商業(yè)大樓進行結構設計土木工程畢業(yè)設計

1、 內蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè)設計計算說明書摘要 本設計主要是對商業(yè)大樓進行結構設計。設計采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆框架結構，建筑層數(shù)為五層，建筑面積約為3860m2。場地類別為類，抗震設防烈度為8度（0.15g），結構抗震等級為二級。設計包括樓蓋、樓板、樓梯、結構、基礎等部分。在進行構件截面估算和計算荷載代表值后，進行水平地震作用下結構的側移驗算，接著選取了一榀橫向框架進行計算。計算內容包括：框架梁柱線剛度計算；恒載、活載、地震作用下梁端、柱端彎矩、剪力的計算；內力調幅計算、框架內力組合；框架梁柱配筋計算；基礎選取及配筋計算。最后繪制了樓蓋結構圖、樓梯結構圖、框架剖面圖及截面圖。關鍵詞：荷載；內力；鋼筋；

2、混凝土。 abstract the design of the main structure design of commercial buildings. the design adopts the cast-in-place reinforced concrete frame structure, the building has five floors, building area is about 3860m2. site for the class ii, seismic fortification intensity is 8 degrees (0.15g), structure

3、seismic grade two. design includes floor, floor, staircases, structure, part of the foundation. the estimation and calculation load representative value component section after checking, moving side structure under horizontal earthquake action, then select a frame to calculate. the content includes:

4、 the frame beam-column stiffness calculation; calculation of the dead load, live load, under the action of earthquake, beam, column end moment, shear force, internal force calculation; am framework combination; calculation of frame beam reinforcement calculation basis for selection and reinforcement

5、. finally draw the floor structure diagram, stairs structure, frame profile and cross-section, basic layout and details.keywords: load calculation, internal force, reinforcement, concrete, structure design, section design, reinforcement. 目錄前言1第一章 工程概況21.1工程簡介21.2施工技術條件21.3建設場地施工條件21.3.2施工能力21.3.3材料與

6、預制構件供應22.1 結構布置32.2梁柱截面尺寸的確定42.2.1 主梁（橫向）42.2.2 次梁（縱向）42.2.3柱截面尺寸4柱截面尺寸可根據(jù)下式估算42.2.4樓板尺寸62.2.5框架柱高度確定6第三章 荷載及荷載代表值計算83.1恒荷載的計算83.1.1 屋面恒荷載：83.1.2樓面恒荷載：83.1.3外墻恒荷載83.1.4內墻恒荷載93.1.5 女兒墻恒荷載103.1.6梁自重103.1.7 柱自重103.1.8 板傳遞恒荷載113.1.9屋面梁荷載123.1.10柱集中恒荷載133.2 活荷載計算153.2.1 不上人屋面均布活荷載標準值 153.2.2屋面雪荷載標準值153.2

7、.3樓面活載標準值153.2.4 板傳遞活荷載153.2.5板傳遞梁活荷載163.2.6 柱集中活荷載17頂層 次梁活荷載傳主梁集中荷載173.3風荷載計算183.3.1風荷載標準值計算183.3.2風荷載作用下的位移驗算193.4水平地震作用計算213.4.1重力荷載代表值的計算：213.4.2框架柱抗側剛度d和結構基本自振周期計算23第四章 荷載作用下框架的內力分析264.1 恒荷載作用下框架的內力分析264.1.1橫荷載作用下框架的彎矩計算264.2 活荷載作用下框架的內力分析324.2.1橫荷載作用下框架的彎矩計算33活荷載作用下柱子軸力圖384.3風荷載標準值作用下的內力計算384.

8、4框架地震內力43第五章 內力組合475.1 恒荷載作用下內力條幅475.1.1 梁端柱邊剪力計算475.1.2 梁端柱邊彎矩計算475.1.3 彎矩調幅485.2 活荷載作用下內力調幅485.2.1梁端柱邊剪力、彎矩計算485.2.2 彎矩調幅495.3風荷載作用下的內力調幅495.4水平地震作用下的內力調幅50第六章 截面計算616.1框架梁截面設計616.2 框架梁斜截面配筋計算626.1.1梁端截面組合的剪力設計值調整626.1.2斜截面配筋計算636.1.3 次梁配筋計算656.2 框架柱截面設計686.2.1框架柱正截面配筋計算686.2.2 柱的斜截面承載力計算706.3屋面板、

