土木工程毕业设计（论文）-大学五层教学楼设计.doc

江西理工大学 2012 届本科生毕业设计 1 第一部分第一部分 建筑设计建筑设计 第一章 综述 1 1 工程名称及建设目的 我所设计的是一所大学教学楼 取名为江东大学 1 号教学楼 该教学楼是江东新建的一所大学教学楼 该教学楼选在阳光充足 空气流 通 场地干燥 排水通畅 地势较高的地段 它是为学生创造良好的学习环境 改善学校的教学条件而建的 主要用于普通教学 因此内部的功能比较简约 只有普通教室 阶梯教室 教室休息室和卫生间 微机室 储藏室 保安室 休息室 全套图纸加扣 3012250582 1 2 工程概况 本方案为五层的框架结构 总建筑面积为 4265 59m2 总共有 24 个普通教 室 5 个阶梯教室 1 个保安室 包含保安休息室 5 个微机室 1 个储藏室 3 个教师休息室和 10 个公共厕所 教室的尺寸有两种 一种普通教室为 63 36m2 另外一种阶梯教室为 133 81 m2 保安室 包含休息室 为 29 85 m2 微机室为 66 96 m2 每个教师休息室为 30 87 m2 一个储藏室是 30 87 m2 每个公共厕所 男女卫生间之和 为 29 53m2 根据当地的主导风向 该楼坐 北朝南 为中间走道 为确保学校建筑设计质量 创造适合学生德育 智育 体育 美育全面发 展的学校环境 设计必须按照规范要求 江西理工大学 2012 届本科生毕业设计 2 第二章 平面设计 建筑平面图既表示建筑物在水平方向各部分之间的组合关系 又反映各建 筑空间与维合它们的垂直构件之间的相关关系 由于建筑平面通常最能表达建 筑的功能要求 因此 建筑设计往往最先从平面设计入手 但是在平面设计中 始终需要从建筑整体空间组合的效果来考虑问题 应该紧密联系剖面和立面设 计的可能性和合理性 不断调整 修改平面 反复深入 才能取得好的效果 也就是说 虽然从平面设计入手 但是着手于建筑空间的组合 从组成平面各部分空间的使用性质来分析 主要可以归纳为使用和交通联 系两部分 因此 平面设计就由这两部分组成 2 1 使用部分平面设计 2 1 1 相关因素 建筑物内部的使用部分 主要体现该建筑物的使用功能 与建筑物使用部 分的平面形状有关的因素包括 1 需使用的设备及家具的数量以及布置方式 2 使用者在该空间中的活动方式 3 采光 通风及热工 声学 消防等方面 的综合要求 以我设计的中学教学楼为例 影响其平面形状的首要因素是课堂 中所需容纳的学生人数以及课桌椅的排列方式 同样是教室 虽采取同样大小 的课桌椅和同样的排距以及通道的宽度 不同的布置方式 仍然会形成大小不 同的平面形状 但是如果考虑学生上课时的视听质量 按照学生在上课时座位 离黑板的最大距离不大于 8 5m 边座与黑板远端的夹角不小于 30 的视线要求 则又可给出几种教室的平面形状 2 1 2 普通教室设计 按照教室里的课桌椅摆放 纵 横向走道宽度以及教室第一排课桌前沿 教室最后一排课桌后沿与黑板的水平距离等因素确定的 因此 我最终选择的 江西理工大学 2012 届本科生毕业设计 3 普通教室的尺寸为 9m 7 5m 是 48 座的教室 教室内课桌椅的布置如下 一 课桌椅的排距为 950mm 纵向走道宽度为 600mm 课桌端部与墙面 或突出 墙面的内壁柱及设备管道 的净距离为 120mm 二 前排边座的学生与黑板远 端形成的水平视角为 30 三 教室第一排课桌前沿与黑板的水平距离为 2150mm 教室最后一排课桌后沿与黑板的水平距离为 7840mm 教室后部的横 向走道为 920mm 黑板按照以下进行设计 一 黑板尺寸 高度为 1000mm 宽度 3600mm 二 黑板下沿与讲台面的垂直距离为 1000mm 三 黑板表面 应采用耐磨和无光泽的材料 讲台两端与黑板边缘的水平距离为 250mm 宽度 为 1000mm 高度为 200mm 2 1 3 阶梯教室 对于阶梯教室 我采用的尺寸为 14m 9 5m 可以容纳 140 人 三个班 所 以地面做成阶梯形 阶梯教室的布置如下 一 教室第一排课桌前沿与黑板的 水平距离为 3040mm 教室最后一排课桌后沿与黑板的水平距离为 12030mm 二 前排边座的学生与黑板远端形成的水平视角为 30 三 座位排距为 900mm 四 走道宽度 纵向走道的净宽度为 900mm 此合班教室同时设有中 间和靠墙纵向走道时 其靠墙纵向走道宽度为 600mm 教室后部的横向走道为 1530mm 五 座位宽度为 490mm 六 教室的课桌椅采用固定式 课椅采用 翻板椅 教室内前三排课桌椅在同一水平面 从第四排开始 每排升高 120mm 共升高 840mm 这些设计均符合建筑设计规范 2 1 4 使用部分平面形状 我所设计的教学楼各使用部分平面形状均为矩形 因为一般说来 在矩形 的平面中分隔构件与承重构件之间较容易取得协调或一致 布置家具不会因为 平面的相邻界面之间成角度或者界面成曲线而需要特殊处理 平面之间的组合 也比较方便 对于建筑物使用部分中的辅助用房 其平面的面积和形状设计方法也与起 主要功能作用的房间相类似 但许多辅助用房因为安放设备的关系以及使用上 的特殊要求 会给其平面带来许多不同一般的要求 例如教学楼的厕所设计除 了满足设备安装和人的使用要求外 还需要带有隐秘性 2 2 交通联系部分平面设计 