扬州市特警训练大楼设计土木工程专业[建筑工程] 毕业设计书计算书.doc

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1、 扬州市特警训练大楼设计专 业：土木工程(建筑工程方向)班 级：姓 名： 学 号：指导教师： 2010年5月总目录第一部分 毕业设计任务书 2第二部分 开题报告.8第三部分 计算书.10中英文摘要及关键词.11目录.12计算书正文.13参考文献.104 附表. 105第四部分 英文翻译106第五部分 小结. 111 第一部分 毕业设计任务书扬州市特警训练大楼设计一、设计目的及要求目的土木工程专业毕业设计的教学过程，是实现本科培养目标要求的重要的实践教学环节。毕业设计是学生在毕业前的最后学习和深层训练阶段；是深化、拓宽，深层教学的重要过程；是学生学习与实践成果的全面总结；是学生综合素质与工程实践

2、培养效果的全面检验。要求1. 学生应在教师指导下，独立完成一项给定的设计任务和专题研究项目，有足够的工作量。学生在完成任务后应编写出符合要求的设计说明书，并绘制出必要的施工图。2. 在毕业设计（论文）工作中，能综合运用学科的基础理论、专业知识与技能，分析和解决工程实际问题。通过学习、研究与实践，使理论深化，知识拓宽，专业技能延伸。3. 学生应学会依据技术课题任务，进行资料调研、收集、加工与整理，能正确运用工具书，培养学生掌握有关工程设计的程序、方法和技术规范，提高工程设计、计算、理论分析、图表绘制、技术文件编写的能力。4. 通过毕业设计（论文），使学生树立正确的设计思想，培养学生严肃认真的科学

3、态度和严谨的科学作风，培养学生遵守纪律，善于与他人合作的精神。二、设计题目：扬州市特警训练大楼设计三、课题简介：本工程为扬州市特警训练大楼。本工程主体为五层，局部六层，为钢筋混凝土框架结构。建筑物耐火等级为二级，工程设计合理使用年限为50年。基本功能要求：1平面本工程主体主体为五层，其中一层为车库和审讯室，二五层为备勤用房和训练用房，要求作合理的隔断，局部六层为楼梯间和辅助用房。本建筑共设有二个楼梯。基于一人一题的原则，局部尺寸作了调整，详见附表及附图。2.立面要求立面处理简洁、明快、美观、有现代气息，东、西立面考虑遮阳。3.剖面本工程室内设计标高0.000相当于1956年黄海高程0.600米

4、，室内外高差为0.450米。一层五层及局部六层层高见附图。4.装修地面、屋面、门窗、外墙及内墙面装修详见附图，也可自定，要求简洁、美观。5.墙体材料内、外墙均采用混凝土空心砌块。其余要求详见附图。四、设计依据：1 国家及江苏省现行的有关设计规范、规程及规定。2 本工程的各项批文及甲方单位的要求。五、设计原始数据：1 基础工程：详见本工程地质报告。本工程取层土（粉质粘土）为持力层，承载力fk=170kPa，层土深度-4.23m-1.5m。类场地土。基底下设100厚C10素砼垫层。2 建筑工程等级：二级。建筑耐火等级：二级。3 建筑物抗震设防类别为丙类，结构安全等级为二级，结构设计使用年限50年。

5、4 混凝土结构的环境类别：上部结构为一类；基础为二（a）类。5 基本风压值：0.4kN/m2，地面粗糙度为C类，常年主导风向为东南风。6 最大雪荷载：0.35kN/m2。7 设计荷载标准值：按建筑结构荷载规范。8 抗震设防：抗震设防烈度为7度（0.15g）。六、设计内容：建筑设计：根据初部设计方案进行建筑物平、立、剖设计及部分节点设计。结构设计：1 根据建筑方案选择、比较，确定结构方案。根据地质报告及建筑要求，选择基础、上部结构方案，并充分说明理由。2 绘制结构平面布置图草图（手绘），进行柱、梁、板编号，估算尺寸，并进行相关验算。3 结构的荷载计算恒载、活载、水平地震作用4 建立计算简图分别绘