9、樓面板配筋計算716.3.1 荷載設計值716.3.2計算跨度726.3.3彎矩計算726.3.4截面配筋計算736.4 樓梯截面設計756.4.1梯段板設計756.4.2平臺板設計766.4.3平臺梁設計776.5獨立基礎設計796.5.1 確定基礎埋深796.5.2 基礎選型796.5.3 初選基礎底面尺寸796.5.4 驗算持力層地基承載力806.5.5 基礎抗沖切驗算806.5.6 基礎配筋計算826.6 聯(lián)合基礎設計（b、c)836.6.1 地基承載力驗算836.6.2 基礎抗沖切驗算836.6.3 基礎配筋計算83結 論85參考文獻：86致 謝87 前言大學的生活就要結束，這次的畢

10、業(yè)設計是對我們四年學習的總結和復習。對我們來說這是一次非常重要的深化、拓展、綜合的學習經(jīng)歷。為了更好的完成這次的畢業(yè)設計，我又重新復習了很多大學中的專業(yè)課程。特別是結構力學、混凝土基本原理、基礎工程、等，而且我們還借閱了荷載規(guī)范、抗震規(guī)范、混凝土規(guī)范等，我們還參考了圖集，熟悉了cad等繪圖軟件。這些工具在老師的細心指導下，我們學會了如何應用，這為我們再以后的工作中提供了很大的拓展。幾個月的畢業(yè)設計老師精心指導，在百忙之中細心的講解我們遇到的問題，改正我們犯得錯誤，帶我們走出誤區(qū)，我的設計題目是烏拉特前旗的綜合商業(yè)樓，老師為了能更加了解建筑設計的要求，絕定讓我們自己設計建筑圖?？匆娢业脑O計一點一

11、點的完成一點一點的完善，心中有一種充實和喜悅，回顧我們學過的專業(yè)知識，原來我們大學真的學到了不少。畢業(yè)設計雖然艱苦，但是也非?？鞓罚芎屯瑢W老師們一起合作完成這份畢業(yè)設計，真是一種難忘的經(jīng)歷，我會好好珍藏在心中，未來看見我這個并不成熟的設計，回憶大學的美好時光。0 第一章 工程概況1.1工程簡介本建筑位于烏拉特前旗商業(yè)區(qū)，工程名稱為烏拉特前旗商業(yè)綜合樓，五層框架結構，建筑面積為3860m2 ，建筑平面為矩形，設計使用年限為50年，設防烈度為8度，建筑層高均為4.5m，基礎為柱下獨立基礎，埋深1.9m，地下做500mm防凍層，采用有組織排水，女兒墻高為600mm,采用混凝土材料，外墻保溫采用保溫

12、板材料。1.2施工技術條件施工技術條件及預制構件的能力，按烏拉特前旗地區(qū)條件，建筑材料供應，以本地區(qū)原材料為主。1.3建設場地施工條件1.3.1水電供應情況電源：與供電所商議引入施工用電。水源：與自來水公司商議，從城市管網(wǎng)接入，未來作為建筑生活水管道；排水：需要在施工場地中空地做臨時沉淀池，經(jīng)過處理可排至附近城市污水管道。1.3.2施工能力施工單位技術力量、機械設備、管理能力能夠滿足本項目的施工要求。1.3.3材料與預制構件供應本工程所用材料經(jīng)業(yè)主對材料供應商資質審核后，可由施工單位直接從業(yè)主認可的商家購買，材料來源充足。預制構件可由施工單位所屬預制廠制作提供。 第二章 結構布置及計算2.1

13、結構布置建筑方案確定，房間開間為8.0m，進深為8.0m，。層高均為4.5m，室內外高差0.45m。框架梁柱及板均為現(xiàn)澆，框架平面柱網(wǎng)布置如圖1所示：圖2.1 框架平面柱網(wǎng)布置2.2梁柱截面尺寸的確定2.2.1 主梁（橫向） a. 梁截面的高度：1/181/10的跨度（為了滿足承載力、剛度及延性的要求） h=(1/181/10) 8000mm=445800m則邊跨梁高度?。篽=700mm b. 梁截面寬度可取1/31/2梁高，同時不小于1/2柱寬，且不應小于250mm b=(1/31/2)700mm=233350-mm 則邊跨梁寬度?。篵=300mm2.2.2 次梁（縱向） a. 梁截面的高度

