《新整理施工方案》最终 结构计算书_secret.doc

设计说明书 第74页 共76页 毕业设计（论文）计算书 （结构部分设计）题 目： 南昌市第六中学教学楼 专 业： 土木工程 班 级： 学 号： 姓 名： 指导教师： 一、工程概况： 1、工程名称:南昌市第六中学教学楼 2、建筑地点:南昌市建设路绿茵街地段 3、建筑规模: 1) 建筑总面积: 3965m2 2) 建筑层数: 整体三层。（上人屋面） 3) 结构类型: 钢筋混凝土框架结构 4) 层 高: 3.9m 4、建筑功能： 普通教室 18间 70m2/间 语音教室 2间 140 m2/间 （含辅助用房） 微机教室 2间 140 m2/间 （含辅助用房） 阅 览 室 1间 140m2/间 活 动 室 1间 140m2/间 大会 议 室 1间 140m2/间 办 公 室 12间 行政办公室 6间 30m2/间教师办公室 6间 45m2/间 走廊 走廊为2.4m宽 楼梯 共三个楼梯 厕所 每层设男女厕所各两个其他: 收发，贮藏室5、建筑技术条件（一）气象条件: 1) 常年主导风向: 西北风 2) 夏季主导风向: 西南风 3) 平 均 风 速: 夏季3.1m/s,冬季 4m/s 4) 基 本 风 压: Wo=0.40KN/m2 5) 基 本 雪 压: So=0.35KN/m2 最大积雪深度:11cm 6) 最 高 气 温: 40.6 最 低 气 温: -9.3 7) 最冷月平均温度: 4.5(12月) 8) 最热月平均温度: 29.7(79月) 9) 最 大 降 雨 量: 50.4mm/h 月最大降雨量：184.3mm(46月)（二）工程地质条件 1) 天然地面以下1m厚为填土,地基标准承载力为120KN/m2.填土以下的2m厚为粘土,地基承载力为250KN/m2.粘土以下为中密粗砂层, 地基承载力为300KN/m2。 2) 地下水位:天然地面以下4m处 3) 地震设防烈度: 6度（三）施工条件 1）施工单位：南昌市第二建筑公司 2）施工人员：各工种工人数均不受限制，但要求不分工种劳动力不均衡系数K<1.6 3）材料供应：各种材料均可保证供应 4）预制构件和模板、钢筋骨架、门窗等半成品：可由公司构件厂供应（运距10公里） 5）机械设备：除大吊装机械外，施工单位均能解决。 6）施工用水、电：由建设单位保证供应，路边即有水源、电源。 7）施工道路：级公路 8）施工工期：2008年3月1日8月25日，共178天6、结构设计依据：1）任务书提供的气象条件和工程地质条件2）任务书提供的施工条件3）建筑使用要求和已完成的建筑施工图4）混凝土结构设计规范GB50010-20025）建筑结构荷载规范GB50009-20016）建筑地基基础设计规范GB50007-20027）混凝土结构设计原理、混凝土结构设计8）多层与高层建筑结构设计9）简明建筑结构静力设计手册由于在进行结构方案设计时要考虑结构型式、结构体系、结构布置是否满足安全经济、方便施工等方面的原因，特作如下设计说明：7.结构类型分析及结构选型：.1）结构型式包括：混合结构、框架结构、筒体结构、剪立樯结构 混合结构：优点：施工简单，就地取材，造价低，用钢量少。缺点：整体性能差，很难满足大空间的要求，高层比较困难。框架结构：优点：整体性能好，满足大空间要求，耐久性好。缺点：用钢量大，造价高。其中框架结构又包括：装配式框架、装配整体式及现浇式装配式框架结构： 优点：工期短，施工快。 缺点：对结点要求高（需焊接，用钢量大）装配整体式：优点：结点简单，焊接少，用钢量少，抗震整体性较好。缺点：工序多，工期长。现浇式：优点：整体性好，抗震性好。缺点：模板多，工期长。筒体结构：优点：抗侧、抗扭刚度及承载力大，建筑材料可得到充分利用。缺点：工程量大，用钢量多。剪立樯结构：优点：整体性好，承载力及侧向刚度大。缺点：剪力墙结构平面布置不灵活，空间局限结构自重大。经以上分析，该建筑物选用现浇式框架结构。2）框架承重方式选择： 承重方式有：横向框架承重，纵向框架承重，纵横向框架混合承重横向框架往往跨数少，主梁沿横向布置有利于提高建筑物的横向抗侧刚度，而纵向框架则往往反接，构造要求布置较小的联系梁，有利于房屋室内的采光和通风纵向承重墙框架的横向梁高度较小，有利于设备管线的穿行，当在房屋开间方向需要较大空间时，可获得较高的室内净高，并且可利用纵向框架的刚度来调整房间的不均匀沉降，缺点是房屋的横向抗侧刚度较差，进深尺寸受到限制。