6、出恒、活载及水平地震单独作用时的计算简图。每人计算横向框架一榀，纵向框架一榀。5 内力计算横向框架：竖向荷载（恒、活）作用下的内力计算，用弯矩二次分配法或迭代法；水平地震作用下的内力计算，用D值法。纵向框架：仅计算竖向荷载作用下的内力，不要求考虑水平地震作用。6 内力组合分别对横向框架梁、柱，考虑活载的最不利布置及组合。7 配筋计算。手算三根梁和三根柱的配筋，其余查表。对现浇板，选择主要型号手算。8 基础设计若为独立基础，应计算基础尺寸及配筋，验算抗弯、抗剪、抗冲切承载力。若为条形基础，按倒梁法计算。9 楼梯、雨蓬等的设计。10电算校核运用PMPK软件完成结构的简图输入，内力计算，配筋计算。并

7、与手算比较以下内容： 荷载、计算简图 单工况下的内力及组合内力 配筋七、设计成果；1 建筑施工图：设计说明，门窗表。 平面：底层、标准层、顶层、屋顶平面。1:100 立面：南、北立面，侧立面。 1:100 剖面：主要剖面，楼梯间剖面。 1:1002 结构施工图：结构设计说明 基础平面图 1:100 基础构件详图 1:100 柱配筋图 1:100 各层板配筋图 1:100 各层梁配筋图 1:100 手算框架配筋图 立面：1:50 ，剖面：1:20 楼梯结构布置及构件配筋图 1:50 1:20 零星构件配筋图 1:101:20要求：毕业设计图纸应能较好地表达设计意图；图面应布局合理、正确清晰、符合

8、制图标准及有关规定。3. 设计计算书：包括本设计任务书建筑设计说明 结构计算 电算结果要求：内容完整、计算正确、论述简洁、文理通顺、装订整齐。八、设计进度寒假第1周 建筑设计第2周 结构布置、荷载标准值计算第34.5周 PKPM上机计算第4.55周 楼板设计第67周 水平地震作用下、竖向荷载下框架的内力计算第89.5周 截面内力组合、梁柱截面设计第9.5周 基础设计、楼梯设计第10周 毕业实习第11周 整理计算书、准备毕业答辩第12周 机动，可用于审阅、评阅第13周 毕业答辩九、主要参考文献1建筑设计规范2建筑结构荷载规范（GB50009-2001）3砼结构设计规范(GB50010-2002)

9、4建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)5建筑抗震设计规范(GB50011-2001)6江苏省建筑配件通用图集（苏J9503苏J9508）7江苏省建筑物抗震构造详图（苏G02-2004）8施工说明（苏J01-2005）9墙身、楼地面变形缝（苏J09-2004）10铝合金门窗（苏J9601）11混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图（03G101-1、2、4）12建筑物抗震构造详图（03G329-1）13教材：混凝土结构与砌体结构，蓝宗建主编；及其它相关教材14房屋结构毕业设计指南，周果行，中国建筑工业出版社，200415. 土木工程专业毕业设计指导，梁兴文、史庆轩主编，北

10、京科学出版社，200216. 土木工程专业毕业设计系列（第二分册）， 钢筋混凝土框架结构设计与实例，主编熊丹安，武汉理工大学出版社，200517. 土木工程专业毕业设计指南（房屋建筑工程分册），董军、张伟郁、顾建平等编著，北京-中国水利水电出版社，200218. 土木工程专业毕业设计指导书（建筑工程分册）/贾莉莉、陈道政、江小燕编，合肥-合肥工业大学出版社，200719. 框架结构计算分析与设计实例，杨杰编著，中国水利水电出版社， 200820. 混凝土结构设计规范理解与应用，徐有邻，周氐编著，中国建筑工业出版社，2002第二部分 开题报告扬州大学建筑科学与工程学院本科生毕业设计（论文）开题报

