框架--剪力墙结构的高层办公楼设计计算书(某11层框剪办公楼建筑图结构图计算书10000平米左右)【可提供完整设计图纸】.doc

框-剪高层办公楼 专业： 土木工程 姓名： 学号： 指导教师： 时间: 目 录目录·····························································1-1第一章、中英文摘要···············································3-5第二章、前言·····················································5-6第三章、混凝土框-剪结构设计· ··································6-6第一节、框剪结构设计任务书····································6-7第二节、结构布置及截面尺寸初步估算····························7-12第三节、计算简图及刚度参数····································12-24 第四节、竖向以及水平荷载计算··································24-33 第五节、水平荷载作用效应分析··································33-44第六节 竖向荷载作用下框剪结构内力计算·······················44-53第七节、荷载效应组合·········································53-60第八节、框剪梁柱截面设计及配筋计算····························60-66第九节、现浇楼梯设计··········································66-73第九节、楼板设计配筋··········································66-73第十节、框剪结构片筏基础设计··································73-77第四章、谢辞·····················································78-80第五章、注释···················································· 80-80第六章、参考文献·················································80-80附录、专业英语翻译···············································81-95 第一章 中英文摘要中文摘要框架-剪力墙结构，也称为框剪结构，广泛应用于办公和公用高层建筑，也大量应用于高层旅馆设计，我的毕业设计是框架-剪力墙结构的高层办公楼设计。这种结构由框架梁柱形成自由灵活的空间，容易满足建筑功能的要求；同时又有一定数量的剪力墙，使得它具有很强的抗震能力，同时，剪力墙的设置，减少了在水平荷载作用下结构的侧移，避免砌体填充墙在地震中严重破坏和倒塌。所以，在地震区要采用框架结构时，宜优先选用框剪结构。最近四川汶川的大地震，损失严重，更能说明将结构做的完美的重要性。 我的设计内容主要是结构设计，毕业设计是土木工程专业的必修课程，我的设计是办公楼设计，设计采用钢筋混凝土现浇框架-剪力墙结构，建筑层数为十一层，地上十层，地下一层，建筑总高度39.9 m，总建筑面积10174.32，其中地下室占地面积为1017.47。根据设计要求，设防烈度为7度，抗震等级为二级，设计中要考虑抗震设计。设计包括结构部分、楼梯、基础等。根据任务书定出各层平面图及平面布置。本方案主体结构为双向承重框架剪力墙结构。在进行荷载计算和构件截面估算后，选取了一榀框架剪力墙进行计算，计算内容包括框架梁、框架柱、剪力墙、连梁的截面尺寸的选取及线刚度的计算；恒载、活载、地震作用下梁端、柱端、剪力墙、连梁的弯矩、剪力的计算；框架、剪力墙、连梁的内力组合；框架梁柱配筋计算；楼梯配筋计算及基础设计。框架受力钢筋主要采用级钢筋，箍筋主要采用级钢筋，楼梯采用钢筋混凝土梁板式楼梯；由于上部结构荷载较大，地基土存在软弱层，基础采用钢筋混凝土筏板基础。整个方案设计基本符合设计和结构要求，具有一定的合理性。通过对办公楼楼层平面图、剖面图、构造图的绘制和结构的设计，熟悉了设计的全过程，并能熟练应用AuToCAD、天正绘图软件等，并熟悉了一下PKPM的应用，掌握了结构设计计算的基本方法，创造性的完成了毕业设计任务。同时，对大学所学的专业知识和基本概念有了更深的理解，从而提高了分析和解决实际问题的能力。