框架结构教师公寓楼5层5000平米左右计算书

单位代码 学 号 分 类 号 密 级 毕 业 设 计计算书院 （ 系 ） 名 称 工 学 院 建 筑 系专 业 名 称 土 木 工 程学 生 姓 名指 导 教 师2014 年 5 月 10 日xx 科技学院教师公寓 1#公寓楼摘 要本设计主要包括建筑设计和结构设计两部分。建筑设计，包括平面定位图设计、平面设计、立面设计、剖面设计。结构设计，框架结构设计主要包括：结构选型，梁、柱、墙等构件尺寸的确定，重力荷载计算、横向水平作用下框架结构的内力和侧移计算、竖向荷载作用下横向框架的内力分析、内力组合、截面设计、基础设计。其中,基础设计又包括基础选型、基础平面布置、地基计算等。在设计的过程中我严格按照最新规范及有关规定进行设计，其中采用的计算方法均参照有关书籍。关键词：平面图，立面图，剖面图，柱配筋图，梁配筋图，板配筋图，内力计算土木工程毕业设计土木工程毕业设计Abstract This design mainly includes the architectural design and structural design. The architectural design includes the plane fixed position drawing design,the plane drawing design and sign to face the design, section design. The structure design, the mission of the frame structural design mainly have: the type selection ,the size of beams、pillars、walls etc., the gravity load calculation, the calculation of internal force and lateral moving in the function of the horizontal force, lengthways earthquake function calculation, the internal force analysis of the crosswise frame in the function of the horizontal earthquakes, the internal force analysis of the crosswise frame in the function of the vertical load and also includes the dint combine、section design、foundation design. Foundation design also concludes footing layout selection, footing plane disposition, and foundation calculation.Had seriously carried out the code of design :“fitting、safety、economical、beautiful outlook”and the basic measure and procedure in the whole design of architecture and structure.土木工程毕业设计土木工程毕业设计目 录第一章 绪论 .31.1 设计目的与意义 .31.2 工程概况 .41.2.1 工程特点 41.2.2 水文及地质、气象资料 41.3 建筑设计任务及要求 .41.4 结构设计任务及要求 .5第二章 建筑设计总说明 .62.1 平面设计 .62.1.1 平面布置 62.1.2 柱网布置 62.2 剖面设计 .62.2.1 楼层层高与房间净高 62.2.2 室内外高差 62.2.3 门、窗宽度及高度 62.2.4 各种用途房间的楼、地面做法及说明 62.2.5 屋面构造做法及说明 62.2.6 内外墙体及细部构造说明 6第三章 结构方案设计说明 .73.1 结构方案的选择及结构布置 .73.1.1 结构方案的确定 73.1.2 基础类型的确定 73.1.3 结构布置 73.2 主要结构材料、基本尺寸确定及截面几何特征 .83.2.1 主要结构材料的确定 83.2.2 框架基本尺寸确定 83.2.3 楼板材料及截面尺寸 93.3 施工方案的选择及说明 .9第四章 结构方案设计计算 .104.1 荷载计算 .104.2 梁、柱线刚度计算 .114.3 框架侧移刚度计算 .13第五章 竖向荷载内力计算 .155.1 恒载内力计算 .155. 