土木工程中学教学楼本科毕业设计（论文）资料.doc

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1、2016届本科毕业设计（论文）资料第一部分 毕业设计本科毕业论文（设计）诚信声明本人郑重声明：所呈交的毕业论文（设计），题目株洲市少楠中学教学楼设计是本人在指导教师的指导下，进行研究工作所取得的成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文章以明确方式注明。除此之外，本论文（设计）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。本人完全意识到本声明应承担的责任。作者签名：日期： 年 月 日摘 要本设计根据建筑结构荷载规范（GB500092012）、建筑抗震设计规范(GB500112011)、建筑地基基础设计规范（GB50007-2011）、混凝土结构设计规范（GB500102010）

2、、混凝土结构设计原理、建筑结构制图标准( GB/T 50105-2010)，并按毕业设计任务书的要求且基于AutoCAD2014、天正建筑8.0、PKPM等专业软件完成的。设计内容包括建筑设计、结构设计、施工组织设计三大部分。设 计成果主要包括建筑方案的确定、建筑平面、剖面、立面设计、结构平面布置及选型、框架结构的计算、基础和楼梯的计算、施工进度计划的制定、施工组织设计方案的确定，手工绘制的一榀框架和基础的结构施工图，电脑绘制的建筑施工图、平法结构施工图、基础和楼梯施工详图、施工网络进度计划图、施工组织设计总平面图等。按照结构计算过程及毕业设计文本格式要求编制了结构计算书。设计深度和广度达到了

3、毕业设计任务书的要求。本设计建筑功能齐全，结构安全、合理，施工布置及进度安排合理。关键词：建筑设计；结构设计；施工组织设计；内力计算；内力组合；配筋计算ABSTRACTThis design was accomplished according to the Load code for building structures(GB50010-2012), Code for seismic design of building (GB50101-2011), Code for design of building foundation (GB5007-2011) , Code for desig

4、n of concrete structures (GB50009-2010) , the design theory for concrete structure 、Standard for structural drawings (GB/T 5105-2010), and in accordance with the requirement of the “book of design task”, and by means of use of the professional design software such as the AutoCAD2014，TC8.0、PKPM etc.

5、The contents of design include the design of architecture, structure and construction schedule. The main results of design contain the architectural program determined, the architectural plane design, the architectural section design, the architectural elevation design, the structural layout selecti

6、on, the artificial calculation of a frame structure and artificial calculation of a foundation and a stairs, the construction schedule formulated, design of constructional arrangement, the structural construction drawings done by hand for a frame and a foundation, the architectural construction draw

7、ings and the structural construction drawings and the detail drawings of construction and drawings of network plans of construction and the total plane drawing of constructional organization design by means of computer. the “calculation book” was drawn up according to the calculation process and the

8、 requirement of text format . The degree of depth and scope of design met the requirement of the “book of design task”. This building finished possesses completely architectural function, safe and reasonable structure. The scene arrangement and time schedule of construction is reasonable too. Keywor

9、ds: Architectural design; Structural design; Design of construction organization; Calculate of internal force; Calculate of reinforcementsIIII目 录第1章 绪论 11.1 工程名称 11.2 工程概况 11.3 工程地质情况 11.4 荷载 11.5 抗震设防烈度 11.6材料强度等级11.7 楼（屋）面做法11.8参考图集及规范 2第2章 结构选型与布置3第3章 框架截面估算43.1 计算单元的选取43.2 梁截面尺寸估算43.3 柱截面尺寸估算4第4

10、章 框架梁柱线刚度64.1 框架梁的线刚度计算64.2 框架柱的线刚度的计算64.3框架计算简图7第5章 竖向荷载计算85.1 楼面恒载标准值的计算85.2 楼面活载标准值的取值115.3 竖向荷载下框架受荷总图13第6章 风荷载计算146.1 集中风荷载标准值的计算的计算146.2 D值法计算156.3 反弯点高度的确定186.4 风荷载作用下框架柱剪力和梁端弯矩的计算20第7章 地震作用计算277.1 重力荷载标准值计算277.2 重力荷载代表值计算277.3 地震作用的计算287.4 地震作用下框架侧移的计算297.5 地震作用下内力计算30第8章 竖向荷载作用下的内力计算388.1恒载

