江苏省镇江市某中学1号学生宿舍楼设计毕业设计.doc

金陵科技学院学士学位论文 目录江苏省镇江市某中学1号学生宿舍楼设计毕业设计目 录摘 要Abstract1 工程概况11.1 工程总体概况介绍11.2 工程设计资料11.3 材料使用12 结构选型和布置32.1 确定结构体系、柱网与层高32.2 框架结构的计算简图32.3. 梁、柱截面尺寸、板厚的初步确定43 框架侧移刚度的计算63.1线刚度的计算63.2 柱的侧移刚度计算73.3 各层横向侧移刚度计算84 横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算94.1 荷载计算94.2 横向水平地震荷载作用下的内力和侧移计算144.3 横向水平风荷载作用下的内力和侧移计算285 竖向荷载作用下框架结构的内力计算375.1 横向框架内力计算单元375.2 荷载计算385.3 内力计算426 横向框架梁、柱的内力组合606.1 框架柱的内力组合606.2 框架梁的内力组合656.3 柱端弯矩设计值的调整736.4 柱端剪力组合和设计值的调整756.5 梁端剪力设计值的调整777 梁柱截面设计797.1 框架梁设计797.2 框架柱设计868 基础设计1018.1荷载计算1018.2基础形式的确定和设计1019 楼板设计1089.1 楼面处的楼板设计1089.2 屋盖处的楼板设计11110 楼梯设计11510.1 楼梯形式选择11510.2 楼梯结构设计115参考文献118致 谢119 III金陵科技学院学士学位论文 摘要江苏省镇江市某中学1号学生宿舍楼设计摘 要本毕业设计课题着重对宿舍楼的结构进行设计，结构确定为框架结构。首先，对横向荷载和竖向荷载进行计算，然后，通过内力计算分析，在确定控制截面和最不利内力类型的基础上，对框架结构进行配筋计算。需要设计的构件包括：框架梁、框架柱、楼板、柱下独立基础、楼梯等。设计过程中涉及的方法有：分层法、D值法等。本课题的设计计算书包含：工程概况、结构选型和布置、框架侧移刚度的计算、横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算、竖向荷载作用下框架的内力计算、梁柱截面设计、基础设计、楼板设计、楼梯设计。关键词：框架结构；荷载计算；内力分析；配筋计算金陵科技学院学士学位论文 AbstractThe design of a middle schools No.1 dormitory in Zhenjiang City, Jiangsu provinceAbstractThis graduation project focuses on the structural design of the dormitory building. The structure of the building is determined as frame structure. First,calculate the lateral load and the vertical load,then by the calculation of internel force, determine the control section and the type of the most unfavorable internal.on the basis of this,calculate the reinforcement of the frame structure. The components needed design includes: Beams,Columns,Floors,Single foundations under column,Stairs and so on. The methods involved in the design includes: Stratification, D value method.The design calculation of this subject includes: The survey of the program, Theselectionand arrangementofthestructure,The calculation of frame lateralstiffness,The internal forces and driftcalculation of frame structuresunderlateralhorizontal loads,The Internal force of the Frame Structure under theverticalloads,The design ofbeam and column,The design of the base,The design of the floor slab, The design of the staircase.Key words:Frame structure; Load calculation; Internal force analysis; Reinforcement calculation.IV金陵科技学院学士学位论文 第1章 工程概况1 工程概况1.1 工程总体概况建筑地点：江苏省镇江市建筑类型：四层宿舍楼，框架结构建筑介绍：建筑面积约3500m2，建筑总高为13.8m，主体结构体系为4层框架结构，主体结构的安全等级为二级，建筑耐久年限为50年。抗震设防烈度为7度。1.2 工程设计资料1.2.1 地质条件第层 素填土：该层分布于场地地表，层厚约0.5米。灰褐色，松散，稍湿，高压缩性。成分以细砂、砾石为主，承载力特征值为90kPa。第层 粘土： 该层分布广泛，层厚4.00米。灰白、灰黄、灰褐色，可塑，湿，中等韧性，无光泽，承载力特征值为180kPa。第层 粗砂混圆砾：层厚5.006.00米。灰褐色，中密，饱和，混圆砾，中等压缩性。圆砾含量约20-40%不等，分布不均，砾径多为1-3cm，局部较密集，砾间充填灰黄色粗砂。承载力特征值为200kPa。地下水：按照建筑场地的岩土工程勘察报告，建筑场地的地下水对混凝土结构无腐蚀性。1.2.2 气象条件风压：0.4kN/m2 雪压：0.35kN/ m2。1.2.3 地震资料所在地镇江，抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.10g，设计地震分组为第一组。抗震等级为三级。1.2.4 荷载条件参考建筑结构荷载规范GB50009-20121.3 材料使用混凝土：梁板柱均使用C30。墙体：a. 