土木工程毕业设计（论文）-宁夏康健医院门诊楼设计.doc

宁夏理工学院毕业设计摘要本建筑是宁夏康健医院门诊楼设计。设计依据是毕业设计任务书，并以最新的规范为准进行设计的。该建筑的总高度为13.950m，共四层，层高3.3m。室内外高差0.45mm，底层室内设计标高0.000。建筑物的耐火等级为二级，防水等级为二级。抗震设防烈度为7度。本设计主要对结构方案中横向框架8轴的框架进行了结构设计。结构设计的主要顺序为：结构布置、恒荷载、活荷载、地震荷载作用的内力计算，荷载组合效应，框架梁、框架柱的配筋，楼板计算，楼梯计算，基础配筋的计算。关键词：框架梁；框架柱；楼梯AbstractThe construction is a building for hospital, located in a City of Ningxia City.It is according to Graduation design specifications and the latest norms. Total height of 21.0m construction, a total of four, the floors 3.3m.Indoor and outdoor Gaochai 0.45mm, interior design bottom elevation +0.000.For secondary grade buildings fire-resistant, waterproofing rating for the secondary grades。Earthquake security intensity of 7 degrees.The structural design of a major programme of structural framework of horizontal framework 8 axle design.The order of the structural design is :The layout of the structure ,dead loads、living loads、wind loads and earthquake functions calculation, load effect of making up, reinforcing bars disposition for the frame beam and post, the floors calculation, the stairs calculation, the foundations calculation for reinforcing bars disposition.Key words: frame beam ；frame post；stair目录绪论31 结构选型31.1柱网布置31.2框架结构的计算31.3梁、柱截面尺寸的初步确定32 重力荷载代表值的计算32.1 恒荷载标准值计算32.2顶层荷载计算32.3二三层荷载计算32.4底层荷载计算33 横向水平荷载作用下框架结构的内力计算33.1 梁柱线刚度计算3 3.2 24层柱D值计算33.3框架自振周期计算33.4横向地震作用计算33.5水平地震作用下的内力计算34 竖向荷载作用下框架内力分析34.1梁柱转动刚度计算34.2节点弯矩分配计算34.3荷载统计34.4恒载作用下梁端固端弯矩计算34.5活载作用下梁端固端弯矩计算35 内力组合35.1内力组合表36 框架梁、柱配筋36.1 框架横梁配筋36.2框架柱配筋37 板的配筋37.1荷载设计值37.2内力计算38 楼梯设计38.1 设计参数38.2 楼梯板（TB-1）计算38.3 平台板计算38.4 平台梁计算39基础设计3 9.1 确定基顶荷载3 9.2 基础计算3参考文献3结 束 语3致 谢3附录3IV绪论本毕业设计的课题是宁夏康健医院四层门诊部的框架设计。毕业设计对于我们即将踏入社会的大学毕业生是非常重要的部分，是我们学完全部课程后的一个重要实践性教学环节，也是一次将已学知识应用于工程实际的综合训练。毕业设计的目的是为了巩固、加深基础和专业知识 ，通过毕业设计对于已经学过的基础知识如高数、结构力学、计算机等和专业知识如混凝土结构设计原理、混凝土结构设计、建筑抗震、土木工程施工、房屋建筑学等专业知识进一步系统巩固、加深和拓展。提高综合运用基础和专业知识和基本技能的能力。熟悉土木工程专业设计的程序和方法，了解我国有关土木工程建筑的方针和政策。学习调查研究的方法，培养深入细致、联系实际，从经济，技术观点全面分析和解决问题，提高独立思考独立工作的能力。了解土木实际工程中常用做法，增强工程意识提高工程实践能力。每人独立、系统完成一个工程设计使我们能掌握一个工程的全过程设计。本设计主要进行了结构方案中横向框架8轴框架的结构设计。