土木工程毕业设计（论文）-鞍山市新世纪小学某教学楼的建筑结构设计

1、 辽宁科技大学本科生毕业设计 第VI页鞍山市新世纪小学某教学楼的建筑结构设计摘要本设计是鞍山市新世纪小学综合楼教学楼建筑结构设计。本设计采用钢筋混凝土框架结构。柱网布置为4.5m6.6m,层高为3.3m.总高为13.30m，总长为80.65m,总宽度为16.20m。设有18个普通班、2个180的合班教室和两个100语音室、微机室等辅助教学房间及行政办公房间。采用一字型内廊式平面设计。初定梁、柱截面尺寸，楼板的厚度。并验算是否满足刚度要求，进行重力荷载计算，水平地震作用下的框架的内力分析，水平风荷载作用下框架的内力分析，竖向荷载作用下横向框架结构的内力分析，竖向荷载作用下横向框架结构的内力计算，

2、横向框架内力组合，选择最不利的组合对梁、板、柱、基础进行配筋计算, 设计中遵循强柱弱梁，强剪弱弯的设计理念,并对楼梯、雨篷进行配筋计算等等。关键词：柱网布置；框架结构；内力组合；配筋计算 全套图纸加扣 3346389411或3012250582 The architectural and structural design of Taoyuan Junior school one of teaching buildings in AnShanAbstractThis design is about one junior school teaching building in AnShan. T

3、he layout of the columns is 4.8m6.6m.The height of every floor is 3.6m. And the total height of the building is 15.20m.The total length is 83.09m and total width is 16.00m. There are 18 ordinary teaching room,two combined teaching rooms with 180 square meters, voice teaching rooms,computer rooms,ass

4、istant teaching rooms and adminstrative office rooms with100 square meters.The building is designed by “一”shaped and middle corrider type plane. Firstly I mainly assured the size of beam and column, the thickness of the floors. Then, I checked the desgin whether satisfy the rigidity or not. And then

5、 I calculated gravity load, under horizontal seismic of the internal forces of framework, under wind load of the internal forces of framework, horizontal framework structure of the internal forces under vertical load. And then, I did the combination of internal force of horizontal framework and assu

6、red the reinforcement of beams, columns, floors and foundations by the most disadvantage combination of internal force. Follow the weak roof beam of strong post in the design, cut the weak and curved design idea strongly,at the same time I did the calculation of the stairs, rain shelter and so on.Ke

7、ywords: arrangement of columns，framework，combination of internal force， calculation of reinforcement1绪论11.1混凝土的组成与分类11.3混凝土的历史及发展22建筑设计32.1建筑设计总说明32.2设计原始数据32.3建筑方案设计42.4平面设计42.5立面设计42.6剖面设计42.7建筑做法42.8一些主要建筑的做法53结构设计63.1结构设计说明63.1.2自然条件63.2结构设计与计算 483.2.1框架结构布置83.2.2估算板梁、柱的截面尺寸.93.2.3板的厚度h的确定93.2.4

8、梁的截面尺寸93.2.5柱的截面尺寸确定 5103.3基本假定与计算简图103.3.1基本假定103.4重力荷载计算113.4.1屋面及楼面的恒荷载标准值（面荷载）113.4.2屋面及楼面活荷载标准值（面荷载）123.4.3各层柱荷载汇总133.4.4各层梁自重标准值汇总。133.4.5各层门窗自重汇总153.4.6各层墙体自重汇总153.4.7各层恒荷载标准值汇总183.5水平地震作用下框架的内力分析 7183.5.1重力荷载代表值193.5.2横向框架梁、柱的线刚度203.5.3横向框架柱侧移刚度D值223.5.4横向水平地震作用计算253.5.5横向水平地震作用下的侧移计算273.5.6

9、横向水平地震作用下的框架内力计算283.6水平风荷载作用下框架的内力分析363.6.1水平风荷载标准值363.6.3水平风荷载作用下柱剪力及弯矩计算373.7竖向荷载作用下横向框架结构的内力计算383.7.1计算单元的选取383.7.2荷载计算393.7.3竖向恒荷载计算403.7.4梁端、柱端弯矩的计算473.7.5竖向荷载作用下梁端剪力、柱轴力的计算593.7横向框架内力组合663.8.1结构抗震等级663.8.2横向框架梁内力组合663.8.3横向框架柱内力组合853.9梁柱设计883.9.1框架横梁883.10楼板设计1113.10.1设计资料1113.10.5截面设计1143.11楼

