某小学楼设计毕业设计

大学成人高等教育毕业设计（论文）姓名学号专业年级学习形式函授夜大脱产学习层次高起本专升本高起专函授站大学成人高等教育毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目姓名学号专业、年级学习形式函授夜大脱产学习层次高起本专升本高起专函授站毕业设计（论文）内容综合考虑地区环境、建筑使用功能、综合选型、施工、材料、经济等，结合日常工作中的施工经验，我完成了某小学学生教学楼设计楼的构思，完成了建筑设计说明、基础平面布置图、建筑平面布置图、建筑结构图、立面图等相关设计及计算。专题（子课题）题目内容设计（论文）指导教师（签字）主管教学院长（签字）2014年月日某小学学生教学楼设计目录摘要4第一章概述5一、选题意义5二、工程概况5三、设计内容、方法及依据6（一）设计内容6（二）设计方法6（三）设计资料（依据）6第二章结构设计说明8一、框架结构设计计算8二、荷载计算9三、框架侧移刚度计算12四、横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算15五竖向荷载作用下框架结构的内力计算201横向架内力计算202横向框架内力组合26六、截面设计32七、楼梯设计40八、框架柱下基础的设计45总结和体会51致谢辞52参考文献53摘要了解建筑设计、结构设计的全过程，熟悉建筑设计的基本思路和结构设计计算的基本方法。巩固过去几年所学的专业知识和基础知识。学习并掌握相关资料的收集、整理和归纳，从而提高分析和解决实际问题的能力。SUMMARYUNDERSTANDBUILDINGDESIGNANDCONSTRUCTIONOFTHEWHOLEDESIGNPROCESS,FURTHERMORE,FAMILIARWITHTHEBASICWAYOFBUILDINGDESIGNANDTHEBASICMETHODOFCONSTRUCTIONCALCULATINGREINFORCEPROFESSIONKNOWLEDGEANDFOUNDATIONKNOWLEDGEFORLEARNINGOFPASTYEARSSTUDYANDCONTROLHOWTOCOMBINESTHECOLLECTIONSOFTHERELATEDDATA,SORTINGWITHINDUCE,WHATSMORE,WECANINCREASETHEABILITYTHATANALYSISANDRESOLVETHEACTUALPROBLEMTHROUGHIT关键词建筑设计结构设计结构计算KEYWORDSBUILDINGDESIGNCONSTRUCTIONDESIGNCONSTRUCTIONCALCULATION第一章概述一、选题意义这次毕业设计的课题为某小学学生教学楼设计，本着设计富有朝气和时代气息的原则，设计一座现代化的小学教学区。建筑设计在现有的自然环境与总体规划的前提下，根据设计任务书的要求，综合考虑使用功能、结构施工、材料设备、经济艺术等问题，总重解决建筑内部使用功能和使用空间的合理安排，各个细部的构造方式等，创造出即符合科学性，又具有艺术效果的学习环境。本方案采用框架结构，在满足功能要求的基础上，该建筑要体现现代化特色，适应现代化的教学需求，满足消防、抗震等安全要求。二、工程概况某小学学生教学楼为主体四层、局部三层现浇钢筋混凝土框架结构体系，建筑面积为5300。建筑物平面为L形，由三个建筑单体通过回廊连为整体，层高为M，室内外高差为M。框架结构平面布置及柱网布置图如图1所示。图1结构平面及柱网布置图三、设计内容、方法及依据（一）设计内容1、结构平面布置结构方案及造型、风荷载和地震荷载处理；2、框架设计（1）材料选用及截面尺寸确定；（2）荷载计算；（3）框架梁、柱刚度计算；（4）框架在地震荷载作用下的侧移及内力计算；（5）框架在竖向荷载作用下的内力计算（6）内力组合；（7）框架结构梁、柱承载力计算（8）框架柱下独立基础设计；3、现浇楼梯设计4、其他现浇构件（雨蓬、卫生间等）设计及节点验算（二）设计方法建筑部分则运用房屋建筑学等学科知识进行设计，结合设计规范要求合理分区，满足使用要求，保证工程的安全性、耐久性、适用性，使设计的结构在规定的设计使用年限内完成预期的功能要求。建筑施工图的绘制遵循工程制图的标准，图中的各种标注、符号符合规范，做到能够看图施工。结构部分要求结构的布置、柱距的确定应满足使用功能，柱网尺寸符合模数。结构的梁、板、柱截面尺寸符合要求，合理确定。采用D值法计算柱的侧移刚度，竖向荷载部分则采用二次弯矩分配法进行计算。