西南交通大学毕业设计计算书

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1、西 南 交 通 大 学本科毕业设计西山梁实验中心楼B方案年 级:2006学 号:20066282姓 名:何东来专 业:建筑工程指导老师:刘东民 王玉霞 2010 年6月院 系 土木工程系 专 业 建筑工程 年 级 2006 姓 名 何东来 题 目 西山梁实验中心楼B方案 指导教师评 语 指导教师 (签章)评 阅 人评 语 评 阅 人 (签章)成 绩 答辩委员会主任 (签章) 年 月 毕业设计（论文）任务书班 级 建筑工程 学生姓名 学 号 发题日期：2010年 3月 2 日 完成日期： 月 日题 目 一、本论文的目的、意义：培养学生综合运用所学的知识分析和解决本专业实际工程问题的能力，使学生受

2、到一次工程设计的基本训练，巩固和提高理论知识和专业技能。二、学生应完成的任务： 一）建筑设计：1、方案选择。2、建筑施工图（1）建筑设计总说明、材料做法表、门窗表。（2）首层平面图；（3）标准层平面图。（4）地下室平面图、屋顶平面图。（5）主次立面图；（6）剖面图（7）详图；（8）楼梯间大样图；3、建筑设计说明书：对建筑方案设计与选定给出明确的说明。4、成果要求（1）总工作量不少于7张2号图纸。（2）设计说明书：610页二）结构设计：1、根据采用的建筑方案确定相应的结构方案；2、结构计算内容：（1）荷载计算；（2）楼盖设计；（3）框架刚度计算；（4）地震作用计算与位移验算；（5）地震作用下框架

3、内力计算；（7）框架内力组合；（8）框架梁与柱配筋计算；（9）基础设计。 3、结构施工图：（1）结构设计总说明；（2）标准层结构平面图；（3）顶层结构平面图；（4）框架梁配筋图；（5）框架柱配筋图；（6）基础底板结构平面图；（7）基础梁结构平面图。 4、成果要求：（1）计算书。1）结构部分计算数控制在40110页。 2）计算书应有基本的计算过程，计算所采用的计算方法、公式等应标注所引用的参考文献编号。3）计算图、表应详细、整洁、表达明了，图表进行编号。 （2）图纸总工作量不少于7张2号图纸。三、论文各部分内容及时间分配： 第一部分 建筑方案设计，确定实施方案；建筑施工图绘制（平面、总平面）。

4、（1周） 第二部分 建筑施工图绘制（立面、剖面、详图） （1周）第三部分 楼、屋盖设计，荷载计算 （1周） 第四部分 框架刚度计算，地震作用计算，位移计算 （1周）第五部分 框架在地震和重力计算下内力计算 （1周）第六部分 框架内力组合，框架梁配筋计算 （1周）第七部分 框架柱配筋计算，基础设计 （1 周）第八部分 施工组织设计 概预算 （2周）第八部分 应用结构计算软件（PKPM）建模 （2周）第九部分 复核手算结果并对其进行修改 （1周）第十部分 画图，整理计算书 （2周）第十一部分 评阅及答辩（1周）备 注 指导教师： 年 月 日审 批 人： 年 月 日摘 要本方案设计为西南交大峨眉校区

5、西山梁实验中心楼新建项目。本工程为五层钢筋混凝土框架结构。建筑高度为16.5米，第一层3.3米，其余3.0米。本设计包括以下内容1.建筑部分：平面，立面，剖面，楼梯，节点详图和相关建筑做法，有八张建筑施工图。设计从满足建筑物的基本功能需求入手，从分考虑采光通风的要求，并选择合理的结构方案，依照国家相关建筑规范设计。2.结构部分： 框架结构布置，荷载计算，地震作用计算，内力组合，截面设计，基础设计，形成11张结构施工图。本部分设计先通过手算，再通过pkpm电算复核。关键词 建筑设计 结构设计 钢筋混凝土 框架 Abstract The program is designed to Emei So

6、uthwest Jiaotong University, Western Hills Campus Center Building New Project Beam Experiment.This works is for the five-story reinforced concrete frame structure.Thebuilding height is 16.5 meters, the first layer is 3.3meters, the others are 3.0 meters .The design includes the followings 1. Buildin

