[学士]某混凝土框架实验楼毕业设计计算书_secret.docVIP

北京建筑工程学院毕业设计说明书毕业生姓名：张苗苗专业：土木工程学号：20070321109指导教师庄鹏所属系（部）：土木工程系北京市建筑工程学院毕业设计评阅书题目：混凝土框架实验楼 建工系土木工程 专业 姓名张苗苗 设计时间：200 年月日200 年月日 评阅意见：成绩： 指导教师：（签字） 职务：200 年月日摘 要建设地点：某学校实验楼 结构形式：钢筋混凝土框架结构 建筑面积：7012.86 m2 层数：5 层 及地下室 主要用途：教学 关键词： 框架结构 现浇混凝土 独立基础 屋面板 正截面 根据实验楼要求入手，从“灵活使用”的角度出发，绿化与建筑相结合。内部采用大、中、小不同的空间尺寸以及斜线、曲线等不同的要素，构成了富于层次流动感强的浓郁的气氛。建筑表达了现代建筑中的传统神韵增添了气氛。在设计理念上，力求充分体现现代化一流旅馆的特点。在整体造型上突出现代、新颖、做到简洁、明快、虚实相接、刚柔相济、给人以蓬勃向上的感觉。设计上采用框架结构、外装饰铝板等新技术、新材料、突出框架结构特点，玻璃、铝板有机结合，创造一个满足功能、符合环境、有鲜明现代性的建筑形象。透过通透落地玻璃幕墙，使室内、室外空间相互交融，同时作为窗口，使的景物景象展示给路人。目 录第一部分 建筑设计5一、建筑概况：5二、具体工程概况：5三、设计资料：5四、建筑要求：5五、采光、通风、防火设计：5六、室内外细部设计：6七、参考资料：6第二部分 结构设计7第一章 框架结构设计7一、工程概况：7二、设计资料：7三、框架结构设计计算：7四、水平地震作用下,横向框架的内力分析：20五内力组合：29六、截面设计：33第二章 板的设计40一、双向板肋梁楼盖结构布置图和板带划分图：40二、设计荷载：40三、屋面板的设计：43第三章 楼梯设计49一、踏步板设计50二、斜梁设计52三、平台板计算53四、平台梁设计54第四章 雨篷设计57一、雨篷尺寸57二、雨篷梁计算：58三、雨篷梁的抗剪抗扭计算：59第五章 基础设计61一、荷载设计值：61二、外柱独立基础的计算：61三、内柱基础的计算 ：65第六章 施工组织设计67一、工程概况及现场条件：67二、施工部署：67三、主要施工机具计67四、施工设备：68五、施工方法与主要施工过程的选择：68六、质量达标保证措施：70七、砼雨天施工措施：71八、其他部位施工安排：72参考文献74外文资料75中文译文：83致 谢87第一部分 建筑设计一、建筑概况：1.设计题目： 某学校综合实验楼2.建筑面积：7012.863.建筑总高度：17m4.建筑层数： 五层及地下室5.结构类型： 钢筋混凝土框架结构二、具体工程概况： 本实验楼为五层钢筋混凝土框架结构，建筑面积是7012.86平方米，建筑物平面为L字型，建筑方案确定，房间开间8米6米5.7米3米，进深9.9米9.7米6米，走廊宽度2.1米，层高全部为3.4米，室内外高差0.45米。三、设计资料：1.气象条件：北京地区基本风压 0.45KN/，基本雪压 0.4KN/2.抗震设防：8度抗震 3.工程地质条件：建筑地层一览表（标准值）序号岩 土分 类土层深度（M）厚度范围（M）地基承载力fk（KPa）桩端阻力（KPa）桩周摩擦力（KPa）1粘土101802粉质粘土72003粉土220四、建筑要求：建筑等级：耐火等级为级抗震等级为级五、采光、通风、防火设计：1、采光设计采光应尽量采用自然采光，窗户应开向朝阳的方向与通风的方向。2、通风设计在设计中尽量结合门窗的位置，形成“穿堂风”，以取得良好的通风效果。3、防火设计本工程耐火等级为一级，建筑的内部装修，陈设均应做到难燃化，以减少火灾的发生及降低蔓延速度，公共安全出口设有两个，可以方便人员疏散。因该实验楼的总高度超过21m属多层建筑，因而根据高层民用建筑设计防火规范（GB50045-95）规定，楼梯间应采用封闭式，防止烟火侵袭。在疏散门处应设有明显的标志。各层均应设有手动，自动报警器及高压灭火枪。六、室内外细部设计：建筑热工设计应做到因地制宜，保证室内基本的热环境要求，发挥投资的经济效益。 建筑体型设计应有利于减少空调与采暖的冷热负荷，做好建筑维护结构的保温和隔热，以利节能。 采暖地区的保温隔热标准应符合现行的民用建筑设计通则的规定。 室内应尽量利用天然采光。