临沂市广电办公楼混凝土框架结构设计

 2021-11-29 11:11

论文总字数:219132字

摘 要

本计算书综合运用大学阶段所学的专业知识,根据老师提供的设计任务书,以及相关设计规范和学院毕业设计制度来进行混凝土结构的结构设计。

本课题为临沂市广电办公楼混凝土框架结构设计,该项目位于山东省临沂市境内,为地上5层混凝土框架结构,无地下室,建筑总高为19.7m。结构形式采用钢筋混凝土框架结构。结构设计主要任务包括结构选型、荷载计算、内力分析与组合、梁柱配筋、板、连续梁、楼梯及基础计算。通过AutoCAD和PKPM等软件进行了施工图设计和电脑分析。本着安全、耐久、经济的原则,并严格遵循了国家相关规范规程进行设计,最终成果为一份计算书和九张施工图。

关键词:结构设计,钢筋混凝土框架

THE STRUCTURE AND THE CONSTRUCTION ORGANIZATION DESIGN OF CONCRETE FRAME STRUCTURE FOR THE RADIO AND TELEVISION BUILDING IN LINYI CITY

Abstract

The thesis uses the professional knowledge which learned in college according to the request of the design program, the related design code and the system of college graduation design for the structure design. The design of the office building includes architectural design, structural design and construction management design.

The design is for the radio and television building, which locates at the LinYi city. The building is concrete frame structure with five floors without basement. The building is 19.7 meters high. This building office is designed with the safe, durable and economic principles. It strictly abides by the related standards and the rules of our country. In the structure design, it makes selecting structure, calculating load, analyzing and combinating internal force, designing the reinforcement of the beam and column, board, continuous beam, stair and foundation. It adopts the AutoCAD and PKPM architecture design software to design the construction drawing. In the end, we can achieve a calculation and nine working drawings.

