教学楼-毕业论文.doc

青岛理工大学毕业设计 论文 第 I 页 摘摘 要要 本文的毕业设计主要讲述了的教学楼设计 设计的内容包括建筑设计 结构设计和 施工设计三部分 毕业设计是土木工程专业的必修课程 我的设计是教学楼设计 设计 采用钢筋混凝土现浇框架结构 建筑层数为三层 建筑总高度 12 5m 总建筑面积 2857 68 底层占地面积为 952 56 根据设计要求 设防烈度为 7 度 抗震等级为二 级 设计中要考虑抗震设计 设计包括建筑部分 结构部分 楼梯 基础等 根据任务 书定出各层平面图及平面布置 本方案主体结构为双向承重框架 在进行荷载计算和构 件截面估算后 选取了一榀框架进行计算 计算内容包括框架梁柱截面尺寸的选取及线 刚度的计算 恒载 活载 地震作用下梁端 柱端弯矩 剪力的计算 框架内力组合 框架梁柱配筋计算 楼梯配筋计算及基础配筋计算 楼梯采用钢筋混凝土板式楼梯 由 于柱网的限制 基础采用钢筋混凝土柱下独立基础 施工组织设计主要包括介绍工程概况 选择施工方案和施工方法 编排施工进度计 划 组织流水施工和绘制施工平面图以及叙述主要技术组织 安全措施等部分 关键词 关键词 钢筋混凝土结构 框架结构 独立基础 恒载 活载 青岛理工大学毕业设计 论文 第 II 页 Abstract This paper mainly tells about the design of a teaching building including constructional design structural design and working design Graduation thesis is compulsory for students majoring in civil engineering My thesis is about the design of a teaching building which is a reinforced concrete structured three storeyed building with a total height of 12 5meters a total area of 2857 68 square meters and a ground floor of 952 56 square meters According to the requirements of my project seismic design must be considered so the intensity for earthquake is 7 degrees the grade of antidetonation is 2 My design for this building includes constructional part structural part stairs and foundation The plans of every floor are based on the assignment book The main frame is a two way load bearing one After calculating the loads and estimating every sections of the components I choose a goods frame to calculate The constituents of the calculations are the selection of the size of the sections of beam columns calculation of the rigidity of thread calculations of dead loads and live loads calculations of bending moment and shearing force of the extremities of the roof beams and columns under seismic actions combination of frame interal forces calculations of how to prepare steel for frame columns for stairs and for foundation The stairs are reinforced concrete plate typed Because of the limitation of the column nets this design chooses linear leaf for foundation Organization Design Construction consists of descriptions of this project choices of constructional programme and method plans of working progress and pipeline working floor plans for working and descriptions of technology organizations and