教学楼计算书--毕业设计(共76页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上前言本毕业设计的课题来源于教师，主要研究设计教学楼设计，采用现浇钢筋混凝土框架结构，共五层，毕业设计是大学教学计划的一个重要的组成部分,它培养了我们综合运用所学基础和专业知识,提高了我们实践能力，在理论上联合了实际。本毕业设计课题是设计高校教学楼,其中包括建筑设计,结构设计两大部分共9章内容，包括建筑设计、楼板设计、连系梁设计、框架设计、内力组合、截面设计、楼梯设计、雨篷设计和基础设计。在设计的过程中也运用到很多参考资料，结合规范和实际情况设计了鼎盛教学楼，对于建筑设计，参考了房屋建筑学，研究教学楼各部分的组合原理、构造方法以及建筑空间环境，从而设计出总平面布置图，平

2、面图、立面图以及剖面图。对于结构设计主要参考了混凝土上、中两册，建筑结构抗震及高层建筑结构。设计完成后，一切的数据都是符合规范要求，并运用PKPM进行了电算，符合计算的结果。 由于自身所学知识的局限性以及第一次独立的完成设计，设计中难免存在问题。在此，请各位老师，专家给予批评指正。2012年4月1建筑设计1.1 设计理念教学楼是为人们学习提供最为良好环境的建筑。纵观教学建筑的发展历史，无不体现 着人类文化、文明的历史进程和时代特征。教学楼建筑设计同设计其他类型建筑一样有许多共同点，也有许多不同的特点和要求。随着时代的发展，办公楼的内容和形式都在不断发生变化。因此，我对教学楼的设计过程和设计方法

3、进行了详细研究，经过一番思考，我认为本设计应该具有以下特点：（1）弹性。从设计、结构到服务功能都应做到开放性，以适应时空的变化。（2）紧凑性。教室以及其它辅助用房的空间布置要做到紧凑合理。（3）易接近性。从楼外到楼内，从入口到各个部门，要规划得合理，要设计一个良好的导引系统。（4）可扩展性。在未来扩展时可灵活延伸，将损失减小到低程度。（5）舒适性。在环境、通风、温湿度、光线等方面要柔和、协调，尽量借用外部的自然环境。（6）环境的稳定性。（7）安全性。建筑安全防护措施做到不仅满足规范要求而且更加人性化。（8）经济性。把建设和维护一座教学楼所需要的经费和人员控制在最低限度。在整个设计过程中，我本着

4、“安全，适用，经济，美观”的原则，在满足设计任务书提出的功能要求前提下，完成了建筑设计这一环节，合理的选择框架，并为以后的结构设计打下了良好的基础。1.2 工程概况本设计教学楼位于青岛市。该地段地势平坦，环境较好，在选址和环境营造方面，注意自然景色的优美，也重学习环境各交通条件的因素，更强调人与自然环境的协调统一，比较适合教学楼功能的充分利用。 根据设计资料的规划要求，本教学楼建筑要求的主要功能有：普通教室，阶梯教室，实验室，办公室等。建筑总长度为74.75m，所以在长度方向设置温度伸缩缝，其做法为：沿建筑物长度方向54m处预留缝隙，将建筑物从屋顶、墙体、楼层等地面以上构件全部断开，建筑物基础

5、因其埋在地下受温度变化影响小，不必断开。伸缩缝的宽度为10厘米，缝内填保温材料。设计标高：室内外高差：450mm。墙身做法：墙身采用240厚粉煤灰填充墙。内粉刷为混合沙浆浆底，纸筋抹灰面，厚20mm, 内墙涮两度涂料,外墙贴砖。楼面做法：楼面（大理石楼面），100厚现浇钢筋砼楼板，20厚板底抹灰。屋面做法（不上人屋面）门窗做法：塑钢窗和木门。地质资料：土的类型划分为：第1层耕土为软弱土，第2层残积土为中硬土，第3层强风化花岗岩为坚硬土。场地土的特征周期（卓越周期）为0.45s，勘测时间，勘测范围内未见地下水。地震烈度：7度，设计基本地震加速度为0.15g，类场地，设计地震分组为第二组，抗震等级

