土木工程专业毕业设计计算书(002).pdf

重庆科技学院 毕业设计（论文）毕业设计（论文） 题目 学 院 建筑工程学院 专业班级 土木普 2008 级（房建） 学生姓名 学 号 指导教师 职 称 评阅教师 职 称 2011 年 6 月 9 日 学生毕业设计（论文）学生毕业设计（论文） 原创性声明原创性声明 本人以信誉声明： 所呈交的毕业设计 （论文） 是在导师的指导下进行的设计 （研究） 工作及取得的成果，设计（论文）中引用他（她）人的文献、数据、图件、资料均已明 确标注出，论文中的结论和结果为本人独立完成，不包含他人成果及为获得重庆科技学 院或其它教育机构的学位或证书而使用其材料。与我一同工作的同志对本设计（研究） 所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 毕业设计（论文）作者（签字）： 2011 年 6 月 日 重庆科技学院本科生毕业设计 摘要 I 摘 要 关键词： ； ； ； ； ； 重庆科技学院本科生毕业设计 ABSTRACT II ABSTRACT Keywords： ; ; ; ; ; 重庆科技学院本科生毕业设计 目录 i 目录目录 摘 要 . I ABSTRACT II 目录 . i 1 绪论 . 3 1.1 教学/办公楼建筑的发展及现状 3 1.2 本次毕业设计的目的及意义 . 4 1.3 本次毕业设计的任务及主要内容 . 5 1.4 本次毕业设计的实现途径 . 6 2 设计概况 . 7 2.1 项目建设地点及建筑功能要求 . 7 2.2 建设地点的场地特征 . 8 2.3 建筑结构的设计要求 . 9 3 建筑设计 . 10 3.1 设计依据 . 10 3.2 建筑总平面设计 . 11 3.3 建筑平面设计 . 12 3.4 建筑剖面设计 . 13 3.5 建筑立面设计 . 14 3.6 建筑细部做法说明 . 15 3.7 建筑设计成果 . 16 4 结构方案设计 . 17 4.1 设计依据 . 17 4.2 结构总体设计 . 18 4.3 初选结构构件截面尺寸 . 20 4.4 建立结构计算简图（一榀框架） . 22 5 荷载计算 . 24 5.1 重力荷载计算 . 24 5.2 风荷载计算 . 26 5.3 水平地震作用计算 . 27 6 结构内力计算 . 28 重庆科技学院本科生毕业设计 目录 ii 6.1 水平荷载作用下框架结构的位移验算和内力计算 . 28 6.2 竖向荷载作用下框架结构的内力计算 . 29 7 荷载效应组合 . 30 7.1 框架梁内力组合 . 30 7.2 框架柱内力组合 . 31 8 构件截面设计 . 32 8.1 框架梁 . 32 8.2 框架柱 . 33 8.3 梁柱节点核芯区截面抗震验算 . 34 9 楼梯设计 . 35 9.1 楼梯结构选型 . 35 9.2 梯段板设计 . 35 9.3 平台板设计 . 35 9.4 平台梁设计 . 35 10 基础设计 . 36 10.1 柱底荷载 . 36 10.2 基础选型、确定持力层及埋深 . 36 10.3 柱下独立扩展基础设计 . 36 10.4 柱下独立桩基础设计 . 36 11 PKPM 验算成果 . 37 12 结论 . 38 参考文献 39 致 谢 40 重庆科技学院本科生毕业设计 1 绪论 第 3 页 1 绪论 1.1 教学教学/办公办公楼建筑的发展及现状楼建筑的发展及现状 重庆科技学院本科生毕业设计 1 绪论 第 4 页 1.2 本次毕业设计的本次毕业设计的目的及目的及意义意义 重庆科技学院本科生毕业设计 1 绪论 第 5 页 1.3 本次本次毕业毕业设计的任务设计的任务及及主要主要内容内容 重庆科技学院本科生毕业设计 1 绪论 第 6 页 1.4 本次本次毕业毕业设计的实现途径设计的实现途径 重庆科技学院本科生毕业设计 2 设计概况 第 7 页 2 设计概况 2.1 