带地下室的钢筋混凝土物业管理楼--毕业设计.doc

本科毕业论文物业管理楼 大 学 年月 本科毕业论文 物业管理楼学 院： 专 业： 土木工程 学生 姓名： 学 号： 指导 教师： 答辩 日期： 年月 毕业设计(论文)任务书学院： 专业(方向)：土木工程 学号学生姓名专 业班 级题目题目名称物业管理楼题目性质1.理工类：工程设计 （ ）；工程技术实验研究型（ ）；理论研究型（ ）；计算机软件型（ ）；综合型（ ）。2.文管类（ ）；3.外语类（ ）；4.艺术类（ ）。题目类型1.毕业设计（ ） 2.论文（ ）题目来源科研课题（ ） 生产实际（ ）自选题目（ ） 主要内容计算：1、地下室顶板、框架顶层以及标准层梁板的内力及配筋计算。2、一榀横向框架在水平荷载作用下的内力计算。3、 同一榀框架垂直荷载作用下的内力计算。4、内力组合及截面设计（框架取底层、中间某层、顶层）。5、基础的计算及设计。6、一部楼梯计算及配筋。图纸：1、首层楼板、任一标准层楼板以及屋面楼板平面配筋图。2、首层梁、标准层梁以及屋面梁平法配筋图。3、标准层柱以及变截面处柱的平法配筋图。4、基础平面布置图(完整)、基础配筋详图。5、楼梯配筋详图。基本要求图纸部分：要求图纸深度符合国家标准，硫酸图纸，墨线表现。图纸规格及工作量:1号或2号加长图纸8-12张;计算书部分：80-100页。参考资料1、建筑结构荷载规范GB50009-2012，2、混凝土结构设计规范GB50010-20103、建筑抗震设计规范GB50011-2010，4、建筑地基基础设计规范GB50007-2011，5、相关设计手册及教材等周 次第1-2周第3-5周第6-8周第9-11周第12-14周应完成的内容准备资料，确定结构方案；布置梁，板，柱；进行部分楼板计算。楼梯计算；各层荷载统计；结构地震力和位移计算。取一榀框架，进行水平及竖向荷载作用下内力计算，画出内力图。进行内力组合，取得杆件最不利内力，对梁柱进行截面设计。进行基础设计计算；绘制要求的配筋施工图；输入计算书。 指导教师： 职称： 2017年6月 日注：周次完成内容请指导老师根据课题内容自主合理安排。 摘要摘要本工程为多层钢筋混凝土框架结构。共四层，地上三层，地下一层。地下室室层高，底层层高，二、三层层高均为。建筑物总高度为。本设计主要进行了结构方案中横向框架第轴的抗震设计。在确定框架布局之后，先进行了层间荷载代表值的计算,接着利用能量法求出自震周期，进而按底部剪力法计算水平地震荷载作用下大小，从而求出在水平荷载作用下的结构内力（弯矩、剪力、轴力）。接着计算竖向荷载（恒载及活荷载）作用下的结构内力。 然后找出最不利的一组或几组内力组合。选取最安全的结果计算配筋并绘图。此外还进行了结构方案中的室内楼梯的设计，完成了平台板，梯段板，平台梁等构件的内力和配筋计算及施工图绘制。关键词办公楼、框架、底部剪力法、荷载、平面布置IAbstractThis project is a High rise building reinforced concrete frame structure. There are four floors, three floors on the ground and one below the ground. Basement room height, the bottom floor height, two or three layers of high. The total height of the building is.The design of the main seismic structure design in the framework of a horizontal axis. In determining the distribution framework, the first layer of representative value of the load, then the vibrate cycle is calculated by using the energy method, and then at the bottom of shear horizontal seismic load calculation under the size, to calculate the internal force of the structure under the horizontal loads (bending