关键词：土木工程 钢筋混凝土结构 框架剪力墙结构 筏板基础 恒载 活载 地震作用 荷载设计值 荷载效应 结构计算 概念设计Abstract:Framework - shear wall structure, also known as FRAME-SHEAR WALL structure, widely used in public office and high-rise building, also used in large high-rise hotel design, and mine is in this type.The type of this structure is flexible in space, and the building is easy to meet the demands ,and also a certain amount of shear walls, making it a strong earthquake capacity, while the shear wall set up, reducing the Level load structure under the sway, to avoid filling masonry wall in the quake severely damaged and collapsed. Therefore, in the earthquake zone to adopt the framework of the structure, to give priority optional FRAME-SHEAR WALL structure. Chuan Wenchuan four of the last major earthquake, serious damage, the structure will be better able to explain the importance of doing perfect.I design the content is mainly structural design, civil engineering graduate design is a compulsory course, my office building design is design, design a framework of cast-in-place reinforced concrete - shear wall structure, building a 10 storeys to the ground 10 layer, a layer of the ground floor, building height of 39.9 m, a total construction area of 10174.32 square meters, which covers an area of the basement to 1017.47 square meters. According to the design requirements, the intensity of seven degree of security, seismic rating for the two, to consider the design of seismic design. Including the design of the structure of the stairs, the foundation. According to the mandate set of floor plans and layout of each floor. The programme for the two-way load-bearing structure of the main framework - shear wall structure. Load component in the calculation and estimates section, select a Pin framework - a shear wall, the calculation includes the framework of beams, columns, shear walls, even the size of the beam section and select the stiffness of the calculation; constant load , The live load, under earthquake Beam, column-, shear walls, and even beam the moment, shear the calculation; framework, shear walls, beam combination of internal forces; framework reinforced beams calculated reinforced staircases The basis of calculation and design. The framework of reinforced steel bars used mainly level, the main use of stirrups -class steel, reinforced concrete beams using the stairs plate staircase; larger load because of the upper structure, the existence of weak foundation