三层办公楼结构设计计算报告书.doc

重庆大学毕业设计结果之某办公楼结构计算书学生姓名：梁 汉 波 班 级：级土木工程白班学 号：88 指导老师：李 克 彬 完成日期：3月1日 联络电话：0说 明此次毕业设计题目是某股份有限责任企业办公楼。设计关键任务是：依据毕业设计任务书和建筑结构荷载规范、混凝土结构设计规范、建筑抗震设计规范、建筑地基基础设计规范及相关讲课教材完成结构计算及施工图设计。依据任务书要求:S取4200、L取6000、L1取2100、H取4800、H1取3900、基础风压W0取0.55、取第十榀框架进行结构设计计算。设计结果应为：对应结构施工图、荷载和内力计算。本工程采取手工和电脑软件相结合方法进行设计。目 录第一部分 工程设计基础资料1第二部分 结构选型和部署2第一节 结构选型2第二节 构件截面尺寸确定2一 柱子截面估算2二 梁截面计算及确定3三 楼板厚度确定3第三部分 多种荷载计算3第一节 楼面荷载标准值3一 恒载标准值：3二 活荷载取值：3第二节 线荷载标准值5第三节 风荷载计算7第四节 地震荷载计算7一 重力荷载代表值GE7（一）顶层荷载计算7（二）标准层荷载计算8（三）底层荷载计算10二 结构基础自振周期T112三 各层水平地震作用12第四部分 楼梯计算13一 荷载和受力计算13二 配筋面积计算:15三 配筋结果:16第五部分 基础设计17第六部分 PKPM设计结果图21第一部分 工程设计基础资料一 基础设计资料按给定办公楼建筑施工图进行结构设计。拟建办公楼在中等城市市郊，层数三层，气象及自然条件以下：1、主导风向：夏季东南风，冬季东北风；2、最大基础风压：0.55KN/m2；3、温度：最热平均温度290C；4、相对湿度：最热平均80%；5、平均年总降水量1300mm。二 结构设计资料（一）水文地质资料天然地面以下0.5m深度内为耕植土，天然重度为16KN/m3，以下为粘土层，天然重度为18KN/m3，其地基承载力特征值，该土层层厚约10m，可作地基持力层；该场地丰水期地下最高水位为地表以下6m。（三）抗震设计资料本工程所在城市在抗震设防烈度7度区，设计基础地震加速度为0.10g，地基为类场地土，无液化土层，设计地震分组为第一组，阻尼比为0.05。三 结构设计内容（一）依据建筑施工图，进行结构平面部署。1、楼屋盖采取现浇板，可依据需要部署成单向板或双向板。在设有较大隔墙处，通常要设承墙梁。2、框架柱采取独立基础，底层非承重墙支承于室内地面以下基础连梁或地下框架梁上，也可支承于局部加厚处理过地面垫层上。（二）材料框架梁柱及其它梁受力主筋均用HRB335级钢，其它用HPB235级钢，柱下钢筋砼单独基础底板钢筋HPB235或HRB335级钢；砼：梁板C20或C25，柱C25或C30，基础垫层C10。砌体：采取MU7.5砼小型空心砌块，尺寸190190390；墙厚200mm。砂浆：地面以下砌体用M5.0水泥砂浆，地面以上砌体用Mb5.0砌块专用砂浆。（三）楼屋面活载标准值以下：1、除会议室为2.5KN/ m2、资料室为3.5KN/ m2,储藏室为5.0 KN/ m2，其它办公室均为2.0KN/m2；2、厕所、走廊：均取2.5 KN/m2；3、楼梯：考虑兼做消防用途，取3.5 KN/m2；4、屋面：上人屋面取2.0 KN/m2，楼梯屋面取0.7 KN/m2。（四）建筑结构做法自重标准值1、楼面、屋面依据楼、屋面结构做法可查中南地域通用建筑标准设计图集建筑结构用料做法98ZJ001取用楼面、屋面结构做法对应材料自重标准值。2、墙体采取MU7.5砼小型空心砌块墙，墙厚200mm，双面抹灰墙体共重3.6 KN/m2,若考虑贴墙面砖，则每贴一面再增加0.2 KN/m2。3、铝合金窗重：不带窗枝时重0.35 KN/m2；带窗枝时重0.7 KN/m2；木门重0.3 KN/m2。第二部分 结构选型和部署第一节 结构选型本建筑为办公楼，共3层，总高度为14.55m，任务书已确定为框架结构。