项目项目建设地点及建筑建设地点及建筑功能要求功能要求 重庆科技学院本科生毕业设计 2 设计概况 第 8 页 2.2 建设地点的建设地点的场地特征场地特征 2.2.1 抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计地震分组抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计地震分组 依据 建筑抗震设计规范 （GB 50011-2010） “附录 A” ， 建设地点的场地所属的 “ ” 城镇抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计地震分组分别为 (1) 抗震设防烈度： ； (2) 设计基本地震加速度： ； (3) 设计地震分组： 。 2.2.2 建筑建筑（建设地点）（建设地点）的场地类的场地类别别及及场地场地特征周期特征周期 (1) 根据场地的土层等效剪切波速和覆盖层厚度，按建筑抗震设计规范（GB 50011-2010）“表 4.1.6”，本项目的场地类别为： 。 (2) 根据场地类别和设计地震分组，按建筑抗震设计规范（GB 50011-2010） “表 5.1.4-2”，本项目的场地特征周期 g T为： 。 2.2.3 建设地点建设地点的的的基本雪压和基本风压的基本雪压和基本风压 根据本项目建设地点所属的“ ”城镇，查取建筑结构荷载规范 GB50009-2001 （2006年版） “表 D.4 全国各城市的50年一遇雪压和风压值”,得到 (1) 基本雪压 0 s为 ； (2) 基本风压 0 w为 ； 由建筑结构荷载规范 GB50009-2001 （2006年版） “7.2.1条款” ，本项目建设地点 的地面粗糙度类别为 类。 2.2.4 场地场地土土的水文与工程地质条件的水文与工程地质条件 本项目的场地地形平整，无滑坡、无液化土层等不良地质现象，地下水对混凝土无 腐蚀作用，施工对周围环境没有影响。 设计标高（相对标高）0.000相当于场地绝对标高325.00m。 拟建场地各土层分布情况及其主要物理力学指标详见图 。 重庆科技学院本科生毕业设计 2 设计概况 第 9 页 2.3 建筑结构的建筑结构的设计要求设计要求 (1) 本 建筑的结构安全等级为二级，结构的设计使用年限为 50 年。 (2) 本 建筑的抗震设防类别为丙类，即标准设防类。 (3) 本 建筑的耐火等级为 。 GB 50068-2001. 建筑结构可靠度设计统一标准 GB 50223-2008. 建筑工程抗震设防分类标准 重庆科技学院本科生毕业设计 3 建筑设计 第 10 页 3 建筑设计 3.1 设计依据设计依据 (1) 重庆科技学院毕业设计（论文）任务书； (2) 重庆科技学院毕业论文开题报告； (3) 市规划局对本工程建筑设计方案审查意见书； (4) 市消防局关于 初步设计的消防设计审查意见； (5) GB50352-2005. 民用建筑设计通则； (6) GBJ99-86. 中小学建筑设计规范； (7) GB50016-2006. 建筑设计防火规范； (8) GB50345-2004. 屋面工程技术规范； (9) GB50207-2002. 屋面工程质量验收规范； (10) GB50189-2005. 公共建筑节能设计标准； (11) 工程建设标准强制性条文房屋建筑部分（2002 年版）； (12) 西南地区通用建筑标准设计图集（2001 年版）； (13) 国家建筑标准设计图集； (14) 有关节能设计，参见相关的建筑节能设计说明，等。 (15) 建筑工程设计文件编制深度规定，建设部 2003 年 4 月。 建筑设计 建筑设计 建筑总平面设计：合理布置建筑的外部使用空间； 建筑平面设计：有机组合内部使用空间； 建筑剖面设计：确定经济适用的房间高度； 建筑立面设计：创造优美的具有艺术感染力的外部形象。 