某4层图书馆设计 计算书

【目录】1 目录.12 前言.33 摘要.1 结构设计.21 绪论.21.1 课题名称.21.2 课题背景.21.3 结构理解.22 荷载信息.32.1 楼面荷载.32.2 屋面荷载.42.3 厕所地面荷载.43 楼板计算.53.1 设计信息.53.2 楼面板计算.63.3 屋面板计算.124 框架计算.154.1 计算单元.154.2 框架几何尺寸.154.3 框架计算简图164.4 恒荷载计算及内力分析.174.5 活荷载及其内力分析.214.6 风荷载及其内力分析.254.7地震作用内力及其分析275 内力组合.295.1 框架梁内力组合计算.295.2 框架柱内力组合计算.326 梁的截面设计.386.1 正截面设计计算.386.2 斜截面设计计算397 框架柱的截面设计.418 现浇独立柱基础设计.469 楼梯计算.54 施工组织设计.591 编制依据.592 工程概况.603 施工总体部署.614 施工准备.625 主要项目施工方法.666 资源需用量计划.767 质量保证体系及质量保证措施.798 冬期、雨期施工措施.879 工期保证措施.8710 施工现场安全管理措施.8811 现场文明施工、降低成本和成品保护措施91主要参考文献93致谢9460攀枝花学院毕业设计 目录 前言毕业设计是大学教育培养目标实现的重要阶段，是毕业前的综合学习阶段,是深化、拓宽、综合教和学的重要过程,是对大学期间所学专业知识的全面总结。本组毕业设计题目为龙源图书馆毕业设计。在毕业设计前期，我温习了建筑力学、混凝土设计、建筑结构抗震设计等知识，并查阅了结构抗震规范、混凝土规范、荷载规范等规范。在毕业设计中期，我们通过所学的基本理论、专业知识和基本技能进行建筑、结构设计。本组全体成员齐心协力、互助合作，发挥了积极合作的团队精神。在毕业设计后期，主要进行设计手稿的电子排版整理。毕业设计的两个月里，在指导老师的帮助下，经过资料查阅、设计计算、论文撰写，使我加深了对新规范、规程、手册等相关内容的理解。巩固了专业知识，提高了综合分析、解决问题的能力。在绘图时熟练掌握了AutoCAD，天正建筑制图软件，PKPM软件。以上所有这些从不同方面达到了毕业设计的目的与要求。框架结构设计的计算工作量很大，在计算过程中以手算为主，辅以一些计算软件的校正。由于自己水平有限，难免有不妥和疏漏之处，敬请各位老师批评指正。 攀枝花学院毕业设计 摘要 1 摘要摘要：本设计主要进行了结构方案中横向框架轴框架的抗震设计。在确定框架布局之后，先进行了层间荷载代表值的计算,接着利用顶点位移法求出自震周期，进而按底部剪力法计算水平地震荷载作用下大小，进而求出在水平荷载作用下的结构内力（弯矩、剪力、轴力）。同样的过程计算风荷载作用下的结构内力。接着计算竖向荷载（恒载及活荷载）作用下的结构内力，找出最不利的一组或几组内力组合。 选取最安全的结果计算配筋并绘图。此外还进行了结构方案中的楼梯的设计。完成了平台板，梯段板，平台梁等构件的内力和配筋计算及施工图绘制。关键词：框架结构 结构设计 抗震设计6 第二部分 结构设计1 绪论11 课题名称：龙源图书馆建筑、结构设计、施工图设计、施工组织设计 对龙源图书馆进行方案、建筑、结构的设计，要求满足现代中校图书馆的基本要求，并根据任务书的的规定设计图书馆的合理布局，给出图书馆的建筑方案设计，根据方案设计进行结构设计计算，最后绘制施工图，进行施工组织设计。1. 2工程概况 1、工程名称:某高校龙源图书馆 2、建筑地点:某市某高校 3、建筑规模:1)建筑总面积: 11842.56m2 2)建筑层数:全楼四层，楼梯上屋面3)结构形式:钢筋砼框架结构4)层高: 4.2m13结构理解131 结构的重要建筑中，结构是为建筑物提供安全可靠、经久耐用、节能节材、满足建筑功能的一个重要组成部分，它与建筑材料、制品、施工的工业化水平密切相关，对发展新技术、新材料，提高机械化、自动化水平有着重要的促进作用。由于结构计算牵扯的数学公式较多，并且所涉及的规范和标准很零碎。通过查阅规范、公式进行计算设计，让自己掌握一般的分析方法，在思维里形成相应的模型，这对我们以后做实际工程是尤为重要的。