在确定框架布局之后，先进行了层间荷载代表值的计算,接着利用顶点位移法求出自震周期，进而按底部剪力法计算水平地震荷载作用下大小，进而求出在水平荷载作用下的结构内力（弯矩、剪力、轴力）。接着计算竖向荷载（恒载及活荷载）作用下的结构内力。然后找出最不利的一组或几组内力组合。选取最安全的结果计算配筋并绘图。此外还进行了结构方案中的室内楼梯的设计以及基础的设计。完成了内力和配筋计算及施工图绘制。1 结构选型1.1 柱网布置：标准层柱网布置图如下： 图1.1标准层柱网布置图1.2框架结构的计算：框架结构的计算，取轴上的一榀框架计算。假定框架柱嵌固于基础顶面，框架梁与柱刚接。由于各层柱的截面尺寸不变，故框架梁等于柱截面形心轴线之间的距离。底层柱高从基础顶面算至二层楼面，基顶标高定为0.950m，二层楼面标高为3.300m，底层柱高为4250m。其余各层柱高均为3.300m。1.3梁、柱截面尺寸的初步确定：13.1梁截面初选AB、BC、CD跨：L=6300mm主梁 h=(1/81/12)L=788mm525mm,取h=600mm; b=(1/21/3)h=300mm200mm,取b=250;次梁 h=(1/121/18)L=525mm350mm,取h=400m; b=(1/21/3)h=200mm133mm,取b=200mm;轴线间：L=7200mm主梁 h=(1/81/12)L=900m600mm,取h=600m; b=(1/21/3)h=200mm133mm,取b=250m;1.3.2框架柱的截面尺寸确定: 柱组合的轴压力设计值N=Fg E n注：考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数。此处取1.0。F按简支状态计算柱的负载面积。g E 折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，可近似的取14KN/m2。n为验算截面以上的楼层层数。 AcN/uNfc注：uN 为框架柱轴压比限值，本方案为三级抗震等级，查抗震规范可知取为0.9。fc 为混凝土轴心抗压强度设计值，对C30，查得14.3N/mm2。1.3.3计算过程：对于内柱：N=Fg E n=1.033.48146=1874.88（KN）AcN/uNfc=1874.88103/（0.914.3）=145678.32（mm2）取500mm500mm。梁柱截面尺寸如下表：表1.1柱截面尺寸（mm）层次混凝土等级bh1-4C30500500 主梁（bh）次梁（bh）纵向AB跨、CD跨BC跨250600200400200450横向轴线间轴线间250600250600表1.2梁截面尺寸（mm）2 重力荷载代表值的计算2.1 恒荷载标准值计算2.1.1.屋面永久荷载标准值（上人）保护层：30厚C20细石混凝土保护层 220.03=0.66KN/m防水层：三毡四油防水层 0.4 KN/m找平层：20厚水泥砂浆找平 14.50.02=0.29 KN/m找坡层：30厚水泥焦渣找2坡 140.03=0.42 KN/m保温层：120厚水泥石 50.12=0.60 KN/m结构层：100厚钢筋混凝土板 250.10=2.50KN/m抹灰层：10厚混和砂浆 170.10=0.17 KN/m合计 5.04 KN/m2.1.2.一四层楼面自重木块地面（加防腐油膏铺砌厚76mm） 0.7 KN/m100厚钢筋混凝土板 250.10=2.50 KN/m抹灰层：10厚混和砂浆 170.10=0.17 KN/m合计 3.37KN/m2.1.3.各层走廊楼面自重水磨石面层 0.65 KN/m100厚钢筋混凝土板 250.10=2.50 KN/m抹灰层：10厚混和砂浆 170.10=0.17 KN/m合计 3.32 KN/m2.1.4.梁自重主梁自重（bh=250600） 250.25（0.60.12）=3.0 KN/m抹灰层：10厚混和砂浆 0.01（0.60.120.25/2）217=0.20 KN/m合计 3.20 KN/m2.1.5.次梁自重（bh=200450） 250.20（0.450.12）=1.7 KN/m抹灰层：10厚混和砂浆 0.01（0.450.120.20）217=0.18KN/m合计 1.88KN/m2.1.6.主梁自重（bh=200400） 250.20（0.40.12）=1.4 KN/m抹灰层：10厚混和砂浆 0.01（0.40.120.2/2）217=0.21KN/m合计 1.61KN/m2.1.7.柱自重自重（bh=500500） 250.500.50=6.25 KN/m抹灰层：10厚混和砂浆 170.100.54=0.34 KN/m合计 6.59 KN/m2.1.8.外墙自重墙体 0.245.5=1.38 KN/m混和砂浆粉刷内墙 0.17 KN/m水刷石外墙面 0.5 KN/m合计 2.05KN/m2.1.9.内墙自重墙体 0.25.5=1.10 KN/m混和砂浆粉刷双面 20.17=0.34KN/m合计 1.44KN/m2.1.10.