重庆科技学院本科生毕业设计 3 建筑设计 第 11 页 3.2 建筑建筑总平面总平面设计设计 重庆科技学院本科生毕业设计 3 建筑设计 第 12 页 3.3 建筑建筑平面设计平面设计 重庆科技学院本科生毕业设计 3 建筑设计 第 13 页 3.4 建筑建筑剖面设计剖面设计 重庆科技学院本科生毕业设计 3 建筑设计 第 14 页 3.5 建筑建筑立面立面设计设计 重庆科技学院本科生毕业设计 3 建筑设计 第 15 页 3.6 建筑建筑细部做法细部做法说明说明 3.6.1 建筑主体建筑主体 3.6.2 屋面屋面 3.6.3 楼楼地面地面 3.6.4 墙面墙面 3.6.5 门窗门窗 3.6.6 基础防潮层基础防潮层 3.6.7 踢脚踢脚 3.6.8 散水散水 重庆科技学院本科生毕业设计 3 建筑设计 第 16 页 3.7 建筑设计成果建筑设计成果 重庆科技学院本科生毕业设计 4 结构方案设计 第 17 页 4 结构方案设计 4.1 设计设计依据依据 (1) “ ”的建筑设计成果； (2) GB50068-2001. 建筑结构可靠度设计统一标准； (3) GB50009-2001. 建筑结构荷载规范（2006 年版）； (4) GB50010-2010. 混凝土结构设计规范； (5) GB50011-2010. 建筑抗震设计规范； (6) JGJ 3-2010. 高层建筑混凝土结构技术规程； (7) GB50007-2002. 建筑地基基础设计规范； (8) JGJ94-2008. 建筑桩基技术规范； (9) GB 50223-2008. 建筑工程抗震设防分类标准； (10) GB/T 50105-001. 建筑结构制图标准； (11) G101. 混凝土结构施工图：平面整体表示方法制图规则与构造详图； (12) G901. 混凝土结构施工钢筋排布规则与构造详图； (13) 04G321. 钢筋混凝土连系梁； (14) 10SG813. 钢筋混凝土灌注桩； (15) 04G361. 预制钢筋混凝土方桩； (16) 06SG812. 桩基承台；等。 重庆科技学院本科生毕业设计 4 结构方案设计 第 18 页 4.2 结构结构总体设计总体设计 4.2.1 结构体系结构体系选择选择 4.2.2 房屋房屋的的适用适用高度和高宽比高度和高宽比 一、 房屋高度 依据依据 混凝土结构设计规范 混凝土结构设计规范 GB50010-2010“表“表 6.1.1” 高层建筑混凝土结构技术规程高层建筑混凝土结构技术规程 JGJ3-2010“表表 3.3.1-1” 二、 房屋高宽比 参考参考 高层建筑混凝土结构技术规程高层建筑混凝土结构技术规程 JGJ3-2010“表表 3.3.2” 4.2.3 结构布置结构布置 一、 结构平面布置 依据依据 混凝土结构设计规范 混凝土结构设计规范 GB50010-2010“3.2 条款”条款” 建筑抗震设计规范建筑抗震设计规范 GB50011-2010“3.4 条款”，“条款”，“6.1.4 条款”条款” 高层建筑混凝土结构技术规程高层建筑混凝土结构技术规程 JGJ3-2010“表表 3.3.1-1” 参考参考 高层建筑混凝土结构技术规程高层建筑混凝土结构技术规程 JGJ3-2010“3.4 条款”条款” (1) 建筑平面形状及尺寸关系 (2) 结构缝 二、 结构竖向布置 依据依据 混凝土结构设计规范 混凝土结构设计规范 GB50010-2010“3.2 条款”条款” 建筑抗震设计规范建筑抗震设计规范 GB50011-2010“3.4 条款”，“条款”，“6.1.4 条款”条款” 高层建筑混凝土结构技术规程高层建筑混凝土结构技术规程 JGJ3-2010“表表 3.3.1-1” 参考参考 高层建筑混凝土结构技术规程高层建筑混凝土结构技术规程 JGJ3-2010“3.5 条款”条款” 三、 确定承重框架，布置梁楼盖 四、 绘制结构（标准层）平面布置简图 重庆科技学院本科生毕业设计 4 结构方案设计 第 