本建筑长度为37.8m55 m，不需要设置伸缩缝。第二节 构件截面尺寸确定一 柱子截面估算取一中柱和一边柱计算：AC 式中AC柱截面有效面积；fc混凝土抗压强度设计值，本工程柱混凝土为C30，fc=14.3MPa；轴压比，取0.9；N底层柱轴力； N=（1216）kN/m依据公式柱截面估算以下： +D轴和+E轴柱)尺寸估算：A=(7.22.1)/24.2=19.53N=1.519.53316=1406.16kNAC =1406.1610/(14.30.9)=109246.3092按结构取bh=350350=1225002 +A轴和+H轴柱) 尺寸估算：A=7.2/24.2=15.12N=1.515.12316=1088.64 kNAC =1088.6410/(14.30.9)=84857.412按结构取bh=350350=1225002二 梁截面计算及确定通常情况下： 框架梁:h=l0 /(128)，b=h(1/31/2) 悬臂梁:h=l0/6， 次梁:h=l0/(1215），b =(1/21/3)h梁截面尺寸估算以下：KL：h=l0 /(128)=7200/(128)= 600900，取700；b=h(1/31/2)=700(1/31/2)= 233350；取300；LL：h=l0/(1512)=4200/(1512)= 280350；取450；b =(1/31/2)h=(1/31/2)400=200133；取200；三 楼板厚度确定本工程楼板现有双向板，也有单向板。通常双向板hb=l板/50=4200/50=84，从安全角度和方便设计和施工，统一取板厚hb=100。第三部分 多种荷载计算第一节 楼面荷载标准值一 恒载标准值：楼面恒载标准值 铺砖 0.55 KN/m2 屋面恒载标准值找平层 0.35 KN/m2 ， 保温层 3.02 KN/m2 ， 防水层0.4 KN/m2 累计 3.77 KN/m2二 活荷载取值：1、 除会议室2.5KN/ m2、资料室3.5KN/ m2,储藏室5.0KN/ m2外，其它办公室均为2.0KN/m2；2、厕所、走廊：均取2.5 KN/m2；3、楼梯：考虑兼做消防用途，取3.5 KN/m2；4、屋面：上人屋面取2.0 KN/m2，楼梯屋面取0.7 KN/m2。第二节 线荷载标准值（一）线荷载标准值说明：梁上均布线荷载=墙容重柱距(层高-砼梁高)-窗洞宽窗洞高+ 窗容重窗洞宽窗洞高/柱距墙取3.6KN,窗取0.35KN，门取0.3KN屋面梁上线荷载女儿墙3.61.5=5.4楼层梁上线荷载计算表荷载墙重（KN）门窗重（KN）楼层梁上线荷载KN/m轴号A轴14,9113.64.2(3.9-0.45)-1.81.8=40.51.81.80.35=1.134(40.5+1.134)/4.2=9.91轴号B轴45，893.64.2(3.9-0.45)-3.33.1=10.0443.33.11.5=15.345(10.044+15.345)/4.2=6.045583.64.2(3.9-0.45)-3.23.1=11.163.23.11.5=14.88(11.16+14.88)/4.2=6.2轴号D轴133.64.2(3.9-0.45)=46.87-46.87/4.2=11.16343.64.2(3.9-0.45)-1.22.1=37.81.22.10.30=0.756(37.8+0.756)/4.2=9.184113.64.2(3.9-0.45)-2.11.0=44.6041.02.10.30=0.63(44.604+0.63)/4.2=10.77轴号E轴133.62.2(3.9-0.45)=29.304-29.304/4.2=6.304113.64.2(3.9-0.45)-2.11.0=44.6041.02.10.30=0.63(44.604+0.63)/4.2=10.77轴号F轴133.64.2（3.9