三层框架教学楼毕业设计造价毕业设计.doc

设计说明书 第97页 共76页三层框架教学楼毕业设计造价毕业设计一、工程概况： 1、工程名称: 某学校三层框架教学楼设计 2、建筑地点:西安市建设路绿茵街地段 3、建筑规模: 1) 建筑总面积: 4565m2 2) 建筑层数: 整体三层。（上人屋面） 3) 结构类型: 钢筋混凝土框架结构 4) 层 高: 3.9m 4、建筑功能： 普通教室 18间 70m2/间 语音教室 2间 140 m2/间 （含辅助用房） 微机教室 2间 140 m2/间 （含辅助用房） 阅 览 室 1间 140m2/间 活 动 室 1间 140m2/间 大会 议 室 1间 140m2/间 办 公 室 12间 行政办公室 6间 30m2/间教师办公室 6间 45m2/间 走廊 走廊为2.4m宽 楼梯 共三个楼梯 厕所 每层设男女厕所各两个其他: 收发，贮藏室5、建筑技术条件（一）气象条件: 1) 常年主导风向: 西北风 2) 夏季主导风向: 西南风 3) 平 均 风 速: 夏季3.1m/s,冬季 4m/s 4) 基 本 风 压: W=0.30KN/m2 5) 基 本 雪 压: S=0.30KN/m2 最大积雪深度:11cm 6) 最 高 气 温: 40.6 最 低 气 温: -9.3 7) 最冷月平均温度: 4.5(12月) 8) 最热月平均温度: 29.7(79月) 9) 最 大 降 雨 量: 50.4mm/h 月最大降雨量：184.3mm(46月)（二）工程地质条件 1) 天然地面以下1m厚为填土,地基标准承载力为120KN/m2.填土以下的2m厚为粘土,地基承载力为250KN/m2.粘土以下为中密粗砂层, 地基承载力为300KN/m2。 2) 地下水位:天然地面以下4m处 3) 地震设防烈度: 6度（三）施工条件 1）施工单位：西安市第二建筑公司 2）施工人员：各工种工人数均不受限制，但要求不分工种劳动力不均衡系数K200KN/m2)故采用钢筋混凝土柱下独立基础.在轴之间设置伸缩缝由于建筑物总长为67.8m(55m),故需设置伸缩缝,缝宽为70mm10、结构布置 1)因本建筑楼面标高变化不大,只作结构平面布置 其一般原则:上一层结构平面放到下一层建筑平面图布置 2)基础平面布置图 基础平面布置图上主要构件有:钢筋混凝土基础、基础梁 3)楼面结构布置图 主要构件有:框架、楼面梁、阳台梁 4)屋面结构布置图 主要构件有:框架、屋面梁、屋面板。 采用有组织的内天沟外排水形式，坡度为211、屋面、楼面均采用现浇板 三张平面布置图见附图1、基础平面布置图2、楼面结构布置图3、屋面结构布置图二、雨篷、厕所、楼梯的计算1、雨篷计算： 本工程采用悬梁式雨篷，且板面采用有组织排水。1） 雨蓬板的计算： ：YPL-1Lo2=1500-200=1300mm Lo2=33002所以可按单向板计算a：恒荷载标准值计算 20mm厚防水砂浆面层 5的排水坡度 130051/2201/1000=0.065 KN/m2板自重 板底抹灰 合计： gk=2.805 KN/m2 b：活荷载标准值： qk=0.5 g+q=1.22.805+1.40.5=4.066 KN/m2取1m宽板带，即：b=1000mm 作为计算单元.则： g+q=4.066KN/mc：弯矩设计值： KN.md）配筋计算：板厚：h=80mm =80-20=60mm 重要性系数=1.0砼采用C20，则，1=1.0钢筋采用HPB235 则 根据： =故： =mm2 选6180 As实=157mm2另：（1）雨篷板中分布钢筋按构造配筋. 