建筑物的各个使用部分 需要通过交通联系部分来加以连通 本设计的交 通联系部分包括走道 门厅和楼梯 走道是建筑物中最大量使用的交通联系部 分 各使用空间可以分列于走道的一侧 两侧或尽端 本设计走道为内廊 其 净宽度不得小于 2100mm 采用了 2400mm 净宽度为 2160mm 走道的长度对消 防疏散的影响最大 这里的长度是指到达消防出口 例如到达消防楼梯或直接 江西理工大学 2012 届本科生毕业设计 4 对外的出口门之间的距离 因为走道的长度直接影响火灾时紧急疏散人员所需 要的时间 而这个时间限度又是与建筑物的耐火等级有关的 另外 走道的平 面布置形式也影响疏散时人员的选择 例如两端有出口的走道和只有一端有出 口的所谓 袋形 的走道 在疏散人员时可提供的选择可能性不同 因此相关 的防火规范要求设计人员根据建筑物的耐火等级 走道的布置方式和建筑物的 使用性质来决定其走道的长度 该教学楼的耐火等级为三级 走道两端都有出 口 因此安全疏散距离为 30m 结合所设计平面图 走道设计符合要求 2 3 平面组合设计 对建筑的使用部分而言 它们相互间往往会因为使用性质的不同或使用要 求的不同而需要根据其关系的疏密进行功能分区 在建筑设计时 设计人员一 般会借助功能分析图 或者称之为气泡图来归纳 明确使用部分的这一功能分 区 第三章 剖面设计 建筑剖面图是表示建筑物在垂直方向房屋各部分的组合关系 剖面设计主 要表现为建筑物内部结构构造关系 以及建筑高度 层高 建筑空间的组合与 利用 建筑层高设为 4 2m 第一层教学楼的轴线 4 5 部分凸出 1 米 一到五层的 教学楼轴线 8 11 部分凸出 2 5 米 因此正立面还有凹凸变化 正是因为这样才 会形成阴阳协调之美 江西理工大学 2012 届本科生毕业设计 5 第四章 立面设计 建筑物在满足使用要求的同时 它的体型 立面以及内外空间的组合 还 会给人们在视觉和精神上一某种感受 因为建筑物可比拟为静止的音符 它们 的千姿百态勾勒出人类活动的万千景象 因此 立面设计是为了满足使用功能 和美化环境的需要而进行的 同时 还可起到改善环境条件 保护结构和装饰 美化建筑物的作用 并且要考虑它的耐久性 经济性 正确处理与施工技术的 关系 4 1 体型设计 建筑物的体型设计主要是针对建筑物各部分的形状 体量及其组合所做的 研究 而建筑立面设计则偏重于对建筑物的各个立面以及其外表面上所有的构 件 例如门窗 雨篷 遮阳 暴露的梁 柱等等的形式 比例关系和表面的装 饰效果等进行仔细的推敲 恰当地确定立面中这些组成部分和构件的比例和尺 度 运用节奏韵律 虚实对比等规律 设计出体型完整 形式与内容统一的建 筑立面 是立面设计的主要任务 4 2 立面设计 建筑立面设计的步骤 通常根据初步确定的建筑内部空间组合的平 剖面 关系 例如房间的大小和层高 构部件的构成关系和断面尺寸 适合开门窗的 位置等等 先绘制出建筑物各个立面的基本轮廓 作为下一步调整的基础 然 后再在进一步推敲各个立面的总体尺度比例的同时 综合考虑立面之间的相互 协调 特别是相邻立面之间的连续关系 并且对立面上的各个细部 特别是门 江西理工大学 2012 届本科生毕业设计 6 窗的大小 比例 位置 以及各种突出物的形状等进行必要的调整 最后还应 该对特殊部位 例如出入口等作重点的处理 并且确定立面的色彩和装饰用料 第五章 地层和楼板层 5 1 地层设计 建筑物的地层构造可以分为实铺地面和架空地面两种 本工程采用实铺地 面 实铺四面是指将开挖基础时挖去的土回填到指定标高 并且分层夯实后 在上面铺碎石或三合土 然后再满铺素混凝土结构层 本工程实铺地面的构造 做法为 先素土夯实 垫层为 70 厚道渣 基层为 100 厚 C15 素混凝土 20 厚 1 3 水泥砂浆打底 面层为水磨石 水磨石面层的构造层次为水泥纯浆一遍 分格固定金属或玻璃嵌条 用 1 1 25 水泥石子浆填入分割网中 抹平压实 分遍磨光后用草酸清洗 晾干后打蜡 如下图所示 江西理工大学 2012 届本科生毕业设计 7 图 5 1 实铺地面的构造做法 5 2 楼板层设计 钢筋混凝土楼层按施工工艺可以分为现浇整体式 预制装配式和装配整体 式三种 本次教学楼设计采用的是现浇整体式 双向板肋梁楼盖 双向板肋梁 楼板常无主次梁之分 由板和梁组成 其荷载传递路线为板 梁 柱 由于双 向板肋梁楼板梁较少 天棚平整美观 本工程楼板采用双向板 楼板层板厚取 120mm 厚 屋顶板厚取 120mm 厚 双向板板厚确定方法 取双向板短跨的 1 45 四边皆简支 1 50 四边皆连 续 而且板厚需大于等于 80mm 楼板构造做法为 板底采用 1 1 6 混合砂浆打底 1 1 4 混合砂浆粉 面 共 15 厚 120 厚钢筋混凝土楼板 20 厚 1 3 水泥砂浆打底 面层为水磨 石 如图 5 2 所示 5 3 勒脚设计 勒脚是墙身接近室外地面的部分 一般情况下 其高度为室内地坪与室外 地面的高差部分 勒脚所处的位置使它容易受到外界的碰撞和雨 雪的侵蚀 同时 地表水和地下水所形成的地潮还会因毛细作用而沿墙身不断上升 既容 易造成对勒脚部位的侵蚀和破坏 又容易致使底层室内墙面的底部发生抹灰粉 化 脱落 装饰层表面生霉等现象 影响人体健康 因此 在构造上须对勒脚 部分采取相应的防护措施 1 勒脚处外墙面处理 对勒脚处的外墙面应该用 