safety measures Key words Reinforced concrete structure frame structure linear leaf foundation dead loads live loads 青岛理工大学毕业设计 论文 第 I 页 目目 录录 摘 要 I ABSTRACT II 前 言 1 第 1 章 建筑设计 3 1 1 工程概况 3 1 2 总平面设计 3 1 2 1 基地大小 形状和道路 3 1 2 2 建筑物的朝向 3 1 2 3 绿化及其它 3 1 3 平面设计 4 1 4 立面设计和内外装修材料 5 1 4 1 立面设计 5 1 4 2 内部装修材料 5 1 5 剖面设计 5 1 6 防火及安全疏散设计 6 1 7 采光设计 7 1 8 细部设计内容 7 1 9 重要部位构造做法 7 1 9 1 墙面 8 1 9 2 室外散水 8 1 9 3 室外台阶 8 1 9 4 窗台 9 1 9 5 防水处理 10 1 9 6 屋面设计 10 第 2 章 结构设计说明 12 2 1 结构体系的选择与确定 12 2 1 1 结构形式 12 2 1 2 结构体系 12 2 2 柱网布置及构件初定 12 2 2 1 平面布置 12 2 2 2 柱网布置 12 2 2 3 立面布置 13 2 2 4 梁 柱截面的确定 13 2 2 5 楼梯方案选择 13 2 2 6 楼板尺寸 13 2 3 基本假定与计算简图 13 2 3 1 基本假定 13 2 3 2 计算简图 13 2 4 荷载计算 14 青岛理工大学毕业设计 论文 第 II 页 2 5 内力计算及组合 14 2 5 1 竖向荷载内力 14 2 5 2 水平荷载作用下的内力 14 2 5 3 内力组合 14 2 6 基础的考虑 15 2 6 1 地质设计条件 15 2 6 2 基础的选型 15 第 3 章 结构计算 16 3 1 结构布置及计算简图 16 3 1 1 结构布置 16 3 1 2 计算简图 16 3 1 3 框架梁 柱 板截面估算 17 3 1 4 材料选用 19 3 2 重力荷载计算 19 3 2 1 屋面及楼面永久荷载标准值计算 19 3 2 2 墙 梁 柱永久荷载标准值 20 3 2 3 门 窗荷载标准值 21 3 2 4 屋面及楼面可变荷载标准值 21 3 2 5 重力荷载代表值计算 21 3 3 水平荷载作用下的内力计算 30 3 3 1 框架侧移刚度计算 30 3 3 2 水平地震作用下框架的内力分析计算 31 3 3 3 水平风荷载作用下的框架内力分析 35 3 4 竖向荷载作用下结构内力计算 38 3 4 1 计算单元 38 3 4 2 荷载计算 39 3 4 3 内力计算 40 3 5 内力组合 47 3 5 1 内力调整 47 3 5 2 框架梁 柱内力组合 48 3 6 截面设计 51 3 6 1 承载能力极限状态验算 51 3 6 2 二层框架梁截面设计 51 3 6 3 框架 A 柱截面配筋设计 62 3 6 4 板的设计 取楼面板的设计为例 68 3 6 5 正常使用极限状态验算 70 3 6 6 楼梯设计 以 1 号楼梯为例 75 3 7 基础设计 以 A 柱柱下基础为例 78 3 7 1 荷载计算 78 3 7 2 确定持力层及地基承载力计算 79 3 7 3 基础底面尺寸确定 79 3 7 4 基础高度确定 79 3 7 5 基础底面配筋计算 80 青岛理工大学毕业设计 论文 第 III 页 第 4 章 施工组织设计 82 4 1 工程概况 82 4 1 1 建筑性质 82 4 1 2 结构形式 82 4 1 3 自然条件 82 4 1 4 工程地质条件及地理情况 82 4 1 5 技术经济条件 83 4 1 6 装饰工程 83 4 1 7 编制依据 84 4 2 施工部署 84 4 2 1 施工项目管理目标 84 4 2 2 施工组织管理机构 84 4 2 3 管理机构职责划分 85 4 3 施工进度计划 91 4 3 1 工期计划安排 91 4 3 2 施工工序 91 4 3 3 施工进度计划 92 4 3 4 工期保证总体措施 92 4 4 施工准备 94 4 4 1 施工现场准备 94 4 4 2 技术准备 94 4 5 主要施工方案与设备选择 94 4 5 1 施工流向与施工顺序 94 4 5 2 确定施工方法及机具选择 95 4 6 施工措施的拟定 107 4 6 1 雨季施工措施 107 4 6 2 技术保证措施 108 4 6 3 安全保证措施 108 4 6 4 降低成本措施 109 4 6 5 文明施工保证措施 109 4 6 6 消防保护措施 110 4 7 施工现场平面布置 111 4 7 1 施工平面布置图的原则 111 4 7 2 施工平面图设计 111 结 束 语 113 外文文献翻译 114 致谢 126 参考文献 127 附 录 129 青岛理工大学毕业设计 论文 第 1 页 前前 言言 毕业设计是土木工程专业本科培养的一个学习 实践 探索和创新相结合的实践性 教学环节 是土木工程专业人才培养过程中的一个重要阶段 其基本要求是 1 加强基本功 巩固 深化 综合大学前几年的基础理论和专业知识 2 培养创新能力 提高面向工程实际提出问题 分析问题 解决问题的能力 创新 性的完成毕业设计工作 