（三）设计资料（依据）1、本建筑地处昆明地区，地震设计烈度为度2、气象条件基本风压03KN/，基本雪压03KN/3、工程地质条件（根据钻探，建筑所在地区域的地质情况如下）第一层土城市杂填土、厚010M第二层土亚粘土、厚3540MR180KN/第三层土轻亚粘土，厚4046MR200KN/第四层土混圆砾，厚6080MR300KN/第五层土轻亚粘土，厚5066MR250KN/地下水最高水位，地表下25M4、各类建筑材料均能得到保证，钢筋材料均能得到保证，钢筋最长不超过12米。5、屋面及楼面做法屋面做法180厚砖砌架空隔热层；二毡三油防水层；冷底子油玛蹄脂二道；焦渣混凝土找坡层（20MM厚）；20MM厚水泥砂浆找平层；100MM厚现浇钢筋混凝土结构层；20MM厚砂浆粉底层；楼面做法水磨石地面；100MM厚现浇钢筋混凝土结构层；20MM厚砂浆粉底层；6、材料混凝土强度等级柱C30梁、板、基础C25垫层C10钢筋强度等级梁、柱纵向钢筋HRB400箍筋HPB235板纵向钢筋HRB3357、主要活荷载取值屋面活荷载20KN/上人05KN/不上人楼面活荷载20KN/雪荷载03KN/走廊楼梯阳台活荷载25KN/第二章结构设计说明一、框架结构设计计算1、初估截面尺寸（1）柱底层B500MMH550M其它层B500MMH500MM（2）梁H（1/101/12）L720600MM取H700MMB（1/21/3）H350233MM取B250MM走道梁为H500MMB250MM其编号如图2所示。图2梁布置及编号图2、梁的计算跨度框架梁的计算跨度以上柱形心线为准，由于建筑轴线与墙轴线重合，故建筑轴线与结构计算跨度不同。3、柱高度底层柱高度H36M06M05M47M，其中36M为底层层高，06M为室内外高差，05M为基础顶面至室外地面的高度。其它柱高等于层高，即36M。由此得框架计算简图如图31、32所示。图31纵向框架计算简图单位M）图32横向框架计算简图单位M）二、荷载计算1、屋面均布恒载按屋面的做法逐项计算均布荷载，计算如下180厚砖砌架空隔热层11KN/二毡三油上铺绿豆砂防水层035KN/20厚13水泥砂浆找平层0022004KN/（坡度3）20厚水泥焦渣找坡层12KN/100厚现浇钢筋混凝土板012525KN/20厚板底砂浆粉刷层0022004KN/小计595KN/屋面恒荷载标准值（4584878024）（72224）5954882KN2、楼面均布恒载按楼面做法逐项计算，计算如下30厚水磨石面层06KN/100厚现浇钢筋混凝土板012525KN/20厚板底砂浆粉刷层0022004KN/小计35KN/楼面恒荷载标准值（4584878024）（72224）352872KN3、屋面均布活荷载不上人屋面05KN/屋面雪荷载03KN/雪荷载标准值（4584878024）（72224）03246KN4、楼面均布活荷载普通教室、会议室、厕所20KN/走廊25KN/楼面活荷载标准值（4584878024）（72224）252051KN5、梁、柱、墙、门、窗重力荷载计算屋顶重力荷载代表值包括屋面恒载，50屋面雪荷载，纵、横梁自重，半层柱自重，半层墙体自重。其它层重力荷载代表值包括楼面恒载，50楼面均布或荷载，纵、横梁自重，楼面上、下各半层的柱及纵、横墙体自重，梁、柱可根据截面尺寸、材料容重及粉刷等计算出单位长度上的重力荷；对墙、门、窗等可计算出单位面积上的重力荷载。墙体为240MM厚粘土空心砖，内、外墙均为20MM厚抹灰则外墙面重力荷载。木门单位面积重力荷载为02KN/；铝合金窗单位面积重力荷载取04KN/。以上具体各项计算过程从略，计算结果见表1、2、36、重力荷载代表值集中于各楼层标高处的重力荷载代表值具体计算过程从略，计算结果见图4层次构件B/MH/MKN/GKN/MLI/MNGI/KNGI/KN4边横梁025070251054596992477065中横梁025070251054592611214388次梁025050251053284504464969纵梁025070251054594504490956247377柱05005025110688360481188001188003边横梁025070251054596992477065中横梁025070251054592611214388次梁025050251053284504464969纵梁025070251054594504490956247377柱05005025110688360481188001188002边横梁025