一栋建筑的结构设计是否合理，主要取决于结构体系、结构布置、构件的截面尺寸、材料强度等级以及主要机构构造是否合理等等，都需要我们把书本上的理论知识和现实结合起来研究的，这些对我们每一个做工程的人来说都是任重而道远的。132结构设计的基本任务 是在结构的可靠与经济之间选择一种合理的平衡，力求以最低的代价，使所建造的结构在规定的条件下和规定的使用期限内，能满足预定的安全性、适用性和耐久性等功能要求。为达到这个目的，人们采用过多种设计方法。以现代观点看，可划分为定值设计法和概率设计法两大类。（1）定值设计法。将影响结构可靠度的主要因素（如荷载、材料强度、几何参数、计算公式精度等）看作非随机变量，而且采用以经验为主确定的安全系数来度量结构可靠性的设计方法，即确定性方法。此方法要求任何情况下结构的荷载效应S（内力、变形、裂缝宽度等）不应大于结构抗力R（强度、刚度、抗裂度等），即SR。在20世纪70年代中期前，我国和国外主要都采用这种方法。（2）概率设计法：将影响结构可靠度的主要因素看作随机变量，而且采用以统计为主确定的失效概率或可靠指标来度量结构可靠性的设计方法，即非确定性方法。此方法要求按概率观念来设计结构，也就是出现结构荷载效应3大于结构抗力R（SR）的概率应小于某个可以接受的规定值。这种方法是20世纪40年代提出来的，至70年代后期在国际上已进入实用阶段。我国自80年代中期，结构设计方法开始由定值法向概率法过渡。2 楼屋面荷载信息21楼面荷载表2.1楼面荷载名 称做 法厚度（mm)容重KN/m3重量KN/m2地砖楼面地砖面层10 22 0.22 纯水泥浆一道2 20 0.04 1:2水泥砂浆结合层20 20 0.40 钢筋混凝土楼板120 25 3.00 板底20厚粉刷抹平20 17 0.34 分布位置书库静载分项系数1.2楼面静载4.0 活载分项系数1.4楼面活载5.0 设 计 值11.8 名 称做 法厚度（mm)容重KN/m3重量KN/m2地砖楼面地砖面层10 22 0.22 纯水泥浆一道2 20 0.04 1:2水泥砂浆结合层20 20 0.40 钢筋混凝土楼板12025 3.00 板底20厚粉刷抹平20 17 0.34 分布位置研究室办公室阅览室静载分项系数1.2楼面静载4.0 活载分项系数1.4楼面活载2.0 设 计 值7.6 名 称做 法厚度（mm)容重(KN/m3重量KN/m2地砖楼面地砖面层10 22 0.22 纯水泥浆一道2 20 0.04 1:2水泥砂浆结合层20 20 0.40 钢筋混凝土楼板120 25 3.00 板底20厚粉刷抹平20 17 0.34 分布位置资料室静载分项系数1.2楼面静载4.0 活载分项系数1.4楼面活载2.5 设 计 值8.3 名 称做 法厚度（mm)容重KN/m3重量KN/m2花岗石楼面石材面层30 28 0.84 纯水泥浆一道2 20 0.04 1:3水泥砂浆结合层15 20 0.30 纯水泥浆一道2 20 0.04 钢筋混凝土楼板120 25 3.00 板底20厚粉刷抹平20 17 0.34 分布位置走廊休息厅静载分项系数1.2楼面静载4.6 活载分项系数1.4楼面活载3.5 设 计 值10.4 22屋面荷载表2.2屋面荷载名 称做 法厚度（mm)容重KN/m3重量KN/m2上人屋面防滑地砖面层10 22 0.22 1：3水泥砂浆结合层25 20 0.50 油毡隔离层4 12 0.05 高分子卷材4 12 0.05 1：3水泥砂浆找平20 20 0.40 憎水珍珠岩保温层60 4 0.24 1：3水泥砂浆找平20 20 0.40 1:6水泥焦渣找坡50 15 0.75 钢筋混凝土楼板120 25 3.00 板底20厚粉刷抹平20 17 0.34 分布位置屋面静载分项系数1.2楼面静载5.9 活载分项系数1.4楼面活载2.0 设 计 值9.9 23厕所地面荷载表2.3厕所地面荷载名 称做 法厚度（mm)容重KN/m3重量KN/m2厕所地砖铺实10220.221：4干硬性水泥砂浆25200.50基层处理剂一遍0.05加气混凝土回填280144.041：2.5水泥砂浆找平20200.40防水涂料1.50.20钢筋混凝土楼板120253.00板底20厚粉刷抹平20170.34分布位置厕所静载分项系数1.2楼面静载8.7活载分项系数1.4楼面活载2.0设 计 值13.33 楼板的计算3.1 设计信息根据建筑方案的结构布置以及指导老师的意见，在选择框架计算时，我选择3到6号轴线交L到Q轴线作为计算对象。