10、梯设计 101153.11.1设计资料1153.11.2梯段的计算1163.11.3斜板设计1163.11.4平台板的设计1183.11.5平台梁设计1193.12.3雨篷梁的计算1213.13基础设计 111253.13.2边柱柱下独立基础.1253.13.2中柱柱下独立基础.1324施工组织设计1374.1 工程概况1374.1.1. 背景：1374.2.2 主要工程及施工方法1394.3.2 质量安全工程1434.4 确保工期的技术组织措施1454.4.1 准备工作保证1454.4.5 经济手段保证1464.4.6 施工工期的保证计划1464.4.7 组织保证1474.4.8 现场文明施

11、工1474.4.9 降低施工成本1474.4.10 成品保护措施1484.4.11 确保文明施工的管理1484.5 环境保护措施1504.5.1 环境保护认证措施150 辽宁科技大学本科生毕业设计 第 29 页1绪论本设计为鞍山市新世纪小学综合教学楼的建筑与结构设计，按要求本设计采用钢筋混凝土框架结构。钢筋混凝土框架结构是常用的结构形式之一，当今社会正飞速的发展着，现在到处都在大兴土木，到处都有高楼大厦。但大家知道组成建筑物最重要的原料是什么吗？没错！就是混凝土。一说混凝土可能大家都会知道一二，不过要细说起来，估计都会摸不着头脑，下面由我来介绍一下混凝土吧！1.1混凝土的组成与分类混凝土是由胶

12、凝材料、骨料和水（有些品种的混凝土中可不加水），按适当的比例拌和而成的混合物，经一定时间后硬化而成的人造石材，简写为“砼”。混凝土按所用胶凝材料分为水泥混凝土、石膏混凝土、沥青混凝土、聚合物混凝土等。（1）水泥混凝土又称普通混凝土（简称为混凝土），是由水泥、砂、石和水所组成，另外还常加入适量的掺合料和外加剂。在混凝土中，砂、石起骨架作用，称为骨料；水泥与水形成水泥浆，水泥浆包裹在骨料表面并填充其空隙。在硬化前，水泥浆起润滑作用，赋予拌合物一定的和易性，便于施工。水泥浆硬化后，则将骨料胶结为一个坚实的整体。 （2）钢筋混凝土（简称RC），是经由水泥、粒料级配、加水拌和而成混凝土，在其中加入一些抗

13、拉钢筋，在经过一段时间的养护，达到建筑设计所需的强度。它应该是人类最早开发使用的复合型材料之一。1.2混凝土的优点及缺点混凝土之所以被广泛应用于建筑业，是因为它具有很多优点。（1）原材料来源广造价低（2）可塑性好（3）可调配性好（4）抗压强度高。混凝土的抗压强度一般为2040Mpa，有的可高达80120 Mpa，适合做结构材料。（5）与钢筋的共同工作性好。混凝土热膨胀系数与钢筋相近，受力特点可以互补，且与钢筋的粘结力较强，可制成钢筋混凝土，扩大应用范围。（6）耐久性好。混凝土一般不需要维护、维修及保养。（7）耐久性好。混凝土的耐火性远比木材、钢材、塑料等好，可经数小时高温作用仍保持其力学性质。

14、但普通混凝土也有不足之处，如自重大，比强度小（单位重量的强度）；抗拉强度低，脆性大；受拉时抗变形能力小、容易开裂；导热系数大，保温隔热性差；硬化较慢，生产周期长等。 钢筋和混凝土是两种全然不同的建筑材料，钢筋的比重大，不仅可以承受压力，也可以承受张力；然而，它的造价高，保温性能很差。而混凝土的比重比较小，它能承受压力，但不能承受张力；它的价格比较便宜，但是却不坚固。而钢筋混凝土的诞生，解决了这两者的缺陷问题，并且保留了它们原来的优点，使得钢筋混凝土成为现代建筑物建造的首选材料。1.3混凝土的历史及发展混凝土的历史可以追溯到古老的年代。其所用的胶凝材料为粘土、石灰、石膏、火山灰等。自19世纪20

