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1、中国石油大学（华东）本科毕业设计（论文） 摘 要本工程为东营市一拟建多层综合办公楼，按使用功能将建筑分为五层。楼房标高18.45m，总建筑面积4000m2。本工程结构设计采用多层钢筋混凝土框架结构，基本步骤为：结构计算简图的确定；荷载计算；内力分析；内力组合；梁、柱截面配筋、板的设计、楼梯的设计、基础的设计以及结构施工图的绘制等。其中，内力计算考虑以下四种荷载作用，即恒荷载、活荷载、风荷载以及地震作用；柱、板的设计采用弹性理论；梁的设计采用塑性理论；楼梯选用板式楼梯；基础选用十字交叉条形基础。在进行截面抗震设计时，遵循了强剪弱弯，强柱弱梁，强节点弱构件的设计原则，且满足构造要求。关键词:框架结
2、构；地震作用；内力；设计；配筋全套CAD图纸，加153893706ABSTRACT This engineering is anoffice buildingof many layers in Dongying City . According to the function, the construct consists of five layers. The building is 28.2 meters in height and the total floor area is 4000m2.Reinforced concrete frame structure is adopted i
3、n this engineering. The design includes determination ofstructure calculating diagram;calculation of load; analysis of internal force; combination ofinternalforce;reinforcement for beams and columns; the design of slab,stairandbasement;the drawing of structural working plan. Dead load, live load, wi
4、nd load and earthquake actionareconsidered. The design of beams is based on plastic analysis. Slab stair and strip foundation areselected in this design. In the seismic design, the design principle of “strong column and weak beam, strong shear and weak bending, strong joint week member” is obeyed. A
5、nd the cross-section can meet the demand of construction.Keywords:frame; action of earthquake; internal force; design; reinforcement目 录前 言1第1章 设计资料2第2章 结构布置及计算简图42.1 结构布置42.2 结构选型4第3章 荷载计算63.1 恒荷载计算63.2 活荷载计算93.3 风荷载计算103.4 重力荷载代表值计算11第4章 内力分析134.1 水平地震作用下内力计算134.2 恒载作用下内力计算184.3 活载作用下内力计算224.4 风荷载作
6、用下内力计算22第5章 内力组合265.1 梁内力组合265.2 柱内力组合27第6章 框架梁、柱截面设计296.1 框架梁的截面设计296.2 框架柱的截面设计32第7章 板的结构设计387.1 计算简图387.2 楼面板设计38第8章 楼梯设计418.1 平面布置图418.2 梯段板设计418.3 PTB-1平台板设计448.4 平台梁设计45第9章 基础设计499.1 荷载效应组合499.2 基础尺寸设计499.3 荷载分配509.4 基础梁设计519.5 翼板设计52第10章 PKPM计算5410.1 PKPM部分文本文件5410.2 PKPM部分图形文件71第11章 结论74致 谢7
