质的资料：拟建场地地势较平坦，交通便利，现大部为农田。场地情况：场地土类别为类，根据钻探所揭示，地基土层自上而下分布如下：I、 素填土：灰色，湿，主要成份为粉质粘土，夹较多植物根茎，土层厚度约为1米，地基承载力特征值为80kPa。、粉质粘土：灰黄色，饱和，可塑，局部夹稍密状粘质粉土薄层，见少量铁猛氧化物斑点，无摇震反应，切面光滑，干强度高，韧性高，土质较均匀，土层厚度约为8米,地基承载力特征值为160kPa。、粉砂：黄色灰黄色，饱和，中密密实，见少量云母碎屑，颗粒级配良好，平均粘粒含量为6.9，土质欠均匀，土层厚
8、度约为9米,地基承载力特征值为180kPa。6. 地震资料情况：规定设计基本地震的加速度为0.1g，设防烈度设为7度， 设计地震分组设为第一组。场地类别设为二类。抗震等级设为三级。7. 建筑等级情况：耐火等级设为级。结构安全等级设定为二级，8. 气象资料情况：雪压设为。风压设为。 9. 水文资料报告：地下水位-2.0m，土壤最大冻土深度为0.5m。10. 柱网和层高设计：本办公楼设计为纵向柱柱距为 7.8m ，中间跨设为 3.0m，边跨设为 7.2m，首层层高取 3.9m，其他层高3.60m。 1.2 选择框架结构的承重方案1.2.1竖向荷载的传力途径情况次梁主梁框架柱地基据此，本办公楼框架结
9、构的承重方案确定为横向框架承重方案，此方案能让框架的横向侧移刚度增加，也能让横向框架的截面高度变大。1.3 初步确定梁、柱截面的尺寸主梁的截面高度一般是取梁的跨度的， 即（），取梁截面高度h设为650mm, 截面宽度一般情况为（），所以宽度b 设为300毫米,由此初设为梁截面的尺寸。次梁截面高度b一般取梁跨度的， 即为 （）mm，因此设定h=500mm为梁截面高度, 截面宽度为（）取300mm为梁截面宽度b,通过计算初设定 为梁截面尺寸。表1-1 梁的截面尺寸（毫米）及混凝土的强度等级层次混凝土等级主梁（)纵梁()次梁（)A、B跨、C、D跨B、C跨1-4C30 根据柱的轴压比限值，通过以下公式
10、确定框架柱的截面尺寸（1）柱组合的轴压力设计值 ： 边柱：1.3,不等跨内柱： 1.25。gE取14 kN/m2（2） 取un 为 0.9。（3）计 算： 边 柱： 内 柱1： 内 柱2： 内 柱3： 取650mm650mm为本办公楼框架柱的尺寸表1.2 柱截面尺寸（毫米） 计算简图（框架结构）： 图1.1 框架的计算简图 基础埋置深度设定是2.5米,室外地坪距基础顶面为0.2米,室内和室外高差450mm。 因此底层柱子的高度按照计算应为米，2-4层柱子计算的高度都是3.6米。金陵科技学院学士学位论文 第2章 重力荷载代表值的计算 2 计算重力荷载的代表值2.1 荷载的各类计算2.1.1 统计
11、恒载标准值：1. 计算屋面的永久荷载标准值防水层：三毡四油上铺小石子 找平层：20厚水泥砂浆找平 保温层：70厚沥青保温层 找平层 ：20厚水泥砂浆找平 结构层 ：100厚现浇钢筋砼屋面板 粉刷层 ：12厚纸筋石灰平顶 2. 计算楼面的永久荷载标准值水磨石地面 结构层 ：120厚现浇钢筋砼楼板 粉刷层 ：12厚纸筋石灰平顶 3. 计算楼梯荷载的标准值水磨石面层 三角形踏步 斜板 板底20厚抹灰 4. 计算卫生间的永久荷载标准值5厚陶瓷马赛克，水泥擦缝 20厚水泥砂浆结合层 素水泥砂浆一道 40厚细石混凝土 20厚水泥砂浆找平 聚氨酯三遍涂膜防水层1.8厚 120厚现浇钢筋混凝土板 5. 计算外
12、墙的永久荷载标准值 20厚1：2.5水泥砂浆粉刷（内外） 240厚混凝土空心小砌块 6. 计算女儿墙的永久荷载标准值 20厚1：2.5水泥砂浆粉刷（内外） 200厚混凝土空心小砌块 7. 计算内墙的永久荷载标准值 20厚1：2.5水泥砂浆粉刷（内外） 200厚粉煤灰轻渣空心砌块 2.1.2 统计活荷载的标准值： 不上人屋面均布 楼面 卫生间 浴室 盥洗室 楼梯 走廊 屋面雪荷载 2.2 计算每一层重力荷载的代表值表2-1梁、柱重力荷载标准值层次构件b(m)h(m)g(KN/m)li(m)nGi(KN)Gi(KN)1横梁（A、B跨、C、D跨）0.3000.650251.055.197.14516
13、585.18 1560.28横梁（BC跨）0.2500.400251.052.633.35870.35 边纵梁0.3000.650251.055.127.12514510.60 次梁0.3000.500251.053.947.7013394.14 柱0.6500.650251.1011.625.60322044.91 2044.912-4横梁（AB、CD跨）0.3000.650251.055.127.14516585.18 1560.28横梁（B、C跨）0.2500.400251.052.633.75878.75 边上纵梁0.3000.650251.055.128.14514583.70 次
