某局柳州白莲洞基地综合业务楼结构、施工设计(第4轴框架、第三层楼板)结构设计部分-毕业论文.docx

广西科技大学鹿山学院毕业设计（论文） 题 目： 某局柳州白莲洞基地综合业务楼结构、施工设计 （第4轴框架、第三层楼板） 结构设计部分 系 别： 土木工程系 专业班级： 土木123 姓 名： 陈 果 学 号： 20122526 指导教师： 黄 开 平 职 称： 讲 师 二一六 年 五 月 二十 日Abstract摘 要 本次毕业设计题目为某局柳州白莲洞基地综合业务楼楼设计。设计内容包括结构设计、施工设计。本设计主体为六层；底层高为4.5米，二至四层高为3.4米，其余层高为3.6米，总建筑面积近为3669.52平方米，室内外高差为0.60米，本工程设定相对标高0.000，功能上满足人们智能办公的使用要求，能够充分的利用有限的空间使布局更加合理。 本工程采用钢筋混凝土框架结构，建筑抗震设防烈度为6度，基础采用柱下独立基础，楼梯采用板式楼梯。结构计算包括手算和电算两部分，其中手算部分包括：一榀框架的结构计算，该框架第三层楼板计算，框架柱下基础的计算。电算部分采用PKPM结构设计软件进行分析计算。 通过毕业设计，综合应用四年的所学的专业知识，使我的专业水平得到很大提高，为将来的工作打下了坚实的基础。关键词：结构设计；荷载统计；内力组合；构件设计。 AbstractThe graduation design topic for a bureau of Liuzhou Bailian Dong base building integrated business building design. The design content includes structure design, design and construction. The main body of this design for six; bottom 4.5 meters high, two to four storey is 3.4 meters, the rest of the storey is 3.6 meters, with a total construction area of nearly 3669.52 square meters, height difference between indoor and outdoor is 0.60 m, set the relative elevation 0.000 and functions meet the requirements of intelligent office people, can fully use the limited space layout more reasonable.Reinforced concrete frame structure is adopted in this project, the seismic fortification intensity is 6 degrees, based on the use of single foundation under column, use the stairs plate stairs. Structural calculation including hand counting and computing in two parts, the manual calculation part includes: a pin frame structure calculation, calculation of the framework of the third floor, calculation of foundation under the column frame. Computer section were calculated and analyzed using PKPM structure design software.Through the graduation design, the comprehensive application of the four years of the professional knowledge, so that my professional level has been greatly improved, for the future work to lay a solid foundation.Key Words: structural design; load statistics; internal force combination; component design. 