土木工程毕业设计(共91页).docx

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1、精选优质文档-倾情为你奉上摘要按照国家的标准和老师给的任务书的要求，我进行了毕业前夕的设计，其中内容包括了建筑设计中的平面设计，平面设计所涵盖的内容有材料的做法表，门窗数量表，总平面图；结构设计中其中计算书是我们设计的重点，也就是本设计所能本采用的依据。结构设计中所采用的方法有水平地震作用下的承载力采用D值法，竖向荷载作用采用弯矩二次分配等。通过阅读本设计计算书可以更好的了解到我的设计理念，还有我做设计的思路，设计的是否合理，下面就是我所设计的计算内容。 关键字：平面设计；结构设计；弯矩二次分配。Abstract In accordance with national standards an

2、d requirements of the task of the teacher, I carried on the eve of graduation design, which includes graphic design in architectural design, graphic design practice of material is being covered by tables, door and window scale, general layout structure calculation in the design of the book is the fo

3、cus of our design, which was designed to use basis.Structure design method used in the level of seismic bearing capacity of d value method is used, using vertical load moment quadratic distribution.Design and calculation by reading this book I can better understand the design philosophy, and my desi

4、gn ideas, design is reasonable, below is what I design calculations.Keywords: graphic design；structural design； bending moment quadratic distribution.目录绪论我的毕业设计题目是一所学校的教学楼。在毕业设计期间我设计当中又把之前所学的专业课课本拿出来进行了学习，其中我重点看我要用的课本有结构力学、混凝土与砌体结构设计、建筑结构抗震设计等书籍，还有在老师提供资料借阅信息前提下，我去图书馆借了一些老师提供要借的书，能够使设计更好的进行。建筑图我所用的是

5、CAD，在计算大量的数据时我用了简单快速的方法，这个方法是采用办公软件Excel ，它很好用并且会在下面的计算书里你会看到有大量的表格和数据。计算书要求在 word软件中编辑，其中涵盖了很多的公式，编辑起来是一个不小的工程量，而我没有被吓到，在这个工程量不小计算书里，计算过程中难免出现细节上的问题，还望老师谅解。第1章 设计资料1.1 工程概况：本工程是教学楼，拟建建筑采用现浇混凝土框架结构6层， 层高3.6m， 室内外高差0.45m，不上人屋面，总面积6048。1.2 设计资料：气象条件雪荷载：基本雪压S0=0.35KN/m(水平投影)；风荷载：全年主导风向为东南风，基本风压W0=0.6KN

6、/m； 常年气温差值：年最高温度39C,最低温度-4C；最大降雨强度65.2mm/h,阵雨强度145mm/h。工程地质条件场地地形平坦，地貌类型属浑河冲积阶地。类场地土；地面粗糙度类别：B类 ；设计地震分组第二组。地震设防烈度：7度（设计基本地震加速度0.15g）。建筑耐久等级、防火等级均为 2类。见表1-1：表1 建筑地层情况表（标准值）序号岩土分类土层深度（m）厚度范围（m）地基承载力fak(kPa)1杂填土0-1.21.22中砂1.2-4.63.4见制定分配3砾砂4.6-5.50.93304圆砾5.5-12.06.5360注：地下潜水水位埋深4.7-6.3m；表中给定土层深度由自然地坪算

7、起。各种用房的活荷载标准值见现行建筑结构荷载规范。 第2章 结构构件2.1 结构布置图2.1 结构布置图2.2 计算单元选取 计算单元如2.2图所示，例外设计选择三跨框架结构如图2.3是横向框架计算简图，在整个结构布置图中取号轴线一榀框架。梁轴线取底板处，26层取层高3.6m，底层：从基础梁顶面取至一层板底，即h1=3.6+0.45+2.2-1.2-0.1=4.95m图2.2 计算单元图2.3 横向框架计算简图2.3 梁、柱截面尺寸的确定2.3.1 梁截面尺寸 主梁：AB、CD跨横梁：L=7200mm梁高h=(11218)L=600900；取800梁宽b=(1312)h=234350mm；取4

8、00bh=400800BC跨横梁：L=2400mm梁高h=(11218)L=200300mm考虑规范规定的小限值和施工方便，取500梁宽取 300 mmbh=300500纵梁：L=8400梁高h=(11218)L=7001050mm；取800梁宽b=(1312)h=400266.7mm；取400 bh=400800 次梁：L=7200mm梁高h=(1/181/10)L=400720mm; 取600mm梁宽b=(1312)h=100150mm；取300mmbh=300600表2-1 梁截面尺寸（mm）及各层混凝土强度等级 楼层混凝强度等级横梁（bh）次梁（bh）纵梁（bxh）16C30AB、CD