要求根据建筑方案设计信息对各号轴线的各构件进行结构计算，求出内力、给出配筋信息,绘制施工图。图3.1 楼面板平面布置及分区32 楼面板计算321 荷载计算查楼屋面荷载信息 g=4.8 q=7.0 P=g+q=11.8弯矩计算： 计算各区格板跨内正弯矩，按恒载均布及活载棋盘式分布计算。取载： 在作用下各支座视为固定支座，在作用下各支座视为简支支座。 求各区格中间支座最大负弯矩（绝对值）按恒载、活载均满布各区格板计算，则取荷载： 计算简图及计算结果见表3.1。区格A区格B区格C区格D区格计算简图跨内计算简图支座11攀枝花学院毕业设计 结构设计表3.1 双向板的内力计算E区格F区格攀枝花学院毕业设计 结构设计322 板的配筋计算设计信息：求得各跨内、支座出的最大弯矩，根据混凝土设计原理及双向板的受力特点进行配筋计算，计算结果见表3.2。设计几何信息：混凝土 板厚h=100mm 去板带宽b=1000mm 保护层厚度20mm 表3.2 双向板的配筋计算 截面选筋实配面积12跨内A3.940.0520.973241.0382002512.80.0480.975195.368250201B4.230.0560.971259.3081802792.70.0460.954192.538250201C5.660.0740.962350.2181403594.90.0840.956348.678140359D5.350.0700.963330.6881503354.140.0710.963292.508170295E4.230.0560.971259.3081802792.70.0460.954192.538250201F5.660.0740.962350.2181403594.90.0840.956348.678140359支座配筋计算攀枝花学院毕业设计 结构设计续表3.2 双向板的配筋计算 截面选筋实配面积13支座A-A-6.810.0890.953425.3510180436-5.880.0770.960364.588130387A-B-7.150.0940.951447.210170462A-C-8.830.1160.938560.3310140561B-D-7.700.1010.947483.9810160491B-B-6.030.0790.959374.2710130387C-D-10.750.1410.924692.510160707C-E-9.940.1310.930636.212175646D-F-7.20.0940.951447.210170462D-D-7.350.1010.947483.9810160491E-E-6.530.0790.959374.2710130387E-F-9.750.1410.924692.510160707F-F-8.380.1160.938560.3310140561攀枝花学院毕业设计 结构设计 33 屋面板计算图3.2 屋面板平面布置及分区331荷载计算查楼屋面荷载信息：g=6.45 q=2.8 P=g+q=9.34弯矩计算： 计算各区格板跨内正弯矩，按恒载均布及活载棋盘式分布计算。取载： 在作用下各支座视为固定支座，在作用下各支座视为简支支座。 求各区格中间支座最大负弯矩（绝对值）按恒载、活载均满布各区格板计算，则取荷载： 计算简图及计算结果见表3.3。毕业设计计算书 攀枝花学院 张成虎攀枝花学院毕业设计 结构设计表3.3 双向板的内力计算区格A区格B区格计算简图15跨内计算简图支座攀枝花学院毕业设计 结构设计332 屋面板的配筋计算求得各跨内、支座出的最大弯矩，根据混凝土设计原理及双向板的受力特点进行配筋计算，计算结果见表3.4。设计几何信息：混凝土 板厚h=100mm 去板带宽b=1000mm 保护层厚度20mm 表3.4 双向板的配筋计算截面选筋实配面积16跨内A2.750.0360.981167.182502011.930.0330.976133.98250201B3.020.0400.979183.482502011.840.0320.984127.28250201截面选筋实配面积支座A-A-5.390.0700.963330.78150335-4.660.0700.963292.58170295A-B-5.660.0740.962350.28140359B-B-4.720.0620.968290.281702954 框架计算41 计算单元根据指导老师的意见，选择第八号轴线作为代表框架进行手算设计。