moment, shear force and axial force). Then, the internal force of the structure under vertical load (dead load and live load) is calculated. Then find out the most disadvantaged group or groups of internal forces. Select the safest result, calculate the reinforcement and draw the drawing. In addition, the design of the interior staircase in the structural scheme is carried out. The internal force and reinforcement calculation of the platform plate, the ladder plate and the platform beam are completed and the construction drawing is drawn.Keywords office building、frame、bottom shear method、load、plane layout目录目 录摘要IAbstractII目 录III绪论1课题背景1工程概况1设计资料1设计内容2设计方法2第1章 结构平面布置及计算简图的确定31.1 结构平面布置31.2 确定梁柱截面尺寸及板厚31.3 材料的选用41.4 计算简图的确定4第2章 荷载计算52.1 恒荷计算52.2 活载计算62.3 各层重力荷载代表值的计算6第3章 框架侧移刚度的计算93.1 框架横梁线刚度的计算93.2 各层框架横向侧移刚度的计算9第4章 横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算104.1 横向自振周期的计算104.2 水平地震作用及楼层地震剪力的计算114.3 多遇地震作用下的位移验算124.4 水平地震作用下框架内力计算124.5 横向水平风荷载作用下框架内力及侧计算164.5.1 风荷载标准值的计算164.5.2 风荷载作用下的水平位移验算164.5.3 风荷载作用下框架结构内力计算17第5章 竖向荷载作用下框架结构图195.1 计算单元195.2 荷载计算205.2.1 恒荷载205.2.2 楼面活荷载计算225.3 内力计算235.3.1 恒荷载作用下的内力计算235.3.2 活荷载作用下的内力计算29第6章 框架结构内力组合336.1 一般规定336.1.1 梁端负弯矩调幅336.1.2 控制截面346.1.3 内力换算346.1.4 荷载效应组合的种类346.2 框架梁内力组合346.2.1 内力换算和梁端负弯矩调幅346.3 框架柱的内力组合446.3.1 控制截面的内力446.3.2 内力组合45第7章 框架结构截面设计507.1 框架梁非抗震截面设计507.2 框架梁抗震截面设计527.3 框架柱非抗震截面设计537.3.1 框架柱正截面承载力计算547.3.2 框架柱斜截面承载力计算587.4 框架柱抗震截面设计607.4.1 框架柱正截面承载力计算607.4.1 框架柱斜截面受剪承载力计算63第8章 屋面板及楼面板的设计698.1 设计资料698.2 板的类型及设计方法的选择708.3 板的设计708.3.1 屋盖及楼盖结构布置及板带划分图708.3.2 荷载设计值708.3.3 计算简图718.3.4 弯矩设计值718.3.5 正截面受弯承载力计算718.4 次梁设计738.4.1 荷载设计值738.4.2 计算简图738.5 内力计算748.5.1 正截面受弯承载力748.5.2 斜截面受剪承载力75第9章 楼梯设计769.1 设计参数769.1.1 计算简图及截面尺寸769.1.2基本数据769.2 楼梯板计算769.2.1 荷载计算769.2.2 配筋计算779.3 平台板计算779.3.1 荷载计算779.3.2 配筋计算779.4 平台梁计算779.4.1 荷载计算779.4.2 配筋计算78第10章 地基处理及基础设计7810.1 地基处理7810.2 基础设计7910.3 内力分析80结论82参考文献83致谢84附录一85附录二86V绪论绪论 课题背景本课题为土木工程专业毕业设计，结构形式为多层钢筋混凝土框架结构，基础为条形基础,以实现大学4年专业知识的综合应用。