土木工程毕业设计（论文）-沈阳市某五层教学楼设计8000【全套图纸】.doc

沈阳建筑大学毕业设计（论文）星光电力学校教学楼设计计算书第一章 前 言全套图纸，加153893706本人认为毕业设计应为毕业生各自营造理想中的建筑，体现个人所好，映现个己之思。今我设计以中国传统建筑之外型非为哗众取宠之意，实愿为弘扬民族传统文化、重树民族精神尽我一己微薄之力，做抛砖引玉之功效。此次设计，集我四年所学，凝我三月心血而后成，首先要感谢这四年来众老师不倦的教诲，是他们运用其渊博的学识带领我逐渐步入建筑的殿堂，并深深的爱上这个行业，是他们为此设计营造了众多的必要条件；同时更要感谢张海霞老师这三月来对我们的无私的帮助，这三个月时间胡老师为我们的大学生活做一画龙点睛之笔，我们的毕业设计能够顺利的进行主要靠胡老师的细心指导，一次次的答疑，使我们能极早进入状态，安下心来做毕业设计。同时这也是全组人员共同努力的结果。在设计期间，我们互相帮助，共同探讨问题，全心全意把精力全部投入到毕业设计中去，使得毕业设计能够较快的进行下去。这三个月，每天都在为毕业设计而忙碌着，从查找资料、翻规范到计算、画图，一步一步的走过来，最后看到自己辛勤而来的成果，油然而生一丝成就感。同时此次设计对我们今后走向工作岗位的帮助是很大的，是对我们大学这四年来所学的知识的一次具体的运用。毕业设计是对大学学习生活的一次检测，融会贯通我们在各个阶段的学习成果。通过毕业设计，培养我们综合运用基础理论、基本知识和基本技能，分析和解决实际问题的能力。虽然即将毕业，然我仍将继续此时学习心态，不断的提升自己，为社会的发展尽我全力。第二章 方案论述2.1总设计说明2.1.1设计依据（1） 依据建筑工程专业2008届毕业设计任务书。（2） 遵照国家规定的现行相关设计规范。2.1.2设计内容、建筑面积、标高（1） 本次设计的题目为“星光电力学校教学楼”。（2） 建筑面积：8033.3占地面积：1606.66m2，共五层，各层层高均为3.6m.（3） 室内外高差0.450m，室外地面标高为-0.450m。2.1.3结构（1） 本工程为钢筋混凝土现浇框架结构。各层外墙300mm厚空心砖，内墙200mm厚空心砖。（2） 本工程抗震设防烈度为7度，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度值为0.10g。2.1.4各部分工程构造屋面：改性沥青防水卷材（五层做法） 20mm厚1：3水泥砂浆找平 80mm厚GRC增强水泥聚合苯复合保温板 焦渣找坡最薄处30mm 100mm厚钢筋混凝土板 20mm厚板下抹灰 楼面：水磨石地面（含20mm水泥粗砂打底） 100mm厚钢筋混凝土板 20mm厚石灰砂浆抹灰 厕所：面砖地面150mm厚水泥砂浆保护层100mm厚钢筋混凝土板防水剂（2道）15mm厚水泥砂浆找平120mm厚钢筋混凝土板20mm厚混合砂浆摸灰2.2结构设计方案2.2.1建筑部分 该工程位于沈阳市，为永久性建筑，共五层。总建筑面积：8033.3m2，楼内3部楼梯，。建筑用地120100，柱网尺寸见建筑图。2.2.2结构部分（1）自然条件：雪荷载0.50kN/m2，基本风压：0.55kN/m2.（2）地质条件：拟建场地地形平坦，土质分布具体情况见表1，类场地，7度设防，建筑地点冰冻深度-1.2m。表2-1 建筑地层一览表序号岩土分类土层描述土层深度(m)厚度范围(m)地基土承载力(kPa)桩端阻力(kPa)桩周摩擦力(kPa)1杂填土由砖块、碎石、粘性土等组成，松散0.50.41102粉质粘土黄褐色，湿，可塑1.51.0170103粗砂黄褐色，石英长石质，混粒结构，稍湿。4.53.0250254砾砂黄褐色，石英、长石质，混粒构，湿，中密4.5340240030 注：1、地下水稳定水位距地坪-6m；2、表中给定的土层深度从自然地坪算起。（3）材料情况： 非承重空心砖；砂浆等级为M5；混凝土：C30（梁、板、柱）C25（基础）梁柱纵向受力钢筋：HRB400级；箍筋：HPB235级钢筋（4）抗震设防要求：设防基本烈度为7度，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度值为0.10g。（5）结构体系：现浇钢筋混凝土框架结构。（6）施工：梁、板、柱均现浇。