门、窗户自重铝合金窗 0.35 KN/m铝合金门 0.35 KN/m 2.2顶层荷载计算2.2.1恒荷载：女儿墙自重： 3.607.2251.84KN屋面：5.047.215.6566.09KN梁：3.20（7.226.32）1.6131.886.34138.7KN柱：6.593.3447.45KN外墙：2.057.21.2235.42KN2.2.2活荷载雪荷载：0.357.215.6239.31KN则顶层的重力荷载代表值为：（恒荷载0.5活荷载）51.84566.09138.747.4535.420.539.31823.74KN2.3二三层荷载计算2.3.1恒荷载：楼面：3.3712.67.23.323.07.2377.44KN梁：3.20（7.226.32）1.613.01.8846.3138.7KN柱：6.593.3486.99KN外墙：2.053.3（7.222.72.7）49.82KN内墙：1.443.3（7.227.22）0.350.92.13113.97KN窗户：0.351.8（2.41.2）24.54KN2.3.2活荷载：楼面荷载：2.07.212.62.57.23.0235.44KN则二三层的重力荷载代表值为：（恒荷载0.5活荷载）377.44138.786.9949.82113.974.540.5235.44884.64KN2.4底层荷载计算2.4.1恒荷载楼面：3.3712.67.23.323.07.2377.44KN梁：3.20（7.226.32）1.613.01.8846.3138.7KN柱：6.594.254112.03KN外墙：2.054.25（7.222.72.7）66.79KN内墙：1.444.25（7.227.22）0.350.92.13153.37KN窗户：0.351.8（2.41.2）24.54KN2.4.2活荷载楼面荷载：2.07.212.62.57.23.0235.44KN则底层的重力荷载代表值为：（恒荷载0.5活荷载）377.44138.7112.0366.79153.374.540.5235.44970.59KNG1=7764.72KNG2=7077.12KNG3=7077.12KNG4=6405.92KN 图2.1各层重力荷载简图3 横向水平荷载作用下框架结构的内力计算3.1. 梁柱线刚度计算3.1.1梁的线刚度（框架梁截面惯性矩增大系数采用1.2）边跨梁：中跨梁：3.1.2柱的线刚度底层柱：其它层：3.2柱的D值 计算公式： （3.1） （3.2）3.2.1底层柱D值得计算表3.1 底层柱的D值D值（）中柱（16根）边柱（24根）3.2.2 24层柱D值计算表3.2 24层住D值D值（）中柱（16根）边柱（24根） 3.3框架自振周期计算表3.3 框架自振周期层次层间位移4640564055878400.01737077134825878400.05027077205595878400.08217764283234853600.111顶点位移3.4横向地震作用计算本结构总高15m，质量和刚度沿高度分布均匀的框架结构，可采用底部剪力法计算水平地震作用。按设防烈度8度，设计地震加速度0.2g，II类场地，设计地震分组为第一组，则，基本周期的地震影响系数：因为，故应该考虑顶部附加地震作用，取，3.4.1结构的水平地震标准值：3.4.2顶部附加地震作用：3.4.3各层水平地震作用标准值：计算过程如下： 表3.4各层水平地震作用标准值及楼层剪力层次层高/m43.314.164051335450.2461204.82+661.54=1866.361866.3633.310.870771971740.3641782.743649.123.37.5570771349080.2481214.614863.7114.254.257764764610.141690.575554.283.5水平地震作用下的内力计算3.5.1边柱柱端弯矩表3.5 边柱柱端弯矩层次层高层间剪力层间刚度边柱KyM上M下43.31866.36587840990047.511.3550.4299.271.8433.33649.1587840990092.891.3550.45183.92150.4823.34863.715878409900123.811.3550.50222.86222.8614.255554.2848536011310110.751.0360.65162.8302.353.5.2中柱柱端弯矩表3.6 中柱柱端层次层高层间剪力层间刚度中柱KyM上M下43.31866.365878402189069.714.960.45138.03112.9333.33649.158784021890136.304.960.50245.34245.3423.34863.7158784021890181.674.960.50327.01327.0114.255554.2848536014870197.413.7980.55373.10456.02注：；图3.1水平地震作用下框架弯矩图4 