设计资料：建筑设计信息。取相邻两个柱距的各1/2宽作为计算单元，如图4.1中阴影所示。图4.1 框架平面布置及计算单元简图42框架几何尺寸各框架柱梁截面尺寸如图4.2所示。图4.2 框架几何尺寸图43框架计算简图431竖向荷载作用下按刚性方案设计，水平荷载作用下按弹性方案设计（1）相对线刚度计算柱线惯性矩：底层柱线刚度：二层柱线刚度：300mm600mm梁的惯性矩： 300mm600mm梁的线刚度：300mm400mm梁的惯性矩： 300mm400mm梁的线刚度：设，则，如图4.3所示。图4.3 框架计算简图44恒荷载计算及内力分析441 楼、屋面荷载计算屋面恒载（标准值）：5.45楼面恒载（标准值）：3.5楼、屋面板自重传给框架如图4.4所示。图4.4 双向板传力简图442 构件自重横向框架梁自重 0.3m0.6m25=4.5 0.3m0.4m25=3纵向框架梁自重 0.3m0.6m25=4.5次梁自重 0.25m0.4m25=2.5框架柱自重 底层 0.4m0.4m255.2m=20.8 二层 0.4m0.4m254.2m=16.8填充墙自重 0.24m194.2m=19.2女儿墙自重 0.12m191.4m=6.38443 各层框架梁上荷载计算跨梁承担由屋面、楼面板传来的荷载形式为三角形分布，次梁承担梯形荷在并集中作用在主梁上。为计算简便，按支座弯矩等效原则，将其矩形分布。等效荷载 楼面： 屋面：跨梁承担屋面传来的梯形荷载，为计算简便，按支座弯矩等效原则，将其矩形分布。等效荷载：纵向次量承担楼、屋面传来的梯形荷载等效荷载框架梁上恒荷载：跨梁：跨梁：次梁作用在主梁上的集中荷载： 框架中各层恒载作用分布图如图4.5所示。图4.5 恒荷载作用分布图表4.1 固端弯矩计算表444 固端弯矩计算，见表4.1。表4.1 固端弯矩计算表跨梁跨梁二层底层445 节点分配系数计算，见表4.2。表4.2 值计算表ABCD二层B2C20.78C2B20.44D2C20.78B2B10.22C2D20.44D2D10.22C2C10.12底层A1B10.67B1A10.23C1B10.40D1C10.66A1A00.33B1C10.51C1D10.40D1C20.19B1B20.14C1C20.11D1D00.15B1B00.12C1C00.09446 恒荷载在作用下内力分析（力矩二次分配法）分析结果见表4.3毕业设计计算书 攀枝花学院 张成虎攀枝花学院毕业设计 结构设计表4.3 恒载作用下梁内力计算ABCD上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱二层000000.220.780.4400.120.440.7800.22-121.35121.35-121.35121.35一次分配26.7094.650000-94.650-26.70传递4.770-47.330047.3300-8.44二次分配-1.05-3.7200006.5801.8630.42-30.4274.0200-74.0233.280-33.2822底层00.330.670.230.140.120.510.400.110.090.400.660.190.15-20.6620.66-88.888.8-88.888.8一次分配6.8213.8415.679.548.1834.750000-58.61-16.87-13.32传递0-7.84-6.9213.3500-17.380029.310-13.350二次分配2.595.25-1.48-0.90-0.77-3.28-4.77-1.31-1.08-4.778.812.542.09.41-9.4127.9321.997.41-57.3366.65-1.31-1.08-64.2639.00-27.68-11.32底端3.44.007如图4.6、图4.7，恒载作用下内力图图4.6 恒载作用下弯矩包络图图4.7 恒载作用下剪力包络图45 活荷载及其内力分析451 活荷载计算屋面活荷载（上人）：2.0楼面活荷载（书库）：5.0跨梁承担由屋面、楼面板传来的荷载形式为三角形分布，次梁承担梯形荷在并集中作用在主梁上。