070251054596992477065中横梁025070251054592611214388次梁025050251053284504464969纵梁025070251054594504490956247377柱05005025110688360481188001188001边横梁025070251054596992477065中横梁025070251054592611214388次梁025050251053284504464969纵梁025070251054594504490956247377表1梁柱自重计算表表2墙体自重计算表墙体T/MH/MKN/GKN/ML/MGI/KNGI/KN女儿墙02409025005401317671150底层外墙02409019004101318054091底层内墙0242901900132218360242793296883其它层外墙02409019004101318054091其它层内墙0242901900132218360242793296883表3门窗自重计算表构件L/MH/MKN/GKN/MNGI/KNGI/KN窗405200040324144536180200040144228839520004031626314352000403482696615119520004015623124562000403651365门12029002007016111409029002005219992图4各质点的重力荷载代表值三、框架侧移刚度计算1、横向框架侧移刚度计算横向框架梁线刚度计算过程见表4，柱线刚度计算过程见表5。IBIC表4框架梁线刚度计算表中框架边框架截面惯性矩梁线刚度层号轴线号边（0混凝土EC梁宽梁高梁跨IBBH3/12IB2ECIB/LIB15ECIB/L中1强度等级KN/M2（106）BMHMMM4（1000）KN/M（104）341/SU轴000C25280025070720715556417UV轴100C25280025050240260608456121/SU轴000C25280025070720715556417UV轴100C25280025050240260608456表5框架柱线刚度计算表截面惯性矩柱线刚度层号柱号混凝土EC柱宽B柱高H柱LICBH3/12ICECIB/L强度等级KN/M2（106）MMMM4（1000）KN/M（104）341C3030505365214342C30305053652143421C30305053652143412C3530505547693442柱的侧移刚度按计算，式中刚度修正系数,根据梁柱线刚度比HIDC21C查柱刚度修正系数表求得在结构平面布置图中的柱可分为中框架中柱和边柱、边KC框架中柱和边柱以及楼梯间柱等。现以第2层C4柱的侧移刚度计算为例，说明计算过程，其余柱的计算过程从略，计算结果见表607所以该框架为规则框架。第2层C4柱及与其相连的梁的相对线刚度如图5所示7806/3871D图5C4柱及相连梁的相对线刚度图中数据取自表4和5。由柱刚度修正系数表可得梁柱线刚度比为CK084826056K71C则177KN/MMND/36002将上述不同情况下同层框架柱侧移刚度相加，即得框架各层层间侧移刚度，DI见表6。2纵向框架侧移刚度计算纵向框架侧移刚度计算方法与横向框架相同。柱在纵向的侧移刚度除与柱沿纵向的截面特性有关外，还与纵梁的线刚度有关。纵梁线刚度的计算过程见表7。纵向框IB架柱亦可分为中框架中柱和边柱、边框架中柱和边柱等，其侧移刚度值见表8。纵向框架各层层间侧移刚度值见表9。表8纵向框架柱线刚度计算表混泥土截面惯性矩柱线刚度层号柱号强度等级EC柱宽B柱高H柱LIBBH3/12IBECIB/LKN/M2（106）MMMM4（1000）KN/M（10表7纵向框架梁线刚度计算表中框架边框架边（0）混凝土截面惯性矩梁线刚度层号中（1）强度等级EC梁宽B梁高H梁跨LIBBH3/12IB2ECIB/LIB15ECIB/LKN/M2（106）MMMM4（1000）KN/M（104）340C252802507457158896671C25280250745715889667120C252802507457158896671C252802507457158896674）341C3030505365214342C30305053652143421C30305053652143412C3030505547693442表9纵向框架抗侧移总刚度计算表柱别柱高柱线刚度（KN/M（