赣州市十二中教学楼结构设计计算书

本科毕业设计（论文）开题报告（综述）建筑与测绘工程学院土木工程专业2006级1班学生题目赣州市十二中教学楼2）选题依据及意义毕业前的最后一次大型课程设计，此次设计的意义重大，也许也是最后一次在老师的指导下学习，工民建专业决定了我们将来要从事的工作就是运用我们所学的专业知识来指导将来的民用及工业建筑物的设计，施工，管理等各个环节。毕业设计的实质目的就是让我们深入了解了工程建设设计与施工的过程，对一般框架类型的房屋有更深刻的认识，以自己的课题出发，学会应用知识于现代建筑的具体实践之中，从设计之中来提升自己的能力，获取间接经验。随着时代的发展和科技的进步，人们的生活水平也在不断提升。而建筑是社会和科技发展所需要的“衣、食、住、行”的之首。它在任何一个国家的国民经济中都占有举足轻重的地位作为土木工程专业的一名本科毕业生，应该能从事土木工程的设计施工与管理工作。因此，我们有必要也必须进行一次综合性的毕业设计。通过综合运用所学的理论知识和技能，解决中学教学楼的建筑设计，结构和施工组织设计方面的实际问题，为今后独立从事土建设计和施工打下基础。因此，本次毕业设计的选题为“南昌市阳光中学教学楼”，采用钢筋混凝土框架结构体系。3）国内外研究现状及发展趋势（含文献总述）混凝土结构使用历史较长。它在性能及材料来源等方面有许多自身优点，发展速度很快，应用也最广泛，已从工业与民用建筑，交通设施转到了近海工程和海底工程等。我国应用混凝土的时间比较短，但目前钢筋混凝土结构在我国发展势头非常好，所以深入了解混凝土的性能非常有必要。在混凝土结构施工过程中，施工技术的改进起了很大作用。预应力技术的发明使混凝土结构的跨度大大曾加，滑模施工方法的发明使高耸结构和贮仓、水池等持种结构的施工进度大大加快。泵送混凝土技术的出现使高层建筑、大跨桥梁可以方便地整体浇注。蒸汽养护使预制构件成品出厂时间大为缩短在模板方面，除了目前使用的木模板、钢模板、硬塑料模板外，今后向多功能发展，在钢筋的绑扎成型方面，正在大力发展各种钢筋成型机械及绑扎机具，以减少大量的手工操作。框架结构是由梁和柱连接而成的。是如今常用的一种建筑结构，整体性比较好，一般用于小高层建筑。在10层以下，否则要加设剪力墙结构。纯框架在现代运用较广。框架结构选型结构分类混凝土结构按施工方法的不同可分为现浇式、装配式和装配整体式。现浇式框架即梁、柱、楼盖均为现浇钢筋混凝土结构。一般做法是每层的柱与其上部的梁板同时支模、绑扎钢筋，然后一次浇注混凝土。整体性强、抗震性能好，其缺点是工作量大、工期长、需要大量的模板。装配式框架是指梁、柱、楼板均为预制，通过焊接拼装连接成整体的框架结构。施工速度快、效率高。但由于在焊接接头处须预埋连接件，节点构造较难处理，故此型式在框架中较少采用。不宜在地震地区应用。装配整体式框架是指梁、柱、楼板均为预制，节点构造简单，用钢量和焊接工作量少，吊装方便，抗震性能及整体性较好。在楼面荷载较大的工业厂房中，值得推广应用。目前国内外多层房屋大多采用现浇式钢筋混凝土框架结构。近年来，由于人们对大空间、大跨度的要求，国内外正在推广使用预应力混凝土结构。预应力构件的使用，大大减少混凝土的用量。另外，由于地域的不同，或是特殊功能的要求，新的防冻、防火等具有特殊性能的混凝土正不断地被研制开发出来，相信未来混凝土的用途会越来越广泛。4）本课题研究内容完成具有一定复杂程度的建筑物的建筑设计、结构设计和施工组织设计。（一）建筑设计内容1方案设计2详细设计3施工图绘制（二）结构设计内容1结构方案及结构布置2标准构件选型3框架内力计算4梁柱配筋及基础设计5绘制结构施工图6整理计算书（三）施工组织设计1确定主要分部分项工程施工方案2主导工程施工设计3单位工程施工进度计划设计4施工平面图设计5整理设计说明书5）本课题研究方案1、文献收集。广泛收集与办公楼有关的建筑设计、结构设计和施工组织设计资料。2、毕业实习。通过对现场直观观察，对实际工程中各处的工程施工与管理情况有了一定的感性认识。在这一过程中，学到了一些设计时应该掌握的一些工程细节，以及理论跟实际工程的联系，更好的指导设计。3、教师分阶段讲课。建筑、结构和施工三个环节的指导老师，结合学生的进度分阶段讲课，并对相关问题展开讨论。4、结构设计是整个设计中工作量最大，时间最长的一个环节，为了加深和巩固学生对自己出知识和基本技能的掌握程度，结构计算以手算为主，电算为辅的方法，施工图绘制要求既有手工绘制又有计算机绘制。