为计算简便，按支座弯矩等效原则，将其矩形分布。等效荷载 楼面： 屋面：跨梁承担屋面传来的梯形荷载，为计算简便，按支座弯矩等效原则，将其矩形分布。等效荷载：纵向次量承担楼、屋面传来的梯形荷载等效荷载框架梁上恒荷载：跨梁：跨梁：次梁作用在主梁上的集中荷载： 框架中各层恒载作用分布图如图4.8所示。图4.8 各层活荷载分布图452 活荷载作用内力分析固端弯矩计算，见表4.4表4.4 固端弯矩计算表跨梁跨梁二层底层节点分配系数计算，见表4.2活荷载在作用下内力分析（力矩二次分配法）分析结果见表4.5攀枝花学院毕业设计 结构设计表4.5 活载作用下梁内力计算ABCD上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱二层000000.220.780.4400.120.440.7800.22-34.3834.38-34.3834.38一次分配7.5626.820000-26.820-7.56传递5.600-13.410013.4100-8.19二次分配-1.23-4.3700006.3901.8011.93-11.9320.9700-20.9713.950-13.95底层00.330.670.230.140.120.510.400.110.090.400.660.190.15-6.156.15-86.2286.22-86.2286.22一次分配2.034.1218.4211.219.6140.830000-56.91-16.38-12.93传递-9.21-2.063.7800-20.420028.460-3.780二次分配3.046.17-0.40-0.24-0.21-0.87-3.22-0.88-0.72-3.222.490.720.575.07-5.0722.1114.759.40-46.2662.58-0.88-0.72-60.9831.8-19.44-12.36底端1.5506.426活载作用下内力分布如图4.9、图4.10。 图4.9 活荷载作用弯矩包络图图4.10 活载作用下剪力包络图46 风荷载及其内力分析461 风荷载计算基本风压：值：由于建筑屋总高H不超过30m，所以=1.0查荷载规范得值：迎风=0.8，背风面=-0.5，所以取=1.3。查表得值：=0.74风荷载线性标准值为简化计算，将矩形分布的风荷载折算成集中荷载：第二层： 底 层： 风荷载作用下荷载分布如图4.11所示。图4.11 风荷载作用下荷载分布图462 风荷载作用内力分析风荷载作用下需考虑框架节点的侧移，采用D值法。各柱D值及剪力分配系数见表4.6。表4.6 剪力分配系数值计算层位及层高柱号二层B0.190.570.33C0.190.33A0.190.33一层A0.100.40.25B0.100.25C0.100.25各柱的反弯点位置、剪力、柱端弯矩计算见表4.7表4.7 风荷载作用下反弯点位置、剪力、柱端弯矩计算层号柱号Vy二A、B、C、0.330.579.593.160.56.646.64一A、B、C、0.250.420.525.130.3317.878.80风荷载作用下内力分布如图4.12所示。图4.12 风荷载作用下内力图47 地震作用内力及其分析471 地震荷载计算自重：（）二层：G=820.35 =172.8 一层：G=1039.8 =488.16 利用底部剪力法进行计算分析：（地震加速度：0.15；抗震设防为7度区；，）自震周期472 地震作用下荷载分布如图4.13所示。图4.13 地震作用下荷载分布图472 地震作用内力分析由于各层柱的抗侧移刚度一样，所以水平地震作用力平均分到每一根柱上。地震作用下需考虑框架节点的侧移，采用D值法。各柱D值及剪力分配系数见表10。各柱的反弯点位置、剪力、柱端弯矩计算见表4.8表4.8 地震作用下反弯点位置、剪力、柱端弯矩计算层号柱号Vy二A 、B、C0.330.5754.1118.110.538.0338.03一A、B、C、0.250.498.8523.710.3382.6140.69地震作用下内力分布如图4.14所示。