五层钢筋混凝土教学楼土木毕业设计(图纸+计算书全套).doc

. .目 录(CAD图纸截图见文档最后几页)摘要一 工程概况1二 屋盖、楼盖设计2（一）屋盖2（二）楼盖10三 框架结构布置及计算简图19（一）梁柱尺寸19（二）计算简图19四 恒荷载内力计算21（一）恒荷载计算21（二）恒荷载作用下内力计算22五 活荷载内力计算（屋面布雪荷载）33（一）活荷载计算33（二）活荷载作用下内力计算33六 活荷载内力计算（屋面布活荷载）42（一）活荷载计算42（二）活荷载作用下内力计算42七 风荷载内力计算51（一）风荷载计算51（二）内力计算52八 地震作用内力计算55（一）重力荷载代表值计算55（二）水平地震作用计算56（三）一榀框架内力计算59九 内力组合62（一）梁内力组合62（二）柱内力组合66（三）内力设计值汇总70十 截面设计72（一）梁截面设计72（二）柱截面设计75十一 楼梯设计81（一） 底层楼梯设计81（二） 其他层楼梯设计84十二 基础设计89（一） 边柱基础89（二） 中柱基础91（三） 基础梁设计93致谢95参考文献96一 工程概况本工程为某高校教学楼。工程为五层现浇钢筋混凝土框架结构。屋面板顶面标高为18.6m。工程所在地抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.10g，设计地震分组为第一组，场地类别为类。屋面做法：钢筋混凝土现浇板，20mm石灰砂浆抹底，20mm水泥砂浆找平，40120厚（1%找坡）膨胀珍珠岩保温层，四层作法防水层（一毡二油上铺小石子）。楼面做法：钢筋混凝土现浇板，20mm石灰砂浆抹底，20mm水泥砂浆找平，水磨石面层。墙身做法：由普通砖砌筑而成，普通砖自重18kN/m3，厚度240mm。门窗做法：门为木门，自重0.2 kN/m2，窗为钢窗玻璃窗，自重0.4 kN/m2。风荷载标准值0.4kN/m2，雪荷载标准值0.65kN/m2。活荷载：上人屋面均布活荷载标准值2.0kN/m2，楼面活荷载标准值2.0kN/m2。本设计计算书包括屋盖、楼盖、框架主体结构、楼梯、基础等部分的计算和设计。二 屋盖、楼盖设计（一）屋盖1设计资料1）屋面做法：钢筋混凝土现浇板，20mm石灰砂浆抹底，20mm水泥砂浆找平，40120厚（1%找坡）膨胀珍珠岩保温层，四层作法防水层（一毡二油上铺小石子）2）屋面荷载：均布活荷载标准值2kN/m2(上人屋面)，雪荷载标准值为0.65kN/m23）材料：混凝土强度等级为C30；梁内受力纵筋为HRB335，其余为HPB235钢筋2屋盖的结构平面布置图3板的设计（弹性理论）1）荷载计算由于屋面均布活荷载标准值大于屋面雪荷载标准值，故取前者进行计算恒荷载标准值：20厚水泥混凝土找平0.02×20=0.46kN/m240120厚（1%找坡）膨胀珍珠岩(0.08+0.16)÷2×7=0.546kN/m2四层作法防水层 0.36kN/m2100mm厚钢筋混凝土楼板 0.1×25=2.56kN/m220mm厚石灰砂浆抹底 0.02×17=0.34kN/m2小计 4.08 kN/m2荷载设计值g=1.2×4.08=4.90kN/m2 ，q=1.4×2.0=2.8kN/m2q/2=1.4kN/m2，g+q/2=6.3kN/m2，g+q=7.7kN/m22）弯矩计算计算过程见下页表中3）截面设计截面有效高度：假定选用8钢筋，则l01方向跨中截面的h01=80mm；l02方向跨中截面的h02=70mm；支座截面h0=80mm。最小配筋率：因为，故取smin=0.27%，则Asmin=0.27%×1000×100=270mm2截面设计时取用的弯矩设计值：中间跨的跨中截面及中间支座截面减小20%；边跨跨中截面及楼板边缘算起的第二个支座截面处，当lb/l0<1.5时减小20%，当lb/l0=1.52.0时减小10%；楼板的角区格不折减。. .jz. .弯矩值计算表ABCDEFGHl01 (m)3.93.93.03.03.33.43.93.9l02 (m)7.27.27.83.93.93.97.27.2l01/l020.540.540.380.770.850.870.540.54m1(0.0388+0.2×0.0052) ×6.3×3.92+(0.0232+0.2×0.0810) ×1.4×3.92=4.58(0.0388+0.2×0.0052) ×6.3×3.92+(0.0535+0.2×0.0099) ×1.4×3.92=5.00(0.0400+0.2×0.0038) ×6.3×3.92+(0.0965+0.2×0.0174) ×1.4×3.92=3.57(0.0285+0.2×0.0136) ×6.3×3.92+(0.0376+0.2×0.0196) ×1.4×3.92=2.14(0.0246+0.2×0.0156) ×6.3×3.92+(0.0225+0.2×0.0255) ×1.4×3.92=2.32(0.0235+0.2×0.0159) ×6.3×3.92