11、标准值作用下的内力388.2 重力荷载代表值作用下的内力46第9章 内力组合50第10章 截面设计与配筋计算8210.1框架梁配筋8210.2框架柱配筋102第11章 基础计算107第12章 楼梯设计116第13章 施工组织设计122结 论153参考文献154致 谢155V湖南工业大学本科毕业设计（论文）第1章 绪 论1.1工程名称株洲市少楠中学教学楼设计。1.2工程概况建筑面积为4820.51 ，主体五层，结构采用钢筋混凝土框架现浇结构，各层层高均为3.9m，本设计建筑室内外高差0.450m。1.3工程地质情况 工程拟建场地为平地，钻探至自然地面以下8m处未见地下水，无侵蚀性，不考虑地下水影

12、响；地基持力层为粉质粘土（天然地面以下1m4m)，无软弱下卧层，地基承载力特征值260Kpa，II类场地土，基础埋深1.5m左右。1.4荷载由设计任务书可知基本雪压s0=0.45KN/m2，基本风压w0=0.45KN/m2，楼面均布活荷载标准值：教室2.5KN/m2, 办公室2.0KN/m2,储藏室5.0KN/m2, 厕所2.5KN/m2，过道、走廊3.5KN/m2，楼梯3.5KN/m2，屋面0.5KN/m2（不上人屋面）。1.5抗震设防烈度地震设计烈度：7度，设计基本地震加速度为0.10m/s2。1.6材料强度等级主体结构：砼等级C30，受力主筋采用HRB400，箍筋采用HPB300。基础：

13、砼等级C30，受力主筋采用HRB400，箍筋采用HPB300。1.7楼（屋）面做法屋面、楼地面做法参见建筑施工图。1.8 参考图集及规范建筑结构荷载规范（GB500092012）混凝土结构设计规范（GB500102010）建筑抗震设计规范(GB500112011)建筑地基基础设计规范（GB50007-2011）建筑结构制图标准( GB/T 50105-2010)平面整体平法表示法（11G1011）总图制图标准(GB/T 50103-2010)房屋建筑制图统一标准(GB50001-2010)建筑结构制图标准(GB/T50105-2010)民用建筑设计通则(GB50352-2005)建筑设计防火规

14、范(GB50016-2014)无障碍设计规范(GB50763-2012)公共建筑节能设计标准(GB50189-2005)中小学校设计规范(GB50099-2011)建筑结构可靠度设计统一标准(GB50068-2001)建筑工程抗震设防分类标准(GB50223-2008)建筑制图标准(GB/T50104-2010)屋面工程技术规范(GB50345-2004)第2章 结构选型与布置本设计采用钢筋混凝土框架结构体系，即由梁和柱为主要构件，承受竖向和水平作用。框架的计算单元如图2.1所示，取轴上一榀框架计算。图2.1 结构平面布置图第3章 框架截面估算由于框架结构是多次超静定结构，只有确定了构件截面尺

15、寸后才能进行精确的分析计算，所以需对框架截面进行估算，根据经验及相关规定确定框架梁、柱初步截面尺寸。3.1框架梁根据混凝土结构设计原理，根据梁跨度估算梁高度，根据梁高估算梁的宽度，对梁宽不小于200mm，梁高不大于4倍梁宽，梁净垮不小于4倍梁高。可参考受弯构件连续梁经验估算公式：梁高: h = (1/81/18) l 梁宽: b = (1/22/3) h 3.2框架柱估算框架柱截面尺寸有三种方法：第一种方法，根据混凝土结构设计原理，柱截面宽b不小于300mm，柱净高与截面高度之比不宜小于4，可参考框架柱经验公式：柱宽（高）： b(h)=(1/10-1/20)H第二种方法，也可根据轴压比确定，特