第三章截面尺寸选取及荷载计算3.1截面尺寸的选取3.1.1截面尺寸选取 1框架柱：根据轴压比公式初步估定柱截面尺寸：N/fcbh0.9（三级框架）（框架柱的负荷面积内每平米按15kN/m2初估）（3-1）N=1.25.45.1156=2405.7KNAN/0.9fc=186923mm2bc= hc=500500mm(底层)2框架梁： 由挠度、裂度控制 h=(1/81/12)l b=(1/21/3)h纵梁截面尺寸：hb=（1/81/12）5400=450675mm ，取500mmbb=（1/21/3）h=167mm250mm且bb不应小于0.5bc=125mm则取 bb=250mm0.5bc=125mm选定横向框架梁截面尺寸为bbhb=250mm600mm；走廊梁取250mm400mm次梁（1/151/18）l=400480 取400150 （3-2）3楼板： 边跨：1/402700=67.5mm 取h=1000mm 走廊：1/403000=75mm 取h=100mm （3-3） 楼梯板选为150mm图3-1计算简图及层数划分3.2荷载汇集3.2.1 屋面（1）恒载：改性沥青防水卷材（六层做法） 0.3KN/M220mm厚1：3水泥砂浆找平 200.02=0.4KN/M280mm厚GRC增强水泥聚合苯复合保温板 1.130.08=0.094KN/M2焦渣找坡最薄处30mm 100.03=0.3KN/M2100mm厚钢筋混凝土板 250.1=2.5KN/M220mm厚板下抹灰 170.02=0.34KN/M2 =5.184KN/M2（2）活载（不上人屋面）： 0.50KN/M2 雪载： 0.50KN/M2 =恒+0.5活 = 5.434KN/M23.2.2 楼面（1） 恒载：水磨石地面（含20mm水泥粗砂打底） 0.65KN/M2100mm厚钢筋混凝土板 2.5KN/M220mm厚石灰砂浆抹灰 0.34KN/M2 =3.49KN/M2（2）活载：教室 2.0KN/M2楼梯 2.5KN/M2=恒+0.5活 =3.49+0.52.0=4.49KN/M23柱：（考虑到柱子抹灰，取柱子自重26kN/m3） 各层:260.500.50=6.5 kN/m4门、窗：（1） 门：0.2kN/m2 窗：0.4kN/m2（2）活荷载： 雪活载： 0.5 kN/m2 厕所： 2.5 kN/m2办公室、会议室： 2.0 kN/m2 走廊、门厅、楼梯： 2.5 kN/m2不上人屋面： 0.5 kN/m五层上半层女 儿 墙： 2653.420.10.9=249.912kN屋 面： 5.43453.917.9=5242.78kN纵 梁： 5.40.20.53226+3.60.20.5426+6.60.20.5264=555.36 kN横 梁：7.20.60.252622+3.00.40.252611=703.56 kN次 梁：7.20.40.15926=101.09 kN柱 子： 1.80.50.52644=514.8kN外 墙：53.40.3（1.8-0.5）102+0.314.4（1.8-0.6）102-0.31.51.21032-0.31.81.2102-0.331.310-0.331.210=310.5kN内 墙：0.27.2（1.8-0.6）1010+0.25.4（1.8-0.5）1016+0.23.6（1.8-0.5）102=491.04窗： 1.51.20.432+1.81.20.42+31.30.4+3.61.20.4=28.06 kN 门 ： 0.21.20.316+0.21.00.32=1.272km =8165.85kN五层下半层柱 子：0.50.51.82644=514.8kN外 墙：53.40.31.8102+0.314.41.810-0.31.50.91032-0.31.80.9102-0.330.910=507.06kN内 墙：0.27.21.81010+0.25.41.81016+0.23.61.810-1.21.80.21016-1.01.80.2102=506.88 kN窗： 0.41.50.932+1.80.90.42+30.90.4=19.66 kN门： 0.21.21.816+0.21.01.82=7.63 kN =1536.23KN二四层上半层：楼 面：53.917.94.49=4331.5 kN纵 梁：5.40.50.22632+3.60.50.2264+6.60.50.2264 =555.36 kN 柱 子：514.8kN（同五层上半层）横 梁：703.56kN（同五层上半层）次 梁：101.09kN（同五层上半层） 外 墙：310.5kN（同五层上半层） 内 墙：491.04 kN（同五层上半层）门： 1.272 kN（同五层上半层）窗： 28.06kN（同五层上半层） =7017.38kN二四层下半层 =1536.23kN （同五层下半层）一层上半层：楼 面：4331.5 kN柱 子：514.8 kN 横 梁：703.56kN（同五层上半层）次 梁：101.09kN（同五层上半层）纵 梁：555.36kN（同五层上半层）外 墙：53.40.3（1.8-0.5）102+14.40.3（1.8-0.6）102-0.31.21.51032-0.331.310=314.64kN内 