+(0.0329+0.2×0.0124) ×1.4×3.92=2.52(0.0388+0.2×0.0052) ×6.3×3.92+(0.0907+0.2×0.0203) ×1.4×3.92=5.84(0.0388+0.2×0.0052) ×6.3×3.92+(0.0121+0.2×0.0504) ×1.4×3.92=4.29m2(0.0052+0.2×0.0388) ×6.3×3.92+(0.0810+0.2×0.0232) ×1.4×3.92=3.07(0.0052+0.2×0.0388) ×6.3×3.92+(0.0099+0.2×0.0535) ×1.4×3.92=1.68(0.0038+0.2×0.0400) ×6.3×3.92+(0.0174+0.2×0.0965) ×1.4×3.92=1.13(0.0136+0.2×0.0285) ×6.3×3.92+(0.0196+0.2×0.0376) ×1.4×3.92=1.44(0.0156+0.2×0.0246) ×6.3×3.92+(0.0255+0.2×0.0225) ×1.4×3.92=1.87(0.0159+0.2×0.0235) ×6.3×3.92+(0.0124+0.2×0.0329) ×1.4×3.92=1.81(0.0052+0.2×0.0388) ×6.3×3.92+(0.0203+0.2×0.0907) ×1.4×3.92=2.06(0.0052+0.2×0.0388) ×6.3×3.92+(0.504+0.2×0.0121) ×1.4×3.92=2.37m1-0.0817×7.7×3.92=-9.57-0.0817×7.7×3.92=-9.57-0.0829×7.7×3.02=-5.74-0.0686×7.7×3.02=-4.75-0.0626×7.7×3.32=-5.25-0.0611×7.7×3.42=-5.44-0.0817×7.7×3.92=-9.57-0.0817×7.7×3.92=-9.57m2-0.0571×7.7×3.92=-6.69-0.0571×7.7×3.92=-6.69-0.0570×7.7×3.02=-3.95-0.0563×7.7×3.02=-3.90-0.0551×7.7×3.32=-4.62-0.0547×7.7×3.42=-4.87-0.0571×7.7×3.92=-6.69-0.0571×7.7×3.92=-6.69. .jz. .为了便于计算，近似取=0.95，计算过程见下表屋面板配筋计算表跨中截面h0(mm)m (kNm)As(mm2)配筋实配As (mm2)Al01方向800.8×4.58=3.66229.38180282l02方向700.8×3.07=2.45175.48180282Bl01方向805.00313.38150335l02方向701.68120.38180282Cl01方向800.8×3.57=2.86179.28180282l02方向700.8×1.13=0.9165.28180282Dl01方向802.14134.18180282l02方向701.44103.18180282El01方向802.32145.48180282l02方向701.87133.98180282Fl01方向800.8×2.52=2.01125.98180282l02方向700.8×1.81=1.45103.88180282Gl01方向800.8×5.84=4.67292.68160318l02方向700.8×2.06=1.65118.28180282Hl01方向804.29268.88180282l02方向702.37169.78180282支座截面h0(mm)m (kNm)As(mm2)配筋实配As (mm2)A-A80-0.8×9.57=-7.65479.310160491A-Bl01方向80-0.8×9.57=-7.65479.310160491l02方向80-0.8×6.69=-5.35335.210200393A-Cl01方向80-0.8×9.57=-7.65479.310160491l02方向80-0.8×6.69=-5.35335.210200393A-Gl01方向80-0.8×9.57=-7.65479.310160491l02方向80-0.8×6.69=-5.35335.210200393A-H80-0.8×9.57=-7.65479.310160491B-D80-0.8×6.69=-5.35335.210200393C-C80-0.8×3.95=-3.16198.010200393C-D80-0.8×3.95=-3.16198.010200393E-F80-0.8×5.44=-4.35272.610200393F-F80-0.8×5.44=-4.35272.610200393F-G80-0.8×6.69=-5.35335.210200393边缘支座截面h0(mm)m (kNm)As(mm2)配筋实配As (mm2)A80-6.69419.210180436Bl01方向80-9.57599.610180654l02方向80-6.69419.210180436Dl01方向80-4.75297.610200393l02方向80-3.90244.410200393El01方向80-5.25328.910200393l02方向80-4.62289.510200393F80-4.87305.110200393Hl01方向80-9.57599.610180654l02方向80-6.69419.2101804364次梁的设计1）次梁l1次梁l1跨度7.2m，次梁截面高度h=l/18l/12=7200/187200/12=400mm600mm，取h=600mm，截面宽度取b=200mm。（1）荷载设计值板传来的荷载p=2pe=27.44kN/m次梁自重0.2×(0.6-0.1)×25×1.2=3kN/m次梁粉刷0.02×(0.6-0.1)×2+0.2×17×1.2=0.5kN/m则荷载总设计值g+q=30.94kN/m（2）内力计算弯矩设计值：跨中 支座 剪力设计值：跨中 支座 （3）正截面受弯承载力计算跨中按T形截面计算翼缘宽度的确定如下：,取,三者中的最小值，即=1400mm混凝土强度等级为C30，fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2。纵向受力钢筋采用HRB335，fy=300N/mm2;箍筋采用HPB235，fyv=210N/mm2故跨中为第一类T形截面，可按矩形截面进行计算Asmin=200×565×max0.2%,0.45×1.43/300=242mm2跨中：配置416(As=804mm2)支座：配置314(As=462mm2)（4）斜截面受剪承载力计算验算截面尺寸,，由下式可知截面尺寸满足要求计算所需箍筋采用6双肢箍筋，计算截面尺寸由,得故根据构造确定箍筋间距，取s=200mm2）次梁l2次梁l2跨度3.9m，次梁截面高度h=l/18l/12=3900/183900/12=217mm325mm，取h=320mm，截面宽度取b=150mm。（1）荷载设计值板传来的荷载p=2pe=18.28kN/m次梁自重0.15×(0.32-0.1)×25×1.2=0.99kN/m次梁粉刷0.02×(0.32-0.1)×2+0.15×17×1.2=0.24kN/m则荷载总设计值g+q=19.51kN/m（2）内力计算弯矩设计值：跨中 支座 剪力设计值：跨中 支座 （3）正截面受弯承载力计算跨内按T形截面计算翼缘宽度=1350mm，h0=285mm故跨中为第一类T形截面，可按矩形截面进行计算Asmin=150×285×max0.2%,0.45×1.43/300=92mm2跨中：配置214(As=308mm2)支座：配置212(As=226mm2)（4）斜截面受剪承载力计算验算截面尺寸,，由下式可知截面尺寸满足要求计算所需箍筋采用6双肢箍筋，计算截面尺寸由,得故根据构造确定箍筋间距，取s=200mm（二）楼盖以第四层楼盖为例1设计资料1）楼面做法：钢筋混凝土现浇板，20mm石灰砂浆抹底，20mm水泥砂浆找平，水磨石面层。2）楼面荷载：均布活荷载标准值2kN/m23）材料：混凝土强度等级为C30；梁内受力纵筋为HRB335，其余为HPB235钢筋2楼盖盖的结构平面布置图见下页3板的设计（弹性理论）1）荷载计算恒荷载标准值：水磨石面层 0.65 kN/m220厚水泥混凝土找平0.02×20=0.46kN/m2100mm厚钢筋混凝土楼板 0.1×25=2.56kN/m220mm厚石灰砂浆抹底 0.02×17=0.34kN/m2小计 4.01 kN/m2荷载设计值g=1.2×4.01=4.81kN/m2 ，q=1.4×2.0=2.8kN/m2q/2=1.4kN/m2，g+q/2=6.21kN/m2，g+q=7.61kN/m2）弯矩计算计算过程见第13页表中3）截面设计截面有效高度：假定选用8钢筋，则l01方向跨中截面的h01=80mm；l02方向跨中截面的h02=70mm；支座截面h0=80mm。最小配筋率smin=0.27%，则Asmin=0.27%×1000×100=270mm2截面设计时取用的弯矩设计值：中间跨的跨中截面及中间支座截面减小20%；边跨跨中截面及楼板边缘算起的第二个支座截面处，当lb/l0<1.5时减小20%，当lb/l0=1.52.0时减小10%；楼板的角区格不折减。