竖向荷载作用下框架内力分析图4.1恒载作用下框架计算简图4.1梁柱转动刚度计算表4.1 梁柱转动刚度杆件名称转动刚度相对转动刚度框架梁边跨0.750中跨1.000框架柱底层0.724其它层0.5544.2节点弯矩分配计算表4.2 节点弯矩分配节点50.75+0.554=1.3040.410.587430.75+0.5542=1.8580.370.370.2620.75+0.554+0.724=2.0280.430.280.3表4.2 (续）100.75+1+0.554=2.3040.310.240.44980.75+0.5542+1=2.8580.230.170.30.370.75+0.554+1+0.724=3.0280.240.190.340.224.3荷载统计4.3.1屋面梁线荷载标准值如下恒载：活载：4.3.2楼面梁线荷载标准值如下恒载：活载：诊室、走廊：4.4恒载作用下梁端固端弯矩计算4.4.1屋面梁边跨：中跨：4.4.2楼面梁边跨：中跨：恒载作用下框架弯矩采用弯矩二次分配法进行计算，过程如下表4.3 恒载弯矩二次分配上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁0.5870.410.310.440.24-224.00224.00-31.50131.4991.84-59.68-84.70-46.2033.57-29.8445.92-23.3937.05-2.19-1.53-18.47-26.21-14.30162.87-163.53191.78-134.30-54.950.370.370.260.230.30.30.17-181.44181.44-25.5267.1367.1347.17-35.86-46.78-46.78-26.5165.7433.57-17.9323.59-42.35-23.39-19.66-30.11-30.11-21.1614.2218.5418.5410.51102.7770.59-173.36183.38-70.58-51.62-61.180.370.370.260.230.30.30.17-181.44181.44-25.5267.1367.1347.17-35.86-46.78-46.78-26.5133.5739.01-17.9323.59-23.39-26.51-19.66-20.22-20.22-14.2110.5713.7913.797.8180.4885.92-166.40179.74-56.37-59.49-63.870.430.280.30.240.340.220.19-181.44181.44-25.5278.0250.8054.43-37.42-53.01-34.30-29.6233.5739.01-18.7127.22-23.39-26.51-20.70-23.16-15.08-16.1610.4114.759.548.2488.4274.73-161.88181.65-61.65-51.27-67.6014.5-10.23图4.1恒载作用下弯矩图4.5活载作用下梁端固端弯矩计算4.5.1屋面梁边跨：中跨：4.5.2楼面梁边跨：中跨： 为了方便计算将采用如下方法：活载作用下框架弯矩采用弯矩二次分配法进行计算，过程如下：表4.4 活载弯矩二次分配上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁0.5870.410.310.440.24-11.2011.20-1.586.574.59-2.98-4.24-2.3110.36-1.492.30-7.2237.05-5.21-3.64-9.96-14.13-7.7111.73-11.740.55-25.5925.450.370.370.260.230.30.30.17-56.0056.00-7.8820.7220.7214.56-11.07-14.44-14.44-8.183.2910.36-5.537.28-2.12-7.22-17.98-3.00-3.00-2.114.616.016.013.4121.0128.08-49.0856.82-10.54-15.64-30.630.370.370.260.230.30.30.17-56.0056.00-7.8820.7220.7214.56-11.07-14.44-14.44-8.1810.3610.36-5.537.28-7.22-7.22-17.99-5.62-5.62-3.955.787.547.544.2725.4625.46-50.9258.00-14.11-14.11-29.770.370.370.260.230.30.30.17-56.0056.00-7.8820.7220.7214.56-11.07-14.44-14.44-8.1810.3612.04-5.537.28-7.22-8.18-17.99-6.24-6.24-4.396.007.837.834.4424.8426.52-51.3658.22-13.82-14.79-29.6114.5-10.23 图4.2活载作用下框架弯矩图 5 内力组合本方案考虑两种荷载组合：I1.2恒荷载1.4活荷载II恒荷载0.5活荷载1.3地震荷载说明：表中弯距M的单位为KNm，剪力和轴力的单位为KN。