11、告表（2009/2010学年，第2学期）专业(方向)：土木工程（建筑工程） 学生姓名学号班级课题名称扬州市特警训练大楼设计课题类型结合生产实际指导教师开题报告内容：（调研资料的准备，设计目的、要求、思路与预期成果；任务完成的阶段、内容及时间安排；完成毕业设计（论文）所具备的条件因素等。）一、设计目的：土木工程专业的毕业设计，是实现本科培养目标要求的重要的实践教学环节，培养学生综合运用所学的基本理论知识和专业理论知识，解决实际工程问题的能力。要求学生了解建筑、结构设计的一般过程和掌握建筑、结构设计的基本方法，熟悉施工图纸的表达方法和制图要求，并能初步应用计算机辅助设计进行结构分析和绘制建筑、结构

12、施工图，为毕业后能尽快地适应工作打下良好的基础。二、设计要求：1、建筑设计部分（绘建筑施工图阶段）要求：（1） 熟悉各平面的功能要求；（2） 熟悉多层房屋设计的一般原则及方法；（3） 学生应会根据技术课题任务，进行资料调研，收集，加工与处理；（4） 根据建筑平面布置及结构方案进行房屋建筑设计并绘制施工详图设计内容：建筑施工图2、结构设计部分（结构计算、绘制结构施工图阶段）要求进行该工程的结构方案的选型分析。从满足建筑物的使用功能，结构的受力特点，施工的难易程度及工程造价等诸方面综合考虑分析，选定该工程的合理的结构方案。（包括：采用的结构类型，承重结构的布置，主要构件的类型以及基础的类型。）（1

13、）计算部分（计算书一份）主要承重结构的荷载计算、内力计算、结构的抗震设计、基础设计、楼梯设计要求熟练地掌握pkpm，TAT、LTCAD、JCCAD，探索者，天正，AutoCAD等软件的应用。手算、电算相结合。计算书要求书写工整，计算部分尽可能表格化。（2）绘制结构施工图三、设计成果：计算书一份及建筑施工图与结构施工图各一套。四、进度安排1、寒假-第1周 建筑设计2、第2周-第8周（含毕业实习） 结构方案拟定、荷载计算、结构内力分析与组合以及截面设计3、第9周-第10周 结构部分的计算机复核、绘制结构施工图 、毕业实习 4、第11周 整理计算书、准备答辩5、第12周 机动，可用于审阅、评阅6、第

14、13周 毕业答辩指导教师签名： 日期：2009年3月10日课题类型：（1）结合科研；（2）结合生产实际；（3）结合大学生科研训练计划；（4）结合学生科研竞赛；（5）模拟仿真；（6）其他 第三部分 计算书摘 要摘要：本工程为扬州市特警训练大楼，主体五层、局部六层，建筑面积5523.4m2。经过细致的方案论证，我们决定上部结构采用纵横向承重的钢筋混凝土框架结构。因为该工程抗震设防烈度为7度，所以不考虑竖向地震作用。在用底部剪力法求出水平地震作用后，利用D值法完成了水平地震作用下的一榀框架的内力组合计算。采用弯矩二次分配法分别完成了恒载和活载最不利布置作用下的内力计算。接着进行结构构件的地震作用效应

15、与其它荷载效应的基本组合及无地震作用效应与其它荷载效应的基本组合两种情况，对框架内力进行组合，得出框架梁柱的控制内力，进而完成了梁柱截面的配筋计算。进行了条形基础的计算及楼梯的计算。用天正、CAD、PKPM软件绘制本工程建筑和结构施工图。关键词： 地震;框架结构;二次分配法;荷载内力组合;截面设计Abstract：This works for the Yangzhou City Special Police Training Complex, the main five-story, local six-storey building area 5523.4m2. After detailed

16、 plan demonstration, we decided superstructure length and breadth to the loading of reinforced concrete frame structure. Because the project seismic intensity of 7 degrees, so I do not consider the vertical earthquake. Obtained at the level with the bottom of the seismic shear method, the use of D v

17、alue method under earthquake actions completed a combination of computing the internal forces Pin framework. Moment Distribution Method were used to complete the dead load and live load under the most unfavorable arrangement of the internal force calculations. Then the structural components of the s

18、eismic action effects and other basic combination of load effects and no effect of seismic load effect with the basic combination of other two cases, the combination of the framework of the internal force, internal forces obtained control of the framework of beams, and then completed a beam Column c