外纵墙采用200厚灰砂砖（18kN/m3），两侧墙体为20mm厚抹灰（17kN/ m3） b. 内墙采用200厚加气混凝土砌块（4.5kN/ m2），两侧均为20mm厚抹灰。c.卫生间隔墙采用200厚加气混凝土砌块（4.5kN/ m2），两侧均贴瓷砖（0.5kN/ m2）。 c. 女儿墙采用200mm厚加气混凝土砌块（4.5kN/ m2），两侧均为20mm厚抹灰，墙高1100mm。窗：均为铝合金窗（0.35kN/ m2）门：大门为玻璃门（0.45kN/ m2），其他均为木门（0.2kN/ m2）5金陵科技学院学士学位论文 第2章 结构选型和布置2 结构选型和布置2.1 确定结构体系、柱网与层高2.1.1 柱网与层高本教学楼采用7.2m的内廊式小柱网，边跨为5.4m，中间跨为2.4m，层高取3.3m。结构平面布置图见图2.1图2.1 结构平面布置图2.2 框架结构的计算简图室内外高差0.6m，基础顶面至室外地坪0.5m，h=0.6+0.5+3.3=4.4m图2.2 横向框架结构的计算简图2.3 梁、柱截面尺寸、板厚的初步确定主体结构共4层，层高均为3.3m，内外墙均为200mm厚，门窗详见门窗表，楼层屋盖均为现浇钢筋混凝土混凝土结构。板厚取120mm：h取120mm3600/40mm2.3.1 梁截面尺寸的估算2.3.1.1 横向框架梁高度h应满足： h AB、CD跨：L=5400mm，则450mm h 675mm，取h=600mmBC跨：L=2400mm，则200mm h 300mm，取h=300mm宽度b应满足： b AB、CD跨：200mm b 1.4Tg = 1.4 0.35 = 0.49 s上式中，对于民用建筑取=0.60.8，本设计取=0.7；对于类场地土近似取特征周期值Tg =0.35s 横向水平地震作用的计算根据建筑抗震设计规范（GB500112010）第5.1.2条规定，对于高度不超过40米，以剪切变形为主，且质量和刚度沿着高度分布比较均匀的结构，以及近似于单质点体系的结构，可以采用底部剪力法等简化方法计算抗震作用。因此本框架采用底部剪力法计算抗震作用。在类场地，7度设防区，设计地震分组为第一组情况下，由建筑抗震设计规范（GB500112010）表5.1.41和表5.1.42可查得：结构的特征周期Tg和水平地震影响系数最大值为：Tg =0.45s，=0.08则，结构结构等效总重力荷载：。T1 1.4Tg = 1.4 0.35 = 0.49 s，故需考虑框架顶部附加集中力作用。对于多层钢筋混凝土房屋，顶部附加地震作用系数可以按照特征周期Tg及结构的基本周期T1来确定，当Tg=0.30.4s时，框架横向水平地震作用标准值为：结构底部：故附加的集中水平地震作用为：各楼层的地震作用和地震剪力标准值计算见表4.5表4.5 楼层地震作用和地震剪力标准值计算表层 次层 高(m)高 度(m)重 量 (kN)()剪力 Vi(kN)43.314.37054.41100878.06513.74697.8833.311.007743.8585182.35433.811131.6923.37.78010.0561677.39314.101445.7914.44.410871.4947834.56243.611689.404.2.2.2 水平地震荷载作用下的结构变形验算根据建筑抗震设计规范（GB500112010）的要求，本结构须进行多遇地震作用下的抗震变形验算，要对结构的变形加以限制，使其层间弹性位移以及结构顶点位移不超过一定的限值。对于砌体填充墙的框架结构，其层间弹性位移限值为，其顶点弹性位移变形限值。表4.6 结构变形计算表层 次层 高(m)剪力 Vi(kN)刚度(kN/m)层间位移=(m)43.3697.8810983280.000641/51560.0057033.31131.6910983280.001031/32040.0050623.31445.7910983280.001321/25000.0040314.41689.406231340.002711/16240.00271由上表可知，结构层间相对位移均小于，故其层间弹性位移满足要求。同时，最大位移发生在第一层，其楼层最大位移与楼层高之比：小于建筑抗震设计规范（GB500112010）第5.5.1条规定的位移极限值=1/550，故结构顶点位移也满足要求。横向框架上的地震作用简图，如下图4.2所示：图4.2 横向框架上的地震作用简图4.2.2.3 水平地震荷载作用下横向框架(KJ-2)内力计算由底部剪力法计算出来的每层的地震剪力，按照每榀框架的刚度比值分配到每榀框架上，而每榀框架的地震剪力按柱的刚度比值分配到每一根柱上，最后以反弯点法求结构的内力。其内力的计算如下： 地震剪力的分配在每层结构中，KJ-2的地震剪力分配系数为：非底层；底层故地震剪力分配如下表：表4.7 地震剪力分配计算表第四层 =697.88 kN0.0993=69.30 kNA柱B柱69.30 =19.6kN69.30 =15.05kN第三层 =1131.69 kN0.0993=112.38 kNA柱B柱112.38= 31.78kN112.38= 24.41kN第二层 =1445.79 kN0.0993=143.57 kNA柱B柱143.57=40.61kN143.57= 31.18kN第一层 =1689.40 kN0.0926=156.44 kNA柱B柱156.44=37.62kN156.44= 40.60kN注：在剪力分配时，D柱与A柱相同，C柱与B柱相同，故表中未列出D柱和C柱的剪力。 柱的反弯点高度计算表4.8 反弯点高度计算表位置系数ABCD第四层m=4n=4h=3.3m1.522.05同B柱同A柱0.3750.425110011001100y0.3750.4251.2381.403第三层m=4n=3h=3.3m1.522.05同B柱同A柱0.450.453110011001100y0.450.4531.4851.495第二层m=4n=2h=3.3m1.522.05同B柱同A柱0.4510.5110011001.331.33-0.0250y0.4260.501.4061.65第一层m=4n=1h=4.4m2.032.74同B柱同A柱0.550.55000.750.750000y0.550.552.422.42注：1、由m、n及查表得到。 2、由及查表得到，；当时，取倒数，即，并且值取负号“”。 3、由及查表得到，。 4、由及查表得到，。 5、；。 柱端弯矩及剪力计算框架第i层j柱分配到的剪力Vij以及该柱上、下端的弯矩和分别按下列各式计算：柱端剪力：柱端弯矩：下端 上端 式中：Dij为i层j柱的侧移刚度；h为该层柱的计算