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1、 毕业设计(论文) 学生姓名： 学 号： 所在院(系) 专 业： 土木工程 设计(论文)题目：浦口某高级中学2号教学楼设计 指导教师：2013年 6月7 日 目录第1章 设计资料及要求11.1 基本概况11.2 设计资料11.2.1气象资料11.2.2工程地质资料11.2.3楼面活荷载21.2.4 抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计地震分组21.3 施工技术条件及材料供应21.4 毕业设计任务内容21.4.1 毕业设计的意义21.4.2 毕业设计的主要内容31.4.3 提交的成果3第2章 框架结构布置及计算简图42.1梁、柱截面尺寸42.2材料强度等级42.3计算简图42.4荷载计算52.
2、4.1屋面横梁竖向线荷载标准值52.4.2楼面横梁竖向线荷载标准值92.4.3屋面框架节点集中荷载标准值102.4.4楼面框架节点集中荷载标准值122.5风荷载142.6地震作用162.5.1建筑物总重力荷载代表值Gi的计算162.5.2地震作用计算192.5.3框架自振周期计算：21第3章 框架内力计算263.1恒载作用下的框架内力计算263.1.1弯矩分配系数263.1.2杆件固端弯矩283.2活载作用下的框架内力403.2.1梁固端弯矩403.1.2 本计算书考虑最不利组合活载满跨布置。403.1.3内力计算423.3地震作用下横向框架的内力计算523.3.1 0.5（雪+活）中合理荷载
3、作用下横向框架内力计算523.3.2 地震作用下横向框架的内力计算62第四章框架内力组合75第五章框架梁柱截面设计100第6章 楼梯设计1206.1 楼梯梯段斜板设计1206.1.1荷载计算1226.1.2内力计算1226.1.3配筋计算1226.2 平台板设计1236.2.1荷载计算1236.2.2 内力计算1246.2.3 配筋计算1246.3 平台梁设计1246.3.1截面高度1246.3.2 荷载1256.3.3内力计算1256.3.4截面设计125第7章 现浇楼面板设计1287.1 楼面梁格布置1287.2荷载设计值1297.3 ABCDEF部分区格1297.4 G、H、I区格133
4、第8章 基础设计1418.1 荷载计算1418.2确定基础底面积1428.2.1A柱1428.2.2 B柱1448.3 基础结构设计1468.3.1荷载设计值1468.3.2 A柱1468.3.3 BC柱148第九章 电算结果对比152图9-1电算恒载图152图9-2电算活载图153参考文献154结语156浦口某高级中学2号楼教学楼设计摘 要本工程为实际应用课题，地点位于江苏省南京市浦口区，为中学教学楼设计。本工程的建筑场地约58m22m，建筑面积约6000m2，为3跨5层的钢筋混凝土框架结构。根据建筑设计和结构承重、抗震方面的要求以及场地地质条件，合理地进行结构选型和结构整体布置，确定各种结
5、构构件的尺寸，选取一榀主要横向结构框架进行结构设计计算，用计算结构力学程序对该榀结构框架进行电算与手算结果进行对比分析；完成楼梯设计和基础设计；用PKPM软件对整栋框架结构进行PKPM电算；绘制出相关建筑和结构施工图。通过本模拟设计，可使学生综合土木工程专业各课程的知识，了解建筑设计方法，熟悉结构设计与分析过程。关键词：弯矩；剪力；配筋；抗震，阅微阁小说第1章 设计资料及要求1.1 基本概况本工程为实际应用课题，地点位于江苏省南京市浦口区，为中学教学楼设计。本工程的建筑场地约58m22m，建筑面积约6000m2，为3跨5层的钢筋混凝土框架结构。柱网布置1.2 设计资料1.2.1气象资料基本风压
6、值：0.40kN/m2基本雪压：0.65kN/m21.2.2工程地质资料拟建场地内地势平坦，场地平整后绝对高程为25.4m，室内设计标高相当于绝对标高26.0m，地下水位在绝对标高24.5m以下，对混凝土无侵蚀性。地层结构及各层物理力学性能如下：I层约0.4m厚：杂填土，杂色，松散，可塑，夹较多的碎砖石II层约1.3m厚：粉质粘土，砖红色，软塑，较均匀，但物理力学性质较差，fk=120kPaIII层约4.78m厚：细砂，黄色，中密密实，饱和，fk=260kPaIV层约2.1m厚：粉质粘土，黄褐色，可塑，饱和，较均匀，fk=210kPaV层约5.2m厚：细砂，黄色，密实，饱和，场地内分布均匀，且