图4.14 地震作用下弯矩包络图5 内力组合：51 框架梁内力组合计算见表5.1、表5.2毕业设计计算书 攀枝花学院 张成虎32攀枝花学院毕业设计 结构设计表5.1 屋面框架梁内力组合计算梁截面内力恒载活载风荷载地震荷载1.35+1.40.7+1.40.6+1.40.71.2+1.4+1.40.6+1.40.71.2+1.40.7+1.4+1.40.71.2+1.40.7+1.40.6+1.4A2B2A1B1M9.415.078.840.6964.965.6668.4680.62V31.79.464.2419.8275.0574.2772.6778.62跨中M12.34.371.081.3323.123.221.8621.81V00000000B1A1M27.9322.116.6439.36103.52108.62103.05115.87V31.79.464.2419.8275.0574.2772.6778.62B2C2B2C2M30.4211.936.6438.0395.6196.0594.76107.02V95.626.821.669.5166.05162.97152.64155.70跨中M91.223.781.669.51157.13153.44144.39147.45V10330.2400168.69165.94153.24153.24C2B2M74.0220.973.3219.02141.91139.61132.66138.79V95.626.821.669.5166.05162.97152.64155.7033攀枝花学院毕业设计 结构设计表5.2 楼面框架梁内力组合计算梁截面内力恒载活载风荷载地震荷载1.35+1.40.9+1.40.6+1.40.71.2+1.4+1.40.6+1.40.71.2+1.40.9+1.4+1.40.71.2+1.40.9+1.40.6+1.4B1C1B1C1M57.3346.267.7239.36180.74178.62176.46188.67V70.366.782.5713.12194.06192.87184.96189.03跨中M44.6545.7500117.92117.63111.23111.23V7477.7600197.88197.66186.78186.78C1B1M66.6562.587.7239.36213.89212.65208.21220.42V70.366.782.5713.12194.06192.87184.96189.03A1B1A1B1M64.2660.987.7239.36208.64207.54203.33215.54V70.366.783.8619.68201.58200.38193.19199.30跨中M53.8253.783.8619.68162.95162.4157.04163.14V7477.7600197.88197.66186.78186.78B1A1M3931.815.4478.72182.83181.44185.63210.05V70.366.783.8619.68201.58200.38193.19199.3052 框架柱内力组合计算框架柱承担本榀框架梁传来的轴力及纵向框架梁传来的轴力521 恒载作用下的轴力恒载作用下梁端剪力见内力图8-2；纵向框架梁传来的轴力：二层：边柱 柱上端 A2A1 C2C1女儿墙重： 纵向框架梁自重：横向次梁传来的集中力： 梯形部分荷载：总和：45.9+32.4+34.2+37.2=149.7柱下端 A1A2 C1C2：149.7+16.8=166.5中柱 柱上端 B2B1纵向框架梁自重：32.4横向次梁传来的集中力：34.22=68.4梯形部分荷载：37.22=74.4总和：32.4+68.4+74.4=175.2柱下端 B1B2：165.2+16.8=192.0一层边柱 A0A1 柱上端女儿墙自重： 45.94纵向框架梁自重：32.4横向次梁传来的集中力：三角形部分荷载：总和：45.94+32.4+32.1+38.2=148.6下端：148.6+20.8=169.4边柱 C0C1 柱上端墙重：纵向框架梁自重：32.4横向次梁传来的集中力：梯形部分荷载：总和：138.24+32.4+25.5+25.2+166.5=387.8下端：387.8+20.8=408.6