●毕业设计论文之三
毕业设计（论文）计算书
题目：南昌市英雄开发区教育局办公楼设计
学院：建工学院系土木工程
专业：建筑工程
班级：土木093班
学号： 6002109095
姓名：饶守丰
指导教师：刘伟平习小俊
填表日期： 20013 年 5 月 11 日
设计资料：
1、场地：南昌地区，建筑控制线范围是：50m×40m，建筑控制高度为20m。
2、地质条件（自上而下土层分布）：
（1）、杂填土约0.5m，f k=80 kPa；（2）、粘土层约3.0m，f k=220 kPa；
I l=0.5，
（3）、中粗砂层约10m，f k=250 kPa；干作业成孔灌注桩桩端极限阻力标准值：q k=2000 kPa；桩侧极限阻力标准值可参照建筑桩基技术规范选用。
（4）、岩层， f k=450 kPa；采用桩基时，桩端极限阻力标准值：q k=4000 kPa；桩侧极限阻力标准值可参照建筑桩基技术规范选用。
3、地下水位见于地表以下8m处。
4、施工条件
（1）施工单位：南昌市第一建筑公司
（2）施工人员，各工种工人数均不受限制，但要求不分工种，劳动力不均衡系数K<1.7
（3）材料供应：各种材料均可保证供应
（4）机械设备：施工单位均能解决。
（5）施工用水、电：由建设单位保证供应，路边即有水源、电源。
（6）施工道路：II级公路施工工期：6个月左右。
5、气象条件
常年主导风向西北风；夏季主导风向西南风；平均风速；夏季3.1M/秒，冬季4M/秒；基本风压Wo=0.40KN/㎡;基本雪压So=0.35KN/㎡,最大积雪深度：11cm，最高气温：40.6℃，最低气温：-9.3℃。最冷月平均温度：4℃<1-2月>最热月平均温度：29.7℃（7—9月）；最大降雨量：50.4mm/小时，月最大降雨量：184.3mm（4-6月）
6、结构类型：钢筋混凝土框架结构
7、选用材料:基础混凝土采用C30
梁、柱混凝土采用C30（f c=14.3N/mm2 f t=1.43 N/mm2）
钢筋采用：d≥12mm时，II级钢筋(HRB335)（fy=300 N/mm2）
d＜12mm时，I级钢筋(HPB235)（f y=210 N/mm2）
8、结构计算依据及有关参考文献：
1、房屋建筑学及结构力学教材；
2、“结构设计原理”及”地基基础”教材；
3、“建筑结构荷载规范”（GB50009-2001）；
4、“砼结构设计规范”（GB50010-2002）及相应的教材；
5、“建筑地基基础设计规范”（GB50007-2002）及相应的教材；
6、“建筑桩基技术规范“（JGJ94-94）及相应的教材；
7、“建筑抗震设计规范”（GB50011-2001）及相应的教材；
8、“混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图”—
—03G101制图；
9、简明建筑结构设计手册或静力结构计算手册；
10、建筑设计资料集及结构设计资料集；
一、框架计算
图（1）框架平面图
1．梁、柱、板尺寸：（取第9轴线框架进行结构计算）
梁：
边跨梁（AB,CE跨）由h=(1/8-1/12)l=(1/8-1/12)×6000mm
取得 h=600mm b=240mm
中间悬臂梁（BC跨） h=400mm，b=240mm
纵向连梁 h=600mm，b=240mm
板： h=100mm
柱： b×h=400mm×400mm
2.梁柱刚度计算：
根据地质质料，确定基础顶面离室外地面为600mm，由此得底层柱高3.6+0.45+0.6=4.65m（室内外高差450mm），梁截面惯性矩考虑现浇板作用，在设计中，一边有楼板 I=1.5Ir，两边有楼板 I=2Ir（Ir为按矩形截面积算，不考虑楼板翼缘作用的梁截面惯性矩）。