6、三级。基本风压：0 =0.50kN/m2雪压：0.25 kN/m2，地面粗糙度类别为B类。不上人屋面活荷为0.5kN/m2，走廊、楼梯活荷载为2.5kN/m2，卫生间楼面活荷载为2.0kN/m2，教室、办公室楼面活荷为2.0 kN/m2。1.3 使用部分的平面设计使用房间面积的大小，主要由房间内部活动的特点，使用人数的多少以及设备的因素决定的，本建筑物为教学楼，主要使用房间为教室，各主要房间的具体设置在下表一一列出，如下表1.1：表1.1房间设置表序号房间名称数量单个面积(m2)1普通教室3060.482大办公室1430.243厕所2025.925阶梯教室690.726实验室1790.727小

7、办公室525.921.4 门的宽度、数量和开启方式房间平面中门的最小宽度是由通过人流多少和搬进房间家具设备的大小决定的，如果室内人数多于50人，或房间面积大于60 m2时，按照防火要求至少要设两个门，分别设在两端，以保证安全疏散，在进出人流频繁的地方，应使用弹簧门。教室设置两扇900宽的门，门扇开向室内。为了在发生危险时便于疏散，正面大门采用四扇宽为1.6m的门，走廊两端的采用0.80m的双扇门，均向外开。1.5窗的大小和位置房间中窗的大小和位置主要是根据室内采光通风要求来考虑。采光方面，窗的大小直接影响到室内照明是否充足。各类房间照明要求是由室内使用上直接影响到室内是用上精确细密的程度来确定

8、的。通常以窗口透光部分的面积和房间地面的采光面积比来初步确定或检验面积的大小。1.6 辅助房间的平面设计通常根据各种建筑物的使用特点和是用人数的多少，先确定所需设备的个数，建筑物中公共服务的卫生间应设置前室，这样使得卫生间比较隐藏，又有利于改善通向卫生间的走廊或过厅的卫生条件。为了节省交通面积，并使管道集中，采用套间布置。在本设计中，每层大约有400人上课，按规范规定每25人/1具:男卫生间：大便器 8具；小便槽2具；洗手盆 ：4具，女卫生间：大便器16具；洗拖把槽：2具；洗手盆 ：4具。1.7交通部分的平面设计走廊的应符合人流通畅和建筑防火要求，通常单股人流的通行宽度约为500600mm。由

9、于走廊两侧设房间，走廊宽度采用2400mm。根据建筑物的耐火等级为二级，层数五层。走廊通行人数为60人，防火要求最小宽度为1m,符合要求。楼梯是房屋个层间的垂直交通部分，各楼层人流疏散的必经通路。楼梯设计主要根据使用要求和人流通行情况确定梯段和休息平台的宽度，梯段的宽度通常不小于1100mm1200mm。1.8立面设计在本设计中，正立面中所有的窗尺寸都是一样的，给人以特别整齐的感觉！房屋外部形象反映建筑类型内部空间的组合特点，美观问题紧密地结合功能要求，同时，建筑物所在地区的气候、地形、道路、原有的建筑物以及绿化等基地环境，也是影响建筑物立面设计的重要因素。1.9 建筑剖面设计 为防止室外雨水

10、流入室内，并防止墙身受潮，将使内地坪提高到室外地坪450mm。首层层高为3.9、标准层与顶层层高均为3.6m。2楼板设计2.1楼面结构平面布置教学楼平面布置图如下图2.1图2.1柱网布置图2.2截面尺寸初步估计2.2.1柱截面设计该结构选用C30的混凝土，选用二级钢筋HRB335。结构抗震等级为三级，由公式，式中取0.8,取14.3103 kN/m2，N=15A （其中15为面荷载）从而得到N=153（7.22.4）=216kN可得A=0.113m2 =mm2b=h=336mm.取b=h=500mm.2.2.2梁的截面设计梁的截面宽度b: 框架梁取300mm,楼面连系梁取250mm。梁的截面高

