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孟津县第二高级中学教学楼建筑与结构设计【含14张CAD图纸、说明书】

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1-1剖面图.dwg
侧立面图、节点详图.dwg
基础平面布置图、基础配筋图.dwg
屋顶平面图.dwg
底层平面图.dwg
建筑图_t3.dwg
建筑设计总说明、门窗表、图纸目录.dwg
标准层平面图.dwg
框架结构配筋图.dwg
楼梯结构配筋详图.dwg
楼梯详图.dwg
正立面图 背立面图.dwg
结构图_t3.dwg
结构平面布置图、楼板配筋图.dwg
结构设计总说明.dwg
顶层平面图.dwg
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含14张CAD图纸、说明书 孟津县 第二 高级中学 教学楼 建筑 结构设计 14 cad 图纸 说明书 仿单
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内容简介:
孟津县第二高级中学教学楼建筑与结构设计摘 要本次毕业设计的课题是孟津县第二高级中学教学楼建筑与结构设计,主体为四层,结构为钢筋混凝土框架结构,平面布置采用“一”字型。楼板为现浇式楼板,建筑结构每层长70.74,宽15.80,建筑总面积为4472。本次毕业设计的目的是适当运用现代建筑造型手段和建筑构图规律,创造新颖的建筑形象。在结构设计方面,要求根据混凝土框架结构的设计方法,和竖向荷载、水平荷载(风荷载)的计算方法及荷载组合的概念,以及配筋计算和构造配筋的要求完成结构设计任务书以及绘制结构施工图。在计算方法上采用了D值法、弯矩二次分配法等方法,同时结合了PKPM、天正建筑、Auto CAD等一些辅助设计软件进行了本次设计。 在整个设计过程中,要严格遵循相关专业规范的要求以及相关资料的要求,保证设计的科学性。关键词: 结构设计,楼板设计,楼梯计算,框架设计,内力组合,基础设计 Mengjin second senior middle school teaching building construction and structural designABSTRACTThe topic of this graduation design is the second high school teaching building mengjin architectural and structural design, main body into four layers, structure of reinforced concrete frame structure, plane layout using the word one. Floor slab cast-in-place floor, building structure on each floor length 70.74, width of 15.80, a total construction area of 4472.The purpose of this graduation design is the proper use of modern architectural modeling methods and rules of architectural composition, create a new architecture image. In structure design, requirements according to the design method of concrete frame structures, and the vertical load and horizontal load, wind load calculation method and the concept of load combination, as well as the reinforcement of calculation and structural reinforcement required to complete the design plan descriptions of the structure and draw the structure construction drawing.On the calculation method using the D value method, the bending moment secondary distribution method and other methods, at the same time combined with PKPM, tarch, Auto CAD and some other auxiliary design software for the design.In the whole design process, we will strictly follow the requirement of related specification requirements, and related information to ensure that the design is scientific.KEY WORDS:structural design, the design of the floor slab, the stairs, framework design, internal force combination, the foundation design.1目录前言1第1章 结构计算参考值21.1 结构设计计算中所用到的材料自重21.2 楼面均布活荷载的标准值21.3 结构计算中系数取值2第2章 楼板设计3 2.1 板厚的确定3 2.2 A板计算32.2.1荷载计算(取1m板宽作为其计算单元)32.2.2 内力计算52.2.3截面配筋计算52.3 B板计算62.3.1荷载计算(取1m板宽作为其计算单元)62.3.2 内力计算7第3章 楼梯计算93.1 楼梯所选用的材料93.1.1 基本设计参数93.1.2 楼梯计算图93.2 楼梯设计103.2.1 楼梯斜板TB-1设计103.2.2 楼梯平台板TB-2设计123.2.3 楼梯平台梁TL-1计算13 第4章 框架计算164.1设计基本资料164.2 框架计算164.2.1 确定梁柱截面尺寸164.2.2 确定框架的计算简图184.2.3 计算梁柱的线刚度194.3恒荷载作用下的内力计算204.3.1 恒荷载的标准值统计204.3.2 框架梁均布荷载计算224.3.3 梁端集中力计算234.3.4 梁端附加弯矩计算244.3.5 框架弯矩计算254.3.6 框架梁端、柱端剪力计算294.3.7计算柱的轴力314.4 活荷载作用下的内力计算334.4.1框架梁均布荷载计算- 