七、参考资料： 总图制图标准（GB50103-2001） 房屋建筑制图统一标准（GBJ50001-2001）建筑结构制图标准（GBJ50105-2001）高层民用建筑设计防火规范（GB50045-95）民用建筑设计通则（JGJ37-87）建筑结构荷载规范（GB50009-2001）砌体结构设计规范（GB50003-2001）混凝土结构设计规范 （GB50010-2002）钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程（JGJ3-91）建筑地基基础设计规范（GB50007-2001）建筑抗震设计规范（GB50011-2001）第二部分 结构设计第一章 框架结构设计一、工程概况：本实验楼为五层钢筋混凝土框架结构，建筑面积是7012.86平方米，建筑物平面为L字型，建筑方案确定，房间开间8米6米5.7米3米，进深9.9米9.7米6米，走廊宽度2.1米，层高全部为3.4米，室内外高差0.45米。框架平面柱网布置如图 1 所示。二、 设计资料：1. 气象条件: 基本风压 0.45 KN/,基本雪压 0.4 0KN/。2. 抗震设防: 8 度抗震，设计基本地震加速度值为 0.20 g 。3. 建筑场地类别： 类场地土。材料:混凝土强度等级： C30 ，纵筋级，箍筋级。三、框架结构设计计算：1. 梁、板、柱的估算：1 初估梁截面尺寸：2 柱: bh = 600600mm 表1 梁 L1bh=300700mm梁L2bh=300700mmL3bh=300600mmL4bh=300600mmL5bh=250500mmL6bh=250500mmL7bh=250400mmL8bh=250400mm 图1 框架平面柱网布置 图2 框架梁编号3 柱高度：底层柱高度 h=3.4m+0.45m+0.5m=4.35m,其中3.4m为底层层高，0.45m为室内外高差，0.5m为基础顶面到室外地面高度。其它柱高等于层高3.4m,由此得框架计算见图3：图3 横向框架计算简图及柱编号2.框架刚度计算：混凝土C30.Ec=3107KN/在框架结构中,现浇楼面或预制楼板,但有现浇层的楼面,可以作为梁的有效翼缘增大梁的有效刚度,减少框架侧移.为考虑这一有利作用,在计算梁的截面惯性时,对现浇楼面的边框架取(为梁的截面惯性矩);对中框架梁取.横梁线刚度计算结果于表1 横梁线刚度 表2类别截面跨度m惯性矩(m4)边框架梁中框架梁(m4)KNm (m4)KNm屋顶大梁L10.30.75.958.5810-312.8710-36.49104楼层大梁L30.30.65.955.410-310.810-35.45104走道梁L20.30.72.458.5810-312.8710-315.8104L40.30.62.455.410-310.810-313.2104L50.250.53.652.610-333.910-33.21045.210-34.27104L60.250.55.12.610-33.910-32.291045.210-33.06104 L7 0.250.43.651.3310-32.010-31.641042.6610-32.19104L60.250.45.11.3310-32.010-31.181042.6610-31.561043.横向框架柱的侧移刚度D值：柱线刚度见表3，横向框架柱侧移刚度D值计算见表4。 柱线刚度 表3柱号截面柱高h(m) (m4) KNmZ10.60.65.1510.81036.29104Z20.60.64.210.81037.71104 横向框架柱侧移刚度D值计算 表4 项目柱类型(一般层)(底层)(一般层)(底层)103KN/m根数底层边框边柱6.03/3.03=1.990.62485544边框中柱（6.03+14.85）/3.03=6.890.831113924中框边柱5.06/3.03=1.670.586803320中框中柱（5.06+12.46）/3.03=5.780.8071106320461704二三四五层边框边柱6.032/3.722=1.180.37193894边框中柱（6.03+14.85）2/3.722=5.610.737186514中框边柱5.062/3.722=1.360.4051024920中框中柱（5.06+12.46）2/3.722=2.20.7021776520 672440 4.重力荷载代表值计算：（1）按屋面的做法逐项计算均布荷载,计算时注意：吊顶处不做粉底，无吊顶处做粉底，近似取吊顶，粉底为相同重量。表51.屋面均布荷载(KN/)2.楼面均布恒载(KN/)绿豆砂保护层冷底子油热玛蹄两道20厚1:3水泥砂浆找平层;200mm水泥蛭石保温层隔汽层一毡二油冷底子油两道120厚钢筋混凝土现浇层;20厚1：3水泥沙浆;0.40.05 0.0220=0.40.2 6.5=1.3 0.30.050.02 20=0.40.1225=30.0217=0.34水磨石地面120厚钢筋混凝土现浇层;120mm厚钢筋混凝土现浇层20厚板底抹灰;0.650.40.1225=30.0217=0.34共 计：6.244.39屋面恒载标准值: （20.1+0.25）(16.5+0.25) 6.24=2127.0KN楼面恒载标准值: （20.1+0.25）(16.5+0.25) 4.39=1496.4KN（2）屋面均布活载 计算重力荷载代表值时,对于上人屋子面,考虑雪载,屋面活荷载。