土木工程专业论文-钢筋混凝土框架结构设计.doc

I / 31 毕毕 业业 设设 计计论论 文文题题 目目 钢筋混凝土框架结构设计钢筋混凝土框架结构设计姓姓 名名 * 学学 号号 * 年年 级级 * 专专 业业 土木工程土木工程 学习形式学习形式 函授函授 层层 次次 专升本专升本 指导教师指导教师 * * 年 * 月 *日摘要本课题为某市*的设计,3 层及闷热层,建筑面积约*m2,采用钢筋混凝土框架结构首先,根据设计出的建筑方案及所选用的建筑材料及做法,确定结构计算简图,进行荷载和内力计算,绘制了相应的内力图；其次,进行结构内力组合,确定结构控制截面的弯矩、剪力和轴力设计值最后,根据已经计算出的结构控制截面的内力值,对梁、板、柱、基础等进行配筋计算,并绘制了相应的结构施工图同时,本文采用 PKPM 软件进行电算,以保证计算结果的可靠性,并达到同手算结果对比、分析的目的I / 31目 录前言1第 1 章 设计资料21.1 工程概况21.2 设计依据21.3 设计材料2第 2 章 荷载计算53.1 恒载计算5屋面框架梁线荷载标准值5楼面框架梁线荷载标准值5屋面框架节点集中荷载标准值6楼面框架节点集中荷载标准值63.2 活荷载计算73.2.1 屋面活荷载 7楼面活荷载83.3 风荷载计算83.4 地震作用计算9重力荷载代表值计算9框架刚度计算11结构基本周期的计算12多遇水平地震作用标准值计算13横向框架弹性变形验算13第 3 章 内力计算154.1 恒荷载作用下的内力计算154.2 活荷载作用下的内力计算184.3 风荷载作用下的内力计算214.4 水平地震作用下的内力分析23第 4 章 内力组合27第 5 章 截面设计286.1 梁的配筋计算28边跨梁配筋计算28.II / 31中跨梁配筋计算296.2 框架柱配筋计算29框架柱的纵向受力钢筋计算29斜截面受剪承载力计算32第 6 章 楼板设计与计算377.1 屋面板计算37荷载计算37按弹性理论计算377.2 楼面板计算38荷载计算38按弹性理论计算38截面设计39第 7 章 楼梯设计418.1 梯段板计算418.1.1 荷载计算 41截面设计418.2 平台板计算42荷载计算42截面设计428.3 平台梁计算42荷载计算42内力计算43截面计算43第 8 章 基础设计459.1 设计资料459.2 基础梁配筋计算459.3 翼板的承载力计算49边基础翼板的承载力计算49中基础翼板的承载力计算50结论51致谢52.III / 31参考文献53前言毕业设计最后的实践性演练,对我们的综合素质和毕业后实际工作能力、适应社会能力的提高有着不可忽视的作用。

在毕业设计过程中,能系统化的运用头脑里的知识框架,充分调动工作积极性,以及操作制图能力等本次设计为钢筋混凝土框架结构,其中主要包括建筑设计和结构设计遵循由建筑到结构,再到基础的设计过程建筑设计根据地形及周边环境,合理布置建筑总平面,综合考虑各个部分的具体使用要求,统筹相互间的关系和位置,使建筑各部分人流组织通畅,建筑流线简捷、明确,以取得良好的使用效果、景观效果和经济效果然后进行立面造型、剖面设计结构设计包括确定结构体系与结构布置、根据经验对构件初估、确定计算单元计算模型及计算简图、荷载计算、内力计算、基础设计等内容框架结构设计的计算工作量很大,在计算过程中以手算为主,辅以一些计算软件如 PKPM 的校正设计时尽量做到安全、经济、适用的要求通过本次毕业设计,涉猎了大量的知识,查阅资料的能力大大提高,手工绘图,上机制图的能力也逐渐巩固,由于时间相对紧张,让自己能够更加充分合理的利用时间,使自己能更加有信心面对将来的工作和学习,做好迎接未来挑战的准备第 1 章设计说明1.1 工程概况某市*,建筑总面积约为 2052m2采用钢筋混凝土框架结构,三层及闷热层室内设计标高0.00m,相当于绝对标高 6.00m,室内外高差 450mm。