选用6250 （2）YPB-1与YPL-1，YPL-2相交处所需配的负筋可按构造配筋，采用 6180 ：YPB-2Lo2=1500-100=1400mm2所以可按单向板计算其配筋同YPB-12） 雨蓬梁的计算：YPL-3 边跨：lo1=6600mm lo2=3300mm 对于YPL-3截面： 根据 取： h=500mm b=对于YPL-1截面取 300mm500mm YPL-2截面取200mm400mm荷载计算：a：恒荷载标准值 （半宽）梁底抹灰： 0.02170.1=0.034 梁侧做水刷石面层（25mm）厚： 0.50.5=0.25 梁自重： 雨蓬板传来的恒载： 合计 gk=5.111恒荷载设计值： g=1.25.111=6.133 活载设计值： q=g+q=6.133+0.665=6.798 内力计算：经查简明建筑结构设计手册可查得内力系数：MB=-0.16.7986.62=-29.61 KN.m M1=0.086.7986.62=23.69 KN.mM2=23.69 KN.m M3=0.0256.7986.62=7.4 KN.mVA=0.46.7986.6=17.95 KN VB左=0.66.7986.6=26.92 KNVB右=0.56.7986.6=22.43 KN对于支座处： 根据：=mm2选用 2 12 As = 226mm2斜截面计算：验算截面尺寸 hW=ho-80=385mm4根据 0.25fcbho=0.259.6200465=223.2KNV截面满足要求0.7ftbho=0.71.1200465=71.6KNV故只需按构造配箍筋现配置 6200对于YPL-1 b=300mm h=500mm 其截面形式如下图所示： lo=1500ho=500-35=465mm0.1 荷载计算： 恒荷载： （半宽）梁底抹灰： 0.02170.15=0.051 梁侧做水刷石面层（25mm）厚： 0.50.5=0.25 梁自重： 0.3（0.5-0.08）25=3.15 合计 gk=3.451其设计值： g=1.23.451=4.14 另：由YPL-3传来的集中荷载： P=计算简图如下：支座处弯矩M及剪力V： = =38.3 =4.141.5+22.43=28.64KN根据 =mm2选用 2 14 As = 308mm2斜截面计算：验算截面尺寸 hW=ho-80=385mm4根据 0.25fcbho=0.259.6300465=334.8KNV截面满足要求0.7ftbho=0.71.1300465=107.4KNV故只需按构造配箍筋现配置 6200 对于YPL-2 b=200mm h=400mm 其截面形式如下图所示： 根据 荷载计算： 恒荷载： 梁自重： 0.2（0.4-0.08）25=1.6 其设计值： g=1.21.6=1.92 另：由YPL-3传来的集中荷载： P=计算简图如下：支座处弯矩M及剪力V： = =69.47 =1.921.5+44.87=47.75KN根据 = =124.8M故属于第一类T形截面根据 =mm2选用 3 18 As = 763mm2斜截面计算：验算截面尺寸 hW=ho-80=285mm4根据 0.25fcbho=0.259.6200365=175.2KNV截面满足要求0.7ftbho=0.71.1200365=56.2KNV故只需按构造配箍筋现配置 6200厕所现浇板的计算： 一、 对于XB-1： 计算跨度：lo1=3900mm lo2=3900mm 0.5 故按双向板计算 1）荷载计算a）恒荷载标准值： 马赛克地面： 0.55KN/m220mm厚水泥砂浆： 0.0217=0.34 KN/m2100mm厚板自重: 0.10252.5KN/m2 15mm厚板底粉刷： 0.01517=0.26 KN/m2 小计 gk3.65KN/m2其设计值： g=1.23.65=4.38 KN/m2b)活荷载标准值： qk2.5KN/m2 其设计值： q=1.42.5=3.5 KN/m2g+q/2=4.38+3.5/2=6.13 KN/m2 q/2=3.5/2=1.73 KN/m2g+q=4.38+3.5=7.88 KN/m22）：弯矩计算： 由 可查表：m1= =5.7KN.mm2= =4.02KN.m KN.m3）截面设计： 经过计算 s=0.95 AsM/shofylo1方向： ho=80mm lo2 方向取 ho=70mm 跨中： 方向选用：8130 =387 lo2方向选用：8160 =314区隔支座: s =0.95 方向ho=80mm选用： 12160 =707次梁设计计算取 bh=200300mm1、 荷载计算恒载标准值：板传荷载：次梁自重：0.2（0.3-0.1）25=1KN/m次梁粉刷： （0.30.1）20.0217=0.136KN/m小 计： gk=4.84KN/m活载标准值： qk=总设计值： g+q=1.24.8+1.42.54=9.36 KN/m2、 计算跨度：lo=3.9m3、 内力计算：1. 