黑龙江省鸡西市鸡冠区第一中学宿舍楼设计

设计题目：黑龙江省鸡西市鸡冠区第一中学宿舍楼设计 III-95-续表-95-注：对于长细比大于5的柱，其纵向弯曲则较大，应考虑二阶弯矩的影响第五层E柱上端正截面压弯抗震验算过程：因为，故应考虑二阶弯矩的影响。，，取。当时，取，即。，判断偏心受压柱的破坏类型：故偏心受压柱的破坏类型为大偏心受压破坏。大偏压的相对受压区高度：，计算出现的情况，说明破坏时纵向受压钢筋的应力未达到抗压强度设计值，此时可近似取，采用下列公式计算：，选钢筋225，。截面一侧配筋率：，安全。全部纵筋的配筋率：，安全。7楼梯的设计本工程采用现浇钢筋混凝土板式楼梯，设计混凝土强度等级为C30，梯板钢筋为HPB300钢，梯梁钢筋为HRB400钢。活荷载标准值为3.5kN/m2，楼梯栏杆采用金属栏杆。楼梯平面布置如图所示。7.1楼梯板计算7.1.1荷载计算l0为梯段板跨度=12×280+200/2=3460mm板厚h=l0/30=3460/30=115mm，取h=120mm。α=arctan150/280=28°，cosα=0.88取1m宽板带为计算单元。踏步板自重 （0.15882+0.30882）/2×0.28×1×25/0.28×1.2=8.58kN/m踏步地面重 （0.28+0.15）×0.02×1×20/0.28×1.2=0.74kN/m底板抹灰重 0.318×0.02×1×17/0.28×1.2=0.46kN/m栏杆重 0.1×1.2=0.12kN/m活载 1×0.28×3.5/0.28×1.4=4.90kN/m 合计： 13.80kN/m7.1.2内力计算7.1.3配筋计算板的有效高度，混凝土强度等级为C30，则混凝土抗压设计强度值；钢筋为HPB300，则钢筋抗拉强度设计值。选用Ф10@100，实际配筋面积。梯段板抗剪，因，满足抗剪要求。支座构造配Ф10@100。7.2休息平台板计算按简支板计算，计算简图如图7-3。图7-3平台板计算简图以板宽1m为计算单元，计算跨度近似取：板厚取100mm。7.2.1荷载计算面层 0.02×1×20×1.2=0.48kN/m板自重 0.1×1×25×1.2=3.24kN/m板底粉刷 0.02×1×17×1.2=0.41kN/m活载 3.5×1×1.4=4.9kN/m 合计： 8.03kN/m7.2.2内力计算7.2.3配筋计算板的有效高度，混凝土强度等级为C30，则混凝土抗压设计强度值；钢筋为HPB300，则钢筋抗拉强度设计值。选用Ф8@200，实际配筋面积。7.3梯段梁TL1计算截面高度，取梁高为400mm，梁宽为200mm。7.3.1荷载计算梯段板传休息平台板传梁自重7.3.2内力计算7.3.3配筋计算梁的有效高度，混凝土强度等级为C30，则混凝土抗压设计强度值；钢筋用HRB400级，其抗拉强度设计值。选用222，实际配筋面积。故不需要通过计算配置腹筋。只配置箍筋，计算Vcs。按构造要求，选用Ф8@200双肢箍筋,满足要求。

8基础设计按照《地基基础设计规范》和《建筑抗震设计规范》的有关规定，上部结构传至基础顶面的荷载只需按照荷载效应的基本组合来分析确定。混凝土设计强度等级采用C30，基础底板设计采用HPB300、HRB400钢筋，室内外高差为0.45m，基础埋置深度为2.0m，上柱断面为600mm×600mm，基础部分柱断面保护层加大，两边各增加50mm，故地下部分柱尺寸为700mm×700mm，地基承载力标准值，取。8.1荷载计算基础承载力计算时，应采用荷载标准组合。恒K+0.9（活K+风K）或恒K+活K取两者中最大值以轴线②为计算单元进行基础设计，上部结构传来柱底荷载标准值边柱柱底：MK=17.35+0.9×（4.34+2.87）=22.84(kN·m)NK=1127.93+0.9×（175.09+1.40）=1288.77(kN)VK=-8.08+0.9×（2.41-0.77）=-8.6(kN)由于恒K+0.9（活K+风K）<恒K+活K，则组合采用（恒K+活K）。