主要依据是材料力学、结构力学等力学基础，钢筋混凝土结构（上、下册）、地基基础等专业知识，毕业设计任务书，以及建筑结构荷载规范GB50009-2001和建筑抗震设计规范GB50011-2010等设计规范。通过本设计，熟悉建筑结构设计的步骤及过程，掌握常用结构设计规范和常用设计图集的应用，掌握多层钢筋混凝土框架结构设计的特点及优点，熟悉多层钢筋混凝土框架结构中各构建的设计计算，掌握节点的设计和具体构造。 工程概况本工程为秦皇岛市滨河怡情花园物业管理中心，结构形式为钢筋混凝土框架结构。设计使用年限为50年。 设计资料1、工程地质条件：1.1本工程重要性等级为三级工程,场地条件为二级,本次岩土工程勘察等级为乙级。1.2依据场地条件和勘察成果表明,本场地基岩为稳定岩体,场地内无较大活动性断裂通过，场地不具备发生中、强破坏性地震的构造条件，是地震活动强度相对较弱的稳定地块。因而在区域构造地质上本区则属于稳定程度相对较高的基本稳定区，适宜本工程建设。 1.3在本次勘察深度范围未发现地下水。 1.4按国家地震局的有关文件，本场地类别为类，场地的基本地震烈度为7度。地震基本加速度，设计地震分组为第二组,地震特征周期为。2、基本风压：，地面粗糙程度为B类地区。3、基本雪压：。4、抗震设防烈度：7度，设计地震分组为第三组，设计基本地震加速度值0.10 g。5、建筑物类型：丙类。6、抗震等级设计：二级。 设计内容1、初步的建筑方案设计。2、结构方案的设计与结构布置。3、构件截面初设计。4、结构体系在竖向荷载和水平荷载作用下的内力分析。5、结构侧移计算及截面验算。6、梁、柱、楼面板的设计。7、基础的设计。 设计方法本次毕业设计采用人工手算方式进行，关键环节采用了如下计算方法：1 楼盖设计：塑性理论方法。2 次梁设计：塑性理论方法。3 结构自振周期：顶点位移法。4 水平地震作用：底部剪力法。5 框架结构竖向荷载作用下的受力分析：弯矩二次分配法。6 框架结构水平荷载作用下的受力分析：D值法。85 第1章 结构平面布置及计算简图的确定第1章 结构平面布置及计算简图的确定1.1 结构平面布置本工程纵向柱距不相等，分别为。各层层高由建筑层高确定，地下室层高，底层，二层，三层。柱网布置如图1.1所示。图1.1 柱网布置图1.2 确定梁柱截面尺寸及板厚1、梁截面尺寸的确定纵梁：-：-：-：横梁：2、柱截面尺寸的确定框架柱截面尺寸根据柱的轴压比限制确定，可按照下列公式计算：（1）柱截面面积：（2）柱轴力设计值（3）竖向荷载作用下柱轴力标准值（4）查建筑抗震设计规范可确定本工程框架结构的抗震等级为二级，框架柱的轴压比限制为0.8。底层柱：根据上述结果，综合考虑，取框架柱的截面尺寸为3、楼板及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，楼板和屋盖厚度取为。1.3 材料的选用均采用混凝土，梁纵向受力钢筋选用，箍筋选用，板纵向受力钢筋选用。1.4 计算简图的确定根据地质资料，室内外高差为，取基础顶面离地下室顶面为地下室层高为。取框架柱的形心线为柱轴线，取板顶为梁轴线，结构简图如图1.2所示。图1.2 结构计算简图第2章 荷载计算第2章 荷载计算2.1 恒荷计算1、屋面荷载4厚高聚物改性沥青卷材防水层：20厚1:3水泥砂浆找平层：1:6水泥焦渣找坡，最薄处30厚：50厚聚苯乙烯泡沫塑料板保温层：40厚素混凝土找平层：钢筋混凝土楼板：小计：2、楼面荷载：房间、走道均是现制水磨石地面12厚1:2.5水泥磨石楼面磨光打蜡：素水泥浆结合层一道：20厚1:3水泥砂浆找平层：40厚细石混凝土垫层：钢筋混凝土楼板：小计：3、墙荷载（1）内墙荷载15厚2:1:8水泥石灰砂浆，分两次抹灰：5厚1:2水泥砂浆：墙体：小计：（2）外墙荷载15厚2:1:8水泥石灰砂浆，分两次抹灰：5厚1:水泥砂浆加水重建筑胶镶贴：10厚面砖，1:1水泥砂浆勾缝或水泥砂浆擦缝：墙体：小计：（3）女儿墙墙体：装饰面：小计：2.2 活载计算不上人屋面均布活荷载：屋面、卫生间楼面均布活荷载：楼梯间、走道楼面均布活荷载：屋面雪荷载标准值：2.3 