14、梁0.3000.500251.053.947.7013394.14 柱子0.6500.650251.1011.623.50321301.31 1301.31表2-2重力荷载代表值Gi具体计算过程底层门窗外墙1=9238.98 KN内墙1.22.50.44+1.52.50.210=12.30 KN外墙内墙(240.55-0.325-0.652)(6.55-0.65)2-1.52.56+(24-0.55-0.325-0.652)(6.65-0.65)2-1.22.54-1.52.54+(8-0.325-0.55)(6.65-0.65)12+(8-0.12-0.12)(6.55-0.6)22.4=2
15、580.67 KN梁柱1560.28+2044.91=3605.19 KN楼梯886.6=422.4 KN楼面(56.2420.24-88-882) 3.84+884.85=3944.18 KN2层门窗外墙2.72.40.411+1.21.50.44+1.21.80.42=33.12KN2=5810.24KN内墙1.22.50.44+1.52.50.211=13.05 KN外墙内墙(56-0.552-0.656)(3.6-0.65)2-1.52.511-1.22.54+(8-0.325-0.55)(3.6-0.65)12+(8-0.12-0.12)(3.6-0.6)22.4=1311.44 K
16、N梁柱1560.28+1301.31=2861.59 KN楼梯886.6=422.4 KN楼面(56.2420.24-88-882) 3.84+884.85=3944.18 KN3层门窗外墙2.72.40.411+1.21.50.44+1.21.80.42=33.12KN3=5810.24KN内墙1.22.50.44+1.52.50.211=13.05 KN外墙内墙(56-0.552-0.656)(3.6-0.65)2-1.52.511-1.22.54+(8-0.325-0.55)(6.65-0.65)12+(8-0.12-0.12)(3.6-0.6)22.4=2769.35 KN梁柱1560
17、.28+1301.31=2861.59 KN楼梯886.6=422.4 KN楼面(56.2420.24-88-882) 3.84+884.85=3944.18 KN4层门窗外墙2.72.40.411+1.21.50.44+1.21.80.42=33.12KN4=5810.24KN内墙1.22.50.44+1.52.50.211=13.05 KN外墙内墙(56-0.552-0.656)(3.6-0.65)2-1.52.511-1.22.54+(8-0.325-0.55)(3.6-0.65)12+(8-0.12-0.12)(3.6-0.6)22.4=2769.35 KN梁柱1560.28+1301
18、.31=2861.59 KN楼梯886.6=422.4 KN屋面屋面板：女儿墙：1 3.16=480.32 KN楼面活载（56.2420.24-883）2.0+8822.5+883.5=2436.60 KN雪荷载56.2420.240.3=341.49 KNG1+3944.18+=12687.09 KN 取12690 KN图2-2重力荷载代表值Gi计算结果G2+3944.18+=10966.22 KN 取10970 KNG4+3944.18+=10970 KN 取13900 KNG5+ + (5805.32+480.32) =9361.51 KN 取9370 KN外墙：3.63 KN/m2；隔
19、墙：2.40 KN/m2；塑钢门、窗：0.4 KN/m2；木门：0.2 KN/m2。金陵科技学院学士学位论文 第3章 计算刚架侧移刚度 3 计算框架侧移刚度3.1 计算横梁线刚度ib横梁线刚度ib计算过程见表3-1，柱线刚度ic计算过程见表3-2。表3-1 横梁线刚度表类别混凝土强度等级截面跨度矩形截面惯性矩边框架中框架I0 (mm4)I (mm4)(Nmm)I (mm4)(Nmm)AB、CD跨C307200BC跨C303000注：I0=bh3/123.2 柱线刚度ic的计算表3-2 柱线刚度表层次Hc（mm）Ec（N/mm2）（mmmm）Ic（mm4）（Nmm）145503.01046506
20、501.4910106.8210102436003.01046506501.49101012.421010注：Ic=bh3/123.3 框架柱侧移刚度计算其计算过程见表3-3表3-3框架柱侧移刚度D值（N/mm）层号混凝土强度等级截面高度惯性矩线刚度=(一般层)=(一般层)Di1=ic(N/mm)/mmmmH/mmIc/mm4/Nmm=(底层)=（底层）边框架边柱(角柱)4.C3065065036001.491010=0.310.121.561043.2C3065065036001.491010=0.310.141.561041.C3065065065501.491010=0.570.420.