19、ross-section of Reinforcement. Were strip-based calculation and the calculation of stairs. With Tengen, CAD, PKPM software to draw the architectural and structural engineering drawingsKeywords: earthquake; frame structure; double-moment-divided method; load effect combination, section design目 录工程概况1

20、3第一章 设计依据 14第二章 截面尺寸估算 16 第三章 二层楼面梁板计算 21第四章 水平地震作用下内力分析 34第五章 竖向荷载作用下框架KJ-4内力分析 56第六章 内力组合 81第七章 KJ-4梁配筋计算 83第八章 KJ-4柱配筋计算 88第九章 基础设计 94第十章 楼梯设计 104工程概况一、设计资料 本工程是江苏扬州市特警训练大楼。主体五层，局部六层，底层高为3.9米，二-五层为3.6米，局部六层高为3.2米，总高度为21.5米，建筑面积为5523.4，占地面积为9451 建筑地点:扬州市内2 工程名称: 江苏扬州市特警训练大楼3 地质资料:天然地面以下1.50m为粉质土或粘

21、性土为主的土层,可作为持力层,地基承载力特征值=170kN/。场地土类别为2类,地基轻微液化,可不采用抗液化措施。4 荷载资料:根据GB50009-2001(以下简称荷载规范)(1) 民用建筑楼面均布荷载标准值按4.1.1规定采用 备勤用房、审讯室楼面取 =2.0kN/m(2) 荷载规范4.3.1 屋面荷载按表4.3.1规定采用 不上人屋面：qk =0.5 kN/，上人屋面：qk =2.0 kN/，雨棚：qk =0.5 kN/根据GB50011-2001 (以下简称抗震规范)附录A:扬州地区抗震烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.15g二、结构方案确定抗震规范6.1.1现浇钢筋混凝土房屋适用

22、的最大高度:7度抗震设防地区框架结构最大高度55m,所以本工程采用框架结构.1抗震等级的确定(1)根据抗震规范3.1.1规定,本工程为丙类建筑(2)三类建筑的抗震等级由抗震规范表6.1.2确定,本工程抗震等级为三级2选用材料 根据抗震等级规范3.9.2 第2条 选用材料如下 (1)混凝土强度等级的选用: 主体框架.楼梯和楼板采用强度等级为C30混凝土,基础采用强度等级为C25的混凝土 (2)钢筋的选用:柱梁的受力钢筋为HRB400,箍筋HRB335,现浇板的受力钢筋HRB400。 第一章 设计依据1.1 工程名称: 江苏扬州市特警训练大楼1.2 工程地点: 江苏扬州市内1.3 气象基本资料基本

23、风压:0.4kN/雪荷载:0.35 kN/主导风向:东南风1.4 工程地质资料详细资料见地质勘察报告1.5 楼面活荷载1. 楼面荷载按建筑结构规范选用2. 非上人屋面均布荷载为0.5 kN/1.6 地震设防烈度为7度,加速度0.15g1.7 施工技术条件:施工条件比较完善 结构平面布置图第二章 截面尺寸的估算2.1结构平面布置图(见附图)2.2截面估算2.2.1梁柱截面初步估算梁：建筑抗震设计规范规定：梁的截面尺寸，宜符合下列各项要求：1 截面宽度不宜小于200 mm；2 截面高度与宽度之比不宜大于4；3 净跨与截面高度之比不宜小于4。 柱：柱的截面尺寸一般由满足抗震要求的柱轴压比确定，轴压力

24、的设计值：考虑地震作用组合柱轴力增大系数；：按简支状态柱的受荷载面积；：楼面荷载近似取值；：验算截面以上楼层层数；：柱估算截面面积；：柱轴压比限值，按抗震等级确定。建筑抗震设计规范规定：柱的截面尺寸，宜符合下列各项要求：1.截面的宽度和高度均不宜小于300mm，圆柱直径不宜小于350mm。2.剪跨比宜大于2；3.截面长边与短边的边长比不宜大于3。计算高度的确定：计算简图中的杆件以计算轴线表示，柱取截面形心线，梁取截面形心线，框架计算高度：除底层外的其余各层都取建筑层高。底层层高取基础顶层到二层楼面梁顶的距离，框架的跨度取柱轴线之间的距离。梁柱截面尺寸的确定梁：纵向框架梁11-2跨，15-16跨