纵横向框架混合承重则具有较好的整体工作性能，对抗震有利。经以上分析，并结合建筑功能要求，该建筑物采用横向框架承重。8.初定梁柱截面尺寸: 主梁 取 h=600mm , b=300mm 柱: (底层柱高) h=(11.5)b取 h=400mm,b=350mm 9.其它结构选型 屋面结构 采用现浇屋盖,屋面找坡为材料找坡 楼面结构 楼板、雨篷、楼梯均采用现浇. 雨篷结构雨篷结构为现浇，采用悬梁式，有组织排水基础梁选用现浇式钢筋混凝土基础梁，尺寸估算：b=250mm h=300mm.基础从地质条件可以看出,基础的持力层不太深(在天然地面以下3m)地基承载力为250KN/m2(>200KN/m2)故采用钢筋混凝土柱下独立基础.在轴之间设置伸缩缝由于建筑物总长为67.8m(>55m),故需设置伸缩缝,缝宽为70mm10、结构布置 1)因本建筑楼面标高变化不大,只作结构平面布置 其一般原则:上一层结构平面放到下一层建筑平面图布置 2)基础平面布置图 基础平面布置图上主要构件有:钢筋混凝土基础、基础梁 3)楼面结构布置图 主要构件有:框架、楼面梁、阳台梁 4)屋面结构布置图 主要构件有:框架、屋面梁、屋面板。 采用有组织的内天沟外排水形式，坡度为211、屋面、楼面均采用现浇板 三张平面布置图见附图1、基础平面布置图2、楼面结构布置图3、屋面结构布置图二、雨篷、厕所、楼梯的计算1、雨篷计算： 本工程采用悬梁式雨篷，且板面采用有组织排水。1） 雨蓬板的计算： ：YPL-1Lo2=1500-200=1300mm Lo2=33002所以可按单向板计算a：恒荷载标准值计算 20mm厚防水砂浆面层 5的排水坡度 1300×5×1/2×20×1/1000=0.065 KN/m2板自重 板底抹灰 合计： gk=2.805 KN/m2 b：活荷载标准值： qk=0.5 g+q=1.2×2.805+1.4×0.5=4.066 KN/m2取1m宽板带，即：b=1000mm 作为计算单元.则： g+q=4.066KN/mc：弯矩设计值： KN.md）配筋计算：板厚：h=80mm =80-20=60mm 重要性系数=1.0砼采用C20，则，1=1.0钢筋采用HPB235 则 根据： =故： =mm2 选6180 As实=157mm2另：（1）雨篷板中分布钢筋按构造配筋. 选用6250 （2）YPB-1与YPL-1，YPL-2相交处所需配的负筋可按构造配筋，采用 6180 ：YPB-2Lo2=1500-100=1400mm2所以可按单向板计算其配筋同YPB-12）雨蓬梁的计算：YPL-3 边跨：lo1=6600mm lo2=3300mm 对于YPL-3截面： 根据 取： h=500mm b=对于YPL-1截面取 300mm×500mm YPL-2截面取200mm×400mm荷载计算：a：恒荷载标准值 （半宽）梁底抹灰： 0.02×17×0.1=0.034 梁侧做水刷石面层（25mm）厚： 0.5×0.5=0.25 梁自重： 雨蓬板传来的恒载： 合计 gk=5.111恒荷载设计值： g=1.2×5.111=6.133 活载设计值： q=g+q=6.133+0.665=6.798 内力计算：经查简明建筑结构设计手册可查得内力系数：MB=-0.1×6.798×6.62=-29.61 KN.m M1=0.08×6.798×6.62=23.69 KN.mM2=23.69 KN.m M3=0.025×6.798×6.62=7.4 KN.mVA=0.4×6.798×6.6=17.95 KN VB左=0.6×6.798×6.6=26.92 KNVB右=0.5×6.798×6.6=22.43 KN对于支座处： 根据：=mm2选用 2 12 As = 226mm2斜截面计算：验算截面尺寸 hW=ho-80=385mm4根据 0.25fcbho=0.259.6200465=223.2KN>V截面满足要求0.7ftbho=0.71.1200465=71.6KN>V故只需按构造配箍筋现配置 