土木工程毕业设计计算书.doc

中文摘要某中学教学楼建筑设计摘要：本次毕业设计题目为某中学教学楼建筑设计。设计内容包括建筑设计、结构设计。本设计主体为四层；各层层高均为3.6米，总建筑面积近为9642平方米，室内外高差为0.45米，本工程设定相对标高0.000，功能上满足教学办公的使用要求，能够充分的利用有限的空间使布局更加合理。本工程采用钢筋混凝土框架结构，建筑抗震设防烈度为7度，基础采用柱下独立基础，楼梯采用板式楼梯。结构计算只要求电算，电算采用中国建筑科学院编制的PKPM结构设计软件进行整体三维空间分析计算。通过此次毕业设计，将四年的专业知识进行了综合应用，使我的专业水平得到很大提高，为我以后的工作打下了坚实的基础。关键词：建筑设计 荷载统计 内力组合 构件设计 英文摘要 A secondary school buildings architectural design Abstract: the graduation design topic for a secondary school buildings architectural design. Design content includes building design, structural design. This design subject for four layers; Each layer are 3.6 meters high, with a total construction area of nearly 9642 square meters, indoor and outdoor difference for this project 0.45 meters, set relatively elevation + 0.000, satisfy the function of teaching building use requirement, and can full use of limited space make layout more reasonable. The project adopts steel reinforced concrete frame structure, building seismic fortification intensity by 7 degrees, foundation for independent foundation under column, stair introduces plate stairs. Structure calculation is only required by the Chinese architecture, computing superhighway of PKPM structure design academy of software for the analysis and calculation of the whole 3d space. Through this graduation design, the four years of professional knowledge comprehensive application, make my professional level is greatly improved after me, for the work to lay a solid foundation. Keywords: architectural design load statistical internal force combination component design 目录引言 1第1章 建筑设计1.1 设计依据21.2 规划设计2 1.2.1 规划设计依据2 1.2.2 规划指导思想2 1.2.3 建筑说明2 1.2.4 平面设计2 1.2.5 立面设计2 1.2.6 剖面设计3 1.2.6 构造做法3 第2章 结构设计 2.1 结构布置及计算简图的确定5 2.1.1 梁截面尺寸估算5 2.1.2 柱截面尺寸估算5 2.1.3 框架结构计算简图62.2 荷载计算6 2.2.1 屋面及楼面的永久荷载标准值6 2.2.2 屋面及楼面可变荷载标准值7 2.2.3 梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算7 2.2.4 梁间荷载8附录10总结45致谢46参考文献47引 言本次设计是某中学教学楼设计，设计的重点为方案设计（建筑部分），概念设计（结构部分），着重理解在结构设计中的结构方案选择、荷载整理、荷载组合、抗震设计要求、内力组合、框架结点构造、基础设计要点等。