14、：1/201/12的跨度 h=(1/201/12) 8000mm=400667m則邊跨梁高度?。篽=500mm b. 梁截面寬度可取1/31/2梁高，同時不小于1/2柱寬，且不應小于250mm b=(1/31/2)500mm=167250mm， 則邊跨梁寬度?。篵=250mm由此估出梁截面尺寸見下表： 表 2-1 層次混凝土強度等級橫梁（bh）次梁（bh）15c353007002505002.2.3柱截面尺寸柱截面尺寸可根據(jù)下式估算 ， 式中:-豎向荷載分項系數(shù)取為1.2 -每個樓層上單位面積的豎向荷載,可取q=1214kn/m s-柱一層的荷載面積 n-柱荷載樓層數(shù) -考慮水平力產生的附加系

15、數(shù),風荷載或四級抗震時=1.05,三一級抗震時=1.051.15 -邊角柱軸向力增大系數(shù),邊柱2 =1.1,角柱2 =1.2 式中 - 框架柱的軸壓比 -框架柱的 截面面積 -柱混凝土抗壓強度設計值 n-柱軸向壓力設計值該框架結構在8度抗震設防地區(qū)，根據(jù)規(guī)范查得抗震等級為二級，=0.75，各層重力荷載代表值取1214 knm，內柱： ac邊柱：ac角柱：ac取柱截面為正方形，則本設計柱統(tǒng)一截面尺寸取600600。層次混凝土強度等級柱（bh）15c35600mm600mm2.2.4樓板尺寸按跨高比條件：樓板厚度1/40板的跨度=1/404000=100mm。 構造要求對于現(xiàn)澆樓板要求h80 滿足

16、。2.2.5框架柱高度確定基礎埋深=h/12=（45005+450）/12=1900 mm取底層h=4500+450+（1900-900）=5900mm其它層h=h=h=h=4500 圖2-3 （4軸橫向框架計算簡圖）梁柱慣性矩,線剛度,相對線剛度計算 主梁 i=次梁 i= 邊梁 1.58.57510=12.8610 梁 28.57510=17.1510 柱 i=ab . cd 跨 梁的計算=bc跨 梁的計算=上部各層柱的計算=底層柱的計算 = 第三章 荷載及荷載代表值計算3.1恒荷載的計算3.1.1 屋面恒荷載：屋面： 三氈四油屋面防水層 0.4kn/m21:3水泥沙漿找平層 20mm 0.

17、4kn/m2水泥蛭石板保溫層 60mm 0.12kn/m21:8水泥爐渣找坡 80mm 1.44kn/m21:3水泥沙漿找平層 20mm 0.4kn/m2現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 100mm 2.5kn/m2板底抹灰 20mm 0.4kn/m2 輕鋼龍骨紙面石膏板吊頂 0.17kn/m2 kn/m23.1.2樓面恒荷載：樓面： 標準地磚地面 0.6kn/m2 現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 100mm 2.5kn/m2 板底抹灰 20mm 0.4kn/m2 輕鋼龍骨紙面石膏板吊頂 0.17 kn/m2 kn/m23.1.3外墻恒荷載300厚混凝土空心砌塊 (4.5-0.7)10.30.3=11.7kn/m鋼塑窗 0

18、.33.1=0.93 kn/m內外混合砂漿飾面 0.342（4.5-0.7）=2.584 kn/m 3.1.4內墻恒荷載200厚混凝土空心砌塊 0.2（4.5-0.7）10.3=7.83 kn/m混合砂漿兩面 0.34（4.5-0.7）2=2.584 kn/m木門 0.22.1=0.42kn/m /m 3.1.5 女兒墻恒荷載 300厚鋼筋混凝墻（墻高600mm) 0.60.3025+0.6(0.62+0.3)=5.4kn/m3.1.6梁自重 主梁： 0.30.725=5.25kn/m 次梁： 0.250.525=3.125kn/m 3.1.7 柱自重 bh=600mm600mm 0.6m0.