6200对于YPL-1 b=300mm h=500mm 其截面形式如下图所示： lo=1500ho=500-35=465mm0.1 荷载计算： 恒荷载： （半宽）梁底抹灰： 0.02×17×0.15=0.051 梁侧做水刷石面层（25mm）厚： 0.5×0.5=0.25 梁自重： 0.3×（0.5-0.08）×25=3.15 合计 gk=3.451其设计值： g=1.2×3.451=4.14 另：由YPL-3传来的集中荷载： P=计算简图如下：支座处弯矩M及剪力V： = =38.3 =4.14×1.5+22.43=28.64KN根据 =mm2选用 2 14 As = 308mm2斜截面计算：验算截面尺寸 hW=ho-80=385mm4根据 0.25fcbho=0.259.6300465=334.8KN>V截面满足要求0.7ftbho=0.71.1300465=107.4KN>V故只需按构造配箍筋现配置 6200 对于YPL-2 b=200mm h=400mm 其截面形式如下图所示： 根据 荷载计算： 恒荷载： 梁自重： 0.2×（0.4-0.08）×25=1.6 其设计值： g=1.2×1.6=1.92 另：由YPL-3传来的集中荷载： P=计算简图如下：支座处弯矩M及剪力V： = =69.47 =1.92×1.5+44.87=47.75KN根据 = =124.8M故属于第一类T形截面根据 =mm2选用 3 18 As = 763mm2斜截面计算：验算截面尺寸 hW=ho-80=285mm4根据 0.25fcbho=0.259.6200365=175.2KN>V截面满足要求0.7ftbho=0.71.1200365=56.2KN>V故只需按构造配箍筋现配置 6200厕所现浇板的计算： 一、 对于XB-1： 计算跨度：lo1=3900mm lo2=3900mm 0.5 故按双向板计算 1）荷载计算a）恒荷载标准值： 马赛克地面： 0.55KN/m220mm厚水泥砂浆： 0.02×17=0.34 KN/m2100mm厚板自重: 0.10×252.5KN/m2 15mm厚板底粉刷： 0.015×17=0.26 KN/m2 小计 gk3.65KN/m2其设计值： g=1.2×3.65=4.38 KN/m2b)活荷载标准值： qk2.5KN/m2 其设计值： q=1.4×2.5=3.5 KN/m2g+q/2=4.38+3.5/2=6.13 KN/m2 q/2=3.5/2=1.73 KN/m2g+q=4.38+3.5=7.88 KN/m22）：弯矩计算： 跨中最大正弯矩为内支座固定时，在g+q/2作用下的跨中弯矩值与当内支座铰支时，在q/2作用下的跨中弯矩值之和（此处并考虑泊松比=0.2的影响），支座最大负弯矩为当内支座固定时，在g+q作用下弯矩值。按弹性理论计算弯矩由 可查表：m1= =5.7KN.mm2= =4.02KN.m KN.m3）截面设计： 经过计算 s=0.95 AsM/shofylo1方向： ho=80mm lo2 方向取 ho=70mm 跨中： 方向选用：8130 =387 lo2方向选用：8160 =314区隔支座: s =0.95 方向ho=80mm选用： 12160 =707次梁设计计算取 bh=200300mm1、 荷载计算恒载标准值：板传荷载：次梁自重：0.2（0.3-0.1）×25=1KN/m次梁粉刷： （0.30.1）20.0217=0.136KN/m小 计： gk=4.84KN/m活载标准值： qk=总设计值： g+q=1.2×4.8+1.4×2.54=9.36 KN/m2、 计算跨度：lo=3.9m3、 内力计算：1. 弯矩设计值： 2. 剪力设计值： 4、 承载力计算：跨中按T形截面计算：根据 = =262M故属于第一类T形截面根据 =mm2Asmin=0.25%×200×300=150 mm2选用 2 10 As = 157mm2对于支座：=mm2Asmin选用 2 10 As = 157mm2斜截面计算：验算截面尺寸 hW=ho-100=160mm4根据 0.25fcbho=0.259.6200260=124.8KN>V截面满足要求0.7ftbho=0.71.1200260=40.04KN>V故只需按构造配箍筋 选用 6200 四、现浇楼梯计算此处所计算的现浇楼梯为板式楼梯，楼梯的结构布置如图所示。 