在毕业设计的过程中，熟悉相关的书籍、规范、程序使用手册如民用建筑设计通则、建筑设计防火规范、建筑结构荷载规范、荷载规范、地基规范等通用性规范。在网上也收集了不少资料，并做好笔记。在设计的过程中注意的问题是正确处理建筑设计和结构设计的关系：建筑设计主要解决以下问题：环境、场地、体形；与人的活动有关的空间组织；建筑技术问题；建筑艺术问题。结构设计主要解决以下问题：结构形式；结构材料；结构的安全性、适用性、耐久性；结构的连接构造。结构设计是建筑设计的基础上进行的，但在建筑方案设计阶段就应考虑主体结构方案。通过协调二者的关系，力争将合理的结构形式与建筑使用和美观需要统一起来。达到更现代化的教学楼建筑设计。在本次设计中完全采用电算，使用PKPM软件电算出该框架的所有配筋图。毕业设计这段时间里，在指导老师的帮助下，经过资料查阅、设计计算、以及外文的翻译，加深了对心规范、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；在绘图是熟悉掌握了AutoCAD，PKPM等专业软件。以上所有这些从不同方面达到了毕业设计的目标与要求。框架结构设计的计算工作量很大 ，由于水平有限，在计算过程中难免有不妥和疏忽之处，敬请 各位老师批评指正。第1章 建筑设计1.1设计依据本设计为教学楼建筑设计，设计参考了国内有关教学楼方面的标准、规范，并汇集了近几年来对建筑设计的一些经验，对教学楼建筑设计的总布局和平面布局进行了精心的设计，以保证该教学楼符合适用、经济、安全、防火的基本要求。本工程抗震设防烈度为七度,建筑物设计合理使用年限为50年。建筑耐火等级为三级。总平面布置：建筑物呈长方型，长约81米，宽约15.6米。1.2规划设计1.2.1规划设计依据国家有关设计规范、规程、规定，包括：日照市规划管理技术规定 2006民用建筑设计通则 GB50352-2005中小学教学楼建筑设计规范 GBJ 99-86屋面工程技术规范 GB50345-2004建筑设计防火规范 GB-5006-20061.2.2规划指导思想本建筑为四层，本方案以体现以人为本的设计理念为主,充分发挥该地区的自然特色,创作出具有现代教学及办公理念的建筑。并充分重视建筑总体的景观效果,最大程度地提高办公环境的智能性和舒适性,真正体现建筑与环境共舞,人与自然亲和的设计理念。1.2.3建筑说明本设计采用现浇框架结构，主体为四层；各层层高均为3.6米，总建筑面积近为9642平方米，室内外高差为0.45米。抗震烈度按七度设防设计，框架等级按三级设计，根据地形采用矩形设计，很好地与周围环境融为一体向现代化办公建筑发展。1.2.4平面设计(1)充分了解把握教学楼建筑建设习惯,气候、地理位置特点,设计出功能齐全、结构合理的现代化教学楼。1.2.5立面设计由于该办公建筑位于市区，所以在立面上既要讲究自然大方同时又要与周围环境相融合，突出人与自然的和谐之美。在整体布置上主要以布局合理为主。 1.2.6剖面设计确定房间的剖面形状和比例关系，确定房屋的层数和各部分的标高，研究竖向空间的处理，将平面、立面和剖面密切结合，充分注意两者的联系。1.2.7构造做法(1)本工程的屋面防水等级为级,防水层合理使用年限为10年：本建筑采用不上人屋面,做法为：20厚1：3水泥沙浆找平层，三毡四油卷材防水层，20厚水泥沙浆找平层，100厚水泥蛭石保温层，100厚的钢筋混凝土板.(2)地面均为水泥地面，做法为：20厚1:2水泥砂浆,压实抹光，60厚C15混凝土，100厚碎石或碎砖夯实，素土夯实(3)卫生间楼面采用细石混凝土楼面,做法为: 40厚细石混凝土，表面撒1：1水泥中粗砂压实抹光, 3厚SBS防水层, 20厚1:3水泥砂浆找平层，四周做成圆弧状或钝角, 现浇钢筋混凝土楼面, 水泥砂浆板底摸灰.除卫生间以外其他楼面均采用水泥沙浆楼面,做法为: 10厚1：2水泥砂浆面层, 20厚1:3水泥砂浆找平层, 现浇钢筋混凝土楼板, 水泥砂浆板底摸灰(4)卫生间内墙采用水泥砂浆墙面，做法为: 刷（喷）内墙涂料, 10厚1:2水泥砂浆抹面, 15厚1:3水泥砂浆打底, 刷界面处理剂一道.