土木工程畢業(yè)設計計算書范文

1、河南大學土木建筑學院畢業(yè)設計編號：05027120 河南大學土木建筑學院20xx屆畢業(yè)設計 華博鋼結構公司辦公樓及生產(chǎn)廠房結構設計計算書 專 業(yè)： 土木工程 姓 名：XXX 學 號： XXXXXXXXX 指導老師： XXXX 華博鋼結構公司辦公樓結構設計 一、設計資料（1） 工程概況：該辦公樓位于開封市宋城路，為三層全現(xiàn)澆混凝土框架結構，建筑面積1875.23,建筑總高度15.50m，室內設計標高±0.000，室內外高差450mm。（2） 地形情況：場地類型為類，地基等級為二級，在地貌上該場地屬于黃河中下游沖積平原，地形平坦，交通便利，施工方便。（3） 氣候條件：溫度，最熱月平均32

2、，最冷月平均-6，極端最高溫度39，極端最低溫度-10；相對濕度，年平均34%；相對風向西北風，基本風壓0.45KN/；雨雪條件,年降雨量670mm，最大積雪深度25mm，雪荷載0.3KN/。（4） 地質條件：地下水位于地表下2.0m處，地表為填土，從上到下依次為：填土，厚1m，Es=10MPa.粉土，厚2m，Es=5.2MPa。粉質粘土，厚5.4m，Es=6.2 MPa。細砂，厚度大于6.0m，Es=12.2MPa。（5） 抗震要求：本工程抗震設防烈度為8度，根據(jù)建筑抗震設計規(guī)范（GB5001-2001）提取參數(shù)進行抗震設計。（6） 墻體做法：墻身為加氣混凝土空心砌塊填充墻，用M5混合砂漿砌

3、筑。內粉刷為混合砂漿底，紙筋灰面，厚20mm，“803”內墻涂料兩度。外粉刷為1：3水泥砂漿底，厚20mm，陶瓷錦磚貼面。另外，衛(wèi)生間兩側墻貼瓷磚。（7） 樓面做法：樓板頂面為20mm厚水泥砂漿找平，5mm厚1：2水泥砂漿加“107” 膠水著色粉面層；樓板底面為500mm厚吊頂。（8） 屋面做法：現(xiàn)澆樓板上鋪膨脹珍珠巖保溫層，1：2水泥砂漿找平層厚20mm，二氈三油防水層，撒綠豆砂保護。（9） 門窗做法：除大門為玻璃門外，辦公室、實驗室等均為木門；窗均為鋼框玻璃窗。（10） 活荷載：屋面活荷載2.0KN/，樓面活荷載2.0KN/，走廊樓面活荷載2.5KN/。2、 結構布置及結構計算簡圖的確定結

4、構布置如圖2.1圖2.1 結構布置圖1、 框架梁截面尺寸的估算： L01=6000mm 取h=500mm 取b=250mm L02=2400mm 取h=400mm 取b=250mm L03=4200mm 取h=500mm 取b=250mm L04=5100mm 取h=500mm 取b=250mm L05=3300mm 取h=500mm 取b=250mm L06=2700mm 取h=500mm 取b=250mm L07=8400mm 取h=650mm 取b=250mm故取梁截面尺寸： L1: h=500mm b=250mm L2: h=400mm b=250mm L3: h=650mm b=25

5、0mm2、框架柱截面尺寸的估算： 框架柱截面尺寸根據(jù)柱的軸壓比限制，按下式計算：1.柱組合的軸壓比設計值按照以下公式計算： 式中： ：為考慮地震作用組合后柱軸力壓力增大系數(shù)，邊柱取1.3，等跨內柱取 1.2,不等跨取1.25； : 為按照簡支狀態(tài)計算柱的負荷面積； ：為折算后在單位面積上的重力荷載代表值，近似取14KN/; : 為驗算截面以上樓層層數(shù)； 框架柱驗算按公式進行，先計算最大柱距的邊柱和中柱的負載面積。 邊柱： 中柱： 根據(jù)上述計算結果，并綜合考慮其他因素，取柱截面為，為計算和施工方便，邊柱和中柱尺寸相同，均為3、 現(xiàn)澆板厚 結構計算取計算簡圖中有代表性的一榀框架為研究對象（如軸線等