中柱柱底：MK=-7.89－2.22=-8.11(kN·m)NK=1311.72+250.81=1562.53(kN)VK=-3.83-1.23=-5.06(kN)底层墙、基础连系梁传来荷载标准值（连系梁顶面标高同基础顶面）墙重：±0.000以上=11.80×0.2×3.3=8.79（kN/m）±0.000以上=19×0.24×1.5=7.84（kN/m）连梁重：（400×240）27×0.4×0.24=2.59kN/m∑=8.79+7.84+2.59=18.22（kN/m）（与纵向轴线距离0.1m）柱E基础底面：FK=1288.77+18.22×4.5=1365.26（kN）MK=22.84+18.22×4.5×0.1－8.6×0.55=27.41（kN·m）柱G基础底面：FK=1562.53+18.22×4.5=1640.02（kN）MK=-8.11-18.22×4.5×0.1－5.06×0.55=-18.64（kN·m)8.2确定基础底面积根据地质条件取二层粉质粘土层作为持力层，设基础在持力层中的嵌固深度为0.5m，设天然地面绝对标高为室外地面，则室外埋深1.4m，室内埋深2.0m，（室内外高差0.6m），土层分布及埋深见图8-1。图8-1土层分布及埋深当基础宽度大于3m或埋置深度大于0.5m时，地基承载力特征值应按下式进行修正[14]：（8.1）式中，—修正后的地基承载力特征值；—地基承载力特征值；—基础宽度和埋深的地基承载力修正系数，按基底下土的类别查表；—基础底面以下土的重度，地下水位以下取有效重度；—基础底面宽度，当基地宽度小于3m时按3m取值，大于6m时按6m取值；—基础底面以上土的加权平均重度，位于地下水位以下的土层取有效重度；—基础埋置深度，一般自室外地面标高算起。在轴心荷载作用下，按地基持力层承载力计算基础尺寸时，要求基础底面压力满足下式要求：（8.2）（93）将式（8.3）代入式（8.2），得基础底面积计算公式：（8.4）式中，—相应于荷载效应标准组合时，基础底面处的平均应力值；—基础自重及基础上的土重，一般取；A—基础底面面积，在轴心荷载作用下一般采用方形，即；—基础及基础上填土的平均重度，一般取；—基础平均埋深，从设计地面或室内外平均设计地面算起。对偏心荷载作用下的基础，除应满足式（8.2）的要求外，尚应满足下式要求：（8.5）式中，—相应于作用的标准组合时，按直线分布假设计算的基底边缘处最大压力值。对常见的单向偏心矩形基础，当偏心距时，基底最大压力可按下式计算：（8.6）式中，—偏心方向的基础边长，一般为基础长边边长；—垂直于偏心方向的基础边长，一般为基础短边边长；e—偏心距，。8.2.1E柱（1）初估基底尺寸由于基底尺寸未知，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。（为加权土容重，其中杂填土容重取，可塑性粘土取）设，则取（2）按持力层强度验算基底尺寸基底形心处竖向力：基底形心处弯矩：偏心距：所以满足要求。8.2.2G柱因E、G轴向距仅3.0m，E、G柱分别设为独立基础场地不够，所以将两柱做成双柱联合基础。因为两柱荷载对称，所以联合基础近似按中心受压设计基础，基础埋深2.0m，如图8-2所示。图8-SEQ图\*ARABIC\s12中柱联合基础埋深设，。则。8.3抗震验算根据《建筑抗震设计规范》（GB50011—2001）第5.1.6条规定，对于受力范围内无软弱土的建筑，当层高不超过8层且高度24m以下的框架结构，可不进行抗震验算。8.4地基变形验算按《建筑地基基础设计规范》规定，本例地基基础设计等级为丙级，，各土层坡度小于10°，框架结构层数为5层<6层，因此不需验算地基变形。8.5基础结构设计8.5.1荷载设计值基础结构设计时，需按荷载效应基本组合的设计值进行计算。E柱：G-H柱：8.5.2E柱（1）基底净反力基础剖面尺寸示意图见图8-3。图8-3基础剖面尺寸示意图（2）冲切验算（8.7）（8.8）（8.9）（8.10）基础高度满足要求。式中，—基础冲切破坏锥体的有效高度；—冲切破坏锥体最不利一侧计算长度；—冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边长；—冲切破坏锥体最不利一侧斜截面在基础底面积范围内的下边长；—扣除基础自重及其上土重后相应于荷载效应组合时的地基土单位面积净反力，对偏心受压基础可取基础边缘处最大地基土单位面积净反力；—冲切验算时取用的部分基底面积（图8-3中阴影面积）；假定基础高度则基础有效高度（3）配筋计算基础长边方向的弯矩设计值，取Ⅰ-Ⅰ截面。