其他内墙均采用混合砂浆粉面,做法为: 刷（喷）内墙涂料, 10厚1:0.3：3水泥石灰膏砂浆粉面, 15厚1：1：6水泥石灰膏砂浆打底, 刷界面处理剂一道(5)外墙采用面砖墙面，做法为: 12厚面砖, 10厚1：2水泥砂浆粘接层, 10厚1：3水泥砂浆打底扫毛, 基层墙体(6)不上人平台（包含阳台顶）的做法为：25厚1:2.5水泥砂浆加15%107胶结合层，35厚挤塑泡沫保温板，3厚SBS改性沥青防水卷材，20厚1:3水泥砂浆找平层，结构楼板(7)顶棚才用抹水泥砂浆顶棚，做法为: 刷（喷）涂料，6厚1:2.5水泥砂浆粉面，6厚1:3水泥砂浆打底，刷一道素水泥浆（内掺建筑胶），现浇钢筋混凝土(8)门均按实际洞口核实后方可安装。(9)外墙粉饰详见立面图（材料色泽与建设单位、设计单位认可后使用）。内墙面：天棚、地面、楼面、墙裙、踢脚等粉饰详见材料做法。(10)楼梯：全部采用现浇钢筋混凝土楼梯，楼梯栏杆、扶手样式选自标准图集。第2章 结构设计2.1结构布置及计算简图的确定根据该房屋的使用功能及建筑设计的要求，进行了建筑平面、立面及剖面设计，内外填充墙采用240mm厚混凝土空心小砌块，楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚度均取120mm.2.1.1梁截面尺寸估算纵梁：取取纵梁：,取取横 梁：,取,取2.1.2柱截面尺寸估算该框架结构的抗震等级为三级，其轴压比限值为=0.9,各层重力荷载代表值近似取14kN/m2，柱的负荷面积分别为24.68 m2可得柱截面面积为:根据上述结果，并综合考虑其它因素，柱截面尺寸取值为：500mm500mm2.1.3框架结构计算简图取柱的形心线作为框架柱的轴线，梁轴线取至板顶，24层高度即为层高，取3.6m；底层柱高度从地梁顶面取至一层板顶，即h13.6+03.6m。计算选4号轴线见下图:图 2-1-1 结构计算简图2.2荷载计算2.2.1屋面及楼面的永久荷载标准值（1）上人屋面20厚1：3水泥沙浆找平层 0.02200.4kN/m2三毡四油卷材防水层 0.4kN/m220厚水泥沙浆找平层 0.0220=0.4kN/m2120厚水泥蛭石保温层 0.1250.6kN/m2120厚的钢筋混凝土板 0.12253kN/m2水泥砂浆板底摸灰 0.02200.4kN/m2合计： 5.0kN/m2(3）25层楼面(除卫生间)10厚1：2水泥砂浆面层 0.0120=0.2kN/m2120厚的钢筋混凝土楼板 250.123.0kN/m2水泥砂浆板底摸灰 0.02200.4kN/m2合计： 3.6kN/m2（4）卫生间楼面40厚细石混凝土，表面撒1：1水泥中粗砂压实抹光 0.0424=0.96kN/m23厚SBS防水层 0.00320.006kN/m220厚1:3水泥砂浆找平层，四周做成圆弧状或钝角 0.0220=0.4kN/m2120厚的钢筋混凝土楼板 250.13.0kN/m2水泥砂浆板底摸灰 0.02200.4kN/m2合计： 4.25 kN/m22.2.2屋面及楼面可变荷载标准值上人屋面均布活荷载标准值 0.5kN/m2楼面活荷载标准值 2.5kN/m2 2.2.3梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算（1）查规范得以下自重，外墙面为面砖墙面自重（包括10厚1：2水泥砂浆粘接层，10厚1：3水泥砂浆打底扫毛）： 0.0120+0.0120+0.01219.8=0.638 kN/m2内墙面自重（包括25厚抹灰）： 0.02520=0.5 kN/m2240厚混凝土空心小砌块 11.8 kN/m3玻璃幕墙自重： 1.3 kN/m2钢框玻璃门窗自重： 0.4 kN/m2木门自重： 0.15 kN/m2（2）梁自重计算300600梁梁自重： 0.30.6254.5 kN/m粉刷： 0.60.021720.41 kN/m合计： 4.91 kN/m350800梁梁自重： 0.350.8257.0kN/m粉刷： 0.80.021720.544 kN/m合计： 7.544 kN/m400900梁梁自重： 0.40.9259.0kN/m粉刷： 0.90.021720.612 kN/m合计： 9.612 kN/m（3）柱自重计算柱自重+贴面及粉刷： 0.50.5251.056.563 