标准及规范的使用 掌握工程制图 设计计算 计算机应用等 4 树立吃苦耐劳精神和团队精神 形成认真踏实 刻苦钻研的学习态度 善于组织 协调一致 5 接受较为完整的职业教育 通过毕业设计 对建筑设计 施工 科研工作的全过 程有相对完整的认识 为毕业后从事工程领域的设计 施工 研究 管理等方面的工作 奠定良好的基础 毕业设计是教学计划的最后一个教学环节 通过毕业设计可以培养学生综合运用所 学的基础理论和专业知识以及分析并解决实际工程技术问题的能力 让学生熟悉设计全 过程 掌握设计方法和设计技能 因此 毕业设计指导老师和学生都非常重视 毕业设计工作模式描述 房屋建筑工程毕业设计一般包括建筑设计 结构设计 施 工组织设计三个方面 为了能较好的组织好毕业设计 可将毕业设计明确划分为三个工 作阶段 即 毕业设计的准备阶段 方案设计阶段 毕业设计施工图阶段 两个模块 即 基本模块 选作模块 其具体的流程图表示如下 本次毕业设计的重点在方案设计 建筑部分 概念设计 结构部分 着重理解在 结构设计中的结构方案选择 荷载整理 荷载组合 抗震设计要求 内力组合 框架结 点构造 基础设计要点 施工技术措施等 青岛理工大学毕业设计 论文 第 2 页 在毕业设计的过程中 熟悉相关的书籍 规范 程序使用手册如 民用建筑设计通 则 建筑设计防火规范 建筑结构荷载规范 等通用性规范 在设计的过程中注意的问题是正确处理建筑设计和结构设计的关系 建筑设计主要解决以下问题 环境 场地 体形 与人的活动有关的空间组织 建筑技术问题 建筑艺术问题 结构设计主要解决以下问题 结构形式 结构材料 结构的安全性 适用性 耐久性 结构的连接构造和施工方法 结构设计是建筑设计的基础上进行的 但在建筑方案设计阶段就应考虑主体结构方 案 通过协调二者的关系 力争将合理的结构形式与建筑使用和美观需要统一起来 这次毕业设计我们小组要完成的题目是淄博市高青县寨子希望小学教学楼的设计 这个设计主要是依据任务书中所给出的建筑物中设置的房间及使用的面积和收集的资料 我们参观了费县颜真卿公园等在建建筑 这为我们毕业设计提供了充足的实践素材 并 且到学校图书馆借阅建筑规范 抗震规范 钢筋混凝土规范及结构计算计算手册等 为 我们设计提供了理论资料和计算依据 在教学楼的建筑设计中 根据使用要求对教学楼的各大部分 教室 办公室和会议 室等进行了合理安排 在结构设计部分完成了该房屋的结构平面布置 以一榀框架为例 对框架进行设计 计算 横向框架在水平地震作用 竖向恒荷载 竖向活载 竖向雪荷 载作用下的内力计算 内力组合及承载力计算 并且设计了柱下独立基础和楼梯 根据 以上设计绘制了相应的建筑施工图和结构施工图 本次毕业设计得到张校长 吴老师 刘老师 李老师的大力帮助 在此 对张校长 吴老师 刘老师 李老师表示深深的敬意和感谢 由于学生初次接触全面的设计 在理 论和经验上都很欠缺 设计水平十分有限 设计中存在不少缺点和错误 恳请各位老师 及同学给予批评指正 青岛理工大学毕业设计 论文 第 3 页 第第 1 1 章章 建筑设计建筑设计 1 1 工程概况工程概况 1 设计题目 高青县寨子希望小学教学楼 2 建设地点 淄博市高青县 3 项目介绍 主体为三层 总建筑面积为 2857 68m2 建筑总高度为 12 5m 层高为 3 9m 建筑底层设有门厅 教学楼 厕所 办公室 值班室等 二三层设教室 办公室 会议室 休息室 活动室 厕所 储藏室等 4 结构形式 现浇钢筋混凝土多层框架结构 5 楼梯设置 设有三部楼梯 满足消防要求 6 建筑结构等级 结构的安全等级 二级 建筑抗震设防类别 乙类 框架抗震等级 二级 地基基础设计等级 丙级 7 环境类别 与室外土壤直接接触的结构构件及地面以上外露构件为二类 b 卫生间 屋面等室内潮湿环境为二类 a 其余 室内正常环境 均为一类 1 2 总平面设计总平面设计 本工程建筑根据要求合理布置利用自己给出的基地环境考虑到符合总体规划的要求 环境与绿化的要求等进行综合布置 1 2 1 基地大小 形状和道路基地大小 形状和道路 基地的大小 形状对房屋的层次 平面组合的布局关系极为密切 除了和气候条件 节约用电以及管道设施等因素有关 还和基地大小与形状的现实可能性有关 基地内人 流 车流的主要走向 又是确定建筑平面内入口门厅位置的主要因素 本工程规划用地 1200m2 长 60m 宽 20m 东西南三侧均临近校园主干道路 地形平 整 交通便利 综合考虑各种因素后 确定建筑外形为矩形平面 主要出入口设在南侧 东西侧设有疏散出口 1 2 2 建筑物的朝向建筑物的朝向 建筑物的朝向主要考虑建筑物的采光 通风等要求 因场地是正南正北方向的 故 建筑物也设为正南正北方向 1 2 3 绿化及其它绿化及其它 青岛理工大学毕业设计 论文 第 4 页 按各部分的使用要求不同 将建筑物 绿化 广场合理布置 使其既能满足功能需要 又注 重绿化面积 场地四周进行绿化 还设有竹林 草坪等 总平面布置图见下图 图 1 1 总平面布置图 1 3 平面设计平面设计 教学楼的教学部分和办公部分布置是完全不一样的 教室部分要求有大空间来进行 活动 而办公室的开间则较小 框架结构由梁柱承重 墙体只起分隔 维护的作用 房 间布置比较灵活 可以满足要求 根据使用经济 结构合理 造型美观 施工方便以及 教室面积的要求 又考虑到采光和建筑面积的要求 