6）研究目标、工作进度通过综合运用所学的理论知识和技能，解决中学教学楼的建筑设计、结构设计和施工监理方面的实际问题，从而对一般框架类型的房屋的设计和施工有比较全面的了解，对建筑设计、结构设计和施工之间必须相互密切配合的内在联系有较深刻的认识，为今后独立从事土建设计和施工打下基础。每一位同学都要在熟悉设计任务书的基础上，类比同类建筑物，根据已给出的示意方案，结合南昌市的自然条件，施工单位的施工技术水平，材料供应情况，进行建筑设计、结构设计的计算以及单位工程的施工监理，并绘制出主要的建筑、结构施工图。1建筑施工图。包括建筑设计说明，门窗表。总平面，2图底层平面图，南立面1图标准平面图，北立面1图屋顶平面，侧立面，剖面，檐口大样1图2结构施工图。包括结构建筑说明，基础平面布置图及基础大样1图标准层结构布置图、屋面结构布置图1图现浇楼梯图2图框架模板配筋图1图雨篷、天沟、厕所现浇板配筋图2图3施工组织设计。包括主导工程网络图2图单位工程、施工进展、计划及综合劳动力动态表1图单位工程施工平面图2图工作进度1、建筑设计进度计划第1周方案设计（包括收集资料，讲课）第2周修改方案，绘制定稿图第335周绘制施工图2、结构设计进度计划表配合建筑设计（05天）结构布置草图，标准构件选型（3天）典型框架内力计算（14天）复习框架的荷载计算，内力分析内力组合的方法、叠代法典型框架荷载计算典型框架内力计算典型框架内力组合梁柱配筋于基础设计（4天）典型框架配筋计算柱下基础的设计施工图绘制（14天）绘制结构平面布置图绘制典型框架结构详图、基础详图绘制现浇楼梯、雨篷、檐口结构详图整理计算书（3天）3、施工组织设计工作参考进度讲解任务书及编写工程概况主要分部分项工程施工方案拟定及工程量计算主导工程施工设计（包括工程量计算到绘制网络图）设计和绘制单位工程施工进度及不分工种劳动力动态图设计单位工程施工总平面图整理说明书7）参考文献1房屋建筑学2建筑设计资料集3江西省建筑标准图集4中小学建筑设计规范5混凝土结构设计规范（GB500102002）6建筑地基基础设计规范（GB500072002）7建筑结构荷载规范（GB500092001）8混凝土结构（上册）、（中册）9高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ32002）10建筑抗震设计规范（GB500112001）11砌体结构设计规范（GB500032001）12建筑结构制图标准（GB/T501052001）13混凝土结构计算手册第三版吴德安主编中国建筑工业出版社14混凝土结构构造手册第三版中国有色工程设计研究总院16钢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（现浇混凝土板式楼梯）（03G10012）指导教师审核意见教研室主任签字年月日赣州市十二中教学楼摘要本工程为赣州市十二中教学楼工程，采用框架结构，主体为八层，本地区抗震设防烈度为7度，场地类别为II类场地。主导风向为西南，基本风压050KN/M，基本雪压025KN/M。楼屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构。本设计贯彻“实用、安全、经济、美观”的设计原则。按照建筑设计规范，认真考虑影响设计的各项因素。根据结构与建筑的总体与细部的关系。本设计主要进行了结构方案中横向框架第12轴抗震设计。在确定框架布局之后，先进行了层间荷载代表值的计算,接着利用顶点位移法求出自震周期，进而按底部剪力法计算水平地震荷载作用下大小，进而求出在水平荷载作用下的结构内力（弯矩、剪力、轴力）。接着计算竖向荷载（恒载及活荷载）作用下的结构内力。是找出最不利的一组或几组内力组合。选取最安全的结果计算配筋并绘图。此外还进行了结构方案中的室内楼梯的设计。完成了平台板，梯段板，平台梁等构件的内力和配筋计算及施工图绘制。对楼板进行了配筋计算，本设计采用桩基础，对基础承台和桩进行了受力和配筋计算。整个结构在设计过程中，严格遵循相关的专业规范的要求，参考相关资料和有关最新的国家标准规范，对设计的各个环节进行综合全面的科学性考虑。总之，适用、安全、经济、使用方便是本设计的原则。设计合理可行的建筑结构方案是现场施工的重要依据。