其中：恒荷载；活荷载为，；地震荷载为。5.1内力组合表5.1.1梁的内力组合表表5.1活载满布顶层的全跨杆件号截面内力种类恒载活载地震荷载内力组合控制值1.2恒1.4活恒0.5活1.3地震恒0.5活1.3地震A4B4左M-46.70 -24.70 60.96 -90.62 20.20 -138.30 -138.30 V46.10 27.24 -15.35 93.46 39.77 79.68 93.46 中M43.24 12.10 5.25 68.83 56.12 42.47 68.83 右M52.90 27.50 50.49 101.98 132.29 1.01 132.29 V-49.01 -28.20 -15.35 -98.29 -83.07 -43.16 -98.29 B4C4左M-8.00 -6.10 10.12 -18.14 2.11 -24.21 -24.21 V7.68 10.74 -6.75 24.25 4.28 21.83 24.25 中M-2.24 -0.85 0.00 -3.88 -2.67 -2.67 -3.88 右M8.00 6.10 15.20 18.14 30.81 -8.71 30.81 V-7.68 -10.74 -6.85 -24.25 -21.96 -4.15 -24.25 C4D4左M40.59 -12.07 61.30 31.81 114.25 -45.14 -45.14 V47.98 15.78 -15.35 79.67 35.92 75.83 79.67 中M13.48 9.33 -5.25 29.24 11.32 24.97 29.24 右M39.38 12.07 60.96 64.15 124.66 -33.83 124.66 V-48.42 -15.92 -15.35 -80.39 -76.34 -36.43 -80.39 表5.2活载满布三层的全跨杆件号截面内力种类恒载活载地震荷载内力组合控制值1.2恒1.4活恒0.5活1.3地震恒0.5活1.3地震A3B3左M-46.70 -24.70 60.96 -90.62 20.20 -138.30 -138.30 V46.10 27.24 -15.35 93.46 39.77 79.68 93.46 中M43.24 12.10 5.25 68.83 56.12 42.47 68.83 右M52.90 27.50 50.49 101.98 132.29 1.01 132.29 V-49.01 -28.20 -15.35 -98.29 -83.07 -43.16 -98.29 B3C3左M-8.00 -6.10 10.12 -18.14 2.11 -24.21 -24.21 V7.68 10.74 -6.75 24.25 4.28 21.83 24.25 中M-2.24 -0.85 0.00 -3.88 -2.67 -2.67 -3.88 右M8.00 6.10 15.20 18.14 30.81 -8.71 30.81 V-7.68 -10.74 -6.85 -24.25 -21.96 -4.15 -24.25 C3D3左M40.59 -12.07 61.30 31.81 114.25 -45.14 -45.14 V47.98 15.78 -15.35 79.67 35.92 75.83 79.67 中M13.48 9.33 -5.25 29.24 11.32 24.97 29.24 右M39.38 12.07 60.96 64.15 124.66 -33.83 124.66 V-48.42 -15.92 -15.35 -80.39 -76.34 -36.43 -80.39 表5.3活载满布二层的全跨杆件号截面内力种类恒载活载地震荷载内力组合控制值1.2恒1.4活恒0.5活1.3地震恒0.5活1.3地震A2B2左M-46.70 -24.70 101.17 -90.62 72.47 -190.57 -190.57 V46.10 27.24 -20.36 93.46 33.25 86.19 93.46 中M43.24 12.10 -14.27 68.83 30.74 67.84 68.83 右M52.90 27.50 72.64 101.98 161.08 -27.78 -27.78 表5.3（续）V-49.01 -28.20 -20.36 -98.29 -89.58 -36.64 -98.29 B2C2左M-8.00 -6.10 14.56 -18.14 7.88 29.98 -29.98 