强度较高 防水性能较好的材料进行保护 例如用 25 厚 1 2 的水泥砂浆进行 粉刷 或用石板作为贴面材料进行保护 2 勒脚处防潮层的设置 为杜绝地 江西理工大学 2012 届本科生毕业设计 8 下潮气对墙身的影响 砌体墙应该在勒脚处设置防潮层 按照墙体所处的位置 可单设水平防潮层或者同时设置水平和垂直两种防潮层 本教学楼底层室内采用实铺地面的做法 水平防潮层设在地面素混凝土结 构层的厚度范围之内 工程中常将其设于 0 06m 处 如图 5 3 所示 图 5 2 水平防潮层位置 本工程水平防潮层的做法是在需要设置防潮层的位置做 20 厚 1 2 的防水 砂浆 防水砂浆是在水泥砂浆中 加入水泥量的 3 5 的防水剂配制而成的 在有些情况下 建筑物室内地坪会出现高差或室内地坪低于室外地面的标 高 这时不仅要求按地坪高差的不同在墙身与之相适应的部位设两道水平防潮 层 而且还应该对有高差部分的垂直墙面采取垂直防潮措施 以避免有高差部 位填土中的潮气侵入低地坪部分的墙身 本工程垂直防潮层的做法是在墙体迎 向潮气的一面用 15 厚 1 3 的水泥砂浆找平 再贴高分子卷材一道 5 4 散水和明沟设计 为保护墙基不受雨水的侵蚀 常在外墙四周将地面做成向外倾斜的坡面 以便将屋面雨水排至远处 这一坡面称为散水或护坡 还可以在外墙四周做明 沟 将通过落水管流下的屋面雨水等有组织地导向地下集水井 然后流入排水 系统 本工程既有散水又有明沟 散水坡度为 5 宽为 600mm 明沟宽为 200mm 高度 直线段为 200mm 下面为圆弧状 高为 50mm 散水和明沟的 构造做法如图 5 4 所示 江西理工大学 2012 届本科生毕业设计 9 图 5 3 散水 明沟构造做法 散水和明沟都是在外墙面的装修完成之后再做的 散水和明沟与建筑物主 体之间留有缝隙 用油膏嵌缝 因为建筑物在使用过程中会发生沉降 散水与 主体建筑之间如果用普通粉刷 砂浆很容易被拉裂 雨水就会顺缝而下 第六章 屋面 该教学楼采用的是平屋面 其上做 节能型高强隔热板 平屋面的表 面排水坡度为 2 这坡度非常之缓 水流速度较慢 而且根据建筑立面设计的 需要 教学楼的檐口部分设有 1200mm 的女儿墙 这样会使得檐口部分的雨水容 易滞留 对于防水十分不利 为此 平屋面的防水显得尤为重要 平屋面的防 水主要是采用材料防水的方案 即在屋面找坡后 在上面铺设一道或多道防水 材料作为防水层 根据所用防水材料的不同 平屋面防水方案可分为卷材防水 刚性材料防水以及涂膜防水三种 本设计天沟采用卷材防水 卷材选用高分子 卷材 屋面其他部位采用沥青卷材防水 江西理工大学 2012 届本科生毕业设计 10 6 1 天沟设计 天沟处的构造做法为 现浇钢筋混凝土天沟 20 厚 1 3 水泥砂浆找平并 找坡 高分子卷材二层 银色反光保护膜二度 女儿墙处的构造做法为 30 厚 1 2 5 水泥砂浆粉面 加铺高分子卷材一层 单边粘贴 并同表面卷材一起翻 高于屋面表面 270mm 卷材的收头在砖砌的女儿墙处可以采用以下方法 在女 儿墙上做一条凹口 用水泥钉钉住防水卷材的边沿及附加的盖缝金属构件 然 后用密封膏嵌实 6 2 屋面设计 卷材防水屋面的构造层次为基层屋面板经找坡并找平后 按设计要求用专 用的胶粘剂粘贴高分子卷材或者做三毡四油改性沥青卷材防水层 本工程采用 三毡四油改性沥青卷材防水层 并在其上铺小石子 共八层 所谓三毡四油是 指在找平层上先涂一层重量配合比 4 6 的石油沥青及煤油 或轻柴油 的混合 液 或是 3 7 的石油沥青及汽油的混合液 俗称 冷底子油 然后再用热沥 青逐层粘贴沥青类卷材 共三层 因为防水卷材大多数是黑色的材料 在屋面 上经日晒容易吸热并老化 所以在上面需要在做一到保护层 高分子卷材所用 的保护层多为浅色细砂或是反光的涂料 而沥青类防水卷材表面则多撒上加热 至 100 C 上下的绿豆般大小的石粒 利用高温使沥青表面溶化来粘结石粒 俗 称洒 绿豆砂 第七章 交通联系部分设计 7 1 楼梯设计 楼梯是建筑物中起垂直交通枢纽作用的重要部分 在日常使用中 快速 方便地到达各使用层面是对楼梯设计的首要要求 因此它们的数量 容量和平 面分布是首要应该关注的问题 本设计设有两个大小相同的楼梯 楼梯的梯段 宽是按照三股人流进行设计的 为 2055mm 梯井宽为 150mm 此楼梯踏步的宽 度为 270mm 高度为 150mm 共有 28 个踏步 一跑有 14 个 江西理工大学 2012 届本科生毕业设计 11 板式楼梯和梁式楼梯是最常见的楼梯型式 板式楼梯由梯段板 平台板和 平台梁组成 板式楼梯的优点是下表面平整 施工支模较方便 外观比较轻巧 缺点是斜板较厚 约为梯段板水平长度的 1 25 1 30 混凝土用量和钢材用量较 多 一般适用于梯段板水平长度不超过 3m 时 本设计楼梯的梯段板水平长度大 于 3m 所以采用梁式楼梯 梁式楼梯由踏步板 斜梁 平台板和平台梁组成 1 踏步板两端支承在 斜梁上 按两端简支的单向板计算 一般取一个踏步作为计算单元 踏步板为 梯形截面 板的截面高度可近似取平均高度 板厚一般不小于 30 40mm 每一踏 步一般需配置不少于 2 6 的受力钢筋 沿斜向布置的分布筋直径不小于 6 间距不大于 300mm 2 斜梁的内力计算与板式楼梯的斜板相同 梯段板按斜 放的简支梁计算 