雪荷载标准值为0.2 KNm-2 屋面活载标准值为1.5 KNm-2。（20.1+0.25）(16.5+0.25)1.5=511.3KN（3）楼面均布活载：楼面均布活荷载对实验楼的一般房间为2.0 KN/,会议室、走廊、楼梯、门厅等处为2.0 KN/，统一取均布活荷载为2.0KN/.2.0（20.1+0.25）(16.5+0.25)=681.7KN（4）梁柱自重(含梁侧,梁底和柱的抹灰质量)见表4：梁侧、梁底抹灰、柱周抹灰近似按加大梁宽及柱宽考虑。表6编号截面长度m根数每根重量(KN)L10.30.75.9545=2032.8L20.30.72.4525=1013.5L30.30.65.95527=7028.1L40.30.62.4557=3511.6L50.250.53.2781=810.4L60.250.54.60241=2416.7L70.250.43.2784=329.1L80.250.44.60244=9613.34Z10.60.65.1594=3651Z20.60.64.2494=14441（5）墙体自重见表6：(均为250墙,两面抹灰,近似按加厚墙体考虑抹灰重)单位面积上墙体上墙体重：0.299.6=2.78KN/表7墙体每片面积片数每片重量底层纵墙3.15（5.15-0.6）4.80（5.15-0.6）620119728底层横墙5.9(5.15-0.7)5.9(5.15-0.6)49147452其它层纵墙2层3.15(4.2-0.4)4.60(4.2-0.4)624945763层3.15(4.2-0.4)4.60(4.2-0.4)624945764层3.15(4.2-0.4)4.60(4.2-0.4)624945765层3.15(4.2-0.4)4.60(4.2-0.4)62494576其它层横墙2层5.9(4.2-0.7)5.9(4.2-0.6)491163573层5.9(4.2-0.7)5.9(4.2-0.6)491163574层5.9(4.2-0.7)5.9(4.2-0.6)49116357五层5.9(4.2-0.7)5.9(4.2-0.6)49116357（6）荷载分层总汇：顶层重力荷载代表值:屋面恒载,纵横梁自重;半层柱自重,其它层的有:楼面恒载;纵横梁自重,楼面上下各半层柱及纵横墙体自重）顶层楼面重力荷载代表值： 合 计：7796KN第四层楼面重力荷载代表值：合 计：8595KN 第三层楼面重力荷载代表值合 计：8595KN第二层楼面重力荷载代表值：合 计：8595KN底层楼面重力荷载代表值：合 计：9121KN6.横向框架自振周期：(按顶点位移法计算框架自振周期),，其中为框架顶点位移计算是表7表8层数 (KN)（KN）（KN/m）层间相对位移5779677966724400.01160.215648595163916724400.02440.204038595249866724400.03720.179628595335816724400.04990.142419121427024617040.09250.0925=0.474（s）8.横向地震作用计算：在类场地,八度结构特征周期Tg影响系数分别是：Tg=0.35(s). =0.08由于T1=0.4741.4Tg=1.40.35=0.49(s).故不考虑顶点附加地震作用。9.结构横向总水平地震作用标准值：顶点附加水平地震作用：各层横向地震剪力计算见表9， 各层横向地震作用及楼层地震剪力 表9层数5799621.95175512607.5607.54859517.75152561398.91068.43859513.55116462302.91371.3285959.3580363209.41580.7191215.1546973571871122.41703.1横向框架各层水平地震作用和地震剪力见图4：图410.横向框架抗震变形验算：多遇地震作用下,层产弹性位移验算见表8。