104）MKN/M左梁右梁层号（104）柱根数（104D楼层侧移刚度Z136434766766700154043175其他层Z2364341766766700154043175Z336434788988967667359064258Z436434178898896766735906425810382Z1474427667000151057137首层Z24744217667000151057137Z34744278890670352073175Z4474421788906703520731757496四、横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算07所以该框架为规则框架。720813/967421D1横向水平地震作用下框架结构的内力和侧移计算1横向自振周期计算。按顶点位移法计算框架的自振周期。T017则横向框架顶点位移计算见表10。T170704364S134502横向地震作用计算BI（一般层）CBI2K（首层）（一般层）K（首层）50H12DCMKN上BI下B上BI下在类场地，8度二组地震区的结构特征周期、地震影响系数STG40160MAX由于T04264S055时，应进行裂缝宽度验算。在本设计中，取组合项恒085活风的一组内力进行验算。1应力计算截面MS9721KNMNS122373KNE0MS/NS79MMAS2281MM2H050035465MM105850794104122HLES10579465548MME0H0364MMEZ1287227119N/MM2ZAENSSS由此得，截面的应力为截面54893N/MM2截面56340N/MM2SS2）最大裂缝宽度计算由最大宽度裂缝计算公式，其中EDCSTES/08912MAXC25MM,07,ES20105N/MM2,得出计算值列于表35中。MAX由表知最大裂缝宽度满足要求。综合以上计算结果，绘制出横向框架的配筋图，详见结构图部分。七、楼梯设计楼梯的平面图和剖面图参见建筑设计部分。楼梯采用现浇板式楼梯，混凝土强度等级为C30143N/MM2，143N/MM2；钢筋直径D14MM时采用HRB400FCFT级钢筋（360N/MM2），D12MM时采用HPB235级钢筋（210N/MM2）。YFY楼梯的结构布置如图20所示。斜板两端与平台梁和楼梯梁整浇，平台板一端与平台梁整浇，另一端则延伸到墙或窗边，平台梁两端都搁置在楼梯构造柱上。TB21、斜板TB1设计对斜板TB1取1M宽度作为其计算单元。确定斜板厚度T斜板的水平投影净长为3300MM；斜板的斜向净长为LN1LN/1COS3300/08943691MM，30152斜板厚度（1/251/30）（1/251/30）3691148MM123MM，取130MM。TLN/1T1荷载计算计算过程见表36。计算简图如图21所示。内力计算斜板的内力，一般只需计算跨中最大弯矩即可，考虑到斜板两端均与梁整浇，对其有约束作用，所以跨中最大弯矩取1304。102LNPM9732MKN标准层楼梯斜板荷载计算表36荷载种类荷载标准值（KN/M）荷载分项设计荷载（KN/M）系数栏杆自重021202430厚水泥砂浆面层20003EDC130150912108锯齿形斜板自重OS21T894255112661板底20厚砂浆粉刷层045CS23012053恒载小计G706847活荷载Q25014350总计P9561197配筋计算13020110MM；201THO0075BFAMOCS1034260964SS575553917MM2HFAOSY96021选用钢筋受力钢筋10100，MM2；分布钢筋8250（即每一个踏步78S下放一根）。2、平台板TB2设计平台板的计算简图平台板取1M宽度作为计算单元。平台板近似地按短跨方向的简支梁计算，计算简图如图21所示。计算跨度由于平台板两端均与梁整浇，所以计算跨度取净跨1500LN2MM，平台板厚度取100MM。T2荷载计算计算过程见表35。平台板荷载计算表35荷载种类荷载标准值（KN/M）荷载分项系数设计荷载（KN/M）30厚水泥砂浆面层2000310612072平台板自重25011251230板底20厚砂浆粉刷层2000210412048恒载小计G2350420活荷载Q25014350总计P2600770内力计算P770KN/M173。102LNM5072MKN配筋计算1002080MM；1THO00189BFAOCS28013407260981SS5019510497MM2HFMAOSYS926选用钢筋受力钢筋8180，MM2；分布钢筋8250。