19 页 参考参考 建筑结构制图标准建筑结构制图标准 GB/T 50105-2001“附录“附录 A” 序号 构件名称 构件代号 序号 构件名称 构件代号 1 框架 KJ 3-1 板 B 2-1 框架梁 KL 3-2 屋面板 WB 2-2 屋面框架梁 WKL 4-1 框架柱 KZ 2-3 连系梁 LL 4-2 柱 Z 2-4 梁 L 4-3 构造柱 GZ 2-5 过梁 GL 5 基础 J 2-6 楼梯梁 TL 6 桩 ZH 2-7 基础梁 JL 7 承台 CT 4.2.4 结构结构抗震等级抗震等级 依据依据 混凝土结构设计规范 混凝土结构设计规范 GB50010-2010“表“表 11.1.3” 建筑抗建筑抗震设计规范震设计规范 GB50011-2010“表“表 6.1.2” 参考参考 高层建筑混凝土结构技术规程高层建筑混凝土结构技术规程 JGJ3-2010“表表 3.9.3” 4.2.5 材料材料选用选用 一、 结构构件 (1) 混凝土 依据依据 混凝土结构设计规范 混凝土结构设计规范 GB50010-2010“4.1 条款”条款”和和“11.2.1 条款”条款” 建筑抗震设计规范建筑抗震设计规范 GB50011-2010“3.9.2 条款”和“条款”和“3.9.3 条款”条款” 参考参考 高层建筑混凝土结构技术规程高层建筑混凝土结构技术规程 JGJ3-2010“3.2 条款”条款” (2) 钢筋 依据依据 混凝土结构设计规范 混凝土结构设计规范 GB50010-2010“4.2 条款”和“条款”和“11.2.2 条款”条款” 建筑抗震设计规范建筑抗震设计规范 GB50011-2010“3.9.2 条款”和“条款”和“3.9.3 条款”条款” 参考参考 高层建筑混凝土结构技术规程高层建筑混凝土结构技术规程 JGJ3-2010“3.2 条款”条款” 二、 其他构件 (1) 墙体 (2) 门 (3) 窗 重庆科技学院本科生毕业设计 4 结构方案设计 第 20 页 4.3 初选初选结构结构构件截面尺寸构件截面尺寸 4.3.1 板板 依据依据 混凝土结构设计规范 混凝土结构设计规范 GB50010-2010“9.1 条款”和“表条款”和“表 9.1.2” 4.3.2 梁梁 依据依据 混凝土结构设计规范 混凝土结构设计规范 GB50010-2010“11.3.5 条款”条款” 建筑抗震设计规范建筑抗震设计规范 GB50011-2010“6.3.1 条款”条款” 参考参考 经验取值 经验取值 梁的类型 梁高 梁宽 主梁（KL） 8 1 15 1 梁跨 2 1 4 1 梁高 次梁（L） 12 1 18 1 梁跨 连系梁（LL） 可参考主梁选取 井字梁（L） 可参考次梁选取 重庆科技学院本科生毕业设计 4 结构方案设计 第 21 页 4.3.3 柱柱 依据依据 混凝土结构设计规范 混凝土结构设计规范 GB50010-2010“11.4.11 条款”和“条款”和“11.4.16 条款”条款” 建筑抗震设计规范建筑抗震设计规范 GB50011-2010“6.3.5 条款”和“条款”和“6.3.6 条款”条款” 参考参考 一般步骤 一般步骤 1 根据轴压比验算初定柱截面尺寸根据轴压比验算初定柱截面尺寸 Af N c 轴压比 N 抗震等级 0.65 一级 N考虑地震作用组合的框架柱轴向压力设计值； 对不进行地震作用计算的结构，取无地震作用组合 的轴力设计值； A柱全截面面积； fc混凝土轴心抗压强度设计值。 0.75 二级 0.85 三级 0.90 四级 1）柱轴力柱轴力设计值设计值 的估算方法：（的估算方法：（以底层内柱为例）以底层内柱为例）14 nAgN jE 式中： 考虑地震组合后的轴压力增大系数，边柱取 1.30，不等跨 内柱取 1.25，等跨内柱取 1.20； E g 折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值（ ），可 根据实际情况取值，也可近似取 1215 ； j A 按计算单元划分至该柱的楼面荷载投影面积（ ）； n 验算截面以上的楼层数。 