7、g components: plane, elevation, section, stairs, node details and related construction practices, there are eight construction plans.Design from the basic functions to meet the needs of the building starting from the points to consider lighting and ventilation requirements, and select a reasonable s

8、cheme of structure, in accordance with national building codes related to design. 2. Structural components: frame layout, load calculations, seismic calculations, the internal force composition, cross section design, foundation design, structural drawings form 11.The first part of the design by hand

9、 calculations, and then reviewed by pkpm Computing.Keywords : Architectural design Structural Design Reinforced Concrete Frame 目 录第1章 建筑设计 1.1 工程概况 1 1.2 设计依据 1 1.3 建筑设计说明 2第2章 框架结构布置及计算简图 2.1 计算简图 4 2.2 截面估算 52.2.1 梁 52.2.2 柱 5第3章 荷载内力计算 3.1 恒荷载计算 7 3.2 活荷载计算 8 3.3 梁上荷载计算 8 3.3.1 H-J轴8 3.3.2 J-M轴9

10、3.4 纵向柱荷载计算9 3.4.1 H轴9 3.4.2 J轴10 3.4.3 J轴10 3.5 荷载内力计算11 3.5.1 恒荷载下框架内力计算11 3.5.2 活荷载下框架内力计算12第4章 地震作用内力计算4.1 重力荷载代表值计算 194.2 框架柱抗侧刚度D计算20 4.3 结构自震周期计算 214.4 水平地震作用计算 224.5 框架地震内力计算 234.6 框架中重力荷载代表值计算 28第5章 内力组合 5.1 梁内力组合 34 5.1.1 地震作用下梁端弯矩最不利内力组合 34 5.1.2 地震作用下梁端最不利剪力组合 36 5.1.3 地震作用下梁跨中弯矩最不利内力组合

11、37 5.2 竖向荷载下梁内力组合 385.3 柱最不利内力组合 41 5.3.1 地震作用下柱内力组合41 5.3.2 竖向荷载作用下柱内力组合48第6章 截面设计 6.1 柱截面设计50 6.1.1 柱正截面承载力计算51 6.1.2 柱斜截面承载力计算59 6.2 梁截面设计60 6.2.1 正截面受弯承载力计算60 6.2.2 斜截面受弯承载力计算63第7章 基础设计 7.1 基础尺寸设计 64 7.2 基础验算 66 结论 69致谢 70参考文献 71 第1章 建筑设计1.1工程概况 1)、本工程为西南交大峨眉校区西山梁实验楼，建筑面积为6878.7m2 2)、建筑层数：五层 3)、

12、建筑高度16.300m 4)、建筑耐火等级 2级 屋面防水等级 2级 5)、结构类型：框架结构1.2 设计依据 1）、本工程结构设计使用年限为50年。 2）、本工程建筑抗震设防类别为丙类，场地类别为二类场地，抗震设防烈度 为七度,设计地震分组为第二组，设计基本地震加速度值为0.10g；结构安全等级为 二级，框架抗震等级为三级，基础设计等级为丙级。3）、峨眉市规划局关于该工程方案设计的批复。4）、建设单位提供的地勘报告。5）、本工程执行现行设计规范有：a、建筑地基基础设计规范（GB500072002）b、建筑结构荷载规范（GB500092001）（2006版）c、混凝土结构设计规范（GB5001

13、02002）e、建筑抗震设计规范(GB50011-2001)（2008年版）f、建筑工程抗震设防分类标准（GB502232008）KN/m2。6）、本工程主要部位使用活荷载标准值如下表：(单位：KN/m2)注：1、栏杆顶部水平活荷载1.0KN/m，挑檐、雨篷施工检修集中荷载1.0KN。2、卫生间部分采用1：6炉渣砼回填至建筑设计标高，炉渣砼密度不得大于14kN/m3 1.3建筑设计说明1）、纸标注为准，不应在图上度量。2）、面尺寸及标高以米为单位，其余均以毫米为单位。3）、除注明及楼地面标高为建筑完成面标高外，其余所注尺寸均指结构标高。4）、特殊注明,所有门垛宽均为120mm。5）、注明尺寸的