25、（跨度L=3800mm），取 梁的截面尺寸：纵向框架梁22-4跨，4-6跨，6-8跨，9-11跨，11-13跨，13-15跨（跨度L=7600mm），取 梁的截面尺寸：纵向框架梁38-9跨（跨度L=6400mm），取 梁的截面尺寸：横向框架梁1AB跨，BC跨（跨度L=7100mm），取 梁的截面尺寸：横向框架梁2（跨度L=2700mm），取梁的截面尺寸：次梁1（L=7100mm），取次梁的截面尺寸：次梁2（L=2700mm），取次梁的截面尺寸：板尺寸的确定：此结构楼层统一采用现浇楼板。双向板的截面设计要点：双向板的厚度不宜小于80mm，由于挠度不另作验算，双向板的厚度与短跨跨度长的比值应满足刚

26、度要求：简支板 （本工程中一般为）连续板 经计算本工程采用120mm厚度比较合理。2.2.2 根据抗震规范6.3.7：本工程柱轴压比限值为0.9 初选柱子尺寸 500mm500mm 角柱尺寸 400mm500mm 2.2.3 楼面荷载计算 2.2.3.1 地砖楼面(苏J01-2005 8+a/3)荷载10厚地砖楼面,干水泥擦缝 0.0110=0.2kN/撒素水泥面 /20厚1:2干硬性水泥沙浆结合层 0.0220=0.4kN/刷素水泥沙浆一道 / 120厚现浇混凝土楼面 0.1225=3.0kN/20厚粉刷装饰 0.0217=0.34kN/ 地砖楼面自重 3.94kN/ 2.2.3.2 防水防

27、滑地砖楼面(苏J01-2005 9+a/3)荷载 10厚地砖楼面,干水泥擦缝 0.2kN/5厚1:1水泥细沙浆结合层 0.00520=0.1kN/30厚C20细石混凝土 0.0325=0.75kN/刷冷底子油一道,热沥青二道防潮层,厚2.0 0.00210=0.02kN/20厚1:3水泥沙浆找平层 0.0220=0.4kN/120厚现浇钢筋混凝土楼面 0.1225=3.0kN/20厚粉刷装饰 0.0217=0.34kN/ 防水防滑地砖楼面 4.81 kN/2.2.3.3 屋面荷载25厚1:25水泥沙浆保护层 0.02520=0.5 kN/干铺塑料膜 / 4厚SBS改性沥青防水卷材 0.028

28、kN/20厚1:3水泥沙浆找平层 0.0220=0.4 kN/40厚C20细石混凝土内配4150双向钢筋,粉地压光 0.0425=1 kN/35厚炉渣混凝土找坡 0.03520=0.7 kN/120厚现浇钢筋混凝土屋面 0.1225=3.0 kN/20厚粉刷装饰 0.0217=0.34kN/屋面自重 5.97 kN/2.2.3.4 墙体荷载 混凝土空心砌块 0.2413=3.12 kN/20厚粉刷装饰 0.0217=0.34 kN/墙体荷载 3.46 kN/ 2.2.3.5 梁的荷载(只计算柱所分担的梁自重)主梁自重: 0.250.725(7.1/2-0.5/2)+0.40.2525(2.7/

29、2-0.5/2)+0.250.6525(7.6-0.5)=47.22 kN次梁自重:0.250.425(7.1+2.7)/2 =12.25kN梁自重: 47.22+12.25=59.47 kN2.3二层楼面荷载2.3.1楼面恒载:(7.6-0.25/2-0.25/2)9.8/23.94=141.89 kN梁自重 : 59.47 kN墙体7.1/2(3.6-0.4) 3.46+7.1/2(3.6-0.7)3.64=76.78kN恒荷载 278.14kN2.3.2 活荷载(柱分担楼面活载)(7.6-0.2)(7.1/2-0.10) 2.0+(2.7/2-0.1) (7.6-0.2)2.5=73.1