墙：494.04kN（同五层上半层）窗： 1.51.20.432+1.81.20.42+31.30.4=26.33 kN 门： 0.21.20.316+0.21.00.32+0.21.50.63=1.81KN =7020.33KN G5 =8166.65kN G4 =8553.61kN G3 =8553.61kN G2 =8553.61kN G1 =8553.56KN G=42384.04kNA=4645.8G/A=9.12kN/第四章 水平荷载作用下框架内力分析4.1层间侧移刚度计算4.1.1梁线刚度 在计算梁线刚度时，考虑楼板对梁刚度的有利影响，即板作为翼缘工作。在工程上，为简化计算，通常梁均先按矩形截面计算某惯性矩I0，然后乘以增大系数:中框架梁I=2.0I0 边框架梁I=1.5I0梁采用C30混凝土，EC=3.010kN/m2 I0=1/12bh m4 横向框架：250650mm 表4-1框 架 梁 线 刚 度 计 算:部位截 面m2跨度m截 面 惯 性 矩 边 框 架中 框 架I=1.5I0KB=EI/LI=2.0I0KB=EI/L边跨0.250.67.24.510-36.7510-3200009.010-337500中跨0.250.43.01.310-32.610-32812542.610-3266674.1.2柱线刚度柱采用C30混凝土 Ec=3.010kN/m2,各层均为3.6m；柱截面： 500 mm500mm 则 2-5 层： I=I0=1/12bh3=5.210-3m4 首 层： I=I0=1/12bh3=5.210-3m4 KC=EI/h （4-1）4.1.3柱的侧移刚度D一般层： = D=首层： = D= （4-2）表4-2层间侧移刚度的计算L (m)(104KNm)(104KNm)(104)(104)25层中框架中柱(18根)3.612.834.341.4780.4251.70862.25边柱18根)3.67.54.340.8640.3021.214边框架中柱(4根)3.69.634.341.1090.3561.431边柱(4根)3.65.634.340.6480.2450.985底 层中框架中柱(18根)4.66.423.401.8890.6141.18347.13边柱(18根)4.63.753.401.1040.5160.994边框架中柱(4根)4.693.401.4170.5611.081边柱(4)根4.64.53.400.8280.4700.905D1/D2 =47.13/62.25=0.7570.7 满足要求 4.2水平地震作用层间地震剪力和弹性位移的计算采用底部剪力法计算水平地震作用4.2.1框架水平地震作用及水平地震剪力计算房屋高度H=19m房屋宽度B=17.4m基本自振周期为:T1=0.22+0.035H2/(B1/3) （4-3） =0.22+0.035192/(17.41/3) =0.48场地类，设计地震分组为第一组：Tg=0.35S,因为T1=0.48s1.4Tg=0.49s （4-4）所以n=0 又根据抗震规范可知阻尼比=0.05 阻尼调整系数2=1.0 衰减系数=0.9 而 max=0.08 (多遇地震) max=0.50（罕遇地震） 又因为 ：Tg T1 5Tg 故有 （4-5） Geq =0.85G （4-6）FEK =Geq =2593.9kN （4-7） （4-8）其中-剪力系数(根据规范取0.016)H1=4.6m H2=8.2m H3=11.8m H4=15.4m H5=19.0m 表4-3水平地震作用下剪力计算质点（m）（kN）（kN）（kN）（kN）（kN）519.08166.652593.90809.3809.3130.67415.48553.61687.041496.34136.86311.88553.61526.442022.78136.8628.28553.61365.892388.67136.8614.68556.56205.292593.96136.94.2.2.水平地震作用下的层间位移和顶点位移计表4-4水平地震作用下的层间位移和顶点位移计算层Vi(kN)hi(m)Di(kN/m)uei=Vi/Di(m)uei/ hi5809.33.66225000.00130.00036141496.343.66225000.00240.00066832022.783.66225000.003250.00090322388.673.66225000.003840.0010712593.964.64712500.00550.0012=0.0018所以满足规范规定的弹性位移要求。