2 活载内力计算 24第六章 水平方向内力计算 .316.1 风荷载作用下的框架内力计算 .316.2 地震荷载作用下的框架内力计算 .366.3 水平荷载作用下框架的抗侧移验算 43第七章 平面框架的内力组合和配筋计算 .467.1 横向平面框架的内力组合与配筋计算 .467.1.1 框架内力组合计算 .467.1.2 框架梁、柱配筋计算 .677.2 板的内力计算和配筋 897.3 楼梯的内力计算和配筋 927.4 基础的设计和配筋 957.4.1 设计资料 .957.4.2 基础设计 .96致 谢 .100参考文献 .101土木工程毕业设计土木工程毕业设计第一章 绪论1.1 设计目的与意义毕业设计是大学本科教育培养目标实现的重要阶段，是毕业前的综合学习阶段,是深化、拓宽、综合教和学的重要过程,是对大学期间所学专业知识的全面总结。本次设计选取的是黄河科技学院教师公寓 1#公寓楼设计，结构形式是现浇混凝土多层框架结构，希望通过这次设计首先能巩固我在大学里学习的主干课程：理论力学 、 材料力学 、 结构力学 、 土力学与基础工程 、 混凝土设计原理 、 房屋建筑学 、 建筑CAD等结构设计的相关内容，并可以将在大学四年里学到的知识联系起来，做到理论联系实际，初步掌握建筑设计的基本程序和方法通过毕业设计应全面掌握建筑设计的基本原理，结构选型、平面布置、结构布置等一些基本理论都要熟悉，以便于以后应用，同时绘制建筑的总平面图、底层及标准层平面图、剖面图、楼梯详图、及结构的基础平面图、基础详图、结构平面图、框架配筋详图等，还有结构计算书，从而全面掌握建筑设计中办公楼设计的基本原理、功能组合，完成一栋建筑的综合设计。在毕业设计前期，我温习了结构力学 、 钢筋混凝土设计等书籍，并借阅了混凝土规范 、 荷载规范等规范。在毕设中期，我们通过所学的基本理论、专业知识和基本技能进行建筑、结构设计。在毕设后期，主要进行设计手稿的电脑输入，并得到老师的审批和指正，使我圆满的完成了任务，锻炼解决建筑设计、结构设计和施工实际问题的技能，为我今后进入社会工作打下良好的基础。在此表示衷心的感谢。毕业设计的三个月里，在指导老师的帮助下，经过资料查阅、设计计算、论文撰写以及外文的翻译，加深了对新规范、规程、手册等相关内容的理解。巩固了专业知识、提高了综合分析、解决问题的能力。在进行内力组合的计算时，进一步了解了 Excel。在绘图时熟练掌握了 Auto CAD、天正等绘图软件，以上所有这些从不同方面达到了毕业设计的目的与要求。框架结构设计的计算工作量很大，在计算过程中以手算为主，辅以一些计算软件的校正。由于自己水平有限，难免有不妥和疏忽之处，敬请各位老师批评指正。1.2 工程概况1.2.1 工程特点工程名称：黄河科技学院教师公寓 1#公寓楼工程地点:位于郑州市黄河科技学院结构形式：采用现浇混凝土多层框架结构总建筑面积：约 5200 m2建筑总高度：为 16.950m，共 5 层，属多层建筑。功能要求：一层为门厅、传达室、文体活动室、办公室、宿舍等；二层以上为宿舍。建筑等级：级防火等级：级采光等级：级。1.2.2 水文及地质、气象资料1、气温冬季取暖室外计算温度-9，夏季室外计算温度 312、基本风压 0.45kN/m2，最大风级 7-8 级，全年主导风向东北风，夏季主导风向为南风。3、基本雪压 0.40kN/m2，年降水量 1200mm，日最大降水量 160mm，每小时最大降水量为 40mm/h，最大积雪深度为 25cm。4、土壤冻结深度：0.4m；5、根据岩土工程勘查报告（详勘） ，土层自上而下类别及深度分别为：1 粘土0.5m；2 粉土 1m；3 砂土 7m；4 粉质粘土 1m；5 含砂浆粉质粘土 0.5m；6 粉质粘土1.5m。地基承载力特征值均不小于 180kpa，地基土无地震液化性。6、地下水位：在勘探深度 15.60m 以内未见到地下水，由于地下水位埋藏较深设计和施工中可不考虑其影响。7、抗震设防烈度：抗震设防烈度为 7 度，设计基本地震加速度为 0.15g，设计地震分组为第二组。 