烟台大学经济管理学院教学楼土木工程专业毕业设计.doc

济南大学毕业设计毕业设计题 目 烟台大学经济管理学院教学楼 学 院 土木建筑学院 专 业 土木工程 班 级 土木0906 学 生 韩晓东 学 号 20090622056 指导教师 高红卫 2013年五月二十七日I土木建筑学院 土木0906 韩晓东 毕业设计 第 100 页 共 100页1 建筑设计总说明1.1设计题目设计题目 烟台大学经济管理学院教学楼设计 1.2设计内容 我设计的六层教学楼，建筑面积是7774.44平方米, 上下可浮动20%，层高3.9米。因为它隶属烟台大学的一部分，其行政办公、生活福利建筑、部分建筑及设施如电化教室、学院办公室、运动场等均可使使用学校的相应建筑与设施。建筑主要是普通、合班教室，实验室。 3 板的设计3.1 屋面板设计3.1.1 荷载计算;板的恒荷载标准值：4mm厚SBS卷材 0.004*12=0.048kN/ 100mm厚聚苯保温板 0.14=0.4kN/ 80mm厚水泥焦渣找坡 150.08=1.2kN/ 20mm厚1：3水泥砂浆找平层 200.02=0.4 KN/ 120厚钢筋混凝土楼板 250.12=3kN/ 屋面恒荷载 5.778kN/ 活荷载标准值： 0.5kN/ 所以荷载总设计值： 1.25.778+1.40.5=7.63kN/3.1.2 内力计算板的分格布置如图：（1）B1五跨连续单向板的内力计算： 截面A支座1跨跨中B支座2跨跨中C支座3跨跨中弯矩系数-1/161/14-1/111/16-1/141/16计算跨度3.93.93.93.93.93.9弯矩-7.258.2910.557.25-8.297.25截面位置A1B2C 3 M(KNm)-7.258.2910.557.25-8.297.250.040.050.060.040.050.060040.050.060.040.050.04294.05337.3432.38294.05 337.32294.05选用配筋814081408110814081408140实际配筋面积3604573603603603603 )已知B2、B3是双向板荷载设计值B2 B3：g= 1.25.778=6.93 kN / q=1.40.5=0.7kN / q/2=0.35 kN / g+q/2=7.28 kN / g+q=7.63kN / 内力计算三种板格的计算跨度：板的弯矩值计算（KNm）板区格232.9403.0003.93.90750.772.9702.966 板区格231.8052.652-5.276-5.298-5.276-5.2984.253-4.3974.253-4.3973.2.2 内力计算板的分格布置如图： （1）B1为五跨连续单向板，内力计算如下表： 截面A支座1跨跨中B支座2跨跨中C支座3跨跨中弯矩系数-1/161/14-1/111/16-1/141/16计算跨度3.783.93.93.93.93.9弯矩-7.1518.70011.0737.613-8.7007.151 B1的配筋计算截面位置A1B2C 3 M(KNm)-7.1518.70011.737.613-8.7007.1510.0500.0610.0770.0530.0610.050005130.0630.0800.0540.0630.0513349.33429544.76367.7 429349.33选用配筋81408110890813081108140实际配筋面积360457559.0387.0457360(3 )B2、B3是双向板荷载设计值B2 B3：g= 1.24.34=5.208 kN / q=1.42.5=3.5 kN / q/2=1.75 kN / g+q/2=6.958 kN / g+q=8.708kN / 内力计算三种板格的计算跨度：板的弯矩值计算（KNm）板区格232.9403.0003.93.90750.772.9702.966 续表3-7板区格231.8052.652-5.276-5.298-5.276-5.2984.253-4.3974.253-4.397截面配筋截面区格方向（M（KNm)配筋实际跨中21002.970148.876190149901.80590.48412010531002.996150.176180157902.652132.936200141支座2-1100-5.276365.7381303872-2100-4.397321.2281303871-3100-5.298370.2181303874 框架设计4.1 