目录目 录摘 要IAbstractII目 录III1 工程概况12 结构布置1 2.1 梁、板、柱的截面确定2 2.1.1 现浇板厚确定2 2.2 梁截面的确定2 2.3 柱截面的确定23 荷载计算33.1 屋面荷载33.2 楼面荷载43.3 梁上荷载计算44 钢筋混凝土现浇楼板设计104.1 板的结构布置及分类10 4.2 板的设计114.2.1双向板设计114.2.2单向板设计185.一榀框架（KJ-4）设计21 5.1 框架梁柱截面尺寸的确定21 5.2 确定框架的计算简图21 5.3 框架梁柱刚度的计算22 5.4 竖向荷载计算（）轴24 5.5 框架导载计算（）轴27 5.6 分配系数及传递系数的计算32 5.7 框架在恒载作用下的内力计算33 5.8 框架在活载作用下的内力计算436 风荷载计算56 6.1 水平荷载作用下框架内力计算57 6.2 各柱子的D值计算58 6.3 风荷载作用下框架位移的计算59 6.4 框架柱反弯点的计算60 6.5 风荷载作用下弯矩、剪力、轴力计算627 横向框架的内力组合677.1 内力组合说明677.1.1 内力组合时，主要考虑下面几种情况677.1.2内力组合表中的符号规定678 框架梁柱的截面设计及配筋计算758.1 框架梁截面设计758.1.1 梁的正截面受弯承载力计算758.1.2 框架梁KL2 BC跨配筋计算758.1.3 框架梁KL2 CD跨配筋计算798.2 框架（KJ-4）B轴框架柱截面设计838.2.1 截面设计资料83 8.2.2 框架柱底层配筋计算848.2.3 框架柱二层配筋计算888.2.4 框架柱三层配筋计算918.2.5 框架柱四层配筋计算948.2.6 框架柱五层配筋计算978.2.7 框架柱六层配筋计算1009 现浇楼梯的设计104 9.1 四层楼梯构件尺寸确定104 9.2 四层楼梯设计1079.2.1 楼梯板（TB1）的计算1079.2.2 平台板（PB1）的计算1089.2.3 平台梁（PL1）的计算1099.2.4 楼梯柱TZ1设计11110 KJ-4 B轴柱下基础设计11310.1 基础设计资料11310.2 确定基础类型11310.3 独立基础的设计11310.3.1 不利内力组合的选择11310.3.2 B轴框架柱下独立基础的设计11411 结合PKPM结果验算分析12211.1 基础设计资料12211.2 确定基础类型12211.3 基础设计资料12211.4 基础设计资料123结束语124致 谢125参考文献126V广西科技大学鹿山学院本科生毕业设计（论文）1 工程概况1.1 规模：本工程某局柳州白莲洞基地综合业务楼，建筑设计工作已完成。总建筑面积3669.52m2。总建筑层数6层。各层的层高及各层的建筑面积、门窗标高详见建筑施工图。1.2 防火要求：建筑物属二级防火标准。1.3 结构形式：钢筋混凝土框架结构。填充墙厚度详见表一。1.4 气象、水文、地质资料：（1） 主导风向：夏季东南风、冬秋季西北风。基本风压W0详见表一。（2） 建筑物地处柳州市郊，不考虑雪荷载和灰荷载作用。（3） 自然地面-12m以下可见地下水。（4） 地质资料：地质持力层为粘土，孔隙比为e=0.75，液性指数IL=0.85，场地覆盖层为1.5m，场地土壤属类场地土。地基承载力详表一。（5） 抗震设防：此建筑物为一般建筑物，建设位置位于近震区，其抗震设防烈度为6度。 （6）建筑设计图纸附后。要求在已完成的建筑设计基础上进行结构设计、施工设计，本人设计条件：表一填充墙厚度（mm）基本风压(KN/m2)地基承载力(KPa)计算楼板计算框架计算楼梯180厚标准砖0.30230第三层4轴1#楼梯第四层2 结构布置2.1 梁、板、柱的截面确定 2.1.1 现浇板厚确定根据混凝土结构设计规范（GB50010-2010），规定双向板的厚度与短跨跨长的比值h/l0应满足刚度的要求：h=(1/401/30) l0 = （1/401/30）3900=97.5mm130mm，取h=100mm，屋面板取120mm，混凝土取C30。2.2 梁截面的确定2.2.1 主梁：混凝土采用C30，fc=14.3N/mm2。主梁的截面尺寸高度按1/121/8进行估算，次梁的截面尺寸按1/141/12进行估算。