7、物理力学性质较好，fk=260kPaVI层3.6m厚：细砂中砂，灰黄灰色，中密密实，饱和，fk=270kPaVII层2.5m厚：粘土，灰绿灰褐色，可塑，丰富的高岭土，fk=280kPaVIII层未钻透：粘土，黄褐色黄色，硬塑，高岭土，fk=320kPa1.2.3楼面活荷载按建筑结构荷载规范（GB50009-2012）采用1.2.4 抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计地震分组抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g，设计地震分组为第一组。1.3 施工技术条件及材料供应本工程由大型建筑工程公司承建，设备齐全，技术良好。水、电供应由建设单位保证。三材及一般材料能按计划及时供应。1.4
8、 毕业设计任务内容1.4.1 毕业设计的意义根据建筑设计和结构承重、抗震方面的要求以及场地地质条件，合理地进行结构选型和结构整体布置，确定各种结构构件的尺寸，选取一榀主要横向结构框架进行结构设计计算，用计算结构力学程序对该榀结构框架进行电算与手算结果进行对比分析；完成楼梯设计和基础设计；用PKPM软件对整栋框架结构进行SATWE电算；绘制出相关建筑和结构施工图。通过本模拟设计，可使学生综合土木工程专业各课程的知识，了解建筑设计方法，熟悉结构设计与分析过程。1.4.2 毕业设计的主要内容（0）外文资料翻译、调研、复习相关主干课程（1）建筑设计，绘制建筑施工图（2）结构平面布置（楼盖布置、估算构件
9、截面尺寸）和荷载计算（3）竖向荷载作用下横向框架内力计算（采用弯矩二次分配法）、计算结构力学程序核算（4）水平地震荷载作用下横向框架内力计算及侧移计算（采用D值法）、计算结构力学程序核算（5）横向框架梁、柱内力组合（列表进行）和截面设计（6）主楼梯的结构设计（7）柱下基础设计（8）绘制横向框架、主楼梯、基础结构施工图（9）用PKPM软件对整栋框架结构进行SATWE电算并绘制出标准层结构平面图（板配筋图）和梁配筋平面图（10）电子版毕业设计文件的输入、打印和装订（11）指导教师审核，评阅教师审核，毕业设计答辩1.4.3 提交的成果 第2章 框架结构布置及计算简图本工程横向框架计算单元取图9榀斜线
10、布置所示范围。2.1梁、柱截面尺寸框架柱：一律采用500*500 梁：横向框架AB、CD跨250mm*700mm，BC跨250mm*500mm，纵向连续梁250mm*600mm,次梁250mm*450mm2.2材料强度等级混凝土：均采用C30级。钢筋：钢筋采用HRB400钢筋2.3计算简图390039003900390055006300 2400 6300图2-1计算简图2.4荷载计算2.4.1屋面横梁竖向线荷载标准值(1) 恒载（图2-2）屋面标准值： 图2-2恒载计算简图图2-3活载计算简图屋面恒载标准值35mm厚架空隔热板 0.035 25=0.875KN/M2 保温层 0.48KN/M
11、220mm厚1：3水泥砂浆找平层 0.0220=0.4KN/M2120mm钢筋混凝土板 0.1225=3KN/M2 12mm厚纸筋石灰粉平顶 0.01216=0.192 KN/M2屋面恒载标准值 4.87(KN/M2) 梁自重边跨AB、BC跨： 0.250.725=4.38 KN/M梁侧粉刷 2（0.7-0.12）0.0217=0.39KN/M 4.77 KN/M中跨BC跨 0.250.525=3.13KN/M梁侧粉刷 2（0.5-0.12）0.0217=0.26KN/M 3.39KN/M次梁： 0.2*0.45*25=2.25kN/m侧梁粉刷： 2*（0.45-0.12）*0.02*17=0
12、.22kN/m 2.47kN/m作用在顶层框架梁上的线活荷载标准值为：梁自重： g5AB1= g5CB1=4.77KN/M , g5BC1=3.39KN/M板传来的荷载： g5AB2=g5CD2=5.124.5=23KN/Mg5BC2 =4.872.4=11.69KN/M (2)活载（图2-3） 作用在顶层框架梁上的线荷载标准值为： q5AB =q5CD =0.74.5=3.15KN/M q5BC =0.72.4=1.68KN/M2.4.2楼面横梁竖向线荷载标准值(1)恒载25厚水泥砂浆面层 0.02520=0.5 KN/M2120厚钢筋混凝土楼板 0.1225=3KN/M2 12厚底粉刷 0
13、.01216=0.192 KN/M2楼面横载标准值 3.692 KN/M2） 边跨(AB、CD)框架梁自重 4.77KN/M中跨（BC）梁自重 3.692KN/M次梁自重 2*2.47*7*0.5*2=34.58kN作用在楼面层框架梁上的线荷载标准值为：梁自重 ： gAB1 = gCD1 =4.77KN/M gBC1 =3.39KN/M板传来的荷载： gAB2 = gCD2 =3.6924.5=16.61KN/M gBC2=3.52.4=8.86KN/M(2)活载（图2-3）楼面活载： q AB =q CD=2.54.5=11.25KN/M q BC =3.52.4=8.4KN/M2.4.3屋