教学楼设置在阳面 阴面为办公室 厕所 会议室等 图 1 2 建筑标准层平面图 青岛理工大学毕业设计 论文 第 5 页 1 4 立面设计和内外装修材料立面设计和内外装修材料 1 4 1 立面设计立面设计 立面设计应遵循下面三个原则 完整均衡 比例适当 层次分明 交接明确 体形 简洁 环境协调 1 正立面 本方案主出入口在建筑南侧 大门为平开门 楼梯间采用玻璃幕墙 美 观大方 底层底部墙面贴仿石面砖 其余层刷浅咖啡色外墙涂料 层间线用黑色涂料装 饰 2 左立面和右立面 左立面和右立面各有一出口 设置台阶及雨棚 1 4 2 内部装修材料内部装修材料 根据经济适用的要求 教室及走廊地面用水磨石面层 卫生间用瓷砖铺贴 内墙采 用高级抹灰外刷涂料 建筑正立面图见下图 图 1 3 建筑正立面图 1 5 剖面设计剖面设计 本建筑为教学楼 共三层 层高 3 9m 女儿墙高 0 8m 室内外高差 0 45m 1 1 剖面图见图 1 4 青岛理工大学毕业设计 论文 第 6 页 图 1 4 建筑 1 1 剖面图 1 6 防火及安全疏散设计防火及安全疏散设计 本建筑物的总长为 56 7m 为了满足疏散要求 走廊宽度设为 3 0m 根据 建筑设计防火规范 GBJ 16 2006 规定房间至最近的外部出口或楼梯间的最大距离应满足表 1 1 的规定 表 1 1 耐火相关规定 房间至外部出口或封闭楼梯间的最大距离 m 位于两个外部出口或楼梯间之间的房间位于袋形走道两侧或尽端的房间 耐 火 等 级耐 火 等 级 名 称 一 二级三 级四 级一 二级三 级四 级 学校3530 2220 因此设三部疏散楼梯 分别位于建筑物的两端及中间 满足以上要求 大厅部位设 主要交通楼梯 为梯段宽 1900mm 的双分平行楼梯 楼梯间均按防火要求设置成封闭区间 根据规范要求 休息平台的宽度不小于梯段宽度 故取楼梯休息平台的宽度为 2 0m 青岛理工大学毕业设计 论文 第 7 页 学校 商店 办公楼等民用建筑的疏散宽度见表 1 2 表 1 2 学校 商店 办公楼的疏散宽度 耐火等级一二级 一 二层0 65 米每百人 三层0 75 米每百人 四1 00 米每百人 本设计满足要求 1 7 采光设计采光设计 淄博市位于我国 类光气候区 本设计教学楼采用正面采光 该建筑的窗选用铝塑 窗 窗的尺寸按照窗地面积比设计 祥见门窗表 表 1 3 门窗表 1 8 细部设计内容细部设计内容 门厅入口设环形台阶便于学生 老师通行 教学楼入口门厅设置值班室 并连接主 要的楼梯 主门采用平开门 用于消防疏散 主门的门框采用铝塑门 此材料耐久性能 好又美观安全 青岛理工大学毕业设计 论文 第 8 页 1 9 重要部位构造做法重要部位构造做法 1 9 1 墙面墙面 1 外墙 外墙做保温 保温材料是聚苯乙烯保温板 面层局部采用粉刷 局部采用墙面砖 2 内墙 内墙采用 240 厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块 卫生间隔墙采用厚度为 120mm 3 外围轴线设女儿墙 有组织排水方式 1 9 2 室外散水室外散水 建筑物外围设散水 以便迅速排水 保护基础 具体做法如下 见图 1 5 图 1 5 散水做法 1 9 3 室外台阶室外台阶 青岛理工大学毕业设计 论文 第 9 页 大厅外侧设矩形三面台阶 共三个踏步 便于学生疏散同时美观大方 具体做法见图 1 6 图 1 6 室外台阶做法 1 9 4 窗台窗台 窗洞口上侧设置滴水线 防止雨水沿墙面留下 侵蚀墙体 窗台为预制水磨石窗台 便于卫生保持 详图见图 1 7 青岛理工大学毕业设计 论文 第 10 页 图 1 7 窗台做法 1 9 5 防水处理防水处理 对于有水侵蚀的房间 如厕所 盥洗室 由于小便槽 盥洗台等各种设备 水管较 多 用水频繁 室内积水的机会也多 容易发生渗水漏水现象 因此 设计时对于这些 房间的楼板层 墙身采取有效的防水 防潮措施 为便于排水 卫生间的地面应有 2 的 坡度 并设置地漏 引导水流流入地漏 为防止室内积水外溢 卫生间的地面标高应比 其他房间或走廊低 20mm 楼板与墙身向上深入踢脚线 150mm 卫生间地面材料为防滑地 面砖 墙面镶贴白色防腐面砖 厕所墙体防水详图如下 图 1 8 厕所墙体防水做法 1 9 6 屋面设计屋面设计 屋面作成平屋面 用现浇钢筋混凝土作成基层 坡度取 2 上铺防水层 防水层为 柔性防水 防水卷材为改性沥青防水卷材 1 防水层的做法 青岛理工大学毕业设计 论文 第 11 页 基层上依次做隔气层 保温层 找平层 然后刷冷底子油 找平层上铺卷材防水层 2 泛水 泛水是屋面防水层与垂直墙交接处的防水处理 一般用砂浆在转角处作成弧形 垂 直面用水泥砂浆抹光 3 檐口 本建筑采用女儿墙内天沟排水 雨水口是屋面雨水汇集并排至水落管的关键部位 构造上要求排水畅通 防止渗漏和堵塞 穿过女儿墙的雨水口 采用侧向铸铁雨水口 亦要加铺一层油毡铺入雨水口 50mm 以上用沥青胶粘牢 再加铁篦 如图 1 9 所示 水 落管的个数和尺寸大小应经过计算得到 根据 室外排水设计规范 GB 50014 2006 第 3 2 1 条规定 雨水设计流量 应按下列公式计算 Qs Q F 1 1 式中 Qs 雨水设计流量 L s q 设计暴雨强度 EL s hm2 L 径流系数 F 汇水面积 hm2 图 1 9 