1、本科生畢業設計（論文）結構計算書論文(設計)題目長城中學綜合樓設計作者所在系別建筑工程系作者所在專業土木工程作者所在班級B05412作 者 姓 名作 者 學 號20054041212指導教師姓名指導教師職稱講師完 成 時 間2009年05月北華航天工業學院教務處制北華航天工業學院本科生畢業設計（論文）原創性及知識產權聲明本人鄭重聲明：所呈交的畢業設計（論文）：長城中學綜合樓設計是本人在指導教師的指導下，獨立進行研究工作取得的成果。除文中已經注明引用的內容外，本設計（論文）不含任何其他個人或集體已經發表或撰寫過的作品或成果。對本設計（論文）的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明

2、。因本畢業設計（論文）引起的法律結果完全由本人承擔。本畢業設計（論文）成果歸北華航天工業學院所有。本人遵循北華航天工業學院有關畢業設計（論文）的相關規定，提交畢業設計（論文）的印刷本和電子版本。本人同意北華航天工業學院有權保存畢業設計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務；可以采用影印、縮印、數字化或其它復制手段保存論文；在不以營利為目的的前提下，可以公布非涉密畢業設計（論文）的部分或全部內容。特此聲明畢業設計（論文）作者： 指導教師： 年 月 日 年 月 日摘 要該工程為長城中學綜合樓工程，四層框架結構。該工程運用所學的理論知識及結合畢業實習的現場實際經驗，通過設計計算及運用計算

3、機應用軟件，采用計算機出圖。 該工程鋼筋混凝土結構的結合形成及各種原材料計算使用對本人有很大的啟發，完成一個建筑物的設計必需先進行調查研究，了解設計深度，對不同設計方案的比較，采用可行的經濟合理的方案，考慮各種荷載，得出該工程的結構可靠度，按照國家設計及施工規范、強制性條文的要求，利用所學知識，在指導教師的循循善誘下，根據不同的結構，選擇結構計算單元，進行荷載計算、豎向荷載作用下內力計算、水平荷載作用下的內力和側移計算、截面設計（梁、板、柱截面尺寸及配筋）、樓板設計、樓梯設計（計算配筋）、基礎設計（采用柱下獨立基礎計算配筋），確定截面的配筋還應滿足構造要求。施工圖中,結構及構件尺寸的標注要齊全

4、,受力鋼筋、箍筋及構造鋼筋的編號清楚、正確。受力鋼筋的錨固、連接及截斷位置清楚正確。 通過本次的畢業設計，使我對建筑工程的形成及起步初始階段怎樣利用所學的知識進行一個綜合認識，為今后涉及進入該行業打好良好的基礎。關鍵詞 框架結構 綜合樓 鋼筋混凝土 PKPMAbstractThe project for a certain office building complex projects, six-storey frame structure. The project studied the use of the combination of theoretical knowledge and

5、 practical on-site graduate practical experience, through the design calculations and the use of computer application software, a computer map.Reinforced concrete structure of the project combined with the calculation of the formation and use of various raw materials are a source of inspiration I ha

6、ve completed the design of a building necessary to carry out investigation and study, the depth of understanding of the design of different design compared to viable economic use of reasonable The program, to consider a variety of loads, to draw the structural reliability of the project, the design

7、and construction in accordance with national norms, the requirements of the mandatory provisions, the use of the knowledge, in the guide under the guidance of teachers, according to a different structure, choice of structural calculations unit,To load, the vertical load of the internal force, the le

8、vel of load and lateral displacement of the internal forces, the cross-section design (beams, plates, column cross-section size and reinforcement), floor design (choice of two-way board, determine the reinforcement) , staircase design (calculation of reinforcement), the basis of design (the use of a

9、n independent basis under the column reinforcement) to determine the cross-section of the reinforcement should also be constructed to meet the requirements. Working drawings, the structure and size of the label components to complete, by the force of reinforced, structural steel stirrups and the num

10、ber of clear and correct. Reinforced by the strength of the anchorage, connect and disconnect position clearly and correctly.Graduation through the design, so I started the construction of the initial stage of formation and how to make use of knowledge to carry out a comprehensive understanding for