-0.45）-0.92.7=38.31240.92.70.30=0.729(38.3124+0.729)/4.2=9.25轴号G轴483.64.2(3.9-0.45)-1.81.8=40.51.81.80.35=1.134(40.5+1.134)/4.2=9.91893.64.2(3.9-0.45)-3.32.4=18.363.32.40.35=2.772(18.36+2.772)/4.2=5.03轴号H轴133.64.2(3.9-0.45)-1.50.9=42.0121.50.90.35=0.473(42.012+0.473)/4.2=10.12343.64.2(3.9-0.45)-3.32.4=18.363.32.40.35=2.772(18.36+2.772)/4.2=5.039113.64.2(3.9-0.45)-1.81.8=40.51.81.80.35=1.134(40.5+1.134)/4.2=9.91轴号1轴AD3.67.2(3.9-0.70)-21.51.8=57.0221.51.80.35=1.89(57.02+1.89)/7.2=8.18DE3.62.1(3.9-0.70)-1.51.8=12.581.51.80.35=0.945(12.58+0.945)/2.1=6.44EH3.67.2(3.9-0.70)-1.81.8=64.81.81.80.35=1.134(64.8+1.134)/7.2=9.16轴号3,4,9,10轴AD3.67.2(3.9-0.70)=82.944-82.944/7.2=11.52EH3.67.2(3.9-0.70)=82.944-82.944/7.2=11.52轴号5,6,7,8轴AD3.66.0(3.9-0.70)=69.12-69.12/6.0=11.52EG3.66.0(3.9-0.70)=69.12-69.12/6.0=11.52轴号3,4, 5,6,7,8,9,10轴DE3.62.1(3.9-0.70)=24.192-24.192/2.1=11.52轴号11轴AD, EH3.67.2(3.9-0.70)=82.944-82.944/7.2=11.52第三节 风荷载计算风压标准值计算公式为：=zszozz 高度处风震系数；（因为结构高度12.60m30m，z=1.0）s风荷载体型系数；（对于矩形平面，s=1.3）z风压高度改变系数；（查规范按B类、柱顶标高确定书本27页）o基础风压=0.55kN/，须乘1.1再进行计算；将风荷载换算成作用于框架每层节点上集中荷载，其中，A为一榀框架各层节点上受风面积，计算结果图下图所表示：层次zszo（kN/）受风面积A（）P（kN）31.01.31.0730.60514.49 12.22821.01.31.000.60516.38 12.8311.01.31.000.60518.27 14.369 第四节 地震荷载计算一 重力荷载代表值GE计算时把楼层盖得重力荷载及其上、下各半层墙重、柱重集中到楼（面）屋盖处，形成质点。其重力即重力荷载代表值。 （一）顶层荷载计算顶层面积：S625 （近似取轴距为计算值）（1）柱自重： 0.350.353.9225KN/m340=239 KN 抹灰： 0.3541.950.01817KN/m340=33.415 KN 小计： 272.415KN （2）外墙自重： 面积： 抹灰： 小计：921.701kN（3）内墙自重：面积：抹灰：小计：728.53 kN（4）梁自重：抹灰：抹灰：抹灰：小计：2687.01 kN（5）女儿墙自重抹灰：小计：214.38 kN（6）上半层门窗自重：A轴线：B轴线：C轴线：D轴线：小计： 35.38 kN（7）屋面活载：（8）屋面恒载：顶层屋面荷载总计：2109.375 KN （二）标准层荷载计算（1）楼面荷载 楼梯间 卫生间 活载： 走廊 楼梯间 其它 小计：4594.35 kN（2）柱自重 抹灰 