14、柱子按建筑现浇，配筋按结构，未注明尺寸的柱子按结构实做。6）、图中未注明砖墙厚度其墙厚为240mm。7）、明安装金属栏杆处，应在相应楼（地、墙）面按常规设置预埋件。楼梯栏杆一律为1100高。8）、工程做法 表1.3.1项目做法名称使用范围备注 墙身砌体普通实心粘土砖0.000以下 设防潮层普通多孔粘土砖 0.000以上外墙内隔墙楼梯间 见平面图 外墙面 粘贴面砖大面积立面墙范围及颜色见立面喷涂料墙面走廊面板，线脚范围及颜色见立面台阶花岗岩台阶室外楼梯和室内踏步做法坡道细石混凝土坡道一层室外无障碍坡道散水混凝土散水建筑物周围边600 地面地砖由建设方自己定楼地面 水泥砂浆楼地面本色水磨石楼地面化

15、学实验室除化学实验室其他教室一层地面设防潮层.楼地面变形缝做法参照西南04J312-50-51，踢脚水磨石踢脚实验室，准备室150mm高墙裙釉面砖墙裙实验室和其他教室靠走廊 1500mm高屋面油毡瓦屋面 坡屋面窗见图内墙及顶棚变形缝参西南04J112-49-1、4屋面变形缝做法参照西南05J103-22-1b、7b外墙变形缝做法参照西南04J112-45-7 第2章 框架结构平面布置及计算2.1计算简图本结构柱网布置规整，具体见下图 图2.1.2 结构平面布置图n 图2.1.3 计算单元图2.2 截面估算2.2.1梁J-M梁截面H1=(1/15)L0=(1/15)*8400=560mm B1=

16、(1/2)h=280mmH-J梁截面H2=500mmB2=（1/2）H2=250mm惯性矩I01=(1/12)bh3=4.09x10-3m4I02=(1/12)bh3=5.35 x10-3m4考虑现浇整体式 楼板对梁刚度的提升I1=2I01=8.18 x10-3m4I2=2I02=10.70 x10-3m4H-J梁线刚度ibL=EI2/l0=3x107kN/m2x10.35x10-3m4/2.4m=12.94x104kN*mJ-M梁线刚度ibR=EI/l0=3x107kN/m2 x8.18x10-3m4/8.4m=2.92x104kN*m纵向梁 h=500mm ，b=250mm2.2.2 柱底

17、层柱高度从基础底面算至第二层楼面基底标高定位-1.10m底层柱高度为Hi=4.70mJ-M轴线h=(1/8)Hi=600mmb=h=600mm惯性矩I=(1/12)bh3=1.08x10-2m4底层柱线刚度 ic底=EI/l=3x107kN/m2x1.08x10-2m4/4.7m=6.89x104kN*m其余层柱线刚度ic其= EI/l= EI/l=3x107kN/m2x1.08x10-2m4/3m=10.8x104 kN*mH轴线h=(1/10)Hi=400mmb=h=400mm惯性矩I=(1/12)bh3=2.13x10-3m4底层柱线刚度 ic底=EI/l=3x107kN/m2x2.13

18、x10-3m4/4.7m=1.36x104kN*m其余层柱线刚度ic其= EI/l= EI/l=3x107kN/m2x5.4x10-3m4/3m=2.13x104 kN*m令 H轴底层柱线刚度ic底=1.0 则 图2.2.2.1 梁柱相对线刚度 第3章 荷载内力计算 3.1 恒载计算材料选用 混凝土c30，Ec=25.5x103N/mm2,fc=14.3N/mm2恒载标准值（1）屋面均布荷载 KN/m2三毡四油绿豆沙子 0.4020厚水泥砂浆找平 0.02x20=0.40发泡聚苯板保温层 0.40120厚现浇空心板 0.12x25=3.020厚板底抹灰 0.02x17=0.34 合计 4.54

19、KN/m2 （2）各层楼面 10mm面层 0.2 水磨石地面 20mm水泥砂浆打底 0.4 素水泥浆结合层一道 0.6 120厚现浇空心板 3.0 10厚混合砂浆抹灰 0.17 合计 3.7 KN/m2 （3）梁自重 0.28x0.56x25=3.92 20厚梁底抹灰 (0.28+0.56)x2x0.02x17=0.57 合计 4.49KN/m （4）柱自重 0.3x0.6x25=4.5KN/m 10厚混合砂浆抹灰 0.01x2x（0.3+0.6）x17=0.31KN/m 合计 4.81KN/m (5) 纵墙 铝合金窗 0.35x2.1=0.74KN/m 水刷石外墙面 (3.0-2.1)x0.