15、年代出现了波特兰水泥后，由于用它配制成的混凝土具有工程所需要的强度和耐久性，而且原料易得，造价较低，特别是能耗较低，因而用途极为广泛。 20世纪初，有人发表了水灰比等学说，初步奠定了混凝土强度的理论基础。以后，相继出现了轻集料混凝土、加气混凝土及其他混凝土，各种混凝土外加剂也开始使用。60年代以来，广泛应用减水剂，并出现了高效减水剂和相应的流态混凝土；高分子材料进入混凝土材料领域，出现了聚合物混凝土；多种纤维被用于分散配筋的纤维混凝土。现代测试技术也越来越多地应用于混凝土材料科学的研究。 随着时代的变迁，技术的进步，“混凝土家族”里也有了新成员的加盟，其中纤维混凝土，无论从抗压强度和价格来看，

16、都具有一定的优势。然而，钢筋混凝土虽然受到“混凝土家族”的竞争影响，其发展的优势也不如从前，但是，在如今的很多领域中，仍能看到它那熟悉的身影。它依旧是坚固耐用的代名词。代表城市形象的高楼大厦，自然少不了钢筋混凝土。高速公路、建筑桥梁、隧道等是钢筋混凝土现代应用的另一方面。然而，钢筋混凝土还有一个更为实用的功能，那就是除险，在处理各类坍塌事故中，使用钢筋混凝土，可以更快的取得关键性的进展，因为有了它的支撑，才能使抢险行动获得控制性成果。因此，从这些方面可以看出，钢筋混凝土在众多建材中，依旧占有一席之地，我们期待，在未来的建筑道路上，钢筋混凝土可以走的更好、更稳。2建筑设计2.1建筑设计总说明本设

17、计是根据辽宁科技大学资源与土木工程学院土木专业毕业设计题目中的教学楼组的任务书的要求进行设计的。此设计采用钢筋混凝土框架结构，墙体材料为普通灰沙砖和水泥空心砖，七度抗震设防，属于三级框架，丙类建筑。2.2设计原始数据1场地：鞍山市中心2安全等级：二级3防火等级：二级4自然条件：最大冻结深度：1.1 （2）工程相对标高0.000（室内地坪）相当于绝对标高13.3。（3）相对地下水位-5.22（最高），-6.12（最低）。（4）本地区抗震设计烈度为八度。（5）本地区最高月平均气温24.6，极端历史高温39；本地区最低月平均气温-14.7，极端历史低温-32。（6）风向：夏季主导风向为南风，冬季主导

18、风向为北骗西风。（7）基本风压值：W=0.5（8）基本雪压值：S=0.40（9）据建设部下发最新文件楼顶不设置水箱，城市生活用管网水头为0.26mP,足够生活用水压，消防用水采用室外消防水池。（10）利用附近锅炉房的集中供暖，不再单独设置2.3建筑方案设计考虑到本地区抗震设防烈度为8度，所以在建筑方案的确定中力求平面简单对称规则，减少偏心。在平面布置时，首先考虑了柱网的布置，本设计最大柱距6.6, 最小柱距3 ，6.6柱距的采用250500的梁。首层层高3.4,中央大厅采用平行双跑楼梯， 两侧采用双跑楼梯。教学楼的主入口在南面，考虑的鞍山地区冬天寒冷南入口都设计层双一层对开门外加门閗。2.4平

19、面设计该教学楼平面采用一字型内廊式平面组合形式，普通教室、小合班教室、微机室布置在正面，普通教室的开间9，进深6.6，教室面积59.4。根据老师下发的任务书布置18个普通教室，1个大合班教室等，卫生间和饮水处离的很近考虑到上下水的方便。右侧布置大合班教师及办公室等，采用抗震缝隔开，在一楼的两侧开设小出口。2.5立面设计本建筑为4层，层高为3.3。采用主附体相结合，做到协调统一，立面造型上有很好的节奏感，再配上装饰和线条的划分，给人以美观、新颖、和谐、的特点。2.6剖面设计给人以整体的楼梯立面感觉，踏步踢步的布置与层高要求的关系，还能使室内外高差的变化一目了然。2.7建筑做法梁柱混凝土采用C25

