综合楼框架结构毕业设计计算书.docx

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综合楼框架结构毕业设计计算书

学院

毕业设计计算书

专业：

级别：

：

年月日

综合楼框架结构

专业土木工程

班级

指导教师

年月日

1.目录··············································1

2.任务书············································2

3.中英文摘要········································4

4.正文··············································5

4.1结构方案的概述··································5

4.2主要设计方法····································7

4.3设计心得体会····································8

4.4计算部分······································10

4.4.1楼板计算··································10

4.4.2基础计算·································23

4.4.3楼梯计算·································25

4.4.4pkpm计算································40

4.4.5力计算·································43

4.5施工图绘制（9）·······························65

5.参考文献··········································71

6.附录··············································72

7.致··············································74

成人教育学院

毕业设计任务书

（钢筋混凝土框架结构设计组）

一、设计题目：

xx市综合楼项目（工程）

二、建设地点：

xx市

三、设计原始数据（资料）

（1）自然条件

1、建筑物等级

建筑结构安全等级为二级，设计基准期为50年，基础设计等级为乙级。

2、工程地质条件

抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g，设计地震分组为第一组。

场地类别：

A类，详《地质勘察报告一》。

3、气象条件

基本风压值（1.15KN/m2）。

4、材料供应

240厚标准砖。

5、施工条件和能力

活荷载取值：

（KN/m2）

楼面2.5、走廊2.0、楼梯3.5、屋面3.0。

（2）建筑规模层数层高房间组成与面积

1、规模：

占地面积982.23m2

2、层数：

三层

3、层高：

底层4.2m，其于各层3.3m。

4、房间组成与面积

办公室、档案室等，总建筑面积5893.36m2。

（3）参考资料

详参考文献。

中英文摘要

综合楼设计包括建筑设计和结构设计，在建筑设计方面，结合各功能的分区与绿化和消防上的综合考虑，进行了建筑体型的选择、平面的布置、立面的设计。

结构设计利用结构专业软件PKPM进行，然后根据计算结果调整建筑方案。

设计成果包括总体设计说明书，建筑与结构施工图，结构设计计算书。

最后对整个设计过程中的出现的问题和设计心得进行总结。

[关键词]：

设计结构设计PKPM

Abstract

Complexbuildingcontainsarchitecturaldesignandstructuraldesign.Combiningthecomprehensiveconsiderationonthedistrictandgreeingofthefunctionsaswellasfire,thedesignofbuildingbodyincludingthechoiceoftheconstruction,graphiclayoutandthedesignelevation.ThestructureforprofessionalsofewarePKPMisusedinstructuraldesign,andadjustthearchitectureprogrammeaccordingtotheresults.Theoutcomedocumentincludinggeneralinstructionofdesign,architectureandtheconstructionofthestructureplansandcalculationbookofstructuraldesign.Tosumuptheissuesandexperiencewhichemergeinthewholedesignprocessintheend.

[Keywords]:

design;Structuraldesign;PKPM;

4.1结构方案的概述

4.1.1结构选型与布置

本工程为三层综合楼，上部结构为现浇钢筋混凝土框架结构。

在结构的设计初期主要要先考虑构件的尺寸。

本工程各楼层梁与三层梁采用平法表示,本工程基础采用桩基础.本工程按7度设防要求,设计基本地震加速度为0.10g.由于综合楼的横向主要控制荷载为风荷载，所以结构设计中还需考虑风荷载的作用。

除了风荷载，地震荷载也必需考虑。

结构设计中还需考虑到框架柱的抗倾覆，侧移刚度，层间位移等因素。

1.主要构件材料与尺寸估算

①主要构件材料

框架梁、板、柱采用现浇钢筋混凝土构件，

混凝土强度：

柱采用C30混凝土；梁、板、均采用C25混凝土，

钢筋使用HPB235，HRB400二种钢筋。

②主要构件的截面尺寸

（1）框架梁：

框架梁，最大跨度L=7.8m，

h=（1/8~1/12）L=650mm~975mm，取h=750mm

b=（1/2~1/3）h=375mm~250mm，取b=300mm

取主梁截面为300mm×750mm、250mm×750mm、250mm×450mm。

（2）框架柱：

初定柱尺寸600mm×600mm、500mm×500mm。

2.屋面和楼面板的荷载计算

屋面和楼面板的荷载取自《建筑荷载规》（GB50009—2001）。

屋（楼）面面荷载（标准值）

名称

做法

厚度（mm）

容重（KN/m3）

重量（KN/m2）

彩色水磨石楼面

白水泥石子面

15

25

0.38

1:

