毕业设计计算书-南阳市某高校教学楼建筑与结构设计

PAGEPAGE1摘 第一章工程概 工程概 地质条 荷载条 设防标 第二 结构选型与构建截面尺 结构选型与布 结构形式选 结构布 梁截面尺寸初 柱的截面尺寸初 现浇 第三 计算简 计算简图的确 梁柱线刚 框架梁的线刚度计 第四 荷载计 楼面板板传荷载方 恒载的标准值计 活荷载标准 竖向荷载作用下的框架荷载计 恒荷载下框架受荷计 活荷载下框架受荷计 水平地震作 重力荷载代表值计 自振周期的计 水平风荷载作 第五章内力计 荷载转 恒载作用下的内力计 地震（左向）作用下内力计算（采用D值法 风荷载（左向）作用下内力计算（D值法 第六章内力组 内力转 第七章框架梁柱设 框架梁截面设计（以第五层为例 7.1.1框架梁正截面抗弯承载力计 框架梁斜截面受剪承载力计 框架梁纵筋的锚固长 框架柱的截面设 轴压比验 轴压比验算如下表7-4所 柱端弯矩的调 框架柱斜截面承载力计 框架柱最不利剪力计 截面尺寸的验 第八 屋面板和楼面板的设 楼面板的内力计 荷载计 截面设 配筋计 第九章楼梯设 设计资 梯段板设 荷载计 内力计 配筋计 平台板计算 荷载计 弯矩计 配筋计 平台梁计算 荷载计 内力计 配筋计 第十章基础设 设计资 独立基础设 荷载计 确定基础底面 抗震验 荷载设计 配筋及验 配筋及验 参考文 图纸目 行布置，并对结构的柱、梁、基础等构件进行了承载力的计算。本设计结合建筑抗震、结构等有关规范，将钢筋混凝土框架结构设计几大基本设计步骤贯穿其中。第一部分，分，内力计算：对于竖向荷载作用下引起的结构内力采用弯矩二次分配法进行了计算，同时对控制截面的内力进行了调幅并按照《结构抗震设计规范》（GB500011-2001）进行内力调整；第五部分，内力组合，依据各部分内力计算结果对内力进行最不利组合；关键词：教学楼;框架ArchitecturalandstructuraldesignofdormitorybuildingofauniversityinNanyangIntheeraofrapiddevelopmentofscienceandtechnology,inordertoimprovethequalityofdormitoryenvironmentinCollegesanduniversities,auniversitydormitorybuildingisgoingtobebuiltinnanyang.Thebuildingadoptsreinforcedconcreteframestructure.Inthedesignprocess,theplaneofthebuildingismainlyarranged,andthestructureofthecolumn,beam,foundationandothercomponentsofthebearingcapacityofthecalculation.Thisdesigncombinestheconstructionandstructureoftherelevantnorms,willbereinforcedconcreteframestructuredesignofseveralbasicdesignstepsthroughit.Thefirstpart,collectdesigninformation;thesecondpart,determinethestructureandcalculationdiagram,andthesectionsofthepreliminaryestimates;thirdpartloadstatistics,includingthepermanentloadandvariableloadstatisticsstatisticsandstatisticalcalculationofaccidentalload;thefourthpart:theinternalforceofthestructureinternalforcecausedbyverticalloadsrespectively.Usinghierarchicalmethodandmomenttwomethodsofdistributionarecalculated,andtheinternalforceofthecontrolsectionoftheAMandinaccordancewiththe"seismicdesigncode"(GB500011-2001)ofinternalforceadjustment;thefifthpart,onthebasisofthecombinationofinternalforces,eachpartoftheinternalforcecalculationresultsofthemostunfavorablecombinationofinternalforces;thesixthpart,usingthelimittheuseofthebasicstateofthecombinedreinforcementbearingcapacitycalculation,includingthecalculationofframecolumnreinforcementroofreinforcementCalculation,reinforcementcalculationandbasicreinforcementcalculation.Keywords:teachingbuilding; 建筑的防火等级、建筑耐久性为Ⅱ7度，设计基本地震加速度0.45m；考虑到采光等的要求，立面采用多个19.95m50.45m，基础顶面距室外地面180kpa，中压缩性土。建设场地位于南阳市，楼面活荷载：2.0kN/m2，走廊活荷载：3.5kN/m2，屋面活0.35KN/m2（n=50），B0.45kN/m2（n=50）50年，环境类别Ⅰ7度（设计基本地震加0.10g），抗震等级二级，设计地震分组为第一组。1.5材料选用钢筋：HRB400200厚蒸灰（粉煤灰）加气混凝土砌块墙，γ=1.4kN/m2，内墙使用水泥砂浆16mm=0.35kN/m2。外墙使用陶瓷饰面砖墙面，γ=0.66kN/m2。第二 结构选型与构建截面尺1-1