11、the future related to access to the lay a good foundation for the industry.Key words Frame structure Comprehensive Building Reinforced Concrete PKPM目 錄產權聲明摘要Abstract第1章設計條件11.1建設地點11.2自然條件11.2.1地質條件11.2.2氣象條件11.2.3地震烈度 11.3材料供應及施工條件11.4使用荷載1第2章荷載計算22.1恒荷載22.1.1屋面恒載22.1.2樓面恒載22.1.3框架梁自重3外墻荷載3柱自重32.2活

12、荷載32.2.1屋面32.2.2樓面3第3章梁截面尺寸43.1梁截面尺寸43.2柱截面尺寸5第4章梁柱線剛度計算5第5章荷載作用下的框架內力分析65.1荷載作用下的內力65.2活荷載作用下的內力75.3水平地震作用下的內力95.3.1計算重力荷載代表值9結構橫向基本周期按經驗公式計算9橫向水平地震影響系數10結構橫向總水平地震作用標準值10頂部附加地震作用10質點i的水平地震作用標準值10樓層剪力計算11水平地震作用下的框架內力計算115.4水平風荷載12第6章荷載組合和內力組合126.1橫梁內力組合表126.2框架柱內力組合表17第7章框架梁、柱配筋計算217.1柱的配筋計算217.2梁的配

13、筋計算22梁跨最大彎矩22正截面承載力驗算22第8章現澆整體式板式樓梯的設計238.1梯段板設計23荷載計算23內力計算23截面強度計算238.2平臺板的設計23荷載計算23內力計算24截面強度計算248.3平臺梁計算248.3.1荷載計算248.3.2內力計算268.3.3截面強度計算26第9章基礎的設計279.1 A柱基礎計算27確定基礎底面面積27基礎高度計算27基礎底板配筋計算289.2 B柱基礎計算28確定基礎底面面積29基礎高度計算29基礎底板配筋計算309.3 C柱基礎計算31確定基礎底面面積31基礎高度計算32基礎底板配筋計算329.4 D柱基礎計算33確定基礎底面面積33基礎

14、高度計算33基礎底板配筋計算34致謝36參考文獻37長城中學綜合樓設計第1章 設計條件1.1 建設地點：本建筑位于河北省廊坊市內，地段為75m75m范圍。1.2 自然條件：1.2.1 地質條件：表層為素填土，以粘性土為主，局部含塊石和植物根系，層厚1m不宜作為擬建筑建筑物的基礎持力層；二層粉土，層厚3m，fak=150kpa，ES=8.5Mpa；三層粉質粘土，5.5m，fak=140kpa，ES=5.0Mpa，以下為砂土，場地15m深度范圍內無液化土層，不考慮地下水位影響。1.2.2氣象條件：最熱月平均氣溫26，最冷月平均氣溫-9.8，極端最高、最低氣溫分別為39.5和-21，年降水量500-

15、700mm；最大積雪深度為200mm，基本雪壓0.3KN/；最大凍土深度800mm；常年主導風向冬季為北風，夏季為西南風，強風為西北風，夏季平均風速為2.8m/s,冬季平均風速為3.3m/s，最大風速為23.5m/s，基本風壓0.35KN/1.2.3地震烈度：設計烈度按8度設防。1.3材料供應及施工條件主要建筑材料均能滿足供應，施工單位具備各種主要的大中型機械設備，工人和技術人員素質較高，可承擔本工程的施工任務。1.4使用荷載項目 活荷載標準值（KN/） 準永久值系數 教室 1.5 0.4走廊門廳樓梯間 2.0 0.4廁所 2.0 0.4不上人屋面 0.7 0雪荷載 0.3基本風壓 0.35木