结构布置及结构计算简图的确定 上部各层柱 i=E1/120.40.453/3.9=1.210-3E底层柱i=E1/120.40.453/4.95=9.510-4E4.2 荷载计算 4.2.1 恒荷载标准值(1)屋面框架梁线荷载标准值 4mm厚SBS卷材 0.004*12=0.048kN/ 100mm厚聚苯保温板 0.14=0.4kN/ 80mm厚水泥焦渣找坡 150.08=1.2kN/ 20mm厚1：3水泥砂浆找平层 200.02=0.4 KN/ 120厚钢筋混凝土楼板 250.12=3kN/ 屋面恒荷载 5.778kN/边跨(AB、CD跨)框架梁自重及梁侧粉刷 7.774kN/m中跨（BC跨）框架梁自重及梁侧粉刷 1.281kN/m因此作用在顶层框架梁上的线荷载为：7.774KN/m 5.7783.9=22.53 kN/m1.281KN/m 5.7783.9=22.53kN/m2)标准层楼面框架梁线荷载标准值20mm厚板底粉刷抹平 170.02=0.34kN/120mm厚钢筋混凝土楼板 250.12=3.0kN/20mm厚1:4水泥砂浆结合层 200.02 =0.4kN/20mm厚1:3水泥砂浆找平层 200.02 =0.4kN/100mm厚铺地砖面层 200.021=0.2kN/ 楼面恒荷载 4.34kN/楼面梁自重标准值（1） 板传来的荷载边跨 恒荷载 g11=1.2*4.34*3.9=20.31 kN/m 活荷载q11=1.4*2.0*3.9=10.92 kN/m中跨 恒荷载 g12=1.2*4.34*3=15.624 kN/m 活荷载q12=1.4*2.0*3=10.5 kN/m楼面梁自重边跨恒荷载 g11=5.12 kN/m中间跨活荷载g12=3.16 kN/m边跨填充墙自重 0.24*（3.9-0.7）*19=14.592 kN/m填充墙及粉刷 2.176 kN/m因此作用在中间层框架上的线荷载为gAB1=gCD1=5.12+14.592+2.176=21.888kN/mgBC1=3.16 kN/mgAB2=gCD2=16.926 kN/m gBC2=4.343.9=16.926kN/m3)屋面框架节点集中荷载标准值 边柱连系梁自重： 0.250.43.925=9.75kN 梁侧粉刷： 0.020.423.917=1.19kN 600mm高女儿墙自重 0.240.63.919= 10.67 kN 墙侧粉刷 0.60.0223.917=1.59 kN连系梁传来屋面自重 1/23.91/23.95.778=21.97kN 顶层边节点集中荷载 G6A=G6D=45.17kN 中柱连系梁自重 0.250.43.925=9.75kN梁侧粉刷 0.02（0.4 -0.1）3.9217=0.80kN连系梁传来的屋面自重 顶层中节点集中荷载 G6B=G6C=55.92 kN 4）楼面框架节点集中荷载标准值 边柱连系梁自重 9.75kN 粉刷 1.19kN 钢窗自重 0.4532.1=2.84kN 窗下墙体自重 26.81kN 粉刷 1.99kN 框架柱自重 15.6kN 粉刷 1.47kN 连系梁传来的楼面自重 1/23.91/23.94.34=16.5kN 中间层边节点集中荷载 GA=GD=76.15kN 中柱连系梁自重 9.75kN 粉刷 1.19kN 内纵墙自重 46.55kN 粉刷 8.33kN 扣除门洞重 2.11.50.2252=31.5kN 框架柱自重 15.6kN 粉刷 1.47kN连系梁传来的楼面自 中间层中间节点的集中荷载 GB=GC=85.7kN4.2.3 风荷载计算风荷载标准值计算公式为 =zsz0其中w0=0.55 kN/m，风载体型系数，风振系数。（其高度小于30米）风荷载作用下的内力计算层次zsz/mz0/kNm-2As/m2Pw/kN61.01.323.851.440.559.945102451.01.319951.320.5515.2114.3641.01.316.051.190.5515.2112.9431.01.312.151.070.5515.2111.6421.01.38.251.000.5515.2110.8811.01.34.351.000.5517.2612.344.2.4 地震荷载计算 地震作用只考虑一水平作用，并采用地底部剪力法来计算水平地震作用 （1）如下作用于屋面梁及各层楼面梁处一重力荷载代表值 屋面梁处的GEW=结构及构件自重+0.5雪荷载 =5.7783.9（8.12+3）+5.128.12 +3.163+(9.75+1.19)4+（15.6+1.47）2+(2.84+26.81)+(46.55+8.33-31.27) +(14.592+2.176)8.1+0.50.43.9(8.1+3+8.1)=853.54kN楼面梁处的GEi=结构和构件自重+0.5活荷载 =4.343.98.12+3+5.128.12+(9.75+1.19)4+(11.25+0.918)2+（15.6+1.47）4+(2.84+26.81)2+(49.25+8.92-31.5)2+(11.02+1.972)7.52+0.5=975.93kN底层梁处的GEi=结构和构件自重+0.5活荷载（底柱=0.40.43.925=19.6） =975.93-(15.6+1.47)4+(19.6+1.878)4=993.562kN（2）自振周期 T1=0.33+0.00069H2/B1/3=0.33+0.0006924.452/18.21/3=0.49s 楼层Gei/kNHi/mGeiHiGeiHi/GiHFei/kNVi/kN6853.5424.4520869.0530.25182.2182.215975.9320.5520055.3620.24178.93161.144975.9316.6516249.2350.19563.862253975.9312.7512443.1080.150 49938.858636.9810.10434.06308.191993.5624.954918.1320.05919.32327.51总计5750.8288.283171.8711327.5110.24kN 600 3900 14.36kN 390012.94kN 3900 11.64kN 3900 10.88kN 3900 12.34kN 4950 A B C D 8100 3000 8100风荷载作用下的结构计算简图82.21kN 600 3900 78.93kN 390063.86kN 3900 49.13kN 3900 34.06kN 390019.32kN 4950 A B C D 8100 3000 8100地震荷载作用下的结构计算简图 地处7度地震区，且高度30m，所以框架的抗震等级为三级，要求x0.35h0，即，故 （满足）。（满足） (2)框架的水平位移验算横向26层D值的计算构件名称中柱1.4750.59111900边柱2.8950.4216800底层D值的计算构件名称K=(i1+i2)/ ic=（0.5+K）/(2+K)D=12 ic/h2(KN/m)中柱根3.670.7437073边柱根1.870.6133506 （3）框架侧移验算横向水平地震作用下框架侧移计算层次限值682.2182.215502620.000071/450578.93161.145502620.00013463.862255502620.000173 49.13274135502620.00021234.06308.195502620.00024119.32327.512379110.00059 层次限值6102410244677230.000801/5020514.3624.604677230.00015412.9437.544677230.00020311.6449.184677230.00025210.8860.064677230.00028112.3472.42022250.00069层间位移： 底层 二层顶点位移：满足。 框架梁柱截面特征及线刚度计算构件构建位置截面b*h跨（高）度杆件线刚度线刚度相对值梁边跨0.25*0.78.11.7610-3E1.475中间跨0.25*0.531.7310-3E1.42柱非底层0.45*0.53.91.210-3E1底层0.45*0.54.950.9510-3E0.79恒载弯矩二次分配计算上柱下柱右梁左梁上柱 下柱右梁六层0.380.620.480.290.23-190.35190.35-13.63672.33118.02-84.82-51.24-40.6429.18-42.4159.01-22.825.038.20-17.37-10.5-8.32106.54-106.54147.17-84.56-62.596五层0.2750.2750.4500.3700.2260.2260.178-212.22212.22-10.2658.3658.3695.49-74.72-45.64-45.61-35.9536.1729.18-37.3647.75-22.82-22.82-7.70-7.70-17.35-0.78-0.477-0.477-