某校图书馆土木工程毕业设计.doc

69沈阳建筑大学 2006届毕业设计沈阳建筑大学土木工程专业（本科）毕业设计设计题目：某技术专科学校图书馆 需要全套：图纸和文档联系QQ625880526 或手生姓名： 班 级： 学 号： 指导教师： 完成日期： 2006年6月10日 沈阳建筑大学土木工程专业（本科）毕业设计说明书毕 业 设 计 题 目: 某技术专科学校图书馆专 业 班 级: 学 生 姓 名: 指 导 教 师: 2006年 6 月10日沈阳建筑大学 土木工程专业（本科）毕业设计选题报告毕业设计题目某技术专科学校图书馆指导教师姓名教研室名称（单位）建筑工程系是否首次指导毕业设计否选题内容提要一、 公共建筑设计基本知识，建筑造型与功能、环境的关系，建筑节能与保温，装饰材料的选用等。二、 建筑结构的基本要求、方法和原理。三、 土力学与地基基础基本知识和相关知识。四、 建筑结构抗震设计的基本原理及措施，地震作用分析。五、 钢筋混凝土框架结构的内力分析及强度、刚度计算。六、 建筑结构材料的特性及应用。选题的必要性本图书馆设计适用于建筑工程专业本科生，学生通过设计了解建筑设计的全过程，掌握建筑设计和结构设计的基本知识。本设计采用多层框架结构形式，有利于学生综合运用所学的专业基础课及相关课程。能有效地提高学生的独立分析问题和解决问题的能力。选题的可行性根据大学所学到的和掌握的专业基础知识，能够在规定的时间内完成任务书规定的设计内容，并通过本设计进一步巩固和掌握所学的知识。增强自己独立分析问题和解决问题的能力。审核意见教研室主任意见签字：年 月 日沈阳建筑大学 土木工程专业（本科）毕业设计任务书题 目 某技术专科学校图书馆 起讫日期 2006年4月10日至2006年6月10日学生姓名 院(系) 建工系 专业班 指导教师 指导教师单位 辽宁省金帝设计院指导教师 指导教师单位 沈阳建筑大学 设计地点 沈阳建筑大学 1、设计的原始资料及依据：见任务书2、设计任务及要求： 见任务书3、对设计说明书内容的要求：毕业设计说明书一般可综合归纳为以下几个部分。 正文：它是设计说明书的主体部分。是作者对自己所做设计和计算工作的详细介绍。主要包括方案的论证和主要参数的计算两大部分。方案论证指当设计方案确定之后，作者说明为何选择这个方案。方案特点何在的说明过程。主要参数的计算包括：列出工程确定的已知条件（含水文、地质、地形、气候、材料等）、理论公式、计算简图及详细的计算步骤和计算的结果。4、图纸要求：毕业设计文件的规格：毕业设计文件，统一采用1号图纸（2张手绘铅笔图建筑、结构各1张其他均为计算机出图），应按施工设计图纸的要求进行设计与绘制。图面布置要整洁、合理，并符合规范要求，字体采用工程字。5、时间进度安排：顺序阶段日期计划完成内容指导教师检查意见备注13周建筑设计27周结构设计完成日期：2006年6月10日沈阳建筑大学 土木工程专业（本科）指导教师评阅意见书 指导教师签字：年 月 日沈阳建筑大学 土木工程专业（本科）指导教师评阅意见书 指导教师签字： 年 月 日沈阳建筑大学职业技术学院建筑工程系毕业设计答辩记录土木工程专业 班级 学生 指导教师 毕业设计题目 某技术专科学校图书馆 答辩时间 06 年 6 月 日 时 分 至 时 分出 席 人组长 组员 、 、 答辩委员会（答辩小组）提出的问题和答辩情况：记录人： 年 月 日沈阳建筑大学职业技术学院土木工程专业（本科）毕业设计答辩委员会评审意见学生姓名： 院（系）： 专业班级： 题目名称：某技术专科学校图书馆评审意见：经评定，该生毕业设计成绩为： 土木工程专业（本科）建筑工程系答辩委员会年 月 日 目 录第一章 建筑设计论述1第二章 结构设计论述2第三章 结构计算3第四章 水平地震作用下框架内力分析8第五章 水平风荷载作用下内力分析15第六章 框架在竖向作用下的内力分析19第七章 内力组合35第八章 框架结构配筋计算43第九章 现浇板配筋计算50第十章 基础设计52附：致辞 54参考文献 55一.建筑设计论述（一）.设计依据：1.依据建筑工程专业2006届毕业设计任务书。2.建筑结构荷载规范3.混凝土结构设计规范4.建筑抗震设计规范5.建筑地基基础设计规范及有关授课教材、建筑设计资料集、建筑结构构造上资料集等相关资料。（二）.设计内容：1.设计内容、建筑面积、标高：（1） 设计题目为“某技术专科学校图书馆设计”。 （2） 建筑面积：5971.5m2，共五层，层高均为3.9m。