73、平台梁TL1的设计平台梁的计算简图如图22平台梁的两端搁置在楼梯的构造柱上，所以计算跨度取48005002004500MM；ALN3平台梁的截面尺寸取H400MM,B250MM。荷载计算计算过程见表37。内力计算平台梁跨中正截面最大弯矩7163。823LNPM542MKN平台梁支座处最大剪力6368KNV截面设计1）正截面承载力计算40035365MM；35HO0150BFACS213652014720918SS0162698MM2HFMAOSYS9836选用钢筋考虑到平台梁两边受力不均匀，有扭矩存在，纵向受力钢筋酌量增大。选用4根直径为16的HRB400级钢筋（416），MM2。04AS2）斜截面抗剪能力计算048807HBFVOT36520418不需按计算配置箍筋，按构造要求配置箍筋，6200双肢箍筋。4、绘制楼梯施工图楼梯施工图的绘制参见结构图部分。平台梁TL1荷载计算表37荷载种类荷载标准值（KN/M）荷载分项系数设计荷载（KN/M）由斜板传来的恒载706631121LN23041121249由平台板传来的恒载3503422N515712308平台梁上的水泥砂浆面层30厚20100302001212014平台梁自重251040025251230恒载平台梁底部和侧面的粉刷2010020252（040010）03412041小计G15941912活荷载Q2501（33/215/202）6501491总计P2244283八、框架柱下基础的设计以KJ2中1/S轴线的柱下基础（J1）为例说明基础设计方法，其它的柱下基础的设计可参考（J1）进行。（一）、单柱基础选型由于内走道尺寸较小，所以设为双柱基础，而其它设为单柱基础。且为便于施工，本设计选用锥形基础。混凝土强度等级用C30143N/MM2，143N/MM2；FCFT钢筋采用HRB400级钢筋（360N/MM2）。FY确定基顶荷载由基础梁传来的恒荷载标准值02504254290KNNB由1/S柱传来的荷载效应标准组合值第一组（与相应M和V）5025、166390KN、MAXCMKNC3207KN第二组（与相应N和V）30377、125168AXCCKN、7407KNC故作用于基顶的荷载效应标准组合值为第一组（与相应M和V）5025、167290KN、MAXCMKNC3207KN第二组（与相应N和V）30377、126068AXCCKN、7407KNC确定基底尺寸参考荷载规范及相应的资料，查得杂填土（16KN/MM2）；亚粘土（185KN/MM2）；轻亚粘土（18KN/MM2）。根据地质资料绘制出土层分布图如图234初估地基承载力假定基础埋深为15M，即基础底面置于粘土层05M处；设基础宽度B3M，即取B3M。查地基规范承载力修正系数表得03，16。则BD1667KN/MM351086M503/DBFMAK1800318（33）161666（1505）20667KPA取第一组合（）宽度B30M；取L11B33M。NAX512067193由于B3M，因此20667KPAFAG2015303329700KN。在偏心荷载作用下的承载力验算第一种组合下0026M33/6055MNMEC102976356LPKMINAX3251980783920646KPA18968KPA020646KPA12122066724800KPAFA2681942MINAXK19807KPA20667KPAFA第二种组合下020M33/6055MNMEC1097685136LPKMINAX23715643507220715KPA10571KPA020715KPA12122066724800KPAFA271052MINAXPK15643KPA20667KPAFA因此，基础底面尺寸取为BL30M33M，承载力计算满足要求。基础高度H的确定（设H900MM，90050850MM。）HO由于按抗冲切确定，用的最大值，因此，取第一组合PJMAX,基底净反力为JINAX3091632501680783917646KPA（15968KPA）L/21650MM500/28501100MM同理得HBOC2B/21500MM500/28501100MM故应进行抗冲切验算。柱边抗冲切力FLHAFOMTP700710143（5005502850）05850116992KN柱边处基底的冲切力当时，BOC2HHLAOCL285023085032158016142M21764614220557KN116992KNPFLJLMAX,FL由于本次设计框架为四层，且地基承载力标准值在130KPA180KP，故可不作地基承载力变形验算。