16、别是对于高层建筑，柱截面往往由轴压比控制；层数越少，越可能不是轴压比控制。利用轴压比来估算柱截面尺寸时，首先明确混凝土强度等级、结构抗震等级、轴压比限值（见建筑抗震设计规范6.3.6条款），从而确定柱截面尺寸。 第三种方法，根据建筑抗震设计规范，柱截面尺寸宜符合下列各项要求（以有利于实现“强柱弱梁”）：（1）截面的宽度和高度，四级或不超过2层时不宜小于300mm，一、二、三级且超过2层时不宜小于400mm，圆柱的直径，四级或不超过2层时不宜小于350mm，一、二、三级且超过2层时不宜小于450mm；（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。 可有以上第一种方法和第三种方法估

17、算得到框架柱估算尺寸，用第二种方法校核框架柱尺寸。3.3框架梁、柱初步估算尺寸框架梁、柱截面尺寸初步估算尺寸如表3.1示。表3.1 梁柱截面尺寸构 件编 号计算跨度l /mm截面宽b/mm截面高h/mm框架梁L17800300600框架梁L25400250500框架柱Z13900500500第4章 框架梁柱线刚度4.1框架梁线刚度计算根据混凝土结构设计原理可得框架梁：中梁 取边梁 取 由公式可得左边跨梁： i左边梁 = 2EI/l=23.01070.3（0.6）3/（7.812）=4.2104KNm中跨梁： i中跨梁 =2EI/l=23.01070.3（0.6）3/（3.912）=8.4104

18、KNm右边跨梁： i右边梁 = 2EI/l=23.01070.3（0.6）3/（7.812）=4.2104KNm4.2框架柱线刚度计算 框架柱： i底层柱 = EI/l=3.0107KN/0.5m（0.5m）3/5.0m12=3.1104KNm i其余各层柱 = EI/l=3.0107KN/0.5m（0.5m）3/3.9m12=4.0104KNm 令i其余各层柱相对线刚度为1.0，则其余各杆件相对该柱的线刚度为； i底层柱 = 3.1104KNm/4.0104KNm=0.78 i左边梁 = 4.2104KNm/4.0104KNm=1.05 i中跨梁 =8.4104KNm/4.0104KNm=2

19、.10 i右边梁 =4.2104KNm/4.0104KNm=1.05 4.3计算简图框架的计算单元如图，假定框架柱嵌固于基础顶面，框架梁与柱刚接，根据地质条件、室内外高差，把基础顶标高定为-1.1m.则底层柱高度为5.0m,其余为3.9m,框架计算简图如图4.1所示。 图4.1计算简图第5章 竖向荷载计算5.1恒载标准值计算（1）屋面 39039040,混凝土预制块 0.04 m22 KN/m3=0.88KN/ 20厚聚合砂浆铺卧 0.02 m15 KN/m3=0.30KN/ 10厚低强度等级砂浆隔离层 0.01 m20 KN/m3=0.20KN/防水层（刚性）30厚C20细石混凝土防水 1.

20、0KN/防水层（柔性）高聚物改性沥青防水卷材 0.4KN/找平层：15厚水泥砂浆 0.015m20KN/m3=0.3KN/找陂层：40厚水泥石灰焦渣砂浆3找平 0.04m14KN/m3=0.56KN/保温层：80厚矿渣水泥 0.08m14.5KN/m3=1.16KN/结构层：100厚现浇混凝土板 0.10m25KN/m3=2.5KN/抹灰层：10厚混合砂浆 0.01m17KN/m3=0.17KN/合计： 7.47KN/（2）标准层楼面大理石面层水泥砂浆擦缝30厚1:3干硬性水泥砂浆面上撒2厚素水泥 1.16KN/水泥砂浆结合层一道结构层： 100厚现浇混凝土板 0.10m25KN/m3=2.5