土木工程毕业设计土木工程毕业设计1.3 建筑设计任务及要求根据内容要求进行方案设计及施工图设计，具体要求如下：首层平面图（一、二层不同时，须有二层平面图） 、标准层平面图、屋顶平面图、主要立面图、剖面图（至少一个） 、建筑构造详图、有关的设计说明。1.4 结构设计任务及要求任务：根据所提供的原始资料及初步设计，要求作出全部结构方案，其中包括：结构布置，拟定结构构件初步尺寸。根据所采用的结构方案对主要承重结构（框架、基础、楼板、楼梯）进行荷载计算，内力分析及截面设计。要求：说明书书写工整，计算部分尽可能表格化。上机与手算结合。设计图图面整洁匀称，设计正确，构造合理，尺寸齐全，字体端正。第二章 建筑设计总说明2.1 平面设计2.1.1 平面布置该建筑物面北朝南。2.1.2 柱网布置尽量统一柱网及层高，布置灵活，空间大2.2 剖面设计2.2.1 楼层层高与房间净高楼层层高：3300mm。房间净高：2900mm.2.2.2 室内外高差450mm2.2.3 门、窗宽度及高度详见门窗表2.2.4 各种用途房间的楼、地面做法及说明化学，物理等学科的实验教室楼、地面均采用耐腐蚀地砖；厕所采用防潮，防滑地砖；其他均采用防滑地砖。2.2.5 屋面构造做法及说明防水层SBS 改性沥青卷材 找平层20 厚 1：3 水泥沙浆保温层100 厚焦渣屋面板120 厚钢筋混凝土楼板吊顶V 型轻钢龙骨石膏板20 厚板底抹灰2.2.6 内外墙体及细部构造说明外墙做法：浅灰涂料一底二度面，深灰涂料勾缝墙体；5 厚 1:2.5 水泥砂浆粉光；15 厚 1:3 水泥砂浆底刮糙。土木工程毕业设计土木工程毕业设计内墙做法： 13 厚 1:1:6 混合砂浆打底；2 厚纸筋灰罩面腻子批嵌砂平；白色内墙涂料二度。 第三章 结构方案设计说明3.1 结构方案的选择及结构布置3.1.1 结构方案的确定本教学楼框架的承重方案为横向框架承重方案，结构平面和立面形状简单、规则，使各部分刚度均匀，采用对称结构减少产生扭转的可能性，控制结构高宽比，减少水平荷载下的侧移。3.1.2 基础类型的确定选用独立基础3.1.3 结构布置1 所选框架柱网尺寸：2.平面尺寸：3.2 主要结构材料、基本尺寸确定及截面几何特征3.2.1 主要结构材料的确定1.混凝土强度等级:基础垫层用 C10;一五层用 C30。2.墙体0.000 以下采用 240 厚烧结页岩实心砖。3.在0.05 处设 60 厚 C20 细石混凝土掺防水剂配 38 钢筋为防潮层。4.0.000 以上墙体采用 200 厚砼小型空心砌块，外墙 240 厚，采用 MU7.5 多空砖，M7.5 混合砂浆砌筑，内墙 240 厚, 采用 MU7.5 加气砼砌块，砂浆采用 M7.55.钢筋等级：纵向受力钢筋为 HRB400 级箍筋为箍筋采用 HPB300 级、HRB400 级3.2.2 框架基本尺寸确定主梁:h= （1/81/12）L=650975 取 800mmb= (1/21/4) H =400200 取 350 mm纵向联系梁：h=(1/12-1/18) L450-300 取 400mmb= (1/2-1/4) H =225-112.5 取 200mm土木工程毕业设计土木工程毕业设计框架柱：b 大于等于主梁 b+50=350+50=400 取 b=h=400mm3.2.3 楼板材料及截面尺寸按照板短边方向的计算跨度 l 为 2400，因为 h/l单向板简支 1/35,连续 1/40,即h/27001/351/40=6068.5,故取板厚为 h=120mm。材料为钢筋混凝土。3.3 施工方案的选择及说明本工程采用框架结构，柱网布置灵活空间大，选用横向框架承重方案。在纵向布置联系梁，采用横向承重和现浇式肋形楼盖，屋面采用平屋顶。