土木工程工民建毕业设计

安徽理工大学毕业设计安徽理工大学毕业设计 I 目目录录 摘摘要要. 1 ABSTRACT.2 前前言言. 3 第一部分第一部分 设计任务书设计任务书. 4 1 1 设计题目设计题目. 4 2 2 设计目的及要求设计目的及要求. 4 3 3 建筑功能及要求建筑功能及要求. 4 3.1 建筑功能要求.4 3.2 建筑等级.5 3.3 规划及其他要求.5 3.4 结构类型.5 4 4 设计内容图纸及归档要求设计内容图纸及归档要求. 5 4.1 建筑部分.5 4.2 结构部分.5 4.3 图面要求.6 第二部分第二部分结构设计说明结构设计说明. 7 1 1设计的基本条件和内容设计的基本条件和内容. 7 1.1 设计基本条件.7 1.1.1 气象条件.7 1.1.2 抗震设防.7 1.1.3 地基土承载力.7 1.1.4 其它条件.8 1.1.5 钢筋混凝土.8 1.2 建筑结构设计的基本内容.8 2 2结构类型结构类型. 8 2.1 设计方案.8 2.2 柱网布置及一榀框架图.8 3 3框架结构设计计算框架结构设计计算 22. 10 安徽理工大学毕业设计安徽理工大学毕业设计 II 3.1梁柱截面，梁跨度及柱高确定.10 3.1.1 初估截面尺寸.10 3.1.2 柱的计算高度.11 3.2荷载计算 1.11 3.2.1 屋面及楼面的永久荷载标准值 . 11 3.2.2 屋面及楼面可变荷载标准值.11 3.3梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算.12 3.4计算重力荷载代表值 7.12 3.4.1 第 5 层的重力荷载代表值：.12 3.4.2 第 24 层的重力荷载代表值.13 3.4.3 第一层的重力荷载代表值：.13 3.5横向框架侧移刚度计算.13 3.5.1 计算梁、柱的线刚度.13 3.5.2 计算柱的侧移刚度.14 3.6横向水平地震作用下的框架结构的内力计算和侧移计算 15.15 3.6.1 横向自振周期的计算.15 3.6.2 水平地震作用及楼层地震剪力计算.16 3.6.3 水平地震作用下的位移验算.18 3.6.4 水平地震作用下框架内力计算.19 3.7横向风荷载作用下框架结构内力和侧移计算 16.23 3.7.1 风荷载标准值.23 3.7.2 风荷载作用下的水平位移验算.25 3.8竖向荷载作用下横向框架结构的内力计算.27 3.8.1 计算单元.27 3.8.2 荷载计算.28 3.8.3 内力计算.30 3.8.4 计算恒载和活载作用下梁端剪力和柱轴力.34 3.9框架内力组合.36 3.9.1 结构抗震等级.36 3.9.2 框架梁内力组合.36 3.9.3 框架柱内力组合.40 3.10截面设计.46 3.10.1 截面设计及构造措施要求.46 3.10.2 框架梁.47 安徽理工大学毕业设计安徽理工大学毕业设计 III 3.10.3 框架柱.50 4 4现浇板设计现浇板设计 44. 57 5基础设计基础设计3. 60 5.1 基础设计的内力.60 5.2 初步确定底面尺寸.60 5.3 计算基底压力.60 5.4 地基抗冲切验算.62 5.5 基础底板配筋.63 6 6楼梯设计楼梯设计. 67 6.1 楼梯梯段板设计.67 6.1.1 板厚确定.67 6.1.2 荷载计算.68 6. 2 平台板设计.68 6. 3 平台梁设计.69 结束语结束语. 71 参考文献参考文献. 72 致致谢谢. 73 安徽理工大学毕业设计安徽理工大学毕业设计 1 摘摘要要 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，建关键词：框架结构，建筑设计，筑设计，结构设计，抗震设计结构设计，抗震设计 安徽理工大学毕业设计安徽理工大学毕业设计 2 Abstract The purpose of the design is to do the anti-seismic design in the longitudinal frames of axis . When the directions of the frames is determined, firstly the weight of each floor is calculated .Then the vibrate cycle is calculated by utilizing the peak-displacement method, then making the amount of the horizontal seismic force can be got by way of the bottom-shear force