9、跨BC跨40080030060014.31.434008003005002.3.2 柱截面尺寸的确定框架柱的截面尺寸一般根据柱的轴压比限值按下公式计算：N=FgEn 表2-2 抗震等级分类结构类型烈 度6789框架结构高度/m30303030303025框架四三三二二一一剧场、体育等三二一一注:我所设计的拟建工程地震烈度为7度，层高不大于等于30，又非剧场和体育等则抗震等级分类三级。表2-3 轴压比限值结构类型抗 震 等 级一二三框架结构0.70.80.9 由上面查表可知抗震等级三级的框架结构取轴压比的限值0.9。据上式计算如下：边柱：mm2中柱：mm2用柱为正方形，则边柱和中柱的截面尺寸为5

10、24mm、593mm。所以我取16柱截面尺寸为600mm600mm2.3.3 基础选取与埋深深度 基础选取条基础，基础埋深2.2m（自室外地坪算起），肋梁高度大于等于L/6=7.2/6=1.2m,取1.2m，室内、外地坪高差为0.45m。2.3.4 板厚的确定区格板的边长比7.2/4.2=1.712，按双向板计算，楼板厚度大于等于L/40=3600/40=90mm，板厚为100mm。 横向框架2.4 横向框架结构侧向刚度计算 2.4.1 框架梁、柱线刚度计算框架梁刚度中框架，框架梁刚度边框架，其中I0是bh的矩形截面梁的惯性矩，计算结果见下表:表2-4 梁线刚度（Nmm）楼层梁跨 Ec(N/m

11、m2)bh(mm)Lb(mm)I0(mm4)16ABCD310430080072008.5810914.22101010.661010BC310430050024003.131097.8310105.871010注：计算边框框架梁的线刚度时，取ib=1.5ECI0/Lb。表2-5 柱刚度（Nmm）楼层层高Ec(N/mm2)bh(mm)Ic(N/mm2 )26360031046006001.081096.5510101495031046006001.08109910102.4.2 框架侧向刚度计算：（D值法）柱侧向刚度D按公式:。其中分情况计算：底层：，；一般层： ，。用公式计算各层的边柱和中柱

12、：底层：A、D轴线中框架边柱：= B、C轴线中框架中柱： = A、D轴线边框架边柱：= B、C轴线边框架中柱： = D1=(20530.15+23096.42)16+（18926.23+21492.5）4=.0426层：A、D轴线中框架中柱： = B、C轴线中框架中柱：= A、D轴线边框架中柱： = B、C轴线边框架中柱：= D2-6=(36666.67+45833.33)16+（30000+40000）4=由上计算得，横向框架梁的层间侧移刚度为：表2-6 层次123456Di(N/mm).04D1/D2=.04/0.7，故该框架为规则框架。由以上计算可画出2-4图第3章 重力荷载代表值的计算

13、3.1 资料准备 教室采用水磨石地面：白水泥大理石子面15mm厚 0.01525=0.381:3水泥砂浆找平18mm厚 0.01820=0.36纯水泥浆一道2mm厚 0.00220=0.04钢筋混凝土楼板100mm厚 0.10025=2.50板底20厚粉刷抹平 0.02017=0.34楼面恒载 3.62 KN/m2楼面活载 2.50 KN/m2 走廊水磨石地面：白水泥大理石子面15mm厚 0.01525=0.381:3水泥砂浆找平18mm厚 0.01820=0.36纯水泥浆一道2mm厚 0.00220=0.04钢筋混凝土楼板100mm厚 0.10025=2.50板底20厚粉刷抹平 0.0201

14、7=0.34楼面恒载 3.62 KN/m2楼面活载 3.50 KN/m2 不上人屋面：高分子卷材 0.051：3水泥砂浆找平20mm厚 0.02020=0.40憎水珍珠岩保温层60mm厚 0.06040=0.241：3水泥砂浆找平20mm厚 0.02020=0.401:6水泥焦渣找坡50mm厚 0.05015=0.75钢筋混凝土楼板100mm厚 0.10025=2.50板底20厚粉刷抹平 0.02017=0.34楼面恒载 4.70 KN/m2楼面活载 0.50 KN/m2（4）梁、柱、墙、门、窗等重力荷载计算首层梁、柱的重力荷载：边横梁： 0.30.625+0.60.02172=4.908 K