该楼梯：踏步尺寸为150mm300mm，采用C20混凝土，板中采用HPB235钢筋，梁纵筋采用HRB335钢筋楼梯均布活荷载标准值Qk=3.5KN/平方米 。板厚所以斜板取板厚为 140mm，水平段板厚取与斜板相同的 厚度为140mm（一）：楼梯段设计，荷载标准值计算斜板：栏杆自重 0.2斜板自重 板30厚水磨石面层 板底20厚纸筋灰粉刷 合计 设计值 g=7.3231.2=8.788水平段板自重 2510。14=3。530厚水磨石面层 0.65板底粉刷 160.021=0.32 合计 设计值 g=4.471.2=5.364活荷载标准值 3.5 设计值 q=3.51.4=4.9总计 斜板部分 P1=7.3231.2+3.51.4=13.688水平段板部分 P2=4.471.2+3.51.4=10.2641、 斜板截面设计板水平计算跨度ln=3.6m，弯矩设计值M=板的 有效高度h0=140-20=120mm=选配10 100 As = 785mm2分布筋每步踏板1根82、 平台板设计设平台板厚h=80mm，取1m宽板带计算（1） 荷载计算 （KN.m）水磨石面层 0.6580mm厚混凝土板 0.0825=2板底 抹灰 0.0217=0.34 合计 活荷载 总荷载设计值P=2.991.2+3.51.4=8.488KN/ m 截面设计 平台板的计算跨度lo=2.1-0.2/2+0.12/2=2.06m 弯矩设计值M= 板的有效高度h0=80-20=60mm =选配6/8 130 As = 302mm23、 平台梁设计设平台梁 截面尺寸为200mm350mm(1) 荷载计算恒载计算梁自重：0.2（0.35-0.08）25=1.35梁侧粉刷0.2（0.35-0.08）217=0.184平台板 传来荷载2.992.1/2=3.14梯段板传来荷载7.3233.6/2=13.18合计 17.85活荷载 总荷载设计值P=1.217.85+1.49.98=35.39KN/m（2） 截面 设计计算跨度lo=1.05ln=1.05（3.3-0.24）=3.21m弯矩 设计值剪力设计值截面按倒L型计算梁的有效高度ho=350-35=315mm经判断属于第一类T型截面=选配220 As = 628mm2按构造配置2 14 As = 308mm2配置6 200 箍筋 则斜截面受 剪力为 满足 要求 （五）绘制施工图： 板式楼梯斜板的配筋图 框架荷载、内力计算一、 确定计算简图1、 计算单元 KJ-11 2、 计算简图假定框架与基础固定，且嵌固于基础顶面.框架梁与柱节点刚结.由于各层柱的截面尺寸不变，则梁跨等于柱截面形心轴线之间的距离，底层柱高从基础顶面算至二楼板底，基顶标高根据地质条件暂定1.05m，则底层柱高为（3.77+1.05）=4.82m，其余各层柱高为层高，均为3.9m。注：计算时，取柱心之间的距离，所以A，F轴线各自向内偏移80mm，实际计算距离为7640mm，C，D轴线向外偏移80mm，实际计算距离为2560mm框架计算简图3、 主要杆件尺寸估算混凝土梁：C20 则Ec=2.55104N/mm2 柱： C30 则Ec=3.00104N/mm2横向框架梁（边跨）h=b=则 h=取 h=600mm b=取 b=300mm框架柱： b=（底层柱高）= h=（11.5）b 取：b=350mm h=400mm横向框架梁（中跨） 取b=300mm h=450mm 纵向连梁：考虑其兼做过梁：取：b=250mm h=600mm4、 惯性矩线刚度计算 其中在求梁截面惯性矩时考虑到现浇楼板的作用，取=2（为不考虑楼板翼缘作用的梁截面惯性矩）： 横向框架边跨梁 I边梁= 中跨梁 I中梁= 底层柱 I底层柱= 其余各层柱 I余层柱=令 =1则其余杆的相对线刚度为： = = =框架梁柱相对线刚度如图所示，作为计算各节点杆端弯矩分配系数的依据 二、各种荷载设计值计算：1.06（1）屋面框架相关荷载计算： 10mm厚面砖保护层 （上人屋面） 0.01×17=0.17KN/m2 三毡四油防水层 0.45KN/m220mm厚1：2水泥砂浆找平层： 