雨水口构造图 注 当有允许排入雨水管道的生产废水排入雨水管道时 应将其水量计算在内 该建筑正面设置两个雨水口 背面设置 4 个雨水口 总共需要设置 6 个落水管 水 落管采用塑料管 内径为 50mm 满足要求 青岛理工大学毕业设计 论文 第 12 页 第第 2 2 章章 结构设计说明结构设计说明 2 1 结构体系的选择与确定结构体系的选择与确定 2 1 1 结构形式结构形式 目前 在我国土建工程中应用最广泛 技术最成熟的是钢筋混凝土结构 相比钢结 构形式 它具有取材方便 进价低 耐久性好 维护费用低等优点 因此 本设计采用 钢筋混凝土结构形式 2 1 2 结构体系结构体系 竖向结构体系 常用的钢筋混凝土抗侧力结构体系 框架结构体系 剪力墙结构体 系 框架 剪力墙结构体系 筒体结构体系等 与其他的结构体系相比较 框架结构具 有建筑平面布置灵活 造型活泼 计算理论比较成熟 在一定高度范围内造价较低等优点 可以形成较大的空间 易于满足多功能的使用要求 在结构受力性能方面 通过合理设 计 框架结构可以成为耗能能力强 变形能力大的延性框架 利于抗震 本设计要求建 筑平面布置灵活 有较大的空间 鉴于框架结构的优点 本设计采用框架结构体系 楼面体系 根据结构形式不同 现浇楼盖结构可分为肋梁式楼盖 密肋楼盖平板式 楼盖和无粘结预应力现浇平板楼盖等 与其它结构形式相比较 肋梁式楼盖具有良好的 技术经济指标 可最大限度的节省混凝土和钢筋用量 结构整体性好 抗震性能好 另 外 还要求楼板在自身平面内具有足够大的刚度 为此 本设计采用现浇肋梁楼面结构 2 2 柱网布置及构件初定柱网布置及构件初定 2 2 1 平面布置平面布置 多层平面布置应考虑以下因素 1 多层建筑的开间 进深尺寸及构件类型规格应尽量减少 以利于建筑工业化 2 尽量采用风压较小的形状 并注意临近高层房屋风压分布的影响 3 有抗震设防要求的多层结构 平面布置应力求简单 规则 均匀 对称并尽量 减少偏心扭转的影响 2 2 2 柱网布置柱网布置 青岛理工大学毕业设计 论文 第 13 页 柱网选择与布置直接影响建筑的使用和结构的经济性 不同的功能和功能布置方式 采用不同的柱网布置方式 本设计根据平面组合方式确定跨数和跨度 柱距采用 8 1m 6 9 3 0 6 9 m 既满 空间的要求 结构分割灵活的特点 2 2 3 立面布置立面布置 本设计共三层 层高为 3 9 m 屋面设 0 8m 高女儿墙 屋面及立面门窗做法如下 1 屋面 坡度为 2 女儿墙为内天沟排水 2 门窗的形式及做法 所有窗采用铝塑窗 门采玻璃木门 2 2 4 梁 柱截面的确定梁 柱截面的确定 见结构计算部分 2 2 5 楼梯方案选择楼梯方案选择 最常见得现浇式楼梯有板式楼梯和梁式楼梯 板式楼梯得优点是下表面平整 施工 支模方便 外观轻巧 缺点是斜板较厚 其混凝土用量和钢筋用量都较多 综合考虑后 本设计采用板式楼梯 2 2 6 楼板尺寸楼板尺寸 楼板阳面为现浇单向板 阴面为现浇双向板 具体楼板尺寸详见计算部分 2 32 3 基本假定与计算简图基本假定与计算简图 2 3 12 3 1 基本假定基本假定 1 平面结构假定 本工程认为每一方向的水平力只由该方向的抗侧力结构承担 垂直于该方向的抗侧力结构不受力 2 楼板在自身平面内刚度无限大 3 由于结构主体型式规则 布置均匀对称 所以结构在水平荷载作用下不考虑扭 转的影响 在以上基本假定的前提下 将空间框架结构分解成纵向和横向两种平面体系 楼板 的作用是保证各片平面结构具有相同的水平侧移 2 3 22 3 2 计算简图计算简图 青岛理工大学毕业设计 论文 第 14 页 在横向水平力作用下 将结构简化为一榀框架进行计算 计算简图详见结构计算部 分 2 4 荷载计算荷载计算 多层建筑水平力包括地震作用和风荷载 本建筑高度小于 30m 故风荷载不大 地震作用计算方法按 建筑结构抗震设计规范 进行 对高度不超过 40m 以剪切变形为 主且质量 刚度沿高度均匀分布的结构 可采用底部剪力法 竖向荷载主要是结构自重 恒载 和使用荷载 活载 结构自重可由构件截面尺寸 直接计算 建筑材料单位体积重量按荷载规范取值 使用荷载 活载 按荷载规范取值 楼面活载折减系数按荷载规范取用 2 5 内力计算及组合内力计算及组合 2 5 1 竖向荷载内力竖向荷载内力 竖向荷载内力计算首先根据楼盖的结构平面布置 将竖向荷载传递给每榀框架 框 架结构在竖向荷载作用下的内力用分层法 2 5 2 水平荷载作用下的内力水平荷载作用下的内力 水平荷载首先在总框架之间分配 然后将总框架分的份额按各框架的剪切刚度进行 分配 2 5 3 内力组合内力组合 1 荷载组合 本工程考虑了四种内力组合 如下公式 2 1 所示 1 2 1 4 Gk S Qk S 1 35 1 0 2 1 Gk S Qk S 1 2 1 26 Gk S Qk S wk S 1 2 1 3 Gk S Ek S 其中各符号的意义如下 恒载标准值作用下产生的荷载效应标准值 Gk S 青岛理工大学毕业设计 论文 第 15 页 活载标准值作用下产生的荷载效应标准值 Qk S 风载标准值作用下产生的荷载效应标准值 wk S 水平地震作用标准值作用下产生的荷载效应标准值 Ek S 2 控制截面的不利内力 框架梁控制截面积不利内力 跨中截面为 max M max V max M 框架柱截面为每层上 下截面 