15、N/mm走道梁： 0.30.425+0.40.02172=3.292KN/mm次 梁： 0.30.525+0.50.02172=4.93KN/mm纵 梁： 0.40.725+0.70.02172=7.476KN/mm 柱： 0.60.625+0.60.02174=9.816KN/mm柱净长度计算：边横梁： Ln=7.20.6=6.6m走道梁： Ln=2.40.6=1.8m次 梁： Ln=7.20.6=6.6m纵 梁： Ln=8.40.6=7.8m 柱： Ln=3.6m同上可证，可求二六层框架梁、柱的重力荷载及构件长度。总结重力荷载的计算结果如下表：表3-1 框架梁、柱重力荷载标准值楼层构件b(

16、m)hn(m)（KN/m3）gl(KN/m)Ln(m)g0(KN/m）16边横梁0.30.6254.9086.632.393走道梁0.30.4253.2721.85.890次 梁0.30.5254.936.632.538纵 梁0.40.7257.4767.858.313柱0.60.6259.8163.635.338注：1.gl表示构件重力荷载；g0表示每一根梁、柱的重力荷载标准值。2.hn为构件的净高，梁的截面高度已经减去板厚。3.Ln为构件的净长，梁的长度取净跨，柱的高度已经减去板厚。内墙为200mm厚加气混凝土砌块（6.5KN/m3）,两侧均为20mm厚抹灰（17KN/m3）,则墙面重力荷

17、载为6.50.2+170.022=1.98KN/m2外墙和内墙采用一样的材料，外墙面贴瓷砖（0.5KN/m2）,内墙面为20m厚抹灰（0.34KN/m2）,则外墙墙面的重力荷载为6.50.2+0.5+0.34=2.14KN/m2外墙窗户的尺寸如下表：单位面积查规范知道，单位面积重量为0.4KN/m2。女儿墙为200mm厚的粘土实心砖，外墙面贴瓷砖，内墙面为20mm厚抹灰，单位面积荷载为：190.2+0.5+0.34=0.646KN/m23.2 重力荷载代表值重力荷载代表值包括：楼面或屋面自重的标准值，50楼面活荷载或50屋面雪荷载，屋面活荷载不计，墙重取上、下半层墙重的标准值之和。各层重力荷载

18、代表值见表3-2。（1） 首层重力荷载代表值G1 恒载：首层板重 3.6216.860=3648.96KN首层框架边横梁自重 3 2.39320=647.86KN首层走道梁自重 5.8910=58.9KN首层次梁自重 32.5384=130.152KN首层纵梁自重 58.31336=2099.268KN首层框架柱自重 35.33840=1413.52KN二层框架柱自重 35.33840=1413.52KN二层外墙和窗重 （60+16.8）2240.62.14（3.6-0.6）-231.8（2.14-0.4）-31.21.2（2.14-0.4）-21.20.9（2.14-0.4）=752.724

19、KN二层内墙和门重 7.836(3.6-0.6)+6.620(3.6-0.6)2.14-41.81.8（1.98-0.4）-200.12.4（1.98-0.4）-22.42.1（1.98-0.4）-21.82.1（1.98-0.4）=1581.768KN首层外墙和窗重 (60+16.8)2-240.62.14(3.6-0.6)-221.81.8(2.14-0.4)-31.21.2(2.14-0.4)=762.12KN 首层内墙和门重 7.836(3.6-0.6)+6.64(3.6-0.6)+6.620(3.6-0.6)1.98-41.81.8（1.98-0.4）-200.92.1（1.98-0

20、.4）=2500.776KN 活载：楼面活载G1=3648.96+647.86+58.9+130.152+2099.268+(1413.52+1413.52)/2+(752.724+1581.768+762.12+2500.776)/2+0.52664=12129.354KN(2) 二层重力荷载代表值G2 恒载： 二层板重 3.626016.8=648.96KN 二层框架边横梁自重 32.39320=641.86KN 二层走道梁自重 5.89010=58.9KN 二层次梁自重 32.5381=32.538KN 二层纵梁自重 58.31336=2099.268KN 二、三层框架柱自重 35.33

21、840=1413.52KN 二、三层外墙和窗重 (60+16.8)2-240.62.14(3.6-0.6)-221.81.8(2.14-0.4)-31.21.2(2.14-0.4)=762.12KN二、三层内窗和门重7.836(3.6-0.6)+6.620(3.6-0.6) 2.14-41.81.8（1.98-0.4）-200.12.4（1.98-0.4）-22.42.1（1.98-0.4）-21.82.1（1.98-0.4）=1581.768KNG2=3648.96+647.86+58.9+32.538+2099.268+1413.52+752.724+1581.768+0.52664=11