它的正截面是与梯段板垂直的 楼梯的活荷载时按水平投影 面计算的 计算跨度取平台梁的斜长净距 Ln1 3 平台板一般设计成单向板 可取 1m 宽板带进行计算 平台板一端与平台 梁整体连接另一端可能支撑在砖墙上 也可能与过梁整浇 跨中弯矩可近似取 M PL2 8 或 M PL2 10 考虑到板支座的转动会受到一定的约束 一般应将板下 部钢筋在支座附近弯起一半 或在板面支座处另配短钢筋 伸出支承边缘长度 为 Ln 4 4 平台梁主要承受斜梁传来的集中荷载 共四个 和平台板传来的 均布荷载 平台梁一般按简支梁计算 第八章 门和窗的设计 8 1 门窗的作用 门窗属于房屋建筑中的围护及分隔构件 不承重 其中门的主要功能是供 交通出入及分隔 联系建筑空间 带玻璃或亮子的门也可起通风 采光的作用 窗的主要功能是采光 通风和观望 8 2 门的设计与布置 1 根据功能确定门的大小 江西理工大学 2012 届本科生毕业设计 12 2 根据使用具体要求确定门的数量 8 3 窗的设计和布置 房间中窗子的大小 位置和形式 对室内采光 通风 日照等功能要求都 有很大关系 在设计时应根据各方面要求综合考虑 1 窗的大小 教室的窗面积与地面面积之比 玻地比 应不小于 1 6 窗子的大小 数 量 还应考虑建筑的结构设计 2 窗的位置 在设计窗的位置时 考虑了下列问题 窗的位置应很好地考虑房间内部的使用情况 窗子大都兼有通风的作用 因此房间的窗子位置应与门的位置一起考虑 最 好把窗开在门对面的墙上或离门较远的地方 以使房间尽可能得到穿堂风 窗子的位置还考虑了立面的要求 使立面构图整齐谐调 不致杂乱无章 影 响立面的效果 3 窗的形式 窗的形式不仅考虑了采光 通风的要求 而且还考虑比例造型的美观 因 为窗是建筑外形和室内艺术造型的重要内容 第九章 墙设计 9 1 女儿墙设计 女儿墙是屋顶上直接受到风吹雨淋的一个构件 如果没有适当的防水措施 雨水就有可能顺着女儿墙渗入室内 女儿墙的外饰面材料也有可能因此而破坏 防止女儿墙渗水的办法主要是在女儿墙的墙身中铺设油毡防水层 或是防水层 铺过女儿墙 9 2 墙面装修设计 江西理工大学 2012 届本科生毕业设计 13 本设计非承重墙采用 240 厚粘土砖 内墙面采用粉刷类面层 外墙面采用 粘贴类面层 厕所里用于隔断的墙体采用轻质空心材料 因此在墙下不设置次 梁 内墙面的构造做法为 240 厚砖墙 20 厚 1 1 6 混合砂浆打底 1 1 4 混合砂浆粉面 腻子嵌平 白色乳胶漆一底二涂 外墙面的构造做法为 240 厚砖墙 15 厚 1 3 水泥砂浆打底 专用聚合物 面砖胶黏剂 无釉墙面砖 150mm 150mm 如图 10 1 所示 图 9 1 外墙面构造做法 第二部分第二部分 结构设计结构设计 第一章 初选截面尺寸 1 1 工程概况工程概况 江西省江东大学教学楼 设计要求建筑面积约 4000m2 五层 经多方论 证 初步确定设为五层 结构为钢筋混凝土框架结构 江西理工大学 2012 届本科生毕业设计 14 2 2 设计主要依据和资料设计主要依据和资料 2 12 1 设计依据设计依据 a 国家及江西省现行的有关结构设计规范 规程及规定 b 本工程各项批文及甲方单位要求 c 本工程的活载取值严格按 建筑结构荷载规范 GB50009 2001 执行 2 22 2 设计资料 1 气象资料 1 基本风压值 2 0 0 35 kN m 2 基本雪压值屋面活荷载与雪荷载不同时考虑 两 2 0 0 40 skN m 者中取大值 2 抗震设防资料 抗震设防烈度为 7 度 基本地震加速度为 0 1g 设计地震 分组为第二组 建筑场地类别为 类 3 荷载资料 1 教学楼楼面活载 查 建筑结构荷载规范 确定楼面活载标准值为 2 0 走廊 门厅 和楼梯为 2 5 2 kN m 2 kN m 2 上人屋面 活载标准值为 2 2 kN m 3 屋面构造 35mm 厚的 C20 预制钢筋混凝土架空板 490490mmmm 油毡防水层 20mm 厚 1 3 水泥砂浆找平层 120mm 厚现浇钢筋混凝土屋面板 15mm 厚混合砂浆打底 粉面 4 楼面构造 30mm 厚水磨石面层 120mm 厚现浇钢筋混凝土楼面板 15mm 厚混合砂浆打底 粉面 江西理工大学 2012 届本科生毕业设计 15 5 围护墙 采用 240mm 厚非承重粘土砖 M5 混合砂浆砌筑 内墙面采 用粉刷类面层 外墙面采用粘贴类面层 图 梁 柱平面布置图 3 3 梁柱尺寸估测梁柱尺寸估测 3 1 梁截面 1 主梁 1 L1 7500mm h 1 10 1 18 L1 417 750mm 取 h 500mm b 1 3 1 2 h 167 250mm 取 b 250mm 2 L2 2400mm h 1 15 1 10 L2 160 240mm 取 h 400mm b 250mm 3 L3 10000mm h 1 10 1 18 L4 556 1000mm 取 h 700mm b 250mm 2 次梁 L 4500mm h 1 18 1 12 L 250 375mm 取 h 400mm b 1 3 1 2 h 133 200mm 取 b 250mm 江西理工大学 2012 届本科生毕业设计 16 3 单跨简支梁 L 4500mm h 1 12 1 10 L 375 450mm 取 h 