（3） 室内外高差0.450m，室外地面标高为-0.450m。（4） 外墙370mm厚空心砖，隔墙240mm厚空心砖，楼梯间墙为370mm厚空心砖。2.各部分工程构造：(1) 屋面( 不上人屋面)SBS型改性防水卷材冷底子油一道30mm厚1:3水泥砂浆找平层煤渣找坡层2%（最薄处15mm厚）平均厚度81mm20mm厚1:3水泥砂浆找平层80mm厚苯板保温层20mm厚1:3水泥砂浆找平层120mm厚钢筋混凝土板20mm厚混合砂浆板下抹灰刮大白二遍(2)楼面：大理石板15mm水泥砂浆找平层120mm厚钢筋混凝土板20mm厚石灰沙浆抹灰刮大白二遍3.建筑材料选用： 墙：普通粘土空心砖 窗:采用塑钢窗二.结构设计论述1. 气象条件：雪荷载0.50KN/m2，基本风压：0.55KN/m2.2. 工程地质条件： 根据地质勘探结果,给定地质情况如下表:地质条件一览表序号岩土分类土层深度厚度范围地基土承载力桩端阻力桩周摩擦力1杂填土0.00.80.32粉土0.81.80.5120103中砂1.82.8 0.8200254砾砂2.86.5 3.73002400305圆砾6.512.55.6.05003500 60注：1 拟建场地地形平坦，地下稳定水位距地表-6m，表中给定土层深度由自然地坪算起。2 建筑地点冰冻深度-1.2m。3 建筑场地类别：类场地土。4 地震设防基本烈度：7 度。3.材料情况： 非承重空心砖MU5；砂浆等级为M5；混凝土：C30（基础）、C30（梁、板、柱、楼梯）纵向受力钢筋：HRB335级；箍筋：HPB235级钢筋4.抗震设防要求：设防基本烈度为7度，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度值为0.10g。5.结构体系：现浇钢筋混凝土框架结构。6.施工：梁、板、柱均现浇。三.结构计算1. 结构平面简图：见图：2.材料情况：非承重空心砖MU5；砂浆等级为M5；混凝土：C30（基础）、C30（梁、板、柱、楼梯）：纵向受力钢筋：HRB335级；箍筋：HPB235级钢筋。3.截面尺寸选取：1） 框架柱：根据轴压比公式初步估定柱截面尺寸：Nc/fcbh0.9（三级框架）（框架柱的负荷面积内每平米按14 KN/m2初估）选定柱截面尺寸： bc1hc1=600mm600mm2）框架梁： h =（1/8-1/14）Lb =（1/2-1/3） h 边梁： L=7500mm， 取 h = 600mm b = 300mm过道梁：L=3000mm， 取 h = 500mm b =250mm次梁： L=6600mm， 取 h = 500mm b = 250mm3） 连续板 ：h=l/401/45L（短跨方向）边 跨：h=100mm中 跨：h=100mm4.荷载汇集：1）屋面：（1） 恒载：SBS防水卷材 0.3 KN/m230mm水泥砂浆坐浆找平层 0.6 KN/m2煤渣混凝土找坡层2% 1.134 KN/m220mm厚1：3水泥砂浆找平 0.4 KN/m280mm厚苯板保温层 0.01 KN/m220mm厚1：3水泥砂浆找平 0.4 KN/m2120mm厚混凝土屋面板 3.0 KN/m220mm厚石灰沙浆抹灰 0.34 KN/m2 = 5.73 KN/m2（2）活载（不上人屋面）： 0.50 KN/m2 雪载： 0.50 KN/m2 2）楼面：（1）恒载：大理石板： 0.28 KN/m2 20mm厚水泥砂浆坐浆: 0.4 KN/m220mm厚水泥砂浆找平层： 0.4 KN/m2100mm厚钢筋混凝土板： 2.5 KN/m220mm厚水泥砂浆坐浆找平层： 0.4 KN/m2 刮大白二遍 ： 0.05 KN/m2 = 4.03 KN/m2活载： 走廊： 3.5 KN/m2 阅览室： 2.0 KN/m2楼梯： 3.5 KN/m2厕所： 2.5 KN/m2办公室： 2.5 KN/m2书库： 5.0 KN/m23）梁： 考虑梁上抹灰，取梁自重26 KN/m3 （1）b1h1=300mm600mm q1=260.60.3=4.68KN/m （2）b2h2=250mm500mm q2=260.50.25=3.25KN/m4）墙体： （砌体与抹灰之和）（1）外墙：10.30.37=3.81 KN/m2 （2）内墙：10.30.24=2.472 KN/m2（3）抹灰：外墙面外抹灰： 20mm厚水泥砂浆 0.4 KN/m2 外墙面内抹灰及内墙抹灰：20mm厚石灰砂浆 0.34 KN/m2墙总重：外墙： 3.81+0.4+0.34 =4.55 KN/m2 内墙： 2.472+0.342 =3.152 KN/m2 5）柱子： （考虑柱子抹灰，取柱子自重27 KN/m3）270.60.6 = 9.72 KN/m26）门、窗： 门：0.2 KN/m2 窗：0.45 KN/m25.