小计: 1401.75 kN（3）梁自重：抹灰：抹灰：L1: 抹灰：小计：2687.01 kN（4）外墙自重：面积 抹灰 小计：882.8 kN（5）内墙自重：面积： 抹灰：小计：1383.13 kN（6）上半层门窗自重：A轴线：B轴线：C轴线：D轴线：小计： 69.42 kN标准层荷载总计：10615.94KN（三）底层荷载计算（1）楼面荷载 楼梯间 卫生间 活载： 走廊 楼梯间 其它 小计：4594.35 kN（2）柱自重 抹灰 小计 2024.76 kN（3）梁自重：抹灰： 抹灰：L1: 抹灰：小计：2687.01 kN（4）外墙自重：面积：a上层：b下层：抹灰：小计：998.93 kN（5）内墙自重：面积：a上层：b下层：抹灰： 小计： 1676.97 kN（6）上半层门窗自重：外墙：a上层：b下层：内墙：a 上层：b 下层：小计： 120.75 kN底层荷载总计： 11701.25KN各层重力荷载代表值二 结构基础自振周期T1按顶点位移法计算框架自振周期，顶点位移是求结构基频一个近似方法。将结构按质量分布情况简化成无限质点悬臂直杆，导出以直杆顶点位移表示基频公式。这么，只要求出结构顶点水平位移就能够按公式，求得结构基础周期。考虑填充墙使框架自振周期减小影响基础周期调整系数取0.8。 三 各层水平地震作用在 类场地，7度区结构特征周期和地震影响系数。 因为故应该考虑顶点附加地震作用为：结构底部剪力为:顶点附加地震作用力:各层地震作用及楼层地震剪力表层33.912.610615.941316380.215797.78797.7823.98.710615.94934200.153567.721365.5014.84.811701.25608460.099371.551737.05（KN）第四部分 楼梯计算一 荷载和受力计算楼梯计算简图以下： 计算公式以下： 其中hh：楼梯梯板在不一样受力段取不一样值,上图所表示取楼梯梯板折算高度 在楼梯折板处取梯板厚度,在平台处取平台厚度,在楼板处取楼板厚度 荷载计算参数（单位KN/m）： 装修荷载Qz=1.00； 活载Q=2.00； 恒载分项系数1.2,1.35 活载分项系数1.,1.0.7 梯板负筋折减系数（ZJXS)=0.8 各跑荷载及内力计算及示意图： 其中： Qb梯板均布荷载； Qbt梯板弯折段均布荷载； Q平台均布荷载； Q楼面均布荷载； 以下单位均为(KN/m)； 第1标准层第1跑 Qb=10.356 Qbt=7.000； Qp=7.600 Qw=7.000； 第1标准层第2跑 Qb=10.356 Qbt=7.000； Qp=7.600 Qw=7.000； 第2标准层第1跑 Qb=10.485 Qbt=7.000； Qp=7.600 Qw=7.000； 第2标准层第2跑 Qb=10.485 Qbt=7.000； Qp=7.600 Qw=7.000； 二 配筋面积计算: 楼梯板底筋Asbd(cm2)：根据两端简支求出max,根据max配筋 楼梯板负筋Asbf(cm2)：梯板负筋弯矩取maxZJXS,按此弯矩照配筋 楼梯平台假如两边全部有支承,根据四边简支板计算,采取分离式配筋 平台板底筋Aspd(cm2) 平台板负筋Aspf(cm2) 标准层号跑数 Asbd Asbf Aspd Aspf1 1 14.88 11.19 0.00 0.001 2 14.88 11.19 0.00 0.002 1 14.86 11.17 0.00 0.00 2 2 6.74 5.27 0.00 0.00 三 配筋结果: 配筋方法： 楼梯梁保护层厚度：0 楼梯板及平台板保护层厚度： 受力钢筋最小直径： 楼梯板受力钢筋=8 休息平台受力钢筋= 楼梯梁受力钢筋= 受力钢筋最小间距：100 mm 非受力分布钢筋： 受力钢筋=14时,取8250 楼梯板分布筋每踏步最少：6 各跑实际配筋结果： 梯板和平台配筋结果： 标准层号 跑数梯板底筋 