21、80104边框架中柱4.C3065065036001.491010=0.360.151.7610432C3065065036001.491010=0.360.151.761041C3065065065501.491010=0.470.400.76104中框架边柱4C3065065036001.491010=0.460.461.7110432C3065065036001.491010=0.460.461.711041C3065065065501.491010=0.760.461.48104中框架中柱4C3065065036001.491010=0.580.222.5610432C30650650
22、36001.491010=0.580.222.561041C3065065065501.491010=1.050.519.71104横向的框架的梁的层间总侧移的刚度为：表3-4框架的总刚度层号D(N/mm)Di(N/mm)边框架边柱Z边框架中柱Z中框架边柱Z中框架中柱Z4122.58104=30.9610464.361043、241.55104=6.2010441.75104=7.0104121.69104=20.28104122.58104=30.9610464.36104140.79104=3.1610440.75104=3104121.44104=17.28104 金陵科技学院学士学位论
23、文 第4章 水平荷载作用下框架的内力和侧移计算4 计算水平荷载作用结构侧移和内力4.1 计算横向的自振周期表4-1计算结构顶点的假想位移层号Gi（KN）Vi（KN）Di(N/mm)ui(mm)ui(mm)49370937064.3610414.50245.853109703131064.3610448.65199.752109704228064.3610465.69151.101126905497064.3610485.4185.41T;0.7。注：Tg=0.35(s)4.2 计算水平地震作用因结构高度小于40米，刚度和质量均匀分布较好，以剪切型变形为主，所以计算框架水平地震作用采用底部剪力法
24、。按式FEK=Geq计算结构总水平地震作用标准值；4.2.1计算结构的等效总重力的荷载代表值4.2.2计算水平地震的影响系数查书上表查书上表因即影响系数为：4.2.3计算总水平地震作用标准值T11.4Tg，不考虑顶部附加的水平地震作用。各质点横向水平地震作用按下式计算：表4.2 各质点横向水平地震作用Fi及楼层地震剪力Vi计算表层次Gi(KN)Hi(m)GiHi(KNm)Fi（(KN）Vi（KN）D7i(KN/m)Di(KN/m)(KN)4937020.95196301.5754.38754.388.5464.36100.1031097013.75150837.5579.672065.488.
