某职业院校五层教学楼毕业论文.doc

黑龙江职业学院教学楼设计第1章 绪论1.1 设计理念随着生活水平的提高，一般公共建筑的用户提出了更高的建筑服务水平要求。这当然也包括了我们学生， 我们需要更明亮的光线来保护我们的视力，需要舒适宜人的温度来提高学习效率，需要新鲜的空气来保证我们的健康。这就是我设计教学楼的第一个理念节能设计。我国一般公共建筑总面积约11亿平方米，用电量约占我国全年用电量的8%。 目前这类建筑的能耗水平低于发达国家，这并不是说我国在低能耗方面做得好，而是由于建筑提供的服务水平不高，就拿教学楼来说，和夏热冬冷地区气候条件相似的国外发达国家的教学楼就有空调、采暖器、热水，还有良好的通风换气设备。1，以自然通风为主， 机械通风为辅。2. 提高教学楼围护结构的保温隔热性能，使其标准高于规范要求。 建筑采用外遮阳玻璃采用夹层中空玻璃或LOW-E 玻璃，外墙采用外保温，屋顶采用植被覆盖等等。 这些都能增强建筑的保温隔热性能。3.有效利用天然采光。绿色照明是节约能源、保护环境，有益于提高学生学习效率，保护身心健康的照明。 绿色照明的具体措施有：尽可能采用高光效，长寿命光源，优先使用荧光灯；照明设计应选用效率高，利用系数高，配光合理，保持率高的灯具；根据视觉作业要求， 确定合理的照度标准值，并选择合适的照明方式；室内表面尽可能采用浅色装修；加强用电管理。另外，注意选择基地环境，利用原有绿化为建筑遮荫， 合理栽种花草树木为教学楼创造舒适宜人的小环境等等。1.2 优点及发展前景框架结构是采用梁柱等杆件刚接组成空间体系作为建筑物承重骨架的结构。它的特点是承受竖向荷载的能力强，承受水平荷载(如风荷载、地震作用)的能力弱。框架结构的侧向刚度较小，属柔性体系，因而其高度受到限制。框架结构是多层房屋的常用结构形式，多层框架结构广泛应用于办公楼、旅馆、住宅、厂房、仓库等民用和工业建筑中。钢筋混凝土框架结构是我国各类型建筑中使用最普遍的结构形式之一。同钢结构相比，钢筋混凝土结构具有造价低，防火性能好，刚度大，可减少侧向位移的特点，使其应用非常广泛。而框架结构因其具有下列优点，使其应用范围日益扩大。(1)结构平面布置灵活，可做成较大空间的会议室、餐厅、车间、营业厅、教室等。即可用隔断分割成小房间，又可拆除隔断改成大房间，因而使用非常灵活。(2)外墙用非承重构件，可使建筑立面设计灵活多变;采用轻质隔断和外墙可大大降低房屋自重，节约材料。0.20%选配314（461mm2）根据裂缝宽度小于0.3mm重新选配218+116AB跨支座配筋计算：C30混凝土，fc14.331N/mm，HRB400, fy 360N/mm， 纵筋合力点至近边边缘的距离 as 35mm; M=48.60KNMbh 1800400mm， ho h - as 400-35 365mmb 0.518 0.012 b 0.518As 1 fc b x / fy 114.33118005/360 326mm选配218（508mm2）根据裂缝宽度小于0.3mm重新选配220第五章 竖向荷载作用下框架结构的内力计算4.1横向框架计算单元根据结构布置和荷载计算，对一榀横向中框架进行计算，如图所示。房间内直接传给该框架的楼面荷载如图中的阴影线所示。 横向框架计算单元5.2梁、柱线刚度计算： 横梁线刚度计算类别bhIlEcI/l1.5EcI/l2EcI/l(mm)（）（m）（）（）（）边横梁0.30.80.01288.115.823.731.6中横梁0.30.40.00162.75.938.9411.9 柱线刚度ic计算层次hbhIEcI/l0.9EcI/l（m）（mm）（）（）（）1250.40.60.007214.412.960.50.50.005210.49.36353.90.40.60.007218.516.650.50.50.005213.311.97 横向中框架梁、柱线刚度（单位：）所计算的中框架是对称结构，在计算竖向荷载作用时，取一半计算，断开的中跨线刚度是原来的2倍。5.3 恒载荷载计算5.3.1荷载计算：集中荷载次梁传来的集中荷载：屋面：板传来的恒载：5.24.0521.06 kN/m次梁自重：0.25（0.40.12）251.75 kN/m次梁粉刷：0.02（0.4-0.12）2170.19 kN/m (5.4+5.4-4.05)21.060.51.755.40.195.481.56KN楼面：板传来的恒载：4.14.0516.61 kN/m次梁自重：0.25（0.40.12）251.75 kN/m次梁粉刷：0.02（0.4-0.12）2170.19 kN/m (5.4+5.4-4.05)16.610.51.755.40.195.466.54KN屋面框架节点集中荷载：边柱联系梁自重：0.250.65.42520.25KN粉刷：0.02（0.6-0.12）25.4171.76KN0.6m挑檐板自重：0.65.45.216.8KN0.6m高排水外延沟自重：0.65.4250.129.72KN边柱联系梁传来屋面荷载：0.5(5.4+5.4-4.05)4.05/25.235.53KN顶层边节点集中荷载合计：84.15KN中柱联系梁自重：0.250.65.42520.25KN粉刷：0.02（0.6-0.12）25.4171.76KN联系梁传来的屋面板荷载：0.5(5.4+5.4-2.7)2.7/25.2=18.6 KN0.5(5.4+5.4-4.05)4.05/25.2=35.54 KN顶层中节点集中荷载合计：76.15KN楼面框架节点集中荷载：边柱联系梁自重：0.250.65.42520.25KN粉刷：0.02（0.6-0.12）25.4171.76KN塑钢窗：5 KN窗下墙体自重：0.241.25.41929.5KN窗下墙体粉刷自重：20.021.25.4174.41KN框架柱自重：0.60.43.92523.4KN框架柱粉刷自重：(0.6+0.4)20.023.917=2.65KN联系梁传来的楼面自重：0.5(5.4+5.4-4.05)4.05/24.128.02KN 楼面层边节点集中荷载合计：115KN中柱联系梁自重：0.250.65.42520.25KN粉刷：0.02（0.6-0.12）25.4171.76KN内纵墙自重：5.4(3.9-0.6)0.2419=81.3KN内纵墙墙体粉刷自重：5.4(3.9-0.6)20.0217=12.2KN扣除门洞：-2.11.00.2419+5-4.5KN框架柱自重：0.60.43.92523.4KN框架柱粉刷自重：(0.6+0.4)20.023.917=2.65KN联系梁传来的楼面自重：0.5（5.4+5.4-2.7）2.7/23.618.6KN0.5(5.4+5.4-4.05)4.05/24.1=28.02 KN 楼面层中节点集中荷载合计：183.68KN5.4 活载荷载计算屋面活荷载：0.5 kN/m，(不上人屋面)，搂面活荷载：2.0 kN/m，走廊：2.5 kN/m5.4.1 荷载计算：线荷载屋面： 屋面活载0.5kN/m2 屋面板传来的活载：0.54.052.03 kN/m 教室横梁的三角形线荷载合计：2.03 kN/m走廊板传来的活载：0.52.71.35 kN/m 走廊横梁的三角形线荷载合计：1.35kN/m楼面： 楼面活载2.0kN/m2楼面板传来的活载：2.04.058.1 kN/m 教室横梁的梯形线荷载合计：8.1 kN/m走廊：楼面活载2.5kN/m2走廊楼面传来的活载：2.52.77.29 kN/m 走廊横梁的三角形线荷载合计：7.29 kN/m5.4.2 荷载计算：集中荷载次梁传来的集中荷载：屋面：板传来的活载：0.54.052.03 kN/m5.4+5.4-4.05)2.030.56.86KN 次梁传来的集中荷载合计：6.86KN楼面：板传来的活载：2.04.058.1kN/m(5.4+5.4-4.05)8.10.527.2KN 次梁传来的集中荷载合计：27.2KN屋面框架节点集中荷载边柱联系梁传来的屋面活载：0.65.40.51.62KN0.5(5.4+5.4-4.05)4.05/20.5=3.42 KN 顶层边节点集中荷载合计：5.04KN中柱联系梁传来的屋面活载：0.5(5.4+5.4-2.7)2.7/20.5=2.73 KN0.5(5.4+5.4-4.05)4.05/20.5=3.42 KN 顶层中节点集中荷载合计：6.15KN楼面框架节点集中荷载：边柱联系梁传来的楼面活载：0.5(5.4+5.4-4.05)4.05/22.0=13.67KN 楼面层边节点集中荷载合计：13.67KN中柱联系梁传来的楼面活载：0.5（5.4+5.4-2.7）2.7/22.513.67KN0.5(5.4+5.4-4.05)4.05/22.0=13.67KN 楼面层中节点集中荷载合计：27.34KN5.5 荷载作用下梁柱算计算梁端、柱端弯矩见弯矩图。梁端剪力： 梁端剪力示意图 柱轴力：柱轴力示意图 边柱（上）： 中柱（上）： 边柱（下）： 中柱（下）： 恒载作用下，根据公式。计算梁端剪力：恒载作用下梁端剪力序号梁端弯矩梁间恒载跨度梁端剪力边跨中跨边跨中跨边跨中跨边跨中跨MlMrMlMrqqLLVaVb左Vb右Vc左5129.39107.5233.7133.7132.7411.988.12.7135.31129.9116.1716.174178.43179.932.3532.3543.859.288.12.7177.41177.7712.5312.533180.64180.4732.2532.2543.859.288.12.7177.61177.5712.5312.532181.26180.8732.1731.443.859.288.12.7177.64177.5412.8112.811162.53167.2834.9134.9143.859.288.12.7177.01178