11、度h取值如下：框架梁： h1=（）L AB、CD跨: h1=600mm BC跨：在AB和CD之间，考虑到整体性，故也取h1=600mm 连系梁： H2L h2=L=200mm,取h2=500mm。综上可知，各梁的截面如下：框架梁： b1h1=300mm600mm（AB跨、BC跨、CD跨） 连系梁： b2h2=250mm500mm 2.3设计资料板采用100厚现浇钢筋混凝土板，10厚水磨石地面层，20厚1：3水泥砂浆打底，20厚1：3水泥砂浆抹灰，V型轻钢龙骨吊顶。混凝土采用C30（fc=14.3N/mm2）,钢筋选用HRB335(fy=300N/mm2).不上人屋面活荷为0.5kN/m2，走廊

12、、楼梯活荷载为2.5kN/m2，卫生间楼面活荷载为2.0kN/m2，教室、办公室楼面活荷为2.0 kN/m2。 2.3.1荷载计算10厚水磨石地面层 0.01 25 = 0.25 kN/m220厚1：3水泥砂浆打底 0.40 kN/m2100厚现浇混凝土楼板 0.10 25 = 2.50 kN/m220厚1：3水泥砂浆抹灰 0.02 17 = 0.34 kN/m2V型龙骨吊顶 0.25 kN/m2-恒荷载标准值 3.74 kN/m2恒荷载设计值 g =1.2 3.74 = 4.50 kN/m2活荷载标准值：教室、 办公室、厕所： 2.0 kN/m2走廊、楼梯： 2.5 kN/m2活荷载设计值：

13、教室、办公室、厕所： q1 = 1.4 2.0 = 2.80 kN/m2走廊、楼梯： q2 = 1.4 2.5 = 3.50 kN/m2合计：教室、办公室、厕所： P1 = g + q1 = 4.50 + 2.80 = 7.30 kN/m2走廊、楼梯： P2 = g + q2 = 4.50 + 3.50 = 8.00 kN/m22.3.2按塑性理论计算弯矩计算：首先假定边缘板带跨中配筋率与中间板带相同，支座截面配筋率不随板带而变，取同一数值，跨中钢筋在离支座l1/4处间隔弯起。取m2=m1，对所以区隔板，均取=0.6.取=2。A区格M1= （4.0-2.2/2)m1+m1/22.2/42=3.

14、45m1M2= 2.2/2m2+m2/22.2/42=1.65m2=0.99m1M1/= M1/=-24.0 m1=8.00 m1M2/= M2/=-22.2 m2=4.4 m1=2.64m1带入基本公式:M1+M2+ (M1/+M1/+ M2/+ M2/)=P2l12/12(312-11)3.45m1+0.99m1+8.0m1+2.64m1=8.002.22(4.0-2.2/3)得 m1=1.05kNm m2=m1=0.61.05=0.63kNm m1/= m1/=m1=-21.05=-2.10 kNm m2/= m2/=m2=-20.63=-1.26kNm区格B将A区格的m1/作为B区隔板

15、m1/的已知值，并取m1/=0，则 M1/= -2.107.0=-14.70M1/=0M2/= M2/=-23.3m2=-6.6 m2=3.96m1M1=（）m13.3=6.59m1M2= 0.63.3 m1=1.49 m1带入基本公式，由于区格板四周与梁整结，内力折减系数为0.8。M1+M2+ (M1/+M1/+ M2/+ M2/)=P1112/12(312-11)6.59m1+1.49m1+ 3.96m1+14.70/2=7.303.32(7.0-3.3/3)得 m1=4.26kNm m2=m1=0.64.26=2.56kNm m/= -2.10 kNmm2/= m2/=22.56=5.1