各层重力荷载代表值计算：（如图：第6页） 五层： 女儿墙: (7.52+0.6+6.63+3+0.6)2-9.60.24118=295.49 KN 屋 面： (7.52+0.6)(6.63+3+0.6)5.73=2091.68 KN 框架梁（300600）：(155+22.83) 4.68=661.11 KN 框架梁（250500）：332.5=29.25 KN 次 梁（250500）：22.823.25=148.2 KN 柱 子：3.9/29.7235=284.31 KN 外 墙: (22.8+15+64-2.44-2.16)(3.9/2-0.6)4.55=243.24 KN 内 墙: (15-1.2)2+6(3.9/2-0.6) 3.15=142.88 KN 外墙窗: 2.36+2.16+2.44+3.61.350.45=24.06KN = 3595.48 KN四层（1）: 柱 子：3.9/29.7215=284.31 KN 外 墙: (22.8+15)2-6.6-33.9/2-(2.36+2.16+2.44-3.6)1.054.5=403.79KN 内 墙: (15-1.2) 2+6-1.53-3 3.9/23.15=106.32KN 外墙窗：2.36+2.12.44+3.6 1.350.45=24.06KN 内墙门: 1.53+3 1.950.2=2.93KN = 902.41 KN四层（2）: 楼 面： 376.834.03=1518.6 KN 框架梁（300600）：661.11 KN 框架梁（250500）：29.25KN 次 梁（250500）：148.2 KN 柱 子：284.31KN 外 墙: 243.24 KN 内 墙: 142.8 KN = 2998.26KN三层（1）:同四层（1） = 902.41KN三层（2）:同四层（2） = 2998.26KN二层（1）:同三层（1） = 902.41KN二层（2）:同三层（2） = 2998.26KN一层（1）:同二层（1） = 902.41KN一层（2）： 楼 面：376.234.03=1518.6 KN 框架梁（300600）：661.11 KN 框架梁（250500）：29.25 KN 次 梁（250500）：148.2 KN 柱 子：5.4/2159.72=393.66 KN 外 墙(22.8+15+64-2.44-2.16)(5.4/2-0.6)4.55=378.38KN内 墙:(15-1.2)2+6(5.4/2-2.6)3.15=222.26 KN = 3322.21 KN结构重力荷载代表值: 顶层Gi= Gi+0.5Q 其它层Gi= Gi+1.0Q G5 = 3595.48+0.5376.830.5=3689.69 KN G4 = 902.41+2998.26+1(7.56.65+3.96.62.5+3.66.63.5+33.5+1513.62)=4861.18 KN G3 = G4 = 4861.18KN G2 = G3 = 4861.18 KN G1 = 902.41+3322.21+1(7.5+3.9)6.62.5+3.66.63.5+3153.5+1513.62=5061.38KNG= G5+G4+G3+G2+G1= 23240.4KN四.水平地震作用下的框架内力分析1、梁线刚度： 在计算梁线刚度时，考虑楼板对梁刚度的有利影响，即板作为翼缘工作。在工程上，为简化计算，通常梁均先按矩形截面计算某惯性矩I0，然后乘以增大系数。