每截面应组合 及相应 N V 及相 max M max N 应 V 及相应 V M min NM 2 6 基础的考虑基础的考虑 基础类型的选择应遵照安全 适用 经济 便于施工的原则进行 设计时可根据工 程地质条件 上部结构情况 荷载大小 建筑物对沉降的要求 工程造价 施工技术设 备等因素综合确定 2 6 1 地质设计条件地质设计条件 1 工程地质概况 场地平坦 在水平方向的层分布均匀 2 水文地质概况 场区地下水水位埋藏较浅 勘察期间稳定水位埋深 4 20 4 60m 按场地整平标高计算地下水对基础开挖无影响 无腐蚀性 3 地震设防烈度为 7 度 地震分组二组 建筑场地为 III 类 2 6 2 基础的选型基础的选型 由于本工程为多层框架结构 高度较低 地质条件好 所以考虑设柱下独立基础 埋深 1 5m 考虑到持力层的深度 可以满足承载力的要求 青岛理工大学毕业设计 论文 第 16 页 第第 3 3 章章 结构计算结构计算 3 1 结构布置及计算简图结构布置及计算简图 3 1 13 1 1 结构布置结构布置 该房屋主体结构共 3 层 每层高度 3 9m 平面柱网采用 8 1m 6 9 3 0 6 9 m 根 据该房屋的使用功能及建筑设计的要求 该房屋局部结构平面布置如图 3 1 所示 图 3 1 局部结构平面布置图 3 1 23 1 2 计算简图计算简图 选择一榀横向框架 7 7 作为计算单元 柱距 6 9 3 0 6 9 米 底层框架柱计算高度为 首层层高 3 9m 室外高差 0 45m 基础埋深取 1 5m 基础高度暂取 0 75m 计算单元首 层 h 3 9 0 45 1 5 0 75 5 1m 二至三层计算高度取层高 3 9m 见图 3 2 青岛理工大学毕业设计 论文 第 17 页 图 3 2 结构计算简图 3 1 33 1 3 框架梁 柱 板截面估算框架梁 柱 板截面估算 梁截面高度按梁跨度估算 柱截面尺寸根据轴压比限值确定 1 框架梁 梁的截面尺寸应满足承载力 刚度及延性要求 主梁截面高度一般取梁跨度 l 的 1 14 1 8 次梁截面高度取梁跨度的 1 18 1 12 当梁的负载面积较大或荷载较大时 宜 取上限值 为防止梁产生剪切脆性破坏 梁的净跨与截面高度之比不宜小于 4 梁的截面 宽度可取 1 3 1 2 梁高 同时不小于 1 2 柱宽 且不应小于 250mm 横向框架梁 h 1 14 1 8 l 1 14 1 8 6 9m 0 49 0 86m 取 h 0 6m b h 0 6m 0 3 0 2m 取 b 0 3m 2 1 3 1 2 1 3 1 纵向框架梁 h 1 14 1 8 l 1 14 1 8 8 1m 0 58 1 01m 取 h 0 7m b h 0 7m 0 35 0 23m 取 b 0 35m 2 1 3 1 2 1 3 1 次梁 h 1 18 1 12 l 1 18 1 12 6 9m 0 38 0 58m 取 h 0 50m b h 0 50m 0 167 0 250m 取 b 0 25m 2 1 3 1 2 1 3 1 2 框架柱 由地震设防烈度 7 度 高度 12 5m 该框架结构的抗震等级为 2 级 青岛理工大学毕业设计 论文 第 18 页 柱截面尺寸可根据柱的轴压比按公式 3 1 3 2 估算 柱截面高度 h 不宜小于 400mm 宽度不宜小于 350mm 柱净高与截面长边尺寸之比大于 4 3 1 E NFg n 3 2 C NC N A f 式中 N 柱组合的轴压设计值 AC 柱截面面积 F 简支状态计算的柱的负载面积 gE 折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值 可根据实际荷载计算 也可近似取 12 15kN m 本设计取 gE 13 kN m fc 混凝土轴心抗压强度设计值 本设计为 fc 14 3N mm2 考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数 边柱取 1 3 不等跨内柱取 1 25 等 跨内柱取 1 2 n 验算截面以上楼层层数 N 框架柱轴压比限值 此处可进似取 即对一级 二级和三级抗震等级 分别取 0 7 0 8 和 0 9 本设计取 0 8 由式 3 1 3 2 得第一层柱截面面积为 边柱 Ac 3 2 1 3 8 1 6 9 15 10 95481mm 0 8 14 3 中柱 Ac 3 2 1 25 8 1 6 9 23 2 15 102 131468 5mm 0 8 14 3 如取柱截面为正方形 则边柱和中柱截面高度分别为 309mm 309mm 和 363mm 363mm 根据上述计算结果并综合考虑其它因数 故本设计柱截面尺寸取 400mm 400mm 按上述方法确定的柱截面高度 h 不宜小于 400mm 宽度不宜小于 350mm 柱净高与截 面长边尺寸之比大于 4 满足要求 3 楼板厚度的估算 双向板取跨度的 1 40 1 50 单向板取跨度的 1 35 1 40 本设计中阳面为单向板 1 40 2700mm 67 5mm 最小板厚 60mm 阴面为双向板 1 50 4500mm 90mm 最小板厚 80mm 青岛理工大学毕业设计 论文 第 19 页 考虑到板的挠度及裂缝宽度的限制及在板中铺设管线等因素 取板厚为 120mm 3 