4.2.3水平地震作用下的剪力图如下图4-1水平地震作用下的剪力图如下4.3水平地震作用下框架柱剪力和柱弯矩（采用D值法）反弯点到柱下端结点的距离，即反弯点高度。标准反弯点高度比。上下横粱线刚度比对标准反弯点高度比的修正系数。上层层高变化修正值。下层层高变化修正值。根据框架总层数，该柱所在层数和梁柱线刚度比查表得。边柱（中框）表4-5柱反弯点位置层h(m)y0y1y2y3Y53.60.8640.350.0000.0000.0000.3543.60.8640.40.0000.0000.0000.433.60.8640.450.0000.0000.0000.4523.60.8640.500.0000.0000.0000.5014.61.1040.650.0000.0000.0000.65中柱（中框）表4-6柱反弯点位置层h(m)y0y1y2y3y53.61.4780.3740.0000.0000.0000.37443.6 1.4780.450.0000.0000.0000.4533.61.4780.4740.0000.0000.0000.47423.6 1.4780.500.0000.0000.0000.5014.61.4780.650.0000.0000.0000.65边柱（中框）注：（1） ;（2）;（3） （4-9）表4-7边柱内力层H(m)Di(kN/m)D(kN/m)D/DiVi(kN)Vik(kN)M下（kNm）M上(kNm)53.6622500121370.019809.315.380.3519.37935.98943.6622500121370.0191496.3428.430.440.93961.40933.6622500121370.0192022.7838.430.4562.25776.09123.6622500121370.0192388.6745.380.5081.68481.68414.647125099400.0212593.9654.470.65162.86587.697中柱（中框）表4-8中柱内力层H(m)Di(kN/m)D(kN/m)D/DiVi(kN)Vik(kN)M下（kNm）M上(kNm)53.6622500179090.029809.323.470.37431.6052.89143.6622500179090.0291496.3443.390.4570.29285.91233.6622500179090.0292022.7858.660.474100.097111.07923.6622500179090.0292388.6769.270.50124.686124.68614.6471250118270.0252593.9664.850.65193.902104.409 4.4水平地震作用下梁端弯矩按下式计算 根据节点平衡由柱端弯矩求得梁轴线处弯矩B1= KB1/(KB1+KB2) （4-10）MB1=(MC上+MC下)B1 （4-11）B2= KB2/(KB1+KB2) （4-12）MB2=(MC上+MC下)B2 （4-13）表4-8水平地震作用下梁端弯矩层C轴D轴MC上MC下E1MB1MC上MC下B1B2MDCMDE5359891937913598952891316005804231.9121.9846140940939180788859127029205804268.6848.84376091622571117031110810010058042105.4174.962816848168411439411246912469058042131.3793.421976978769711693811044119390058042133.8995.214.5水平地震作用下的梁端剪力和柱轴力标准值 （4-14）表4-9地震作用下梁剪力与柱轴力层CD跨梁端剪力DE跨梁端剪力柱轴力LL边柱（KN）中柱(KN)57.2359931.919.293.021.9821.9814.659.295.3647.2807968.6815.613.048.8448.8432.5624.922.3337.211703105.4126.023.074.9674.9649.9750.9246.2927.214394131.3738.243.093.4293.4262.2889.1570.3317.216938133.8942.423.095.2195.2163.47131.2891.684.6水平地震作用下的框架内力图 图4-2水平地震作用下的框架内力图第五章 水平风荷载作用下框架分析5.1自然情况地区基本风压，W0=0.55kN/m2，地面粗糙程度C类。5.2风荷载计算5.2.1风荷载标准值 （5-1）（高度Z处的风振系数），（风荷载体形系数），（风压高度变化系数） 地区基本风压：w.