为了便于计算，近似取=0.95，计算过程见下表楼面板配筋计算表跨中截面h0(mm)m (kNm)As(mm2)配筋实配As (mm2)Al01方向800.8×4.53=3.62226.88180282l02方向700.8×3.05=2.44174.78180282Bl01方向804.94309.58150335l02方向701.66118.98180282Cl01方向800.8×3.54=2.83177.38180282l02方向700.8×1.12=0.9064.58180282Dl01方向802.12132.88180282l02方向701.42101.78180282El01方向802.30144.18180282l02方向701.85132.58180282Fl01方向800.8×2.49=1.99124.78180282l02方向700.8×1.79=1.43102.48180282Gl01方向800.8×5.78=4.62289.58160318l02方向700.8×2.04=1.63116.78180282. .jz. .弯矩值计算表ABCDEFGl01 (m)3.93.93.03.03.33.43.9l02 (m)7.27.27.83.93.93.97.2l01/l020.540.540.380.770.850.870.54m1(0.0388+0.2×0.0052) ×6.21×3.92+(0.0232+0.2×0.0810) ×1.4×3.92=4.53(0.0388+0.2×0.0052) ×6. 21×3.92+(0.0535+0.2×0.0099) ×1.4×3.92=4.94(0.0400+0.2×0.0038) ×6. 21×3.92+(0.0965+0.2×0.0174) ×1.4×3.92=3.54(0.0285+0.2×0.0136) ×6. 21×3.92+(0.0376+0.2×0.0196) ×1.4×3.92=2.12(0.0246+0.2×0.0156) ×6. 21×3.92+(0.0225+0.2×0.0255) ×1.4×3.92=2.30(0.0235+0.2×0.0159) ×6. 21×3.92+(0.0329+0.2×0.0124) ×1.4×3.92=2.49(0.0388+0.2×0.0052) ×6. 21×3.92+(0.0907+0.2×0.0203) ×1.4×3.92=5.78m2(0.0052+0.2×0.0388) ×6. 21×3.92+(0.0810+0.2×0.0232) ×1.4×3.92=3.05(0.0052+0.2×0.0388) ×6. 21×3.92+(0.0099+0.2×0.0535) ×1.4×3.92=1.66(0.0038+0.2×0.0400) ×6. 21×3.92+(0.0174+0.2×0.0965) ×1.4×3.92=1.12(0.0136+0.2×0.0285) ×6. 21×3.92+(0.0196+0.2×0.0376) ×1.4×3.92=1.42(0.0156+0.2×0.0246) ×6. 21×3.92+(0.0255+0.2×0.0225) ×1.4×3.92=1.85(0.0159+0.2×0.0235) ×6. 21×3.92+(0.0124+0.2×0.0329) ×1.4×3.92=1.79(0.0052+0.2×0.0388) ×6. 21×3.92+(0.0203+0.2×0.0907) ×1.4×3.92=2.04m1-0.0817×7.61×3.92=-9.46-0.0817×7. 61×3.92=-9.46-0.0829×7. 61×3.02=-5.68-0.0686×7. 61×3.02=-4.70-0.0626×7. 61×3.32=-5.19-0.0611×7. 61×3.42=-5.38-0.0817×7. 61×3.92=-9.46m2-0.0571×7. 61×3.92=-6.61-0.0571×7. 61×3.92=-6.61-0.0570×7. 61×3.02=-3.90-0.0563×7. 61×3.02=-3.86-0.0551×7. 61×3.32=-4.57-0.0547×7. 61×3.42=-4.81-0.0571×7. 61×3.92=-6.61. .jz. .楼面板配筋计算表（续表）支座截面h0(mm)m (kNm)As(mm2)配筋实配As (mm2)A-A80-0.8×9.46=-7.57474.310160491A-Bl01方向80-0.8×9.46=-7.57474.310160491l02方向80-0.8×6.61=-5.29331.510200393A-Cl01方向80-0.8×9.46=-7.57474.310160491l02方向80-0.8×6.61=-5.29331.510200393A-Gl01方向80-0.8×9.46=-7.57474.310160491l02方向80-0.8×6.61=-5.29331.510200393C-C80-0.8×3.90=-3.12195.510200393C-D80-0.8×3.90=-3.12195.510200393E-F80-0.8×5.38=-4.30269.410200393F-F80-0.8×5.38=-4.30269.410200393F-G80-0.8×6.61=-5.29331.510200393边缘支座截面h0(mm)m (kNm)As(mm2)配筋实配As (mm2)A80-6.61414.210180436Bl01方向80-9.46592.710180654l01方向80-6.61414.210180436Dl01方向80-4.70294.510200393l01方向80-3.86241.910200393El01方向80-5.19325.210200393l01方向80-4.57286.310200393F80-4.81301.4102003934次梁的设计1）次梁l1次梁l1跨度7.2m，次梁截面高度h=l/18l/12=7200/187200/12=400mm600mm，取h=600mm，截面宽度取b=200mm。