AC，CE跨梁：
i=2E×0.24×0.63/(12×5.84) =14.79×10-4 E(m3)
BC跨梁：
i=2E×0.25×0.43/(12×2.86）=9.21×10-4 E(m3)
柱截面：（h=400mm,b=300mm）
上部各柱
i=E×0.4×0.43/(12×3.6) =5.93×10-4 E(m3）
底层各柱
i=E×0.4×0.453/(12×4.65)=4.59×10-4 E(m3）
图（2）梁柱线刚度布置图×10-4 E(m3）
3.荷载计算
1）、屋面：
50厚500×500预制混凝土大阶砖 0.05×24=1.2KN/m2 30厚粗砂保护层 0.03×17=0.51KN/m2三元乙烯橡胶高分子卷材两道 0.2KN/m2 20厚1：3水泥砂浆找平层 0.02×20=0.4KN/m2 1：8水泥陶粒找坡层100mm 14×0.1=3.2KN/m2 40厚配筋C25细石混凝土保温层 22×0.04=0.88KN/m2 100厚钢筋混凝土板 0.1×25=2.5KN/m2恒载 15厚纸筋石灰抹灰 0.015×16=0.24KN/m2∑ 7.33KN/m2
活载不上人屋面查《荷载规范》得 0.50KN/m2
2、楼面：
水磨石地面30mm 1.2 KN/m2
100厚钢筋混凝土结构层 0.1×25=2.5 KN/m2恒载 15厚纸筋石灰抹灰 0.015×16=0.24 KN/m2
∑ 3.95KN/m2活载查《荷载规范》走廊，楼梯 2.0 KN/m2
档案室 2.5 KN/m2
办公室 2.0 KN/m2
储藏室 5.0 KN/m2
3、墙体荷载
内墙：粉煤灰轻渣空心砌块（390mm×240mm×190mm）墙体+双面内墙粉
刷层,8.0×0.24+0.02×17×2=2.6 KN/m2
外墙：粉煤灰轻渣空心砌块（390mm×240mm×190mm）墙体+一面外墙粉
刷层+ 一面内墙粉刷层+外墙保温层
8.0×0.24+0.02×17+0.02×20+0.5=3.16 KN/m2
4、梁：
AB边跨梁： 0.6×0.24×25+2×（0.6-0.1）×0.02×17=3.94KN/m
BC中间梁： 0.4×0.24×25+2×（0.4-0.1）×0.02×17+0.24×
0.02×17=2.69KN/m
边柱连梁（A、E轴）:0.6×0.24×25+（0.6-0.1）×0.02×17+0.6
×0.02×20=4.18KN/m
中柱连梁（B、C轴）：0.6×0.24×25+2×（0.6-0.1）×0.02×17=3.94KN/m 5、柱：
边柱： 0.4×0.4×25+[（0.4+0.4+0.4）-0.24×3]
×0.02×17+0.4×0.02×20=4.32 KN/m
中柱： 0.4×0.4×25+[（0.4+0.4）×2-0.24×3]
×0.02×17=4.3KN/m
6、门、窗：
普通木门，查《荷载规范》得 0.1-0.2 KN/m2，
取0.2 KN/m2；
铝合金窗取0.4 KN/m2
二、框架结构设计计算
1）框架荷载计算
（1）顶层框架荷载标准值
a、线荷载（恒载）：
边跨梁：（AB跨）
框架梁自重 3.94KN/m 屋面板传来荷载（梯形） 7.33×3.9=28.59KN/m 等效均布荷载： q E=(1-2α2+α3)q α=3900/(2×6000)=0.325
28.59×(1-2×0.3252 +0.3253 )= 23.54KN/m
∑g4AC =23.54+3.94=27.46KN/m
中跨梁(BC跨)：