method. The seismic force can be assigned according to the shearing stiffness of the frames of the different axis. Then the internal force (bending moment, shearing force and axial force ) in the structure under the horizontal loads can be easily calculated. After the determination of the internal force under the dead and live loads, the combination of internal force can be made by using the Excel software, whose purpose is to find one or several sets of the most adverse internal force of the wall limbs and the coterminous girders, which will be the basis of protracting the reinforcing drawings of the components. The design of the stairs is also be approached by calculating the internal force and reinforcing such components as landing slab, step board and landing girder whose shop drawings are completed in the end. K KEYWORDSEYWORDS : : F Framrame es s,Architectural,design,S,Architectural,design,Structuraltructural, ,designdesign A Anti-seismicnti-seismic designdesign 安徽理工大学毕业设计安徽理工大学毕业设计 3 前前言言 毕业设计是大学本科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框架结构教学楼设计 。在毕业设计前期，我温习了结构 力学 、 钢筋混凝土 、 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，并得到徐 道富老师的审批和指正，使我圆满地完成了设计任务，在此我表示衷心的感谢！ 毕业设计的三个月里，在指导老师的帮助下，经过资料查阅、设计计算、论文撰 写以及外文的翻译，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，TSSD 探索者结构设计软件。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！ 安徽理工大学毕业设计安徽理工大学毕业设计 4 第一部分第一部分 设计任务书设计任务书 1 1 设计题目设计题目 设计题目： 淮南第一人民医院门诊楼设计 。 2 2 设计目的及要求设计目的及要求 设计目的：通过本毕业设计，培养综合运用所学的基础理论和专业知识分析和解 决土木建筑工程设计问题的能力，同时也培养理论联系实际及动手能力，养成严、求 实、创新的科学作风及调查研究、查阅资料、综合分析的能力，为具有土木工程技术 人员所必备的基本素质打下坚实的基础。 具体要求： （1） 坚持“适用、安全、经济、美观”的设计原则。 （2） 掌握与本设计有关的设计规范及有关规定，并会正确应用。 （3） 要求建筑设计部分设计方案合理、适用、美观。结构部分合理选择结构 形式，掌握框架结构的计算方法及结构要求。 （4） 培养绘制施工图的能力，图纸不仅达到数量要求，而且要确保质量。建 筑功能及要求。 3 3 建筑功能及要求建筑功能及要求 拟建本门诊楼为永久性建筑，建筑主楼 5 层，局部 4 层。建筑总面积约为 4500 ，高 19.5m，底层层高 3.9，其余各层均为 3.6m。 3.13.1 建筑功能要求建筑功能要求 建筑规模：本门诊楼就诊要求达到 600 人次/日。 布局描述：1、内科、外科、五官科、小儿科、妇产科、放射科、急诊分别为八 十一间； 2、中医科、皮肤科、化验及功能检查、理疗分别为四六间 ； 3、公共用房十十五间，包括挂号、病历、保健、药房、接待、男女 安徽理工大学毕业设计安徽理工大学毕业设计 5 厕所等； 4、另外安排候诊、办公等用房若干间。 