334.4.2梁端集中力计算334.4.3梁端附加弯矩计算334.4.4框架弯矩计算344.4.5 框架梁端、柱端剪力计算374.4.6计算柱的轴力39第5章 风荷载作用下的内力计算415.1 基本数据计算415.2计算柱端剪力和弯矩425.3 计算梁端弯矩465.4计算梁端剪力475.5计算柱子的轴力49第6章 框架内力组合及配筋506.1荷载组合506.2 控制截面以及最不利的内力组合506.3材料选用506.4内力组合506.5框架梁的配筋计算576.5.1正截面的配筋计算576.5.2斜截面的配筋计算(按最大剪力计算)576.6框架柱的配筋计算606.6.1正截面的配筋计算(按内力最大控制截面)606.6.2斜截面箍筋的配置65第7章 基础计算667.1 荷载的标准组合(边柱基础设计)667.2 边柱基础的设计677.3 基础计算677.3.1 确定承载力特征值677.3.2 基础底面尺寸的确定687.3.3 验算地基承载力687.3.4 冲切验算(采用基本组合)687.3.5 基础板底配筋计算69结 论71 谢 辞72 参考文献73前言毕业设计是我们专业培养计划中的最后一个重要环节,也是一个重要的综合锻炼环节,此次设计的意义重大。本次毕业设计的题目是孟津县第二高级中学教学楼建筑与结构设计。教学楼是现代教育的服务场所,是培养祖国未来栋梁的设施。因此,教学楼的设计不仅要顺应时代特色,还要充分展示出它的服务性、方便性、安全性和经济性,更要满足人们对物质生活和精神生活的需求。本次结构设计采用的结构形式是框架结构。框架结构的设计始于欧美,二十世纪厚得到了世界各地大范围的使用,其结构建筑平面布置灵活,使用空间大。延性较好,其具有良好的抗震能力。对教学楼等重要建筑结构非常适用,能满足其较大的使用面积要求。对于框架结构的研究,主要在于分析其受力,也就是在不同荷载(恒荷载、活荷载、风荷载等)作用下计算弯矩、剪力和轴力等,然后进行内力组合,挑选出最不利的内力组合进行截面的承载力计算和配筋计算,即要保证结构的强度和稳定性。在结构计算过程中选用一榀框架作为计算单元,计算量较小,结果也较为合理,计算简便。此次毕业设计的目的是让我们独立系统地深入了解工程建设设计与施工过程,对一般框架类型的房屋有更深刻的认识,从自己的设计出发,学会应用知识于现代建筑的具体实践之中,在设计中提升自己的能力,并熟悉相关设计规范、手册、标准图集以及工程实践方法,培养综合素质、增强工程意识和创新能力。 第1章 结构计算参考值1.1 结构设计计算中所用到的材料自重 钢筋混凝土自重: 25水泥砂浆自重: 20 (加气)混凝土砌块自重: 6.5 混合砂浆自重: 17 陶瓷锦砖外墙面自重: 0.7 水磨石楼面自重: 0.65 塑钢窗自重: 0.45 保温、防水层自重: 2.201.2 楼面均布活荷载的标准值 教学楼: 2.5 卫生间: 2.5 走廊、门厅(楼梯): 3.5 不上人屋面: 0.5 风荷载的标准值: 0.41.3 结构计算中系数取值 结构重要性系数: =1.0永久荷载的分项系数: =1.2、=1.35可变荷载的分项系数: =1.4 荷载调整系数: 第2章 楼板设计2.1 板厚的确定2为双向板则:又因故取2.2 A板计算2.2.1荷载计算(取1m板宽作为其计算单元) 水磨石地面重: 钢筋混凝土板重: 混合砂浆顶棚重: 标准值计算: 恒荷载: 活荷载: 设计值计算: 恒荷载: 活荷载: 总荷载设计值: 图2-1 双向板荷载传递 图2-2 双向板计算简图2.2.2 内力计算 计算跨度取与中的较小值,所以 跨中弯矩计算: 因为,由梁兴文、史庆轩主编的混凝土结构设 计(第二版)附表2-2、2-6可查得: 由泊松比: = 0.200修正后可得 支座弯矩计算: 由梁兴文、史庆轩主编的混凝土结构设计(第二版)附表2-5可查得: 2.2.3截面配筋计算 截面的有效高度为:短边方向的跨中截面: 长边方向的跨中截面: 支座截面: 板的混凝土强度等级选用:C30级(,) 钢筋可采用HRB335级(,)表2-1 A板的配筋计算表截面 跨中短向 跨中长向 支座短向 支座长向 9.8429.2668.7917.231) 10090100100 0.0690.0800.0630.0510.0720.0830.0650.052343356310248240240240240实配钢筋 注:表示HRB335验算最小配筋率: 故取1即跨中长向应按最小配筋面积进行配筋,其它可按实际配筋 则:分布钢筋可以选用()2.3 B板计算2.3.1荷载计算(取1m板宽作为其计算单元) 水磨石地面重: 钢筋混凝土板: 混合砂浆顶棚: 标准值计算: 恒荷载: 活荷载: 设计值计算: 恒荷载: 活荷载: 总荷载设计值: 2.3.2 内力计算 计算跨度取与中的较小值,所以 跨中弯矩计算 因为,由梁兴文、史庆轩主编的混凝土结构设 计(第二版)附表2-2、2-6可查得: 由泊松比: = 0.200修正后可得 支座弯矩计算 由梁兴文、史庆轩主编的混凝土结构设计(第二版)附表2-5可查得: 2.3.3截面配筋计算 截面的有效高度为:短边方向的跨中截面: 长边方向的跨中截面: 支座截面: 板的混凝土强度等级选用:C30级(,) 钢筋可以采用HRB335级(,)表2-2 B板的配筋计算表截面 跨中短向 跨中长向 支座短向 支座长向 7.4513.9133.7554.750) 10090100100 0.0520.0340.0330.0260.0530.0350.0340.026253150162124240240240240实配钢筋 注:表示HRB335验算最小配筋率: 故取1即跨中长向应按最小配筋面积进行配筋,其它可按实际配筋则:分布钢筋可选用() 第3章 楼梯计算3.1 楼梯所选用的材料 3.1.1 基本设计参数该设计中所采用的是钢筋混凝土板式楼梯,平行双跑,混凝土的强度等级可采用级 ();楼梯平台梁中的钢筋可以采用HRB400级(),踏步尺寸:。 3.1.2 楼梯计算图 图3-1 楼梯计算简图3.2楼梯设计3.2.1 楼梯斜板TB-1设计除了底层第一楼梯跑的斜板之外,其余楼梯的斜板均相同,而第一楼梯斜板的下端是混凝土基础,可以按照静跨来进行计算。这样就可以只对标准段楼梯斜板T进行设计计算。对楼梯的斜板可取板宽作为其计算单元。1、确定楼梯板的厚度 可取=120mm。2、 荷载计算 楼梯的斜板的倾角为: (1)恒荷载的计算: 踏步面层重: 踏步自重: 斜板自重: 20mm板底抹灰重: 恒荷载(标准值): 恒荷载(设计值): (2)活荷载的计算: 活荷载(标准值): 活荷载(设计值): 总荷载(设计值): (3)楼梯斜板计算简图:图3-2 斜板计算简图 如前面所综述,楼梯的斜板的计算简图可以假想用一根跨度为的水平 梁来代替。其计算跨度应取该斜板水平投影的净长=3300mm。 对于底层第一楼梯跑的斜板的计算跨度,可以视其下端与基础的结合情况,因下端与混凝土基础部分相连结,所以可以按照静跨来进行计算。(4)内力计算: 楼梯的斜板的内力一般只需计算跨中最大的弯矩即可。 考虑到楼梯的斜板的两端均与梁所整结,对楼梯板具有约束作用,所以跨中最大弯矩可取M=。