中框架梁I=2.0I0 边框架梁I=1.5I0梁采用C30混凝土，EC=3107 KN/m2 Ic=1/12bh（m4）梁的线刚度bhm2LI0=bh3/1210-3 m4边框架梁中框架梁Ib=1.5I010-3 m4Kb=EI/L104KN.m4I=2.0I010-3m4Kb =EI/L104KN.m40.250.56.62.603.901.775.22.360.30.67.55.408.103.2410.804.322、柱的线刚度： 柱子采用C30混凝土 Ec=3.0107 kN/m 首层高度5.4m 2-5层高度3.9m 柱子截面采用： 600mm600mm一般层： = D=首层： = D=层数层高m 柱号根数bhmmKc=EcIc /H104KN.m12/h1/m DD楼层Di104KN/m 2-5 3.9Z140.60.68.310.390.160.791.054.221.928Z220.520.211.3792.758Z340.520.211.3795.516Z420.780.281.8382.758Z511.040.342.2322.232Z621.040.342.2324.464 层数层高m 柱号根数bhmmKc=EcIc /H104KN.m12/h1/m DD楼层Di104KN/m 1 5.4Z140.60.66.00.540.4490.411.0064.024 17.339Z220.720.4491.1052.21Z340.720.4491.1054.42Z421.080.5131.2622.524Z511.440.5641.3871.387Z621.440.5641.3872.774D1/D2 =17.339/21.928=79% 70% 满足要求3、 自振周期计算： 采用能量法计算层数楼层重力荷载代表值Gi（KN）楼层剪力Vi=Gi（KN）侧移刚度Di（KN/m）层间侧移i=Vi/Di(m)楼层侧移i=i(m)GiiGii53689.693689.692192800.0170.335123641444861.188550.872192800.0390.318154649134861.1813412.052192800.0610.279135637824861.1818273.232192800.0830.218106023115061.3823334.611733900.1350.1356839223334.6158811606（1）.计算T1及1:;T1=T1=1.70.65=0.58(s)场地为类，设计地震分组第一组，查得Tg=0.35s，因为T11.4Tg=0.49 ,所以n=0又根据抗震规范可知：=0.05，2=1.0，r=0.9而 max=0.08（多遇地震）max=0.50（罕遇地震） 又因为：Tg T1 5 Tg ，所以1=（Tg/ T1）2max=（0.35/0.58）1.00.08=0.051（2）.平地震作用（底部剪力法）=0.8523334.61=19834.41 KNFEK=1Geq=0.05119834.41=1011.56 KN又由于n=0 所以Fi= FEK（计算见下表）=213690+17.14861+13.24861+9.34861+5.45061=297315 KN.m质点Hi(m)Gi(KN)FEK(KN)nFn(KN)Fi(KN)Vi(KN)(=0.16)52136901011.5600263.65263.6559.04417.14861282.81546.46136.81313.24861282.81764.77214.5929.34861153.81918.58292.3715.4506192.981011.56373.34（3）.水平地震作用下的层间位移和顶点位移计算：（见下表）层次Vi(KN)Hi(m)Di104(KN/m)uei=Vi/di10-4 (M)uei/ hi5263.652121.92812.021/174704546.4617.121.92824.921/68623764.7713.221.92834.881/37842918.589.321.92841.891/222011011.565.417.33958.341/926 满足规范规定的弹性要求。（4）剪力图（KN） （5）水平地震作用下框架柱剪力和柱端弯矩（D值法）反弯点到柱下端结点的距离，即反弯点高度。标准反弯点高度比。上下横粱线刚度比对标准反弯点高度比的修正系数。上层层高变化修正值。下层层高变化修正值。根据框架总层数，该柱所在层数和梁柱线刚度比查表得。