梯板分布筋梯板负筋平台底筋平台负筋 1 1 12100 8200 12100 8150 8200 1 2 12100 8200 12100 无 无 2 1 12100 8200 12100 8150 8200 2 2 10100 8200 10130 无 无 梯梁配筋结果： 标准层号 跑数梯梁1顶纵筋 梯梁1底纵筋 梯梁1箍筋 梯梁底纵筋 梯梁顶纵筋 梯梁箍筋 1 1 220 220 8200 无 无 无 1 2 216 216 8200 无 无 无 2 1 220 220 8200 无 无 无 2 2 216 216 8200 无 无 第五部分 基础设计设计基础荷载包含（1）框架柱传来弯矩轴力、剪力（取底层柱对应内力剪力）；（2）底层地基梁轴力和弯矩（剪力忽略）。基础类型柱号内力框架柱传来地基梁传来设计值基础设计值J1ZD1M(kNm)19.791.8112M=112V=-11.7N=694.5N(kN)44098.64538.64V(kN)-11.7-11.7（1）确定基础埋置深度d:d=Z0+600=(500+600)mm=1100mm将独立基础设计成阶梯型，取基础高度为600mm,基础分两级，室内外高差450mm，图：（2）确定基础底面积：h=m=1.425A=考虑到偏心荷载作用，基础底面积扩大20%，于是A=1.2A=1.24.58=5.5m2取矩形基础长短之比L:h=1.5,即L=1.5b取b=1.8m,（3）持力层强度验算：作用在基底形心竖向值，力矩值分别是（4）基础高度演算：现选择混凝土C20,HPB235钢筋，查规范表格得4.1柱边截面ft=1100KN/m2 fy=210N/mm2地基净反力：pjmax= pmax-=1.35（pkmax-） =1.35(287.5-) =349.2 KN/m2pjmin= pmin-=1.35（pkmin-） =1.35(131.3) =138.8 KN/m2由图可知：h=650mm, h0=610mm, 下阶h1=350mm, ho1=310mm, az1=1.3m, bz1=0.9mm柱边截面：bz+2 h0=0.3+20.61=1.52m F1=127KN(符合要求)变阶处截面：bz1+2h01=0.9+20.26=1.52m F1=133.6KN(符合要求)（5）基础底板配筋计算：计算基础长边方向；-截面柱边地基净反力： PjI= pjmin+（pjmax-pjmin） =138.8+(349.52-138.8) =263.97KN/m2MI=(l-az)2(2b+bz)( pjmax+ PjI) =(2.7-0.35)2(21.8+0.3) (349.52+263.97) =169.99 KNmAsI=1474mm2III-III截面PjIII= pjmIN+（pjmax-pjmin） =138.8+(349.52-138.8) =283.2 KN/m2MIII=(l-az1)2(2b+bz1)( pjmax+ PjIII) =(2.4-1.30)2(21.8+0.9) ( 349.52+ 283.2) =65.4 KNmAsIII=1116.3mm2比较AsI和AsIII，应按AsIII配筋，在平行于l方向1m宽度内配=922mm2，选择12120，As=942 mm2计算基础短边方向；II-II截面柱边地基净反力：MII=(b-bz)2(2l+az)( pjmax+ Pjmin)=(1.8-0.35)2(22.7+0.35) ( 349.52+ 138.8)=90.3 KNmAsII=783.3mm2IV-IV截面MIV=(b-bz1)2(2l+az1)( pjmax+ Pjmin)=(1.8-0.9)2(22.7+1.30)(349.52+ 138.8)=30.4 KNm AsIV=518.9mm2比较AsII和AsIV，应按AsII配筋，但因面积较小故在平行于b方向1.5m宽度内结构配筋选择10200第六部分 