(5)配筋计算: =1-=1-=0.107 最小配筋率的验算:0.45=0.45=0.0021 满足要求 故可以选择配置的纵向受力钢筋为:,其实际配筋的面积为: 。 根据构造要求进行配筋,分布钢筋应选用的钢筋,实际所配钢筋的 面积为: ;支座负筋应选用的钢筋,实际所配钢筋的面积 为:。3.2.2 楼梯平台板TB-2设计(1) 确定板厚和计算跨度: 取平台板的板厚=100mm,取板宽=1000mm作为其计算单元。 平台板的一端与梁整体连接,一端支承在墙体上,由表可得板的计算 跨度为: mm0.2%,故取=0.21% =0.21%200350=147mm2 纵向受力钢筋可以选用2) 箍筋计算: 验证截面尺寸: 满足要求。 又 =0.71.43200310=78830N=78.83KNV=74.61KN 故可按构造要求配置箍筋,可以选用的箍筋为,应沿梁长 均匀布置。 第4章 框架计算4.1设计基本资料(1)基本风压的标准值为:(2)建筑结构的安全等级为:级(3)材料选用: 梁、柱混凝土均可选用级() 梁、柱受力钢筋均可选用级() 箍筋均可选用级()(4)选取一榀完整的结构、荷载分布均匀的具有代表性的框架作为其计算单元。4.2 框架计算简图4.2.1 确定梁柱截面尺寸(1)边跨梁的截面尺寸框架梁(横梁):,取h=600mm。,取h=250mm。 故截面尺寸为:。框架梁(纵梁):,取h=500mm。,取b=250mm。 故截面尺寸为: 。(2)中跨梁的截面尺寸:,取h=400mm。, 取h=250mm。 故截面尺寸为: 。 图4-1 (一榀框架)计算单元(3) 框架柱的截面尺寸多层框架民用建筑结构的竖向荷载标准值为:荷载的综合分项系数应取1.25。查抗震规范中现浇钢筋混凝土结构房屋的抗震等级为三级;查混凝土设计规范可得柱的轴压比限值为0.85,即N/A0.85。 1)边柱截面尺寸为:2)中柱截面尺寸为: 4.2.2 确定框架的计算简图(1) 框架中梁、柱都是整体现浇式,节点都可以简化为刚结点,底层的柱 子与基础的连结点也可以简化为刚结点。(2)计算简图中的尺寸确定 1)应取柱子的截面的形心轴线之间的距离作为框架跨度; 2)框架柱的高度确定:底层的计算高度应取底层层高加1.0m;其余各层 的计算高度应取各层层高,即梁面与梁面之间的距离。(3)根据以上原则可作出框架计算简图,框架计算简图如下: 图4-2 框架计算简图4.2.3 计算梁柱的线刚度(1)框架柱:底层: 二四层: (2)框架梁:BC轴间梁为中框架梁,对于现浇整体式框架梁:边框架梁,中框架梁。AB,CD跨梁:BC跨梁:(3)计算相对线刚度:令底层柱子的线刚度为i=1.0,则其余各杆的相对线刚度为:二层到四层柱子的线刚度为:边跨梁的线刚度为:中跨梁的线刚度为:各杆件的相对线刚度见计算简图4.3恒荷载作用下的内力计算4.3.1 恒荷载的标准值统计(1)屋面荷载的标准值30厚细石混凝土保护层重 三毡四油防水层重 20厚水泥砂浆找平层重 120厚聚苯乙烯泡沫塑料板保温层重 120厚钢筋混凝土板重 20厚石灰砂浆抹灰层重 屋面荷载的标准值为: (2)标准层楼面荷载的标准值 水磨石楼面自重 120厚混凝土板重 20厚石灰砂浆抹灰层重 标准层楼面荷载的标准值为: (3)梁:bh=250mm600mm(横梁)梁自重 20厚石灰砂浆抹灰层重 荷载标准值为: 梁:bh=250mm500mm(纵梁)梁自重 两侧20厚石灰砂浆抹灰层重 荷载标准值为: 梁:bh=250mm400mm(中跨梁)梁自重 两侧20厚石灰砂浆抹灰层重 荷载标准值为: (4)柱:bh=450mm450mm柱自重 两侧20厚石灰砂浆抹灰层重 荷载标准值为: (5)外墙的荷载标准值:(加气)混凝土砌块自重 陶瓷锦砖外墙面重 两侧20厚石灰砂浆抹灰墙面重 荷载标准值为: (6)内墙的荷载标准值:加气混凝土砌块自重 两侧20厚石灰砂浆抹灰墙面重 荷载标准值为: (7)女儿墙的荷载标准值:女儿墙自重 20厚石灰砂浆抹灰内墙面重 陶瓷锦砖外墙面重 荷载标准值为: (8)塑钢窗的荷载标准值为: 4.3.2 框架梁均布荷载计算(1)顶层辺跨框架梁均布荷载计算:屋面板传来的荷载:梁重bh=250mm600mm 顶层辺跨框架梁的均布荷载为: (2)顶层中跨框架梁均布荷载计算: 梁重bh=250mm400mm (3)标准层边跨框架梁均布荷载计算:楼面板传来的荷载:梁重bh=250mm600mm 内墙重 标准层边跨框架梁的均布荷载为: (4)标准层中跨框架梁均布荷载计算:梁重bh=250mm400mm 4.3.3 梁端集中力计算(1)顶层梁端集中力计算: 1)边跨框架梁端集中力计算 女儿墙重: 框架纵梁自重及两侧抹灰重: 屋面板传来的荷载为: 则顶层边跨梁端的集中力为: 2)中间跨框架梁端集中力计算框架纵梁自重及两侧抹灰重: 屋面板所传来的荷载: 则顶层中跨梁端的集中力为: (2)标准层梁端集中力计算: 1)边跨的框架梁端集中力计算外墙重: 按照开洞率计算墙重: 窗重: 框架纵梁自重及抹灰重: 楼面板传来的荷载: 框架柱自重: 粉刷重: 则边跨梁端集中力为: 2)中间跨框架梁端集中力计算内墙重: 减掉门洞加上门重: 框架柱自重: 粉刷重: 楼面板传来的荷载: 则中跨梁端集中力为: 4.3.4 梁端附加弯矩计算(1)顶层梁端附加弯矩计算: 1)边跨(偏心距e=125mm): 2)中跨(偏心距e=125mm): 图4-3 恒荷载分布图()(2)标准层梁端附加弯矩计算: 1)边跨(偏心距e=125mm): 2)中跨(偏心距e=125mm): 4.3.5 框架弯矩计算由于一榀框架为对称结构,而且荷载为正对称荷载,所以取框架的一半进行计算,中点简化为滑动支座,中间跨的线刚度变为原来的2倍。(1)各构件的弯矩分配系数计算: 顶层: 节点A: 节点B: 标准层: 节点A: 节点B: 底层: 节点A: 节点B: (2)固端弯矩计算: 顶层: 标准层:(3) 弯矩二次分配及传递过程如下图 表4-1弯矩二次分配法-恒荷载弯矩传递() 四层-6.400 -8.190 左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁0.000 0.000 0.375 0.625 0.5430.000 0.3250.1320.000 -66.290 66.290-1.7080.000 0.000 27.25945.431 -30.6210.000 -18.327-7.4440.000 0.000 10.906-15.31022.7160.000 -7.0210.000 0.000 0.000 1.6522.753-8.5220.000 -5.101-2.0720.000 0.000 33.416-33.41649.8630.000 -38.639-11.223 三层-8.280-12.890左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁0.000 0.2720.2730.4550.4100.2450.2450.1000.000 -71.91171.911-1.7080.000 