16、材 4-8鋼材 7.85機制磚及砌體 19粘土空心磚 12.5（不能承重）混凝土 24鋼筋混凝土 25加氣混凝土 瓷磚 17.8水泥石灰焦渣 14貼瓷磚墻面 0.5水刷石墻面 0.5水磨石墻面 0.55水泥粉刷墻面 0.36鋼框玻璃窗 木門 油氈防水屋面 水泥砂漿地面 0.5水磨石地面 0.65外縱墻：2.1m高鋼框玻璃窗，窗下900mm高，300mm厚加氣混凝土砌塊磚墻，水刷石外墻面，中級抹灰內墻面。第2章 荷載計算2.1恒荷載Gk G2.1.1屋面恒載：防水層 三氈四油做法 0.4KN/ 找平層 20mm水泥砂漿 0.4KN/ 找坡層 120mm厚水泥焦渣 1.2 KN/ 結構層 100m

17、m現澆鋼筋混凝土樓板 2.5 KN/ 合計 恒載標準值 4.5 KN/ 恒載設計值 1.24.5=5.4 KN/ 2.1.2樓面恒載：面層 水磨石面層 0.65 KN/ 整澆層 35mm厚細石混凝土 0.84 KN/ 結構層 100mm現澆鋼筋混凝土樓板 2.5 KN/ 合計 恒載標準值 4 KN/ 恒載設計值 1.24=4.8KN/ 2.1.3框架橫梁自重（預估）：取梁寬b=300mm 梁高600mm 則有 0.30.625=4.5 KN/ m設計值 1.24.5=5.4 KN/ m2.1.4外縱墻及鋼窗等傳至邊柱連系梁及邊柱上的荷載為：鋼窗 0.452.1=0.945KN/ m縱墻 0.9

18、0.3512.5=3.375KN/ m粉刷 （3.6-2.1）（0.55+0.34）=1.335KN/ m連系梁自重 0.50.825=10.000KN/ m合計 恒載標準值 15.655 KN/ m 恒載設計值 1.215.655=18.786 KN/ m2.1.5柱自重：它僅使柱在x軸心受壓，因此，作用在框架上的恒載標準值Gk為屋面 4.54.5+4.5=24.75KN/m樓面 44.5+4.5=22.5KN/m設計值G為屋面 5.44.5+5.4=29.7KN/m樓面 4.84.5+5.4=27KN/m2.2活荷載Rk R2.2.1屋面 雪荷載：0.3 KN/ 按不上人屋面：0.7 KN

19、/ 兩者不同時取較大者，即為：Rk=0.74.5=3.15 R=1.43.15=4.41KN/m2.2.2樓面Rk=2.04.5=9KN/m R=1.49=12.6KN/m第3章 初估梁柱截面尺寸3.1梁截面尺寸框架梁跨度大者為6.6m取h=（1/81/12）l=825550mm,初選h=600mm，b=（1/21/3）h =300200mm,取b=300mm,初選截面bh=300600mm作用在梁上的荷載設計值屋面： 29.7+4.41=34.11KN/m樓面： 27+12.6=39.6KN/m取跨度l=6600mm，荷載設計值為0.839.6=31.68KN/m的簡支梁，則彎剪設計值為V=

20、1/2ql=1/231.686.6=104.5KN按M,V對截面進行驗算滿足要求梁截面慣性矩為：3.2柱截面尺寸按軸心受壓估算，對于底層柱其軸壓力標準值為：恒載：活荷載：則軸力設計值為：考慮彎矩的影響，將軸力乘以增大系數1.2，則N=1.2780=936KN按層高選擇截面尺寸，取柱高為h=3.6m則有：選bh=500500慣性矩第4章 梁柱線剛度計算線剛度因框架采用同樣強度等級的混凝土，故在計算相對剛度時不必算入E值（E=Ei）算出各桿的i值后，以其中某一i值為基準，即可求得各桿的相對線剛度，取底層線剛度值為基準值1，算得各桿的相對線剛度如下圖第5章 荷載作用下的框架內力分析所有荷載取荷載設計