0.37686.8379.84-171.44184.47-68.94-68.94-46.586四层0.2750.2750.4500.3700.2260.2260.178-212.22212.22-10.2658.3658.3695.49-74.72-45.64-45.61-35.9536.1729.18-37.3647.75-22.82-22.82-5.78-5.78-9.45-0.78-0.477-0.477-0.37681.7681.76-163.52184.47-68.94-68.94-46.586三层0.2750.2750.4500.3700.2260.2260.178-212.22212.22-10.2658.3658.3695.49-74.72-45.64-45.61-35.9536.1729.18-37.3647.75-22.82-22.82-5.78-5.78-9.45-0.78-0.477-0.477-0.37681.7681.76-163.52184.47-68.94-68.94-46.586二层0.2750.2750.4500.3700.2260.2260.178-212.22212.22-10.2658.3658.3695.49-74.72-45.64-45.61-35.9536.1730.14-37.3647.75-22.82-22.43-7.96-7.96-13.03-0.78-0.477-0.477-0.37686.5779.58-175.76184.69-68.8-69.41-46.48一层0.2840.2500.4660.3810.2320.2040.183-212.22212.22-10.2660.2758.3630.63-76.94-46.85-41.20-36.9629.18-38.4749.45-22.822.642.324.33-10.15-6.18-5.43-4.7892.0955.33-147.47174.58-75.85-46.63-52.09M中 = 1.02 Mo 1/2(Ml + Mr) 其中，Mo =1/8gl2o，Ml 、Mr为梁左端与右端处调幅以后的弯矩值，调幅系数应取= 0.15。计算结果如下：M6AB= M5CD =1.021/834.8148.121/2 (90.56+125.09) = 183.40 kNmM6BC= 1.021/818.1813.021/2 (53.21+53.21) =32.35kNm同理可得M5AB= M5CD =173.43kNmM5BC= -23.91 kNmM4AB = M4CD =176.79kNmM4BC = -23.31 kNmM3AB = M3CD =176.80kNmM3BC = -23.91kNmM2AB = M2CD =171.50kNmM2BC = -23.82 kNmM1AB = M1CD =187.82kNmM1BC = -28.59kNm (1)梁的剪力：顶层边跨梁： 顶层边跨由MB = 08.1V1 125.0990.56-34.8148.18.1/2= 0 V1 = 134.26 kN V2 = 147.73 kN顶层中跨梁：3)梁、柱的轴力计算顶层边柱轴力：N5上V1 顶层边柱柱顶轴力G6AN6上 = G6AV1 = 45.17+134.26 = 179.43kNN6下V1GxG6A顶层边柱柱底轴力Gx = 15.6+2.84+26.81+1.99+1.47= 48.71kN(其中Gx代表柱重墙重门窗自重粉刷层自重)N6下 = G6AV1Gx= 228.14 kN 顶层中柱轴力：V1N6上V2G6B顶层中柱柱顶轴力N6上= G6B V1V2 = 55.92+27.27+147.73= 230.92kNV1N6下V2G6B顶层中柱柱底轴力GyGy = 15.6+46.55+1.47=63.62 kN(其中Gy代表柱重纵墙自重门窗自重粉刷层自重)N6下 = V1V2G6BGy = 294.54 kN五层边柱轴力：N5上V1Gz NNN5下N6下五层边柱柱顶轴力Gz = 9.75+1.19+16.5= 27.44 kN(其中，Gz代表边柱连系梁自重粉刷层自重连系梁传来楼面自重)N5上 = N6下V1Gz = 477.81kNN5下 Gx五层边柱柱底轴力N5上N5下 = N5上 Gx = 526.52 kN五层中柱轴力：N6上V1V2Gp NNN5下N6下五层中柱柱顶轴力Gp = 9.75+1.19+34.08 =45.02 kN(其中Gp代表中柱连系梁自重粉刷层自重连系梁传来楼面自重)N5上 = V1 V2 N6下Gp = 519.47 kNN5下 Gy五层中柱柱底轴力N5上 N5下 = N5上 Gy = 583.09kN四层边柱轴力：N4上V1Gz NNN5下N5下四层边柱柱顶轴力N4上 = N5下V1Gz = 707.24kNN4下 Gx四层边柱柱底轴力N4上N4下 = N4上 Gx = 755.95 kN四层中柱轴力：N4上V1V2Gp NNN5下N5下四层中柱柱顶轴力N4上 = V1 V2 N5下Gp = 808.02 kNN4下 Gy四层中柱柱底轴力N4上 N4下 = N4上 Gy = 871.64kN三层边柱轴力：N3上V1Gz NNN5下N4下三层边柱柱顶轴力N3上 = N4下 V1 Gz = 936.67 kNN3下 Gx三层边柱柱底轴力N3上N3下 = N3上 Gx =985.38kN三层中柱轴力：N3上V1V2Gp NNN5下N4下三层中柱柱顶轴力N3上 = N4下GpV2V1= 1096.57 kNN3下 Gy三层中柱柱底轴力N3上N3下 = N3上 Gy = 1160.19kN第二层边柱轴力：N2上V1Gz NNN5下N3下二层边柱柱顶轴力N2上 = N3下 V1 Gz = 1169.08kNN2下 Gx二层边柱柱底轴力N2上N2下 = N2上 Gx = 1217.79 kN中柱轴力：N2上V1V2Gp NNN5下N3下二层中柱柱顶轴力N2上 = N3下Gp V1 V2 = 1368.94 kNN2下 Gy二层中柱柱底轴力N2上N2下 = N2上 Gy =1432.56kN一层边柱轴力：N1上V1Gz NNN5下N2下一层边柱柱顶轴力N1上 = N2下 V1 Gz = 1399.58 kNN1下 Gx一层边柱柱底轴力N1上N1下 = N1上 Gx =1448.29 kN一层中柱轴力：N1上V1V2Gp NNN5下N2下图2.35一层中柱柱顶轴力N1上 = V1 V2 N2下Gp = 1594.51 kNN1下 Gy一层中柱柱底轴力N1上N1下 = N1上 Gy = 1658.13kN恒荷载作用下框架的 弯矩如下所示。上柱下柱右梁左梁上柱 下柱右梁六层0.380.620.480.290.23-10.6710.67-0.9154.056.62-4.68-2.83-2.245.87-2.343.31-4.31-1.34-2.190.480.290.238.58-8.589.78-6.85-2.925五层0.2750.2750.4500.3700.2260.2260.178-42.6542.65-4.5711.7311.7319.19-14.09-8.61-8.61-6.7836.1729.18-37.369.55-4.31-4.31-7.70-7.70-17.35-0.34-0.21-0.21-0.1713.5317.37-30.8937.77-13.13-13.13-11.52四层0.2750.2750.4500.3700.2260.2260.178-42.6542.65-4.5711.7311.7319.19-14.09-8.61-8.61-6.785.875.87-7.059.55-4.31-4.31-1.29-1.29-2.11-0.34-0.21-0.21-0.1716.3116.31-32.6237.77-13.13-13.13-11.52三层0.2750.2750.4500.3700.2260.2260.178-42.6542.65-4.5711.7311.7319.19-14.09-8.61-8.61-6.785.875.87-7.059.55-4.31-4.31-1.29-1.29-2.11-0.34-0.21-0.21-0.1716.3116.31-32.6237.77-13.13-13.13-11.52二层0.2750.2750.4500.3700.2260.2260.178-42.6542.65-4.5711.7311.7319.19-14.09-8.61-8.61-6.785.876.06-7.059.55-4.31-4.31-1.34-1.34-2.20-0.3-0.185-0.185-0.14616.2616.26-32.7137.81-13.74-12.735-11.496一层0.2840.2500.4660.3810.2320.2040.183-42.6542.65-4.5712.1110.6619.87-14.51-8.83-7.77-6.975.87-7.269.94-4.310.480.4