计算基底配筋沿弯矩作用方向的基底钢筋柱边截面基底中心平均净反力KN/M2071682594617PMJ柱边截面处的净反力LLPCJCJ2INAXJ3503461716947KN/M2故，柱边截面以外基底的平均净反力KN/M29714617PMJ柱边截面处LBCMCP2412MJ50350397232207KN116946MM2HAOSF0Y861选配钢筋选用17根HRB400级钢筋12200，1923MM2AS沿垂直于弯矩作用方向的基底钢筋柱边截面LBCMC2P241MJ31294503503768MKN114984MM2HAOSF90Y4196选配钢筋长方向选用18根HRB400级钢筋12200，56500MM2AS短方向选用17根HRB400级钢筋12200。56500MM2基础J1的配筋图如图2420混凝土基础C30，垫层2钢筋HRB4级基底钢筋保护层5M20图24基础J1的配筋图（二）、双柱基础1确定基顶荷载由基础梁传来的恒荷载标准值02504254290KNNB由U柱和V柱传来的荷载效应标准组合值第一组（与相应M和V）2116、223797KN、1038KNMAXCMKNCVC第二组（与相应N和V）33482、109640KN、13944KN故作用于基顶的荷载效应标准组合值为第一组（与相应M和V）2116、224697KN、1038KNAXCCC第二组（与相应N和V）33482、109604KN、13944KNM由于该结构是对称的，所以在将荷载偏移到基础中心时，弯矩和剪力相互抵消，从而使基础为轴心受压，设计时按轴心受压计算。2确定基底尺寸初估地基承载力假定基础埋深为15M，即基础底面置于粘土层05M处；设基础宽度B3M，即取B3M。查地基规范承载力修正系数表得03，16。则BD1667KN/MM351086M53/DBFMAK1800318（33）161667（1505）20667KPA取第一组合（）宽度B40M；取B40MNMAX5120675194L15B60M。由于B3M，因此21207KPA03DBFAKG2015406072000KN。在轴心荷载作用下的承载力验算第一种组合下P064729221725KPA12122120725448KPAFA21207KPA因此，基础底面尺寸取为BL40M60M，承载力计算不满足要求。应另外选择基础底面尺寸取BL40M72M进行验算，G2015407286400KNP270486918604KPA12122120725448KPAFA21207KPA此时，满足要求，所以取基础底面尺寸为BL40M72M。3基础高度H的确定（设H900MM，90050850MM。）HO由于按抗冲切确定，用的最大值，因此，取第一组合PJMAX,基底净反力为PJ2704967864KPAL/23600MM500/28501100MM同理得HBOC2B/22000MM500/28501100MM故应进行抗冲切验算。柱边抗冲切力FLHAFOMTP700710143（5005502850）05850116992KN柱边处基底的冲切力当时，BOC2HBHLAOCL28502408507299081909M2786490971488KN116992KNPFLJLFL由于本次设计框架为四层且地基承载力标准值在130KPA180KP，故可不作地基承载力变形验算。4计算基底配筋沿弯矩作用方向的基底钢筋柱边截面基底中心净反力PJ7864KN/M2柱边截面处LBCMCP2412J50750678260008MKN217894MM2HAOSF90Y8316长边每米须钢筋AS217894/7230263MM2短边每米须钢筋AS217894/4054474MM2选配钢筋长边选用37根HRB400级钢筋12200，56500MM2AS短边选用21根HRB400级钢筋12200，56500MM2基础J4的配筋图如图25图25基础J4的配筋图10101010350534429199524962120总结和体会经过五年基础与专业知识的学习，培养了我独立做建筑结构设计的基本能力。在老师的指导和同学的帮助下，我成功地完成了这次的设计课题某小学学生教学楼设计。此课题设计历时四个多月，在这四个月中，我根据设计进度安排，紧密地和本组同学合作，按时按量的完成自己的设计任务。毕业设计是对五年专业知识的一次综合应用、扩充和深化，也是对我们理论运用于实际设计的一次