6、），計算簡圖如圖2.2：室內外高差0.45m，基礎埋深0.5m，由此可求得建筑底層層高為0.45+0.5+4.2=5.15m。各梁柱構件的線剛度經(jīng)計算后列于下圖。其中在求梁截面慣性矩時考慮到現(xiàn)澆樓板的作用，?。椴豢紤]樓板翼緣作用的梁截面慣矩) 圖2.2 一榀框架計算簡圖 AC、DE跨梁： CD跨梁： 上部隔層柱： 底層柱： 3、 荷載計算1、 恒荷計算(1) 屋面框架梁線荷載標準值 20mm厚1：2水泥砂漿找平 100140mm厚（2%找平）膨脹珍珠巖 100mm厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板 500mm厚吊頂 屋面恒荷載 3.4KN/m 邊跨（AC、DE跨）框架梁自重 粱側粉刷 2.7KN/m 中跨

7、（CD跨）框架梁自重 粱側粉刷 因此，作用在屋頂框架梁上的線荷載為： （這里的下標3表示第3層即頂層框架梁） (2) 樓面框架梁線荷載標準值 25mm厚水泥砂漿面層 100mm厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板 500mm吊頂 樓面恒荷載 邊跨框架梁及粱側粉刷 13.16KN/m 邊跨填充墻自重 墻面粉刷 中跨框架梁及粱側粉刷 因此，作用在中間層框架梁上的線荷載為： (3) 屋面框架節(jié)點集中荷載標準值邊柱連系梁自重 粉刷 900mm高女兒墻自重 粉刷 連系梁傳來屋面自重 頂層邊節(jié)點集中荷載 中柱連系梁自重 粉刷 連系梁傳來屋面自重 頂層中節(jié)點集中荷載 （4）樓面框架節(jié)點集中荷載標準值 邊柱連系梁自重及粉刷

8、鋼窗自重 窗下墻體自重 粉刷 窗邊墻體自重 粉刷 框架柱自重 粉刷 連系梁傳來樓板自重 中間層邊節(jié)點集中荷載 中間連系梁自重 粉刷 內縱墻自重 粉刷 扣除門洞重加門重 框架柱自重 粉刷 連系梁傳來樓面自重 中間層中節(jié)點集中荷載 （5） 恒荷載作用下的結構計算簡圖（圖3.1） 2、樓面活荷載計算樓面活荷載作用下的結構計算簡圖（圖3.2）圖中各荷載值計算如下： 圖3.1 恒荷載作用下結構計算簡圖 圖3.2 活荷載作用下結構計算簡圖 3、風荷載計算風壓標準值計算公式 因結構高度，可?。粚τ诰匦纹矫?；可查荷載規(guī)范。將風荷載換算成作用于框架每層節(jié)點上的集中荷載，計算過程如表1。表中Z為框架節(jié)點外地面的高

9、度，A為一榀框架各層節(jié)點的受風面積。表1 風荷載計算 層 次31.0 1.30.7413.550.4513.025.6421.0 1.30.749.350.4517.647.6411.0 1.30.745.150.4518.598.05風荷載作用下結構計算簡圖如圖3.3 圖3.3 風荷載作用下結構計算簡圖 4、地震力計算（1） 結構的基本自振周期T （2） 地震影響系數(shù) 抗震設防為8度，則，地震設計分組為第一組，場地類別為類，故。 ， （3） 各樓層重力荷載代表值 頂層 梁板自重 4.19×（48+8.4+31.2-8.4×6）+3.4×（6×20+31