0.02×20=0.40kN/m2 20220mm厚炉渣水泥找坡（最薄处20厚）： 14×（0.02+0.22）/2=1.68kN/m2100mm厚现浇混凝土板： 0.1 ×25=2.5kN/m2 V型轻钢龙骨及铝合金龙骨吊顶： 0.12kN/m2小计： 5.32kN/m2 屋面板传给次梁荷载： 5.321.95=10.374KN/m次梁自重： 0.25×（0.4-0.1）×25=1.875kN/m 小计： 12.249KN/m次梁传来集中荷载： 12.515×4.5=55.121 KN 主梁自重： （0.6-0.1）×0.3×25=3.75kN/m屋面板的恒载设计值： 1.2×5.32=6.384kN/m2屋面板的活载设计值：（上人屋面） 1.4×2=2.8kN/m2屋面次梁的恒载设计值： 1.2×12.249=14.699kN/m2屋面次梁的恒载设计值： 1.2×2×1.95=4.68kN/m2屋面边跨主梁中：屋面边跨主梁活载设计值： 4.68×4.5=21.06kN屋面中跨主梁中屋面中跨主梁活载设计值： 边柱纵向连系梁自重： 0.25×0.6×25=3.75kN/m梁侧粉刷： ( 0.6-0.1)×17×0.02=0.17kN/m梁外侧贴面砖： 0.5×0.6=0.3kN/m1.2m高女儿墙自重： 0.24×1.2×19=5.472kN/m1.2m高女儿墙内侧粉刷： 1.2×0.025×18=0.54kN/m1.2m高女儿墙外侧贴面砖： 0.5×1.2=0.6kN/m屋面板传来的荷载： 小计： 16.019KN/m 顶层边节点集中荷载标准值： 16.019×4.5=72.09kN其设计值： 1.2×72.09=86.50kN顶层边节点活载设计值： 中柱纵向连系梁自重： 0.25×0.6×25=3.75 KN/m中柱纵向连系梁侧粉刷： 2×（0.6-0.1）×17×0.02=0.34 KN/m屋面板传来的荷载： 小计： 14.6 KN/m顶层中结点集中荷载标准值： 14.6×4.5=65.7kN 其设计值： 1.2×65.7=78.84kN 顶层中结点活荷载设计值： （2）标准层框架相关荷载计算： 30mm厚水磨石面层 0.65KN/m2 100mm厚现浇混凝土板： 0.1 ×25=2.5kN/m2 V型轻钢龙骨及铝合金龙骨吊顶： 0.12kN/m2小计：楼板恒载标准 3.27 kN/m2 其设计值 1.2 ×3.27=3.924kN/m2 楼面板传给次梁荷载： 3.271.95=6.38KN/m次梁自重： 0.25×（0.4-0.1）×25=1.875kN/m 小计： 8.255 N/m次梁传来集中荷载： 8.255×4.5=37.15KN 主梁自重： （0.6-0.1）×0.3×25=3.75kN/m楼面板的恒载设计值： 3.924 kN/m2楼面板的活载设计值： 1.4 ×2=2.8kN/m2楼面次梁的恒载设计值： 8.255×1.2=9.906KN/m楼面次梁的恒载设计值： 1.4 ×1.95×2=5.46kN/m2楼面边跨主梁中：楼面边跨主梁活载设计值： 5.46×4.5=24.57kN/m2楼面中跨主梁中 楼面中跨主梁活载设计值： 边柱纵向连系梁自重： 0.25×0.6×25×4.5=16.875kN梁侧粉刷： (0.6-0.1)×17×0.02×4.5=0.765kN梁外侧贴面砖： 0.6×0.5×4.5=1.35kN楼面板传来荷载： 窗下墙体自重： 0.24×0.9×18×3.6=14kN窗下墙体粉刷： 0.02×0.9×17×3.6=1.1kN窗下墙体贴面砖： 0.5×0.9×3.6=1.62kN铝合金窗自重 0.45×2.4×3.6=3.888kN窗边墙体自重： 3.3×0.24×18×0.275×2=7.84kN窗边墙体粉刷： 0.02×3.3×17×0.275×2=0.617kN窗边墙体贴面砖： 0.5×3.3×0.275×2=0.908kN框架柱自重： 0.35×0.4×3.9×25=13.65kN框架柱粉刷： 0.7×0.02×3.9×17=0.93kN框架柱贴面砖： 0.5×3.9×0.35=0.683kN 小计：标准层边柱集中荷载标准值： 78.578kN