A 柱截面面积； N 框架柱轴压比限值； c f 混凝土轴心抗压强度设计值。 2）初定柱截面尺寸）初定柱截面尺寸 Nc f N A c h和 c b 2 验算验算剪跨比剪跨比（宜大于宜大于 2） 1）剪剪跨比应按下式计算：跨比应按下式计算： 0 hV M c c 式中： 剪跨比，取柱上下端计算结果的较大值；反弯点位于柱高中部的框架柱可 按柱净高与 2 倍柱截面高度之比计算。 c M 柱端截面组合的弯矩计算值。 c V 对应 c M的截面组合剪力计算值。 0 h 柱截面有效高度。 2）剪剪跨比跨比的近似的近似计算计算： 假定柱反弯点位于柱高中部，框架柱可按柱净高（ c n H）与 2 倍柱截面高度（ c h） 之比计算，即 c c n h H 3 其他其他 1）柱截面宽度一般不小于框架主梁截面宽度+100mm。 2）框架柱上下截面不同时，自下而上边柱一般内缩、内柱宜两边收缩。 重庆科技学院本科生毕业设计 4 结构方案设计 第 22 页 4.4 建立建立结构计算简图结构计算简图（一榀框架）（一榀框架） 4.4.1 选取结构选取结构计算单元计算单元 4.4.2 确定确定计算简图计算简图 一、 平面框架的计算跨度 二、 平面框架的计算高度（柱的计算长度） 三、 平面框架的梁柱节点 现浇钢筋混凝土框架中， 梁柱内的纵向受力钢筋都将穿过节点或锚入节点区， 因此， 按平面框架结构分析时，节点可简化为刚接节点。 四、 初定基础顶面标高 五、 一榀平面框架计算简图 重庆科技学院本科生毕业设计 4 结构方案设计 第 23 页 4.4.3 平面平面框架的构件线刚度框架的构件线刚度计算计算 依据依据 高层建筑混凝土结构技术规程高层建筑混凝土结构技术规程 JGJ3-2010“5.2.2 条款条款及及其其条文”条文” 参考参考 在结构内力与位移计算中，现浇楼面和装配整体式楼面中梁的刚度可考虑翼缘的作用予以 增大，楼面梁刚度增大系数可根据翼缘情况取为 1.32.0。 通常，现浇楼面的边框架梁（形）可取 1.5，中框架梁（T 形）可取 2.0。 表表 平面框架的构件平面框架的构件线刚度计算表线刚度计算表 构件 构件 编号 截面 宽度 b 截面 高度 h 计算跨 （高）度， l（h） 12 3 0 bh I 0 2IIb 0 IIc c E 构件线刚度 lIEi bcb hIEi ccc 构件线刚 度相对值 m m m 4 m 4 m 2 mkN 梁 KL KL （走廊） 柱 底层 标准层 重庆科技学院本科生毕业设计 5 荷载计算 第 24 页 5 荷载计算 5.1 重力荷载重力荷载计算计算 5.1.1 屋面荷载标准值屋面荷载标准值 一、 屋面恒荷载 二、 屋面活荷载 三、 屋面雪荷载 5.1.2 楼面楼面荷载标准值荷载标准值 一、 楼面恒荷载 二、 楼面活荷载 5.1.3 梁梁的的自重自重荷载荷载标准值标准值 5.1.4 柱柱的的自重自重荷载荷载标准值标准值 5.1.5 墙体的墙体的自重自重荷载标准值荷载标准值 5.1.6 门窗的门窗的自重自重荷载标准值荷载标准值 重庆科技学院本科生毕业设计 5 荷载计算 第 25 页 5.1.7 重力荷载重力荷载作用作用下下平面平面框架框架的受荷的受荷图图示示 一、 重力荷载传递路线 二、 重力荷载的分类汇总 三、 重力荷载作用下平面框架的受荷图示 重庆科技学院本科生毕业设计 5 荷载计算 第 26 页 5.2 风荷载风荷载计算计算 5.2.1 基基本公式本公式 5.2.2 集中风荷载标准值计算集中风荷载标准值计算 5.2.3 风荷载风荷载计算计算简图简图 重庆科技学院本科生毕业设计 5 荷载计算 第 27 页 5.3 水平地震水平地震作用计算作用计算 5.3.1 结构水平地震作用计算简图结构水平地震作用计算简图 一、 集中于各（楼层）质点的重力荷载代表值计算 二、 框架侧移刚度计算 三、 结构基本自振周期计算 四、 水平地震作用计算 依据混凝土结构设计规范 GB50010-2010 “5.1.2条款” ，本建筑结构高度不超过 40m，质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切型为主，故可用底部剪力法计算水 平地震作用。 (1) 结构等效总重力荷载代表值计算 (2) 水平地震影响系数计算 (3) 各（楼层）质点水平地震作用计算 (4) 水平地震作用计算简图 重庆科技学院本科生毕业设计 6 结构内力计算 第 28 页 6 结构内力计算 6.1 水平荷载作用下框架结构水平荷载作用下框架结构的的位移位移验算验算和内力计算和内力计算 6.1.1 水平荷载作用下框架结构水平荷载作用下框架结构的的位移位移验算验算 一、 风荷载作用下的位移验算 二、 水平地震作用下的位移验算 6.1.2 风风荷载作用下框架结构荷载作用下框架结构的的内力计算内力计算 6.1.3 水平地震水平地震作用作用下框架结构下框架结构的的内力计算内力计算 重庆科技学院本科生毕业设计 6 结构内力计算 第 29 页 6.2 竖向荷载作用下框架竖向荷载作用下框架结构结构的的内力内力计算计算 6.2.1 计算简图及荷载计算计算简图及荷载计算 6.2.2 竖向竖向荷载作用下荷载作用下的的内力内力计算计算 一、 恒荷载作用下的内力计算 二、 楼面活荷载（屋面取活荷载）作用下的内力计算 三、 楼面活荷载（屋面取雪荷载）作用下的内力计算 6.2.3 活荷载的不利布置及梁支座负弯矩调幅活荷载的不利布置及梁支座负弯矩调幅 一、 梁跨中弯矩调整 二、 梁端负弯矩调幅 6.2.4 梁、柱支座边缘截面的弯矩和剪力梁、柱支座边缘截面的弯矩和剪力 重庆科技学院本科生毕业设计 7 荷载效应组合 第 30 页 7 荷载效应组合 7.1 框架框架梁内力组合梁内力组合 7.1.1 梁支座负弯矩组合的设计值梁支座负弯矩组合的设计值 7.1.2 梁支座正弯矩组合的设计值梁支座正弯矩组合的设计值 7.1.3 梁端剪力梁端剪力 7.1.4 梁梁跨间最大跨间最大正弯矩组合的设计值正弯矩组合的设计值 重庆科技学院本科生毕业设计 7 荷载效应组合 第 31 页 7.2 框架柱内力组合框架柱内力组合 7.2.1 柱端弯矩和轴力组合的设计值柱端弯矩和轴力组合的设计值 7.2.2 柱端弯矩设计值的调整柱端弯矩设计值的调整 7.2.3 柱端组合剪力设计值的调整柱端组合剪力设计值的调整 重庆科技学院本科生毕业设计 8 构件截面设计 第 32 页 8 构件截面设计 8.1 框架梁框架梁 8.1.1 梁正截面受弯承载力计算梁正截面受弯承载力计算 8.1.2 梁斜截面受剪承载力计算梁斜截面受剪承载力计算 8.1.3 梁的抗震构造措施梁的抗震构造措施 重庆科技学院本科生毕业设计 8 构件截面设计 第 33 页 8.2 框架柱框架柱 8.2.1 柱截面尺寸验算柱截面尺寸验算 一、 剪跨比验算 二、 轴压比验算 8.2.2 柱柱的的正截面承载力计算正截面承载力计算 8.2.3 柱柱的的斜截面受剪承载力计算斜截面受剪承载力计算 8.2.4 柱的抗震构造措施柱的抗震构造措施 重庆科技学院本科生毕业设计 8 构件截面设计 第 34 页 8.3 梁柱节点核芯区截面抗震验算梁柱节点核芯区截面抗震验算 重庆科技学院本科生毕业设计 9 楼梯设计 第 35 页 9 楼梯设计 9.1 楼梯结构选型楼梯结构选型 9.2 梯段板设计梯段板设计 9.3 平台板设计平台板设计 9.4 平台梁设计平台梁设计 重庆科技学院本科生毕业设计 10 基础设计 第 36 页 10 基础设计 10.1 柱底荷载柱底荷载 10.2 基础基础选型选型、确定、确定持力层持力层及及埋深埋深 10.3 柱下独立柱下独立扩展扩展基础设计基础设计 10.3.1 基础底基础底平平面尺寸的面尺寸的计算与初计算与