7、5参考文献76附录A78前 言框架结构体系的优点是：建筑平面布置灵活，能获得较大的空间；建筑立面容易处理，结构自重较轻；计算理论比较成熟；在一定高度范围内造价较低，目前在多高层房屋建筑中应用十分广泛。其缺点是：侧移刚度较小，在地震作用下非结构构件（如非填充墙、建筑装饰等）破坏较严重。因此，采用框架结构时应控制建筑物的层数和高度。设计中需要考虑到建筑抗震要求、结构构件的变形以及施工的方便性等问题。为了使设计能够满足钢筋混凝土框架结构设计规范的要求，我们需要熟悉钢筋混凝土结构设计的全过程，需要充分理解钢筋混凝土结构基本理论、基本方法。本次毕业设计系统、全面地帮助我们对四年来所学专业知识进行了一次复
8、习与巩固，使我们对结构设计的宏观理解上了一个层次，对专业知识的应用更加熟练，独立钻研与动手能力得到强化。本设计共包含九个部分，分别为：设计资料、结构布置及计算简图、荷载计算、内力计算、内力组合、梁柱截面设计、板结构设计、楼梯结构设计以及基础结构设计。由于个人水平能力有限，设计中难免有错误与不妥之处，希望得到各位老师与同学的批评指正。12设计资料第1章 设计资料本设计为五层的钢筋混凝土框架结构，主要设计资料如下：1.1 设计标高室内设计标高0.000，室内外高差450。1.2 气象资料一月份全年最冷月平均气温：，七月最热月平均气温：，平均地面温度：。历年平均降水量：613，夏季平均降水量：424
9、.8，年最大降水量：1142.6。基本风压：0.45；主导风向：冬季：西北，夏季：东南。基本雪压：0.45 最大冻深：500。1.3 工程地质与水文地质资料地基允许承载力R=80 ，土类型为粉质粘土，类场地，最高地下水位：自然地面以下1.0，地下水性质：有弱硫酸盐侵蚀。1.4 抗震烈度抗震设防烈度为7度，地震分组为第二组，三级抗震要求。1.5 墙身做法外墙采用粉煤灰轻渣空心砌块：厚240；内墙采用粉煤灰轻渣空心砌块：厚200；加气混凝土砌块强度MU3，用M5水泥砂浆砌筑。1.6 楼面做法水泥花砖地面；100厚现浇钢筋混凝土楼板。 1.7 屋面做法小瓷砖地面；100140 厚膨胀珍珠岩找坡2%
10、；100厚现浇钢筋混凝土楼板。1.8 门窗做法底层出入口为铝合金门，卫生间行政办公室为木门，其它为铁门、铝合金窗。1.9 活荷载屋面活荷载：2.0 /；走廊、楼梯、资料档案室活荷载：2.5 /，其它楼面活荷载：2.0 /。1.10 所用材料混凝土C25: ，； 混凝土C30: ，； HPB235级钢筋:； HRB335级钢筋: ， 。结构布置及计算简图第2章 结构布置及计算简图2.1 结构布置平面布置如图2-1。底层柱、基础的混凝土强度等级为C30；其余各构件混凝土强度等级均为C25；钢筋型号见具体各构件计算书。图2-1 结构平面布置2.2 结构选型2.2.1 截面初选梁柱2.2.1.1 梁截
11、面初选边跨梁： h取 取h=600；取b=250；中跨梁： h取 取h=400；取b=250；次梁： h取 取h=500；取b=200；2.2.1.2 柱截面初选对于较低设防烈度地区的多层民用框架结构，一般可通过满足轴压比限值进行截面设计。本设计中房屋高度H30，抗震等级为三级，轴压比取0.9，各层重力代表值近似取12/。由图2-1可知：边柱、中柱的受荷面积分别为A=3.157.2=22.68，A=4.357.2=31.32，则竖向荷载下柱截面面积为：边柱：Nv=1.37.23.15121035=1769040/Ac165176.5/(0.911.9)=165176.5mm2中柱：Nv=1.2
12、57.24.35121035=2349000/ Ac2349000/(0.911.9)=219327.7mm2选柱截面为2.2.2 结构计算简图根据地质资料确定基础顶面离室外地面为500，由此求得底层高为4.55，取号轴线横向框架计算简图如图2-2所示。图2-2 结构计算简图 荷载计算第3章 荷载计算3.1 恒荷载计算梁重： 3.13 1.88 2.00 柱：自重+粉刷 6.58 墙体：自重+粉刷240厚 2.36 200厚 2.08 门、窗：木门： 0.1 其它： 0.4 3.1.1 屋面框架梁线荷载标准值屋面恒载标准值计算：小瓷砖地面 0.55 100140厚（2%找破）膨胀珍珠岩 100