soil layer, based on a reinforced concrete raft foundation. The basic design of the entire programme with the design and structural requirements, have a certain reasonable. Through the office building floor plans, profiles, construction and structure of the plan is drawing the design, familiar with the design of the entire process, and can skillfully use AuToCAD, Tianzheng mapping software, and familiar with the application of the PKPM, mastered the structural design calculations The basic method, the completion of the graduate creative design task. At the same time, the study by the University of the basic concepts and expertise gained a deeper understanding, so as to enhance the analysis and the ability to solve practical problems.Key word: Civil Engineering Reinforced Concrete Structures Framework - shear wall structure Beam Liang plate staircase Raft foundation dead load Live load Earthquake Load design value Load effect Structural calculations      第二章 前 言高层建筑是近代经济发展和科学技术进步的产物。随着经济的腾飞，城市人口集中，用地紧张，以及商业竞争的激烈化，使相当多的办公楼、旅馆、医院、学校等向高层发展。我在老师和同学的帮助下，设计了这一高层框架-剪力墙结构的办公楼，再次向各位老师和同学表示感谢，设计中难免会有很多不足之处，敬请老师多加指教。 谢谢 第三章 混凝土框剪结构设计第一节 框剪结构设计任务书1工程名称:集团高层办公楼2建设地点:3工程概况:11层，平面尺寸为,主体高度为39.9m,手层层高为，其余层高为，地下室一层，层高。上部为框架-剪力墙结构，剪力墙门洞高为，内外围护墙均采用加气混凝土。主要功能划分：本工程地下一层为车库，存储丙类以下物资，一层及十层为办公用房以及营业厅。4设计条件： 抗震设防烈度为7度，场地类别为类，设计地震分组为第一组，基本风压为，地面粗糙度为B类，基本雪压为,5设计要求： 选择合理的结构方案，进行结构布置，对该建筑进行横向抗震设计。100第二节 结构布置及截面尺寸初步估算 该建筑经过对建筑高度、使用要求、材料用量、抗震要求、造价等因素综合考虑后，宜采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构。结构体系与结构布置如下图所示：标准层结构布置图见下页所示：标准层结构布置图高宽比： (最大高宽比) 满足要求。设防烈度为7度，现浇。结构抗震等级7度设防，高小于60m，框架三级，剪力墙二级。1 框架布置以及梁柱截面尺寸确定： 框架剪力墙结构应设计为双向抗侧力体系，框架应采用纵横双向梁柱刚结体系。 本设计中，框架梁柱的轴线重合在同一平面内。2 柱子截面尺寸初步估计： 根据抗震等级要求，查表确定轴压比限值，抗震等级与楼高，抗震烈度。楼高:m以上,二级,轴压比.(轴压比越高,柱子适性越差,抗震越差)根据柱子的轴压比估算柱子截面:(其中为分项系数1.2，：楼层数1 1.05 水平力使轴力增大系数S：柱子的承载轴面面积W：单位面积重量框架剪力墙结构1214kN/中柱:取边柱: 取 考虑到各柱子尺寸不宜相差太大，以及柱子抗侧移刚度有一定保证，因此初选柱子截面尺寸为： 边柱为 中柱为3 梁截面尺寸初估：() 横向框架梁跨度:梁高:取梁宽:取(横向框架梁)() 纵向框架梁跨度: 梁高:取梁宽:取(纵向框架梁)()非框架梁()连梁(剪力墙与柱子间)4 剪力墙数量的确定：（1） 位置确定： 布置原则：均匀、分散、对称、周边，楼电梯间四周，楼电梯间使楼面受大开洞的削弱，宜采用钢筋混凝土剪力墙加强。对称布置主要是为了避免和减少扭转对结构的不利影响。需要抗震设防的框架剪力墙结构，剪力墙宜双向布置。布置如图所示，剪力墙厚度为250mm（2） 数量确定 剪力墙截面面积与楼面面积之比按照2%-3%考虑，且纵横两个方向剪力墙截面面积应该大致相等，即纵横各应有：所以,满足要求. 