400mm b 250mm 3 2 柱截面 1 2 1 确定柱截面所使用的公式 由文献 2 可知 柱的轴压比应小于轴压比限值的要求 8 0 AcfcN bchcf N c C25 混凝土 fc 11 9 ft 1 27求得 2 mmN 2 mmN 上式的 1 2 为荷 2 2 23 168466 9 118 0 595 4 5 4 10122 1 mm mmN mmmN Ac 载分项系数 5 表示底层柱承受其上 5 的荷载 结合实际情况并综合考虑其他 因素 本设计柱截面 400 500 纵向受拉钢筋抗震锚固长度 Lae 41d 梁内 钢筋伸至边柱内长度 0 4Lae 0 4 41d 16 5 25 410 故柱子截面满足此 抗震构造要求 江西理工大学 2012 届本科生毕业设计 17 第二章 荷载计算 2 1 屋面横梁竖向线荷载标准值 本工程以 4 轴线的横向框架为计算分析对象 1 屋面恒载标准值 35 厚架空隔热板 0 035 25 0 875 kN m 防水层 0 4 kN m 20 厚 1 3 水泥砂浆找平层 0 02 20 0 4 kN m 120 厚钢筋混凝土现浇板 0 12 25 3 0 kN m 15 厚混合砂浆打底 粉面 0 015 17 0 255 kN m 合计 4 93 kN m 2 梁自重 主梁边跨 CD DE 跨 0 25 0 5 25 3 13 kN m 梁侧粉刷 0 5 0 12 17 2 0 015 0 1938 kN m 合计 3 3238 kN m 中跨 DE 跨 25 0 25 0 4 2 5 kN m 梁侧粉刷 0 4 0 12 0 015 17 2 0 1428 kN m 合计 2 6428 kN m 3 作用在顶层梁上的线恒荷载标准值为 梁自重 mKNEFgCDg 3238 3 11 5 mKNDEg 6428 2 1 5 板传来的荷载 mKNCDg 49 1875 3 93 4 2 5 mKNDEg 83 114 293 42 5 2 1 2 活载计算 作用在顶层梁上的线活荷载标准值为 mKNFGqDEq 5 775 3 0 2 55 江西理工大学 2012 届本科生毕业设计 18 mKNEFq 8 44 20 2 5 2 2 楼面横梁竖向线荷载标准值 2 2 1 恒载计算 1 楼面恒载标准值 30 厚水磨石面层 0 65 kN m 120 厚钢筋混凝土现浇板 0 12 25 3 0 kN m 15 厚混合砂浆打底 粉面 0 015 17 0 26 kN m 合计 mKN 91 3 2 梁自重 边跨 CD EF 跨 3 3238 kN m 中跨 DE 跨 2 6428 kN m 3 作用在楼面层梁上的线恒荷载标准值为 梁自重 mKNgEFgCD 3238 3 11 板传来的荷载 mKNgEFgCD 663 1475 3 91 3 22 mKNgDE 384 9 4 291 3 2 2 2 2 活载计算 作用在楼面层梁上的线活荷载标准值为 mKNqCD 5 775 3 2 mKNqEF 64 25 2 2 3 屋面框架节点集中荷载标准值 2 3 1 恒载计算 1 次梁 1 自重 0 25 0 40 4 5 2511 25kN 粉刷 KN6429 0 2175 4015 0 12 0 4 0 1 2m 高女儿墙 KN328 235 41824 0 2 1 粉刷 KN38 1 5 421702 0 2 1 江西理工大学 2012 届本科生毕业设计 19 次梁传来的屋面自重 KN26 24 2 75 3 5 475 3 5 4 5 093 4 合计 KNFGCG86 60 55 2 次梁 2 自重 KN25 11255 44 025 0 粉刷 KN6426 0 2175 4015 0 12 0 4 0 连系梁传来的屋面自重 KN53 48 2 75 3 5 475 3 5 4 5 093 4 2 合计 KN42 60EG5 5 中中 FCDG 3 次梁 3 自重 0 25 0 40 4 5 2511 25kN 粉刷 KN6426 0 2175 4015 0 12 0 4 0 次梁传来的屋面自重 KN96 2493 4 2 75 3 5 475 3 5 4 5 0 KN52 1993 4 2 4 2 5 44 25 4 5 0 合计 KNEGDG67 55 55 2 3 2 活载计 KNFQCQ84 9 0 2 2 75 3 5 475 3 5 4 5 0 55 KN69 190 2 2 75 3 5 475 3 5 45 02EQ5 5 中中 FCDQ KN52 170 2 2 4 2 5 44 25 45 084 9 EQ5 5 DQ 2 4 楼面框架节点集中荷载标准值 2 4 1 恒载计算 此处未考虑填充墙重量 1 次梁 1 自重 粉刷 11 8926kN 次梁传来楼面自重 KN24 1991 3 2 75 3 5 475 3 5 4 5 0 江西理工大学 2012 届本科生毕业设计 20 合计 KNGG FC 14 31 框架柱自重 KNGG FC 21252 45 04 0 2 次梁 2 自重 粉刷 11 8926kN 次梁传来楼面自重 KN48 3891 3 2 75 3 5 475 3 5 4 2 合计 框架柱自重 KNGG EFCF 3726 50 中中 KNGG EFCD 