选1020，实际配筋面积。计算基础短边方向的弯矩设计值，取Ⅱ-Ⅱ截面。选配钢筋1216(As=2412mm2)。注：短边钢筋放在长边钢筋内侧，所以有效计算高度差为20mm。2.G柱基基础高度（等厚）。（1）基底净反力（2）冲切验算（计算简图见图8-4）。受冲切承载力验算，验算公式为：（8.11）式中：——相应于作用的基本组合时的冲切力设计值；——临界截面的周长。图8-4冲切验算计算简图，所以满足要求。（3）纵向内力计算弯矩和剪力的计算结果简图8-5。图8-SEQ图\*ARABIC\s15弯矩和剪力的计算结果（4）抗剪验算受剪承载力验算，验算公式为：（8.12）式中，—验算截面处相应于作用的基本组合时的剪力设计值。柱边剪力：，满足要求。（5）纵向配筋计算板底层配筋：选Ф22@200（As=6652mm2）。板顶层配筋：按构造配筋Ф10@200。（6）横向配筋柱下等效梁宽为：柱边弯矩：选配钢筋Ф822（As=3041mm2）。结论毕业设计是土木工程专业的学生检验综合实践能力的重要环节。毕业设计时间一共有三个多月，通过这次毕业设计，让我熟悉了图纸，熟悉了设计的流程，更加了解了以后工作的方向。对所学的专业课知识进行了一次实践，通过这次的设计，让我对理论知识进行了实际应用，提高了自己的专业水平，锻炼了自己实践能力。本工程属于宿舍楼，采用框架结构体系。所有设计均按照现行规范，从建筑设计到结构设计都运用了科学设计方法，合理的设计理论。在设计过程中，对结构设计进行了大量的理论验算，取其合理的计算方法以满足安全舒适性、安全性、耐久性和适用性的特点，结合鸡西市的建筑风格，务实地做到了经济，综合考虑，并宜地取材。在设计的过程中，遇到的问题是不断的，但是在老师和同学们的帮助下，通过参考各种设计资料，渐渐解决了所遇到的问题。在计算机制图的过程中使我对AutoCAD、PKPM软件有了较为深入的了解，并且可以熟练的进行应用。回想过去这段时间，我感觉自己的收获很大。真正体会到了设计的艰辛，这段经历会为我以后的工作打下了坚实的基础。致谢在毕业设计过程中，我遇到了很多的困难。在此我要感谢我的指导老师王涛老师。感谢王老师对我悉心的帮助和一直以来的指导，在设计中给了我许多宝贵的意见和建议，除了敬佩王老师的专业水平，对于他严谨的工作态度和努力钻研的精神也是我学习的榜样，并将积极地影响我今后的学习和工作。除了老师以外，还要感谢我身边的这些同学，他们同样也教会了我很多，在我遇到困难的时候总是有他们及时的帮助，我们经常一起讨论，也解决很多遇到的问题，老师和同学们共同帮助才使我能顺利完成毕业设计。在此，我由衷的向同学们表示感谢，并向王老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。参考文献[1]史庆轩编著.混凝土结构设计原理[M].北京:中国建筑工业出版社,2011.[2]石庆轩编著.高层建筑结构设计[M].北京:科学出版社,2012.[3]王涛编著.建筑结构抗震[M].北京:中国水利水电出版社,2014.[4]徐芝纶编著.弹性力学简明教程[M].北京:高等教育出版社,2013.[5]赵延林编著.结构力学[M].郑州:黄河水利出版社,2013.[6]于月民编著.材料力学案例教材[M].北京:中国电力出版社,2013.[7]施楚贤编著.砌体结构[M].北京:中国建筑工业出版社,2012.[8]刘宝良编著.理论力学[M].北京:中国电力出版社,2010.[9]赵明华编著.基础工程[M].北京:高等教育出版社,2015.[10]杨悦编著.土力学[M].广州:中山大学出版社,2013.[11]中华人民共和国国家标准.建筑抗震设计规范(GB50011-2010)[S]北京:中国建筑工业出版社,2016.[12]中华人民共和国国家标准.混凝土结构设计规范(GB50010-2010)[S]北京:中国建筑工业出版社,2015.[13]中华人民共和国国家标准.建筑结构荷载规范(GB50009-2012)[S]