框架梁自重 2.69KN/m BC跨为单向板，BC梁不承受板传来的均布荷载
∑g4CD=2.69KN/m
b、集中荷载(恒载)：
边柱（A轴）：
边柱连系梁自重： 4.00×6=24KN
1200高女儿墙： 0.6×7.8×0.24×19+1.2×0.02×2×7.8×17=49.05KN 连梁传来屋面荷载： 2×7.33×1/2×3.9×3.9×1/2=55.74KN
8-10轴梁传来的集中荷载：
8轴梁自重 3.94×6=23.64KN 屋面板传给8轴梁荷载 7.33×（6×2-3.9）×1/2×3.9×1/2×2=115.78KN 8轴梁上所受荷载为对称，故8轴梁荷载分别传给A、B轴各一半
所以，8轴梁分别传给A、B轴连梁荷载为1/2×（23.64+115.78）=69.71KN 所以， 8轴，10轴梁传给边柱，中柱集中荷载为1/2×69.71×2=69.71KN ∑G4A=24+49.05+55.74+69.71=198.5KN
中柱（B、C轴）：
中柱连系梁自重： 3.94×7.8=30.734KN
连系梁传来屋面自重：7.33×（1/2×3.9×3.9×1/2×2+1/2×2.7×7.8）=121.25KN
8，10轴梁传来的集中荷载： 69.71KN ∑G4B=30.73+132.93+69.71=247.19KN
c、活载：
边柱（A、E轴）：
屋面板活载： 0.5×1/2×3.9×3.9×1/2×2=3.8KN
8-10轴梁传来的集中荷载（荷载在8，10轴梁上对称分布）：
1/2×0.5×（6×2-3.9）×1/2×3.9×1/2×2=3.95KN ∑Q4A=3.8+3.95=6.8KN
中柱（B、C轴）：
屋面活载： 0.5×（1/2×3.9×3.9×1/2×2+1/2×2.7×7.8）=9.08KN 8，10轴梁传来的集中荷载： 3.95KN ∑Q4B=9.08+3.05=13.03KN
边跨梁（AB、DE跨）：
屋面板传来的活载： 0.5×3.9=1.95KN/m
等效均布荷载： q E=(1-2α2+α3)q α=3900/(2×6600)=0.325 ∑q4AB=1.95×(1-2×0.3252 +0.3253 )=1.61KN/m
中跨梁（BC跨）：
屋面板传来的活荷载为零（单向板） q4BC=0 2）、标准层框架荷载标准值
a、线荷载（恒载）：
边跨梁（AB、DE跨）：
框架梁自重： 3.94KN/m
梁上墙自重 2.6×（3.6-0.6）=7.8KN/m
楼面板传来荷载： 3.95×3.9=15.41KN/m
等效均布荷载： q E=(1-2α2+α3)q α=3900/(2×6000)=0.325 15.41×(1-2×0.3252 +0.3253 )=12.68KN/m Σg AB=3.94+7.8+12.68=22.05KN/m
边跨梁（BC跨）：
框架梁自重： 3.94KN/m
BC跨为单向板，不承受板传来的均布荷载
Σg BC=3.94KN/m
b、集中荷载(恒载):
边柱（A、E轴）：
边柱连系梁自重: 4.18×7.8=32.60N
边柱连系梁上（由于窗子分布对称，故连系梁上窗和墙体荷载可看做分
别两边柱各一半）
连梁上墙体自重：3.16×[7.8×（3.9-0.6）-2×1.8×2.4]=46.64KN
铝合金窗自重： 2×0.4×2.4×1.8=3.46KN
框架柱自重： 4.32×3.6=15.55KN
8，10轴梁传来的集中荷载计算：
8轴梁自重 3.94×6=23.64KN
梁上墙自重 2.6×（3.6-0.6）×6=46.8KN
屋面板传给8轴梁荷载 7.33×（6×2-3.9）×1/2×3.9×1/2×2=115.78KN