21、值，由于框架對稱，故只計算半榀的內力5.1荷載作用下的內力取半榀框架進行計算，右端為空間支座，簡圖如下采用分層法進行計算，先根據梁柱相對線剛度值求各節點彎矩分配系數，然后按各桿固端彎矩進行分配和傳遞，最后將固端彎矩分配彎矩，傳遞彎矩相加，得出各桿桿端彎矩，進而求得在荷載作用下的跨中彎矩。給出框架的彎矩圖如下根據力的平衡法則算出各桿的剪力和軸力如下圖5.2活荷載作用下的內力采用分層法計算，共計4個計算單元，在計算前先對2，3，4層各柱的相對線剛度乘以0.9，然后按計算單元分別用彎矩分配法進行計算1、頂層計算單元因屋面活荷載較小，不考慮活荷載的最不利組合，將活荷載滿跨布置，活荷載設計值為4.41K

22、N/m，計算結果如圖7。因活荷載較小，不考慮活荷載的最不利組合，將活荷載滿跨布置，活荷載設計值為12.6KN/m，2、3層的計算圖完全一樣，故有相同的結果，如圖8。1層的計算結果可見圖9。5.3水平地震作用下的內力5.3.1計算重力荷載代表值=（5.24.515.9+0.60.244.5219）+0.814.51/2+5.2515.9+0.60.53.625+0.53.1515.9=529.5KN=4.494.515.9+(0.90.374.52+3.60.244.52) 19+5.2515.9+0.50.53.625+0.814.5+12.60.515.9=735.74KN=4.494.51

23、5.9+(0.90.374.52+3.950.244.52) 19+5.2515.9+0.50.53.9525+0.814.5+12.60.515.9=752.29KN結構橫向基本周期按經驗公式計算橫向水平地震影響系數，按8度類場地計算結構橫向總水平地震作用標準值由于T1=0.71.4Tg應考慮頂部附加地震作用頂部附加地震作用系數Sn=0.08T1+0.01=0.066頂部附加地震作用Fn=nFek=0.066140.4=9.26KN質點i的水平地震作用標準值樓層剪力計算四層： F4=Fn+F4=9.26+51.88=61.14KN V1=V2=V3=V4=61.14/4=15.28KN三層：

24、 F3=61.14+54.9=116.04KN V1=V2=V3=V4=116.04/4=29.01KN二層： F2=116.04+37.7=153.74KN V1=V2=V3=V4=153.74/4=38.43KN一層： F1=153.74+21=174.74KN V1=V2=V3=V4=174.74/4=43.68KN 水平地震作用下的框架內力計算計算彎矩采用反彎點發，得出各桿端彎矩后根據力的平衡求得各桿軸力和剪力，計算結果如圖5.4水平風荷載由于水平風荷載比地震作用小的多，所以內力組合時不用考慮水平風荷載的破壞作用，即不計算水平風荷載下的框架內力第6章 荷載組合和內力組合本次設計考慮以下

25、兩種組合：（1）1.2恒載+1.4活荷載（2）1.2（恒載+活荷載）+1.3水平地震作用 =0.85 在組合各種內力時，水平地震作用分別考慮左右作用，活荷載滿跨布置6.1橫梁內力組合表根據各種荷載的組合情況，得出橫梁內力組合表，表中支座截面的控制值為柱邊，由內力組合表可見，各層樓面梁采用相同的配筋，組合項編號按內力計算圖編號，其中恒載活荷載水平地震左作用水平地震右左右6.2框架柱內力組合表第7章 框架梁、柱配筋計算7.1柱的配筋計算根據受彎構件承載力計算公式，分別算得各橫梁的縱向受拉鋼筋和橫向抗剪鋼筋，根據縱向鋼筋切斷和彎起的有關規定，可將部分跨中正彎趕緊在支座附近彎起，本設計由于活荷載所占比

26、例不算大，可參照連續次梁的鋼筋彎起和切斷規定，將部分跨中正彎矩在支座附近彎起和切斷。柱的內力組合，從框架柱內力組合表知，同層每根柱的M、N組合有多種，由于M、N的相關性嚴格說來應對每種情況進行配筋計算，最后決定選擇哪一種配筋，但在實際工程中，可從列表的三種荷載組合中，分別取內力M、N均為較大者進行計算。同時為便于施工，可對幾層柱選擇同一配筋量，經過此種簡化柱的配筋計算便簡單了。柱截面尺寸為500500mm，2、3、4層框架柱計算長度l=1.53.6=5.4m。一層框架柱計算長度l=1.254.3=5.375m。控制值軸向力計算值二、三、四層為N=406.46KN（外柱）N=261.43KN（內