弯矩设计值： 2. 剪力设计值： 4、 承载力计算：跨中按T形截面计算：根据 = =262M故属于第一类T形截面根据 =mm2Asmin=0.25%200300=150 mm2选用 2 10 As = 157mm2对于支座：=mm2Asmin选用 2 10 As = 157mm2斜截面计算：验算截面尺寸 hW=ho-100=160mm4根据 0.25fcbho=0.259.6200260=124.8KNV截面满足要求0.7ftbho=0.71.1200260=40.04KNV故只需按构造配箍筋 选用 6200 四、现浇楼梯计算此处所计算的现浇楼梯为板式楼梯，楼梯的结构布置如图所示。 该楼梯：踏步尺寸为150mm300mm，采用C20混凝土，板中采用HPB235钢筋，梁纵筋采用HRB335钢筋楼梯均布活荷载标准值Qk=3.5KN/平方米 。板厚所以斜板取板厚为 140mm，水平段板厚取与斜板相同的 厚度为140mm（一）：楼梯段设计，荷载标准值计算斜板：栏杆自重 0.2斜板自重 板30厚水磨石面层 板底20厚纸筋灰粉刷 合计 设计值 g=7.3231.2=8.788水平段板自重 2510。14=3。530厚水磨石面层 0.65板底粉刷 160.021=0.32 合计 设计值 g=4.471.2=5.364活荷载标准值 3.5 设计值 q=3.51.4=4.9总计 斜板部分 P1=7.3231.2+3.51.4=13.688 水平段板部分 P2=4.471.2+3.51.4=10.2641、 斜板截面设计板水平计算跨度ln=3.6m，弯矩设计值M=板的 有效高度h0=140-20=120mm=选配10 100 As = 785mm2分布筋每步踏板1根82、 平台板设计设平台板厚h=80mm，取1m宽板带计算（1） 荷载计算 （KN.m）水磨石面层 0.6580mm厚混凝土板 0.0825=2板底 抹灰 0.0217=0.34 合计 活荷载 总荷载设计值P=2.991.2+3.51.4=8.488KN/ m 截面设计 平台板的计算跨度lo=2.1-0.2/2+0.12/2=2.06m 弯矩设计值M= 板的有效高度h0=80-20=60mm =选配6/8 130 As = 302mm23、 平台梁设计设平台梁 截面尺寸为200mm350mm(1) 荷载计算恒载计算梁自重：0.2（0.30-0.08）25=1.35梁侧粉刷0.2（0.30-0.08）217=0.184平台板 传来荷载2.992.1/2=3.14梯段板传来荷载7.3233.6/2=13.18合计 17.85活荷载 总荷载设计值P=1.217.85+1.49.98=35.39KN/m（2） 截面 设计计算跨度lo=1.05ln=1.05（3.3-0.24）=3.21m弯矩 设计值剪力设计值截面按倒L型计算梁的有效高度ho=350-35=315mm经判断属于第一类T型截面=选配220 As = 628mm2按构造配置2 14 As = 308mm2配置6 200 箍筋 则斜截面受 剪力为 满足 要求（五）绘制施工图： 板式楼梯斜板的配筋图 框架荷载、内力计算一、 确定计算简图1、 计算单元 KJ-11 2、 计算简图假定框架与基础固定，且嵌固于基础顶面.框架梁与柱节点刚结.由于各层柱的截面尺寸不变，则梁跨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楼板底，基顶标高根据地质条件暂定1.05m，则底层柱高为（3.77+1.05）=4.82m，其余各层柱高为层高，均为3.9m。