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1、武 汉 某 办 公 楼 框 架 结 构 设 计专业: 土木工程姓名: 学号: 指导教师: 目 录第一部分:工程概况4第二部分:结构计算单元确定及框架侧移刚度的计算5第三部分:荷载计算7第四部分:水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算14第五部分:竖向荷载作用下框架结构的内力计算20第六部分:截面设计38第七部分:楼板设计54第八部分:楼梯设计57第九部分:框架变形验算60第十部分:基础设计66第十一部分:科技资料翻译71第十二部分:设计心得82参考资料:84前 言毕业设计是大学继续教育培养目标实现的重要阶段,是毕业前的综合学习阶段,是深化、拓宽、综合教和学的重要过程,是对大学期间所学专业知识的
2、全面总结。本组毕业设计题目为武汉某办公楼框架结构设计。在毕设前期,我温习了结构力学、钢筋混凝土、建筑结构抗震设计等知识,并借阅了抗震规范、混凝土规范、荷载规范等规范。在毕设中期,我通过所学的基本理论、专业知识和基本技能进行建筑、结构设计并积极请教指导老师。特别是毕业设计期间工作比较忙,在毕业设计方面存在的一些问题没有及时的处理。在毕设后期,主要进行设计手稿的电脑输入,并得到老师和同学们在毕设中的指导批正,使我在自我所学的基础上完成了任务,在此表示衷心的感谢。毕业设计的将近三个月里,在指导老师的帮助下,经过资料查阅、设计计算、论文撰写以及外文的翻译,加深了对新规范、规程、手册等相关内容的理解。巩
3、固了专业知识、提高了综合分析、解决问题的能力。在进行内力组合的计算时,进一步了解了Excel、Word。在绘图时熟练掌握了AutoCAD,以上所有这些从不同方面达到了毕业设计的目的与要求。框架结构设计的计算工作量很大,在计算过程中以手算为主,辅以一些计算软件的校正。由于自己水平有限,难免有不妥和疏忽之处,敬请各位老师批评指正。 2009年5月 内容摘要本设计主要进行了结构方案中典型横向框架的抗震设计。在确定框架布局之后,先进行了重力荷载代表值的计算,接着利用顶点位移法求出自震周期,进而按底部剪力法计算水平地震荷载作用下大小,进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
4、载(恒载及活荷载)作用下的结构内力, 是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: 框架 结构设计 抗震设计第一部分:工程概况1.1 毕业设计概况建筑地点:北京市建筑类型:六层综合办公楼,框架填充墙结构。建筑概况:建筑面积约7000平方米,室内外高差450mm,楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土框架结构,楼板厚度取120mm,填充墙采用蒸压白砂砖砌块。门窗使用:门厅大门采用钢门,其它为木门,门洞尺寸为1.5m2.5m,窗为铝合金窗,洞口尺寸为1.5m2.1m,和1
5、.2m1.8m地质条件:根据设计任务说明地震设防烈度为8度。地基承载力标准值为200KN/M2。结构概况:结构体系框架结构,基础为柱下独立基础,基础混凝土C20,其余混凝土为C30.第二部分:结构计算单元确定及框架侧移刚度的计算 柱网与层高:本办公楼采用柱距为6.0m的内廊式小柱网,边跨为6.0m,中间跨为2.7m,层高取首层为4.5m,其余为3.3m,如下图所示:框架结构承重方案的选择:竖向荷载的传力途径:楼板的均布活载和恒载经梁框架柱,再由框架柱传至地基。根据以上楼盖的平面布置及竖向荷载的传力途径,本办公楼框架的承重方案为横向框架承重方案,这可使横向框架梁的截面高度大,增加框架的横向侧移刚
