扬州市某图书馆设计.doc

YANGZHOU UNIVERSITY本科生毕业设计（论文）课题名称扬州市某图书馆设计学院广陵学院系电气与土木工程系姓名李佩学号110008521指导教师王春武日期2015.6第 2 页 共 205 页扬州大学本科生毕业设计（论文）扬州市某图书馆设计 学 生 李佩(专业：广陵学院电气与土木工程系建筑专业)指导教师 王春武(单位：建筑科学与工程学院土木工程系)【摘要】 本课题为扬州市某图书馆设计。建筑面积为4423m2，主体为四层，建筑高度为14.7m，室内外高差为450mm。本设计主要分为建筑设计部分和结构设计部分，结构设计部分包括手算和电算（PKPM）两部分。建筑设计部分在兼顾美学性和艺术性的同时，服务性功能成了楼层布置方案的重要因素，主要内容包括：在了解本工程概况、领会初步设计意图的基础上进行建筑施工图的绘制，熟悉了AutoCAD及天正建筑软件的应用，共绘建筑施工图九张，结构施工图十四张。在手算结构部分，主体采用现浇钢筋混凝土框架结构体系，设计内容包括：结构方案选择、荷载计算、楼面现浇板及次梁设计、水平地震作用标准值的计算、多遇地震下层间弹性侧移的验算、竖向及水平荷载作用下内力分析、承载力计算、基础设计和楼梯设计等。在电算结构部分，应用PKPM、探索者等软件进行了结构设计。【关键词】 建筑设计；结构设计；框架结构Yangzhou City Library Design Author LIPEI(Major: Civil Engineering)Supervisor Wang Chun Wu(Department: Civil Engineering)【Abstract】 This subject is about Yangzhou City Library Design. The building area is about 4348m2, the principal part of the structure is five stories, the building high is 14.7m . The distance between the indoor and the outdoor is 450mm.There are two parts in this paper, including architecture design and structure design. Structure design includes the calculation by hand and the calculation by computer(pkpm). In the architectural design, the service function is the most important factor of determining each floor plan, while the consideration of aesthetics is also included. Architecture design includes drawing the construction graph of architecture and the acquaintance with the software of AutoCAD and Tarch, there are 9 pieces of construction gaph of architecture and 14 pieces of structure in this part. In the part of hand calculation, the principal part of the structure is adopted present concrete structure system, and the design content includes: choice of structure form ,load calculation, the design of the slab on floors and the second beams, calculation of characteristic value of horizontal earthquake, calculation of elastic displacement between floors under ale action of frequent earthquake, analyse of internal force under the action of vertical load and horizontal load, calculation of carrying capability, basement design ,foundation design and stair design etc. As the compare of structure plan, the principal part of the structure is adopted reinforced concrete frame structure system, which is designed by the software PKPM, Tssd and so on.