14、面框架节点集中荷载标准值(1)恒载边跨连系梁自重 0.250.64.525=16.98KN粉刷 2(0.6-0.12) 0.024.517=1.47KN0.6m高女儿墙 0.64.52.36=6.37KN 粉刷 0.620.024.517=1.84KN 连系梁传来屋面自重 0.54.50.54.54.87=24.65KN 顶层边节点集中荷载 G5A=G5D=51.24KN 中柱连系梁自重 0. 250.64.525=16.98KN粉刷 2(0.6-0.12) 0.024.517=1.47KN连系梁传来屋面荷载 1/24.51/24.55.47=24.65KN 0.5（4.5+4.5-2.4）2
15、.4/24.87=19.29KN顶层节点集中荷载 G5B=G5C=67.33KN(2)活载Q5A=Q5D=1/24.51/24.50.7=3.54KN Q5B=Q5C=1/24.51/24.50.7+1/2(4.5+4.5-2.4) 2.4/20.7=6.32KN2.4.4楼面框架节点集中荷载标准值(1)恒载边柱连系梁自重： 16.98KN次梁自重： 2*2.47*6.3*0.5=15.29kN次梁传来的楼面自重 0.5*（6.3+6.3-4.5）*2.25*3.69=34.46 kN粉刷 1.47KN钢窗自重 31.50.4=1.8KN窗下墙体 （4.5-0.45）（3.9-0.7-1.5）
16、2.36=16.25KN粉刷 24.051.90.0217=5.23KN窗边墙体自重 1.5（4.05-3） 2.36=3.72KN 粉刷 21.51.10.0217=1.12KN 连系梁传来楼面自重 1/24.51/24.53.692=18.69KN 65.26KN 中间层边节点集中荷载 GA=GD=65.26KN 框架柱自重: GA=GD=0.450.453.925=19.74KN中柱连系梁自重： 16.98KN粉刷: 1.47KN 内墙自重（忽略门窗） （4.5-0.45）(3.6-0.7) 2.36=27.72KN次梁自重： 2*2.47*6.3*0.5=15.29kN次梁传来的楼面自
17、重： 0.5*（6.3+6.3-4.5）*2.25*3.69=34.46kN粉刷 24.12.90.0217=8.09KN连系梁传来楼面自重： 1/24.51/24.53.692=18.69KN 1/2(4.5+4.5-2.4）2.4/23.192=12.6KN 85.60KN中间层中节点集中荷载 GB=GC=85.60KN柱传来的集中荷载 19.74KN (2)活载QA=QD=1/24.51/24.52.5=12.66KN QB=QC=1/24.51/24.52.5+1/2 (4.5+4.5-2.4) 2.4/23.5=26.52KN2.5风荷载 已知基本风压w0=0.4KN/M2，本工程为
18、市政中学，地面粗糙度属B类，按荷载规范wk=zszw0.。风载体型系数s：迎风面为0.8，背风面-0.5，因结构高度H=21.11.4 Tg=1.40.35=0.49s，故需考虑框架顶部附加集中作用 n= 0.08 T1+0.07=0.080.605+0.07=0.118框架横向水平地震作用标准值为：结构底层：FEK=1 Geq=0.05632210.67=1803.79KN各层得地震作用和地震剪力标准值由表2-5计算列出，图示见图2-5。GiHi=437543.2Fn=nFEK=0.1121426.43=159.76KN图2-5横向框架的地震作用 本工程计算多遇地震作用下横向框架的层间弹性侧
19、移，见表26.对于钢筋混凝土框架e取1550。 层间弹性侧移验算 表2-6层h(m)Vi(KN)Die=Vi/Di (mm）ehi（mm)53.9527.86351.061.506.5543.9357.75351.061.026.55 33.9266.88351.060.766.5523.9180.01351.060.516.5515.591.93264.120.357.27通过以上的计算结果看出，各层层间弹性侧移均满足规范要求即eeh。第3章 框架内力计算3.1恒载作用下的框架内力计算3.1.1弯矩分配系数由于该框架为对称结构，取框架的一半进行计算，如图3-1。 （a）恒载 ； （b）承担产
20、生的节点不平衡弯矩图3-1 横向框架承担的恒载节点不平衡弯矩节点A1：SA1A0=4iA1A0=410.5=2 SA1B1=4iA1B1=41.33=5.332 SA1A2=40.996=3.98 (相对刚度见2-1)S=4(0.5+1.33+0.996)=11.32uA1A0=SA1A0/S=2.0/11.32=0.18 uA1B1= SA1B1/S=5.32/11.32=0.47uA1A2= SA1A2/S=3.98/11.32=0.35节点B1:SB1D1=21.04=2.08 S=11.32+2.08=13.40uB1A1=5.32/13.40=0.4uB1B2 =3.98/13.40=0.3uB1D1 =