层间弹性相对转角均满足要求：横向框架变形验算 表10层数层间剪力Vi层间刚度Di层间位移Vi/Di层高hiVi/(Dihi)层间相对弹性转角5607.53501400.001914.21/211841068.43501400.003054.21/137731371.33501400.003964.21/106021580.74528920.003494.21/120311703.13661920.004695.151/107511纵向框架柱侧移刚度D值： 纵向框架柱侧移刚度D值计算 表11项目柱类型(一般层)(底层)(一般层)(底层)103KN/m根数底层边框边柱3.2/3.03=1.0560.50969784边框中柱（3.2+2.29）/3.03=1.1820.607832120中框边柱2.19/3.03=0.7230.44961554中框中柱（2.19+1.56）/3.03=1.2380.537736220366192二其他层边框边柱1.64/3.72=0.4410.18145804边框中柱（1.64+1.18）2/3.722=0.7580.275695920中框边柱2.192/3.722=0.5890.22857704中框中柱（2.1+1.56）/3.722=1.0080.33534782035014012.纵向框架自振周期：(按顶点位移法计算框架自振周期),，其中为框架顶点位移计算见表13表12层数 (KN)（KN）（KN/m）层间相对位移5779677963501400.02280.331748595163913501400.04680.308938595249863501400.07140.262128595335814528920.07410.190719121427023661920.01170.0116=0.597(s) 1.4Tg=0.4914.纵向地震作用计算：15.结构纵向总水平地震作用标准值：顶点附加水平地震作用：16.纵向框架抗震变形验算：多遇地震作用下,层产弹性位移验算见表13。层间弹性相对转角均满足要求：纵向框架变形验算 表13层数层间剪力Vi层间刚度Di层间位移Vi/Di层高hiVi/(Dihi)层间相对弹性转角5607.53501400.001914.21/211841068.43501400.003054.21/137731371.33501400.003964.21/106021580.74528920.003494.21/120311703.13661920.004695.151/1075四、水平地震作用下,横向框架的内力分析：1.框架柱端剪力及弯矩分别按下列公式计算：以中框架为例进行计算,边框架和纵向框架的计算方法、步骤与横向中框架完全相同。框架柱（梁）剪力及弯矩计算,采用D值法,其结果见表13： 各层柱端弯矩及剪力计算（边柱） 表14层次mKNN/mm边柱N/mmKNmKN.mKN.m54.250.3556028102499.210.1830.36824.4514.2344.294.14560281024917.220.1830.41842.0930.2334.2127.6560281024923.350.1830.46852.5145.9024.2150.73560281024927.580.1830.5057.9257.9215.151641838192803334.480.210.5875.58102.99各层柱端弯矩及剪力计算（中柱） 表15层次mKNN/mm中柱N/mmKNmKN.mN/mm54.275.3560281776515.90.3170.4536.830.1644.2124.18560281776529.840.3170.5062.6662.6634.2161.7560281776540.450.3170.5084.9584.9524.2187.67560281776547.780.3170.50100.34100.3415.15202.71381921106347.610.290.55110.34134.862.梁端弯矩、剪力及柱轴力分别按下列公式计算：地震作用下框架梁端弯矩及柱轴力见表16 地震作用下框架梁端弯矩及柱轴力 表 16层次nAB跨BC跨柱轴力LmM左KNmM右KNmVbKNLMM左KNmM右KNmVbKNNANB56.6524.4510.655.252.3526.2226.2222.31-5.25-17.0646.6556.3226.8212.502.3566.0066.0056.17-17.65-60.7336.6582.7442.6418.852.35104.97104.9789.34-36.60-131.2226.65103.8253.5323.662.35131.76131.76112.14-60.26-219.716.65133.5057.8928.792.35142.70142.70121.45-89.09-312.36水平地震力作用下横向框架弯矩见图5，梁端剪力及柱轴力见图6。