3水泥砂浆找平

18

20

0.36

纯水泥浆一道

2

20

0.04

钢筋混凝土楼板

120

25

3

板底20厚粉刷抹平

20

17

0.34

非上人屋面

高分子卷材

4

12

0.05

1：

3水泥砂浆找平

20

20

0.4

憎水珍珠岩保温层

60

4

0.24

1：

3水泥砂浆找平

20

20

0.4

1:

6水泥焦渣找坡

50

15

0.75

钢筋混凝土楼板

120

25

3

板底20厚粉刷抹平

20

17

0.34

PKPM中取楼面恒载1.5KN/m2，屋面恒载2.2KN/m2（不包括楼板自重）。

结构平面布置如图示：

4.2主要设计方法

4.2.1建模

PMCAD是PKPM系列结构设计各软件的核心，它为各功能设计提供数据接口。

PKPM结构建模就是利用PMCAD来完成的。

通过人机交互方式引导用户逐层地布置各层平面和各层楼面，再输入层高就建立起一套描述建筑物整体结构的数据。

4.2.2试算

SATWE是专门为多、高层建筑结构分析与设计而研制的空间组合结构有限元分析软件，适用于各种复杂体形的多、高层建筑框架、框剪结构等。

在SATWE中主要根据设计条件输入设计参数，并检验结构布置。

计算PMCAD中输入的模型。

得出计算结果。

4.2.3调整

计算结果图形显示为红色表示计算未能通过，因此还必须调整。

第一次试算的时候，我的结构体系居然出现了大面积的红色，全部是属于轴压比太大和超筋的情况。

经过老师的指导，增大截面尺寸，从而降低柱的轴压比与降低柱的配筋率。

第二次试算还是部分梁和柱的出现红色状况，后来我在进行了特殊构件定义，定义了角柱，而且定义次梁为两端铰结，再进行第三次试算，这次就能全部通过计算了。

4.2.4检查

结构计算后还需查看文本显示中的关于侧移风度和平均层间位移的比值等等，对于我所做的工程重点要求如下：

1、检查结构设计信息中的各层Ratx，Raty：

x，Y方向本层塔侧移刚度与下一层相应塔侧移刚度的比值要不小于0.8；层层要满足，否则本层刚度不满足。

在本工程中Ratx（min）=1.2500＞0.8，因此本工程符合要求。

2、要检查结构位移项中的Ratio（x）、Ratio（Y）：

最大位移与层平均位移的比值RatioDx、RatioDy：

最大层间位移与平均层间位移的比值不宜大于1.3，不应大于1.5；在本工程中Ratio（x）（max）=1.26＜1.3；Ratio（Y）=1.23＜1.5，因此本工程符合要求。

3、检查MaxDx/h，MaxDy/h:

x,Y方向的最大层间位移角小等于1/800。

本工程中MaxDx/h（max）=1/966＜1/800；MaxDy/h（max）=1109＜1/800,因此本工程符合要求。

4.2.5出图

结构施工图包括柱、梁、楼板的配筋图，由于PKPM的自己配筋图会出现非常多的重叠与不合理的现象，所以我们还需要对每个部件的配筋进行调整，如板筋中我们可以把一样的房间或者对称的房间进行归并，从而进行简化。

而且楼板没有错层的话，底筋或者可以拉通的尽量拉通，从而使整个板筋更加的清晰，而不会像用PKPM生成那样繁杂。

柱与梁筋的出图，不仅需要电脑自行归并，而且还需我们进行手工归并，也只有很好的归并才会使配筋图更好清晰或者更加的合理。

4.3心得体会

毕业设计是我在校期间最后一个重要的教学环节，通过毕业设计可受到本专业系统、综合的训练和实战演练，提高综合运用所学知识能力和实践技能，同时可培养创新能力。

由于初次接触一个工程设计的全过程，可以说没有任何经验可言。

整个设计让自己不仅学习了很多新的软件，新的知识规，而且让自己全面地复习了学习以来的有关的专业知识，小到制图的规细节，大到一些构件如何受力，整个建筑如何布置会比较合理美观。