综上，各种构件截面尺寸以及混凝土强度等级详见下表：楼层梁截面柱剪力墙厚混凝土等级纵向横向非框架梁连梁边柱中柱梁、板剪力墙柱110250×500250×700200×400250×400600×600750×750250C30C40板的厚度： 板的最小厚度不小于80mm，按照双向板跨度的1/50考虑，考虑到保证结构的整体性，初选h=100mm，顶层楼板取120mm。第三节 计算简图以及刚度参数 本工程仅给出主体结构横向在荷载作用下的受力计算以及截面设计。取轴的横向框架-剪力墙结构进行设计验算。刚度参数：总剪力墙的等效抗弯刚度：（1） 剪力墙类型的判别：本工程中横向剪力墙中W1、W2、W3无洞口，为整体剪力墙。（2） 剪力墙刚度计算时，可以考虑纵横墙间的共同工作。纵墙的一部分可以作为横墙的有效翼缘。每一侧的有效翼缘宽度可以取翼缘厚度的6倍、墙间距的一半和总高度的1/20中的最小值，且不大于至洞口边缘的距离。2W1类型的判别： 几何尺寸见下图： 有效翼缘宽度：取最小值为1300mm截面面积：形心位置：惯性矩：C40混凝土的弹性模量：则：（3） W2类型的判别：几何尺寸：有效翼缘宽度：取最小值为1500mm截面面积：形心位置：惯性矩：C40混凝土的弹性模量：则：（4） W3类型的判别：几何尺寸见下图：取最小值为1500mm截面面积：墙肢以及组合截面形心位置：组合截面惯性矩：连梁截面惯性矩、计算跨度、墙肢形心间距：29层：连梁截面积：计算跨度：连梁截面折算惯性矩：1层：连梁截面积：计算跨度：连梁截面折算惯性矩：则Ib的加权平均值：连梁计算跨度的加权平均值：洞口两侧墙肢形心间距：墙肢1的截面惯性矩：墙肢2的截面形心：剪力墙类型判别：属于整体小开口剪力墙等效刚度计算：经计算得，综上计算：总剪力墙的等效抗弯刚度为：总框架的抗推刚度1 普通框架 计算轴为例，说明普通框架的抗推刚度Cf计算，其余各轴框架柱的Cf值以汇总表格的形式给出：（1） 轴框架的几何尺寸如下图所示： 截面尺寸：KL21 KL22的梁截面尺寸：B E柱截面尺寸相同：D柱：柱的计算长度为：1层： 210层： 梁柱截面惯性矩Ib Ic梁截面惯性矩可以近似取矩形截面惯性矩的2倍：边柱B、E截面惯性矩：中柱截面惯性矩：最后计算各层边柱的抗推刚度轴的柱子的Cf值见下表：轴号层号ib(103kN·m)轴左梁右梁ick=k/(2+k)=(0.5+k)/(2+k)h(m)DCfB156.70373.1250.7750.464.817.5284.09621056.703900.630.243.917.04166.46D156.70379.9178.5260.7650.4574.842.491203.96621056.70379.9219.7250.6220.2373.941.085160.23E179.973.1251.0930.5154.821.8894.14821079.9900.8880.3073.919.61485.015 轴柱子的Cf的计算表：轴号层号ib(103kN·m)轴左梁右梁ick=k/(2+k)=(0.5+k)/(2+k)h(m)DCfB156.70373.1250.7750.464.817.5284.09621056.703900.630.243.917.04166.46D156.70379.97312518680.6124.842.491203.96621056.70379.99000015180.2373.941.085160.23E179.973.1251.0930.5154.821.8894.14821079.9900.8880.3073.919.61485.015综上统计如下：一、总框架的抗推刚度横向普通框架柱和壁式框架柱的侧移刚度D值和Cf值的计算结果汇总于下:普通框架及壁式框架的D值和Cf值汇总表柱子位置数量D(103kN/m)Cf(103kN)1层210层1层210层普通框架汇总641.229 620.668 3025.772 2462.673 W4左边柱1 40.380 31.246 193.824 121.859 W4中柱11 110.365 70.662 529.752 275.582 W4中柱21 110.423 70.830 530.030 276.237 W4右边柱1 46.120 29.116 221.376 113.552 948.517 822.522 4500.754 3249.904 总框架抗推刚度Cf可以由各层普通框架、壁式框架抗推刚度之和的加权平均值求出： Cf =3400.382kN 二、总连梁的等效剪切刚度C 本工程中有连梁LL12列，LL22列，KL31列横向各列连梁的平均约束弯矩及总连梁的等效剪切刚度C汇总于下： 横向连梁剪切刚度汇总表编号数量Cb(104kN)LL1276.483LL2270.914KL3190.244237.641三、主体结构的刚度特征值在计算体系基本周期时,认为体系是处于弹性阶段工作,按下式计算: =H=39.9=2.32在体系协同内力计算时,总连梁等效剪切刚度Cb可乘以考虑弹塑性变形影响的刚度折减系数,根据<<高规>>规定,折减系数不宜小于0.55,本工程取0.55=H=39.9=2.09第四节 竖向以及水平荷载计算一、竖向荷载计算各种构件的荷载标准值：板荷载(屋面荷载) 层面（上人屋面）活载： 2.0kN/m2恒载： 20厚1：2水泥砂浆抹面 0.020×200.4KN/m2 