10、.2× 2+48×2）+2.7×2.4×10+0.25×0.65×8.4×2×25=3138.21KN 框架柱自重 0.4×0.4×25×4.2/2×42=352.8KN 炮樓及女兒墻+門重 0.25×0.9×（48+8.4×4+6×2+31.2）× 11.5+（0.25×2×6+0.25×2×3.3-0.25×1.8×1.5） +0.25×2.9×

11、;（6+3.3）- 1.8×2.1×0.25×11.5=446.32KN 圍墻+門窗重 A 軸 0.25×4.2×（31.2-0.4×8）×11.5+0.25×2.1×2.1 ×（0.15- 11.5）×6+1.2×0.6×（0.45-11.5）×2=124.55KN B 軸 0.25×6×4.2×11.5-0.25×0.9×2.1×（11.5-0.68）×2=31.11KN C 軸 0

12、.25×4.2×（31.2-0.4×8）×11.5- 0.25× 0.9×2.1×（11.5- 0.68）×6-3×2.1×0.25×11.5=144.33KN D 軸 0.25×4.2×（480.4×12×11.5(1.8×2.1×0.25×3+0.25×0.9×2.1×4+0.25 ×0.25×1.2×2.1)×（11.5-0.68）-2.1&

13、#215;2.1×11.5 ×0.25-=222.11KN E 軸 0.25×4.2×（48-0.4×12-8.4×11.5(0.25×2.1×2.1×6+1.2×1.5 ×0.25 +1.8×1.5×0.25×2+1.2×0.6×0.25×2)×(11.5-0.45)=161.62KN 軸 0.25×4.2×（8.4-0.4×3）×11.5-（3× 2.1×

14、; 0.25+0.25×3.4×1.5）×（11.5-0.45）=27.73KN 13 軸 0.25×4.2×11.5×（6×18+4×2）=700.35KN 3138.21+352.8+446.32+124.55+31.11+144.33+222.11+161.62+27.73+700.35 =5349.13KN 中間層梁板自重 4.19×（48×8.4+31.2×6+4×8.4）+3.4×（6×20+31.2 ×2+48×2+2.7

15、×2.4×10+0.25×0.65×8.4×2×25=3490.17KN框架柱自重 352.8+0.4×0.4×25×4.2/2×46=739.2KN圍墻+門窗重 （124.55+31.11+144.33+222.11+161.62+27.73+700.35）× 2+0.25×4.2×（8.4+6）×11.5-2.1×2.1×0.25×（11.5-0.45）×2=2973.11KN活荷載 （48×6+31.

16、2×6）×2.0+2.4×48×2.5+4.0×8.4×0.5=1255.2KN 底層梁板自重 490.17-4.19×4×8.4=3349.39KN框架柱自重 圍墻+門窗重 2973.11×2-0.25×4.2×6×11.5=2936.89KN活荷載 （48×6+31.2×6）×2.0+2.4×4.8×2.5=1238.4KN 則結構計算單元所承受的重力荷載代表值為 （4） 結構等效總重力荷載代表值 （5） 計算結構總的水平

17、地震作用標準值 （6） 各層的水平地震作用標準值 因，則，. (7) 各樓層層間剪力 （8） 地震作用下結構計算簡圖（3.4） 圖3.4 地震作用下結構計算簡圖 四、內力計算 1、恒荷載作用下的內力計算恒荷載作用下的內力計算采用分層法，二、三層柱的線剛度取實際線剛度的0.9倍，根據(jù)顧端彎矩相等的原則，將梯形荷載及三角形荷載等效轉化為均布荷載（荷載等效圖如圖4.1）。 圖4.1 荷載等效轉化圖 分層法計算簡圖（如圖4.2） 如圖所示結構內力可用力矩分配法計算，并可利用結構對稱性取半邊結構計算。 （1） 頂層計算簡圖如圖4.3所示 圖4.2 分層法計算簡圖 圖4.3 恒載作用下頂層計算簡圖 各桿的