1 43 1 4 材料选用材料选用 外墙填充墙采用 240mm 厚的蒸压粉煤灰加气混凝土砌块砌筑 砌筑砂浆采用 M5 混 合砂浆 楼盖 屋盖 梁和柱均采用现浇钢筋混凝土结构 柱采用混凝土强度等级为一层 C30 fc 14 3N mm2 ft 1 43 N mm2 其余层 C25 梁 板采用混凝土强度等级为 C25 fc 11 9 N mm2 ft 1 27 N mm2 箍筋采用 HPB235 fy 210 N mm2 fy 210 N mm2 纵筋采用 HRB400 fy 360 N mm2 fy 360 N mm2 3 2 重力荷载计算重力荷载计算 3 2 13 2 1 屋面及楼面永久荷载标准值计算屋面及楼面永久荷载标准值计算 1 屋面 25 厚 1 2 5 水泥砂浆 0 025 20 0 5 kN m2 SBS 改性防水卷材 0 4kN m2 20 厚水泥砂浆找平 0 02 20 0 4kN m2 70 厚膨胀珍珠岩保温层 7 0 07 0 49kN m2 1 8 水泥焦渣找坡 平均厚 115mm 16 0 0 115 1 84 kN m2 120 厚现浇钢筋混凝土楼板 25 0 12 3kN m2 20 厚天棚抹灰 17 0 02 0 34 kN m2 合计 6 97kN m2 2 2 3 层楼面 10 厚 1 2 水泥石子磨光 20 厚水泥砂浆打底 0 65 kN m2 120 厚现浇钢筋混凝土楼板 25 0 12 3 kN m2 20 厚天棚抹灰 17 0 02 0 34 kN m2 青岛理工大学毕业设计 论文 第 20 页 合计 3 99 kN m2 3 2 23 2 2 墙 梁 柱永久荷载标准值墙 梁 柱永久荷载标准值 1 外墙的重力荷载 涂料 0 5 kN m2 20 厚水泥砂浆找平 0 02 20 0 4 kN m2 聚苯板保温层 0 03 0 32 0 0096 kN m2 20 厚水泥砂浆找平 0 02 20 0 4 kN m2 240 厚填充墙 蒸压粉煤灰加气混凝土砌块 0 24 5 5 1 32 kN m2 20 厚抹灰 内面 0 02 20 0 40 kN m2 合计 3 0296 kN m2 2 内墙的重力荷载 20 厚双面抹灰 0 02 20 2 0 8 kN m2 240 厚填充墙 蒸压粉煤灰加气混凝土砌块 0 24 5 5 1 32 kN m2 合计 2 12 kN m2 3 女儿墙 同外墙 总计 3 0296 kN m2 4 主梁 KL1 主梁骨架 0 35 0 7 0 12 25 5 075 kN m2 梁侧粉刷 20 厚混合砂浆 17 0 02 2 0 7 0 12 0 3944 kN m2 合计 5 4694 kN m2 5 主梁 KL2 主梁骨架 0 3 0 6 0 12 25 3 6 kN m2 梁侧粉刷 20 厚混合砂浆 17 0 02 2 0 6 0 12 0 3264 kN m2 合计 3 9264 kN m2 6 次梁 L3 次梁骨架 0 25 0 5 0 12 25 2 375kN m2 青岛理工大学毕业设计 论文 第 21 页 梁侧粉刷 20 厚混合砂浆 17 0 02 2 0 5 0 12 0 2584 kN m2 合计 2 6334 kN m2 7 柱 柱骨架 0 25 0 4 0 4 4kN m2 柱侧粉刷 20 厚混合砂浆 0 4 0 02 17 4 0 544 kN m2 合计 4 544 kN m2 3 2 33 2 3 门 窗荷载标准值门 窗荷载标准值 木门单位面积重力荷载为 0 2 kN m2 铝合金窗 0 4 kN m2 玻璃幕墙 1 2 kN m2 3 2 43 2 4 屋面及楼面可变荷载标准值屋面及楼面可变荷载标准值 主要活荷载标准值 基本风压 0 40KN m2 基本雪压 0 45KN m2 教室 2 0KN m2 走廊 2 5KN m2 疏散楼梯 3 5KN m2 卫生间 2 0KN m2 办公 2 0KN m2 不上人屋面 0 5KN m2 展示厅 2 5KN m2 雨蓬施工或检修集中荷载取 1 0kN 公共楼梯 回廊拦杆水平荷载取 0 5 KN m2 3 2 53 2 5 重力荷载代表值计算重力荷载代表值计算 双向板荷载转换 1 7 轴左侧双向板 见左图 1 楼面双向板恒载传力 g 3 99 KN m2 P g L1 2 3 99 4 05 2 8 08KN m 三角形荷载作用 P P 5 8 5 05KN m 0 5L1 L2 0 29 1 梯形荷载作用 青岛理工大学毕业设计 论文 第 22 页 23 23 11 12 12 0 29 0 29 8 08 6 96 PP KNm 2 屋面双向板恒载传力 g 6 97 KN m2 P g L1 2 6 97 4 05 2 14 11KN m 三角形荷载作用 P P 5 8 8 82KN m 0 5L1 L2 0 29 1 梯形荷载作用 23 23 11 1 2 1 2 0 29 0 29 14 1112 14 PPKN m 3 楼面双向板活载传力 q 2 0 KN m2 P g L1 2 2 0 4 05 2 4 05KN m 三角形荷载作用 P P 5 8 2 53KN m 0 5L1 L2 0 29 1 梯形荷载作用 23 23 11 1 2 1 2 0 29 0 29 4 053 49 PPKN m 4 