土木工程专业毕业设计六层框架结构教学楼

某省某市某大学毕业设计（说明书）第 0 页1 绪 论1.1 工程背景该项目为某市应天中学教学楼六层钢筋混凝土框架结构体系，总建筑面积约为5524.6m2；每层层高为 3.6m,本工程作为教学楼使用。室内地坪为0.000m，室外内高差 0.45m。框架梁、柱、屋面板板均为现浇。1.1.1 设计资料1、气象资料最热月平均温度 27.5 摄氏度，最冷月温度-3 摄氏度。最大冻土深度 0.2 m，基本风荷载 W。=0.4kN/ m2；基本雪荷载为 0.4 kN/ m2。年平均降水量 610mm。三级4、设计地震分组场地为1类一组Tg（s）=0.25s （表3.8高层建筑结构 ）max0.161.1.2 材料柱采用 C30，纵筋采用 HRB335，箍筋采用 HPB235，梁采用 C30，纵筋采用HRB335，箍筋采用 HPB235。基础采用 C30，纵筋采用 HRB400，箍筋采用 HPB235。1.2 工程特点该工程为六层，主体高度为 21.6 米，属多层建筑。多层建筑采用的结构可分为钢筋混凝土结构、钢结构、钢-钢筋混凝土组合结构等类型。根据不同结构类型的特点，正确选用材料，就成为经济合理地建造多层建筑的一个重要方面。经过结构论证以及设计任务书等实际情况，以及本建筑自身的特点，决定采用钢筋混凝土结构。某省某市某大学毕业设计（说明书）第 1 页在高层建筑中，抵抗水平力成为确定和设计结构体系的关键问题。高层建筑中常用的结构体系有框架、剪力墙、框架-剪力墙、筒体以及它们的组合。高层建筑随着层数和高度的增加水平作用对高层建筑机构安全的控制作用更加显著，包括地震作用和风荷载，高层建筑的承载能力、抗侧刚度、抗震性能、材料用量和造价高低，与其所采用的机构体系又密切的相关。不同的结构体系，适用于不同的层数、高度和功能。框架结构体系是由梁、柱构件通过节点连接构成，既承受竖向荷载，也承受水平荷载的结构体系。这种体系适用于多层建筑及高度不大的高层建筑。本建筑采用的是框架机构体系，框架结构的优点是建筑平面布置灵活，框架结构可通过合理的设计，使之具有良好的抗震性能；框架结构构件类型少，易于标准化、定型化；可以采用预制构件，也易于采用定型模板而做成现浇结构，本建筑采用的现浇结构。由于本次设计是教学楼设计，要求有灵活的空间布置，和较高的抗震等级，故采用钢筋混凝土框架结构体系。1.3 本章小结本章主要论述了本次设计的工程概况、相关的设计资料、高层建筑的一些特点以及综合本次设计所确定的结构体系类型。2 框架结构计算某省某市某大学毕业设计（说明书）第 2 页2.1工程概况该项目为六层钢筋混凝土框架结构体系，总建筑面积约为5524.6 m2；底层层高为3.6 m。总层高 21.6m。室内地坪为 0.000m，室外内高差0.45m。本教学楼采用柱距为7.2m的内廊式小柱网，边跨为7.2m，中间跨为2.1m 。框架平面同柱网布置如下图 图 2.1 框架平面柱网布置框架梁柱现浇，屋面及楼面采用 100mm 厚现浇钢筋混凝土。框架结构承重方案的选择：竖向荷载的传力途径：楼板的均布活载和恒载经次梁间接或直接传至主梁，再由主梁传至框架柱，最后传至地基。根据以上楼盖的平面布置及竖向荷载的传力途径，本办公楼框架的承重方案为横向框架承重方案，这可使横向框架梁的截面高度大，增加框架的横向侧移刚度。2.1.1 设计资料1、气象条件:基本风荷载 W。=0.4kN/ m2;基本雪荷载为 0.4KN/ m2。2、楼、屋面使用荷载：教室 1.5kN/ m2；走道、会议室、门厅等处：2.0kN/ m2；为安全考虑，均按某省某市某大学毕业设计（说明书）第 3 页2.0kN/ m2 计算。3、 工程地质条件：建筑物场地地形平坦，地基土成因类型为冰水洪积层。自上而下叙述如下：新近沉积层（第一层） ，粉质粘土，厚度0.51.0米，岩性特点，团粒状大孔结构，欠压密。粉质粘土层（第二层） ，地质主要岩性为黄褐色分之粘土，硬塑状态，具有大孔结构，厚度约3.0米, 305skqPa粉质粘土层（第三层） ，地质岩性为褐黄色粉质粘土，具微层理，含铁锰结核，可塑状态，厚度3.5米， sk粉质粘土层（第四层） ，岩性为褐黄色粉质粘土，具微层理，含铁锰结核，硬塑状态，厚度未揭露， 305,102skpkqPaqkPa不考虑地下水。