3.23.2 建筑等级建筑等级 耐久性 II 级，耐火等级 2 级 3.33.3 规划及其他要求规划及其他要求 立面处理简洁大方，突出综合医院的特色，体现均质、健康、有序的建筑特点， 符合城市总体规划要求。 3.43.4 结构类型结构类型 结构型式：框架结构 4 4 设计内容图纸及归档要求设计内容图纸及归档要求 4.14.1 建筑部分建筑部分 按照：建施 1、建施 2排序，设计的建筑施工图有： 总平面图 1:500 建筑平面图（包括首层、标准层、顶层） 1:100 顶层排水平面图1:200/1:300 立面图（24 个） 1:100 剖面图（通过门窗或较复杂部位剖切）1:100/1:50 楼梯间详图1:50/1:20/1:10 设计说明书（材料做法表、门窗数量表） 4.24.2 结构部分结构部分 按照：结施 1、结施 2排序，设计的结构施工图有： 基础平面、剖面图 平面结构布置图（24 张） 梁板模板图 局部大样图 安徽理工大学毕业设计安徽理工大学毕业设计 6 4.34.3 图面要求图面要求 图纸可用计算机绘制，也要有手工绘制。 布局匀称、图面整洁、线条圆滑、符号正确、符合建筑制图标准 、尺寸完善。 计算正确、说明清楚、词语简练、用词恰当、字迹工整。 安徽理工大学毕业设计安徽理工大学毕业设计 7 第二部分第二部分结构设计说明结构设计说明 本门诊大楼是一个集多项功能为一体的多层公共民用建筑，不同的使用功能要求 应设计不同的构造形式与之相适应，从而方便使用，因此，在设计中，我们在建筑设 计上进行了精心的设计， 使之尽量满足综合大楼的各项功能， 并使结构尽量做到简单。 1 1设计的基本条件和内容设计的基本条件和内容 1.11.1 设计基本条件设计基本条件 本次设计的任务是在淮南市的一所门诊大楼。 建筑地点：安徽省淮南市 建筑规模： 建筑面积：40004500 2 m 层数：45 层 建筑场地：占地 9000 2 m，其中东西长 100m,南北宽 90m，距离路中心为 90m. 1.1.11.1.1 气象条件气象条件 主导风向：东南风，全年平均风速为 4.5m/s，最大风速为 18m/s， 基本风压为 0.35kpa。 全年平均降雨量：818.9 mm。 最热月相对湿度：80%。 雪荷载：基本雪压 0.45 2 kN/m (水平投影)。 风荷载：基本风压 0.35 2 kN/m (10m 标高处)。 1.1.21.1.2 抗震设防抗震设防 按 7 级抗震：II 类场地设计，地震分区为一区 1.1.31.1.3 地基土承载力地基土承载力 地基土承载力为 220/kfKN m 安徽理工大学毕业设计安徽理工大学毕业设计 8 1.1.41.1.4 其它条件其它条件 基础设计均不考虑地基土的变形验算，室内外高差 600mm，其中标高相当于马 路中心相对标高。 1.1.51.1.5 钢筋混凝土钢筋混凝土 梁板混凝土采用 C30 混凝土，纵筋采用 II 级，箍筋采用 I 级。 1.21.2 建筑结构设计的基本内容建筑结构设计的基本内容 结构计算书包括结构布置，设计依据及步骤和主要计算的过程及计算结果，计算 简图，及如下内容： （1） 地震作用计算； （2） 框架内力分析，配筋计算（取一榀） ； （3） 基础设计计算； （4） 板、楼梯的设计计算。 其它构件计算视设计情况而定。 2 2结构类型结构类型 2.1 设计方案设计方案 本建筑设计方案采用框架结构 梁、板、柱、楼面均采用现浇型混凝土 2.22.2 柱网布置及一榀框架图柱网布置及一榀框架图 计算简图见图 2-1： 安徽理工大学毕业设计安徽理工大学毕业设计 9 E D C B A 18000 3000600030006000 31200 36003600360036003600360036006000 上 121314151617181920 图图 2-12-1（A A） 计算简图计算简图 根据实际情况和设计要求，板厚去 100mm。 柱、板的混凝土强度等级玉与梁相同，为 C30 混凝土。 框架结构计算简图如图所示，取顶层柱的形心线作为框架柱的轴线，同时要求边 跨的外边面平齐，而中跨柱上下层形心对齐；梁轴线取到板底，一般层柱高度即为层 高，取 3.6m；由于底层层高 3.9m，室内外高差 0.6m 和基础顶部至室外地面 0.6m，所 以底层暂取 h=3900+600+600=5100mm. 