20、5=0.45KN/m 墙 0.9x0.24x18=3.88KN/m 合计 5.07KN/m 3.2 活载计算 活荷载标准值 由荷载规范上人屋面 2.0KN/m2楼面 2.0KN/m2走廊 2.5KN/m2 图3.2.1 一品框架梁上荷载分布图3.3 梁上荷载计算 3.3.1 H-J轴屋面板传梁qG=4.54x4.2=19.06KN/m q活=2.0x4.2=8.4KN/m 恒载GW=19.06x5/8x2=23.825KN/m活载Qw=8.4x5/8x2=10.5KN/m楼面板传梁qG=3.7x4.2=15.54KN/m q活=2.0x4.2=8.4KN/m恒载G=15.54x5/8x2=19

21、.42KN/m活载Q=8.4x5/8x2=10.5KN/m框架梁均布荷载屋面梁 恒载=梁自重+板传梁=4.49+23.825=28.315KN/m 活载=板传活载=10.5KN/m楼面梁 恒载=梁自重+板传梁=4.49+19.42=23.91KN/m 活载=板传活载=10.5KN/m3.3.2 J-M轴屋面板传梁 qG=19.06KN/m q活=2.0x4.2=8.4KN/m 恒载GW=19.06x（1-2x0.252+0.253）=17.27KN/m活载Qw=8.4x（ 1-2x0.252+0.253）=7.61KN/m 楼面板传梁qG=3.7x4.2=15.54KN/m q活=2.0x4.

22、2=8.4KN/m恒载G=15.54x（1-2x0.252+0.253）= 14.08 KN/m活载Q=8.4x（1-2x0.252+0.253）=7.61KN/m纵向框架梁均布荷载屋面梁 恒载=梁自重+板传梁=4.49+17.27=21.76KN/m 活载=板传活载=7.61KN/m楼面梁 恒载=梁自重+板传梁=4.49+14.08=18.57KN/m 活载=板传活载=7.61KN/m3.4 纵向柱荷载计算 3.4.1 H轴女儿墙自重 0.24x1.2x18+25x0.1x0.24=5.78KN/m顶层柱恒载=女儿墙自重+梁恒荷载=5.78x1.2+28.315x1.2=40.91KN顶层柱

23、活载=板传活载=10.5x1.2=32KN 标准层柱恒载=板传恒载+梁自重+墙体重=(3.7x2.4/2)x0.9x2.1x2+4.49x4.2+3.88x4.2=51.94KN 标准层柱活载=板传活载=(2x2.4/2)x0.9x2.1x2=9.07KN基础顶面恒载=外墙自重+基础梁自重=0.24x4.5x4.2+4.49x4.2=23.39KN3.4.2 J轴 顶层柱恒载=梁自重+板传荷载=4.49x2.1x2+4.54x 2.1x5/8x2.1x2+40.91= 84.79KN 顶层柱活载=板传活载=2.0x2.1x5/8x2.1x2+32=43.025KN标准层柱恒载=梁自重+板传恒载

24、+墙自重=4.49x2.1x2+3.7x2.1x5/8x2.1x2+3.88x2.1x2=55.54+51.94=107.48KN标准层柱活载=楼面板传荷载=2.0x2.1x5/8x2.1x2+9.07=20.095KN 基础顶面恒载=基础梁自重+内墙自重=4.49x2.1x2+4.4x2.1x2=37.34KN3.4.3 M轴顶层柱恒载=梁自重+板传荷载=4.49x 2.1x2+4.54x 2.1x5/8x2.1x2= 43.88KN顶层柱活载=板传活载=2.0x2.1x5/8x2.1x2=11.025KN标准层柱恒载=梁自重+板传恒载+墙自重=4.49x2.1x2+3.7x2.1x5/8x