19、6m25=97軸計算簡圖 樓面荷載分配按雙向板進行荷載等效分配短向分配：5aq/8 長向分配： 3.1.8 板傳遞恒荷載 屋面板 板1 長邊 短邊 板 2 長邊 = 短邊 板 3 長邊 短邊 板 4 長邊 短邊 樓面板傳遞荷載 板1 長邊 短邊 板 2 長邊 = 短邊 板 3 長邊 短邊 板 4 長邊 短邊 3.1.9屋面梁荷載次梁: 1.恒載=梁自重+板傳荷載=3.13+10.382=23.89 2.恒載=梁自重+板傳荷載=3.13+7.292=17.71主梁： 1.恒載=梁自重+板傳荷載=5.25+7.292=19.83 2.恒載=梁自重+板傳荷載=5.25+6.012=17.27 3.恒

20、載=梁自重+板傳荷載=5.25+8.89+10.38=24.52 4.恒載=梁自重+板傳荷載=5.25+7.29+7.02=19.56 5.恒載=梁自重+板傳荷載+女兒墻自重=5.25+10.38+5.4=21.03 6.恒載=梁自重+板傳荷載+女兒墻自重=5.25+7.29+5.4=17.94樓面梁荷載次梁: 1.恒載=梁自重+板傳荷載=3.13+6.572=16.27 2.恒載=梁自重+板傳荷載=3.13+4.612=12.35主梁： 1.恒載=梁自重+板傳荷載=5.25+4.612=14.47 2.恒載=梁自重+板傳荷載=5.25+3.812=12.87 3.恒載=梁自重+板傳荷載=5.

21、25+5.62+6.57=17.44 4.恒載=梁自重+板傳荷載=5.25+4.41+4.61=14.27 5.恒載=梁自重+板傳荷載+外墻荷載=5.25+6.57+15.25=27.07 6.恒載=梁自重+板傳荷載+外墻荷載=5.25+4.61+15.25=25.113.1.10柱集中恒荷載 頂層 次梁恒荷載傳主梁集中荷載 =次梁恒荷載荷載梁長/2 1. f=23.898/2=95.56kn 2. f=17.714/2=35.42kn f=f+f=95.56+35.42=130.98kn標準層及首層次梁恒荷載傳主梁集中荷載 =次梁恒荷載荷載梁長/2 1. f=16.278/2=65.08kn

22、 2. f=12.354/2=24.7kn f=f+f=65.08+24.7=89.78kn頂層柱集中恒荷載計算 內柱恒荷載f=主梁荷載梁長/2+次梁傳遞集中荷載/2 =（19.838/2）+（17.273.3/2）+（24.528/2）+（19.564/2）+130.98/2 =310.51kn外柱恒荷載f=主梁荷載梁長/2+次梁傳遞集中荷載/2 =（19.838/2）+（21.038/2）+（17.944/2）+130.98/2 =264.81kn 標準層及首層柱集中荷載計算內柱恒荷載f=主梁荷載梁長/2+次梁傳遞集中荷載/2 =（14.478/2）+（12.873.3/2）+（17.44

23、8/2）+（14.274/2）+89.78/2 =222.31kn外柱恒荷載f=主梁荷載梁長/2+次梁傳遞集中荷載/2 =（14.478/2）+（27.078/2）+（25.114/2）+89.78/2 =261.27kn 3.2 活荷載計算由荷載規(guī)范可查的可變荷載如下：3.2.1 不上人屋面均布活荷載標準值 0.5 kn/m23.2.2屋面雪荷載標準值 0.3kn/m23.2.3樓面活載標準值 3.5kn/m23.2.4 板傳遞活荷載 屋面板傳遞活荷載 板1 長邊 短邊 板 2 長邊 = 短邊 板 3 長邊 短邊 板 4 長邊 短邊 樓面板傳遞活荷載 板1 長邊 短邊 板 2 長邊 = 短邊

24、 板 3 長邊 短邊 板 4 長邊 短邊 3.2.5板傳遞梁活荷載次梁: 1.活載=板傳荷載=0.892=1.78 2.活載=板傳荷載=0.632=1.26主梁： 1.活載=板傳荷載=0.632=1.26 2.活載=板傳荷載=0.522=1.04 3.活載=板傳荷載=0.89+0.76=1.64 4.活載=板傳荷載=0.63+0.60=1.23 5.活載=板傳荷載=0.89=0.89 6.活載=板傳荷載=0.63=0.63樓面梁荷載次梁: 1.活載=板傳荷載=6.242=12.48 2.活載=板傳荷載=4.382=8.76主梁： 1.活載=板傳荷載=6.242=12.48 2.活載=板傳荷載=

25、4.382=8.76 3.活載=板傳荷載=6.24+5.34=11.58 4.活載=板傳荷載=4.38+4.29=8.67 5.活載=板傳荷載=6.24=6.24 6.活載=板傳荷載=4.38=4.383.2.6 柱集中活荷載頂層 次梁活荷載傳主梁集中荷載 =次梁活荷載荷載梁長/2 1. f=1.788/2=7.12kn 2. f=1.264/2=2.52kn f=f+f=7.12+2.52=9.64kn標準層及首層次梁活荷載傳主梁集中荷載 =次梁活荷載荷載梁長/2 1. f=12.488/2=49.92kn 2. f=8.764/2=17.52kn f=f+f=49.92+17.52=67.