22、567.538KN(3)顶层重力荷载代表值G3 恒载：顶层板重 4.7601.8=4737.6KN 顶层框架边横梁自重 32.39311=356.323KN 顶层走道梁自重 5.8910=58.9KN 顶层次梁自重 32.5381=32.538KN 顶层纵梁自重 58.31336=2099.268KN 顶层框架柱自重 35.38840=1413.52KN 顶层外墙和窗重 752.724KN 顶层内墙和门重 1581.768KN 女儿墙重 0.6460.9（60+16.8）2=89.3KN 活载：楼面雪载G3=4737.6+356.323+32.538+2099.268+（1413.52+752

23、.724+1518.768）/2+89.3+0.5352.8=9424.335KN整理如下表：表3-2 各层重力荷载代表值（KN）楼层楼板边横梁走道梁次梁纵梁柱活载墙体重力荷载代表值63648.96356.3258.9032.542099.271413.5226642334.499424.3453648.96647.8658.9032.542099.271413.5226642334.4911567.5443648.96647.8658.9032.542099.271413.5226642334.4911567.5433648.96647.8658.9032.542099.271413.522

24、6642334.4911567.5423648.96647.8658.9032.542099.271413.5226642334.4911567.5413648.96647.8658.90130.152099.271413.5226642334.4912129.35注：表中各项荷载的量纲为KN；重力荷载代表值的量纲为KN。图3.1各层质点处的重力荷载代表值3.3 水平地震作用的计算3.3.1 自振周期重力荷载代表值Gi作为水平荷载作用，计算出框架结构的层间位移，求出结构的顶点假想位移。如下表 ：表3-3 结构顶点位移计算楼层Gi(KN)Gi(KN)Di(N/mm)Ui-Ui-1=Gi/D(m)

25、ui(m)69424.349424.340.0.24162511567.5420991.870.0.18272411567.5432559.410.0.1690311567.5444126.950.0.211567.5455694.490.0.112129.35 67823.84.040.0.由表3-3得uT=0.2416计算基本周期，其中框架结构的周期折减系数T取0.60.7我用的是T=0.6则T1=1.7TuT=1.70.6 0.2416=0.50s3.3.2 水平地震作用及剪重比验算总重力荷载代表值：Gi=G1+G2+G3+G4+G5+G6=12129.35+11567.544+9424

26、.34=67823.84KN表3-4 特征周期Tg（s）设计地震分组场地类别1011234第一组0.020.250.350.450.65第二组0.250.300.400.550.75第三组0.300.350.450.650.90表3-5 水平地震影响系数最大值amax地震影响烈 度6度7度8度9度多遇地震0.040.08（0.12）0.16（0.24）0.32罕遇地震0.280.50（0.72）0.90（1.20）1.40注：括号中的数值分别用设计基本地震加速度0.15g和0.30g的地区。由表3-4、3-5查得场地特征周期Tg=0.4s、水平地震影响系数最大值amax=0.12。根据T11.

27、4Tg=0.21s，故由表3-6可知n=0(不考虑顶点附加地震作用)。=47160.92KNFi=； 。可得各层楼盖标高处的水平地震作用。；表3-6 楼层最小地震剪力系数值类别6度7度8度9度扭转效应明显或基本周期小于3.5s结构0.0080.016（0.024）0.032（0.048）0.064基本周期大于3.5s的结构0.0060.012（0.018）0.024（0.032）0.040注：1.基本周期介于3.5s和5s之间的结构，按插入法取值；2.括号内数值分别用于设计基本地震加速度为0.15s 。查表可知= 0.024。 表3-7 框架各层横向地震作用及楼层地震剪力楼层Hi(m)Gi(m

28、)GiHi (m)Fi(KN)Vi(KN)622.959424.34.380.20201131.841131.84226.19519.3511567.54.860.1170662.131793.97503.80415.7511567.54.720.0823465.752259.72781.43312.1511567.54.59 0.0635359.362629.081059.0528.5511567.5498902.450.0518337.852922.221336.6714.9512129.3560040.30.0597293.143260.071627.773.3.3 风荷载计算基本风压0

29、=0.6KN/m2,风荷载的体型系数s=0.8(迎风坡)和s=0.6(背风坡)。H=23.85m30m且H/B=23.85/16.8=1.421.5,所以不考虑风振系数，直接取z=1.0。风荷载标准值按下式：在图中计算结果如下表：表3-8 沿房屋高度风荷载标准值楼层z(m)z/Hizq1(z)q2(z)女儿墙23.8511.3535.4553.410622.950.9621.3245.3383.336519.350.8111.2174.9073.067415.750.6601.1454.6172.885312.150.5091.0564.2582.66128.550.35814.0322.52