13、厚现浇钢筋混凝土屋面板 0.125=2.5 隔声纸板吊顶 0.18 _屋面恒荷 4.07 因此，作用在顶层框架梁上的线荷载为：g1WAB=g1WCD=3.13g1WBC=1.88 g2WAB=g2WCD= 14.65g2WBC=4.072.4=9.773.1.2 楼面框架梁线荷载标准值楼面恒载标准值计算:水泥花砖地面 0.60 100厚现浇钢筋混凝土楼板 0.10252.50 隔声纸板吊顶 0.18 _楼面恒荷 3.28 因此，作用在中间层框架梁上的线荷载为：g1AB=g1CD=3.13+2.08(3.6-0.6)=9.37g1BC= 1.88g2AB=g2CD=3.283.6=11.81g2
14、CD=3.282.4=7.873.1.3 屋面框架节点集中荷载标准值边 柱: 连系梁自重： 3.137.222.54 1高女儿墙自重及粉刷： 12.367.216.99 次梁传连系梁的集中传荷载： 1/2（6.3+6.3-3.6）1.84.07+21/26.339.27 连系梁传板的荷载 1/23.63.6/24.072=26.37 _顶层边节点集中荷载： 中 柱: 连系梁自重： 22.54 次梁传连系梁的集中传荷载： 39.27 连系梁传板的荷载 26.37+ 1/2（7.2+7.2-2.4）1/22.44.07=55.67 _ 顶层中节点集中荷载： 117.48 3.1.4 楼面框架节点集
15、中荷载标准值边 柱: 窗、墙及粉刷： 1.82.10.42+2.36（7.2-0.45）（3.6-0.6）-1.82.12=32.97 次梁传连系梁的集中传荷载： 2.08（6.3-0.45）（3.6-0.5）1/21/2+ 1/2（6.3+6.3-3.6）1.83.28+21/26.3=42.30 连系梁传板的荷载： 1/23.63.61/23.282=21.25 框架柱自重及粉刷： 6.583.623.69 _中间层边节点集中荷载： GA=GD= 120.21中 柱: 连系梁自重： 22.54 内纵墙自重、粉刷及门重： 2.08（7.2-0.45）（3.6-0.6）-21.02.4+1.0
16、2.40.42=34.06 次梁传连系梁的集中传荷载： 42.30 连系梁传板的荷载： 21.25+ 1/2（7.2+7.2-2.4）1/22.43.28=44.87 框架柱自重及粉刷： 23.69 _中间层中节点集中荷载： GB=GC=167.46 汇总以上计算结果可得本框架在恒荷载作用下的计算简图如图31。图3-1 恒荷载作用下的计算简图3.2 活荷载计算PWAB=PWCD=2.03.6=7.2 PWBC= 2.02.4=4.8 PAB=PCD=2.03.6=7.2 PBC= 2.52.4=6.0 PWA=PWD=1/23.6+1/23.62+1/2(6.3+6.3-3.6) 3.6/2
17、2.0=29.16 PWA=PWD=29.16+1/2(7.2+7.2-2.4)1/22.42.0=43.56PA=PD=(3.61.8+1.81.8) 2.0=29.16 PB=PD=29.16+1/2(7.2+7.2-2.4) 1/22.42.5=47.16 与地震作用组合的活荷载PWAB=PWCD=1.62 PWBC=0.452.4=1.08 PWAB=PWCD=2.03.6=7.2 PWBC= 2.52.4=6.0 图3-2 活荷载作用下的计算简图3.3 风荷载计算由式（3-1）可算得风荷载的面荷载。 （3-1）其中因结构高度H30且高宽比1.5，故可取1.0；对于L形平面1.3；由规
18、范查得 。将风荷载换算成作用框架每层节点的集中荷载，计算过程如表3-1所示。表3-1 风荷载计算层次Z(m)()A()P()51.01.318.450.8090.4520.169.5441.01.314.850.740.4525.9211.2231.01.311.250.740.4525.9211.2221.01.37.650.740.4525.9211.2211.01.34.050.740.4527.5411.92本框架在风荷载作用下的计算简图如图33。图3-3 风荷载作用下的计算简图（）3.4 重力荷载代表值计算由设计资料可知，该工程所在地地震设防烈度为7度，框架抗震等级为三级、类场地，因