26、44kn 標準層及首層柱集中荷載計算內柱活荷載f=主梁活荷載梁長/2+次梁傳遞集中荷載/2 =（12.488/2）+（8.763.3/2）+（11.588/2）+（8.674/2）+67.44/2 =161.75外柱活荷載f=主梁活荷載梁長/2+次梁傳遞集中荷載/2 =（12.488/2）+（4.384/2）+（6.248/2）+67.44/2 =126.32kn 頂層柱集中活荷載計算 內柱活荷載f=主梁活荷載梁長/2+次梁傳遞集中荷載/2 =（1.268/2）+（1.043.3/2）+（1.648/2）+（1.234/2）+9.69/2 =20.63kn 外柱活荷載f=主梁活荷載梁長/2+次

27、梁傳遞集中荷載/2 =（1.628/2）+（0.634/2）+（0.898/2）+9.69/2 =16.15kn3.3風荷載計算3.3.1風荷載標準值計算風壓標準值計算公式為：w=zsz0 本地區(qū)基本風壓為：w0=0.6樓高h30m；地面粗糙類別為c類；風振系數(shù)：z=1+hi/h3/ 表3-1層次12345hi（第i層距離室外地面的高度）4.959.4513.9518.4522.95h總=23.55m b19.3m h/b1查表脈動影響系數(shù)=0.43 表3-2離地面高度（m）z4.959.4513.9518.4522.95風壓高度系數(shù)z0.740.740.740.810.89結構基本周期：t=

28、（0.080.1）n. 取t=0.9， 0 =0.6kn/m20t2=0.630.92=0.486 查表得：脈動增大系數(shù)=1.3072 z=1+hi/h3/z 表3-3 z4.959.4513.9518.4522.95 z1.161.311.361.561.63s=1.5 k= z s z 0 結構高度h=21.0530m, 可取 ，對于矩形s=1.3 a為一品框架各節(jié)點的受風面積，計算結果如表所示 表3-4層次 a(）51.01.322.950.89 0.6 17.111.8741.01.318.450.81 0.6 2717.0631.01.313.950.74 0.6 2715.5821

29、.01.39.450.74 0.6 2715.5811.01.34.950.74 0.6 28.3516.363.3.2風荷載作用下的位移驗算位移計算時，各荷載均采用標準值。1、側移剛度d：表3-5橫向2-5層d值的計算 構件名稱a軸柱0.3113888b軸柱 0.626880c軸柱0.626880d軸柱0.3113888d=(13888+26880) 2= 81536kn/m表3-6 橫向底層d值的計算 構件名稱a軸柱0.5310542b軸柱0.7514918c軸柱0.7514918d軸柱0.5310542d=(10542+14918)2=50920kn/m2、風荷載作用下框架側移計算：水平

30、荷載作用下框架的層間側移可按下式計算： 式中：-第j層的總剪力標準值 -第j層所有柱的抗側剛度之和 -第j層的層間位移第一層的層間側移求出之后，就可以計算各樓板標高處的側移值和頂點側移值，各層樓板標高處的側移值是該層以下各層間側移之和。頂點側移是所有各層層間側移之和。j層側移： 頂點側移： 框架在風荷載作用下側移的計算見表 表3-7 風荷載作用下框架樓層層間位移與層高之比計算 層次wj(kn)vj(kn)五11.8711.87 815360.000151/153000四17.0628.93 815360.000351/61500三15.5844.51 81536 0.000551/25364二15.5860.09 815360.000741/12770一 16.3676.45 509200.001501/3300側移驗算：對于框架結構樓層層間最大位移與層高之比的限值為1/550，本框架的層間最大位移與層高之比為1/3300，1/22541/550，滿足要求，框架抗側剛度足夠。3.4水平地震作用計算該