图2- 结构平面布置b=(14~12)h(14~12)650(217~325)mm取b横向中间跨梁（BC）：L=3000mmb×h：250×500L=4500mm梁宽b=(1/3~1/2)h=167~250mm 故b=2502-1横梁1～5式中，H-i层层高，m；b-柱截面宽度，mm；h-，B-1.5~1.61.3~1.5.；{u}-框架柱轴压比限值，非抗震设计和四级时取0.9~0.95；一、二、三、级分别取1）2.02)2.03.03.0时，宜按沿短边方向受力的单向板计算并应沿长边30.60mm2.0，均按照双向板进行设计，其厚度分别根第三 计算简1.0m5.35m3.9m。2-1i左跨

=EI/l=3.15×107kN/m2×2×

×0.25m×0.653m/7.5m=4.58×104kN•i

=EI/l=3.15×107kN/m2×2×

×0.25m×0.53m/3m=5.2×104kN•i左跨

=EI/l=3.15×107kN/m2×1.5×

×0.25m×0.653m/7.5m=3.43×104kN•i

=EI/l=3.15×107kN/m2×1.5×

×0.25m×0.53m/3m=3.9×104kN•i底层

=EI/l=3.15×107kN/m2×

×0.44m/5.35m=1.92×104kN•i余

=EI/l=3.15×107kN/m2×

×0.454m/3.9m=2.63×104kN•令边框架

边框架 中框架

3.9×104kN•=3.43×104kN•4.58×104kN•=3.43×104kN•5.2×104kN•=3.43×104kN•

===i=,i=,底柱3.43×104kN

=第四 荷载计4-14-1屋（楼）保护层：251:2.5

找平层：20厚1:2.5的水泥砂浆找 找坡层：20厚 1:8水泥憎水膨胀珍珠岩找 0.12m×4.0kN/m3=0.48kN/m2 50 0.05m×0.5kN/m3=0.03kN/ 100 12

4.01kN/35厚陶瓷锦砖楼 结构层：120厚现浇钢筋混凝土楼面板抹灰层：12厚水泥砂浆顶棚装饰层：35

0.012m×20kN/m3=0.24kN/4.01kN0.77kN/找平层：20厚1:25水泥砂浆找坡层抹平 1.2厚 0.02kN/m2结构层：120厚现浇钢筋混凝土楼面板0.12m×25kN/m3=3kN/抹灰层：12

0.012m×20kN/m3=0.24kN/b×h=250mm× 25kN/m3×0.25×(0.65-0.12)=3.31kN/10

b×h=250mm×10

25kN/m3×0.25×(0.50-0.12)=2.38kN/0.24kN/m2×(0.25m+0.38×2m)=0.24kN/b×h=250mm× 10

0.50kN/ S=μ×s=1.0×0.45=0.45kN 1.A-B轴间框架梁 4.95kN/m2×4.5=22.28kN/

梁自 梁抹

2.B-C轴间框架梁

2.38kN/2.62kN/3.A

B轴框架柱

0.35F=53.87kN/0.464kN+1.49kN=2×1.4kN/m2×3.4m×4.5m/2=0.35F=

2×0.24kN/m2×(0.25m+0.38m×

2×4.95kN/m×((4.5m+1.5m)×1.5m/2/2+2.25m×2.25m/2)=F=58.89kN/

2×1.4kN/m2×3.4m×4.5m/2=2×0.35kN/m2×3.4m×4.5m/2=

F=5.C-DA-B轴相同，C、DA、B相同（柱的集中0.1m），4-2.1.A-B轴间框架梁 0.5kN/m2×4.5m×2/2=2.25kN/2.B-C轴间框架梁