27、柱），一層N=646.41KN（外柱）N=304.09KN（內柱）彎矩統計值二、三、四層M=156.7（外柱）M=116.1（內柱），一層為M=118.17（外柱），M=71.15（內柱）采用C25混凝土，級鋼筋，采用對稱配筋，由于抗震的需要,框架柱最小配筋率中邊柱不得小于0.7%，角柱不得小于0.9%，故5005000.7%=1750（邊柱、中柱）選818+420 =3292 5005000.9%=2250（角柱）選820+422=4033圖形如下圖 角柱配筋 邊柱、中柱配筋7.2梁的配筋計算為了施工方便和設計計算簡單，橫梁配筋采取相同的配筋，選擇彎矩最大的梁跨計算配筋，按簡支梁計算，根據框

28、架梁內力組合表=126.6KNm正截面承載力驗算跨中截面 =288.3KNm 取h=60060=540mm 求得=0.29 即選422+416+412支座截面 M=172.43 KNm 求得=0.160.55 即選222+416+412框架梁配筋圖如下 跨中截面 支座截面第8章 現澆整體式板式樓梯的設計踏步面層為20mm混合砂漿抹灰，梯段板厚100mm，平臺板厚80mm，所用材料混凝土為C20，所用鋼筋：梯段板與平臺板采用級鋼筋，其余均采用級鋼筋，樓梯使用活荷載2.08.1梯段板設計荷載計算梯段板自重 KN/m踏步抹灰重 下表面抹灰重 欄桿重 恒載 g=18.17KN/m活載 q=1.42.0

29、2.66=7.45KN/m合計 g+q=18.17+7.45=26.2KN/m內力計算梯段板的水平投影計算跨度為3.5m梯段板跨中最大彎矩M=8.1.3截面強度計算取h=ha=10020=80mm 則查表得=0.1888 選26101008.2平臺板的設計平臺板取1m寬板帶作為計算單元8.2.1荷載平臺板自重 1.20.0825=2.4KN/m板底抹灰重 1.20.0217=0.408KN/m板面抹灰重 1.20.0220=0.48KN/m恒載 g=3.29KN/m活荷載 q=1.42.01=2.8KN/m合計 g+q=6.09KN/m內力計算平臺板跨中最大彎矩截面強度計算取h=8015=65

30、mm 則查表得=0.065 選用82008.3平臺梁計算荷載由梯段板傳來的均布荷載 由平臺板傳來的均布恒載 由平臺板傳來的均布活荷載 平臺梁自重 平臺梁側抹灰 合計 q+g=26.79KN/m內力計算平臺梁計算跨度為M=平臺梁端最大剪力為V=截面強度計算取h=40035=365mm垂直截面強度計算判別T型梁類別屬于第一類T型截面，則：查表得=0.0748 選用選用416截面抗剪強度計算 無腹筋梁抗剪強度為：按計算需配置箍筋，選擇箍筋6200 即：選配6200即可滿足抗剪要求第9章 基礎的設計9.1 A柱基礎計算：Mmax=71.15kNm，Vmax=162.47kN，Nmax=304.09kN

31、，確定基礎底面面積先按軸心受壓估算基礎底面積,初步確定基礎底面尺寸考慮偏心受壓，將基礎底面增大20%，即取A=1.2A=1.23.38=4，取矩形基礎長短邊之比l/b=1.5,故，取b=2m；a=b=2m驗算基礎底面尺寸取值是否合適故基礎底面尺寸取ab=2m2m，符合設計要求。基礎高度計算bt=0.5m，h0=0.95m,bb=bt+2h0=0.5m+20.95m=2.4m按線性插值法，得：h=0.975故基礎高度滿足要求。基礎底板配筋計算長方向彎矩計算：長邊方向的受力鋼筋截面面積AsI計算：配筋：1012200，As=724mm2。A柱基礎施工圖見圖紙。9.2 B柱基礎計算：Mmax=99.