21、KN/ 抹灰层： 10厚混合砂浆 0.01m17KN/m3=0.17KN/合计： 3.83KN/（3）各层走廊楼面水磨石地面：10厚面层 20水泥砂浆打底 0.65KN/ 素水泥砂浆结合层一道结构层： 100厚现浇混凝土板 0.10m25KN/m3=2.5KN/ 抹灰层： 10厚混合砂浆 0.01m17KN/m3=0.17KN/合计： 3.32KN/ （4）梁的自重bh=300600梁自重：25KN/m30.3m（0.6m-0.10m）=3.75KN/m抹灰层：10厚混合砂浆0.01m（0.6m-0.10m）2+0.317KN/m3=0.22KN/m合计： 3.97KN/m bh=250500

22、梁自重：25KN/m30.25m（0.5m-0.10m）=2.50KN/m抹灰层：10厚混合砂浆0.01m（0.5m-0.10m）2+0.2517KN/m3=0.18KN/m合计： 2.68KN/m基础梁 bh=300400梁自重： 25KN/m30.3m0.4m=3.0KN/m（5）柱的自重bh=500500柱自重： 25KN/m30.5m0.5m=6.25KN/m抹灰层： 10厚混合砂浆 0.01m（0.5 m +0.5m）217 KN/m3=0.34KN/m合计： 6.59KN/m（6）外纵墙自重标准层：纵墙线荷载：（3.9m-0.6m）0.24m18KN/+20KN/m3（3.9m-0

23、.6m）0.02m2=16.90KN/m窗洞墙体荷载：（3.6m2.1m0.24m18KN/+3.6m2.1m0.02m20KN/m32）5.4m=7.17KN/m窗自重荷载：（3.6m2.1m0.45KN/）5.4m=0.63KN/m有窗外墙线荷载：16.90KN/m-7.17KN/m+0.63KN/m=10.36KN/m底层： 纵墙线荷载：（5.0m-0.6m-0.4m）0.24m18KN/+20KN/m3（5.0m-0.6m-0.4m）0.02m2=20.48KN/m窗洞墙体荷载：（4.0m2.1m0.24m18KN/+4.0m2.1m0.02m20KN/m32）5.4m=7.96KN/

24、m窗自重荷载：（3.6m2.1m0.45KN/）5.4m=0.63KN/m有窗外墙线荷载：20.48KN/m-7.96KN/m+0.63KN/m=13.15KN/m （7）内纵墙自重标准层：纵墙线荷载：（3.9m-0.6m）0.24m18KN/+20KN/m3（3.9m-0.6m）0.02m2=16.90KN/m 底层： 纵墙线荷载：（5.0m-0.6m-0.4m）0.24m18KN/+20KN/m3（5.0m-0.6m-0.4m）0.02m2=20.48KN/m （8）挡板自重1.1m0.24m18KN/+0.1m0.24m25 KN/=5.35KN/m水泥粉刷：（21.2m+0.24m）0

25、.36KN/=0.95KN/m合计： 6.30KN/m5.2活荷载标准值计算（1） 雪荷载 Sk=1.00.45KN/=0.45KN/ （2）屋面和楼面活荷载标准值 不上人屋面0.5 KN/,楼面：普通教室2.5 KN/，办公室2.0 KN/，储藏室5.0 KN/，走廊3.5 KN/。屋面活荷载与雪荷载不同时考虑,取它们的最大值。5.3竖向荷载下框架受荷总图板传至梁上的三角形或梯形荷载等效为均布荷载，荷载的传递示意图见图3.1： 图5.1板传荷载示意图三角形荷载和梯形荷载的等效荷载计算公式为 三角形荷载 梯形荷载 5.3.1 AB（CD)跨框架梁屋面板传荷载： 恒载 7.47KN/1.95m0