主梁截面高度：KL1: h1=（1/121/8）7200=600mm900mm，取h1=600mmb1=(1/31/2) 600=200mm300mm，取b1=300mmKL2：h2= （1/141/12）6600=471mm550mm，取h2=500mmb2=( 1/31/2) 500=167mm250mm，取b2=250mm楼梯平台梁、雨棚悬挑梁尺寸为：200mm400mm2.3 确定柱截面尺寸柱截面尺寸可由轴压比控制来估算：N=Fgn ASN/uNfc。本结构抗震设防烈度：小于6度（取6度）且建筑高度小于24m，查建筑抗震设计规范（GB50011-2010），本框架抗震等级为四级，框架柱轴压比限值uN取0.9，中柱取1.25，边柱取1.3,g取14，混凝土采用C35，fc=16.7N/mm2。F根据柱网确定（中柱93.9=35.1 边柱5.73.9=22.23）中柱: N=Fgn=1.335.1145=3194.1KN ASN/uNfc=3194.1103/(0.916.7)=212514.9mm2取bh=550mm550mm边柱: N=Fgn=1.322.23145=2022.9KN ASN/uNfc=2022.9103/(916.7)=134592.8mm2取bh=400mm400mm3 荷载计算3.1 屋面荷载3.1.1屋面恒载标准值： 不上人屋面： 20厚1:4干硬性水泥砂浆，面撒素水泥一道 0.0220=0.40KN/m2 40厚C30细石混凝土保护层 0.0425=1.00KN/m2 30厚绝热挤塑聚苯乙烯泡沫板 0.030.5=0.15KN/m2 4厚SBS改性沥青防水卷材 重量忽略不计 20厚1：3水泥砂浆找平，刷基层处理剂一遍 0.0220=0.40KN/m2 15厚混合砂浆0.01517=0.26KN/m2 120厚钢筋混凝土楼板 0.1225=3.00KN/m2 刷素水泥浆一道 合计: gk=5.21KN/m2 屋面活荷载标准值（不上人屋面） qk=0.50KN/m2 上人屋面： 20厚1:4干硬性水泥砂浆，面撒素水泥一道 0.0220=0.40KN/m2 40厚C30细石混凝土保护层 0.0425=1.00KN/m2 30厚绝热挤塑聚苯乙烯泡沫板 0.030.5=0.15KN/m2 4厚SBS防水卷材一道 重量忽略不计 120厚钢筋混凝土楼板 0.1225=3.00KN/m2 20厚1：3水泥砂浆找平，刷基层处理剂一遍 0.0220=0.40KN/m2 15厚混合砂浆0.01517=0.26KN/m2 刷素水泥浆一道 合计: gk=5.21KN/m2 屋面活荷载标准值（上人屋面） qk=2.0KN/m2 劈檐坡屋面： 小青瓦 1.10KN/m2 20厚1:1:4水泥石灰砂浆，加水泥重3%的麻刀或 耐碱短玻纤卧瓦 0.0217=0.34KN/m2 25厚1:3水泥砂浆，满铺1厚钢板网，菱孔1540， 搭接处用18号镀锌钢丝绑扎并与预埋的10 钢筋头绑牢 0.02520=0.5KN/m2 保温或隔热层 0.14KN/m 涂料防水层 0.12KN/m 60厚钢筋混凝土板 0.0625=1.5 KN/m2 刷素水泥浆一道 合计: gk=3.7KN/m2 活荷载设计值： qk=2.00KN/m23.2 楼面荷载 楼板： 20厚1:3水泥砂浆找平层 0.0220=0.40KN/m2 30厚C20细石混凝土保护层 0.0325=0.75KN/m2 1.2厚聚氨酯涂料，四周上翻700高 重量忽略不计 100厚钢筋混凝土楼板 0.125=2.50KN/m2 刷素水泥浆一道 合计： gk=3.65N/m2 活荷载设计值： qk=2.00KN/m23.3梁上荷载计算 线荷载q=（层高-梁高）墙长-窗面积墙体（包括抹灰）重量+窗面积 窗重量墙长 180墙体重量（两面抹灰）：180.18+0.02202=4.04KN/ 门窗重量：0.40KN/ 女儿墙线荷载：13轴交AG轴：(180.18+0.02202)4.2=16.97KN/13轴交AG轴：（180.18+0.02202）3.3=13.33KN/ 各墙线荷载如下： 第二标准层 1、3轴A-C跨；2、3轴D-G跨； q=(3.4-0.6)7.24.04/7.2=11.31KN/m （4-13轴BC、DF跨 同前） 1轴C-D跨、13轴C-D跨 q=(3.4-0.6)1.5-1.51.54.04+1.51.50.4/1.5=5.85KN/m 1轴D-G跨 q=(3.4-0.6)7.2-1.50.94.04+1.50.90.4/7.2=10.63KN/m A轴1-3跨 q=(3.4-0.6)6.6-3.61.54.04+3.61.50.4/6.6=8.33KN/m C轴1-3跨 