各层重力荷载代表值的计算1、负一层重力荷载代表值的计算负一层楼面板结构层和构造层重力标准值：负一层梁自重标准值负一层柱自重标准值负一层墙体自重标准值负一层重力荷载代表值汇总2、底层重力荷载代表值底层楼面板结构层和构造层重力标准值：底层梁自重标准值底层柱自重标准值底层墙体自重标准值底层重力荷载代表值汇总3、二层重力荷载标准值二层楼面板结构层和构造层重力标准值：二层梁自重标准值二层柱自重标准值二层墙体自重标准值二层重力荷载代表值汇总3、顶层重力荷载代表值顶层楼面板结构层和构造层重力标准值：顶层梁自重标准值顶层柱自重标准值顶层墙体自重标准值顶层重力荷载代表值汇总4、计算各层重力荷载代表值图2.1 集中于各楼层标高处的重力荷载代表值第3章 框架侧移刚度的计算第3章 框架侧移刚度的计算3.1 框架横梁线刚度的计算：负一层柱、二层柱：底层柱：顶层柱：3.2 各层框架横向侧移刚度的计算各层框架横向侧移刚度的计算采用改进的反弯点法（值法）。计算结果见表3.1。表3.1 各层框架横向侧移刚度计算层次类别-1层边柱0003.380.72246744777929中柱006.770.83284441边柱0003.380.722467441层边柱004.790.718866881874715中柱9.580.83101339边柱004.790.71866882层边柱003.380.63215901695681中柱6.770.77263879边柱003.380.632159013层边柱003.910.66148089475680中柱7.820.80179502边柱003.910.66148089第4章 横向水平作用下框架结构的内力和侧移计算第4章 横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算4.1 横向自振周期的计算横向自振周期的计算采用能量法，基本自振周期可采用下式计算：，式中：集中在各层楼面处的重力荷载代表值，：假想把集中在各层楼面处的重力荷载代表值作为水平荷载作用在各质点处所引起的质地的水平位移，：结构基本自振周期考虑非承重砖墙影响的折减系数，本工程中取0.7。，：第层的层间剪力，：第层的层间侧移刚度，：第层的层间侧移。结构横向自振周期的计算过程见表4.1。表4.1结构横向自振周期层次311632116324756800.0240.242791.7670211092227246956810.0330.2162395.9517.5111346340702747150.1240.1832076.3380-1115680545638.57779290.0590.059682.540.345638.57946.41607.8故按能量法计算结构基本自振周期得：4.2 水平地震作用及楼层地震剪力的计算由于本结构高度不超过，质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切变形为主，结构地震反应以第一振型反应为主，故采用底部剪力法计算水平地震作用。1、计算结构等效重力荷载代表值2、计算水平地震影响系数本地区所属设计地震分组为第一组，建筑场地类别为类，查建筑抗震设计规范得，设计特征周期。本地区抗震设防烈度为8度，地震影响按多遇地震设计，查建筑抗震设计规范得水平地震影响系数最大值，因，所以3、计算结构水平地震作用标准值根据底部剪力法计算公式：，因，不考虑顶部附加水平地震作用。4、计算各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力各质点横向水平地震作用按，地震作用下各楼层水平地震层间剪力，具体计算过程见表4.2。表4.2 各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力层次314.111632175061.60.411272.41272.4210.8110921247850.299002172.417.51134690200.70.21651.72824.1-13.311568.538176.10.09279.33103.445638.5428223.4各质点水平地震作用及楼层剪力沿高度分布如图4.1所示图4.1 横向水平地震作用及楼层地震剪力4.3 多遇地震作用下的位移验算水平地震作用下框架结构的层间位移和顶点位移分别按下列公式计算；，各层的层间弹性位移角，根据建筑抗震设计规范，考虑转填充墙抗侧力作用的框架，层间弹性位移角限值。表4.3 横向水平地震作用下位移验算层次372476801.513.4238002976956810.11.94330011092747150.41.844650-1111779291.441.443300由上表可知，最大层间位移角发生在负一层，满足规范要求。