.1812.5312.53恒载作用下柱轴力序号柱截面层高容重集中荷载边跨中跨边跨中跨A柱B柱b(M)h(M)b(M)h(M)H(M)(kn/m3)NNN顶N底N顶N底50.40.60.50.53.9258476219.46242.86222.2246.640.40.60.50.53.925115184535.27558.67620.664530.40.60.50.53.925115184851.28874.681019104320.40.60.50.53.9251151841167.31190.71417144110.40.60.50.55251151841482.71512.718161847活载作用下梁端剪力序号梁端弯矩梁间活载跨度梁端剪力边跨中跨边跨中跨边跨中跨边跨中跨MlMrMlMrqqLLVaVb左Vb右Vc左5 11.69 9.42 2.10 2.10 2.35 0.84 8.10 2.70 9.80 9.24 1.14 1.14 4 35.96 37.71 8.60 8.60 9.34 4.56 8.10 2.70 37.61 38.04 6.16 6.16 3 38.08 39.18 8.32 8.32 9.34 4.56 8.10 2.70 37.69 37.96 6.16 6.16 2 38.21 39.27 8.31 8.31 9.34 4.56 8.10 2.70 37.70 37.96 6.16 6.16 1 34.21 36.44 8.87 8.87 9.34 4.56 8.10 2.70 37.55 38.10 6.16 6.16 活载作用下柱轴力序号集中荷载梁端剪力A柱B柱边跨中跨边跨中跨NNVaVb左VN顶N顶5 5.04 6.15 9.80 9.24 1.14 14.84 16.53 4 13.67 27.34 37.61 38.04 6.16 66.12 88.07 3 13.67 27.34 37.69 37.96 6.16 117.48 159.53 2 13.67 27.34 37.70 37.96 6.16 168.85 230.99 1 13.67 27.34 37.55 38.10 6.16 220.07 302.59 梁跨中弯矩计算： 各层梁的跨中弯矩见下表： 竖向恒载作用下跨中弯矩计算（单位：kNm） 层次梁端弯矩跨度梁间恒载恒载作用下边跨中跨边跨中跨边跨中跨MlMrMlMrLLqqAB跨BC跨5129.39 107.52 33.71 33.71 8.10 2.70 32.74 11.98 150.05 -22.79 4178.43 179.90 32.35 32.35 8.10 2.70 43.85 9.28 180.46 -23.89 3180.64 180.47 32.25 32.25 8.10 2.70 43.85 9.28 179.07 -23.79 2181.26 180.87 32.17 32.17 8.10 2.70 43.85 9.28 178.56 -23.71 1162.53 167.28 34.91 34.91 8.10 2.70 43.85 9.28 194.72 -26.45 竖向活载作用下跨中弯矩计算（单位：kNm）层次梁端弯矩跨度梁间恒载活载作用下边跨中跨边跨中跨边跨中跨MlMrMlMrLLqqAB跨BC跨511.69 9.42 2.10 2.10 8.10 2.70 2.35 0.84 8.72 -1.33 435.96 37.71 8.60 8.60 8.10 2.70 9.34 4.56 39.76 -4.44 338.08 39.18 8.32 8.32 8.10 2.70 9.34 4.56 37.97 -4.16 238.21 39.27 8.31 8.31 8.10 2.70 9.34 4.56 37.86 -4.15 134.21 36.44 8.87 8.87 8.10 2.70 9.34 4.56 41.27 -4.71 恒载作用下框架梁剪力图、柱轴力图（单位：kN）活载作用下框架梁剪力图、柱轴力图（单位：kNm）第六章 横向荷载作用下框架结构计算6.1 载作用楼层剪力的计算层次zsz(m)zoAPw51.0 1.320.6 1.26 0.45 13.7710.15 41.0 1.316.7 1.18 0.45 21.0614.50 31.0 1.312.8 1.08 0.45 21.0613.28 21.0 1.38.9 1.00 0.45 21.0612.32 11.0 1.35.0 1.00 0.45 22.6813.27 6.2 线刚度计算横梁线刚度ib和柱线刚度ic计算分别见下表：横梁线刚度计算类别bhIlEcI/l1.5EcI/l2EcI/l(mm)（）（m）（）（）（）边横梁0.30.80.01288.115.823.731.6中横梁0.30.40.00162.75.938.9411.9 