注：计算时，取柱心之间的距离，所以A，F轴线各自向内偏移80mm，实际计算距离为7640mm，C，D轴线向外偏移80mm，实际计算距离为2560mm框架计算简图3、 主要杆件尺寸估算混凝土梁：C20 则Ec=2.55104N/mm2 柱： C30 则Ec=3.00104N/mm2横向框架梁（边跨）h=b=则 h=取 h=600mm b=取 b=300mm框架柱： b=（底层柱高）= h=（11.5）b 取：b=350mm h=400mm横向框架梁（中跨） 取b=300mm h=450mm 纵向连梁：考虑其兼做过梁：取：b=250mm h=600mm4、 惯性矩线刚度计算 其中在求梁截面惯性矩时考虑到现浇楼板的作用，取=2（为不考虑楼板翼缘作用的梁截面惯性矩）： 横向框架边跨梁 I边梁= 中跨梁 I中梁= 底层柱 I底层柱= 其余各层柱 I余层柱=令 =1则其余杆的相对线刚度为： = = （5）作用于屋面梁和楼面节点处集中风载计算 根据风压标准值计算公式为：，其中为高度z处风振系数，由于本建筑高度H=12.9m30.00m，可以取；对于矩形平面，风荷载体系数1=+0.8；2=-0.5风压高度变化系数z经查规范如下表；由设计资料可知。将风荷载换算成作用于框架每层节点上的集中荷载，其计算过程如下表：根据： ww =Qwos（H4+0.5H3） =1.4（0.8+0.5）1 wos（H4+0.5H3） =1.82 wos（H4+0.5H3） W3=1.82 wos（0.5H3+0.5H2） =0.91 wos（H3+H2） W2=0.91 wos（H2+H1）S：为开间. H4为女儿墙高，取1.2m 风荷载计算表层数QwoSHW设31.41.31.01.060.44.53.910.9421.41.31.01.00.44.53.912.7811.41.31.01.00.44.54.2213.30 风荷载作用下的内力计算：框架在风荷载作用下（以左向右吹）的内力用D值法进行计算，其步骤为：计算各柱抗侧刚度D及总剪力在各柱间的剪力分配；确定各柱反弯点高度系数y；求各柱杆端弯矩及梁端弯矩 ：计算各柱抗侧刚度D及总剪力在各柱间的剪力分配层数层剪力边柱D值中柱D值D每根边柱剪力（KN）每根中柱剪力（KN）310.940.804223.720.804137.020.506：确定各柱反弯点高度系数yn：为总层数 j：为所在层 k：为梁柱线刚度比yo：标准反弯点高度比（由n、j、k查表可得）1：上下梁刚度变化时的刚度比2=上层层高/所计算层层高3=下层层高/本层层高由1、2、3可查得y1 、y2、y3层数边柱中柱3n=3 j=3 k=2.5 yo=0.4251=1 y1=0y=0.425+0=0.425n=3 j=3k=5.15 yo=0.451=1 y1=0y=0.45+0=0.452n=3 j=2 k=2.5 yo=0.4751=1 y1=02=1 y2=03=4.82/3.9=1.24 y3=0y= yo +y1+ y2+ y3=0.475n=3 j=2 k=5.15 yo=0.51=1 y1=02=1 y2=03=4.82/3.9=1.24 y3=0y= yo +y1+ y2+ y3=0.51n=3 j=1 k=3.125 yo=0.552=3.9/4.82=0.81 y2=0y= yo + y2 =0.55n=3 j=1 k=6.438 yo=0.552=3.9/4.82=0.826 y2=0y= yo + y2 =0.55：求各柱杆端弯矩及梁端弯矩根据各柱分配到的剪力及反弯点位置yh计算i层第j个柱端弯矩 上端弯矩： Mtij=Vijh（1-y） 下端弯矩： Mbij=Vijhy由柱端弯矩，并根据节点平衡计算梁端弯矩对于边跨梁端弯矩：Mbi=Mtij+Mbi+1，j对于中跨，由于梁端弯矩与梁的线刚度成正比，因此： Mlbi=（Mtij+Mbi+1，j） Mrbi=（Mtij+Mbi+1，j）再根据力平衡原理，由梁端弯矩和作用在该梁上的竖向荷载，求出梁跨中弯矩和剪力经计算，其内力图如下： 