16、1 kNm区格C将A区格的m1/作为C区隔板m1/的已知值，并取m1/=0，则 M1/= -2.104.0=-8.40M1/=0M2/= M2/=-23.3m2=-6.6 m2=-3.96m1M1=（）m13.3=3.59m1M2= 0.63.3 m1=1.49 m1带入基本公式，由于区格板四周与梁整结，内力折减系数为0.8。M1+M2+ (M1/+M1/+ M2/+ M2/)=P2112(12-11/3)3.59m1+1.49m1+ 3.96m1+8.40/2=8.03.32(4.0-3.3/3)得 m1=3.03kNm m2=m1=0.63.03=1.82kNm m1/= -2.10 kN

17、mm2/= m2/=21.82=3.64 kNm区格D 将A区格的m1/作为D区隔板m1/的已知值，并取m1/=0，则 M1/= -2.107.0=-14.70M1/=0M2/= M2/=-24.0m2=-8.0 m2=-4.8m1M1=（）m14=6.5m1M2= 0.64.0 m1=1.80 m1带入基本公式，由于区格板四周与梁整结，内力折减系数为0.8。M1+M2+ (M1/+M1/+ M2/+ M2/)=P1112(12-11/3)6.5m1+1.8m1+4.8m1+14.7/2=8.04.02(7.0-4.0/3)得 m1=6.36kNm m2=m1=0.66.36=3.82kNm

18、m1/= -2.10 kNmm2/= m2/=23.82=7.64 kNm2.3.3配筋计算各区格板跨中及支座弯矩已求得,取截面有效高度：h0x=70mm, h0y=80mm,即可以似按As=M/(0.95fyh0)计算钢筋截面面积，钢筋选用HPB235，fy=210N/mm2板配筋如下表2.2表2.2板配筋计算截 面ho(mm2)m(kNm)As(mm2)选配钢筋实配面积（mm2）跨中AL01方向800.84378200251L02方向700.51268200251BL01方向804.261878200251L02方向702.561298200251CL01方向803.03133820025

19、1L02方向701.82928200251DL01方向806.362798180279L02方向703.821928200251支座A-A801.26568200251A-C803.641658200251A-D807.6433610220357B-C803.64165 8200251B-D807.6433610220357D-D807.64336102203573 连系梁设计连系梁配筋计算，按考虑塑性内力重分布方法计算：主梁：高h=600mm；宽b=300mm，纵向框架梁梁高500mm，外墙厚240mm，确定梁宽为250mm。3.1 荷载统计恒载计算（取最大值）由板传来的恒载 （1-20.3

20、32+0.333）8.00+5/87.30=10.39kN/m连系梁自重 1.2 25 0.25 （0.5-0.1）=3.00 kN/m连系梁粉刷抹灰 1.2 200.02（0.5-0.1）=0.19 kN/m内墙重 1.2 （3.6-0.5）0.24 18=14.52kN/m墙抹灰 1.2 （3.6-0.5）0.02 20 =1.35 kN/m合计 g=10.39+3.00+0.19+14.52+1.35=29.45kN/m3.2连系梁计算计算跨度取l0=4.2m-0.3m=3.9m M=mgl02=29.453.93.9=18.67V=vgl0=0.5029.453.9=57.43kN连系

21、梁弯矩计算表3.1：表3.1连系梁弯矩计算M（）端支座边跨跨中离端第二支座离端第二跨中中间支座-1/241/14-1/111/16-1/14-18.6732.00-40.7228.00-32.00V(kN)端支座内侧离端外侧第二支座0.50.550.529.453.9=57.430.5529.453.9=63.173.3截面承载力计算3.3.1正截面受弯承载力计算联系梁混凝土等级为C30, 1=1.0, fc =14.3 N/mm2 ;纵向钢筋采用HRB335，fy=300N/mm2 ；联系梁支座截面按矩形截面计算，跨内按T型截面计算，其翼缘计算宽度为bf=1/33900=130032.00