18、固端彎矩為 力矩分配法計算過程如圖4.4： 圖4.4 恒載作用下頂層力矩分配法計算過程 （2）中間層 計算簡圖為（如圖4.5）： 圖4.5 恒載作用下中間層計算簡圖 力矩分配法計算過程如圖4.6 圖4.6 恒載作用下中間層力矩分配法計算過程 （3）底層 底層計算簡圖如圖4.7： 圖4.7 恒載作用下底層計算簡圖各桿固端彎矩與中間層相同 力矩分配法計算過程如下（圖4.8） 圖4.8 恒載作用下底層力矩分配法計算過程 梁跨中彎矩需根據(jù)求得的支座彎矩和各跨的實際荷載分布按平衡條件計算，而不能按等效分布荷載計算?？蚣芰涸趯嶋H分布荷載作用下按簡支梁計算跨中彎矩（如圖4.9）。 圖4.9 梁在實際分布恒荷

19、載作用下按簡支梁計算的跨中彎矩 （a）頂層邊跨梁 （c） 標準層及頂層邊跨梁 （b） 頂層中跨梁 （d） 標準層及頂層中跨梁 根據(jù)求得的各層彎矩值，畫出各層彎矩圖（如圖4.10-4.12） 圖4.10 恒載作用下頂層彎矩圖（KN.m） 圖4.11 恒載中作用下中間層彎矩圖（KN.m） 圖4.12 恒載作用下底層彎矩圖（KN.m） 將各層彎矩進行疊加，將不平衡點進行力矩再分配得內力圖（圖4.13、4.14） 圖4.13 恒荷載作用下的彎矩圖（KN.m） 圖4.14 恒荷載作用下框架梁柱的剪力圖、柱軸力圖（KN） 2、活荷載作用下的內力計算活荷載作用下的內力計算也采用分層法，將梯形和三角形分布荷載

20、等效轉化為矩形分布荷載。 （1）頂層 計算簡圖為（如圖4.15） ： 力矩分配法計算過程如圖4.16： (2)中間層計算簡圖如圖4.17 力矩分配法計算過程如圖4.18 圖4.15 活載作用下頂層計算簡圖 圖4.17 活載作用下中間層計算簡圖 圖4.19 活載作用下底層計算簡圖 圖4.16 活荷載作用下頂層力矩分配法計算過程 圖4.18 活荷載作用下中間層力矩分配法計算過程（3） 底層： 計算簡圖如圖4.19各桿固端彎矩彎矩與中間層相同，力矩分配法計算過程如下（圖4.20）： 圖4.20 活荷載作用下底層力矩分配法計算過程 同樣，在實際分布荷載作用下計算框架梁的跨中彎矩（如圖4.21）。 邊跨

21、梁 頂層中跨梁 一、二中跨梁 圖4.21 梁在實際分布活荷載作用下按簡支梁計算的跨中彎矩 根據(jù)力矩分配法計算得的桿端彎矩畫出各層彎矩圖(4.22-4.24) 圖4.22 活荷載作用下頂層彎矩圖（KN.m） 圖4.23 活荷載作用下中間層彎矩圖（KN.m） 圖4.24 活荷載作用下底層彎矩圖（KN.m） 將各層彎矩進行疊加，將力矩不平衡點進行再分配，得框架在活荷載作用下的內力圖（如圖4.25、4.26） 圖4.25 活荷載作用下的彎矩圖（KN.m） 圖4.26 活荷載作用下框架梁剪力圖、柱軸力圖（KN） 3、風荷載作用下的內力計算風荷載作用下的結構計算簡圖如圖3.3，內力計算采用D值法，計算過程