20、,钢筋主筋采用HRB335级钢筋；板、箍筋采用HPB235级钢筋一层外墙墙体采用MU15普通灰砂砖，其他墙体采用MU10水泥空心砖，女儿墙采用MU10粘土砖，砌筑砂浆采用M5混合砂浆。2.8一些主要建筑的做法1屋面（从上到下）： 20厚细石混凝土保护层三毡四油防水层20厚1：3的水泥砂浆找平层50厚聚苯乙烯泡沫塑料板 20厚1：3的水泥砂浆找平层 2%的水泥炉渣（找坡）最薄处20，最厚处200 100钢筋混凝土板 20厚混合砂浆天棚抹底2楼面（从上到下）： 20厚淡米色雪花大理石地面 1：3的20厚水泥砂浆找平层 100钢筋混凝土板 20厚混合砂浆天棚抹底 3墙体： 内外墙厚度分别为370、2

21、40。一层外墙墙体采用普通灰砂砖，其他墙体采用水泥空心砖，女儿墙采用MU10水泥砖。外墙装饰：彩色涂料涂面。内墙装饰：乳胶漆墙面，用于走廊，楼梯间；釉面砖墙面，用于卫生间；水泥砂浆粉刷，用于踢脚线暗柱做。4厕所（从上到下）： 白色面砖20厚1：3水泥砂浆找平层30厚细石混泥土二毡三油防水层冷底子油一道20厚1：3水泥砂浆表面压光100厚现浇钢筋混凝土板20厚混合砂浆刮大白 15基础： 采用钢筋混凝土柱下独立基础。基础埋深1.4。6门窗： 中央大厅的大门采用4扇对开门15003000，一楼二边的门也采用18002400的钢门，窗采用钢窗等。27楼梯： (1) 实心扶手，轻金属栏杆，高度为1.1。

22、(2) 150厚钢筋混凝土楼梯板；30厚水磨石面层；20厚的水泥砂浆抹灰。(3) 防滑条6厚钢条防滑条。8墙裙： 1：2水泥砂浆掺5%防水剂20厚，纯水泥浆粘蓝色釉面瓷片。9散水、勒脚、踢脚：（1）散水采用10厚1：1水泥砂浆随打随抹光； （2）80厚C15混凝土面层； （3）800厚炉渣； （4）素土夯实； （5）勒脚采用1：3水泥砂浆抹面，高度为600；（6）踢脚采用1：2水泥砂浆10厚。10正面楼面采用后浇带施工，28天以后采用提高一级得混凝土加膨胀剂浇注。11“L”型拐角处，设置抗震缝和伸缩缝，二缝合一。12凡是图上未注明和本表未说明者，均按国家有关现行规范（规程）及该地区有关规定执行

23、。3结构设计3.1结构设计说明3.1.1设计依据1本设计是根据统一下发的08届土木工程专业毕业设计题目中综合教学楼组的毕业设计任务书的具体要求进行设计的。2本设计的建筑结构工程君按国家现行各有关设计规范：建筑结构荷载规范、建筑结构抗震规范、混凝土结构设计规范、中小学校建筑设计规范、建筑结构制图标准、建筑结构设计手册、建筑地基基础设计规范等相关规定进行的。3.1.2自然条件1土质： 00.92m为杂填土，0.924.50m为粉砂，=240KPa。2最大冻结深度：1.1 m。3工程相对标高0.000 m（室内地坪）相当于绝对标高27.50m；相对地下水位-5.22m（最高），-6.12m（最低）。