21252 45 04 0 中中 3 次梁 3 自重 粉刷 11 8926kN 次梁传来楼面自重 KN24 1991 3 2 75 3 5 475 3 5 4 5 0 KN48 1591 3 2 4 2 5 44 25 4 5 0 合计 KNGG DE 62 46 框架柱自重 KNGG DE 21252 45 04 0 2 4 2 活载 KNQFQC84 9 0 2 2 75 3 5 475 3 5 4 5 0 KN69 190 2 2 75 3 5 475 3 5 45 02QEF 中中 QCD KN74 195 2 2 4 2 5 44 25 45 084 9 QE QD 2 5 风荷载 已知基本风压 地面粗糙度属 B 类 2 0 35 kN m kzsz 因结构高度 H 24 6m 所以 其5 0 4 05 1 0 08 0 1 0 08 0 1 NT0 25s1 z z z 中 取 则 查得 z Z H 5 01 T 22 2 10 0875 0 mKNsTw 1 21 江西理工大学 2012 届本科生毕业设计 21 查表得 风荷载体型系数 迎风面为 0 8 背风面为2 1 4 17 21 B H 46 0 v s 0 5 计算过程如下表所示 风荷载图如图 1 表 2 1 计算 层数 高度 H m z H 14 20 0 20 1 00 0 20 1 11 28 40 0 40 1 00 0 40 1 22 312 60 0 60 1 07 0 60 1 31 416 80 0 80 1 18 0 80 1 38 521 00 1 00 1 27 1 00 1 44 表 2 2 风荷载计算 层数Z m 14 201 111 300 351 000 5118 909 57 28 401 221 300 351 000 5618 9010 51 312 601 311 300 351 070 6418 9012 07 416 801 381 300 351 180 7418 9013 98 521 001 441 300 351 270 8318 9015 68 1 1 z u07 1 10 6 12 1015 00 1 14 1 1 3 z u 1 2 z u180 1 15 8 16 1520 14 1 25 1 14 1 4 z u 267 1 2021 2030 25 1 42 1 25 1 5 z u z z z z z 0 2 A m i P kN z s 2 k kN m 江西理工大学 2012 届本科生毕业设计 22 第三章 地震作用 3 1 建筑物总重力荷载代表值的计算 i G 3 1 1 集中于屋盖处的质点重力荷载代表值 5 G 50 雪载 KN08 160 5 214 4 1746 4 05 0 屋面恒载 KN52 4118 5 214 4 1746 93 4 横梁 CD 跨 3 3238KN mmmmm500250 DE 跨 2 6428KN mmmmm400250 BD 跨mmmm700250 mKN 6708 4 2958 0 375 4 015 0 217 12 0 7 0 257 025 0 KN375 678 416 9376992 69619 1657 498 2106708 4 114 26428 2 25 23238 3 205 73238 3 纵梁 mmmm400250 KN234 749638926 11 女儿墙 KN 2 6832 46 9 19 1824 0 2 1 柱重 KN10082 448255 04 0 横墙 KN9312 20822 4 24 2210125 7 1824 0 纵墙 KN92 269885 0 2 4 305 485 1824 0 合计 KNG3102 12179 5 3 1 2 集中于五层处的质点重力荷载代表值 4 G 江西理工大学 2012 届本科生毕业设计 23 50 楼面活载 KN1036 464 25 2 145 2465 1 0 2 5 0 横梁 678 375KN 纵梁 749 234KN 柱重 1008KN 横墙 2082 9312KN 纵墙 2698 92KN 合计 KNG 9 11519 4 同理集中于四层处的质点重力荷载代表值KNG 9 11519 3 三层处的质点重力荷载代表值KNG 9 11519 2 二层处的质点重力荷载代表值KNG 9 11519 1 3 2 地震作用计算 3 2 1 框架柱的抗侧移刚度 在计算梁 柱线刚度时 应考虑楼盖对框架梁的影响 在现浇楼盖中 中 框架梁的抗弯惯性矩取 I 2 边框架梁取 I 1 5 为框架梁按矩形截面计 0 I 0 I 0 I 算的截面惯性矩 表 3 1 横梁 柱线刚度 截面尺寸 杆件 B mm H mm c E 2 kN mm 0 I 4 mm I 4 mm mm L c E I i L 相对刚度 边框架梁 25050028 0 2 60 1093 90 1097500 1 46 10 7 1 00 边框架梁 25040028 0 1 33 1092 00 1092400 2 33 10 7 1 596 边框架梁 25050028 0 2 60 1093 90 1092500 4 37 10 7 2 993 中框架梁 25050028 0 2 60 1095 20 1097500 