V7.68 10.74 -9.71 24.25 0.43 25.67 25.67 中M-2.24 -0.85 0.00 -3.88 -2.67 -2.67 -3.88 右M8.00 6.10 14.56 18.14 29.98 -7.88 29.98 V-7.68 -10.74 -9.71 -24.25 -25.67 -0.43 -25.67 C2D2左M-40.59 -12.07 -72.64 -65.61 -141.06 47.81 -141.06 V47.98 15.78 -20.36 79.67 29.40 82.34 82.34 中M25.68 9.33 14.27 43.88 48.90 11.79 48.90 右M39.38 12.07 112.59 64.15 191.78 -100.95 191.78 V-48.42 -15.92 -20.36 -80.39 -82.85 -29.91 -82.85 表5.4活载满布一层的全跨杆件号截面内力种类恒载活载地震荷载内力组合控制值1.2恒1.4活恒0.5活1.3地震恒0.5活1.3地震A1B1左M-45.90 -24.40 113.94 -89.24 90.02 -206.22 -206.22 V64.68 27.20 -25.76 115.70 44.79 111.77 115.70 中M0.38 12.35 -10.04 17.75 -6.50 19.61 19.61 右M52.30 27.30 93.88 100.98 187.99 -56.09 187.99 V-67.73 -28.24 -25.76 -120.81 -115.34 -48.36 -120.81 B1C1左M-7.80 -5.90 18.82 -17.62 13.72 -35.22 -35.22 V7.68 10.42 -12.55 23.80 -3.43 29.21 29.21 中M-2.04 -0.65 0.00 -3.36 -2.37 -2.37 -3.36 右M7.80 5.90 45.52 17.62 69.93 -48.43 69.93 V-7.68 -10.42 -12.55 -23.80 -29.21 3.43 -29.21 C1D1左M-40.59 -12.07 86.96 -65.61 66.42 -159.67 -159.67 V47.98 15.78 -38.97 79.67 5.21 106.53 106.53 表5.4（续）C1D1中M25.68 9.33 10.04 43.88 43.40 17.29 43.88 右M39.38 12.07 113.94 64.15 193.54 -102.71 193.54 V-48.42 -15.92 -25.76 -80.39 -89.87 -22.89 -89.87 5.1.2柱的内力组合表表5.5活载满布屋面的全跨杆件号截面内力种类恒载活载地震荷载内力组合控制值1.2恒1.4活恒0.5活1.3地震恒0.5活1.3地震A3A4上M23.33 9.23 -28.03 40.92 -8.49 64.38 64.38 N123.42 28.23 -8.67 187.63 126.26 148.81 187.63 下M16.59 7.58 -15.10 30.52 0.75 40.01 40.01 N153.37 53.03 -8.67 258.29 168.61 191.16 258.29 V12.10 5.09 13.07 21.65 31.64 -2.35 31.64 B3B4上M-21.45 -8.39 -5.33 -37.49 -32.57 -18.72 -37.49 N123.56 66.87 5.12 241.89 163.65 150.34 241.89 下M-12.68 -5.43 -17.96 -22.82 -38.74 7.95 -38.74 N148.36 91.67 5.12 306.37 200.85 187.54 306.37 V-10.43 -4.18 -15.12 -18.37 -32.18 7.14 -32.18 C3C4上M21.45 8.39 -31.93 37.49 -15.86 67.15 67.15 N122.86 67.33 -5.12 241.69 149.87 163.18 241.69 下M12.68 5.43 -17.96 22.82 -7.95 38.74 38.74 N147.66 92.13 -5.12 306.17 187.07 200.38 306.17 V10.34 4.18 -15.12 18.26 -7.23 32.09 32.09 D3D4上M-23.33 -9.23 -47.29 -40.92 -89.42 33.53 -89.42 N26.22 32.87 8.67 77.48 53.93 31.38 77.48 下M-16.59 6.82 -25.46 -1