25、2.1x2+3.88x2.1x2=55.54KN标准层柱活载=楼面板传荷载=2.0x2.1x5/8x2.1x2=11.025KN基础顶面恒载=基础梁自重+内墙自重=4.49x2.1x2+4.4x2.1x2=37.34KN框架竖向荷载受力图（标准值）见下图 单位KN，KN/m括号内是 活荷载 图3.4.3.1 竖向荷载作用图3.5 荷载内力计算3.5.1恒荷载作用下框架内力计算5层：.固端弯矩：梁 Mh=-ql2/12=-1.2x28.315x2.42=-16.30 KN*m MJL=ql2/12=1.2x28.315x2.42=16.30 MJR=-ql2/12=-1.2x17.27x8.42

26、=-121.85MM=ql2/12=1.2x17.27x8.42=121.851-4层： 固端弯矩：梁 Mh=-ql2/12=-1.2x23.91x2.42=-13.77 MJL=ql2/12=1.2x23.91x2.42=13.77 MJR=-ql2/12=-1.2x14.08x8.42=-99.34MM=ql2/12=1.2x14.08x8.42=99.34 恒载作用下内力分析 表3.5.1.1 恒荷载作用下横梁跨中弯矩 表3.5.1.2层数H-J梁 J-M梁| M左|+| M右|/21/8ql2M中=1/8ql2-| M左|+| M右|/2| M左|+| M右|/21/8ql2M中=1/

27、8ql2-| M左|+| M右|/2536.220.38-15.82114.93152.3237.39418.0417.21-0.83100.02124.1824.16322.2617.21-5.0596.27124.1827.91219.8517.21-2.6498.46124.1825.72123.4617.21-6.2595.68124.1828.5恒载作用下梁端及柱剪力计算 恒荷载代表值下H柱轴向力计算 表3.5.1.3层号截面横梁传剪力纵梁重纵梁上板恒载柱重N柱轴力51-13.853.8513.12513.125142.79142.7912159.76159.762-2171.761

28、71.7643-313.6913.6913.12513.125116.17116.1712142.98302.744-4154.98326.7435-510.1310.1313.12513.125116.17116.1712139.42442.166-6151.42478.1627-712.4212.4213.12513.125116.17116.1712141.71583.878-8153.71631.8719-98.808.8013.12513.125116.17116.1712138.09721.9610-10150.09781.96 恒荷载代表值下J柱轴向力计算 表3.5.1.4层号截

29、面横梁传剪力纵梁重纵梁上板恒载柱重N柱轴力51-1 104.56 104.5613.12513.125142.79142.7912260.47260.472-2272.47272.4743-3 63.74 63.7413.12513.125116.17116.1712192.67453.144-4204.67477.1435-5 71.58 71.5813.12513.125116.17116.1712200.87657.816-6212.87690.0127-7 66.17 66.1713.12513.125116.17116.1712195.46853.278-8207.46897.411

30、9-9 73.56 73.5613.12513.125116.17116.1712202.851056.1210-10214.851112.32 恒荷载代表值下M柱轴向力计算 表3.5.1.5层号截面横梁传剪力纵梁重纵梁上板恒载柱重N柱轴力51-1 0.98 0.9813.12513.125142.79142.7912156.89156.892-2168.89168.8943-3 13.75 13.7513.12513.125116.17116.1712143.04299.94-4155.04323.9335-5 9.479.4713.12513.125116.17116.1712138.76

31、438.666-6150.76474.6927-7 12.6 12.613.12513.125116.17116.1712141.89580.558-8153.89628.5919-9 9.13 9.1313.12513.125116.17116.1712138.42718.9710-10150.42779.013.5.2 活荷载作用下框架内力计算 1-5层 固端弯矩 梁 Mh=-ql2/12=-1.2x10.5x2.42=-6.04 MJL=ql2/12=1.2x10.5x2.42=6.04 MJR=-ql2/12=-1.2x7.61x8.42=-53.69 MM=ql2/12=1.2x7.