q=(3.4-0.6)6.6-1.52.14.04+1.52.10.4/6.6=9.57KN/m G轴1-2跨 q=(3.4-0.6)3.9-1.51.54.04+1.51.50.4/3.9=9.21KN/m G轴2-3跨；F轴8-9跨 q=(3.4-0.6)3.3-21.50.64.04+21.50.60.4/3.3=9.33KN/m B、F轴3-6跨；B、F轴9-13跨 q=(3.4-0.6)3.9-1.51.54.04+1.51.50.4/3.9=9.21KN/m C轴1-6跨；D轴1-2、3-6轴；C、D轴9-13 q=(3.4-0.6)3.9-1.52.14.04+1.52.10.4/3.9=9.57KN/m D、F轴6-7跨；E轴7-8跨 q=(3.4-0.6)3-0.92.14.04+0.92.10.4/3=9.02KN/m D轴2-3跨、8-9跨 q=(3.4-0.6)3.3-1.52.14.04+1.52.10.4/3.3=7.84KN/m B轴6-9跨 q=(3.4-0.6)9-3.61.54.04+3.61.50.4/9=7.57KN/m 第三到四标准层 1、3轴A-C跨；2、3轴D-G跨； q=(3.4-0.6)7.24.04/7.2=11.31KN/m （4-13轴BC、DF跨 同前） 1轴C-D跨、13轴C-D跨 q=(3.4-0.6)1.5-1.51.54.04+1.51.50.4/1.5=5.85KN/m 1轴D-G跨 q=(3.4-0.6)7.2-1.50.94.04+1.50.90.4/7.2=10.63KN/m A轴1-3跨 q=(3.4-0.6)6.6-3.61.54.04+3.61.50.4/6.6=8.33KN/m C轴1-3跨 q=(3.4-0.6)6.6-1.52.14.04+1.52.10.4/6.6=9.57KN/m G轴1-2跨 q=(3.4-0.6)3.9-1.51.54.04+1.51.50.4/3.9=9.21KN/m G轴2-3跨；F轴8-9跨 q=(3.4-0.6)3.3-21.50.64.04+21.50.60.4/3.3=9.33KN/m B、F轴3-6跨；B、F轴9-13跨 q=(3.4-0.6)3.9-1.51.54.04+1.51.50.4/3.9=9.21KN/m C轴1-6跨；D轴1-2、3-6轴；C、D轴9-13 q=(3.4-0.6)3.9-1.52.14.04+1.52.10.4/3.9=9.57KN/m D、F轴6-7跨；E轴7-8跨 q=(3.4-0.6)3-0.92.14.04+0.92.10.4/3=9.02KN/m D轴2-3跨、8-9跨 q=(3.4-0.6)3.3-1.52.14.04+1.52.10.4/3.3=7.84KN/m B轴6-9跨 q=(3.4-0.6)9-3.61.54.04+3.61.50.4/9=7.57KN/m C轴6-9跨 q=(3.4-0.6)9-1.52.14.04+1.52.10.4/9=10.04KN/m 第五标准层 1、3轴A-C跨；2、3轴D-G跨； q=(3.6-0.6)7.24.04/7.2=12.12KN/m （4-13轴BC、DF跨 同前） 1轴C-D跨、13轴C-D跨 q=(3.6-0.6)1.5-1.51.54.04+1.51.50.4/1.5=6.66KN/m 1轴D-G跨 q=(3.6-0.6)7.2-1.50.94.04+1.50.90.4/7.2=11.44KN/m A轴1-3跨 q=(3.6-0.6)6.6-3.61.54.04+3.61.50.4/6.6=9.14KN/m C轴1-3跨 q=(3.6-0.6)6.6-1.52.14.04+1.52.10.4/6.6=10.38KN/m G轴1-2跨 q=(3.6-0.6)3.9-1.51.54.04+1.51.50.4/3.9=10.02KN/m G轴2-3跨；F轴8-9跨 q=(3.6-0.6)3.3-21.50.64.04+21.50.60.4/3.3=10.13 KN/m B、F轴3-6跨；B、F轴9-13跨 q=(3.6-0.6)3.9-1.51.54.04+1.51.50.4/3.9=10.02KN/m C轴5-6、9-10跨；D轴1-2、9-11跨； q=(3.6-0.6)3.9-1.52.14.04+1.52.10.4/3.9=10.36KN/m D、F轴6-7跨；E轴7-8跨 q=(3.6-0.6)3-0.92.14.04+0.92.10.4/3=9.83KN/m D轴2-3跨、8-9跨 