中框架边柱层h(m)y0y1y2y3y53.90.520.30.0000.0000.0000.343.90.520.40.0000.0000.0000.433.90.520.450.0000.0000.0000.4523.90.520.500.0000.0000.0000.5015.40.720.690.0000.0000.0000.69中框架中柱层h(m)y0y1y2y3y53.91.040.350.0000.0000.0000.3543.91.040.450.0000.0000.0000.4533.91.040.450.0000.0000.0000.4523.91.040.500.0000.0000.0000.5015.41.440.650.0000.0000.0000.65中框架边柱层H(m)Di(KN/m)D(KN/m)D/DiVi(KN)Vik(KN)M下（KNm）M上(KNm)53.9219280137900.0692263.2516.560.316.7947.7943.9219280137900.0692546.4634.370.446.9287.1333.9219280137900.0692764.77948.100.4584.41103.1723.9219280137900.0692918.5857.780.5112.67112.6715.4173390110500.06371011.5664.660.69240.10107.87中框架中柱层H(m)Di(KN/m)D(KN/m)D/DiVi(KN)Vik(KN)M下（KNm）M上(KNm)53.9219280223200.101263.2526.580.3536.2867.3843.9219280223200.101546.4655.190.4586.10129.1433.9219280223200.101764.7777.240.45135.56165.6823.9219280223200.101918.5892.780.5180.96180.9615.4173390138700.0801011.5680.920.65262.18174.78注： 柱上端矩：MC上=Vij(1-y)h ; 柱上端弯矩：MC下= Vij y h ；（6）水平地震作用下梁端弯矩按下式计算：B1= KB1/(KB1+KB2)MB1=(MC上+MC下)B1 B2= KB2/(KB1+KB2)MB2=(MC上+MC下)B2层次9/B轴10/B轴MC上MC下B1M1/C1/EMC上MC下B1B2M1/E1/CM1/E2/E547.7916.78147.7967.3836.280.50.533.6933.69487.1346.92193.91129.1486.100.50.582.7182.713101.1784.411147.09165.58135.560.50.5125.84125.842112.67112.671197.08180.96180.960.50.5158.41158.411107.87204.101220.54174.78262.180.50.5177.87177.87（7）水平地震作用下的梁端剪力和柱轴力标准值：层次9/B 10/B跨梁端剪力10/B 11/B跨梁端剪力柱轴力L(m)L(m)边柱（KN）中柱(KN)57.547.7933.6910.867.533.6947.7910.8610.86047.593.9182.7123.557.582.7193.9123.5534.41037.5147.09125.8436.397.5125.84147.0936.3970.80027.5197.08158.4647.407.5158.41197.0847.40118.2017.5220.54177.8753.127.5218.48270.5453.12171.320（8）水平地震作用下的框架内力图如下： 五.水平风载作用下的框架内力分析辽阳地区+基本风压 0.5 5KN/m ； 风载体形变化系数： 按C类地区查表：离地高度5101520z0.740.740.740.84风震系数：由于房屋高度未超过30m，所以z=1.0wk=zszwoFWki= wkiAi翼缘部分层zszW0WkFWk51.00.8+0.50.840.5519.4711.6840.8425.7415.4430.7425.7413.6420.7425.7413.6410.7427.2314.431. 水平风载作用下的层间剪力图如下：2. 水平风载作用下框架柱剪力和柱弯矩：3.