21.81221.89236.487-23.498-14.042-14.042-5.7310.000 13.62910.906-11.74918.243-9.164-7.0210.000 0.000 -3.478-3.491-5.818-0.844-0.504-0.504-0.2060.000 31.96321.027-52.99165.812-23.710-34.457-7.645二层-8.280-12.890左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁0.000 0.2720.2730.4550.4100.2450.2450.1000.000 -71.91171.911-1.7080.00021.81221.89236.487-23.498-14.042-14.042-5.7310.000 10.94611.588-11.74918.243-7.021 -7.021 0.0000.000 -2.933-2.944-4.907-1.558-0.931-0.931-0.3800.000 29.82522.256-52.08065.098-21.994-35.285-7.819 一层-8.280-12.890左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁0.000 0.2890.2280.4830.4320.2590.2040.1050.000 -71.91171.911-1.7080.000 23.17518.28438.732-24.759-14.844-11.692-6.0180.000 10.9460.000-12.38019.366-14.844-11.692-6.0180.000 0.4140.3270.692-5.333-3.197-2.518-1.2960.000 34.53610.330-44.86661.18525.062-27.100-9.022(4)绘弯矩图: 图4-4 恒荷载弯矩图()4.3.6 框架梁端、柱端剪力计算(1)梁端剪力计算: 边跨梁剪力计算: 中跨梁剪力计算: (2)柱端剪力计算: 边柱剪力计算: 中柱剪力计算: (3)绘剪力图: 图4-5 恒荷载剪力图(KN) 4.3.7计算柱的轴力 (1)各柱轴力计算:标准层柱的自重:底层柱的自重 : (2) 绘轴力图: 图4-6 恒荷载轴力图(KN)4.4 活荷载作用下的内力计算4.4.1框架梁均布荷载计算(1)屋面框架梁均布荷载计算:边跨: 中跨: (2) 标准层框架梁均布荷载计算:边跨: 中跨: 4.4.2梁端集中力计算(1)顶层梁端集中力计算 1)边跨框架梁端的集中力 边跨纵梁传来的荷载: 2)中间跨框架梁端集中力 中间跨纵传来的荷载: (2)标准层层梁端集中力计算 1)边跨框架梁端集中力 边跨纵梁传来的荷载: 2)中间跨框架梁端集中力 中间跨纵梁传来荷载: 4.4.3梁端附加弯矩计算(1)顶层梁端附加弯矩计算: 1)边跨(偏心距e=125mm): 2)中跨(偏心距e=125mm): (2)标准层梁端附加弯矩计算: 1)边跨(偏心距e=125mm): 2)中跨(偏心距e=125mm): 图4-7 活荷载分布图()4.4.4框架弯矩计算(1)固端弯矩计算: 1)顶层固端弯矩计算: 边跨: 中跨: 2)标准层固端弯矩计算: 边跨: 中跨: (2)弯矩二次分配及传递过程: 表4-2弯矩二次分配法-活荷载弯矩传递()四层0.3960.326左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁0.000 0.000 0.375 0.625 0.5430.000 0.3250.1320.000 -4.7834.783-0.8260.000 0.000 1.6452.742-2.3260.000 -1.392-0.5650.000 0.000 2.983-1.1631.3710.000 -2.5010.000 0.000 0.000 -0.683-1.1380.6140.000 0.3670.1490.000 0.000 4.3424.3424.4420.000 -3.200-1.242 三层1.9782.278左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁0.000 0.2720.2730.4550.4100.2450.2450.1000.000 -23.91523.915-5.7770.000 5.9675.9899.981-8.371-5.002-5.002-2.0420.000 0.8232.983-4.1854.991-0.696-2.5010.000 0.000 0.1030.1040.173-0.735-0.439-0.439-0.1790.000 6.89311.054-17.94619.800-6.137-5.664-7.998二层1.9782.278左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁0.000 0.2720.2730.4550.4100.2450.2450.1000.000 -23.91523.915-5.7770.0005.9675.9899.981-8.371-5.002-5.002-2.0420.000 2.9943.170-4.1854.991-2.501-2.644 0.0000.000 -0.538-0.540-0.9000.0630.0380.0380.0150.000 8.42310.596-19.01920.598-7.465-5.330-7.803 一层1.9782.278左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁0.000 0.2890.2280.4830.4320.2590.2040.1050.000 -23.91523.915-5.7770.000 6.3405.00210.596-8.820-5.288-4.165-2.1440.000 2.9940.000-4.4105.298-2.5010.0000.0000.000 0.4090.3230.684-1.208-0.724-0.571-0.2940.000 9.7437.302-17.04619.185-8.513-2.457-8.214(3)绘弯矩图: 图4-8 活荷载弯矩图4.4.5 框架梁端、柱端剪力计算(1)梁端剪力计算: 1)边跨剪力计算: 2)中跨剪力计算: (2)柱端剪力计算: 1)边柱剪力计算: 2)中柱剪力计算: (3)画剪力图: 图4-9 活荷载剪力图(KN)4.4.6计算柱的轴力(1) 各柱轴力计算: (2) 绘轴力图: 图4-10 活荷载轴力图(KN) 第5章 风荷载作用下的内力计算5.1 基本数据计算风压的标准值计算公式为:,由地面粗糙度(C类)查表可得风压的高度变化系数。因建筑结构的计算高度为:1.0时,取=1.0。