安徽理工大学毕业设计安徽理工大学毕业设计 10 ABCD C5B5D5A5 A4 C4B4D4 A2 C2B2D2 A3 C3B3D3 A1 C1B1D1 A0 C0B0D0 360036003600 60003000 5100 3600 图图 2-12-1（B B）1515 轴线一榀框架图轴线一榀框架图 3 3框架结构设计计算框架结构设计计算 22 3.13.1梁柱截面，梁跨度及柱高确定梁柱截面，梁跨度及柱高确定 3.1.13.1.1 初估截面尺寸初估截面尺寸 （1）柱：底层： bh=700 mm700mm，其余各层均为 600 mm600mm （2）梁：为满足承载力、刚度及延性要求截面高度 h 取 1/121/8 的跨度，梁截 面宽度一般取 1/31/2 梁高，同时不宜小于 1/2 柱宽，且不应小于 250mm。 安徽理工大学毕业设计安徽理工大学毕业设计 11 表表 3-13-1 梁截面尺寸及混凝土强度等级梁截面尺寸及混凝土强度等级 层次 混凝土强 度等级 横梁（bh） 纵梁 AB 跨BC 跨 14C30300500300400300450 3.1.23.1.2 柱的计算高度柱的计算高度 底层柱高度：3.9+0.6+0.6=5.1m 注：底层层高 3.9m,高差 0.6m 基础顶部至室外地面 0.6m 其他各层为 3.6m 初选柱的截面：底层 bh=700mm700mm；其余各层 bh=600mm 600mm。 3.23.2荷载计算荷载计算 11 3.2.13.2.1 屋面及楼面的永久荷载标准值屋面及楼面的永久荷载标准值 屋面（上人） ： 30 厚细石混凝土保护层220.03= 0.66 2 kN/m 三毡四油防水层0.4 2 kN/m 20mm 厚 1：2 水泥砂浆找平层200.02= 0.4 2 kN/m 100180 厚找坡膨胀珍珠岩5.93（0.1+0.18）/2= 0.84 2 kN/m 100 厚钢筋混凝土现浇板250.1= 2.5 2 kN/m V 型轻钢龙骨吊顶0.25 2 kN/m 合计5.04 2 kN/m 14 层边跨和过道楼面： 瓷砖地面 （包括水泥粗砂打底）0.55 2 kN/m 100mm 厚钢筋混凝土板250.1=2.5 2 kN/m V 型轻钢龙骨吊顶0.3 2 kN/m 合计3.35 2 kN/m 3.2.3.2.2 2 屋面及楼面可变荷载标准值屋面及楼面可变荷载标准值 上人屋面均布活荷载标准值2.0 2 kN/m 楼面活荷载标准值2.0 2 kN/m 安徽理工大学毕业设计安徽理工大学毕业设计 12 走廊、门厅、楼梯活荷载标准值2.0 2 kN/m 屋面雪荷载标准值kS=rs0=1.00.45=0.45 2 kN/m 式中：r 为屋面积雪分布系数，取r1.0 3.33.3梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算 梁、 柱可根据截面尺寸、 材料容重及粉刷等计算出单位长度上的重力荷载， 对墙、 门等可计算出单位面积上的重力荷载，其具体计算过程如下表所示。 墙体墙为 240mm 的填充墙，外墙面贴瓷砖（0.5 kN/m 2 ） ，内墙面为 20mm 厚抹 灰，则外墙单位墙面重力荷载为：0.5+150.24+170.02=4.44 kN/m 2 ：内墙也为 200mm 的填充墙， 两侧均为 20mm 厚抹灰， 则内墙单位面积重力荷载为： 150.24+17 0.02=4.28 kN/m 2 木门单位面积重力荷载为 0.2kN/m2；塑钢窗单位面积重力荷载取 0.5 kN/m 2 。 表表 3-2 梁、柱重力荷载标准值梁、柱重力荷载标准值 层次构件 B (m) H (m) (kN/m 3) g (kN/m) i l (m) n i G (kN) i G (kN) 1 边横梁0.300.50251.053.9385.318375.64 825.3中横梁0.300.40251.053.152.31179.70 纵 梁 * 0.300.45251.053.5442.936369.97 柱0.700.70251.0512.8635.1382492.752492.75 25 边横梁0.300.50251.053.9385.418382.73 848.61中横梁0.300.40251.053.152.41183.16 纵梁0.300.45251.053.5443.036382.73 柱0.600.60251.059.453.6381292.761292.76 注: 1）表中为考虑梁、柱的粉刷层重力荷载而对其重力荷载的增大系数；n为每层构件根数。 2）梁长度取净长；柱长长度取层高；纵梁的根数按计算长度 3.6 m 折算。 3.43.4计算重力荷载代表值计算重力荷载代表值 77 3.4.13.4.1 第第 5 5 层的重力荷载代表值：层的重力荷载代表值： 第五层重力荷载代表值： 5.04(1531.2+18)+2(14.7630.96+5.763-(185.3+272.9+55.3+22.3-1.22.4 16)0.24)+825.3+(2492.75+1292.76)0.5+4.28(155.4(1.8+2.55-0.5)+(142.9+35.3) (1.8+2.55-0.45)-1.22.416-2.12.12)+4.44(18.8(1.8+2.55-0.5)+(142.9+25.3)(1. 