8轴梁上所受荷载为对称，故8轴梁荷载分别传给A、B轴各一半
所以，8轴梁分别传给A、B轴连梁荷载为1/2×（23.64+115.78）=69.71KN
所以， 8轴，10轴梁传给边柱，中柱集中荷载为1/2×69.71×2=69.71KN
∑G A=32.64+46.64+3.46+15.55+69.71=167.96KN
中柱（B、C轴）：
中柱连梁自重: 3.93×7.8=30.73KN
中柱连梁上（由于门对称分布，故连梁上门和墙体荷载各柱分一半）
木门自重： 2×0.2×2.1×1=0.84KN
墙体自重： 2.6×[6.6×（3.6-0.6）-2×1×2.1]=40.56KN
框架柱子自重： 4.24×3.6=15.26KN
连梁传来楼板荷载：3.85×（7.8×1/2×2.7+2×3.9×1/2×3.9×1/2）
=56.61KN
8，10轴梁柱集中荷载： 69.71KN ΣG B=30.73+40.56+0.84+15.26+56.61+69.71=213.71KN
c、活载：
边柱：
楼面活载： 2.0×1/2×3.9×3.9×1/2×2=15.21KN
8-10轴梁传来的集中荷载（荷载在8，10轴梁上对称分布）：
1/2×2×（6×2-3.9）×1/2×3.9×1/2×2=15.80KN
∑Q A=15.21+15.80=31.01KN
中柱（B、C轴）：
楼面活载： 2.0×（1/2×3.9×3.9×1/2×2+1/2×2.7×7.8）=33.93KN 8，10轴梁传来的集中荷载： 15.80KN ∑Q4B=33.90+15.80=49.73KN
边跨梁（AB、DE跨）：
楼板传来的活载： 2.0×3.9=7.8KN/m 等效均布荷载： q E=(1-2α2+α3)q α=3900/(2×6600)=0.325 ∑q AB=7.8×(1-2×0.3252 +0.3253 )=6.42KN/m
中跨梁（BC跨）：
屋面板传来的活荷载为零（单向板） q BC=0
图（3）恒载标准值作用下的结构计算简图
图（4）等效恒载标准值作用下的计算简图
图（5）活载标准值作用下的计算简图
图（6）等效活载标准值作用下的计算简图
三、风荷载标准值（基本风压W0： 0.4KN/m2 ）
体型系数μs: 1.3(迎风面取0.8，背风面取-0.5)
风振系数B z：取1.0（因为H＜30M）
集中荷载W：W=βzμsμzW0A
（顶层计算高度取女儿墙墙高+四层层高/2，以下各层取上层层高/2+ 下层层高/2）地面粗糙程度为C类
风荷载标准值的计算，
风荷载作用下的内力计算
框架在风荷载作用下（从左向右吹）的内力用D值法进行计算。
计算步骤：
1、计算各柱抗侧刚度D及总剪力在各柱间的剪力分配；
2、确定各柱反弯点高度系数y；
3、求各柱杆端弯矩及梁端弯矩。
图（7）风荷载标准值(左风)作用下结构计算简图
图（8）梁柱相对线刚度分布图
（1）柱子剪力计算
n：为总层数 j：为所在层 k：为梁柱线刚度比y o：标准反弯点高度比（由n、j、k查表可得）
α1：上下梁刚度变化时的刚度比
α2=上层层高/所计算层层高
α3=下层层高/本层层高
由α1、α2、α3可查得y1、y2、y3
（3）求各柱杆端弯矩及梁端弯矩
根据各柱分配到的剪力及反弯点位置yh计算i层第j个柱端弯矩
上端弯矩： M t ij=V ij h（1-y）
下端弯矩： M b ij=V ij hy
由柱端弯矩，并根据节点平衡计算梁端弯矩
对于边跨梁端弯矩：M bi=M t ij+M b i+1，j
对于中跨，由于梁端弯矩与梁的线刚度成正比，因此按线刚度比值进行分配。
图（9）风荷载标准值作用下的弯矩图（左风）(单位：KN.m)