虽然整个设计过程累了点，但是受益非浅。

在设计的过程中不仅对自己知识的一种融合，而且也是对自己一个设计理念的培养。

设计灵感的升华.在整个设计过程中，虽然基本能完成任务，但存在大量的问题。

由于时间关系对建筑的一些详图没有全部考虑。

结构设计上，由于对PKPM软件不够熟悉，从而导致在计算中参数没有很好的处理，从而导致一些不知的计算不够合理现象。

对于以上存在的问题，我强调自己以后无论在学习和工作上，都要去加强自己，完善自己，使自己的设计理念更加的完善。

通过这次设计实践，了解综合楼建筑平面功能布置，平面体形布置，平立剖面的布置；在结构方面，掌握受力构件尺寸的设置，受力特点，结构布置原则，受力特点、原理以与计算方法。

在设计过程中不仅对这几年的专业知识进行了一次复习，在计算机制图的过程中，我更熟练AutoCAD、天正建筑，PKPM等建筑设计与结构计算软件。

在此过程中，我对制图规有了较为深入地了解，对平、立、剖面图的容、线形、尺寸标注等问题上有了更为清楚地认识。

通过本毕业设计，可以掌握结构设计的容、步骤、和方法，全面了解建筑工程设计的全过程；培养正确、熟练的结构方案、结构设计计算、构造处理与绘制结构施工图的能力；培养我们在建筑工程设计中的配合意识；培养正确、熟练运用规、手册、标准图集与参考书的能力；通过实际工程训练，建立功能设计、施工、经济全面协调的思想，进一步建立建筑、结构工程师的责任意识。

为以后从事设计、施工工作奠定基础。

4.4.1楼板计算

楼板B1计算书

一、基本资料：

1、房间编号：

1

2、边界条件（左端/下端/右端/上端）：

铰支/铰支/固定/固定/

3、荷载：

　永久荷载标准值：

g＝1.50KN/m2

　可变荷载标准值：

q＝2.50KN/m2

计算跨度　Lx=4075mm　；计算跨度　Ly=7350mm

板厚　H=120mm；砼强度等级：

C25；钢筋强度等级：

HRB235

4、计算方法：

弹性算法。

5、泊松比：

μ＝1/5.