夏季室外计算温度：34.5,绝对最高温度：40,冬季室外计算温度：-9,绝对最高温度：-22,最大降雨量：300mm,基本风压：0.45kN/m2,主导风向：冬季：西北,夏季：东南基本雪压：0.2kN/m2,最大冻深：500mm地基允许承载力 R=90kN/m2,土类型为粉质粘土,类场地,最高地下水位：自然地面以下 1.2m；地下水性质：有弱硫酸盐侵蚀1.2 设计依据 a 国家及XX省现行的有关结构设计规范、规程及规定b 本工程各项批文及甲方单位要求c 本工程的活载取值严格按建筑结构荷载规范 GB50009-2001执行1.21 设计资料 1 混凝土结构上、下 XX 理工大学出版社.2 / 312 基础工程 同济大学出版社3 建筑结构设计 东南大学出版社4 结构力学 人民教育出版社5 地基与基础 XX 工业大学出版社6 工程结构抗震 出版社7 简明建筑结构设计手册 出版社8 土木工程专业毕业设计指导 科学出版社9 实用钢筋混凝土构造手册 出版社10 房屋建筑制图统一标准BG50001-2001 出版社11 建筑结构制图标准BG50105-2001 出版社12 综合医院建筑设计规范JGJ49-88 出版社13 建筑楼梯模数协调标准GBJI0I-87 出版社14 建筑结构荷载规范GB5009-2001 出版社15 建筑结构可靠度设计统一标准GB50068-2001 出版社16 混凝土结构设计规范GB500102002 出版社17 地基与基础设计规范GB5007-2002 出版社18 建筑抗震设计规范GB500112001 出版社19 简明砌体结构设计施工资料集成 中国电力出版社20 土木工程专业毕业设计指南 中国水利水电出版社21 土建工程图与 AutoCAD 科学出版社22 砌体结构设计手册 出版社23 砌体结构设计规范GB500102002 出版社 结构布置和计算简图结构布置和计算简图结构平面布置如图 2-1 所示。