柱线刚度ic计算层次hbhIEcI/l（m）（mm）（）（）150.40.60.007214.40.50.50.005210.4253.90.40.60.007218.50.50.50.005213.36.3 框架柱的侧移刚度D值计算楼层计算简图K一般层i2i1i2K=i1+i2+i3+i4/2ic=K/(2+K)icici4i3i4底层K=i1+i2/ic=(0.5+K)/(2+K)i2i1i2icic 框架柱侧移刚度D值 层次线刚度层高边柱中柱D边梁边柱中梁中柱HKaDKaD531.618.511.913.33.91.708 0.461 6.72 3.271 0.621 6.51 26.47 431.618.511.913.33.91.708 0.461 6.72 3.271 0.621 6.51 26.47 331.618.511.913.33.91.708 0.461 6.72 3.271 0.621 6.51 26.47 231.618.511.913.33.91.708 0.461 6.72 3.271 0.621 6.51 26.47 131.614.411.910.45.0 2.194 0.642 4.44 4.183 0.757 3.78 16.44 第七章 截面设计7.1 框架梁设计以第顶层AB跨框架梁的计算为例。7.1.1 梁的最不利内力经以上计算可知，梁的最不利内力如下：跨间： Mmax=286.36 KNm支座A：Mmin=-106.10 KNm ，Vmax=178.33 KN支座Bl：Mmin=-88.95 KNm，Vmax=172.80 KN7.1.2 梁正截面受弯承载力计算对于楼面现浇的框架结构，梁支座负弯矩按矩形截面计算纵筋数量。跨中正弯矩按T形截面计算纵筋数量。翼缘计算宽度梁内纵向钢筋选级热扎钢（）,砼C30(),h0=h-a=800-35=765mm。下部跨间截面按单筋T形截面计算。 属第一类T形截面。 实配钢筋422（As=1520mm）。支座配筋：支座A受压钢筋：将下部跨间截面的422钢筋伸入支座，作为支座负弯矩作用下的受压钢筋，As，=1520 mm2。支座A受拉钢筋： 配筋率 As / (b ho) 394/(300765) 0.17%最小配筋率 min 0.20% As,minbhmin 480mm实配钢筋414（615 mm）7.1.3梁斜截面受剪承载力计算AB跨：当 ho / b 4 时，V 0.25 c fc b ho 0.25 c fc b ho 0.251143310.30.765 822.3kN V 468.9kN截面尺寸满足要求。0.7 ft b ho 0.71432.90.30.765 230.2kN V 178.3kN按构造配筋：加密区长度取1m，梁端加密区钢筋8100，非加密区钢筋8200。其它层梁配筋见下表：层次截面M（KNm）计算As，（mm2）实配As，（mm2）计算As（mm2）实配As（mm2）配箍1支座A207.900.086789418、（1017）加密区四肢8100,非加密区四肢8200Bl196.230.081743418、（1017）AB跨间422.460.0191549222225(1741)支座Br54.760.101439418（1017）加密区二肢8100非加密区二肢8200BC跨间23.850.014183414（615.7）2支座A205.460.085779418（1017）加密区四肢8100,非加密区四肢8200Bl200.110.083758418（1017）AB跨间401.830.0181472222225(1741)支座Br47.440.087377418（1017）加密区二肢8100非加密区二肢8200BC跨间20.540.012157414（615.7）3支座A189.250.078715418（1017）加密区四肢8100,非加密区四肢8200Bl186.970.077706418（1017）AB跨间402.470.0181475222225(1741)支座Br43.830.08347418（1017）加密区二肢8100非加密区二肢8200BC跨间20.640.012157414（615.7）4支座A170.580.07642418（1017）加密区四肢8100非加密区四肢8200Bl176.120.073664418（1017）AB跨间405.660.0181486222225(1741)支座Br40.820.074323418（1017）加密区二肢8100非加密区二肢8200BC跨间21.060.012240414（615.7）5支座A106.100.043480414（615）加密区四肢8100,非加密区四肢8200Bl88.950.036480414（615）AB跨间286.361048420（1256）支座Br34.330.062270414（6