22、如圖4.27、4.28，根據(jù)所計算得到的結果繪出風荷載作用下框架結構的內力圖（如圖4.29、30）。 （1）求k、D、，對底層：，；其它層：,； 圖4.27 風荷載作用下剪力在各柱間的分配（KN） (2)求各柱反彎點位置及柱端彎矩 圖4.28 風荷載作用下各柱反彎點及柱端彎矩（KN.m） 圖4.29 風荷載作用下的彎矩圖（KN.m） 圖4.30 風荷載作用下的剪力圖和軸力圖（KN） 4、地震荷載作用下的內力計算地震荷載作用下的內力計算如圖3.4，內力計算采用D值法（如圖4.31、4.32）。(1) 求地震荷載作用下各柱所受剪力圖4.31 地震荷載作用下剪力在各柱間的分配(KN) （2） 求地震

23、荷載作用下各柱所受彎矩 圖4.32 地震荷載作用下各柱反彎點及柱端彎矩（KN.m） 根據(jù)計算得到的結果繪處地震荷載作用下框架結構的內力圖（如圖4.33、4.34）。 圖4.33 地震荷載作用下的彎矩圖（KN.m） 圖4.34 地震荷載作用下的剪力圖和軸力（KN） 五、橫向框架的內力組合 1、橫梁內力組合 （1）橫梁內力組合見表2。 （2）橫梁彎矩控制值計算見表3。 （3）兩端截面組合的剪力設計值調整 頂層AC跨：經(jīng)比較，與地震作用（左）組合時剪力設計值較大 =1.1×（30.25+81.26）/5.6+1.2××（3.4+17.60+0.5×8.4

24、15;5.6 =106.58KNCD跨：經(jīng)比較，與地震作用（左、右）組合時剪力設計值一樣大 =1.1×(5.64+69.54)/2.0+1.2××(2.7+10.06+0.5×4.8)×2.0 =59.38KN 中間層AC跨：經(jīng)比較，與地震作用（右）組合時剪力設計值較大 =1.1×（124.13+15.86）/5.6+1.2××（16.56+14.49+0.5×8.4）×5.6 =144.93KNCD跨：經(jīng)比較，與地震作用（左、右）組合時剪力設計值一樣大 =1.1×(4.14+150.

25、01)/2.0+1.2××(2.7+8.28+0.5×6)×2.0 =101.56KN 底層AC跨：經(jīng)比較，與地震作用（左）組合時剪力設計值較大 =1.1×（4.41+249.52）/5.6+1.2××（16.56+14.49+0.5×8.28）×5.6 =171.66KNCD跨：經(jīng)比較，與地震作用（左、右）組合時剪力設計值一樣大 =1.1×(66.34+223.97)/2.0+1.2××(2.7+8.28+0.5×6)×2.0 =176.45KN 2、框

26、架柱的內力組合 （1）框架柱的內力組合見表4。 （2）框架抗震剪力設計值的調整 頂層邊柱： =1.1×（103.66+77.59）=53.89KN中柱： =1.1×1.1×（69.24-17.54）+87.99/3.7=70.67KN 中間層邊柱： =1.1×（×124.13+1.15×133.10/3.7=63.96KN中柱： =1.1×（207.97+4.14）+1.15×166.03/3.7=88.29KN 底層邊柱： =1.1×（×107.68+1.15×204.48）/4.6

27、5=67.06KN中柱： =1.1××（249.52+66.34）+1.15×241.39）/4.65 =99.22KN 六、框架梁柱配筋 1、框架橫梁配筋根據(jù)橫梁控制截面的彎矩設計值和剪力調整值，利用受彎構件正截面承載力和斜截面承載力計算公式，算出所需縱筋與箍筋并進行配筋。 （1）框架橫梁正截面承載力計算見表5。 （2）框架橫梁的斜截面承載力計算見表6。 由表6可知，需按計算配箍筋，計算箍筋數(shù)量如下： 頂層邊跨： 選用8雙支箍，故按構造選配箍筋，加密區(qū)8100；非加密區(qū)8200 頂層中跨： 故按構造選配箍筋，加密區(qū)8100；非加密區(qū)8200 中間層邊跨： 選用8