3厚APP改性沥青防水层 0.05 KN/m2 20厚1：3水泥砂浆找平层 0.020×200.4KN/m2 80厚聚苯乙烯保温层 0.5×0.080.04 KN/m 1：10水泥珍珠岩找坡 4×0.030.12 KN/m2 2厚APP改性沥青隔气层 0.05 KN/m2 20厚1：3水泥砂浆找平层 20×0.020.4 KN/m2 120厚砼楼板 25×0.122.55KN/m2 15厚混合砂浆抹面 17×0.0150.255 KN/m2 屋面恒载小计： 6.136 KN/m2（办公楼） 活载： 2.0kN/m2（办公楼） 恒载:30厚水磨石地面 0.65kN/ m2100mm厚钢筋混凝土板自重 25×0.1=2.5kN/ m220厚水泥砂浆找平层 20×0.02=0.4 KN/m2V型轻钢龙骨吊顶 0.25kN/ m2恒载合计 3.8kN/ m2(仓库)活载: 5.0 KN/m2恒载:水磨石地面（10mm面层，20mm水泥砂浆打底） 0.65 KN/m2100mm厚钢筋混凝土板 25×0.1=2.5 KN/m220mm厚水泥砂浆粉刷层 0.02×20=0.4 KN/m2 恒载合计： 3.55 KN/m2(楼梯)活载： 3.5kN/m2恒载:花岗岩地面 28×0.015=0.42 KN/m220mm厚水泥砂浆找平层 20×0.02=0.4 KN/m2100mm厚钢筋混凝土楼板 25×0.1=2.5 KN/m220mm厚水泥砂浆粉刷层 20×0.02=0.4 KN/m2 恒载合计： 3.72 KN/m2 (电梯机房地面)活载: 7.0 KN/m2恒载: 120mm厚混凝土板 0.12×25=3.0 KN/m2 恒载合计： 3.0 KN/m2 (卫生间)活载: 2.5 KN/m2恒载:花岗岩地面 28×0.015=0.42 KN/m220厚水泥砂浆找平层 20×0.02=0.4 KN/m2100mm厚钢筋混凝土板 25×0.1=2.5 KN/m2V型轻钢龙骨吊顶 0.25 KN/m2 恒载合计： 3.57KN/m2 梁柱剪力墙自重梁柱自重由构件的几何尺寸和材料单位体积的自重计算.各层梁的自重见下表统计:110层梁的自重类别净跨(mm)截面(mm)体积(m3)密度(KN/m3)数量(根)单根重(KN)总重(KN)横梁5925.00 250×7001.04 25.00 10.00 26.00 260.00 8550.00 250×7001.50 25.00 10.00 37.50 375.00 2325.00 250×5000.29 25.00 4.00 7.25 29.00 纵梁5925.00 250×5000.74 25.00 18.00 18.50 333.00 5325.00 250×5000.67 25.00 12.00 16.75 201.00 各层柱的自重见下表统计:柱的自重类别计算高度截面(mm)体积（m3)密度(KN/m3)数量(根)单根重(KN)总重(KN)一层边柱4700600×6001.692252242.3930.6中柱4700750×7502.64251266792二-九层边柱3800600×6001.368252234.2752.4中柱3800750×7502.1375251253.4375641.25剪力墙自重 每层每片剪力墙的自重为剪力墙体积与材料单位体积自重的乘积(有洞口时减去洞口部分的自重) 1.横向剪力墙自重计算:DE跨: （无洞口） 墙厚250mm C40钢筋混凝土剪力墙 容重25KN/m3计算长度5925mm 计算高度4300mm单跨体积：单跨重量：数量：4总重：(有洞口)总重：272.344KNBD跨： （有洞口） 墙厚250mm C40钢筋混凝土剪力墙 容重25KN/m3计算长度5850mm 计算高度4300mm单跨体积：单跨重量：数量：2总重：内外围护墙自重外围护墙L(每单位面积自重)瓷砖墙面: 250厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块: 石灰粗砂粉刷层 合计: 内隔墙:石灰粗砂粉刷层 200厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块: 合计: 横墙:DE跨 外墙厚250mm 计算长度5925mm 计算高度4300mm单跨体积：单跨重量：数量：2 总重：70.07KN 内墙厚200mm 计算长度5925mm 计算高度4300mm单跨体积：单跨重量：数量：5总重：140.126KNBD跨 外墙厚250mm 计算长度8550mm 计算高度4300mm单跨体积：单跨重量：数量：2 总重：101.10KN 内墙厚200mm 计算长度5925mm 计算高度4300mm单跨体积：单跨重量：数量：2总重:55.341KN总上:横墙总重:1534.02KN同理:纵墙总重:829.654 KN门窗自重门窗铝合金玻璃门窗 木门 合计 重力荷载代表值：G1：第一层荷载G1=楼面恒载+50%楼面活载+纵横梁自重+第二层下半层柱及纵横墙、门、窗自重的一半+第一层上半层柱及纵横墙、门、窗自重的一半G2：第二层荷载G2=楼面恒载+50%楼面活载+纵横梁自重+第三层下半层柱及纵横墙、门、窗自重的一半+第二层上半层柱及纵横墙、门、窗自重的一半二