=0.555.2.2用在一榀框架的楼层处的风荷载标志值1.01.40.8180.555.4(3.6/2+0.9)=9.18kNF2-4=1.01.40.740.555.43.6=11.08KN= 1.01.40.740.555.4(1.8+2.025)=11.77KN 5.3内力计算5.3.1 风荷载作用下框架层间剪力图5-1风荷载作用下框架层间剪力5.3.2水平地震作用下框架柱剪力和柱弯矩（采用D值法） （1） 反弯点高度修正： （5-2）（2） 柱端弯矩剪力：边柱（中框）表5-1边柱层H(m)Di(kN/m)D(kN/m)D/DiVi(kN)Vik(kN)M下（kNm）M上(kNm)53.658432121370.2089.181.920.352.424.4943.658432121370.20820.264.210.406.069.0933.658432121370.20831.346.520.4510.5612.9123.658432121370.20842.428.820.5015.8815.8814.64353499400.22854.1912.360.6536.9619.90中柱（中框）表5-2边柱H(m)Di(kN/m)D (kN/m)D/DiVi(kN)Vik(kN)M下（kNm）M上(kNm)53.658432179090.3069.182.810.3743.786.3343.658432179090.30620.266.200.4510.0412.2833.658432179090.30631.349.590.47416.3618.1623.658432179090.30642.4212.980.523.3623.3614.643534118270.27254.1914.740.6544.0723.735.4风荷载作用下梁端弯矩计算根据节点平衡由柱端弯矩求得梁轴线处弯矩B1= KB1/(KB1+KB2) MB1=(MC上+MC下)B1 （5-3）B2= KB2/(KB1+KB2) MB2=(MC上+MC下)B2 （5-4）5.5风荷载作用下的梁端剪力和柱轴力标准值表5-3风荷载作用作用下梁端弯矩层C轴D轴MC上MC下E1MB1MC上MC下B1B2MDCMDE54.492.4214.496.333.780.580.423.672.6649.096.06111.5112.2810.040.580.429.316.75312.9110.56118.9718.1616.360.580.4216.3611.84215.8815.88126.4423.3623.360.580.4223.0416.68119.9036.96135.7823.7344.070.580.4227.3119.78 （5-5）表5-4风荷载作用作用下柱轴力层CD跨梁端剪力DE跨梁端剪力柱轴力LL边柱（KN）中柱(KN)57.24.493.671.133.02.662.661.771.130.6447.211.519.312.893.06.756.754.54.022.2537.218.9716.364.913.011.8411.847.898.935.2327.226.4423.046.873.016.6816.6811.2515.89.6117.236.9627.318.933.019.7819.7813.1724.7313.855.6风荷载作用下框架内力图图5-2风荷载作用下框架内力图第六章 框架在竖向荷载作用下的内力分析（采用弯矩二次分配法）弯矩二次分配法是一种近似计算方法，即将各节点的不平衡弯矩同时作分配和传递，并以两次分配为限。6.1竖向荷载计算6.1.1荷载传递路线图6-1荷载传递路线6.1.2恒载（1）屋面梁上线荷载标准值：梁重： 主 梁 C-D E-E跨 0.250.6526=4.225kN/m D-E跨0.250.426=2.6 kN/m次 梁 0.150.426=1.56kN/m屋面板荷载：屋面板边跨为2.77.2，属于单向板，为梯形荷载。 折减系数： a=a/l=1.35/7.2=0.188 1-2a2+a3=0.936 （6-1）中跨为5.43.0 属于双向板，为三角形荷载。