kN/m（4）墙体自重计算内墙自重(含贴面和粉刷)： 0.2411.80.52 3.832 kN/m2外墙自重(含贴面和粉刷)： 0.2411.80.438+0.53.77 kN/m22.2.4梁间荷载横梁：实墙线荷载：190.24（3.6-0.9)+200.02（3.6-0.9）2=14.47 kN/m窗部分墙体转化为梁间线荷载：（193.62.10.24+203.62.10.022）/4.5=9kN/m窗部分转化为梁间线荷载：0.453.62.1/4.5=0.76 kN/m计算梁间恒荷载为：14.47-9+0.76=6.23 kN/m横梁：实墙线荷载：190.24（3.6-0.9)+200.02（3.6-0.9）2=14.47 kN/m门部分墙体转化为梁间线荷载：（192.71.00.24+202.71.00.022）/4.5=3.22kN/m门部分转化为梁间线荷载：0.451.02.7/4.5=0.27 kN/m计算梁间恒荷载为：14.47-3.22+0.27=11.52 kN/m纵梁：实墙线荷载：190.24（3.6-0.8)+200.02（3.6-0.8）2=16 kN/m计算梁间恒荷载为：16 kN/m纵梁：190.24（3.6-0.9)+200.02（3.6-0.9）2=14.47 kN/m计算梁间恒荷载为：14.47 kN/m顶层梁间恒荷载：190.24（1.2-0.9)+200.02（1.2-0.9）2=3.22 kN/m顶层梁间恒荷载为：3.22 kN/m PKPM计算相关数据图装订顺序：1、标准层平面简图；2、楼顶层平面简图；3、标准层楼面恒荷载平面图；4、楼顶楼面恒荷载平面图；5、标准层楼面活荷载平面图；6、楼顶楼面活荷载平面图；7、底层板厚度图8、标准层板厚度图；9、楼顶层板厚度图；10、底层梁间荷载平面图；11、标准层梁间荷载平面图；12、楼顶层梁间荷载平面图13、底层梁板裂缝图；14、第二层板裂缝图；15、第三层板裂缝图；16、楼顶层板裂缝图；17、振型图；18、楼层组装图；19、总信息图；20、地震信息图；21、调整信息图；22、设计信息图；23、风载信息图；24、TAT 结构的周期、振型和各层地震力、位移输出文件； 图1 标准层平面简图 图2 楼顶层平面简图 图3标准层楼面恒荷载平面图 图4楼顶楼面恒荷载平面图 图5标准层楼面活荷载平面图 图6楼顶楼面活荷载平面图 图7 底层板厚度图 图8 标准层板厚度图 图9 楼顶层板厚度图 图10 底层梁间荷载平面图 图11 标准层梁间荷载平面图 图12 楼顶层梁间荷载平面图 图13 底层板裂缝图 图14 第二层板裂缝图 图15 第三层板裂缝图 图16 顶层板裂缝图图17 振型图图18 楼层组装图图19 总信息图图20 地震信息图图21调整信息图图22 设计信息图图23 风载信息图= 24.周期、地震力与振型输出文件 (侧刚分析方法) = 考虑扭转耦联时的振动周期(秒)、X,Y 方向的平动系数、扭转系数 振型号 周 期 转 角 平动系数 (X+Y) 扭转系数 1 0.8422 90.00 1.00 ( 0.00+1.00 ) 0.00 2 0.7519 0.00 0.31 ( 0.31+0.00 ) 0.69 3 0.7294 180.00 0.69 ( 0.69+0.00 ) 0.31 4 0.2836 90.00 1.00 ( 0.00+1.00 ) 0.00 5 0.2535 0.00 0.39 ( 0.39+0.00 ) 0.61 6 0.2468 180.00 0.61 ( 0.61+0.00 ) 0.39 7 0.1764 90.00 1.00 ( 0.00+1.00 ) 0.00 8 0.1585 0.00 0.64 ( 0.64+0.00 ) 0.36 9 0.1545 180.00 0.36 ( 0.36+0.00 ) 0.64 10 0.1386 90.00 1.00 ( 0.00+1.00 ) 0.00 11 0.1254 0.00 0.84 ( 0.84+0.00 ) 0.16 12 0.1215 179.99 0.16 ( 0.16+0.00 ) 0.84 地震作用最大的方向 = 0.000 (度) = 仅考虑 X 向地震作用时的地震力 Floor : 层号 Tower : 塔号 F-x-x : X 方向的耦联地震力在 X 方向的分量 F-x-y : X 