6、度。框架结构的计算简图: 梁、柱、板截面尺寸的初步确定:1、梁截面高度一般取梁跨度的1/12至1/8。本方案取1/106000=600mm,截面宽度取6001/2=250mm,可得梁的截面初步定为bh=250*600。楼板取120mm,楼梯板及休息平台板为100mm,平台梁250400。2、框架柱的截面尺寸梁截面尺寸(mm)混凝土等级横梁(bh)纵梁(bh)AB跨、CD跨BC跨C30250600250400250600柱截面尺寸(mm)层次混凝土等级bh1-6C306006001.横梁线刚度i b的计算:类别Ec(N/mm2)bh(mmmm)I0(mm4)l(mm)EcI0/l(Nmm)2Ec
7、I0/l(Nmm)AB跨、CD跨3.01042506004.5010960002.2510104.501010BC跨3.01042504001.3310927001.4810103.3410102.柱线刚度i c的计算:I=bh3/12层次hc(mm)Ec(N/mm2)bh(mmmm)Ic(mm4)EcIc/hc(Nmm)145003.01046006001.0810107.210102-633003.01046006001.0810109.821010第三部分:荷载计算1.恒载计算(1)屋面框架梁线荷载标准值:20厚1:2水泥砂浆找平 0.02200.4 KN/m2100-140厚(2找坡)
8、膨胀珍珠岩 (0.10+0.14)/270.80 KN/m2120厚现浇钢筋混凝土楼板 0.12253 KN/m215厚石灰抹底 0.015160.24 KN/m2屋面恒载 3.98 KN/m2边跨框架梁自重 0.250.6253.75 KN/m梁侧粉刷 2(0.60.1)0.02170.34 KN/m中跨框架梁自重 0.250.4252.5 KN/m梁侧抹灰 2(0.40.1)0.02170.204 KN/m因此,作用在顶层框架梁上的线荷载为g6AB! =g6cd1= 4.09KN/mg6BC= 2.704 KN/m(2)楼面框架梁线荷载标准值25厚水泥砂浆面层 0.02520 0.5 KN
9、/m 120厚现浇钢筋混凝土楼板 0.12253 KN/m15厚板底石灰抹底 0.015160.24 KN/m楼面恒载 3.24 KN/m边跨框架梁及梁侧粉刷 4.09 KN/m边跨填充墙自重 0.25(3.3-0.6)19=12.825 KN/m墙面粉刷 (3.3-0.6)0.02217=1.836 KN/m中跨框架及梁侧粉刷 2.704 KN/m因此,作用在中间层框架梁上的线荷载为gAB! =gcd1=18.75 KN/mgBC1=2.704 KN/mgAB2 =gcd2=19.44 KN/mgBC2=8.748 KN/m(3)屋面框架节点集中荷载标准值边柱连系梁自重 0.250.6625
10、=22.5 KN粉刷 0.02(0.6-0.1)2617=2.04 KN1.2m高女儿墙 1.260.2519=34.2 KN粉刷 1.20.022617=4.896 KN连系梁传来屋面自重 0.560.563.98=35.82 KN顶层边节点集中荷载 99.46 KN中柱连系梁自重 0.250.6625=22.5 KN粉刷 0.02(0.6-0.1)2617=2.04 KN连系梁传来屋面自重 0.5(6+6-2.7)1.353.98=24.98 KN 0.563.983=35.82 KN顶层中节点集中荷载 85.34 KN(4)楼面框架节点集中荷载标准值边柱连系梁自重 22.5 KN粉刷 2
11、.04 KN钢窗自重 21.21.80.45=1.944 KN窗下墙体自重 0.250.85(6-0.5)19=22.2 KN粉刷 20.020.855.517=3.179 KN窗边墙体自重 0.25 (6-21.2-0.5)1.819=26.51 KN粉刷 23.11.8170.02=3.79 KN框架柱自重 0.50.63.325=24.75 KN粉刷 1.70.023.317=1.907 KN连系梁传来楼面自重 0.560.563.24=29.16 KN中间层边节点集中荷载 137.98 KN中柱连系梁自重 22.5 KN粉刷 2.04 KN内纵墙自重 6(3.3-0.6)20.2519=153.9 KN粉刷 62.720.0217=11.02 KN扣除门洞重加