把风荷载转化成作用在框架的每层节点上的集中荷载,计算过程如下表5-1所示(表中B和H的乘积等于一榀框架各层的节点受风面积)。结构计算简图如图5-1所示。 表5-1风荷载计算 风荷载计算层次411.3015.850.650.404.504.607.00311.3011.250.650.404.503.605.48211.307.650.650.404.503.605.48111.304.050.650.404.504.056.16 图5-1 风荷载计算简图(KN)5.2计算柱端剪力和弯矩(1)柱侧向刚度计算:表5-2 柱侧向刚度计算表层次柱别 432A柱B柱C柱D柱1A柱 B柱C柱D柱(2)计算框架结构层间剪力:(3) 确定柱的反弯点高度比:A柱B柱C柱D柱第四层1.670.452.480.4742.480.4741.670.45第三层1.670.502.480.502.480.501.670.50第二层1.670.502.480.502.480.501.670.50第一层2.120.5943.150.553.150.552.120.594 因为上、下层横梁的线刚度不会发生变化,所以反弯点的高度比的修正值。又因为层高相同时、,并且底层查表可得,二层查表可得。68(4) 柱端剪力及弯矩计算: 表5-3 柱端剪力及弯矩计算表层次柱别 4A柱B柱C柱D柱3A柱B柱C柱D柱2A柱B柱C柱D柱1A柱B柱C柱D柱5.3 计算梁端弯矩 四层梁端弯矩:三层梁端弯矩: 二层梁端弯矩: 一层梁端弯矩:风荷载的弯矩图: 图5-2 风荷载弯矩图()5.4计算梁端剪力四层梁端剪力:三层梁端剪力:二层梁端剪力:一层梁端剪力:风荷载的剪力图: 图5-3 风荷载剪力图(KN)5.5计算柱子的轴力 四层: 三层: 二层: 一层: 风荷载的轴力图: 图5-4 风荷载轴力图(KN) 第6章 框架内力组合及配筋6.1荷载组合(1) (2) (3)6.2 控制截面以及最不利的内力组合框架梁:控制截面为支座截面与跨中截面支座截面: 跨中截面: 框架柱:控制截面为柱的上下端及相应的、及相应的、及相应的、及相应的6.3材料选用混凝土强度等级:采用C30级()钢筋:受力钢筋采用级() 箍筋采用级()6.4内力组合 表6-1 框架梁内力组合杆件跨向截面荷载种类内力组合内力恒载活载风载1.2恒+1.4活+1.4*0.6风1.2恒+1.4风+1.4*0.7活1.35恒+1.4(0.7活+0.6风)截面内力控制左风右风左风右风左风右风左风右风4层A-B梁左M-33.416-4.342-3.1243.124-48.802-43.55 -48.728-39.98 -51.991-46.74 -51.991V66.3124.9740.969-0.96987.35285.72 85.80683.09 95.21093.58 95.210跨中M57.8002.4710.338-0.33873.10372.5472.25571.31 80.73680.17 80.736梁右M49.8634.4422.449-2.44968.11264.0067.61760.76 73.72569.61 73.725V-72.033-5.008-0.9690.969-94.265-92.64-92.704-89.99 -102.966-101.34 -102.966B-C梁左M-11.223-1.242-1.1901.190-16.206-14.21-16.351-13.02 -17.368-15.37 -17.368V3.1531.5240.732-0.7326.5325.30 6.3024.25 6.3655.14 6.532跨中M-8.662-0.0040.0000.000-10.400-10.40 -10.398-10.40 -11.698-11.70 -11.698梁右M11.2231.2421.190-1.19016.20614.21 16.35113.02 17.36815.37 17.368V-3.153-1.524-0.7320.732-6.532-5.30 -6.302-4.25 -6.365-5.14 -6.532C-D梁左M-49.863-4.442-2.4492.449-68.112-64.00 -67.617-60.76 -73.725-69.61 -73.725V72.0335.0080.969-0.96994.26592.64 92.70489.99 102.966101.34 102.966跨中M57.8002.4710.338-0.33873.10372.54 72.25571.31 80.73680.17 80.736梁右M33.4164.3423.124-3.12448.80243.55 48.72839.98 51.99146.74 51.991V-66.312-4.974-0.9690.969-87.352-85.72 -85.806-83.09 -95.210-93.58 -95.2103层A-B梁左M-52.991-17.946-7.6217.621-95.115-82.31 -91.846-70.51 -95.527-82.72 -95.527V72.80824.6332.431-2.431123.898119.81 114.913108.11 124.473120.39 124.473跨中M48.46517.0000.632-0.63282.48981.43 75.70373.93 82.61981.56 82.619梁右M65.81219.86.358-6.358112.035101.35 107.28089.48 113.591102.91 113.591V-77.267-25.277-2.4312.431-130.150-126.07 -120.895-114.09 -131.124-127.04 -131.124B-C梁左M-7.645-7.998-3.0893.089-22.966-17.78 -21.337-12.69 -20.754-15.56 -22.966V3.15310.6651.901-1.90120.31117.12 16.89711.57 16.30513.11 20.311跨中M-5.0840.6670.0000.000-5.167-5.17 -5.447-5.45 -6.210-6.21 -6.210梁右M7.6457.9983.089-3.08922.96617.78 21.33712.69 20.75415.56 22.966V-3.153-10.665-1.9011.901-20.311-17.12 -16.897-11.57 -16.305-13.11 -20.311C-D梁左M-65.812-19.8-6.3586.358-112.035-101.35 -107.280-89.48 -113.591-102.91 -113.591V77.26725.2772.431-2.431130.150126.07 120.895114.09 131.124127.04 