PKPM设计结果第一节 PKPM计算书 PK-10.SJ * PK11.EXE * DATA: 2/27/ -总信息- 节点总数= 16 柱子总数= 12 梁数= 9 是否规则框架= 20600 支座约束数= 4 标准截面总数= 2 活载计算信息= 1 风活载计算信息= 1 抗震等级= 3 柱砼等级= 30 梁砼等级= 25 梁柱主筋等级= 2 梁柱箍筋等级= 1 柱保护层= 30 梁保护层= 30 柱梁自重计算信息= 2 基础计算信息= 0 输出方法= 1 梁支座负弯矩调幅系数= 0.85 梁惯性矩增大系数= 1.20 结构关键性系数= 1.00 柱计算长度考虑GB50010-第7.3.11-3条要求= 0 -节点坐标- 节点号 x坐标 y坐标 节点号 x坐标 y坐标 节点号 x坐标 y坐标 ( 1) 0.08 5.80 ( 2) 7.13 5.80 ( 3) 9.38 5.80 ( 4) 16.42 5.80 ( 5) 0.08 9.70 ( 6) 7.13 9.70 ( 7) 9.38 9.70 ( 8) 16.42 9.70 ( 9) 0.08 13.60 ( 10) 7.13 13.60 ( 11) 9.38 13.60 ( 12) 16.42 13.60 ( 13) 0.08 0.00 ( 14) 7.13 0.00 ( 15) 9.38 0.00 ( 16) 16.42 0.00 -柱杆件关联号(左为上部节点号,右为下部节点号)- ( 1) 13 1 ( 2) 14 2 ( 3) 15 3 ( 4) 16 4 ( 5) 1 5 ( 6) 2 6 ( 7) 3 7 ( 8) 4 8 ( 9) 5 9 ( 10) 6 10 ( 11) 7 11 ( 12) 8 12 -梁杆件关联号(左为左边节点号,右为右边节点号)- ( 1) 1 2 ( 2) 2 3 ( 3) 3 4 ( 4) 5 6 ( 5) 6 7 ( 6) 7 8 ( 7) 9 10 ( 8) 10 11 ( 9) 11 12 -支座约束信息- ( 1) 13111 ( 2) 14111 ( 3) 15111 ( 4) 16111 -柱平面内计算长度- ( 1) 5.80 ( 2) 5.80 ( 3) 5.80 ( 4) 5.80 ( 5) 4.87 ( 6) 4.87 ( 7) 4.87 ( 8) 4.87 ( 9) 4.88 ( 10) 4.88 ( 11) 4.88 ( 12) 4.88 -柱平面外计算长度- ( 1) 5.80 ( 2) 5.80 ( 3) 5.80 ( 4) 5.80 ( 5) 4.88 ( 6) 4.88 ( 7) 4.88 ( 8) 4.88 ( 9) 4.88 ( 10) 4.88 ( 11) 4.88 ( 12) 4.88 -节点偏心值- ( 1) 0.00 ( 2) 0.00 ( 3) 0.00 ( 4) 0.00 ( 5) 0.00 ( 6) 0.00 ( 7) 0.00 ( 8) 0.00 ( 9) 0.00 ( 10) 0.00 ( 11) 0.00 ( 12) 0.00 ( 13) 0.00 ( 14) 0.00 ( 15) 0.00 ( 16) 0.00 -标准截面数据- ( 1) 1.00 0.35 0.35 ( 2) 1.00 0.30 0.70 -柱截面类型号- ( 1) 1 ( 2) 1 ( 3) 1 ( 4) 1 ( 5) 1 ( 6) 1 ( 7) 1 ( 8) 1 ( 9) 1 ( 10) 1 ( 11) 1 ( 12) 1 -梁柱截面类型号- ( 1) 2 ( 2) 2 ( 3) 2 ( 4) 2 ( 5) 2 ( 6) 2 ( 7) 2 ( 8) 2 ( 9) 2 -恒载计算- 节点荷载: 节点 弯矩 垂直力 水平力 1 -4.80 65.30 0.00 2 5.90 80.10 0.00 3 -5.90