32、12kNm，Vmax=162.47kN，Nmax=646.14kN，確定基礎底面面積先按軸心受壓估算基礎底面積,初步確定基礎底面尺寸考慮偏心受壓，將基礎底面增大20%，即取A=1.2A=1.26.46=7.91，取矩形基礎長短邊之比l/b=1.5,故，取b=2.5m；a=b=2.5m驗算基礎底面尺寸取值是否合適故基礎底面尺寸取ab=2.5m2.5m，符合設計要求。基礎高度計算bt=0.5m，h0=0.95m,bb=bt+2h0=0.5m+20.95m=2.4m按線性插值法，得：h=0.975故基礎高度滿足要求。基礎底板配筋計算長方向彎矩計算：短方向彎矩計算：長邊方向的受力鋼筋截面面積AsI計算

33、：配筋：1310150，As=1106mm2。短邊方向的受力鋼筋截面面積As計算：選筋：1310150，As=1106mm2。9.3 C柱基礎計算：Mmax=99.12kNm，Vmax=162.47kN，Nmax=882kN，確定基礎底面面積先按軸心受壓估算基礎底面積,初步確定基礎底面尺寸考慮偏心受壓，將基礎底面增大20%，即取A=1.2A=1.29.8=11.76，取矩形基礎長短邊之比l/b=1.5,故，取b=3m；a=b=3m驗算基礎底面尺寸取值是否合適故基礎底面尺寸取ab=3m3m，符合設計要求。基礎高度計算bt=0.5m，h0=0.95m,bb=bt+2h0=0.5m+20.95m=2

34、.4m按線性插值法，得：h=0.975故基礎高度滿足要求。9.3.3 基礎底板配筋計算長方向彎矩計算：長邊方向的受力鋼筋截面面積AsI計算：選筋：2310130，As=1807mm2。C柱基礎施工圖見圖紙。9.4 D柱基礎計算：Mmax=99.12kNm，Vmax=162.47kN，Nmax=646.14kN，確定基礎底面面積先按軸心受壓估算基礎底面積,初步確定基礎底面尺寸考慮偏心受壓，將基礎底面增大20%，即取A=1.2A=1.26.46=7.91，取矩形基礎長短邊之比l/b=1.5,故，取b=2.5m；a=b=2.5m驗算基礎底面尺寸取值是否合適故基礎底面尺寸取ab=2.5m2.5m，符合

35、設計要求。基礎高度計算bt=0.5m，h0=0.95m,bb=bt+2h0=0.5m+20.95m=2.4m按線性插值法，得：h=0.975故基礎高度滿足要求。基礎底板配筋計算長方向彎矩計算：短方向彎矩計算：長邊方向的受力鋼筋截面面積AsI計算：配筋：1310150，As=1106mm2。短邊方向的受力鋼筋截面面積As計算：選筋：1310150，As=1106mm2。致 謝經過半年的忙碌和工作，本次畢業設計已經接近尾聲，作為一個本科生的畢業設計，由于經驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導師的督促指導，以及一起工作的同學們的支持，想要完成這個設計是難以想象的。通過這次設計，使我得到了

36、一次綜合訓練，我把先前學到的分散、零亂的知識，進一步加強與鞏固，并使之系統化，理論和實際相結合，加深了我們對土木工程的整體性理解和認識。并使我在查閱文獻、編寫計算書和說明書、計算機繪圖等各方面的技能也得到了相應的提高。畢業設計是我從學校走向社會的一個過渡，它不僅僅讓我全面的鞏固了大學幾年所學的知識，還讓我明白了時間對人生的重要性，通過畢業設計中遇到的種種問題和解決過程中老師給我的啟示，對我以后的工作與學習都是很好的幫助、很寶貴的經驗。特別是通過此次設計，鍛煉了我發現問題、分析問題、解決問題的能力，尤其是獨立處理問題的能力，使我獲得了寶貴的設計經驗，這更有利于我今后的工作與學習。在這里首先要感謝我的導師馮秀苓老師。馮老師平日里工作繁多，但在我做畢業設計的每個階段，從外出實習到查閱資料，設計草