2×0.5kN/m2×1.5m=1.5kN/合

4-2 2×2.5kN/m2×3.5m=10.5kN/3.A轴框架柱

F=F=4.B轴框架柱

F=4.78kN/F=5.C-DA-B轴相同，C、DA、B相同（柱集中力0.1m），4-34-3（1）50%

4.95kN/m2×9722=50%×0.45kN/m2×972m2=梁自 纵梁（250mm500mm）

25kN/m3×0.25m×0.38m×4.5m×48=25kN/m3×0.25m×0.38m×3m×13=

25kN/m2×0.45m×0.45m×3.9m×52×1/2=0.51.4kN

9)×

1.5m×1m×

2.4m×121.2m×2.1m×4+7.5m×13×3.25m+3m×2×3.4m1.5×1.8m××1.8m×22+0.2×1.5m×1m×2+1.5m×1.8m+0.2m×2))=

1.4kN/m2×(54×2+18×2)×1.2m=合 (2)

50%×2.5kN/m2×972m2=513.3kN×2=合 (3）

25kN/m3×0.45m×0.45m×0.5×(3.9+5.35)×52=上下各半层墙自

70.1g，场地类别Ⅱ3.2。表4- 2~5层框架柱侧移刚度计A轴边框41A轴中框2B轴边框43B4表4- 底层框架柱侧移刚度3各质点的高度H1=5.35mH24-

H3

H4=17.05m,H5=20.95m,表4- 楼层假想位移计算GikN54321ΔΔ

=7。Ⅱ类场地土，设计地震分组为第一组。查《建筑抗震设计规范GB50011-2010特征周期Tg=0.35s，水平地震影响系数最大值αmax=0.08s，则相应于结α1

TgT

=（T1=0.639s＞1.4×Tg,δn0.08T10.07=0.08×0.639+0.07=0.121,FEK=Geq×α1=

F

iGii

4-4543214-4水平地震（左向） zsz ω=βμμω(h zsz hi下层柱高，对顶层为女儿墙高度的2hjβzμs0基本风压ω0.35kN0查建筑结构荷载规范知μs19.95m故βz4-5(kN/m2H4-5梯形荷载a

α=2.25=

12α2+α3=5-1、5-图5- 恒荷载作用下等效均布荷载计算简图5- 活荷载作用下等效均布荷载计算简6-2ABBC左右左右中5ABBC左右左右中54用下的 架弯矩5-25-5-33215-1ABBC左右左右中543215-25-4u=(l-54321--5-3AB跨梁端弯矩Vi/A=ql/2+u-ΣMik/l,VB=-(gl/2+u+ΣMik/l)层qgl5-4-3-2-1-5-4BC层B、543215-5图5- 恒荷载下轴力剪力5-6前ABBC左右左右中543215-6后ABBC左右左右中543215-75-7 u=(l-54321--表5- AB跨梁端剪层 5-4-3-2-1-表5- AB跨梁端剪层边柱（A轴中柱（B轴543215-10图5- 活荷载下轴力剪力地震（左向）作用下内力计算（D值法

Vj层B轴柱（边柱K54321表5- 地震（左向）作用下B、C轴框架柱剪力和梁柱端弯层A轴柱（中柱K543215-12地震（左向）A、D层ABABBC543215-13地震（左向）层ABBCll543215-14地震（左向）层543215-15地震（左向）5-9地震（左向）5-10地震（左向）风荷载（左向）作用下内力计算（D值法层A轴柱（边柱K543215-16地震（左向）A、D层B轴柱（中柱k5493215-17地震（左向）B、C层ABABBC5437215-18风荷载（左向）层ABBCll543215-19风荷载（左向）层5423215-20风荷载（左向）5-11风荷载（左向）5-12风荷载（左向）内力类型；-Mmax—用于制作界面的正截面设计，以确定支座上部钢筋。Max—用于支座截面的正截面设计，以确定支座下部钢筋。用于支座截面的斜截面设计，确定支座截面的箍筋。跨中截面最不利内力类型有-Mmax，+Mmax.框架柱的控制截面有两个；柱顶截面和柱底截面。bb