风荷载作用下的M图 （） 风荷载作用下V图（KN） 风荷载作用下的N图（KN）四 框架内力计算1、 恒载设计值作用下内力计算中间跨BC杆线刚度乘0.5修正系数可求得节点各杆端弯矩分配系数如图（利用对称性求内力计算）荷载引起的固端弯矩（可将集中荷载转化为均布荷载，根据qE=主梁自重按原均布荷载不变） 恒荷载作用下（等效）计算简图 活荷载作用下（等效）计算简图计算分配系数 1）：屋面 = =179.808KN. m 179.808KN. m = =6.678KN. m 6.678KN. m2）：标准层楼面梁 = =128.326KN. m 128.326KN. m = =4.935KN. m 4.935KN. m则恒载引起的节点不平衡弯矩：（179.8086.92）=172.891 KN. m 179.8086.6786.31=166.82 KN. m（128.3267.54）=120.79 KN. m128.3264.93510.83=112.56 KN. m 恒荷载作用下迭代法计算恒荷载作用下最后杆端弯矩 恒载作用下V图（KN） 恒载作用下的N图（KN）2、活载作用下的内力计算活载直接作用于BC跨时的内力，利用对称性.荷载引起的固端弯矩屋面 = =2.45KN. m标准层 = =3.06KN. m由荷载引起的偏心弯矩2.042 KN. m2.042 KN. m活载在BC跨时，引起的不平衡弯矩： =（2.45+2.042）=4.49 KN. m =（3.06+2.042）=5.10 KN. m 活荷载作用在CD跨时迭代法计算活荷载作用在CD跨时最后杆端弯矩 活载设计值作用在AB跨时的内力计算： 计算汇交于每个节点各杆的转角分配系数： 活载引起的不平衡弯矩： 活载引起的固端弯矩： = =50.28KN. m 50.28KN. m = =50.28KN. m 50.28KN. m则活载引起的节点不平衡弯矩：（50.280.938）=49.30 KN. m 50.282.042=48.44 KN. m（50.280.983）=49.30KN. m50.282.042=48.44KN. m活载在作用在AC跨时的迭代计算 活荷载作用在AC跨时的M图 活载作用在AC跨时的N图（KNm） 内力组合：根据最不利而又可能的原则进行内力组合，并进行承载力计算：恒载标准值1.2恒载标准1.2+活载标准值1.4恒载标准1.2+风载标准值1.4恒载标准值1.2+活载标准值1.4+0.6风载标准值1.4 或近似：恒载标准值1.2+0.85（活载标准值+风载标准值）1.4假定：当时，（M，N，V）标准值设计值/1.25 符号规定： 梁：弯矩下侧受拉为“+”反之为“-” 剪力以绕杆端顺时针为“+” 柱：弯矩M：以柱左侧受拉为“+”轴力N：以柱受压为“+”受拉为“-” 用于承载力计算的框架荷载效应组合表梁编号截面内力KN(KN.M)恒载活载活载活载左风右风123456WL-DF左M-136.44-43.16-1.9285.123.217-3.217V123.5234.270.305-0.8-1.1201.120中M174.0746.70-0.762.08-6.6266.626V右M-81.6-22.670.30-0.97-5.3395.339V-109.23-28.910.305-0.80-1.121.12WL-CD左M-71.96.89-I.232-30.243.409-3.409V16.53-12.955.7312.95-2.2662.266中M-67.13-9.692.438-9.6900V右M-71.90-26.26-1.2326.89-3.4093.409V-16.53-12.95-5.7312.95-2.2662.2662L-DF左M-111.05-43.94-1.8582.748.911-8.911V85.8032.650.285-0.48-3.O743.074中M100.9740.47-1.9420.25-2.802.