28、雙支箍，故按構造選配箍筋，加密區(qū)8100；非加密區(qū)8200 中間層中跨： 選用8雙支箍，故按構造選配箍筋，加密區(qū) 8100；非加密區(qū) 8200 底層邊跨： 選用8雙支箍，配筋為：加密區(qū)10100；非加密區(qū)10200 底層中跨： 選用8雙支箍，故按構造選配箍筋，加密區(qū)10100；非加密區(qū)10150 2、框架柱的配筋柱的配筋采用對稱式（以利于不同方向的地震作用），并且為了施工方便，從底層到頂層采用通長配筋，故按最大的底層柱配筋。 材料:混凝土， 鋼筋，, 柱： ， （1）框架柱配筋選擇見表7、8、9，按三種情況中配筋率最大的一組選擇配筋，故按表7中配筋:邊柱：每邊3 25，； 中柱：每邊3 28，

29、 （2）框架柱抗剪承載力計算 以最大剪力相應的軸力N作為控制值，鋼筋（），承載力計算如表10所示。箍筋選用：加密區(qū)8100雙支箍。非加密區(qū)8200雙支箍 （3）柱子的配筋截面（如圖6.1） (a) 邊柱 （b） 中柱 圖6.1 柱子的配筋截面圖 七、樓梯設計 將樓梯設計成板式樓梯，上部涂水磨石面層，板底抹灰2mm。 1、梯段板設計取板厚h=130mm，約為板斜長的1/3，傾角tana=150/280=0.54,cosa=0.881。取1m寬板帶計算。 （1）荷載計算梯段板的荷載計算如下： 表11：梯段板的荷載計算荷 載 種 類荷載標準值（KN/m）恒荷載水磨石面層（0.28+0.15）

30、5;0.65/0.28=1.00三角形踏步1/2×0.28×0.15×25/0.28=1.875混凝土斜板0.13×25/0.881=3.41板底抹灰0.02×17/0.881=0.39小 計6.675活 荷 載3.5總荷載設計值 （2）截面設計 板水平計算跨度: 彎矩設計值: 板的有效高度: 選配14160，。 2、平臺板設計設平臺板厚h=70mm，取1m寬板帶計算 （1）荷載計算平臺板的荷載計算如下：表12：平臺板的荷載計算荷 載 種 類荷載標準值（KN/m）恒荷載水磨石面層0.6570mm厚混凝土板0.07×25=1.75板底抹

31、灰0.02×17=0.34小 計2.74活 荷 載3.5 總荷載設計值 （2）截面設計 板水平計算跨度: 彎矩設計值: 板的有效高度: 選配6/8200，。 3、平臺梁設計設平臺梁尺寸為200mm×350mm。 （1）荷載計算平臺梁的荷載計算如下：表13：平臺梁的荷載計算荷 載 種 類荷載標準值（KN/m）恒荷載梁自重0.2×（0.35-0.07）×25=1.4粱側粉刷0.02×（0.35-0.07）×2×17=0.19平臺板傳來2.74×1.6/2=2.19梯段板傳來6.675×3.92/2=13.08

32、小 計16.86活 荷 載3.5×（3.92/2+1.6/2）=9.66總荷載設計值 （2）截面設計 計算跨度: 彎矩設計值: 剪力設計值: 截面按倒L形計算， 梁的有效截面高度： 故屬于第一類T形截面。 選配 2 18， (3)斜截面受剪承載力計算配置6200箍筋，則斜截面受剪承載力 =滿足要求。 4、梯段板、平臺板、平臺梁配筋見圖7.1所示： （a）梯段板、平臺板配筋圖 （b）平臺梁配筋圖 圖7.1 樓梯配筋圖 八、基礎設計根據(jù)地質條件及建筑物地基承載力要求，采用柱下鋼筋混凝土條形基礎。 1、基礎上部荷載標準組合 恒+活 + 0.6×風 + 0.7地震A點：M=11.4+2.71+0.6×13.51+0.7×145.51=124.1KN.m N=376+70.99+0.6×7.28+0.7×65.95=497.5KN V=6.261.490.6×4.770.7