M边k

KVK 边

K表6- 框架梁支座边缘内力转换计算表6-2 表6-3一般组合框架柱内力组合表6-4地震作用下框架梁内力组6-5表6- 框架梁支座边缘内力转换计算跨值值缘缘缘5左右左右4左右左右3左右左右2左右左右1左右左右6-2层跨5梁左跨中-梁右梁左跨中--00梁右4梁左跨中-梁右梁左跨--00中梁右3梁左跨中-梁右梁左跨中--00梁右2梁左跨中-梁右梁左跨中--00梁右1梁左跨中-梁右梁左跨中--00梁右表6- 一般组合框架柱内力组层柱5A柱B柱4A柱B柱3A柱B柱2A柱B柱1A柱B柱6-4层跨543216-5层柱5A柱B柱4A柱B柱3A柱B柱2A柱B柱1A柱B柱框架梁截面设计（以第五层为例边跨梁（AB、CD）：b×h=250mm650mm。中跨梁（BC）：b×h=250mm500mm。纵向框架梁：b×h=250mm500mm1）C35（ft=1.57N/mm²，fc=16.7N/mm²）2）HRB400（fy=360N/mm²）HPB300（fy=270N/mm²,fyv=270N/mm²）7.1.1考虑地震作用的影响，梁受弯时抗震承载调整系数γRE0.75,AB、CD跨中正弯矩按TBC跨中负弯矩按矩形截面计算1.AB按计算跨度考b'l/37.53 '''= ABTfb'h'hh'/21.016.72500120610602756kN.mM1cf T

' 1.0136.422 0M/1fcbfh02

1.016.72500

1212s

0.008812 1c Afb'h/f1.016.712 1c A624mm2 bh0.25%250650406mm2故A CD8-12.A M/fbh20.758.15106/1.016.72506102 1 1212s

120.00512AS1fcbh0/

1.016.72500.005610/360y min0.365ftfy0.30.28%0.3%A37mm2pbh0.3%250650488mm2故取A488mm23C18y B轴支座左侧及右侧，C轴支座左侧及右侧，D6-1AA3C18作为受压钢筋，则asa'ssA

M/f

a'0.7590.41106/[61040360] 3C18（A 2B轴支座左侧及右侧，C轴支座左侧及右侧，D轴支座负弯矩作用下的计算过程与此相6-1所示BC梁跨中负弯矩作用下的配筋计算 1 M/fbh235.47106/1.016.72504602 1

0.041112s0AM/fha'35.47106/16.7/50040 As235mm2pminbh0.25250500313mm2层跨bh截bf/bh0αsαf1cξASMA1 y(mm2AS(mm2fy(h0a's5左中右左中右4左中右左中右3左中右左中右2左中右左中右1左0中右左中右7-17-2跨Mr(Mlb+MbV54321VηMMr/l

7-2η注

Gb,n 1.2/2ln

gk0.5qkAB、CD梁跨高比：l0/h7.5/0.611.542.5,REV0.2cfcbh0RE0.21.016.72506100.85599.24kN梁0.20543217-3BCl0/h3.0/0.562.5,REV0.2cfcbh0/RE0.21.016.7250460/0.85框架梁斜截面受剪配筋计算如下表6-3AB,BC,CD梁端箍筋的最大间距为8d,hb/

818,650/

100mm,取s BC梁：l1.3h, 1.5500, 750mm箍筋最小直径 AB、CD梁：sbhb/ BCsbhb/

500/

/bs23.1482/42501000.40%0.26f/ 0.261.57/ AB、CDS=200mm<2sb=2×100=200mmBCS=200mm<2sb=2×100=200mm由《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）8.3.1可知，普通钢筋的基本锚固长度为lab1fyd/ft，二级抗震框架的纵筋锚固长度为：laE1.05lab1.050.14360d/1.4334d3418边柱和中柱的截面尺寸均为：b×h=450mm450mm1）C35（ft=1.57N/mm²，fc=16.7N/mm²）2）HRB400（fy=360N/mm²）HPB300（fy=2707-4所示

fyv=270N/mm²）6.2.3条的6.2.20.15应符合McηcMb7-5层柱5AB4AB3AB2AB1AB表7- 轴压比验（AB7-51.57-2e0=hea= =ei=e0+构件端截面偏心弯矩调节系 ,当小于0.7时，取0.7Cm=0.7+ξc=0.5fcA/N1.01.0弯矩增大系数