q=(3.6-0.6)3.3-1.52.14.04+1.52.10.4/3.3=8.65KN/m B轴6-9跨 q=(3.6-0.6)9-3.61.54.04+3.61.50.4/9=8.38KN/m C轴6-9跨 q=(3.6-0.6)9-1.52.14.04+1.52.10.4/9=10.85KN/m 5轴B-C、D-F跨；10轴B-C跨 q=(3.6-0.6)5.7-0.92.14.04+0.92.10.4/5.7=10.91KN/m C轴3-5、10-11、12-13跨；D轴3-6、12-13跨 q=(3.6-0.6)3.94.04/3.9=12.12KN/m C、D轴11-12跨 q=(3.6-0.6)3.9-2.42.14.04+2.42.10.4/3.9=7.42KN/m 第六标准层 1、3轴A-C跨；2、3轴D-G跨； q=(3.6-0.6)7.24.04/7.2=12.12KN/m （4-13轴BC、DF跨 同前） 1轴C-D跨、13轴C-D跨 q=(3.6-0.6)1.5-1.51.54.04+1.51.50.4/1.5=6.66KN/m 1轴D-G跨 q=(3.6-0.6)7.2-1.50.94.04+1.50.90.4/7.2=11.44KN/m A轴1-3跨 q=(3.6-0.6)6.6-3.61.54.04+3.61.50.4/6.6=9.14KN/m C轴1-3跨 q=(3.6-0.6)6.6-1.52.14.04+1.52.10.4/6.6=10.38KN/m G轴1-2跨 q=(3.6-0.6)3.9-1.51.54.04+1.51.50.4/3.9=10.02KN/m G轴2-3跨；F轴8-9跨 q=(3.6-0.6)3.3-21.50.64.04+21.50.60.4/3.3=10.13 KN/m B轴3-6跨；B轴9-13跨 q=(3.6-0.6)3.9-1.51.54.04+1.51.50.4/3.9=10.02KN/m C轴5-6、9-10跨；D轴1-2、9-11跨； q=(3.6-0.6)3.9-1.52.14.04+1.52.10.4/3.9=10.36KN/m D轴3-4跨 q=(3.6-0.6)3.9-2.51.54.04+2.51.50.4/3.9=8.63KN/m D轴4-6跨 q=(3.6-0.6)7.8-2.51.54.04+2.51.50.4/7.8=8.34KN/m D、F轴6-7跨；E轴7-8跨 q=(3.6-0.6)3-0.92.14.04+0.92.10.4/3=9.83KN/m D轴2-3跨、8-9跨 q=(3.6-0.6)3.3-1.52.14.04+1.52.10.4/3.3=8.65KN/m B轴6-9跨 q=(3.6-0.6)9-3.61.54.04+3.61.50.4/9=8.38KN/m C轴6-9跨 q=(3.6-0.6)9-1.52.14.04+1.52.10.4/9=10.85KN/m C轴3-5、10-11跨 q=(3.6-0.6)3.94.04/3.9=12.12KN/m 屋顶层 女儿墙线荷载：1-3轴交A-G轴：(180.18+0.02202)4.2=16.97KN/13轴交A-G轴：（180.18+0.02202）3.3=13.33KN/ B轴6-9跨 q=(3.6-0.6)9-3.61.54.04+3.61.50.4/9=8.38KN/m D、F轴6-8跨；6轴B-F跨、8轴D-F跨；9轴B-C、D-F跨 q=(3.6-0.6)4.04=12.12KN/m D轴8-9跨 q=(3.6-0.6)3.3-1.52.14.04+1.52.10.4/3.3=8.65KN/m F轴8-9跨q=(3.6-0.6)3.3-21.50.64.04+21.50.60.4/3.3=10.13 KN/m4 板的设计4.1 板的结构布置及分类 板的设计包括荷载计算、内力分析、配筋计算及绘制结构施工图，根据设计资料，本人计算的楼面为第三层，设计板厚为100mm。现浇板的分类：（取12块板计算）板编号lx(m)ly(m)ly/ly 单、双向板B13.97.21.82双向板B2、B123.92.41.62双向板B3、B53.95.71.52双向板B46.62.422.753单向板B62.72.41.12双向板B72.75.722.13单向板B835.71.92双向板B932.41.32双向板B103.35.77.732双向板B113.32.41.42双向板混凝土结构设计规范（GB50010-2010）规定：两边支承的板应按单向板计算。