边柱（中框）层次H(m)Di(KN/m)D(KN/m)D/DiVi(KN)Vik(KN)M下（KNm）M上(KNm)53.9219280137900.062911.680.7350.260.752.2143.9219280137900.062927.121.7060.352.334.3233.9219280137900.062940.762.560.454.495.4923.9219280137900.062954.43.420.546.007.3415.4173390110500.063768.834.380.6916.327.33中柱（中框）层次H(m)Di(KN/m)D(KN/m)D/DiVi(KN)Vik(KN)M下（KNm）M上(KNm)53.9219280223200.10111.681.180.351.612.9943.9219280223200.10127.122.740.44.236.4133.9219280223200.10140.764.120.457.238.8423.9219280223200.10154.45.490.510.7110.7115.4173390138700.08068.835.510.6519.3410.41注：（1） ;（2）;（3）3.水平风载作用下梁端弯矩按下式计算：B1= KB1/(KB1+KB2)MB1=(MC上+MC下)B1 B2= KB2/(KB1+KB2)MB2=(MC上+MC下)B2层次9/B轴10/B轴MC上MC下B1M1/C1/EMC上MC下B1B2M1/E1/CM1/E2/E52.120.7512.212.991.160.50.51.4951.49544. 322.3315.076.414.230.50.54.014.0135.494.4917.828.847.230.50.56.5356.53527.346.00111.8310.7110.710.50.58.928.9217.3316.32113.3310.4119.340.50.510.5610.563. 水平风载作用下的梁端剪力和柱轴力标准值：层次9/B 10/B跨梁端剪力10/B 11/B跨梁端剪力柱轴力L(m)L(m)边柱（KN）中柱(KN)57.52.121.4950.487.51.4952.120.480.48047.55.074.021.217.54.015.071.211.69037.57.826.5351.917.56.5357.821.192.6027.511.838.972.777.58.9711.832.776.37017.513.3310.563.197.510.5613.333.199.5604. 水平风载作用下的弯矩、剪力、轴力图：（见图）六.框架在竖向荷载作用下的内力分析1.框架计算简图：（1） 屋面板均布荷载传递路线：（2） 竖向荷载作用下梁的计算简图：（见第20页）2、竖向荷载计算：1）恒载：（1） 屋面梁上线荷载标准值：梁自重： 边跨梁（300600）： 0. 60.326=4.68 KN/m屋面板荷载：屋面板边跨为3.75m6.6m，属于双向板。对所计算的框架梁传递三角形荷载。折算系数：边跨：1=0.5 1-22+3=0.625屋面梁上线荷载标准值为：边跨：g1 =（5.730.6251.8752）2 + 4.68 = 31.57 KN/m（2）楼面梁上线荷载标准值： 边跨：g3 =4.68+4.030.6251.87522=23.57 KN/m 2）活荷载：（1）屋面：q1=0.50.6251.87522=2.34 KN/m（2）楼面：边跨 q3=2.00.6251.87522=9.38 KN/m附：次梁上的集中荷载：（1） 恒载：屋面： =1.875/6.6=0.284 1-22+3=0.86G1=0.865.731.8756.62=121.96KN G2=3.256.6=21.45 KN G= G1+ G2=143.41 KN 楼面：=1.875/6.6=0.284 1-22+3=0.86G1=0.864.031.8756.62=85.78 KN G2=3.256.6=21.45 KN G= G1+ G2=107.23 KN（2） 活载：屋面：=1.875/6.6=0.284 1-22+3=0.86Q=0.80.51.8756.62=10.64 KN楼面：=1.875/6.6=0.284 1-22+3=0.86Q=0.862.01.8756.62=42.57KN边纵梁产生的集中荷载：（1）恒载：女儿墙：6.61180.24=28.51KN 纵梁：4.686.6=30.89KN屋面：5.73（6.6-1.875）1.875=50.76KN 外墙：（6.63.3-2.12.42）4.55=53.24KN 楼面：40.3(6.6-1.875)1.875=35.70KN（2）活载：屋面：0.5(6.6-1.875)1.875=4.4