4.4 水平地震作用下框架内力计算以轴线横向框架内力计算为例，说明计算方法。，式中，为框架的反弯点高度比，为框架柱的标准反弯点高度比，为上、下层梁线刚度变化时反弯点高度比的修正值，为上、下层层高变化时反弯点高度比的修正值。中柱和边柱的值计算结果分别见表4.9。表4.9 中柱和边柱的反弯点高度比计算层次321-1柱端剪力按下式计算：，柱上、下端弯矩按下式来计算，式中，为第层柱的侧移刚度，为同层内框架柱的总数。表4.10 各层柱端弯矩及剪力计算层次33.31272.4475680148089396.123.910.45588.24718.9723.32172.4695681215901674.193.380.51112.421112.4214.22824.118747158866881335.724.790.52805.012805.01-13.33103.4777929246744984.343.380.551786.571461.74层次33.31272.4475680179502480.157.820.45713.02871.4723.32172.4695681263879824.016.770.51359.621359.6214.22824.11874715101339152.669.580.5320.58320.58-13.33103.47779292844411134.726.770.552059.521685.06梁端弯矩、剪力及柱轴力分别按下式计算：式中，分别表示节点左右梁的线刚度；分别表示节点左右梁的弯矩；为柱在第层的柱轴力，以受压为正。表4.11 各梁端部弯矩计算梁左端层次3588.24588.2421112.421112.422224.8412805.012805.015610.02-11786.571461.743248.31梁右端及梁左端层次3713.02356.51356.512871.471359.621115.551115.5511359.62320.58840.1840.1-1320.582059.521190.051190.05表4.12 梁端剪力及轴力计算层次柱轴力3588.24356.516157.46356.51588.246157.46157.4638.6222224.841115.556556.731115.552224.846556.73714.19223.515610.02840.161075.02840.15610.0261075.027789.211018.49-13248.311190.056739.731190.053248.316739.732528.941361.54水平地震作用下框架的弯矩图、梁剪力图及柱轴力图见图4.4、图4.5、图4.6所示图4.4 框架弯矩图图4.5 梁剪力图图4.6 柱轴力图4.5 横向水平风荷载作用下框架内力及侧计算4.5.1 风荷载标准值的计算垂直于建筑物表面上的风荷载标准值当计算主要承重结构时按下式计算：，该地区，查表得，由式得到各层高度处的。仍取轴线的一榀横向框架，计算沿房屋高度分布风荷载标准值。表4.13 沿房屋高度分布风荷载标准值层次310.81.1311.360.857.3027.5111.20.756.4414.2111.20.758.19-13.3111.20.756.444.5.2 风荷载作用下的水平位移验算根据水平荷载，计算层间剪力，再依据层间侧移刚度，计算各层的相对侧移和绝对侧移，计算过程见表4.14。4.14 风荷载作用下框架层间剪力及侧移计算层次37.307.304756800.015 0.015330026.4413.746956810.020 0.215330018.1921.9318747150.012 0.2274200-16.4428.377779290.036 0.26333004.5.3 风荷载作用下框架结构内力计算以轴线的一榀横向框架为例，计算过程与水平地震作用下的相同，详见表4.15-4.17。