32、61x8.4=53.69 活载作用下内力分析 表3.5.2.1活荷载作用下横梁跨中弯矩 表3.5.2.1层数H-J梁 J-M梁| M左|+| M右|/21/8ql2M中=1/8ql2-| M左|+| M右|/2| M左|+| M右|/21/8ql2M中=1/8ql2-| M左|+| M右|/2515.227.56-7.6650.8667.1216.2649.697.56-2.1353.6767.1213.45311.527.56-3.9652.0667.1215.06210.127.56-2.5253.1867.1213.94112.367.56-4.851.6667.1215.46 活荷载柱

33、剪力很小 忽略不计 活荷载代表值下H柱轴向力计算 表3.5.2.2层号截面横梁传剪力纵梁重纵梁上板恒载柱重N柱轴力51-1 -0.06 -0.0613.12513.125142.79142.7912155.91155.912-2167.91167.9143-3 4.7 4.713.12513.125116.17116.1712133.99289.94-4145.99313.935-5 3.443.4413.12513.125116.17116.1712132.73422.636-6144.73458.6327-7 -3.68 -3.6813.12513.125116.17116.1712270

34、.34692.978-8282.34740.9719-9 2.4 2 .413.12513.125116.17116.1712131.69824.6610-10143.19884.16 活荷载代表值下J柱轴向力计算 表3.5.2.3层号截面横梁传剪力纵梁重纵梁上板恒载柱重N柱轴力51-158.19 58.1913.12513.125142.79142.7912214.1214.12-2226.1226.143-352.6952.6913.12513.125116.17116.1712181.97396.074-4193.97420.0735-554.254.213.12513.125116.1

35、7116.1712183.49579.666-6195.49615.5627-763.5363.5313.12513.125116.17116.1712192.82772.388-8204.82820.3819-955.23 55.2313.12513.125116.17116.1712184.52956.910-10196.521016.90 活荷载代表值下M柱轴向力计算 表3.5.2.4层号截面横梁传剪力纵梁重纵梁上板恒载柱重N柱轴力51-130.9930.9913.12513.125142.79142.7912186.9186.92-2198.9198.943-331.7331.7313

36、.12513.125116.17116.1712161.02347.924-4173.02371.9235-531.5031.5013.12513.125116.17116.1712160.79508.716-6172.79544.7127-729.2729.2713.12513.125116.17116.1712158.56667.278-8170.56715.2719-931.4831.4813.12513.125116.17116.1712160.77828.0410-10172.77888.04 第四章 地震作用内力计算4.1 重力荷载代表值计算重力荷载代表值计算屋面处重力荷载代表值=

37、结构配件自重标准值+0.5x雪荷载标准值楼面处重力荷载代表值=结构配件自重标准值+0.5x楼面活荷载标准值4.1.1 屋面处重力荷载标准值G女儿墙=0.12x0.12x（35.4x2+57.2x2+11.04x4）x18=82.56KNG屋面板=（35.4x10.9+10.1x11.9+2x2.58x5.6+57.84x11.04+13.2x11.04）x0.12x25=3954.99KNG梁=8.4x（8+20）+2.3x24x0.28x0.56x25=1138.36KNG柱=（0.5x3-0.12）x0.3x0.6x25x85=527.85KNG墙=18x0.5x0.24x（3-0.12）

38、x（35.44x2+8.4x4+22.5x2+7.92x4+47.12x2+58+8.4x6）-2.1x2.1x7-3x2.1x24-1.5x0.9x2-1.2x0.9x2-1.2x2.1x8-0.9x2.1x5-1.2x2.1x8)=1876.27KNG顶=82.56+3954.99+1138.36+527.85+1876.27=7580.03KN4.1.2 其余各楼层楼面处重力荷载标准值G墙=1876.27KNG梁=1138.36KNG柱=527.85KNG楼板=1653.10KNG中间=5195.58KN4.1.3 底层楼面重力荷载标准值G墙=2076.53KNG楼板=1896.45KNG梁=1138.36KNG柱=527.85KNG底层=5639.19KN4.1.4 屋顶雪荷载标准值计算Q雪=q雪xS=0.35x（11.2x58+13.5x11.2+22.1x2.4+35.6x11.2）=438KN4.1.5