场地位1类一组Tg（s）=0.25s （表3.8高层建筑结构 ）max.64、屋面及楼面做法：屋面做法：防水卷材20mm厚砂浆找平层炉渣混凝土找坡3%苯板60mm厚20mm厚砂浆找平层130mm厚钢筋混凝土楼板20mm厚混合砂浆楼面做法：130厚混凝土楼板水泥砂浆抹灰（楼板上下各20mm厚）2.2梁柱截面、梁跨度及柱高度的确定初估截面尺寸：某省某市某大学毕业设计（说明书）第 4 页1、柱：bh=600mm600mm2、梁：梁编号如下图：L1: h=(1/121/8)7200=600900 取h=700mmb=(1/31/2)H=(1/31/2)700=233350 取b=300mmL2: h=(1/121/8)2100=175263 取h=250mmb=(1/31/2)H=(1/31/2)250=84125 取b=150mmL3: h=(1/121/8)4800=400600 取h=600mmb=(1/31/2)H=(1/31/2)600=200300 取b=250mmL4: h=(1/121/8)4500=375563 取h=500mmb=(1/31/2)H=(1/31/2)500=16725 0 取b=200mmL5: h=(1/121/8)3600=300450 取h=400mmb=(1/31/2)H=(1/31/2)400=133200 取b=200mL6:h=(1/121/8)5100=425637 取 h=600mb=(1/31/2)H=(1/31/2)600=200300 取b=250mm3、梁的计算跨度框架梁的计算跨度以上柱形心为准，由于建筑轴线与柱轴线重合，故计算跨度如下：某省某市某大学毕业设计（说明书）第 5 页图2.3 梁的计算跨度4、 柱高度底层柱 h=3.6+0.45=4.05m其它层柱 h=3.6m某省某市某大学毕业设计（说明书）第 6 页图2.4 横向框架计算简图及柱编号2.3荷载计算 2.3.1 屋面均布恒载二毡三油防水层 0.35 kN/ m2冷底子有热玛蹄脂 0.05 kN/ m220mm厚1：2水泥砂浆找平 0.02 20=0.4 kN/ m240mm厚钢筋混泥土整浇层 0.04 25=1 kN/ 预应力混凝土多孔板 （1.88+1.922）/2=1.9 kN/ m 2吊顶粉底 0.5 kN/ m2共计 5.5 kN/ m2某省某市某大学毕业设计（说明书）第 7 页屋面恒载标准值为：（55.8+0.24） .（7.2.2+2.1+0.24）.5.5=5160 kN2.3.2 楼面均布恒载按楼面做法逐项计算水磨石地面 0.65 kN/ m250mm厚、钢筋混凝土整浇层 0.0525=1.25 kN/ m2预应力混凝土多孔板 1.9 kN/ m2吊顶粉底 0.5 kN/ m2共计 4.3 kN/ m2楼面恒载标准值为：（55.8+0.24） （7.22+2.1+0.24）4.3=4034 kN2.3.3 屋面均布活载计算重力荷载代表值时，仅考虑屋面雪荷载：雪荷载标准值为：0.2（55.8+0.24 ）（7.22+2.1+0.24）=188 kN2.3.4 楼面均布活荷载楼面均布活荷载标准值为：2.0（ 55.8+0.24+024）（7.22+2.1+2.4）=1884 kN2.4梁柱自重L1： bh=0.4m 0.8m 长度6.64 m每根重量 0.83.025（0.022+0.25）=53.1 kN根数 286=168根L2： bh=0.250.5 长度1.86 m每根重量0.51.8625. （0.023）=5.81 kN根数 146=84根L3： bh= 0.4 0.8 长度4.4 m每根重量 0.454.42 5（0.022+0.25）=35.2 kN某省某市某大学毕业设计（说明书）第 8 页根数 146=84根L4： bh=0.40.8 长度4.1 m每根重量 0.74.125（0.022+0.3）=32.8kN根数 286=168根L5： bh=0.4m0.8m 长度3.2 m每根重量 3.2.0.825（0.022+0.4）=25.6 kN根数 164=64根L6：bh=0.40.8 长度4.7 m每根重量0.84.725（0.022+0.4）=37.6 kN根数46=24根Z1： 截面 0.60.6 m2 长度4.7 m每根重量 （0.6+0.022）4.725=42.3 kN根数 144=56根Z2： 截面 0.60.6 m2 长度3.6m每根重量 （0.6+0.022）3.625=36.86 kN根数 1443=168 根 Z3：截面0.50.5 m2 长度3.6 m 每根重量 （0.5+0.022）3.625=22.5根数 1442=112 根表2-1 梁柱自重梁（柱）编 号截面（m 2）长度（m）根数 每根重量（kN）L1 0.40.8 6.64 168 53.1L2 0.250.5 1.86 84 5.81L3 0.40.8 4.4 24 35.2L4 0.40.8 4.1 168 32.8L5 0.40.8 3.2 64 25.6某省某市某大学毕业设计（说明书）第 9 页L6 0.40.8 4.7 24 37.6Z1 0.60.6 4.7 64 42.3Z2 0.60.6 3.6 168 32.4Z3 0.50.5 3.6 112 22.5梁截面尺寸（mm）横梁（bh ）混凝土等级AB 跨、CD 跨 BC 跨纵梁（bh）C30 72004500 21004500 600600柱截面尺寸（mm）层次 混凝土等级 bh1 C30 6006002-6 C30 6006002.5墙体自重外墙墙厚240mm，采用瓷砖贴面；内墙墙厚240mm，采用水泥砂浆抹面，内外墙均采用粉煤灰