1=1

lc

,lc 1300(N+

(h)故M=CmηnsM2，当小于Cmηns1.01.0he=ei+2‒ e=ei‒2‒由N=αfbξh,得ξ

,且ξ

0.5181

x=

>2a'

x=A'=γRENe‒α1fcbx(h0‒

f

‒x=

<2a'时

y =A'

f'(h‒y 400Mpa0.85%5%0.85%bh=0.85%×450×450=1721.25mm2≤As+A's≤5%bh=10125mm2。且As,min0.25%bh405mm27-6，7-77-8框架柱正截面压弯承载力Mmax柱层l0/截eNNbAss(mm2,x2a'sAss(mm2,x2a's(kN(kNei/MA5顶1底4顶1底3顶1底2顶1底1顶1底B5顶1底4顶1底3顶1底2顶1底1顶1底7-6 框架柱正截面压弯承载框架柱正截面压弯承载 柱层混l0/截eNξAss'(mm2,x2ass'(mm2,xM(kNNmax(kNei/(kNA5顶1底4顶1底3顶1底2顶1底1顶1底B5顶1底4顶1底3顶1底2顶1底1顶1底)7-7框架柱正截面压弯承载力柱层l0/截eNNbAss(mm2,x2a'sAss(mm2,x2a'sM(kNNmin(kNMA5顶1--底4顶1底3顶1底2顶1底1顶1底B5顶1底4顶1底3顶1底2顶1底1顶1底7-8表7- 柱端剪力调柱ccVc=1.2(Mt+ 5AB4AB3AB2AB1AB21Vc≤1

0.2fcbh0

0.216.7450410725kN

3.λ

3.96。λcNkN0.3fA0.314.36002103cV(1

ft

0.056N

(1

1.574504100.0561014.5103132.8kNV0.25cfcbh00.2516.7450410770.29kNVmax可按构造配筋，4肢箍C8, 50.3mm2,S200mm S=200m15d1522330mm,4C8l

μ由柱的剪力调整，轴压 μ

0.059,线性内插得

=C35，柱的保护层厚度c=l1450224402mml2450224 450228450228 450.3552450.3552/1552360.75%λfc0.0616.7 v

ρsv450.3552450.3550/295936200第八 屋面板和楼面板的设材料选用：C35

16.7kNmm2HRB400级钢筋，ff'360Nmm2

对于

1.672对于

1.52均按双向板计算理论进行计算，板厚t(

,80mmmax取t

gk=4.01kN/qk=2.5kN/㎡（教室qk=3.5kN/㎡（走廊恒载设计值 q=1.2gk=1.2×2.5=3.5kN/m2q=1.4gk=1.4×3.5=4.9（一）1m1、B1lox=ln=4.5-0.15-0.25=4.25m,loy=7.5m+0.45m-n=α=1/n2=0.324,β=2,采用分离式配筋 ox M’=M ox B10.8,2M

M"

ox

l

mymx1.3933.795.28kNgm/m'm"

m'm"m25.2810.56kNgm/ 2B2lox=3-loy=4.5-nloy/lox4.25/2.55取

MxloymxMyloxmx0.3582.55mxM"M'lm24.25m M'M"l'm20.3582.55m B10.82M

M"

ox

l

mymx0.9131.3021.187kNm/m'm"

2.604kNm/ m'm"

2.374kNm/ 10mm，则截面有效高度hox12020100mm,hoy12015-10-10/290mm

0.95

7-1AloxloyBloxloyB1-B1-B2-B2-8-1双向板配筋计算ρmin=0.45ft/fy=0.45×1.57/360=0.19%<0.2%150mm×300mm。楼梯上均布活荷载标准值qk=3.5kN/m²。计算③~9-19-1梯段板跨度l0=300×12+250=3850mmln=3600mm。1/25～1/30150mmtanα=150/300=0.5，α=26.6，cosα=0.8941m 25kN/踏步板重： )0.31.0 5.8kN/ 1.155kN/m20kN20kN/踏步水泥砂浆找平层：1.00.3m0.15m0.02 0.6kN/活荷载标准值qk3.51.03.5kN

gk=g1.2gk1.27.825kNm9.39kNq1.4qk3.51.44.9kN 1/10(gq)l21/10(9.394.9)3.852 Vmax1/2(gq)lncos1/2(9.394.9)3.60.894h0=150-15-5=130mms