图5图6中框架恒载、活载见图7：3用弯矩分配法计算框架弯矩：竖向荷载作用下框架的内力分析，除活荷载较大的工业厂房外，对一般的工业与民用建筑可不考虑活载的不利布置，这样求得的框架内力，当梁跨中弯矩较考虑活荷载不利布置法求得的弯矩偏低，但当活荷载占荷载比例较小昌，其影响很小，若活荷载占总荷载比例较大，可在截面配筋时，将跨中弯矩乘1.11.2的放大系数予以调整。固端弯矩计算：将框架梁视为两端固定梁计算固端弯矩，计算结果见表17： 固端弯矩计算 表17AB跨BC跨简图固端弯矩（KNm）MA=MB简图固端弯矩（KNm）MC=MB1/1236.926.52=136.061/1240.932.72=19.651/1237.676.32=124.61/1237.672.72=18.081/1210.86.32=35.721/1210.82.72=5.181/1214.46.32=47.631/1214.42.72=6.91（2）分配系数计算：（取半框架计算）见图8：其他节点的分配系数见图9（3）弯矩分配恒载作用下，框架的弯矩分配计算见图9，恒载作用下框架的弯矩分配计算见图11，活载作用下框架的弯矩图见图12； 图11图12梁端剪力及柱轴力的计算梁端剪力 V=Vq+Vm 式中 -梁上均布荷载引起的剪力。 -梁端弯矩引起的剪力。柱轴力 N=V+P 式中 V-梁端剪力。 P-节点集中力及柱自重 恒载作用下梁端剪力及柱轴力(KN) 表18层次荷载引起剪力弯矩引起的剪力总剪力柱轴力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱 B柱VqA=VqBVqB=VqCVmA=VmBVmB=VmCVAVBVc=VBN顶N底N顶N底51227643.38-7.23(-5.72)0115.53(117.04)121.99(128.48)43.38117.04147.66173.37203.9941247232.3-2.95(-2.36)0121.77(122.36)127.67(127.08)32.3338.77369.39432.71463.3331247232.3-4.10(-3.28) 0120.62(121.44)128.82(128)32.3559.58590.2693.2723.8221247232.3-3.32(-2.66)0121.4(122.06)128.04(127.38)32.3780.01811.63952.91983.531124.7232.3-4.5(-3.6)0120.22(121.12)129.22(128.32)32.31001.51032.121213.81244.4注:括号内为调幅后的剪力值.活载作用下梁端剪力及柱轴力(KN) 表19层次荷载引起剪力弯矩引起的剪力总剪力柱轴力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱VqA=VqBVqB=VqCVmA=VmBVmB=VmCVAVBVA=VBN顶=N底N顶=N底525.448.99-1.9(-1.52)023.54(23.92)27.34(26.96)8.9923.9236.33433.9211.99-0.94(-0.75)032.98(33.17)34.86(34.89)11.9957.0983.18333.9211.99-0.97(-0.78)032.95(33.14)33.14(34.7)11.9990.23128.31233.9211.99-1.35(-1.08)032.57(32.84)35.27(35)11.99123.07175.57133.9211.99-1.29(-1.03)032.63(32.89)35.21(34.95)11.99155.96222.77注:括号内为调幅后的剪力值.五内力组合：1.框架梁的内力组合： 在恒载和活载作用下，跨间可近似取跨中的代表 式中 -梁左、右端弯矩跨中M若小于，应取在竖向荷载与地震力组合时，跨间最大弯矩采用解法计算。其中 -重力荷载作用下梁端弯矩。 -水平地震作用下梁端弯矩。 -竖向荷载与地震荷载作用下梁端弯矩。 梁内力组合表 表20层次位置内力荷载类别竖向组合竖向地震力组合恒载活载地震（3）1.2+1.41.2+0.51.3(3)5A右M-62.88-10.9724.45-90.8150.26-113.83V117.0423.925.25173.94153.48B左M-100.91-21.110.63-150.63-164.45136.81V129.9927.345.25194.26201.09B右M-61.99-9.426.22-87.5545.69-113.87V43.388.9922.3164.6486.45跨中MAB122.2026.26183.4MBC-36.5/12.75-4.12/2.64-49.574A右M-89.98-23.7656.32-140.5449.01-175.47V122.3633.1712.50193.27166.73182.98B左M-105.7-28.7826.82-167.13-178.98109.24V127.6734.8612.50193.27166.73182.98B右M-43.77-12.8666.00-70.5325.8-146.04V32.311.9956.1755.5545.96118.71跨中MAB109.5130.11173.57MBC-24.8/9.49-5.82/3.5237.913A右 