22、kN/m故属于第一类T型截面，即跨内按宽度为bf的矩形截面计算。支座截面按矩形截面计算 h0=460mm连系梁正截面计算表3.2表3.2连系梁正截面计算截面边跨中离端第二支座离端第二跨中中间支座M32.0040.7228.0032.00B13002501300250s=M/(1fcbh02)0.00820.05380.00710.0423s=0.5（1+）0.99590.97230.99640.9784As=M/( fysh0)232.84303.48203.63237.00实际配筋216314214216实配As4024613084023.3.2斜截面承载力计算验算截面尺寸：hw = h0-

23、bf =460-100=360mm，hw /b=360/250=1.44V=63.17 kN故：截面尺寸满足要求。验算是否需要计算配置箍筋（对离端第二支座左边截面）0.7 ftbh0=0.71.43250460=115.15kNV=63.17 kN按截面构造配置箍筋：28 ，Asv=101mm2 ，实配间距为200mm。箍筋加密区长度取1.5h和500mm中较大值600mm，间距100mm。4框架设计4.1 设计资料设计标高： 室内设计标高为0.000；室内外高差为450mm墙身做法： 240厚粉煤灰砌块填充墙 用M5混合砂浆砌筑 内粉刷为混合砂浆打底，纸筋灰面厚20 内墙涂料两度 外粉刷为1

24、：3水泥砂浆打底，厚20 外墙涂料两度楼面做法： 10厚水磨石板面层 100厚现浇砼板 20厚混合砂浆板底抹灰 V型轻钢龙骨吊顶屋面做法： 20厚1：3水泥砂浆防护层 二道TS复合防水卷材 80厚苯板保温层 1：8水泥膨胀珍珠岩找坡2%最薄处40mm 20厚1：3水泥砂浆找平层 TS-F复合防水卷材隔气层 20厚1：3水泥砂浆找平层 100厚现浇砼屋面板 20厚1：3水泥砂浆抹灰 V型轻钢龙骨吊顶女儿墙 900高，240厚砖墙门窗做法： 内外窗均为铝合金窗 外门为铝合金玻璃门，内门为木门地质资料： 地表填土为0.3m；填土下为0.5m中砂层承载力设计值为250KPa， 再下层0.7m厚粗砂层

25、场地类型： 属于类建筑场地地震烈度： 抗震设防烈度为7度气候条件： 基本风压为0.50kN/m；基本雪压0.25kN/m(青岛)风荷载： 地面粗糙度为B类；雪荷载： 基本雪压为S。=0.25kN/m； 屋面积雪分布系数r=1.0屋面、楼面均布活荷载标准值： 厕所、走廊、门厅、楼梯：2.5kN/m 教室、实验室、 办公室：2.0kN/m 不上人屋面：0.5kN/m4.2荷载统计4.2.1屋面框架梁恒载计算屋框架梁线荷载标准值：20厚1：3水泥砂浆找平层 0.0220=0.4 kN/m二道TS复合防水卷材 0.35kN/m 20厚1：2.5水泥砂浆防护层 0.0220=0.50kN/m 100厚水

26、泥膨胀珍珠岩保温层 0.104=0.40kN/m 1：8水泥膨胀珍珠岩找坡2%最薄处40mm 0.114=0.44kN/m 20厚1：3水泥砂浆找平层 0.0220=0.40kN/m 100厚现浇砼屋面板 0.1025=2.5kN/m V型轻钢龙骨吊顶 0.25 kN/m 恒载标准组合标准值合计： 5.14 kN/m AB跨屋面梁恒载标准值 gwk1=5.142=18.51kN/m BC跨屋面梁恒载标准值 gwk2=5.142=12.34kN/m 框架梁自重 0.3（0.6-0.1）25=3.75 kN/m 抹灰 20.50.0220=0.40kN/m-AB跨框架梁自重 4.15kN/m 框架