KEY WORDS: structure design, reinforced concreted frame

目录

摘 要 2

第一部分 设计资料 6

1.1 工程概况 6

1.1.1 工程名称 6

临沂市广电办公楼 6

1.1.2 建设地点 6

1.2 建筑设计资料 6

1.3 基本数据 6

1.3.1设计及抗震等要求 6

1.3.2气象条件 6

1.3.3活荷载 6

1.3.4 拟建场地工程地质情况 6

第二部分 框架结构布置及计算简图 7

2.1结构选型 7

2.2 结构布置 7

2.3 初估截面尺寸 7

2.3.1框架梁 7

2.3.2框架柱 8

2.3.3 板 9

2.4 计算简图 9

2.5梁柱线刚度计算 9

第三部分 荷载标准值计算 10

3.1 竖向荷载计算 10

3.1.1 永久荷载计算 10

3.1.2 可变荷载计算 11

3.2 水平荷载计算 11

3.2.1 风荷载计算 11

第四部分 楼面设计 13

4.1 楼面资料(各房间、走道、卫生间采取相同的做法) 13

4.2 楼面板设计 13

4.2.1 楼面板计算简图 13

4.2.2双向板弯距计算 14

4.2.3双向板配筋计算 1

4.3 楼面次梁设计 3

4.3.1 次梁CL-1 3

4.3.2 CL-2 6

第五部分 屋面设计 8

第六部分 框架内力计算 9

6.1框架计算简图 9

6.1.1 计算简图说明 9

6.1.2 框架梁柱截面特征值 9

6.2 ⑦轴竖向荷载计算 10

6.2.1恒荷载计算 10

6.2.2楼(屋)面可变荷载计算 12

6.3竖向荷载作用下的内力计算 13

6.3.1永久荷载作用下 13

6.3.2可变荷载作用下 24

6.4 风荷载作用下的内力计算 42

6.4.1柱的修正抗侧刚度表 42

6.4.2 修正反弯点高度计算 42

6.4.3 内力计算表格 43

6.4.4 风荷载内力图 44

6.5 地震作用下的内力计算 46

6.5.1重力荷载代表值计算 46

6.5.2框架柱的计算 47

6.5.3横向框架水平地震作用下内力计算 49

第七部分 梁、柱内力组合 54

7.1框架梁内力组合 54

7.1.1框架梁内力非抗震组合 55

7.1.2框架梁内力抗震组合 62

7.1.3 框架梁内力的标准组合和准永久组合 66

7.2框架柱内力组合 68

7.2.1 柱内力非抗震组合 69

7.2.2 框架柱内力抗震组合 77

第八部分 框架截面设计 80

8.1 框架梁截面设计 80

8.2 框架柱截面设计 90

8.2.4 斜截面受剪承载力及剪压比验算 102

第九部分 基础设计 105

9.1基础设计资料 105

9.2 基础设计 105

9.2.1 基础选型 105

9.2.2 桩顶作用效应计算 105

9.2.3 单桩承载力计算 106

9.2.4 柱基础设计 106

9.2 基础连梁设计 111

9.2.1 梁高的估算 111

9.2.2 基础连梁正截面计算 111

第十部分 楼梯设计 114

10.1设计资料 114

10.2 底层楼梯的结构设计 114

10.2.1梯段板设计 114

10.2.2 平台板设计 114

10.2.3平台梁计算 115

10.2.3平台柱设计 116

10.3 标准层楼梯的结构设计 116

10.3.1梯段板设计 116

10.2.2 平台板设计 117

10.2.3平台梁计算 118

10.2.3平台柱设计 119

第十一部分 手算与电算的比较 120

11.1 结构基本周期 120

11.2 位移 120

11.3底层柱轴力设计值 120

11.4 框架梁配筋面积 120

致谢 122

参考文献(References) 123

附录一 结构设计信息 124

附录二 周期 振型 地震力 136

附录三 结构位移 145

第一部分 设计资料

1.1 工程概况

1.1.1 工程名称

临沂市广电办公楼

1.1.2 建设地点

山东省临沂市境内

1.2 建筑设计资料

此办公楼混凝土框架结构设计位于临沂市,为地上5层混凝土框架结构,无地下室。建筑±0.000标高相当于黄海高程为10.100m,室内外高差为0.30m,一层层高5.3m,二~五层层高均为3.6m,建筑总高为19.7m。

1.3 基本数据

1.3.1设计及抗震等要求

拟采用现浇混凝土框架结构,混凝土桩基础。建筑结构的安全等级为二级,设计使用年限为50年。

此建筑抗震设防烈度为7度,设计地震分组第1组,基本地震加速度值为0.15g,多遇地震;建筑场地土类别为:Ⅲ类,地面粗糙程度为B类;建筑抗震设防烈度为丙类;地基基础设计等级为为乙级;建筑物等耐火等级为二级。

1.3.2气象条件

基本风压:ω0=0.40kN/m2

基本雪压:S0=0.40kN/m2

1.3.3活荷载

办公室一般房间活荷载 2.0kN/m2

走廊、门厅、楼梯活荷载 2.5kN/m2

卫生间活荷载 2.0kN/m2

上人屋面活载 2.5kN/m2

1.3.4 拟建场地工程地质情况

表1.1 拟建场地工程地质情况表

岩土层名称

土层深度(m)

稠密度/风化程度

地基承载力特征值(KPa)

混凝土预制桩

人工挖孔灌注桩

qsa(KPa)

qpa1(KPa)

qsa(KPa)

qpa2(KPa)

①杂填土

0~1.3

松散

/

13

②细砂

1.3~3.0

稍密

130kPa

25

③砂质粘性土

3.0~6.5

硬塑

180kPa

45

④中砂

6.5~13.0

坚硬

210kPa

50

⑤花岗岩

13.0~

全风化

270kPa

55

4000

第二部分 框架结构布置及计算简图

2.1结构选型

根据建筑功能的要求,为使建筑平面布置灵活,获得较大的使用空间,本结构设计采用钢筋混凝土框架结构体系。

2.2 结构布置

根据建筑功能要求及建筑物可用的占地平面地形,柱网布置呈长方形,采用纵横向框架双向承重方案。这种方案具有较好的整体工作性能。具体布置详见下图。施工方案采用梁、板、柱整体现浇方案,楼梯采用整体现浇板式楼梯。

图2.1 结构平面布置图

2.3 初估截面尺寸

根据本项目房屋的结构类型、抗震设防烈度和房屋的高度查抗震规范,得本建筑的抗震等级为三级。楼盖、屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构。各层梁柱板混凝土等级均为C30,纵向受力钢筋采用HRB400级钢筋,板构造钢筋采用HRB400级钢筋,其余钢筋采用HRB335级钢筋。

2.3.1框架梁

2.3.1.1 框架主梁

框架梁的高度按照高跨比来确定,即梁高h=(1/12~1/8)L,宽度b=(1/3~1/2)h。

横向框架梁:6.6m,h=(1/12~1/8)L=550~825mm;

6.0m,h=(1/12~1/8)L=500~750mm;

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