30、8 kN2.4 三层楼面荷载 同二层2.5 四层楼面荷载 同二层 2.6 五层楼面荷载 同二层2.7 屋面荷载 2.7.1 屋面恒载 (7.1/2+2.7/2)(7.6-0.25)5.97=215.0 kN2.7.2 屋面活载 (7.1/2+2.7/2)(7.6-0.25)2.0=72.03 kN2.8 柱自重 (19.95-0.125) 0.50.525=120.94 kN恒荷载 59.47+278.14+278.14+278.14+278.14+215.0+120.94=1507.98 kN活荷载 73.18+73.18+73.18+73.18+72.03=364.75kN2.9 柱截面估

31、算混凝土强度 C30 =14.3N/荷载组合 N=1.21507.98+1.4364.75=2120.22kN轴压比 1.2N/(0.85)=1.22120.221000/(0.8514.3500500)=0.8370.9 满足取500mm500mm 因为算的是最大跨度的柱，取500mm500mm，四个角柱取400mm500mm的柱，经验算其他柱取500mm500mm满足。 第三章 二层楼面梁板计算一.楼面板计算3.1 楼面板厚取h=120mm 按考虑塑性内力重分布的方法计算,取1m宽板为计算单元3.2 荷载3.2.1 荷载标准值 3.2.1.1恒载标准值 A 地砖楼面荷载 3.94 kN/

32、1m宽板带恒荷载标准值 3.94 kN/m B 防水防滑地砖楼面荷载 4.81 kN/ 1m宽板带恒荷载标准值 4.81 kN/m3.2.1.2活荷载标准值 A 审讯室.备勤用房.卫生间 qk=2.0 kN/ 1m宽板带恒荷载标准值 qk=2.0 kN/m B走廊 qk=2.5kN/ 1m宽板带恒荷载标准值 qk=2.5 kN/m3.2.2荷载设计值 1m宽板带恒荷载标准值 g=1.23.94=4.73 kN/m 1.24.81=5.77 kN/m 1m宽板带活荷载标准值 q=1.42.0=2.8 kN/m 1.42.5=3.5 kN/m备勤用房,办公区 P=4.73+2.8=7.53 kN/

33、m走廊 P=4.73+3.5=8.23 kN/m卫生间 P=5.77+2.8=8.57 kN/m3.3 计算简图及弯矩计算根据楼盖的双向肋梁楼盖方案,采用双向板肋梁楼盖弹性理论计算法. 计算最大跨中弯矩时，活载最不利布置为本格布置活载，其它区格采用棋盘式布置，计算时，将作用在教室楼面上的实际荷载4.73+2.87.53分解为两部分：对称的部分和反对称的； 计算支座最大弯矩时，活载最不利布置为所有区格均满布活载，即按在实际荷载4.73+2.87.53，作用下进行计算。3.3.1 第一类板（双向板，三边固定，一边简支）3.3.1.1 跨中弯矩采用活荷载最不利布置,在该区格布置活载,其他区按棋盘式活

34、荷载布置 A对称荷载作用下:四边固定 lx/ly=0.901查混凝土书附录得 取0.0268 取0.0159跨中弯矩=表中系数ql2y= 0.02686.136.42=6.73 0.01596.136.42 =3.99B 反对称荷载作用下,四边简支(简化) lx/ly=0.901 查表得 取0.0372 取0.0219 跨中弯矩=表中系数ql2y= 0.03721.46.42=2.13 0.02191.46.42=1.26A ,B 叠加,得出最终跨中弯矩 6.73+2.13=8.86 3.99+1.26=5.253.3.1.2支座弯矩采用活荷载最不利布置,简化计算,可认为楼盖所有区域均布满活荷载时最不利。lx/ly=0.901 查混凝土书附录得取-0.0656 取-0.0653跨中弯矩=表中系数ql2y= -0.06567.536.4 2=-20.23 -0.06537.536.4 2=-20.233.3.1.3 第一类板配筋计算h=120mm b=1000mm =120-20=100mm 砼：C30 fc=14.3N/mm2 现浇板受力钢筋：HRB400 fy=360 N/mm2X，Y方向板底跨中配筋 y =0.0374 实配钢筋 8180=279 mm2 8200=251 mm2支座配筋计算实配钢