131.124跨中M48.46517.0000.632-0.63282.48981.43 75.70373.93 82.61981.56 82.619梁右M52.99117.9467.621-7.62195.11582.31 91.84670.51 95.52782.72 95.527V-72.808-24.633-2.4312.431-123.898-119.81 -114.913-108.11 -124.473-120.39 -124.4732层A-B梁左M-51.77-19.019-12.35312.353-99.127-78.37 -98.057-63.47 -98.905-78.15 -99.127V72.74824.683.909-3.909125.133118.57 116.957106.01 125.680119.11 125.680跨中M49.51516.0641.115-1.11582.84480.97 76.72273.60 83.52581.65 83.525梁右M64.93320.59810.124-10.124115.26198.25 112.27983.93 116.35099.34 116.350V-77.327-25.23-3.9093.909-131.398-124.83 -122.990-112.05 -132.400-125.83 -132.400B-C梁左M-7.859-7.803-4.9194.919-24.487-16.22 -23.964-10.19 -22.389-14.12 -24.487V3.15310.6653.027-3.02721.25716.17 18.47310.00 17.25112.17 21.257跨中M-5.2980.8620.0000.000-5.151-5.15 -5.513-5.51 -6.308-6.31 -6.308梁右M7.8597.8034.919-4.91924.48716.22 23.96410.19 22.38914.12 24.487V-3.153-10.665-3.0273.027-21.257-16.17 -18.473-10.00 -17.251-12.17 -21.257C-D梁左M-64.933-20.598-10.12410.124-115.261-98.25 -112.279-83.93 -116.350-99.34 -116.350V77.32725.233.909-3.909131.398124.83 122.990112.05 132.400125.83 132.400跨中M49.51516.0641.115-1.11582.84480.97 76.72273.60 83.52581.65 83.525梁右M51.7719.01912.353-12.35399.12778.37 98.05763.47 98.90578.15 99.127V-72.748-24.68-3.9093.909-125.133-118.57 -116.957-106.01 -125.680-119.11 -125.6801层A-B梁左M-46.808-17.046-16.35016.350-93.768-66.30 -95.765-49.98 -93.630-66.16 -95.765V72.38624.5835.278-5.278125.713116.85 118.344103.57 126.246117.38 126.246跨中M53.43517.7571.175-1.17589.96987.99 83.16979.88 90.52688.55 90.526梁右M62.05519.18514.001-14.001113.08689.56 112.86973.67 114.33690.81 114.336V-77.689-25.327-5.2785.278-133.118-124.25 -125.436-110.66 -134.134-125.27 -134.134B-C梁左M-8.562-8.214-6.8036.803-27.489-16.06 -27.848-8.80 -25.323-13.89 -27.848V3.15310.6654.186-4.18622.23115.20 20.0968.37 18.22411.19 22.231跨中M-6.0010.4510.0000.000-6.570-6.57 -6.759-6.76 -7.659-7.66 -7.659梁右M8.5628.2146.803-6.80327.48916.06 27.8488.80 25.32313.89 27.848V-3.153-10.665-4.1864.186-22.231-15.20 -20.096-8.37 -18.224-11.19 -22.231C-D梁左M-62.055-19.185-14.00114.001-113.086-89.56 -112.869-73.67 -114.336-90.81 -114.336V77.68925.3275.278-5.278133.118124.25 125.436110.66 134.134125.27 134.134跨中M53.43517.7571.175-1.17589.96987.99 83.16979.88 90.52688.55 90.526梁右M46.80817.04616.350-16.35093.76866.30 95.76549.98 93.63066.16 95.765V-72.386-24.583-5.2785.278-125.713-116.85 -118.344-103.57 -126.246-117.38 -126.246 表6-2 框架柱内力组合杆件跨向截面荷载种类内力组合内力恒载活载风载1.2恒+1.4活+1.4*0.6风1.2恒+1.4风+1.4*0.7活1.35恒+1.4(0.7活+0.6风)截面内力控制左风右风左风右风左风右风左风右风M、N、V最大N最小4层边柱上端M33.4164.3423.124-3.12448.80243.550 48.72839.980 51.99146.74051.991N-117.512-8.138-0.9690.969-153.222-151.59 -150.346-147.63 -167.430-165.80 -167.430-147.63V-18.161-3.121-1.5781.578-27.488-24.840 -27.061-22.640 -28.901-26.250 -28.901下端M-31.963-6.8932.556-2.556-45.859-50.150 -41.532-48.690 -47.758-52.050 -47.758N-135.737-8.138-0.9690.969-175.092-173.46 -172.216-169.50 -192.034-190.410 -192.034-169.50V-18.161-3.121-1.5781.578-27.488-24.84 -27.061-22.64 -28.901-26.25 -28.901中柱上端M38.6393.20003.639-3.63953.90447.79 54.59744.41 58.35552.24 58.355N-137.510-9.136-0.2370.237-178.005-177.60 -174.301-173.63 -194.795-194.39 -194.795-173.63V-17.319-2.594-1.9221.922-26.029-22.80 -26.016-20.63 -27.537-24.31 -27.537下端M-23.710-6.1373.280-3.280-34.289-39.80 -29.874-39.06 -35.268-40.78 -35.268N-155.738-9.136-0.2370.237-199.875-199.48 -196.171-195.51 -219.399-219.00 -219.399-195.51V-17.319-2.594-1.9221.922-26.029-22.80 -26.016-20.63 -27.537-24.31 -27.5373层边柱上端M21.02711.0545.065-5.06544.96336.45 43.15628.97 43.47434.96 44.963N-274.755-48.591-3.4003.400-400.589-394.88 -382.085-372.57 -421.394-415.68 -421.394-372.57V-14.177-5.410-2.8142.814-26.950-22.22 -26.254-18.37 -26.805-22.08 -26.950下端M-30.010-8.4235.065-5.065-43.550-52.06 -37.176-51.36 -44.513-53.02 -44.513N-292.98-48.591-3.4003.400-422.459-416.75 -403.955-394.44 -445.998-440.29 -445.998-394.44V-14.177-5.410-2.8142.814-26.950-22.22 -26.254-18.37 -26.805-22.08 -26.950中柱上端M34.4575.6646.167-6.16754.45844.10 55.53338.27 57.24846.89 57.248N-336.155-63.304-0.7670.767-492.656-491.37 -466.498-464.35 -516.491-515.20 -516.491-464.35V-15.708-3.647-3.4263.426-26.833-21.08 -27.220-17.63 -27.658-21.90 -27.658下端M-22.092-7.4656.167-6.167-31.781-42.14 -25.192-42.46 -31.960-42.32 -31.960N-354.38-63.304-0.7670.767-514.526-513.24 -488.368-486.22 -541.095-539.81 -541.095-486.22V-15.708-3.647-3.4263.426-26.833-21.08 -27.220-17.63 -27.658-21.90 -27.6582层边柱上端M21.76010.5967.288-7.28847.06834.82 46.69926.29 45.88233.64 47.068N-431.938-89.091-7.3097.309-649.193-636.91 -615.867-595.40 -676.565-664.29 -676.565-595.40V-15.204-5.650-4.0494.049-29.556-22.75 -29.450-18.11 -29.464-22.66 -29.556下端M-32.976-9.7437.288-7.288-47.089-59.33 -38.916-59.32 -47.944-60.19 -47.944N-450.163-89.091-7.3097.309-671.063-658.78 -637.737-617.27 -701.169-688.89 -701.169-617.27V-15.204-5.650-4.0494.049-29.556-22.75 -29.450-18.11 -29.464-22.66 -29.556中柱上端M34.9825.3308.876-8.87656.89641.98 59.62834.78 59.90544.99 59.905N-534.857-117.425-1.6471.647-807.607-804.84 -759.211-754.60 -838.517-835.75 -838.517-754.60V-16.332-3.845-4.9314.931-29.123-20.84 -30.270-16.46 -29.958-21.67 -30.270下端M-23.812-8.5138.876-8.876-33.037-47.95 -24.491-49.34 -33.033-47.94 -33.037N-553.082-117.425-1.6471.647-829.477-826.71 -781.081-776.47 -863.121-860.35 -863.121-776.47V-16.332-3.845-4.9314.931-29.123-20.84 -30.270-16.46 -29.958-21.67 -30.2701层边柱上端M13.8317.3029.062-9.06234.43219.21 36.44011.07 33.44018.22 36.440N-588.759-129.494-12.58712.587-898.375-877.23 -851.037-815.79 -932.302-911.16 -932.302-815.79V-4.512-2.381-5.5115.511-13.377-4.12 -15.463-0.03 -13.054-3.80 -15.463下端M-6.926-3.65113.258-13.258-2.286-24.56 6.672-30.45 -1.791-24.06 6.672N-612.047-129.494-12.58712.587-926.321-905.17 -878.982-843.74 -963.741-942.59 -963.741-843.74V-4.512-2.381-5.5115.511-13.377-4.12 -15.463-0.03 -13.054-3.80 -15.463中柱上端M29.6812.45711.928-11.92849.07729.04 54.72421.33 52.49732.46 54.724N-733.921-171.643-2.7412.741-1123.308-1118.70 -1052.753-1045.08 -1161.306-1156.70 -1161.306-1045.08V-9.679-0.801-6.5456.545-18.234-7.24 -21.563-3.24 -19.349-8.35 -21.563下端M-14.841-1.22811.928-11.928-9.509-29.55 -2.313-35.71 -11.219-31.26 -11.219N-757.209-171.643-2.7412.741-1151.253-1146.65 -1080.698-1073.02 -1192.745-1188.14 -1192.745-1073.02V-9.679-0.801-6.5456.545-18.234-7.24-21.56339.98 -19.349-8.35 -21.5636.5框架梁的配筋计算因梁板现浇,故跨中按T形截面计算。