（1）荷载设计值板传来的荷载p=2pe=25.94kN/m次梁自重0.2×(0.6-0.1)×25×1.2=3kN/m次梁粉刷0.02×(0.6-0.1)×2+0.2×17×1.2=0.5kN/m则荷载总设计值g+q=29.4kN/m（2）内力计算弯矩设计值：跨中 支座 剪力设计值：跨中 支座 （3）正截面受弯承载力计算跨中按T形截面计算翼缘宽度=1400mm混凝土强度等级为C30，fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2。纵向受力钢筋采用HRB335，fy=300N/mm2;箍筋采用HPB235，fyv=210N/mm2故跨中为第一类T形截面，可按矩形截面进行计算Asmin=242mm2跨中：配置416(As=804mm2)支座：配置314(As=462mm2)（4）斜截面受剪承载力计算验算截面尺寸,，由下式可知截面尺寸满足要求计算所需箍筋采用6双肢箍筋，计算截面尺寸由,得故根据构造确定箍筋间距，取s=200mm2）次梁l2次梁l2跨度3.9m，次梁截面高度h=l/18l/12=3900/183900/12=217mm325mm，取h=320mm，截面宽度取b=150mm。（1）荷载设计值板传来的荷载p=2pe=18.06kN/m次梁自重0.15×(0.32-0.1)×25×1.2=0.99kN/m次梁粉刷0.02×(0.32-0.1)×2+0.15×17×1.2=0.24kN/m则荷载总设计值g+q=19.29kN/m（2）内力计算弯矩设计值：跨中 支座 剪力设计值：跨中 支座 （3）正截面受弯承载力计算跨内按T形截面计算翼缘宽度=1350mm，h0=285mm故跨中为第一类T形截面，可按矩形截面进行计算Asmin=92mm2跨中：配置214(As=308mm2)支座：配置212(As=226mm2)（4）斜截面受剪承载力计算验算截面尺寸,，由下式可知截面尺寸满足要求计算所需箍筋采用6双肢箍筋，计算截面尺寸由,得故根据构造确定箍筋间距，取s=200mm三 框架结构布置及计算简图（一）梁柱尺寸1梁高 hb=(1/121/8)lb横向 hb=600900mm，取800mm纵向 hb=650900mm，取800mm过道 hb=250375mm，考虑到次梁高度为600mm，也取为600mm2柱截面尺寸本工程为现浇钢筋混凝土结构，7度设防，高度<30m，抗震等级为三级，取底层C6柱估算柱尺寸，根据经验荷载为15kN/m2：N=15×7.8×(3.6+1.5)=2983.5kN由轴压比限值得Ac=260795mm2为安全起见，取底层柱截面尺寸为650mm×650mm，其他层为600mm×600mm（二）计算简图(取轴线处)初步设计基础顶面离室外地面500mm，则底层层高为4.2+0.6+0.5=5.3m框架结构计算简图（三）梁柱线刚度(其中E=3.0×104N/mm2)AC、BC跨梁 i=2E××0.3×0.83/7.2=3.56×10-3EBC跨梁 i=2E××0.3×0.63/3.0=3.60×10-3E上部各层柱i= E××0.64/3.6=3.00×10-3 E底层柱 i= E××0.654/5.3=2.81×10-3 E将梁柱线刚度标于计算简图中四 恒荷载内力计算（一）恒荷载计算1屋面框架梁线荷载标准值20厚水泥混凝土找平0.02×20=0.46kN/m240120厚（1%找坡）膨胀珍珠岩(0.08+0.16)÷2×7=0.546kN/m2四层作法防水层 0.36kN/m2100mm厚钢筋混凝土楼板 0.1×25=2.56kN/m220mm厚石灰砂浆抹底 0.02×17=0.34kN/m2屋面恒荷载 4.08 kN/m2边框架梁自重 0.3×0.8×25=6kN/m边框架梁粉刷 2×(0.8-0.1)×0.02×17=0.48kN/m中框架梁自重 0.3×0.6×25=4.5kN/m2边框架梁粉刷 2×(0.6-0.1)×0.03×17=0.34kN/m则作用于屋面框架梁上线荷载标准值为：g5AB1=6.48kN/m g5BC1=4.85kN/mg5AB2=4.08×3.9=15.91kN/mg5BC2=4.08×3=12.24kN/m2楼面框架梁线荷载标准值20mm厚水泥砂浆找平 0.02×20=0.46kN/m21