6、考虑活荷载不利组合。

二、计算结果：

Mx=（0.05272+0.01544/5）×（1.20×1.5+1.40×1.2）×4.12=3.29kN·M

考虑活载不利布置跨中x向应增加的弯矩：

Mxa=（0.08856+0.02128/5）×（1.4×1.2）×4.12=2.70kN·M

Mx=3.29+2.70=5.99kN·M

Asx=326.81mm2，实配φ8130（As＝387mm2）

ρmin＝0.272%，ρ＝0.279%

My=（0.01544+0.05272/5）×（1.20×1.5+1.40×1.2）×4.12=1.53kN·M

考虑活载不利布置跨中Y向应增加的弯矩：

Mya=（0.02128+0.08856/5）×（1.4×1.2）×4.12=1.13kN·M

My=1.53+1.13=2.67kN·M

Asy=326.81mm2，实配φ8130（As＝387mm2）

ρmin＝0.272%，ρ＝0.279%

Mx'=0.11360×（1.20×1.5+1.40×2.5）×4.12=10.00kN·M

Asx'=497.89mm2，实配φ10150（As＝521mm2）

ρmin＝0.272%，ρ＝0.419%

My'=0.07847×（1.20×1.5+1.40×2.5）×4.12=6.91kN·M

Asy'=338.98mm2，实配φ8140（As＝359mm2）

ρmin＝0.272%，ρ＝0.327%

三、跨中挠度验算：

Mk按荷载效应的标准组合计算的弯矩值

Mq按荷载效应的准永久组合计算的弯矩值

（1）、挠度和裂缝验算参数：

Mk=（0.01544+0.05272/5）×（1.0×1.5+1.0×2.5）×4.12=1.73kN·M

Mq=（0.01544+0.05272/5）×（1.0×1.5+0.5×2.5）×4.12=1.19kN·M

Es＝210000.N/mm2Ec＝27871.N/mm2

Ftk＝1.78N/mm2ρte＝210.N/mm2

（2）、在荷载效应的标准组合作用下，受弯构件的短期刚度Bs：

①、裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ，按下列公式计算：

ψ＝1.10.65×Ftk/（ρte×σsk）（混凝土规式8.1.2－2）

σsk＝Mk/（0.87×ho×As）（混凝土规式8.1.3－3）

σsk＝1.73/（0.87×93.×335.）=63.66N/mm

矩形截面，Ate＝0.5×b×h＝0.5×1000×120.=60000.mm2

ρte＝As/Ate（混凝土规式8.1.2－4）

ρte＝335./60000.=0.00559

ψ＝1.10.65×1.78/（0.00559×63.66）=2.153

　当ψ＜0.2时，取ψ＝0.2

②、钢筋弹性模量与混凝土模量的比值αE：

αE＝Es/Ec＝210000.0/27870.7=7.535

③、受压翼缘面积与腹板有效面积的比值γf'：

矩形截面，γf'＝0

④、纵向受拉钢筋配筋率ρ＝As/b/ho＝335/1000/93=0.00360

⑤、钢筋混凝土受弯构件的Bs按公式（混凝土规式8.2.3－1）计算:

Bs=EsxAsxho2/[1.15ψ+0.2+6×αExρ/（1+3.5γf'）]