【Keyword】 architectural design; structural design; frame structure第 127 页 共 1 26页 第一章 设计依据1.1 工程名称 扬州市某图书馆1.2 工程地点 扬州市1.3 建筑平面功能及柱网的初步确定 见附图1.4 气象基本资料 (1)基本风压 0.4 kN/m2 (2)雪荷载 0.35 kN/m2 (3)主导风向 东南风1.5 工程地质资料甲方提供的基地范围的地质勘查报告工程地质情况：天然地面以下，上层1.01.5m为杂填土；第二层为粉质粘土fak=190kN/m2，厚度为4.56.0m，密实，可作为持力层，场地土类别为类，地基土不液化；第三层为粉砂，fak=180kN/m2，厚度较大，未钻透。地下水位在自然地面下1.2m处，无侵蚀性，自然地面海拔绝对标高为7.5m。1.6 楼面活荷载 (1) 楼面荷载按建筑结构荷载规范选用 (2) 非上人屋面均布活荷载为0.5 kN/m21.7 地震设防烈度 7度，加速度为0.15g1.8 施工技术条件 施工条件比较完善表 1.1 门窗表编号图集编号尺寸数量备注C1LTC-21242100240014C2订制180060012C3LTC-1821180021004C4LTC-18241800240012C5LTC-1218120024002C6LTC-2418240018003C7LTC-2415240015002C1ALTC-21182100210048C2ALTC-1818180060044C3ALTC-18191800180012C4A订制1800210036C5ALTC-1820120021006M1LDM-1827180027002M2LDM-0924150024008M3LDM-092590024008M4LDM-1524180024002M5LDM-1824180027002M2ALPMy-09211500210018M3ALPMy-1821900210037M4ALPM-1521180021006 第二章 截面尺寸的估算2.1 结构平面布置如建筑图图2.1 结构平面布置图2.2 楼面荷载计算2.2.1 梁、柱截面初步估算梁尺寸的确定 横向主梁截面高度：h=（1/81/12）l 取h=750mm h=（1/81/12）l 取h=300mm 横向主梁截面宽度：b=（1/21/3）h 取b=250mm 纵向主梁截面高度：h=（1/81/12）l 取h=400mm h=（1/81/12）l 取h=500mm 纵向主梁截面宽度：b=（1/21/3）h 取b=250mm 次梁截面高度：h=（1/181/12）l 取h=400mm 次梁截面宽度：b=（1/21/3）h 取b=200mm柱尺寸的确定 初选边柱尺寸400mm450mm，中柱400mm400mm对主要承受轴向力的框架柱，可取（1.21.4）N，按轴心受压构件估算。N为柱的轴向力设计值，可按竖向荷载标准值为1015kN/m2，和实际负荷载面积确定，框架柱截面高度和宽度均不小于（，为层高，即柱高。框架柱截面高度不宜小于400 mm，截面宽度不宜小于350mm，框架柱轴压比）满足相应规范要求。柱尺寸估算：取结构中承受竖直荷载最大的柱，进行估算：混凝土取C30 根据资料：7度抗震，高度14.7m。查抗震规范此结构为抗震等级三级，轴压比限值分别:中柱： 边柱 ： 角柱： 考虑以下因素：a角柱轴压比限值较严，边柱受压偏心作用，宜放大一些。b 施工方便故取柱尺寸：400mm450mm（A、D轴）、400mm400mm（B、C轴）。验算： 中柱、边柱、角柱均满足要求。因此，确定柱的截面尺寸为400mm450mm（A、D轴），400mm400mm（B、C轴）。 2.2.2 板尺寸的确定 本工程为了使结构有良好的整体性，此结构楼层统一采用现浇楼板。 单向板的截面设计要点： 现浇钢筋混凝土单向板的厚度h除应满足建筑功能外，还应符合下列要求： 跨度小于1500mm的屋面板 h50mm 跨度大于等于1500mm的屋面板 h60mm 民用建筑楼板 h60mm 工业建筑楼板 h70mm 行车道下的楼板 h80mm 此外，为了保证刚度，单向板的厚度尚应不小于跨度的1/40（连续板）、1/35（简支板）以及1/12（悬挑板）。 双向板的截面设计要点： 双向板的厚度不宜小于80mm。由于挠度不另作验算，双向板的厚度与短跨跨长的比值应满足刚度要求： 简支板 （工程中一般取为） 连续板 所以将屋面和卫生间板厚取为100mm，其余板厚均为120mm。第三章 重力荷载代表值、刚度计算3.1 荷载计算3.1.1 地砖楼面荷载10厚地砖楼面，干水泥擦缝 0.0120=0.2kN/m25厚1:1水泥细砂浆结合层 0.00520=0.1kN/m220厚1:3水泥砂浆找平层 0.0220=0.4kN/m2120厚混凝土现浇板 0.1225=3kN/m2吊顶 0.5kN/m2地砖楼面自重标准值 4.2kN/m23.1.2 防水、防滑地砖楼面荷载10厚地砖楼面，干水泥擦缝 0.0120=0.2kN/m25厚1:1水泥细砂浆结合层 0.00520=0.1kN/m230厚C20细石混凝土 0.0325=0.75kN/m21.2厚聚氨酯二遍涂膜防水层 0.01kN/m220厚1:3水泥砂浆找平层 0.0220=0.4kN/m2100厚混凝土现浇板 0.125=2.5kN/m2吊顶 0.5kN/m2防滑地砖楼面自重标准值 4.46kN/m23.1.3 SBS改性沥青防水卷材屋面荷载浅色反光涂料 0.01kN/m24厚SBS改性沥青防水卷材 0. 