各梁柱截面尺寸如下：图 2-1 结构平面布置边跨梁：mm60012720012lh,取600mmh,250mmb中跨梁：mm20012240012lh,取400mmh,250mmb纵向框架梁：mm35012420012lh,取400mmh,250mmb柱:cNfNA=2108423.5mm2 . 19 . 09 .1110002 . 4)2 . 16 . 3(412,取400mmmm400hb板厚：mm10540420040lh,取100mmh3 / 31结构计算简图如图 2-2 所示底层层高为 4.15m,各梁柱构件的线刚度经计算后列于图 2-2其中在求梁截面惯性矩时考虑到现浇楼板的作用,取02II 0I为不考虑楼板翼缘作用的梁截面惯性矩AB、CD 跨梁：)m(1082.1202. 7/6 . 025. 01212343EEiBC 跨梁：)m(1026.106 . 2/4 . 025. 01212343EEi上部各层柱：)m(1093. 56 . 3/4 . 0121344EEi底层柱：)m(1014. 515. 4/4 . 0121344EEi注：图中数字为线刚度,单位：34m10E图 2-2 结构计算简图第 2 章荷载计算3.1 恒载计算 屋面框架梁线荷载标准值 4 厚高聚物改性沥青防水卷材防水层 0.00410=0.042m/kN20 厚 1:3 水泥砂浆保护层 200.02=0.42m/kN水泥珍珠岩最薄 40mm2%找坡 0.1244=0.4962m/kN100 厚憎水膨胀珍珠岩 0.14=0.42m/kN100 厚现浇楼板 250.1=2.52m/kN20 厚 1:3 水泥砂浆找平层 200.02=0.42m/kN15mm 厚纸筋石灰抹灰 0.01516=0.242m/kN屋面恒载 4.4762m/kN边跨框架梁自重 0.250.625=3.75m/kN梁侧粉刷 20.6-0.10.0217=0.34m/kN边跨框架梁总重 4.09m/kN边跨框架梁自重 0.250.425=2.5m/kN梁侧粉刷 20.4-0.10.0217=0.204m/kN中跨框架梁总重 2.704m/kN因此作用在顶层框架梁的线荷载为：.4 / 31 楼面框架梁线荷载标准值 水磨石地面 0.652m/kN100 厚钢筋混凝土楼板 0.125=2.52m/kN15mm 厚纸筋石灰抹底 0.01517=0.2552m/kN楼面恒载 3.4052m/kN边跨框架梁及梁侧粉刷 4.092m/kN边跨填充墙自重 0.25.53.6-0.6=3.3m/kN填充墙粉刷自重 3.6-0.60.02217=2.04m/kN中跨框架梁及梁侧粉刷 2.704m/kN 因此作用在中间层框架梁的线荷载为： 屋面框架节点集中荷载标准值 边柱纵向框架梁自重 0.250.44.225=10.5kN 边柱纵向框架梁粉刷 0.4-0.120.024.217=0.8568kN 1000 高女儿墙自重 10.244.25.5=5.544kN 1000 高女儿墙粉刷 4.20.02172=2.856kN框架梁传来屋面自重 4.22.14.4760.5=19.739kN顶层边节点集中荷载 39.50kN44DAGG中柱纵向框架梁自重 0.250.44.225=10.5kN中柱纵向框架梁粉刷 0.8568kN纵向框架梁传来屋面自重 0.54.24.2/24.476=19.739kN 0.51.34.476=16.875kN顶层中节点集中荷载： 47.97kN44CBGG 楼面框架节点集中荷载标准值 边柱纵向框架梁自重 10.5kN边柱纵向框架梁粉刷 0.8568kN铝合金窗自重 2.42.30.5=2.76kN窗下墙体自重 0.93.80.245.5=4.5144kN窗下墙体粉刷 0.90.022173.8=2.3256kN窗边墙体自重 1.42.30.245.5=4.2504kN窗边墙体粉刷 1.40.0222.317=2.1896kN框架柱自重 0.40.43.625=14.4kN.5 / 31框架柱粉刷 0.920.023.617=1.1261kN纵向框架梁传来楼面自重 0.54.24.2/23.405=15.016kN中间层边节点集中荷载 57.94kNDAGG 中柱纵向框架梁自重 10.5kN 中柱纵向框架梁粉刷 0.8568kN内纵墙自重 3.6-0.40.24.25.5= 14.784kN墙粉刷 3.6-0.40.022174.2=9.1392kN扣除门洞重加上门重 -2.11=-3.318kN框架柱自重 14.4kN框架柱粉刷 0.021173.6=1.224kN纵向框架梁传来楼面自重 0.54.24.2/23.405=15.016kN 0.51.33.405=12.837kN中间间层中节点集中荷载 47.97kNCBGG恒载作用下的计算简图如图 3-1 所示。

图 3-1 恒载作用下的计算简图3.2 活荷载计算 屋面活荷载 楼面活荷载245kN.182.51.32.6)-4.2(4.20.52.04.2/24.20.5CBPP活荷载作用下的结构计算简图如图 3-2 所示图 3-2 活载作用下的计算简图3.3 风荷载计算风压标准值计算公式为0ZSZ3-1因结构高度 H=14.85m30m,可取Z=1.0；S=1.3；0=0.452m/kN将风荷载换算成作用于框架每层节点上的集中荷载,计算过程如表 3-1 所示其中 z 为框架节点至室外地面的高度,A 为一榀框架各层节点的受风面积,计算结果如图 3-3 所示表 3-1 风荷载计算层次ZSZm0kN/m2Am2SWPkN41.01.314.850.4511.760.745.0931.01.311.250.4515.120.746.55.6 / 3121.01.37.650.4515.120.746.5511.01.34.050.4516.0650.746.95图 3-3 风荷载作用下的结构计算简图3.4 地震作用计算 重力荷载代表值计算作用于屋面梁及各层楼面梁处。