按梁翼缘高度考虑,不受此限制;按梁计算跨度考虑,;按梁净距考虑,;故取值为:。故属于第一类T形截面。6.5.1正截面的配筋计算 表6-3 四层框架梁正截面配筋计算位置 边跨梁()中跨梁()截面边支座跨中中支座支座跨中51.99180.73673.72517.63811.698()5605605603603600.0460.0720.0660.0380.0250.0470.0750.0680.0390.025()26241737814089300300300300300 配筋()416316416216216 表6-4 三层框架梁正截面配筋计算 位置 边跨梁()中跨梁()截面边支座跨中中支座支座跨中95.52782.619113.59122.9666.210()5605605603603600.0850.0740.1010.0500.0130.0890.0770.1070.0510.013()49542859518247300300300300300 配筋()416316416216216 表6-5 二层框架梁正截面配筋计算 位置 边跨梁()中跨梁()截面边支座跨中中支座支座跨中99.12783.525116.35024.4876.308()5605605603603600.0880.0750.1040.0530.0140.0920.0780.1100.0540.014()51243461219350300300300300300 配筋()416316416216216 表6-6 一层框架梁正截面配筋计算 位置 边跨梁()中跨梁()截面边支座跨中中支座支座跨中95.75690.526114.33627.8487.659()5605605603603600.0850.0810.1020.0600.0170.0890.0850.1080.0620.017()49547360122261300300300300300 配筋()4163164162162166.5.2斜截面的配筋计算(按最大剪力计算)(1)边框架梁() 由内力组合表可查得 截面满足要求 所以按照构造要求配置箍筋 根据规范设计要求该梁箍筋的直径不宜小于6mm,最大的间距为350mm,故可以选用双肢8 箍筋,则取,故所配置的箍筋为8200,根据抗震规范设计要求加密区为8100,非加密区为8200。(2)中框架梁():由内力组合表可查得 截面尺寸满足要求所以按照构造要求配置箍筋根据规范该梁的箍筋直径不宜小于6mm,最大间距为250mm,故选用双肢8箍筋,则取,故所配的箍筋为8200,根据抗震规范加密区为8100,非加密区为8200。6.6框架柱的配筋计算6.6.1正截面的配筋计算(按内力最大控制截面)以底层柱为例进行设计,采用对称配筋。(1) A柱配筋的计算: 1) 柱的截面尺寸为:b=450mm450mm 2) 柱截面的有效高度为: 混凝土的轴心抗压强度的设计值为: 柱端弯矩的计算值为:M取上、下端弯矩的最大值:M=36.440KNm 柱端剪力的计算值为:=15.463KN 柱的轴力N取柱顶、柱底的最大值为:N=963.741KN3)判断构件是否需要考虑附件弯矩: 剪跨比为: 轴压比为: 故不需考虑杆件自身挠曲变形的影响。 计算构件弯矩设计值: 最不利的组合(调整之后):=36.440KNm,N=963.741KN,轴向力对截面的重心偏心矩为:,附加偏心矩应取20mm与偏心方向的截面尺寸的1/30两者中的较大值,即,故取=20mm。初始偏心矩为:截面的曲率修正系数为:,取弯矩的增大系数为: 端截面偏心调节的系数为:控制截面弯矩的设计值为: 判别偏压类型:轴向力作用点到受拉钢筋As合力点之间的距离为: =58+-45=238mm由 判定为大偏心。 4)对称配筋计算: 由于该建筑的抗震强度等级为三级,查建筑抗震设计规范可得出框架结构得中柱和边柱截面的纵向受力钢筋最小的总配筋率为0.6%,即,所以 故 应按最小配筋率进行配筋:选配222和120(实配) 5)垂直于弯矩的作用平面的受压承载力的验算: ,查表可得, 满足要求(2)B柱配筋的计算: 1) 柱的截面尺寸为:b=450mm450mm 2) 柱截面的有效高度为:混凝土的轴心抗压强度的设计值为:柱端弯矩的计算值为:M取上、下端弯矩的最大值:54.724KNm柱端剪力的计算值为:=21.563KN柱的轴力N取柱顶、柱底的最大值为:N=1192.745KN 3) 判断构件是否需要考虑附件弯矩:剪跨比为:轴压比为:故不需考虑杆件自身挠曲变形的影响。 计算构件弯矩设计值: 最不利的组合(调整之后):=54.724KNm,N=1192.745KN,轴向力对截面的重心偏心矩为:,附加偏心矩可取20mm与偏心方向的截面尺寸的1/30两者中的较大值,即,故取=20mm。初始偏心矩为:截面的曲率修正系数为:,取弯矩的增大系数为: 端截面偏心调节的系数为:控制截面弯矩的设计值为: 判别偏压类型:轴向力的作用点到受拉钢筋As合力点间的距离为: =66+-45=246mm由 判定为大偏心。 4)对称配筋的计算: 由于该建筑的抗震强度等级为三级,查建筑抗震设计规范可得出框架结构的中柱和边柱截面的纵向受力钢筋最小的总配筋率为0.6%,即,所以 故 应按最小配筋率进行配筋:选配222和120(实配) 5)垂直于弯矩的作用平面受压承载力的验算: ,查表, 满足要求6.6.2斜截面箍筋的配置A柱与B柱下端截面的剪力值相差较小,所以下端截面均按A柱的较大剪力 来确定箍筋数量。 故满足要求。则该框架柱可按照构造要求来配置箍筋,可取。 其余各层框架柱得柱端剪力均满足构造配筋,则均按此构造配置箍筋。 第7章 基础计算 独立基础的设计计算:取J-6进行计算。 表7-1设计资料编号土质名称土层深度范围(m)土层厚度(m)承载力特征值() 1杂填土1.0-1.81.0-1.8 2圆砾3.0-4.51.0-2.6220 3中砂2.6-4.50.2-1.4150 4卵石8.05.04007.1 荷载的标准组合(边柱
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本文标题:孟津县第二高级中学教学楼建筑与结构设计【含14张CAD图纸、说明书】
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