屋面双向板活载传力 q 0 5 KN m2 P g L1 2 0 5 4 05 2 1 01KN m 三角形荷载作用 P P 5 8 0 63KN m 0 5L1 L2 0 29 1 梯形荷载作用 23 23 11 1 2 1 2 0 29 0 29 1 010 87 PPKN m 2 7 轴右侧双向板 见左图 1 楼面双向板恒载传力 g 3 99 KN m2 P g L1 2 3 99 4 2 2 8 379KN m 青岛理工大学毕业设计 论文 第 23 页 三角形荷载作用 P P 5 8 5 24KN m 0 5L1 L2 0 3 1 梯形荷载作用 23 23 11 1 2 1 2 0 3 0 3 8 3797 1 PPKN m 2 屋面双向板恒载传力 g 6 97 KN m2 P g L1 2 6 97 4 2 2 14 64KN m 三角形荷载作用 P P 5 8 9 15KN m 0 5L1 L2 0 3 1 梯形荷载作用 23 23 11 1 2 1 2 0 3 0 3 14 6412 4 PPKN m 3 楼面双向板活载传力 q 2 0 KN m2 P g L1 2 2 0 4 2 2 4 2KN m 三角形荷载作用 P P 5 8 2 63KN m 0 5L1 L2 0 3 1 梯形荷载作用 23 23 11 1 2 1 2 0 3 0 3 4 23 56 PPKN m 4 屋面双向板活载传力 q 0 5 KN m2 P g L1 2 0 5 4 2 2 1 05KN m 三角形荷载作用 P P 5 8 0 66KN m 0 5L1 L2 0 3 1 梯形荷载作用 23 23 11 1 2 1 2 0 3 0 3 1 050 89 PPKN m A 恒载计算 主要包括包括梁 柱 楼面板 墙体 门窗 1 屋面恒载 青岛理工大学毕业设计 论文 第 24 页 屋面边柱恒载 D 轴 横梁 KL2 自重 3 9264 6 9 0 4 0 12 2 2 12 65kN 女儿墙自重 3 0296 0 8 4 05 4 2 2 14 91kN 纵梁 KL1 自重 5 4694 8 1 0 4 2 5 4694 4 2 0 4 2 31 45KN 次梁自重 2 6334 6 9 0 35 0 12 2 4 4 24kN 板传给次梁 12 14 6 9 2 4 41 89 kN 板传给主梁 8 82 4 05 12 14 6 9 2 9 15 4 2 2 12 4 6 9 2 139 60KN 三层墙窗门重的一半 3 0296 8 1 4 2 0 4 2 3 9 0 7 2 7 2 4 3 2 7 2 4 3 0 4 4 2 12 6 9 3 9 0 5 2 4 33 45KN 三层柱重的一半 4 544 3 9 2 8 86KN 合计 290 86kN 屋面中柱恒载 C 轴 纵梁 KL1 自重 5 4694 8 1 0 4 2 5 4694 4 2 0 4 2 31 45KN 次梁自重 2 6334 6 9 0 35 0 12 2 4 4 24kN 板传给次梁 12 14 6 9 2 4 41 89 kN 横梁 KL2 自重 12 65 3 9264 3 0 4 0 12 2 2 17 44kN 板传给主梁 139 60 6 97 3 0 8 1 2 4 224 29KN 三层墙窗门重的一半 2 12 8 1 4 2 0 4 2 3 9 0 7 1 2 1 2 3 0 9 2 1 3 2 12 6 9 3 9 0 5 2 1 2 1 2 3 0 4 0 9 2 1 3 0 2 4 33 58KN 三层柱重的一半 4 544 3 9 2 8 86KN 合计 365 43 KN 屋面中柱恒载 B 轴 纵梁 KL1 自重 5 4694 8 1 0 4 2 2 42 12KN 次梁自重 2 6334 6 9 0 35 0 12 2 4 4 16 96kN 青岛理工大学毕业设计 论文 第 25 页 板传给次梁 6 97 6 9 8 1 3 129 86 kN 横梁 KL2 自重 12 65 3 9264 3 0 4 0 12 2 2 17 44kN 板传给主梁 6 97 8 1 6 9 6 6 97 3 0 8 1 2 4 149 61KN 三层墙窗门重的一半 2 12 8 1 8 1 0 4 2 3 9 0 7 1 2 1 2 4 1 2 1 4 6 9 3 9 0 6 1 2 1 2 4 0 4 1 2 1 4 0 2 2 63 36KN 三层柱重的一半 4 544 3 9 2 8 86KN 合计 502 81KN 屋面边柱恒载 A 轴 横梁 KL2 自重 3 9264 6 9 0 4 0 12 2 2 12 65kN 女儿墙自重 3 0296 0 8 8 1 2 2 19 63kN 纵梁 KL1 自重 5 4694 8 1 0 4 2 2 42 12KN 次梁自重 2 6334 6 9 0 35 0 12 2 4 4 16 96Kn 板传给次梁 6 97 6 9 8 1 3 129 86 kN 板传给主梁 8 1 6 9 6 97 6 64 93KN 三层墙窗门重的一半 3 0296 8 1 8 1 0 4 2 3 9 0 7 2 4 2 4 4 2 12 6 9 3 3 2 4 2 4 4 0 4 4 2 12 6 9 3 9 0 5 4 34 25KN