方向的耦联地震力在 Y 方向的分量 F-x-t : X 方向的耦联地震力的扭矩 振型 1 的地震力 - Floor Tower F-x-x F-x-y F-x-t (kN) (kN) (kN-m) 4 1 0.00 0.00 0.00 3 1 0.00 0.00 0.00 2 1 0.00 0.00 0.00 1 1 0.00 0.00 0.00 振型 2 的地震力 - Floor Tower F-x-x F-x-y F-x-t (kN) (kN) (kN-m) 4 1 223.27 0.01 8529.20 3 1 264.29 -0.01 9540.19 2 1 192.31 0.00 6886.42 1 1 92.89 0.00 3285.02 振型 3 的地震力 - Floor Tower F-x-x F-x-y F-x-t (kN) (kN) (kN-m) 4 1 526.64 -0.01 -8760.92 3 1 612.54 0.01 -9792.61 2 1 446.26 0.01 -7071.26 1 1 217.16 0.00 -3385.20 振型 4 的地震力 - Floor Tower F-x-x F-x-y F-x-t (kN) (kN) (kN-m) 4 1 0.00 0.00 0.00 3 1 0.00 0.00 0.00 2 1 0.00 0.00 0.00 1 1 0.00 0.00 0.00 振型 5 的地震力 - Floor Tower F-x-x F-x-y F-x-t (kN) (kN) (kN-m) 4 1 -176.14 -0.01 -5475.89 3 1 -22.71 0.01 -414.01 2 1 208.28 0.00 6371.68 1 1 198.75 0.00 5890.39 振型 6 的地震力 - Floor Tower F-x-x F-x-y F-x-t (kN) (kN) (kN-m) 4 1 -274.78 0.01 5453.82 3 1 -33.70 -0.01 372.35 2 1 322.37 0.00 -6381.88 1 1 309.68 0.00 -5901.14 振型 7 的地震力 - Floor Tower F-x-x F-x-y F-x-t (kN) (kN) (kN-m) 4 1 0.00 0.00 0.00 3 1 0.00 0.00 0.00 2 1 0.00 0.00 0.00 1 1 0.00 0.00 0.00 振型 8 的地震力 - Floor Tower F-x-x F-x-y F-x-t (kN) (kN) (kN-m) 4 1 125.33 0.00 2272.65 3 1 -162.68 -0.01 -3036.96 2 1 -68.70 0.00 -1077.19 1 1 199.96 0.00 3641.17 振型 9 的地震力 - Floor Tower F-x-x F-x-y F-x-t (kN) (kN) (kN-m) 4 1 69.77 0.00 -2250.49 3 1 -90.65 0.01 3057.67 2 1 -38.73 0.00 1081.55 1 1 112.00 0.00 -3629.21 振型 10 的地震力 - Floor Tower F-x-x F-x-y F-x-t (kN) (kN) (kN-m) 4 1 0.00 0.00 0.00 3 1 0.00 0.00 0.00 2 1 0.00 0.00 0.00 1 1 0.00 0.00 0.00 振型 11 的地震力 - Floor Tower F-x-x F-x-y F-x-t (kN) (kN) (kN-m) 4 1 -44.32 0.00 -455.72 3 1 106.62 0.00 1108.66 2 1 -117.64 0.00 -1268.98 1 1 82.38 0.00 925.37 振型 12 的地震力 - Floor Tower F-x-x F-x-y F-x-t (kN) (kN) (kN-m) 4 1 -8.53 0.00 447.06 3 1 20.62 0.00 -1110.42 2 1 -22.85 0.00 1263.53 1 1 15.96 0.00 -908.70 各振型作用下 X 方向的基底剪力 - 振型号 剪力(kN