25、5464.36274.0721097010.15111345.5427.902493.388.5464.36330.851126906.5583119.5319.432812.8122.26139.5448.8454970731933.53304.404.3 验算水平地震作用下的位移按下列公式计算层间位移ui和顶点位移ui：根据规范e1/550 表4-3 横向水平地震作用下的位移验算层次Vi(KN)D i(N/mm)ui (mm)ui(mm)hi(mm)e=ui /hi4754.3864.361041.17 12.5836001/307132065.4864.361043.21 9.13600
26、1/112122493.3864.361043.87 4.5936001/92912812.81139.51042.02 2.0265501/3248见表4-2最大层间弹性位移角在第二层发生，值为1/9291/550，满足要求。4.3.1计算水平地震作用下框架的内力利用底部剪力分配法和反弯点法求结构的内力。 为各柱的反弯点高度比，1、横向中框架各层柱端弯矩及剪力计算具体计算过程及结果见表4-4。表4-4横向中框架各层柱端弯矩及剪力计算层次hi(m)V7i(KN)D (N/mm)左（右）边柱D(N/mm)D/DVij(KN)yM上(KNm)M下(KNm)43.6100.108.541041.69
27、1040.2019.810.3830.2454.2017.1133.6274.078.541041.691040.2054.240.3830.45107.3987.8623.6330.858.541041.691040.2065.470.3830.55106.07129.6415.55448.8422.261041.44104 0.0629.040.4320.7841.84148.34层次hi(m)Vi(KN)D (N/mm)中间柱D(N/mm)D/DVij(KN)yM上(KNm)M下(KNm)43.6100.108.541042.581040.3030.240.5170.3076.21 32
28、.66 33.6274.078.541042.581040.3082.800.5170.45163.94 134.13 23.6330.858.541042.581040.3099.950.5170.50179.91 179.91 15.55448.8422.261049.691040. 44195.380.6800.70383.93 895.84 2、 计算柱的反弯点高度（见表4-5）表4-5 柱反弯点高度计算位置系数A柱B柱C柱D柱第四层n=4j=4h=3.6m0.3830.5170.5170.383y00.350.400.350.4011111y1000021111y2000031111
29、y30000y0.350.400.350.40第三层n=4j=3h=3.6m0.3830.5170.5170.383y00.450.450.450.4511111y1000021111y2000031111y30000y0.450.450.450.45第二层n=4j=2h=3.6m0.3830.5170.5170.383y00.550.500.550.5011111y1000021111y2000031.321.321.321.32y30000yv1.501.501.65第一层n=4j=1h=6.55m0.4320.6800.6800.432y00.7840.700.700.7841y1000
30、020.7590.7590.7590.759y200003y30000y0.7840.700.700.7843、表4-6为梁端水平地震作用下的弯矩标准值表4-6梁端水平地震作用弯矩标准值层号边柱处中柱处（KNm）（KNm）（KNm）（KNm）MLbE（KNm）（KNm）MRbE（KNm）454.2-54.276.210.72-54.87 0.28-15.36 3156.55-156.55238.990.72-172.07 0.28-48.18 2103.93-103.93314.040.72-226.11 0.28-63.31 1171.48-171.48563.840.72-405.96 0
31、.28113.67 4、表4-7为梁端弯矩、梁端剪力以及柱轴力 表4-7梁端弯矩、梁端剪力以及柱轴力层次边跨（AB跨同CD跨）中间跨（BC跨）柱轴力L/mM左/KNmM右/KNmVb /KNL/mM左/KNmM右/KNmVb/KNm边柱中柱47.254.2054.87 13.63 3.015.36 15.36 17.34 -13.63-5.9537.2156.49172.07 41.07 3.048.18 48.18 31.66 -83.73-16.9827.2193.93226.11 52.51 3.063.31 63.31 56.84 -136.24-20.8517.2171.48405.
32、96 72.18 3.0113.67 113.67 17.34 -208.42-15.35注：1、表中 4.4 计算风荷载下横向框架的内力 计算公式：通过建筑结构荷载规范（GB500092012）查出式中各参数。在进行计算时，将作用在框架每层节点上的集中荷载代替风荷载换。H=20.95m30m，且H/B=20.95/20=1.04 1.5，不考虑风压的脉动影响，定；矩截面，查荷载规范得。框架每层节点上的集中荷载代替风荷载，如表4-8：表4-8层次ZSZw0 (KN/m2)A (m2)PW (KN)V（KN）41.01.31.250.2521.809.129 .1331.01.31.00.253
33、2.609.342 8.8221.01.31.00.2532.609.343 8.3111.01.31.00.2536.8011.9650.094.4.1横向框架侧移（风荷载下）见表4-9表4-9风载作用下框架侧移 层数hi毫米Pi（KN）V7i(KN)Di(N/mm)436009.029.0264.361040.0140.2261/256869336009.3628.7764.361040.0450.1821/80533236009.3638.1364.361040.0590.1371/607641555011.9650.0964.361040.0780.781/84160满足4.4.2计算横向框架内力（风荷载下）采用改进反弯点法（D值法），计算过程详见表4-10、表4-11、表4-11。1、 表4-10为计算横向中框架各层柱端弯矩表4-10层次hi(m)V7i(KN)D(N/mm)右（左）边柱D(N/mm)D/D