第四章 结构方案设计计算4.1 荷载计算1 屋面荷载：恒荷载标准值防水层SBS 改性沥青卷材 0.4KN/m2找平层20 厚 1：3 水泥沙浆 0.0220=0.4 kN/m2保温层100 厚焦渣 0.110=1.0KN/m2屋面板120 厚钢筋混凝土楼板 0.1225=3KN/m2吊顶V 型轻钢龙骨石膏板 0.17KN/m220 厚板底抹灰 0.0220=0.4 kN/m2合计 4.97KN/m2框架横梁重（主梁） 0.350.825=7 kN/m横梁抹灰 （0.820.02+0.350.02）17=0.663 kN/m合计 7.663 kN/m屋面梁上均布恒荷载标准值 g=4.975.95+7.663=37.235kN/m屋面活荷载 按上人屋面 取 2.0 kN/m2屋面上均布活荷载标准值 q=2.05.95=11.9kN/m2 楼面荷载面层-30 厚防滑地砖 0.65KN/m2楼板-120 厚钢筋混凝土板 250.12=3KN/m2吊顶直接式顶棚 0.12KN/m220 厚板底抹灰 200.02=0.4 KN/m2 合计 4.17KN/m2楼面梁均布恒荷载标准值 g=4.175.95+7.663=32.475 kN/m楼面梁均布恒荷载设计值 g=1.232.475=38.97kN/m楼面活荷载 按“办公室”取 2.0 kN/m2楼面梁均布活荷载标准值 q=2.05.95=11.9 kN/m楼面梁均布活荷载设计值 q=1.411.7=16.38kN/m土木工程毕业设计土木工程毕业设计3 屋面纵梁传来作用柱顶集中荷载屋面外纵梁传来荷载纵梁自重 0.20.4255.95=11.9KN梁侧抹灰 0.45.950.0220=0.952KN合计 12.85KN屋面外纵梁传来恒荷载标准值 12.85KN屋面内纵梁传来荷载屋面重传至纵梁 （4.97-2.5-0.4）0.25.95=2.46KN纵梁自重 12.85KN合计 15.31KN屋面内纵梁传来恒荷载标准值 15.31KN4 柱自重底层柱自重 0.40.45.125+0.445.10.5=24.5KN其余各层柱自重 0.40.45.9525+0.445.950.5=28.56KN5 墙自重 0.245.9519=27.1KN/m4.2 梁、柱线刚度计算由于楼面板与框架梁的混凝土一起浇捣，对于中框架梁取 2I左跨梁： 3741/3.020.5.7/698.71iEIlKNmA左 跨 架中跨梁 374/.1./2.42.250iIl中 跨 架右跨梁 374/3.0.5.7/6918.71iEIlKNmA左 跨 架A 轴D 轴底层柱：4741/3.00./521.6iEIhKNmA底 柱A 轴D 轴其余各层柱：4741/3.00./3.621.8iEIhKNA余 柱令 .0i左 跨 架 ， 则 其 余 各 杆 件 的 相 对 线 刚 度 为 ：4.25i 0.12987中 跨 梁41.6i .底 柱i右 跨 梁41.80i .277余 柱框架梁柱的相对线刚度如下图，作为计算各节点杆端弯矩分配系数的依框架梁柱的相对线刚度土木工程毕业设计土木工程毕业设计4.3 框架侧移刚度计算位移计算时，各荷载均采用标准值。侧移刚度 D横向 2-5 层 D 值的计算构件名称bcik2cka21/()cDaiKNmhA 轴柱 214.830.70.707 0.1355B 轴柱 (9)50.732 0.1403C 轴柱 540.732 0.1403D 轴柱 .830.707 0.13550.516横向底层 D 值的计算构件名称 bcik2cka21/()cDaiKNmhA 轴柱 15.40.80.731 0.0984B 轴柱 2960.754 0.1015C 轴柱 140.754 0.1015D 轴柱 5. 0.731 0.09840.398土木工程毕业设计土木工程毕业设计第五章 竖向荷载内力计算5.1 恒载内力计算采用分层法计算竖向荷载下的内力恒载：MABF=-qlF/12 MBA2=ql2/12把除底层柱以外的其他各层柱的线刚度乘以修正系数 0.9底层柱和各层梁的传递系数按远端为固支取 1/2，其他各柱的传递系数考虑为弹性支撑取 1/3A 区格屋面板：三角形荷载等效均布荷载传至纵梁：4.87X5/8X6.9=21.003KN/M梯形荷载等效均布荷载传至横梁：4.87X0.433X3.6=7.59KN/MA 区格楼面板：三角形荷载等效均布荷载传至纵梁：3.67X5/8X6.9=15.829KN/M梯形荷载等效均布荷载传至横梁：3.67X0.433X3.6=5.72KN/MB 区格屋面板：三角形荷载等效均布荷载传至横梁：4.87X5/8X3.6=10.958KN/M梯形荷载等效均布荷载传至纵梁：4.87X0.741X2.4=8.662KN/MB 区格楼面板：三角形荷载等效均布荷载传至横梁：3.67X5/8X3.6=8.258KN/M梯形荷载等效均布荷载传至纵梁：3.67X0.741X2.4=6.526KN/M顶层：Q 左=Q 右=7.59+6.73=14.32KN/MQ 中=10.