表4.15 风荷载作用下各层柱端弯矩及剪力计算风荷载作用下B柱柱端弯矩层次33.37.34756801480892.273.910.453.374.1223.313.746956812159014.263.380.57.047.0414.221.93187471588668810.374.790.521.7821.78-13.328.377779292467449.003.380.5516.3313.36风荷载作用下C柱柱端弯矩层次33.37.34756801795022.757.820.454.095.0023.313.746956812638795.216.770.58.608.6014.221.9318747151013391.199.580.52.492.49-13.328.3777792928444110.376.770.5518.8315.40表4.16 风荷载作用下各梁端部弯矩计算梁左端层次33.373.3727.047.0414.08121.7821.7843.56-116.3313.3629.69梁右端及梁左端层次34.092.052.05258.66.86.818.62.495.555.55-12.4918.8310.6610.66表4.17 梁端剪力及轴力计算层次柱轴力33.372.0560.902.053.3760.900.90214.086.863.486.814.0863.484.380143.565.5568.195.5543.5668.1912.570-129.6910.6666.7310.6629.6966.7319.30图4.7 水平风荷载作用下框架弯矩图图4.8 水平风荷载作用下框架剪力图第5章 竖向荷载作用下框架结构图图4.9 水平风荷载作用下框架轴力图第5章 竖向荷载作用下框架结构图5.1 计算单元取轴线横向框架进行计算，计算单元宽度为，单向板和双向板的划分以及荷载传递路径如图5.1所示。图5.1 轴线横向框架计算单元5.2 荷载计算5.2.1 恒荷载恒荷载作用下的结构计算简图如图5.2所示。图5.2 恒荷载作用下结构计算简图1、屋面框架梁线荷载标准值屋面恒荷载：边跨（BC、CD）框架梁自重：梁侧粉刷：小计：中跨（BC、CD）框架梁自重：梁侧粉刷：小计：因此，作用在顶层框架梁上的线荷载为：2、楼面框架梁线荷载标准值：楼面恒荷载：边跨（BC、CD）框架梁自重：梁侧粉刷：小计：边框填充墙自重：墙面粉刷：因此，作用在中间层框架梁上的线荷载为：3、屋面框架节点集中荷载边柱联系梁自重：粉刷：连系梁传来屋面自重：顶层边节点集中荷载：中柱连系梁自重：粉刷：连系梁传来屋面自重：顶层中节点集中荷载：4、楼面框架节点集中荷载标准值边柱联系梁自重：粉刷：钢窗自重：窗下墙体自重：粉刷：窗边墙体自重：粉刷：框架柱自重：粉刷：连系梁传来楼面自重：中间层边节点集中荷载：中柱连系梁自重：粉刷：内纵墙自重：粉刷：扣除门洞重加上门重：框架柱自重：粉刷：连系梁传来楼面自重：中间层中节点集中荷载：5.2.2 楼面活荷载计算楼面活荷载作用下的结构计算简图如图5.3所示。图5.3 楼面活荷载作用下结构计算简图图中各荷载值计算：5.3 内力计算5.3.1 恒荷载作用下的内力计算恒载（竖向荷载）作用下的内力计算采用分层法。图5.3中梁上分布荷载由矩形和梯形两部分组成，在求固端弯矩时可直接根据图示荷载计算，也可以根据固端弯矩相等的原则，先将梯形分布荷载及三角形分布荷载，化为等效均布荷载如图5.4，等效均布荷载的计算公式如图5.5。图5.4 分层法计算简图图5.4 荷载的等效图5.3所示结构内力可用弯矩分配法计算并可利用结构对称性取二分之一结构计算。各杆的固端弯矩为：把梯形荷载化作等效均布荷载标准层：顶层：表5.1 框架各节点分配系数层次节点相对线刚度相对线刚度总和分配系数左梁右梁上柱下柱左梁右梁上柱下柱31.052.73.750.280.721.051.052.74.80.220.220.561.052.73.750.280.7221.052.73.116.860.150.390.451.051.052.73.117.910.130.130.340.391.052.73.116.860.150.390.4511.053.112.26.360.170.490.451.051.053.112.27.410.140.140.420.301.053.112.26.360.170.490.45-11.052.23.116.360.170.350.491.051.052.23.117.410.30.420.140.141.052.23.116.360.350.350.49图5.5 顶层弯矩分配法计算过程二层一层地下室顶层荷载引起的剪力表5.2 恒荷载作用下梁端剪力及柱轴力层次柱剪力梁剪力柱轴力跨跨322.08065.7665.76208.34292.58218.1063.9363.93411.68587.44112.1063.9363.93615.02882.3-114.15063