26、.62522=36.42KN/m活载 0.5KN/1.95m0.62522=2.44KN/m楼面板传荷载：恒载 3.83KN/1.95m0.62522=18.67KN/m活载 2.5KN/1.95m0.62522=12.19KN/m梁自重 3.97KN/mAB（CD)跨框架梁均布荷载为：屋面梁：恒载=梁自重+板传荷载=3.97KN/m+36.42KN/m=40.39KN/m 活载=板传荷载=2.44KN/m楼面梁：恒载=梁自重+板传荷载+墙体自重=3.97KN/m+18.67KN/m+16.90KN/m =39.54KN/m活载=板传荷载=12.19KN/m5.3.2 BC跨框架梁屋面板传荷载

27、：恒载 7.47KN/1.95m0.625 2=18.20KN/m活载 0.5KN/1.95m0.625m2=1.22KN/m 楼面板传荷载：恒载 3.32KN/1.95 m0.6252=8.09KN/m活载 3.5KN/1.95m0.6252=8.53KN/m梁自重 3.97KN/mBC跨框架梁均布荷载为：屋面梁：恒载=梁自重+板传荷载=3.97KN/m+18.20KN/m=22.17KN/m 活载=板传荷载=1.22KN/m楼面梁:恒载=梁自重+板传荷载=3.97KN/m+8.09KN/m =12.06KN/m 活载=板传荷载=8.53KN/m5.3.3 A(D)轴柱纵向集中荷载计算 女儿

28、墙自重（做法：墙高1100mm，100mm厚混凝土压顶） 0.24m1.1m18KN/m3+25KN/m30.1m0.24m+（1.2m2+0.24m）0.5KN/m2=6.67KN/m 天沟自重（玻璃瓦+现浇天沟）25KN/m3（0.6m+0.2m-0.08m）0.08m+(0.6m+0.2m)(0.36KN/m+0.36KN/m)+1.05m1.1KN/m=3.17kN/m 顶层柱恒载=女儿墙及天沟自重+梁自重+板传荷载=（6.67KN/m+3.17KN/m）5.4m+3.97KN/m （5.4m-0.5m）+7.47 KN/m1.95m（1-20.362+0.363）5.4m=134.5

29、3kN顶层柱活载=板传活载=0.5KN/m1.95m（1-20.362+0.363）5.40m=4.15kN 标准层柱恒载=墙自重+梁自重+板传荷载=10.36KN/m5.4m+3.97KN/m（5.4m-0.5m）+3.83KN/m1.95m（1-20.362+0.363）5.4m=107.16KN标准层柱活载=板传活载=2.5KN/m21.95m（1-20.362+0.363）5.40m=20.73 KN基础顶面恒载=底层外纵墙自重+基础梁自重=13.15KN/m5.4m+3.0KN/m（5.4m-0.5 m）=85.71KN5.3.4 B(C)轴柱纵向集中荷载计算顶层柱恒载=梁自重+板传

30、荷载=3.97KN/m（5.4 m-0.5 m）+7.47KN/m1.95m（1-20.362+0.363）5.4m2=143.33KN顶层柱活载=板传活载=0.5KN/m1.95m（1-20.362+0.363）5.4m2=8.29KN 标准层柱恒载=墙自重+梁自重+板传荷载=16.90KN/m5.4m+3.97KN/m（5.4m-0.5m）+3.83KN/m1.95m（1-20.362+0.363）5.4m +3.32KN/1.95m（1-20.362+0.363）5.4m =170.00KN标准层柱活载=板传活载2.5KN/m1.95m（1-20.362+0.363）5.4m +3.5K

31、N/1.95 m（1-20.362+0.363）5.4m =49.75KN基础顶面恒载=基础梁自重+底层外纵墙自重=3KN/m（5.4m-0.5m）+20.48KN/m5.4m=125.29KN框架在竖向荷载作用下的受荷总图如图5.2：图5.3竖向荷载作用下的受荷总图 注：1.图中各值除梁间均布荷载单位为KN/m，其它数值的单位为KN 2.图中数值均为标准值 第6章 风荷载计算对主要受力结构，垂直于建筑物表面的风荷载标准值，计算公式如下：由公式=可知，结构顺风向总风压为以上4个参数的乘积式中： -风荷载标准值 -风压高度变化系数-风荷载体型系数-高度z处的风振系数-基本风压6.1集中风荷载标准