30、014.950.20814.0322.5203.4 水平荷载作用下框架结构分析3.4.1 水平作用地震作用下框架结构侧移验算图3.2所示水平地震作用，按下公式计算层间剪力Vi,和 框架结构的层间位移i ，计算结果见表3-9： （a）(b)图3.2 （a）、（b）分别为风荷载作用下框架结构计算简图表3-9 水平地震作用下的位移验算楼层Vi(KN)Di(N/mm)ui(m)hi(mm)e=ui/hi61131.840.707436001/507051793.971.1212136001/321442259.721.412336001/255332629.081.643236001/21952292

31、2.221.826436001/196713260.073.792149501/1306看表可得结论：各层层间位移角均小于，满足要求。 3.4.2 水平地震作用框架结构内力计算（D值法）取一榀横向中框架计算。按下列所给公式计算。计算结果见表3-10（1）、3-10（2）、3-11。， 表3-10（1）边柱在水平地震作用下框架柱端弯矩计算楼层层高（m)Vi(KN)Di(N/mm)边柱Di1Vi1yMbi1Mui163.61131.836666.6725.94 1.580.30 28.11 65.27 53.61793.9736666.6741.11 1.580.35 52.24 95.76 43

32、.62259.736666.6751.79 1.580.35 65.81 120.62 33.62629.136666.6760.25 1.580.35 76.57 140.33 23.62922.236666.6766.97 1.580.40 97.16 143.93 14.953260.120530.1577.85 2.170.55 211.95 173.42 表3-10（2）中柱在水平地震作用下框架柱端弯矩计算楼层层高（m)Vi(KN)Di(N/mm)中柱Di2Vi2KyMbi1Mui163.61131.8445833.3332.42 2.450.4552.52 64.20 53.617

33、93.9745833.3351.39 2.450.4583.25 101.75 43.62259.7245833.3364.73 2.450.45104.87 128.17 33.62629.0845833.3375.31 2.450.45122.01 149.12 23.62922.2245833.3383.71 2.450.45135.61 165.74 14.953260.0723096.4287.58 3.370.55238.45 195.09 表3-11 水平地震作用下框架梁端弯矩、剪力及轴力计算楼层边梁走道梁柱轴力Mlb(KNm)Mrb(KNm)L(m)Vb(KN)Mlb=Mrb(

34、KNm)L (m)Vb(KN)边柱中柱641.2421.247.2-8.6812.682.4-10.6-8.68-4.345104.4335.167.2-19.3921.212.4-17.7-28.07-14.044227.4168.327.2-41.0741.122.4-34.3-69.14-34.573409.16101.137.2-70.8761.022.4-50-140-70.012631.58134.127.2-106.3580.932.4-67.4-246.4-123.181938.95245.897.2-164.56139.962.4-117-410.9-205.46注：梁端弯矩

35、和梁端剪力均以绕杆件顺时针方向为正，轴力方向以受压为正，受拉为负。图3.3（c）是一榀中框架的弯矩图、剪力图和轴力图。(a)框架柱弯矩图（单位：KNm）(b) 框架柱弯矩图（单位：KNm）(c) 框架梁端剪力及轴力图（单位：KNm）图3.3 水平地震作用下框架内力图3.4.3 风荷载作用下框架结构侧移验算根据图3.2所示的水平荷载，公式采用和水平地震作用下一样的算法计算结果如下表3-12。表3-12 层间剪力及侧向计算楼层Fi(KN)Vi(KN)D(N/mm)ui(mm)(ui/hi)619.9519.950.0125 1/29752531.2351.180.0320 1/11612428.7

36、179.880.0499 1/7438327.01106.890.0668 1/5555223.59130.480.0816 1/4551128.01158.490.1844 1/27273.4.4 风荷载作用下框架结构内力计算运算过程和水平地震作用下的框架结构内力是一样的，以下表3-13（1）、3-13（2）、3-14是计算结果。表3-13（1） 边柱风荷载作用下框架柱端弯矩计算楼层层高（m)Vi(KN)Di(N/mm)边柱Di1Vi1yMbi1Mui163.619.536666.670.45 1.580.30 0.48 1.12 53.651.1736666.671.17 1.580.35 1.49 2.73 43.679.8836666.671.83 1.580.35 2.33 4.26 33.6106.8936666.672.45 1.580.35 3.11 5.71 23.6130.4736666.672.99 1.580.40 4.34 6.43 14.95158.4920530.153.78 2.170.55 10.30 8.43 表3-13（2） 中柱风荷载作用下框架柱端弯矩计算楼层层高（m)Vi(KN