1 94 10 7 1 329 中框架梁 25040028 0 1 33 1092 66 1092400 3 10 10 7 2 055 中框架梁 25070028 0 7 1 10101 4 101010000 3 92 10 7 2 685 江西理工大学 2012 届本科生毕业设计 24 顶层框架柱 40050028 0 4 17 1094 17 1094200 2 78 10 7 1 904 中层框架柱 40050028 0 4 17 1094 17 1094200 2 78 10 7 1 904 底层框架柱 40050028 0 4 17 1094 17 1094200 2 78 10 7 1 904 表 3 2 框架柱横向侧移刚度 D 值 项目 层柱类型及截面 2 cz cz kii kii 一般层 底层 2 0 5 2 c c kk k k 2 12 c z Di h kN mm 根数 边框架边柱 400 500 0 5250 2083 933 边框架中柱 400 500 1 3630 417 674 中框架边柱 400 500 0 6980 2594 8915 中框架中柱 400 500 1 7780 4718 89816 边框架边柱 400 500 1 5720 448 3212 边框架中柱 400 500 2 0970 51189 681 中框架中柱 400 500 2 270 53210 051 中框架边柱 400 500 1 410 4147 8212 二 至 五 层 中框架中柱 400 500 2 4890 55110 8262 边框架边柱 400 500 0 5250 417 6783 边框架中柱 400 500 1 36340 55410 484 底 层 中框架边柱 400 500 0 6980 4448 39715 江西理工大学 2012 届本科生毕业设计 25 中框架中柱 400 500 1 6470 588611 1316 边框架边柱 400 500 1 5720 5810 972 边框架中柱 400 500 2 0970 6311 981 中框架中柱 400 500 2 2690 64812 2681 中框架边柱 400 500 1 410 5610 592 中框架中柱 400 500 2 4890 66512 592 注 为梁的线刚度 为柱的线刚度 c i z i 底层 mmKN D 537 461259 12259 101268 12 198 11297 101613 1115397 8448 103678 7 二至五层 mmKN D 85 3312826 102821 7 105 10168 9 2321 8 16898 8 1589 4 467 7 393 3 3 2 2 框架自振周期的计算 自振周期为 01 70 1 aT 其中为考虑结构非承重砖墙影响的折减系数 对于框架取 0 6 为框 0 架顶点假想水平位移 计算见表 3 3 表 3 3 框架顶点假想水平位移计算表 层 i G kN i G kN D kN mm i G D 总位移 512179 310212179 3102331 8536 70481 32 411519 923699 21331 8571 42444 62 311519 935219 11331 85106 13373 20 211519 946739 01331 85140 84267 07 111519 958258 91461 537126 228126 23 sT708 0 1032 4816 070 1 3 1 3 2 3 地震作用计算 江西理工大学 2012 届本科生毕业设计 26 根据场地类别为 类 设计地震分组为第一组 查得 特征周期 sTg40 0 抗震设防烈度为 7 度 基本地震加速度为 0 10g 查得 地震影响系数最大值 max 0 08 048 0 08 0 9 0 1 1 T T a g 结构等效总重力荷载 KNGG leq 07 4952091 5825885 0 85 0 故需考虑框架顶部附加水平力作用 56 0 4 1708 0 1 sTsT g 067 0 01 0 708 0 08 0 01 0 08 0 1 T n 框架横向水平地震作用标准值为 结构底部 KNGaF eqEK 96 237607 49520048 0 1 各楼层的地震作用和剪力标准值由下表计算列出 64 765817261246 3 198718 7 150334 1 10195154 53567 iiH G KNF KNFF nEK EKnn 7 2217 067 0 1 96 2376 1 26 15996 2376067 0 表 3 4 楼层地震作用和剪力标准值计算表 层 i H i G kN ii G H 1 inn ii iEKn ii FFF G H FF G H 楼层剪力 i V 14 6512179 3156633 79164 002185 62 28 8511519 90101951 12295 242021 62 313 0511519 90150334 70435 351726 38 417 2511519 90198718 28 575 46 1291 03 521 4511519 90247101 86 715 5 715 