32、值的计算根据建筑结构荷载规范，得株洲市的基本风压=0.45kN/m2；本工程建造在有密集建筑群的城市市区，地面粗糙程度为C类； 风荷载体型系数：矩形平面建筑=1.3。 风压高度变化系数按C类地区查表，15m高度取0.65，20m高度取0.74，30m高度取0.88。因为房屋总高度为19.5m，又由于风压高度系数比较小且沿高度变化不大，可取最大值=0.74。 建筑总高度未超过30m，=1.0。 将风荷载简化为作用于框架各节点上的集中力，其中各层计算范围取上层的一半和下层的一半之和，顶层取2倍女儿墙高。 表6.1集中风荷载标准值楼层高度（m）（kN/m2）P(kN)五19.950.741.01.3

33、0.437.31四16.050.741.01.30.43 9.06三12.150.741.01.30.43 9.06二8.250.741.01.30.439.06一4.350.741.01.30.439.58计算简图（单位:kN） 图6.1风荷载6.3内力计算D值法：当梁柱线刚度之比小于3，对框架结构在风荷载作用下的内力计算一般用D值法（改进反弯点法）。其步骤如下：在水平力作用下求出各楼层剪力；将楼层剪力按该层各柱的D值比例分配到各柱得到柱的剪力；求出柱的反弯点，由柱子剪力及反弯点高度计算出柱上下端弯矩；根据梁柱节点平衡条件（梁柱节点的上下柱端弯矩之和应等于节点左右边梁端弯矩之和），求出梁端弯

34、矩值；将框架柱左右弯矩之和除以梁的跨度，得出梁端剪力；从上到下逐层叠加梁柱节点左右边梁端剪力值，即可得到各层柱在水平力作用下的轴力值。柱的抗侧刚度D值公式中：h为柱子层高，为柱子线刚度,为与梁柱线刚度有关的刚度修正系数按下列公式计算一般层: ， 底 层: 下端固支 ， 下端铰支 ， 各层D值的计算结果见下表6.2和6.3：表6.2 横向25层D值计算构件名称（KN/m）A轴柱1.050.34410856B轴柱3.150.61219314C轴柱3.150.61219314D轴柱1.050.34410856表6.3 横向底层D值计算构件名称（KN/m）A轴柱1.350.5528214B轴柱4.06

35、0.75211197C轴柱4.060.75211197D轴柱1.350.5528214表6.4框架在风荷栽作用下的侧移的计算层次五7.317.31603400.00011/39000四9.0616.37603400.00031/13000三9.0625.43603400.00041/9750二9.0634.49603400.00061/6500一9.5844.07388220.00111/4545侧移验算层间侧移最大值 1/45451/550 满足要求各柱所分配的剪力：其中j代表层数，k代表j层的某个柱子，m代表第j层的柱子数量，第j层由外荷载引起的总剪力。确定柱反弯点位置：影响柱子反弯点高度

36、主要受结构总层数及该层所在的位置、梁柱线刚度比、荷载的形式、上下层梁刚度比和上下层层高变化影响。在D值法中，柱子反弯点位置用反弯点高度比表示：y = y0+y1+y2+y3式中 y0 标准反弯点高度比;y1 上下层梁刚度不等时的修正值;y2 y3上下层层高不等时的修正值;反弯点的高度当反弯点高度时，反弯点在本层；当时,本层无反弯点，反弯点在上层；当时，反弯点在下层。框架柱反弯点位置计算结果见表6.5,6.6,6.7,6.8。图6.2反弯点高度反弯点高度的计算见下表所示：表6.5 A轴框架柱反弯点位置层号h/myyh/m53.91.050.350000.351.3743.91.050.400000.401.5633.91.050.450000.451.7623.91.050.5000-0.030.471.8315.01.350.620000.623.10表6.6 B轴框架柱反弯点位置层号h/myyh/m53.93.150.450000.451.7643.93.150.460000.461.7