80V右M-97.73-35.070.551-0.95-14.51814.518V-82.32-30.530.285-0.48-3.0743.0742L-CD左M-27.986.63-1.942-20.069.509-9.509V11.57-9.647.1710.42-7.4297.429中M-20.58-6.722.646-5.7200V右M-27.98-18.06-1.9426.63-9.5099.509V-11.57-9.64-2.64610.42-7.4297.4291L-DF左M-105.3-44.39-1.8863.7816.816-16.816V87.6833.600.314-0.54-5.8835.883中M109.9142.87-0.701.71-5.755.75V右M-77.61-29.060.516-0.37-28.1328.13V-80.44-29.580.314-0.54-5.8835.8831L-CD左M-31.843.82-1.886-23.8916.816-16.816V11.57-4.827.1711.83-13.92613.926中M-31.84-9.442.702-9.4400V右M-34.57-8.51-1.8869.02-17.82517.825V-11.57-4.82-7.1711.83-13.92613.926用于承载力计算的框架荷载效应组合表（续表）梁编号+Mmax及相应的V-Mmax及相应的V|V|max及相应的M组合项目组合值组合项目组合值组合项目组合值WL-DF1*1.2+(2+3)*1.4+6*1.4*0.6-183.64 1*1.2+(2+3)*1.4+6*1.4*0.6-183.64 158.06158.061*1.2+(2+4)*1.4+6*1.4*0.6226.191*1.2+(2+4)*1.4+5*1.4*0.6-108.40 1*1.2+(2+4)*1.4+5*1.4*0.6-108.40 -138.89 -138.89 WL-CD1*1.2+(3+4)*1.4+6*1.4*0.6-106.56 1*1.2+(3+4)*1.4+6*1.4*0.6-106.56 38.3138.311*1.2+(2+4)*1.4-86.15 1*1.2+(2+3)*1.4+5*1.4*0.6-102.11 1*1.2+(2+3)*1.4+5*1.4*0.6-102.11 -38.31 -38.31 2L-DF1*1.2+(2+3)*1.4+6*1.4*0.6-163.89 1*1.2+(2+3)*1.4+6*1.4*0.6-163.89 121.32121.321*1.2+(2+4)*1.4+6*1.4*0.6144.421*1.2+(2+4)*1.4+5*1.4*0.6-148.36 1*1.2+(2+4)*1.4+5*1.4*0.6-148.36 -115.82 -115.82 2L-CD1*1.2+(3+4)*1.4+6*1.4*0.6-57.8 1*1.2+(3+4)*1.4+6*1.4*0.6-57.8 35.8035.801*1.2+(2+4)*1.4-37.69 1*1.2+(2+3)*1.4+5*1.4*0.6-55.25 1*1.2+(2+3)*1.4+5*1.4*0.6-55.25 -31.26-31.26 1L-DF1*1.2+(2+3)*1.4+6*1.4*0.6-171.34 1*1.2+(2+3)*1.4+6*1.4*0.6-171.34 130.41130.411*1.2+(2+4)*1.4+6*1.4*0.6159.311*1.2+(2+4)*1.4+5*1.4*0.6-138.42 1*1.2+(2+4)*1.4+5*1.4*0.6-138.42 -114.91 -114.91 1L-CD1*1.2+(3+4)*1.4+6*1.4*0.6-78.25 1*1.2+(3+4)*1.4+6*1.4*0.6-78.2541.7541.751*1.2+(2+4)*1.4-51.71