57 抗震验算 江西理工大学 2012 届本科生毕业设计 27 抗震规范 5 2 5 规定 抗震验算是 结构任一楼层的水平地震剪力 应符合下式要求 取 0 0016 5 1i jek GV 符合验算 KNGKNFV j i iek 14 93291 58258016 0 619938 2185 5 1 1 符合验算 KNGKNFV j i iek 82 74701 46739016 0 616 2021 5 2 2 符合抗震验算 KNKNFV i iek 5 56311 35219016 0 38 1726 5 3 3 符合抗震验算 KNKNFV i iek 19 37921 23699016 0 03 1291 5 4 4 符合抗震验算 KNKNFV i iek 87 1943102 12179016 0 57 715 5 5 5 以上验算均满足要求 以上计算为每一层的水平地震作用 应将地震作用按柱刚度转化为计算单元 的那一榀框架 转化后的地震作用计算简图 江西理工大学 2012 届本科生毕业设计 28 图 3 1 地震作用下的层间剪力 第四章 内力计算 4 1 恒载作用下的框架内力 由于该框架为对称结构 取框架的一半进行简化计算 作用于框架上的荷 载总的分为两大类型 即水平作用和竖向作用 对竖向作用可不考虑框架的侧 移 故可采用弯矩二次分配法计算 采用分层法对这榀框架进行内力计算 各 种作用的内力计算分述如下 江西理工大学 2012 届本科生毕业设计 29 CDEF 图 4 1 恒载作用下的计算简图 4 1 1 弯矩计算 1 第五层 求分配系数 563 0 9 0904 1 329 1 9 0904 1 4307 0 9 0904 1 329 1 329 1 5 F 5 5 5 5 F EF u u F 节点 336 0 055 2 9 0904 1329 1 9 0904 1 403 0 055 2 9 0904 1 329 1 055 2 261 0 055 29 0904 1 329 1 329 1 55 55 55 5 EE DE FE u u u E 节点 江西理工大学 2012 届本科生毕业设计 30 求固端弯矩 自重作用 KNm ql MM FEEF 58 15 5 7 3283 3 12 1 12 2 2 5555 KNm ql M DE 269 1 2 1 6428 2 3 1 3 2 2 55 KNm ql M ED 634 0 2 1 6428 2 6 1 6 2 2 55 板传来的恒载作用 KNm ql MM FEEF 044 46 5 7 49 18 384 17 384 17 2 2 5555 KNm ql M DE 549 3 4 2 83 11 96 5 96 5 2 2 55 KNm ql M ED 129 2 4 2 83 11 32 1 32 2 2 55 次梁传来的集中荷载作用 次梁自重及板传至次梁上的荷载 KNmlGMM EFFEEF 644 565 742 60 8 1 8 1 5 5555 中 KNmM EF 268 118644 56044 4658 15 55 合计 KNmM FE 268 118644 56044 4658 15 55 KNmM EF 818 4 549 3 269 1 55 KNmM ED 763 2 129 2 634 0 55 江西理工大学 2012 届本科生毕业设计 31 图 4 2 第五层弯矩分配 2 第四层 求分配系数 361 0 9 0904 1 9 0904 1 329 1 9 0904 1 360 0 9 0904 1 9 0904 1 329 1 9 0904 1 279 0 9 0904 1 9 0904 1 329 1 329 1 3 4 F 4 4 4 4 4 FF F EF u u u F 节点 252 0 055 2 29 0904 1329 1 9 0904 1 252 0 055 2 29 0904 1 329 1 9 0904 1 301 0 055 2 29 0904 1329 1 055 2 195 0 055 2 29 0904 1329 1 329 1 3 4 4 4 34 4 44 EE EE DE FE u u u u E 节点 江西理工大学 2012 届本科生毕业设计 32 求固端弯矩 自重作用 KNm ql MM FEEF 58 15 5 7 3283 3 12 1 12 2 2 4444 KNm ql M DE 269 1 2 1 6428 2 3 1 3 2 2 4 4 KNm ql M ED 634 0 2 1 6428 2 6 1 6 2 2 44 板传来的恒载作用 KNm ql MM FEEF 51 36 5 7 663 14 384 17 384 17 2 2 4444 KNm ql M DE 815 2 4 2 384 9 96 5 96 5 2 2 4 4 KNm ql M ED 149 1 4 2 384 9 32 1 32 2 2 44 次梁传来的集中荷载作用 次梁自重及板传至次梁上的荷载 KNmlGMM EFFEEF 22 475 73726 50 8 1 8 1 444 44 中 KNmM EF 31 9922 4751 3658 15 44 合计 KNmM FE 31 99