17kN/m220厚1:3水泥砂浆找平层 0.0220=0.4kN/m240厚C20细石混凝土内配4150双向钢筋 0.0425=1kN/m255厚挤塑聚苯乙烯保温层 0.05510=0.55kN/m220厚1:3水泥砂浆找平层 0.0220=0.4kN/m2100厚现浇钢筋混凝土楼面 0.125=2.5kN/m2吊顶 0.5kN/m2屋面自重标准值 5.53kN/m23.1.4 内墙面荷载卫生间：6厚1:2.5水泥砂浆粉面（双面） 0.006202=0.24kN/m212厚1:3水泥砂浆打底（双面） 0.012202=0.48kN/m2200厚MU7.5混凝土砌块 0.28=1.6kN/m2 合计：2.32kN/m2（取2.5kN/m2）除卫生间外：5厚1:0.3:3水泥石灰膏砂浆粉面（双面） 0.005172=0.17kN/m212厚1:1:6水泥石灰膏砂浆打底（双面） 0.012172=0.408kN/m2200厚MU7.5混凝土砌块 0.28=1.6kN/m2 合计：2.178 kN/m2（取2.5kN/m2）3.1.5 外墙面荷载 250厚MU10混凝土砌块 0.2511.8=2.95kN/m2内墙面装饰 0.305kN/m220厚1:3水泥砂浆找平层 0.0220=0.4kN/m23厚专用胶黏剂 0.02kN/m2界面剂一道刷在挤塑板粘贴面上 0.01kN/m230厚挤塑板保温层 0.03013= 0.39kN/m2界面剂一道刷在挤塑板粘贴面上 0.01kN/m210厚聚合物砂浆 0.01012=0.12kN/m2耐碱玻纤网格布一层 0.01kN/m210厚聚合物砂浆 0.01012=0.12kN/m2外墙涂料饰面 0.01kN/m2外墙面荷载 4.35 kN/m2（取4.50kN/m2）3.1.6 楼梯荷载(1) 楼梯板荷载计算 (取1m宽板带计算,板厚h=100mm)斜板倾角：tan1=150/300=0.5 cos1=0.8944面层为水磨石子面层 C1=30mm 表面镶嵌金属条 10厚1:2白水泥白石子磨光打蜡 20厚1:3水泥砂浆找平层 0.4kN/m2 水磨石面层荷载 0.65kN/m2 1 m2水磨石面层水平投影的荷载 1(0.15+0.3)0.65/0.3=0.98kN/m2 踏步及斜板荷载 10.1/0.8944+(0.15+0.1/0.8944)0.525=4.67kN/m2 斜板底抹灰,其荷载水平投影 10.02/0.894417=0.38kN/m2 轻金属栏杆荷载 0.2kN/m2 楼梯恒荷载 g=6.23 kN/m2(2) 平台板荷载计算 (取1m宽板带计算，板厚h=100mm)水磨石面层 10.65=0.65kN/m100厚混凝土板 10.1025=2.5kN/m板底抹灰 10.0217=0.34kN/m平台板荷载 3.49kN/m(3) 平台梁荷载计算 (梁截面尺寸：250300mm2)梁自重荷载 (0.3-0.1) 0.2525=1.25kN/m梁侧面粉刷 2(0.3-0.1) 0.0217=0.136kN/m平台梁荷载 1.39kN/m3.1.7 梁自重荷载横向框架梁 250750 mm2 0.25(0.75-0.12)25=3.94kN/m250300 mm2 0.25(0.3-0.12)25= 1.13kN/m纵向框架梁 250400 mm2 0.25(0.4-0.12)25=1.75kN/m250500 mm2 0.25(0.5-0.12)25=2.38kN/m 一级次梁 250400 mm2 0.25(0.4-0.1)25=1.5kN/m雨蓬梁 250400 mm2 0.25(0.4-0.12)25=1.75kN/m3.1.8 柱自重荷载A、D轴：400450mm2 0.450.4525=4.5kN/mB、C轴：400400 mm2 0.40.425=4kN/m3.1.9 墙体自重荷载基础向下挖1m墙自重外墙A轴： (3.6-0.275-0.2)12-(3.6-0.4)141+(4.8-0.4)1 =55.m2D轴同A轴 55.45m21 轴： (7.8-0.325-0.3)12-(2.1-0.12)1=15.65m218轴同1轴： 15.65m2 内墙 B轴： (3.6-0.275-0.2)12+(3.6-0.4)112=44.65m2C轴： (3.6-0. 275-0.2)12+（3.6-0.4)141=51.05 m22轴： (7.5-0.325-0.3)1=6.875m23同2轴： 6.875m26轴同2轴： 6.875m28轴同2轴： 6.875m29轴同2轴： 6.875m2 10轴同2轴： 6.875m211轴同2轴： 6.875m216轴同2轴： 6.875m217轴同2轴： 6.875m2基础外墙面积： 55.45+55.45+15.652=142.2m2基础内墙面积： 44.65+51.05+6.8759=157.58m2 基础向下1m墙自重： 142.24.5+157.582.5=1034kN一层墙外墙A轴： (3.6-0.375-0.2)(3.9-0.4)2+(3.6-0.4)(3.9-0.4)14+(4.8-0.4)(3.9-0.5)-2.1 