27、梁自重 0.25（0.5-0.1）25=2.50 kN/m 抹灰 20.40.0220=0.32kN/m-BC跨框架梁自重 2.82kN/m 屋面不上人，活荷载标准值为0.5 kN/m2AB跨框架梁活荷载标准值 qwk1=0.52=1.80kN/m BC跨框架梁活荷载标准值 qwk2=0.52=1.20kN/m屋面纵向梁传来作用于柱顶的集中荷载：女儿墙自重标准值：900mm高，240 mm厚，双面抹灰，墙自重为5.360.9=4.82 kN/m；纵向框架梁自重标准值：纵向框架梁自重 0.3(0.6-0.1) 25=2.5kN/m抹灰 (0.6-0.1)20.0217=0.272kN/m-纵向框

28、架梁自重标准值 2.772kN/mA轴纵向框架梁传来恒荷载标准值：女儿墙自重 4.824.2=20.26kN纵向框架梁自重 2.7724.2=11.64kN 屋面恒荷载传来 (4.2+4.2-2.4)5.14=18.51kN- Gwk1=50.41kNB轴纵向框架梁传来恒荷载标准值Gwk2：纵向框架梁自重 2.7724.2=11.64kN屋面恒荷载传来 (4.2+4.2-2.4)5.14=18.51kN 4.25.14=22.67kN-Gwk2=52.82kNA轴纵向框架梁传来活荷载标准值Qwk1：屋面活载传来 (4.2+4.2-2.4)0.5=1.80kN-Qwk1=1.80kN B轴纵向框

29、架梁传来活荷载标准值Qwk2：屋面活载传来 (4.2+4.2-2.4)0.5=1.80kN 4.20.5=2.21kN-Qwk2=4.01 kNA轴纵向框架梁中心向外偏离柱轴线，由此产生节点弯矩Mk1=50.410.075=3.78kNm； Mk2=1.800.075=0.14 kNm4.2.2楼面框架梁恒载计算屋面框架梁恒载统计：10厚面砖，20厚1：3水泥砂浆 0.65kN/m20厚1：3水泥砂浆打底 0.0225=0.50kN/m 100厚现浇砼屋面板 0.1025=2.5kN/m V型轻钢龙骨吊顶 0.25 kN/m -恒载标准组合标准值合计： 3 .74 kN/m 内隔墙自重：240

30、mm厚粉煤灰砖 0. 2418=4.32kN/m20mm厚双面砂浆抹灰 0. 0217=0.68kN/m- 内隔墙自重标准值合计： 5.36（3.6-0.6）=14.47kN/mAB跨屋面梁恒载标准值 Gk1=4.23.74=15.71 kN/ m Gk3=15.71+2.82=18.53 kN/mBC跨屋面梁恒载标准值 Gk2=3.742.4=8.98 kN/ m Gk4=2.77 kN/ m教学楼楼面活荷载标准值： 教室、厕所、办公室2.0 kN/ m 走廊2.5 kN/ mAB跨框架梁活载标准值 Qk1=2.04.2=8.40kN/ mBC跨楼面梁活载标准值 Qk2=2.52.5=6.2

31、5kN/ m楼面纵向梁传来作用于柱顶的集中荷载：纵向梁传来作用于柱顶的集中荷载：外纵墙自重标准值 墙重 （4.2-0.5）（3.6-0.6） 5.36=53.55kN -外纵墙自重标准值 53.55kN 内纵墙自重标准值：自重 （4.2-0.5）（3.6-0.5） 5.36=53.55kN 抹灰 （4.2-0.5）（3.6-0.5）20.0217=6.79kN -内纵墙自重标准值 60.34kNA轴纵向框架梁传来恒荷载标准值：外纵墙自重 53.55kN纵向框架梁自重 4.22.772=11.64kN楼面恒荷载传来 (4.2+4.2-2.4)3.74=13.46kN- Gk1=78.65 kNB轴纵向框架梁传来恒荷载标准值Gk2：内纵墙自重 60.34kN 纵向框架梁自重 4.22.772=11.64kN 楼面恒荷载传来 (4.2+4.2-2.4)3.74=13.46kN 4.23.74=16.49kN-