M-83.38-23.6682.74-133.186.69-211.81V118.0044.9921.91204.59197.07B左 M-95.13-36.2466.32-164.91-222.12-49.68V119.4845.8321.91207.54199.35B右 M-28.37-11.9182.9-50.2766.77-148.77V45.217.2855.2778.43136.46跨中MAB93.9336.37163.6463.69MBC-34.61/13.57-13.55/5.19-60.5/23.5593.012A右 M-87.93-33.80102.8-152.847.8-259.4V117.5644.9634.21204.01212.52B左 M-94.84-36.31102.5-164.64-268.85-2.33V120.0345.8634.21208.24216.02B右 M-30.54-11.60128.1-52.89122.96-210.18V45.217.2885.4278.43175.66跨中MAB94.6136.39164.4881.68MBC-55.55/13.57-13.59/5.19-85.69/23.55238.861A右M-82.73-31.63146.7-143.5672.42-308.92V116.8444.6747.14202.75228.29B左 M-94.19-36.00134.2-163.43-309.0439.78V120.4846.2347.14209.30233.59B右 M-34.56-13.82166.9-60.82167.16-266.68V45.217.28111.4278.43209.46跨中MAB98.5337.63170.64117.11MBC-37.24/13.57-14.54/5.19-65.05/23.55411.392.柱的内力组合如表21和表22所示： A柱内力组合表 表21层次位置内力荷载类别竖向荷载组合竖向荷载与地震力组合恒载活载地震荷载（3）1.2+1.41.2(0.5) 1.3(3)5柱顶M78.0613.7124.45112.87113.6870.11N117.0423.925.25173.94161.63147.98柱底M-60.36-14.2321.3-93.5-62.69-99.96N147.6623.925.24210.68198.36184.734柱顶M98.2826.7428.26155.3897.24170.72N125.3533.178.26196.86159.58181.06柱底M-68.3-22.8515.21-113.95-75.90-115.44N148.6733.178.26224.84187.57209.053柱顶M45.4419.5349.9281.871.35131.15N356.1178.1630.53536.75434.54513.92柱底M-49.68-19.5740.84-87.02-18.27-124.45N379.4378.1630.53564.74462.53541.912柱顶M60.2822.6861.93104.095.43166.45N586.43123.1264.74876.09693.43861.75柱底M-66.89-25.5661.93-116.05-15.09-176.11N633.07123.1264.74932.05749.4917.721柱顶M36.5213.9586.7363.35-60.56164.94N839.35167.79111.881242.13962.451253.33柱底M-18.26-6.98161.2-31.68183.42-235.62N862.67167.79111.881270.11947.241238.12注：表中弯矩单位为KNm，轴力单位为KN。 B柱内力组合表 表22层次位置内力荷载类别竖向荷载组合竖向荷载与地震力组合恒载活载地震荷载（3）1.2+1.41.2(0.5) 1.3(3)5柱顶M-48.65-10.636.87-73.22-