19、此，本框架结构抗震模型可表示为5个集中质量的多自由度体系，各层楼盖、屋盖处的集中荷载代表值计算如下：屋面恒载+50%屋面雪载+屋盖纵横梁自重+屋面下半层的柱及墙体自重女儿墙自重4.0750.915.5+0.50.4550.915.5+3.13(327.6-2.48)+18.82.48+2.00715.5+2.361.8132.8+2.081.81.86.3+6.58321.8+2.36132.81=6288同理可得：=7165；=7165；=7165；=7525。=7525+7165+7165+7165+6288=35308本框架在地震作用下的计算简图如图34。图3-4 地震作用计算简图内力分
20、析第4章 内力分析4.1 水平地震作用下内力计算4.1.1 框架刚度计算因为在计算结构地震作用时，需要确定结构假想位移，所以先计算框架刚度。考虑到现浇楼板作用，在计算梁的惯性矩时，取边跨框架梁惯性矩，中跨框架梁惯性矩，为矩形截面梁的截面惯性矩，框架采用C25混凝土（）。梁、柱的线刚度分别如表4-1、4-2所示。表 4-1 梁的线刚度计算砼强度C25截面跨度l/m边框架中框架 bh/mI/I/0.250.66.34.506.753.009.004.000.250.56.32.603.901.735.202.310.250.42.41.332.002.332.663.104.1.2 结构基本自振周
21、期计算本工程主体结构的总高度为19.520.1，此情况不起控制作用，故取，跨间按T形截面，因为： 属第一类 T形截面=实配 216 =402 满足要求。将下部跨间的216伸入支座，作为支座负弯矩作用下的受压钢筋（），再计算相应的受拉钢筋。支座A：，=实配 218 。支座：=实配 218 满足要求。 。6.1.2 斜截面受剪承载力计算以顶层梁为例，最不利剪力为： 边跨截面尺寸验算： 则，满足。梁端加密区取两肢 HPB235 则， =222.5672.46。加密区长度取max(1.5h,500)=0.9，非加密区取两肢，中跨若梁端加密区取两肢则，=143.0728.91，加密区长度取max (1.
22、5h,500 ) = 0.6，非加密区取两肢。各梁正截面、斜截面配筋列于表6-1、6-2中。表 6-1 梁正截面配筋计算层次截面M/实配钢筋/%第五层支座A-68.95402428218 （509）0.36-56.66402350218 （509）0.36AB跨中65.67-373216 （402）0.29支座-27.52226264214 （308）0.34BC跨中-13.51-127212 （226）0.25第四层支座A-144.15509939225 （982）0.7-99.83509859225 （982）0.7AB跨中83.95-513218 （509）0.36支座-49.86226
23、496218 （509）0.36BC跨中-13.03-123212 （226）0.25第三层支座A-193.865091308325 （1473）1.05-124.81509800325 （1473）1.05AB跨中85.93-513218 （509）0.36支座-69.79226718222 （760）0.84BC跨中-13.03-123212 （226）0.25第二层支座A-242.296281703425 （1964）1.4-151.6628991425 （1964）1.4AB跨中91.35-546220 （628）1.07支座-90.47308969225 （982）1.09BC跨中-
24、13.03-123214 （308）0.34第一层支座A-240.176031685225+222 （1742）1.24-179.36031196225+222 （1742）1.24AB跨中87.48-523616 （603）0.67支座-114.394021294225+122 （1362）1.4BC跨中-13.68-129216 （402）0.7表6-2 梁斜截面配筋计算层次梁号/梁端加密区非加密区实配钢筋长度/实配钢筋五层AB72.46332.20.04双肢0.9双肢BC28.91214.20.07双肢0.6双肢四层AB113.1332.20.28双肢0.9双肢BC52.74214.20.36双肢0.6双肢三层AB120.93332.20.38双肢0.9双肢BC73.25214.20.64双肢0.6双肢二层AB135.86332.20.47双肢0.9双肢BC94.76214.20.87双肢0.6双肢一层AB139.64332.20.56双肢0.9双