对于四边支承的板，当长边与短边之比不大于2.0时，应按照双向板计算；当长边与短边之比大于2.0但小于3.0时，宜按单向板计算。本人所选第三层楼板板厚为100mm。第三层楼板平面图如下图所示4.2 板的设计将多跨连续板的区格板等效单区格板；活荷载最不利布置： 确定区格板边界支座形式：确定区格板上荷载设计值； 求区格板最大正弯矩及最大负弯矩 gk=4.04N/m2 qk=2.00KN/m24.2.1双向板弯矩计算过程：4.2.1.1跨内计算简图支座计算简图（1）B1板： lx=3.9m ly=7.2m lx/ly=0.54 查表得mx(g+q/2)系数：0.0388 mx(g+q)系数：-0.0571 mx(q/2)系数：0.0480my(g+q/2)系数：0.0052 my(g+q)系数：-0.0817 my(q/2)系数：0.0435跨中正弯矩：Mx=(0.0388+0.20.0052)5.043.92+（0.0480+0.20.0435）13.92=3.92KNmMy=(0.0052+0.20.0388)5.043.92+（0.0435+0.20.0480）13.92=1.80KNm支座负弯矩：Mx=Mx=-0.05716.043.92=-5.25KNmMy=My=-0.08176.043.92=-=7.51KNm（2）B2板： lx=3.9m ly=2.4m ly/lx =0.62 查表得mx(g+q/2)系数：0.00372 mx(g+q)系数：-0.00729 mx(q/2)系数：0.00551mt(g+q/2)系数：0.0437 my(g+q)系数：-0.1008 my(q/2)系数：0.0723跨中正弯矩：Mx=(0.00372+0.20.0437)5.042.42+（0.00551+0.20.0723）12.42=0.48KNmMy=(0.0437+0.20.00372)5.042.42+（0.0723+0.20.00551）12.42=1.71KNm支座负弯矩：Mx=Mx=-0.007296.042.42=-0.25KNmMy=My=-0.10086.042.42=-3.51KNm（3）B3板： lx=3.9m ly=5.7m lx/ly=0.68 查表得mx(g+q/2)系数：0.0440 mx(g+q)系数：-0.1013 mx(q/2)系数：0.0727mt(g+q/2)系数：0.0164 my(g+q)系数：-0.0773 my(q/2)系数：0.0469跨中正弯矩：Mx=(0.0440+0.20.0164)5.043.92+（0.0727+0.20.0469）13.92=4.87KNmMy=(0.0164+0.20.0440)5.043.92+（0.0469+0.20.0727）13.92=2.87KNm支座负弯矩：Mx=Mx=-0.10136.043.92=-9.31KNmMy=My=-0.07736.043.92=-7.10KNm（4）B6板： lx=2.7m ly=2.4m ly/lx =0.89 查表得mx(g+q/2)系数：0.0308 mx(g+q)系数：-0.0799 mx(q/2)系数：0.0554mt(g+q/2)系数：0.0226 my(q/2)系数：0.0113跨中正弯矩：Mx=(0.0308+0.20.0226)5.042.42+（0.0554+0.20.0113）12.42=1.36KNmMy=(0.0226+0.20.0308)5.042.42+（0.0113+0.20.0554）12.42=0.96KNm支座负弯矩：Mx=Mx=-0.07996.042.42=-2.78KNm （5）B8板: lx=3.0m ly=5.7m lx/ly=0.53 查表得mx(g+q/2)系数：0.00252 mx(g+q)系数：-0.0817 mx(q/2)系数：0.04211mt(g+q/2)系数：0.0052 my(g+q)系数：0.0571 my(q/2)系数：0.0312跨中正弯矩：Mx=(0.00252+0.20.0052)5.043.02+（0.04211+0.20.0312）13.02=0.60KNmMy=(0.0052+0.20.00252)5.043.02+（0.0312+0.20.04211）13.02=0.62KNm支座负弯矩：Mx=Mx=-0.08176.043.02=-4.44KNmMy=My=-0.05716.043.02=-3.10KNm（6） B9板: lx=3.0m ly=2.4m ly/lx =0.80 查表得mx(g+q/2)系数：0.0319 mx(g+q)系数：-0.0904 mx(