Bs＝210000.×335.×93.2/[1.15×0.200+0.2+6×7.535×0.00360/（1+3.5×0.00）]=1026.56kN·M

（3）、考虑荷载长期效应组合对挠度影响增大影响系数θ：

按混凝土规第8.2.5条，当ρ'＝0时，θ＝2.0

（4）、受弯构件的长期刚度B，可按下列公式计算：

B＝Mk/[Mqx（θ1）+Mk]×Bs（混凝土规式8.2.2）

B＝1.73/[1.19×（21）+1.73]×1026.56=608.330kN·M

（5）、挠度f＝κ×Qk×La4/B

f＝0.00452×4.0×4.07a4/608.330=8.192mm

f/L＝8.192/4075.=1/497，满足规要求！

四、裂缝宽度验算：

①、x方向板带跨中裂缝：

　裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ，按下列公式计算：

ψ＝1.10.65×Ftk/（ρte×σsk）（混凝土规式8.1.2－2）

σsk＝Mk/（0.87×ho×As）（混凝土规式8.1.3－3）

σsk＝3.71×10a6/（0.87×101.×335.）=125.88N/mm

矩形截面，Ate＝0.5×b×h＝0.5×1000×120.=60000.mm2

ρte＝As/Ate（混凝土规式8.1.2－4）

ρte＝335./60000.=0.006

　当ρte＜0.01时，取ρte＝0.01

ψ＝1.10.65×1.78/（0.01×125.88）=0.181

　当ψ＜0.2时，取ψ＝0.2

ωmax＝αcrxψ×σsk/Es×（1.9c+0.08×Deq/ρte）（混凝土规式8.1.2－1）

ωmax＝2.1×0.200×125.9/210000.×（1.9×20.+0.08×11.43/0.01000）=0.033，满足规要求！

②、Y方向板带跨中裂缝：

　裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ，按下列公式计算：

ψ＝1.10.65×Ftk/（ρte×σsk）（混凝土规式8.1.2－2）

σsk＝Mk/（0.87×ho×As）（混凝土规式8.1.3－3）

σsk＝1.73×10a6/（0.87×93.×335.）=63.66N/mm

矩形截面，Ate＝0.5×b×h＝0.5×1000×120.=60000.mm2

ρte＝As/Ate（混凝土规式8.1.2－4）

ρte＝335./60000.=0.006

　当ρte＜0.01时，取ρte＝0.01

ψ＝1.10.65×1.78/（0.01×63.66）=0.717

　当ψ＜0.2时，取ψ＝0.2

ωmax＝αcr×ψ×σsk/Es×（1.9c+0.08×Deq/ρte）（混凝土规式8.1.2－1）

ωmax＝2.1×0.200×63.7/210000.×（1.9×20.+0.08×11.43/0.01000）

=0.016，满足规要求！

⑤、右端支座跨中裂缝：

　裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ，按下列公式计算：

ψ＝1.10.65×Ftk/（ρte×σsk）（混凝土规式8.1.2－2）

σsk＝Mk/（0.87×ho×As）（混凝土规式8.1.3－3）

σsk＝7.55×10a6/（0.87×101.×503.）=170.84N/mm

矩形截面，Ate＝0.5×b×h＝0.5×1000×120.=60000.mm2

ρte＝As/Ate（混凝土规式8.1.2－4）

ρte＝503./60000.=0.008

　当ρte＜0.01时，取ρte＝0.01

ψ＝1.10.65×1.78/（0.01×170.84）=0.423

ωmax＝αcr×ψ×σsk/Es×（1.9c+0.08×Deq/ρte）（混凝土规式8.1.2－1）

ωmax＝2.1×0.423×170.8/210000.×（1.9×20.+0.08×11.43/0.01000）

=0.094，满足规要求！

⑥、上端支座跨中裂缝：

　裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ，按下列公式计算：

ψ＝1.10.65×Ftk/（ρte×σsk）（混凝土规式8.1.2－2）

σsk＝Mk/（0.87×ho×As）（混凝土规式8.1.3－3）

σsk＝5.21×10a6/（0.87×100.×393.）=152.57N/mm

矩形截面，Ate＝0.5×b×h＝0.5×1000×120.=60000.mm2

ρte＝As/Ate（混凝土规式8.1.2－4）

ρte＝393./60000.=0.007

　当ρte＜0.01时，取ρte＝0.01

ψ＝1.10.65×1.78/（0.01×152.57）=0.342

ωmax＝αcr×ψ×σsk/Es×（1.9c+0.08×Deq/ρte）（混凝土规式8.1.2－1）

ωmax＝2.1×0.342×152.6/210000.×（1.9×20.+0.08×14.29/0.01000）

=0.079，满足规要求！

楼板B2计算书

一、基本资料：

1、房间编号：

4

2、边界条件（左端/下端/右端/上端）：

铰支/固定/固定/铰支/

3、荷载：

　永久荷载标准值：

g＝1.50KN/m2

　可变荷载标准值：

q＝2.50KN/m2

计算跨度　Lx=4075mm　；计算跨度　Ly=4950mm

板厚　H=120mm；砼强度等级：

C25；钢筋强度等级：

HRB235

4、计算方法：

弹性算法。

5、泊松比：

μ＝1/5.

6、考虑活荷载不利组合。

二、计算结果：

Mx=（0.03452+0.02233/5）×（1.20×1.5+1.40×1.2）×4.12=2.30kN·M

考虑活载不利布置跨中x向应增加的弯矩：

Mxa=（0.05354+0.03405/5）×（1.4×1.2）×4.12=1.75kN·M

Mx=2.30+1.75=4.05kN·M

Asx=326.81mm2，实配φ8130（As＝387mm2）

ρmin＝0.272%，ρ＝0.279%

My=（0.02233+0.03452/5）×（1.20×1.5+1.40×1.2）×4.12=1.72kN·M

考虑活载不利布置跨中Y向应增加的弯矩：

Mya=（0.03405+0.05354/5）×（1.4×1.2）×4.12=1.30kN·M

My=1.72+1.30=3.02kN·M

Asy=326.81mm2，实配φ8130（As＝387mm2）

ρmin＝0.272%，ρ＝0.279%

Mx'=0.08571×（1.20×1.5+1.40×2.5）×4.12=7.54kN·M

Asx'=371.33mm2，实配φ8120（As＝419mm2）

ρmin＝0.272%，ρ＝0.327%

My'=0.07408×（1.20×1.5+1.40×2.5）×4.12=6.52kN·M

Asy'=326.81mm2，实配φ8130（As＝