关键词框架结构，抗震设计，荷载计算，内力计算，计算配筋TWELVEMIDDLEOFGANZHOUCITYTEACHINGBUILDINGABSTRACTTHISWORKSFORTWELVEMIDDLEOFGANZHOUCITYTEACHINGBUILDING,AFRAMEWORKSTRUCTUREFORASIXSTOREYMAIN,INTHEREGIONEARTHQUAKEINTENSITYOF7DEGREESNEARLANSITECLASSIFICATIONASCLASSIIVENUESLEDTOTHESOUTHWESTDIRECTION,THEBASICPRESSURE050KN/M,BASICSNOWPRESSURE025KN/MFLOORROOFWEREUSINGCASTINPLACEREINFORCEDCONCRETESTRUCTURETHEDESIGNANDIMPLEMENT“PRACTICAL,SECURITY,ECONOMIC,AESTHETIC,“THEDESIGNPRINCIPLESWITHTHEARCHITECTURALDESIGN,DESIGNSERIOUSLYCONSIDERTHEINFLUENCEOFTHEVARIOUSFACTORSACCORDINGTOTHESTRUCTURALANDARCHITECTURALDETAILANDTHEOVERALLRELATIONSHIPTHEDESIGNOFTHEMAINSTRUCTUREOFTHEPROGRAMHORIZONTALFRAMEWORK12AXISSEISMICDESIGNINDETERMININGTHEDISTRIBUTIONFRAMEWORK,THEFIRSTLAYEROFREPRESENTATIVEVALUEOFTHELOAD,THENUSEVERTEXFROMTHEDISPLACEMENTMETHODFOREARTHQUAKECYCLE,ANDTHENATTHEBOTTOMOFSHEARHORIZONTALSEISMICLOADCALCULATIONUNDERSIZE,THENCALCULATEDTHELEVELOFLOADUNDERTHEINTERNALFORCESBENDINGMOMENT,SHEARANDAXIALFORCETHENCALCULATEVERTICALLOADCONSTANTLOADANDLIVELOADUNDERTHEINTERNALFORCESIDENTIFYTHEMOSTDISADVANTAGEDGROUPORANINTERNALFORCESEVERALCOMBINATIONSSELECTTHEBESTSAFETYRESULTSOFTHEREINFORCEMENTANDMAPPINGINADDITION,THESTRUCTUREOFTHEPROGRAMINDOORSTAIRCASEDESIGNCOMPLETIONOFTHEPLATFORMBOARDS,BOARDSOFTHELADDER,PLATFORMBEAMCOMPONENTANDTHEREINFORCEMENTOFINTERNALFORCESCALCULATIONANDCONSTRUCTIONMAPPINGONTHEFLOORREINFORCEMENTCALCULATION,THEUSEOFPILEFOUNDATIONDESIGN,FOUNDATIONANDPILECAPSFORTHEFORCEANDREINFORCEMENTCALCULATIONTHEWHOLESTRUCTUREOFTHEDESIGNPROCESS,INSTRICTCOMPLIANCEWITHTHERELEVANTPROFESSIONALSTANDARD,REFERENCETORELEVANTINFORMATIONANDTHELATESTNATIONALSTANDARDSANDSPECIFICATIONS,ANDDESIGNOFTHEVARIOUSCOMPONENTSOFACOMPREHENSIVESCIENTIFICCONSIDERATIONSINSHORT,APPLICATION,SECURITY,ECONOMICANDUSERFRIENDLYDESIGNISTHEPRINCIPLEDESIGNREASONABLEANDWORKABLESTRUCTUREOFTHEPROGRAMISTHECONSTRUCTIONSITEOFTHEIMPORTANTBASISFORTHECONSTRUCTIONKEYWORDSFRAMESTRUCTURE,SEISMICDESIGN，LOADCALCULATION，INTERNALFORCECALCULATION，CALCULATIONREINFORCEMENT符号混凝土弹性模量；CEC20表示立方体强度标准值为20N/的混凝土强度等级；2MN轴向力设计值；M弯矩设计值；V剪力设计值；A构件截面面积；I截面惯性矩；永久荷载标准值；KG可变荷载标准值；KQ永久荷载分项系数；G可变荷载分项系数；Q结构总水平地震作用标准值；EKF地震时结构的重力荷载代表值、等效总重力荷载代表值；EQ、T结构自振周期；承载力抗震调整系数；RE构件长细比；地基承载力特征值；AKF基础高度；0HD基础埋置深度，桩身直径；土的重力密度；风荷载标准值；K结构顶部附加水平地震作用标准值；NF楼层层间位移；UE偏心距；箍筋面积；SVAB结构迎风面宽度；截面有效高度；0H受拉区、受压区纵筋面积。SA目录第一章工程概况和结构设计方案111工程概况112结构设计方案113结构计算简图3第二章结构计算521荷载计算5第三章板的结构计算1631楼面结构平面布置1732弯矩计算18第四章楼梯结构设计计算2341基本理论2342结构设计计算24第五章框架内力计算2751计算方法2752恒载作用下的框架内力2753活载作用下的框架内力3754风载作用下的位移、内力计算4555地震作用下横向框架的内力计算52第六章框架内力组合5961荷载组合5962控制界面及最不利内力6063弯矩调幅6164调幅计算65第七章框架梁、柱截面设计7471框架梁截面设计7472框架柱截面设计74第八章基础设计9281荷载计算9282确定基础底面积9283基础结构设计96参考文献101致谢103附录104第一章工程概况和结构设计方案11工程概况本工程为八层框架结构教学楼结构设计，建筑面积大约。地质条件拟建场地平整，自然地表下内为填土，填土下为粉质粘土（，再下为强风化岩层（。场地类别为类，地面粗糙程度类，基本风压值，基本雪压值。本工程所在地抗震设防烈度为度，设计基本地震加速度为，设计地震分组为第二组，活荷载上人屋面均布活荷载标准值，楼面活荷载标准值。2KN/M2KN/M屋面做法厚预制钢筋混凝土架空板、防水层厚水泥砂浆找平层M现浇钢筋混凝土屋面板厚纸筋石灰粉平顶楼面做法厚水泥砂浆面层压实抹光厚水泥砂浆找平层现浇钢筋混凝土楼面板厚纸筋石灰粉平顶M墙身做法围护墙采用厚非承重空心砖（重度），2KN/M混合砂浆砌筑，双面粉刷（重度）。2KN/M本设计计算书包括水平地震、风荷载内力作用分析、楼板、次梁、楼梯、基础等部分的计算和设计。12结构方案结构方案采用现浇整体式纵横向承重框架、现浇混凝土板和独立基础（基底标高），外墙采用普通砖，填充墙采用厚的砖，楼盖及屋盖均采用现浇钢MM筋混凝土结构，楼板厚度取。121梁、柱截面尺寸估算）柱利用以下公式进行估算CFNA式中考虑地震荷载组合时柱的轴力设计值，可进行估算，；弯矩对框架柱轴力的影响，中柱扩大系数取，边柱；轴压比，（），为该柱承担的楼面荷载面积，近似按柱距划分。本工程采用混凝土，抗震等级为三级，故查表可得，CF通过计算本工程的框架柱统一取2）梁主梁横向框架梁跨取，；MHBL3052160跨取，；L14纵向梁取，；MHBL25024各层梁截面尺寸及混凝土强度等级如下表梁截面尺寸及各层混凝土强度等级表11层次混凝土强度等级主梁跨主梁跨纵向梁122结构计算简图图11标准层柱网平面布置图本工程横向框架计算单元取上图斜线部分所示范围，框架的计算简图假定底层柱下端固定于基础，按工程地质资料提供的数据，查建筑抗震设计规范可判断该场地为类场地土，地质条件较好，初步确定本工程基础采用柱下独立基础，挖去所有杂填土，基础置于第二层粉质黏土层上，基底标高为设计相对标高，柱子的高度底层为（初步假设基础高度05M，二八层柱高为，柱MH501541MH2472节点刚接，横梁的计算跨度取柱中心间距离。三跨分别为L6000MM,2400MM,6000计算简图如图所示BGHJ图12计算简图第二章结构计算21荷载计算（以轴线横向框架为计算分析对象）BGJEDDBDBEDDBEDDBEDEDDBEDDBEDDBEDDBJGB恒载图（A）活载图（B）图21荷载作用下计算简图（A）恒载作用下结构计算简图；（B）活载作用下结构计算简图211屋面横梁竖向线荷载标准值1）屋面上人（）恒载厚架空隔热板防水层厚水泥砂浆找平层M厚钢筋混凝土板（，跨板厚取；跨