1 f1

1.016.71000

11

=0.078，γs10.5ξ=0.961 AS

tt

/f

sssC8@100（A=503mm²），另外每踏步配一根ϕ8s0.7ftbh00.716.71000130142.87kNVmax计算跨度l022001252075mmlnl02501825mmlx45002，按单向板计算 （1）恒荷载标准值（与走廊楼面相同）：gk4.011.04.01kNqk3.51.03.5kNg1.2gk1.24.01kNm4.812kN活荷载设计值q1.4qk3.51.44.9kNM1gql25.23KN/

1 f 116.710001

1

s10.5As

fy

As148mm2 bh0.2%1000120240mm2，取A C8@200，As=251mm2C8@250PTB2C8@200，As=251mm2平台梁计算ln45002004300mm,故l01.05ln1.0543004515mmlna4500mm,a为平台梁在墙上的长度，a200mm(9.394.9)3.851.0m27.51kN2(4.8124.9)2.0751.0m10.08kN/20.25m0.4m25kNm31.23.0kN

合计：P 1/10Pl21/1040.594.52 Vmax1/2Pln1/240.594.3板的有效高度有效高度h0h4040040360mms

1 f1

82.191.016.7250

ξ

=0.166，s10.51 1AS

tt

/f

3C18（As=763mm²），另外每踏步配一根ϕ8分布钢筋。0.25cfcbh00.251.016.7250360300.6kNVmax87.27kN0.7ftbh00.716.725036098.9kNVmax基础混凝土强度等级为C35，fc=16.7N/mm2,ft=1.57N/mm2，钢筋采用HPB300、HRB400级，

fy=360N/mm2。室内外高差为0.45m1.55m450mm×450mm50mm，故地下部分柱尺550mm×550mm。为Ⅱ类，地基土承载力为fk=10kPaa。k+0.9(k+k)边柱柱底：Mk=11.71+0.9×（4.56+19.43）=33.30kN·m（k+Nk=836.98+0.9×（160.15+13.02）=992.83（k+Vk=14.82kN（k+k+中柱柱底：Mk=-8.46-3.03=-NkVkk+0.9(k+k）<k+k,k+k底层墙、基础连系梁传来荷载标准值（连系梁底面标高同基础顶面墙重：±0.000以上：7×0.2×3.9=5.46kN/m(采用蒸压粉煤灰加气混凝土砌块，γ=7kN/m3)±0.000以下：19×0.24×1.0=4.56kN/m(采用一般粘土砖，γ=19kN/m3)。AFk=997.13+12.4×4.5=1052.93kNMkBFkMk=-11.49-12.4×4.5×0.1-6.56×0.45=-A由于基底尺寸未知，持力层土的承载力特征值先仅考虑深度修正，由于持力层为粉质粘土，故取ηd=1.6。γm=(17.2×1.0+19.3×0.6)/1.6=17.8kN/m3（17.2kN/m319kN/m3）。fafakddd0.51801.617.81.6-0.5211.33kPaA

fa 211.33200.5lb

b b=2.4m,l=2.9mMk45.55kNm偏心距

e

24.80.021ml0.48m pFk1302.67186.17kPa

p16e186.17160.021194.26kPa

k

l

BA

fa lb

b b=2.7m,l=2.9m Mk20.2kNm偏心距

e

20.20.014ml0.48m pFk1468.98187.61kPa

p16e187.61160.014193.04kPa

k

l

:pFk

4785.12199.38kPa6

fa

2

e F

0.01 6

pk

l

201.3kPa1.2fa

9-2B、C根据《建筑抗震设计规范》（GB50011—2010）规定，本工程不需要进行地基抗震验算。10.3AF=1253.84+12.44.5BFB=1454.84+12.44.51.6=1544.12kNM