折减系数：0.625顶层梁上线荷载标准值为：边跨：g1=5.1842.70.936+4.225=17.326kN/m中跨：g2=5.1843.00.625+2.6=12.32 kN/m（2）楼面梁上线荷载标准值：其他层 边跨：g6=3.492.70.936+4.225+（3.6-0.60）0.210=19.045kN/m中跨：g6=3.493.00.625+2.6=9.143kN/m （三角形荷载）6.1.3活荷载（1）屋面边跨q1=0.52.70.936=1.265kN/m中跨q1=0.53.00.625=0.938KN/M（2）楼面边跨 q2=2.02.70.936=5.054kN/m中跨 q2 =2.03.00.625=3.75KN/M6.1.4框架计算简图 图6-2框架计算简图6.1.5梁固端弯矩梁端弯矩以绕杆端顺时针为正，反之为负 M固=QL2/12 表6-1竖向荷载作用下框架的固端弯矩荷载部位边 跨中 跨跨度均布荷载固端弯矩跨度均布荷载固端弯矩左右左右恒载顶层7.217.326-74.8574.853.012.32-9.249.24其他层7.219.045-82.2782.273.09.143-6.866.86活载顶层7.21.256-5.435.433.00.938-0.700.70其他层7.25.504-23.7823.783.03.75-2.812.816.1.6内力分配系数计算1 转动刚度S及相对转动刚度计算表6-2转动刚度构件名称转动刚度S（KNm）相对转动刚度框架梁边跨4Kb=437500=1500001.104中跨2Kb=226667=533340.393框架柱2-5层4Kc=443403=1736121.2781层4Kc=433967=1358681.000 （6-2）各杆件分配系数见下表：表6-3杆件分配系数节点层()()边节点51.104+1.278=2.3820.4630.53741.104+1.278+1.278=3.660.3020.3490.3493 1.104+1.278+1.278=3.660.3020.3490.34921.104+1.278+1.278=3.660.3020.3490.34911.104+1.278+1.000=3.3820.3260.3790.29651.104+0.393+1.278=2.7750.3980.1420.46141.104+0.393+1.278+1.278=4.0530.2720.0970.3150.31531.104+0.393+1.278+1.278=4.0530.2720.0970.3150.31521.104+0.393+1.278+1.278=4.0530.2720.0970.3150.31511.104+0.393+1.278+1.000=3.7750.2920.1040.3390.2656.1.7弯矩分配与传递方法：首先将各点的分配系数填在相应方框内，将梁的固端弯矩填写框架横梁相应位置上，然后将节点放松，把各节点不平衡弯矩同时进行分配。假定远端固定进行传递（不向滑动端传递），右（左）梁分配弯矩向左（右）梁传递，上（下）分配弯矩向下（上）柱传递（传递系数均为0.5）。第一次分配弯矩传递后，再进行表6-4恒载作用下的弯矩分配上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁0.54 0.46 0.40 0.46 0.14 -74.85 74.85 -9.24 40.19 34.66 -26.11 -30.25 -9.32 14.36 -13.06 17.33 -11.88 -0.70 -0.60 -2.17 -2.51 -0.77 53.85 -53.85 63.90 -44.64 -19.33 0.35 0.35 0.30 0.27 0.32 0.32 0.10 -82.27 82.27 -6.86 28.71 28.71 24.85 -20.51 -23.75 -23.75 -7.31 20.10 14.36 -10.26 12.42 -15.12 -11.88 -8.44 -8.44 -7.31 3.97 4.59 4.59 1.41 40.36 34.62 -74.99 78.15 -34.29 -31.04 -12.76 0.35 0.35 0.30 0.27 0.32 0.32 0.10 -82.27 82.27 -6.86 28.71 28.71 24.85 -20.51 -23.75 -23.75 -7.31 14.36 14.36 -10.26 12.42 -11.88 -11.88 -6.44 -6.44 -5.57 3.08 3.57 3.57 1.10 36.63 36.63 -73.25 77.26 -32.06 -32.06 -13.08 0.35 0.35 0.30 0.27 0.32 0.32 0.10 -82.27 82.27 -6.86 28.71 28.71 24.85 -20.51 -23.75 -23.75 -7.31 14.36 15.59 -10.26 12.42 -11.88 -12.78 -6.87 -6.87 -5.95 3.33 3.85 3.85 1.19 36.20 37.43 -73.63 77.51 -31.78 -32.68 -12.99 0.38 0.30 0.