8+2.55-0.45)-2.12.115)+(1.22.4160.2+2.12.1170.5)=5732.59 kN 安徽理工大学毕业设计安徽理工大学毕业设计 13 3.4.23.4.2 第第 2 24 4 层的重力荷载代表值层的重力荷载代表值 第二四层重力荷载代表值： 3.35(1531.2+18)+2(14.7630.96+5.763)-(185.4+273+55.4+22.4-1.22.4 16)0.24)+848.61+1292.76+4.28(155.4(3.6-0.5)+(143+35.4)(3.6-0.45)-1.22.416) +4.44(18.8(3.6-0.5)+(143+25.4)(3.6-0.45)-2.12.115)+(1.22.4160.2+2.12.1 150.5)=7047.24 kN 3.4.33.4.3 第一层的重力荷载代表值：第一层的重力荷载代表值： 第一层重力荷载代表值： 3.35(1531.2+18)+2(14.7630.96+5.763-(185.3+272.9+55.3+22.3-1.22.4 16)0.24)+825.3+(2492.75+1292.76)0.5+4.28(155.4(1.8+2.55-0.5)+(142.9+35.3) (1.8+2.55-0.45)-1.22.416-2.12.12)+4.44(18.8(1.8+2.55-0.5)+(142.9+25.3)(1. 8+2.55-0.45)-2.12.115)+(1.22.4160.2+2.12.1170.5)=8222.25 kN 各层重力荷载代表值见图 3-1 图 3-1 各层重力荷载代表值 3.53.5横向框架侧移刚度计算横向框架侧移刚度计算 3.5.13.5.1 计算梁、柱的线刚度计算梁、柱的线刚度 梁线刚度计算： 梁柱混凝土标号均为 30C ， 42 3.00 10/CEKN m 。 在框架结构中，现浇楼面或预制楼板但只有现浇层的楼面，可以作为梁的有效翼 8222.25 KN 7047.24 KN 7047.24 KN 7047.24 KN 5732.59 KN 安徽理工大学毕业设计安徽理工大学毕业设计 14 缘，增大梁的有效刚度，减少框架侧移。考虑这一有利作用，在计算梁的截面惯性矩 时，对现浇楼面的边框架梁取 01.5II ，对中框架梁取 02.0II 。 具体计算值计算如下表所示： 表表 3-33-3 横梁线刚度横梁线刚度 类别 c E （N/mm 2） bh （mmmm） 0 I （mm 4） l (mm） 0c E Il （Nmm） 0 1.5 c E Il （Nmm） 0 2 c E Il （Nmm） 边横梁3.01043005003.1310960001.5610102.3410103.131010 走道梁3.01043004001.610930001.610102.410103.21010 表表 3-43-4 柱线刚度计算柱线刚度计算 层次 c E （N/mm2） bh （mmmm） c I （mm4） c h (mm） ccc E Ih （Nmm） 13.01047007002.0011010510011.81010 253.01046006001.08101036009.01010 3.5.23.5.2 计算柱的侧移刚度计算柱的侧移刚度 柱的侧移刚度 D 计算公式： 2 12 h i D c c （3-1） 其中 c 为柱侧移刚度修正系数，K为梁柱线刚度比，不同情况下， c 、K取值不 同。 对于一般层： 2 b c K K K （3-2） 2 c K K （3-3） 对于底层： 2 b c K K K （3-4） 0.5 2 c K K （3-5） 具体计算如下表： 安徽理工大学毕业设计安徽理工大学毕业设计 15 表表 3-53-5（A A） 横向中框架柱侧移刚度横向中框架柱侧移刚度 D D 层次 边柱 (11 根)中柱 (13 根) i D Kc 1 i D Kc 2i D 10.2660.33818348.030.5370.40922200.38490433.3 250.3470.14812327.420.7030.26021666.38417290.5 表表 3-53-5（B B） 横向边框架柱侧移刚度横向边框架柱侧移刚度 D D 层次 A-19 A-11 D-19 D-16 D-17C-19B-19 i D K c 1 i D K c 2i D 10.1990.