24、4本地区抗震设计烈度为八度。5本地区最高月平均气温24.6，极端历史高温39，本地区最低月平均气温-14.7，极端历史高温-32。6风向：夏季主导风向为南风，冬季主导风向为北偏西风。7基本风压值：W=0.5。8基本雪压值：S=0.40。9据建设部下发最新文件楼顶不设置水箱，城市生活用管网水头为0.26m,足够生活用水压，消防用水采用室外消防水池。10利用附近锅炉房的集中供暖，不再单独设置。3.1.3设计荷载1屋面活荷载：=0.5。2教室活荷载：=2.0。3厕所活荷载：=2.0。4走廊、门厅、楼梯活荷载： =2.5。3.1.4一般说明1本设计采用钢筋混凝土框架结构，梁、板、柱、基础均现浇，采用纵

25、横向框架承重方式；2楼梯、雨篷也是现场浇筑；3一层外墙采用MU15烧结粉煤灰实心砖，其余层及一层内墙采用烧结粉煤灰空心砖；用M5.0和M2.5混合砂浆砌筑，在室内地坪以下0.05m处设防潮层，用1：3水泥砂浆加3%的防水剂。外墙厚度为370mm，内墙厚度为240mm。3.1.5各部分结构构件材料强度等级1梁、板、柱混凝土强度等级采用C25；32框架梁、柱纵向受力钢筋采用HRB335级热轧钢筋，梁、柱的箍筋和现浇板中的受力钢筋均采用HPB235级热轧钢筋；3楼梯采用C25级混凝土、受力钢筋采用HPB335级钢筋，其他采用HPB235级钢筋；4基础采用C20级混凝土，基础下铺100mm厚C15混凝

26、土垫层，其中受力筋采用HPB335级钢筋；5梁受力钢筋接头采用焊接接头，柱采用电渣压力焊。3.1.6结构抗震等级 结构抗震等级为三级，根据建筑抗震设防分类，属丙类建筑，本设计中按7度抗震设防。3.2结构设计与计算 4本建筑采用现浇整体钢筋混凝土框架结构，梁、板、柱、基础均为现场浇注。采用纵横向的框架承重体系。一层内外墙荷载由基础梁承担，其它层内、外墙直由框架梁承担。为满足抗震要求，做到强柱弱梁，强剪弱弯、强节点强锚固的原则，对承重的框架的梁、柱、板按弹性理论计算与配筋，同时为了提高框架的延性，对梁的支座弯矩进行了调幅。框架的内力计算中，对水平荷载及竖向荷载引起的内力分别采用D值法和弯矩二次分配

27、法进行计算。3.2.1框架结构布置 该建筑为办公楼，建筑平面布置灵活，有较大空间，设计成现浇整体式框架结构体系，根据建筑使用功能和框架结构体系布置原则，采用如图3-1所示结构平面布置。图3.1柱网布置图3.2.2估算板梁、柱的截面尺寸.由经验公式和经验数据，初步确定板、梁、柱的截面尺寸如下：3.2.3板的厚度h的确定由经验公式 h=（1/ 401/50）L=（1/401/50）4500=112.5mm；又根据最小厚度不小于80mm 要求，又结合工程实际，取h=100mm。3.2.4梁的截面尺寸 1框架横梁的截面高h的确定 h=(1/81/14)L= (1/81/14)6600=825550mm

28、，取h=600mm1.4，应考虑顶部附加水平地震作用。=5各楼层水平地震作用的计算按底部剪力法求得各质点的水平地震作用按式：计算，将上述和代入，可得：(1-)=4091.01(1-0.1095) =3643.04表3.16各层横向地震作用及楼层地震层间剪力计算表层次层高总高1447.48各层间剪力43.31431126.23153180.020.423 1541.006 1988.976 33.3109937.71102358.420.283 1030.980 3019.95623.36.79937.7169563.937 0.192 699.464 3719.42 13.43.49997.6536991.305 0.102371.590 4091.01362093.73=1988.976kN各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布见图3.5所示：=371.590kN=699.464kN=1030.980kN 37=1541.006kN=3019.956kN=3719.42kN=4091.01kN（a）水平地震作用分布 （b）层间剪力分布图3.5横向水平地震作用及楼层地震剪3.5.5横向水平地震作用下的侧移计算水平地震作用下框架结构的层间位移和顶点位移的计算见表3-17所示：本设计采用砌体