2.414-1.82.72-3.62.7=103.6 m2 D轴: (3.6-0.275-0.2)(3.9-0.4)2+(3.6-0.4)(3.9-0.4)14+(4.8-0.4)(3.9-0.5)-1.82.1 4-1.82.412=119.7m21 轴： (7.5-0.325-0.3)(3.9-0.75)2-(2.1-0.12)(3.9-0.3)-1.82.7-1.22.4=42.14m218轴同1轴： 42.41m2 内墙卫生间隔墙： (3.6-0.12)(3.9-0.4)2-0.92.42=19.48m2 B轴：(3.6-0.275-0.2)(3.9-0.4)2+(3.6-0.4)(3.9-0.4)12-1.52.44-1.80.66-0.92.44=126.75m2C轴：(3.6-0.275-0.2)(3.9-0.4)2+(3.6-0.4)(3.9-0.4)14-1.80.66-1.82.42-0.9 2.42-1.52.14=144.84 m2 2轴： (7.5-0.325-0.3)(3.9-0.75) =21.66m23轴同2轴： 21.66m26轴同2轴： 21.66m28轴同2轴： 21.66m29轴同2轴： 21.66m210轴同2轴： 21.66m211轴同2轴： 21.66m216轴同2轴： 21.66m217轴同2轴： 21.66m2 一层外墙面积： 103.6+119.7+42.41+42.41=308.12m2一层内墙面积： 19.48+126.75+144.84+21.669=486m2 一层墙自重： 308.124.5+4862.5=2601.54kN二、三、四层墙二层墙外墙A轴： (3.6-0.275-0.2)(3.6-0.4)2-(3.6-0.4)(3.6-0.4)14+(4.8-0.4)(3.6-0.5)-2.1 2.116-1.82.4=102.12 m2 D轴: (3.6-0. 275-0.2)(3.6-0.4)2+(3.6-0.4)(3.6-0.4)14+(4.8-0.4)(3.6-0.5)-1.81.8 4-2.11.812-1.22.1=115.08m21 轴： (7.5-0.325-0.3)(3.6-0.75)2-(2.1-0.12)(3.6-0.3)-1.22.1=42.94m218轴同1轴： 42.94m2 内墙卫生间隔墙： (3.6-0.12)(3.6-0.4)2-0.92.12=17.98m2 B轴： (3.6-0.275-0.2)(3.6-0.4)2+(3.6-0.4)(3.6-0.4)14+(4.8-0.4)(3.6-0.5)-1.5 2.14-1.80.68-0.92.15=146.31m2C轴：(3.6-0. 275-0.2)(3.6-0.4)2+(3.6-0.4)(3.6-0.4)14-1.82.12-1.52.14-0.9 2.12-1.80.68=130.78m2 2轴： (7.5-0.325-0.3)(3.6-0.75) =19.59m23轴同2轴： 19.59m27轴同2轴： 19.59m29轴同2轴： 19.59m210轴同2轴： 19.59m211轴同2轴： 19.59m216轴同2轴： 19.59m217轴同2轴： 19.59m2 二层外墙面积： 102.12+115.08+42.942=303m2二层内墙面积： 17.98+146.31+130.78+19.598=451.71m2 二层墙自重： 3034.5+451.712.5=2492.78kN三层墙自重同二层墙自重： 2492.78kN四层墙外墙A轴： (3.6-0.275-0.2)(3.6-0.4)2-(3.6-0.4)(3.6-0.4)14+(4.8-0.4)(3.6-0.5)-2.1 2.116-1.82.4=102.12m2 D轴: (3.6-0.275-0.2)(3.6-0.4)2+(3.6-0.4)(3.6-0.4)14+(4.8-0.4)(3.6-0.5)-1.81.8 4-1.82.112-2.41.5=115.08m21 轴： (7.5-0.325-0.3)(3.6-0.75)2-(2.1-0.12)(3.6-0.3)-1.22.1=42.94m218轴同1轴： 42.94m2 内墙卫生间隔墙： (3.6-0.12)(3.6-0.4)2-0.92.12=17.98m2 B轴： (3.6-0.275-0.2)(3.6-0.4)2+(3.6-0.4)(3.6-0.4)14-(4.8-0.4)(3.6-0.5)-0.9 2.112-1.80.65=148.9m2C轴：(3.6-0.275-0.2)(3.6-0.4)2+(3.6-0.4)(3.6-0.4)14-1.82.12-0.92.16-1.5 2.12-1.52.14-1.80.66=131.68m2 2轴： (7.5-0.325-0.3)(3.6-0.75) =19.59m23轴同2轴： 19.59m24轴同2轴： 19.59m27轴同2轴： 19.59m28轴： 19.592=39.18m29轴同2轴： 19.59m210轴同2轴： 19.59m211轴同8轴： 39.18m2 12轴同2轴： 19.59m215轴同2轴： 19.59m216轴同2轴： 19.59m217轴同2轴： 19.59m2 四层外墙面积： 102.12+115.08+42.942=303.08m2四层内墙面积： 148.92+1