甘肃省某中学教学楼毕业设计.docx

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1、精选优质文档-倾情为你奉上 目 录 第一章 绪论01027771959335799288802222234555第十章 施工组织设计881350405050612151731323 第一章 绪论 1.1工程背景 该工程为7层教学楼，主体为现浇钢筋混凝土框架结构，占地面积为693，建筑面积4200左右，建筑物共7层，底层层高4.1m，标准层层高3.0m，总高度18.90m，室内外高差0.450m，基础顶面距离室外地面1.1m，基础采用柱下独立基础。 该教学楼楼拥有教室、教学办公室，行政办公室、实验室、音乐教室、计算机房，合班教室等。楼内设有两个楼梯，楼梯开间均为3.6m，进深均为7.2m，楼梯的

2、布置均符合消防、抗震的要求。框架梁、柱、楼面、屋面板板均为现浇。1.2设计资料场地面积：长宽= 6020m；最高气温：35 ；最低气温：-10；主导风向：冬季为西北风，夏季为东南风；基本风压：0.4kN/m2基本雪压：0.5kN/m2年降雨量：1450mm暴雨强度： 119mm/h场地地震效应：建筑物所在地区地震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.15g。拟建场地土类型为中软场地土，类建筑场地，设计地震分组为第一组。建筑结构的安全等级：二级设计使用年限：50年环境类别：上部结构为I类，基础为a类 建筑抗震设防类别：丙类 1.3 工程特点 本工程为七层，主体高度为18.90米，属多层建筑。

3、多层建筑采用的结构可分为钢筋混凝土结构、钢结构、钢-钢筋混凝土组合结构等类型。根据不同结构类型的特点，正确选用材料，就成为经济合理地建造多层建筑的一个重要方面。经过结构论证以及设计任务书等实际情况，以及本建筑自身的特点，决定采用钢筋混凝土结构。框架结构体系是由梁、柱构件通过节点连接构成，既承受竖向荷载，也承受水平荷载的结构体系。这种体系适用于多层建筑及高度不大的高层建筑。本建筑采用的是框架机构体系，框架结构的优点是建筑平面布置灵活，框架结构可通过合理的设计，使之具有良好的抗震性能；框架结构构件类型少，易于标准化、定型化；可以采用预制构件，也易于采用定型模板而做成现浇结构，本建筑采用的现浇结构。

4、 由于本次设计是教学楼设计，要求有灵活的空间布置，故采用钢筋混凝土框架结构体系。 第二章 结构设计说明2.1工程地质条件（1）地形：拟建场地地形较平坦，高差不超过1.5m（2）土层： 自然地表0.6m内为杂填土，土质较差；填土下层为1.5m厚的粉质粘土，其承载力特征值为180KN/ m2；再下为砾石层，其承载力特征值为270KN/ m2。（3）地下水：地下水在地表以下3m，无侵蚀性 材料供应：钢材、水泥、木材、砂石等供应充足。2.2结构设计资料 建设地点：陇南市成县, 地面粗糙度为C类；场地面积：长宽= 6020m；最高气温：35 ；最低气温：-10；主导风向：冬季为西北风，夏季为东南风；基本

5、风压：0.4kN/m2基本雪压：0.5kN/m2年降雨量：1450mm暴雨强度： 119mm/h场地地震效应：建筑物所在地区地震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.15g。拟建场地土类型为中软场地土，类建筑场地，设计地震分组为第一组。建筑结构的安全等级：二级设计使用年限：50年环境类别：上部结构为I类，基础为a类建筑抗震设防类别：丙类2.3结构选型 （1）结构体系选型 采用钢筋混凝土现浇框架结构体系，选用双向承重框架体系。（2）其他结构选型 层面结构：100mm厚现浇板，上人屋面； 楼面结构：100mm厚现浇钢筋混凝土板； 楼梯结构： 天 沟：采用现浇内天沟； 基 础：采用钢筋混凝土柱下

6、独立基础； 基 础 梁：采用现浇钢筋混凝土基础梁。2.4材料的选用 混 凝 土：C20、C30; 钢 筋：HPB235、HRB335、HRB400； 地 面：花岗岩、大理石； 楼 面：陶瓷地砖； 门 窗：铝合金玻璃门、普通木门、铝合金窗 。2.5框架结构的刚度计算 假定框架柱嵌固于基础顶面，框架梁于柱刚接。由于各层柱的截面尺寸不变，故梁跨等于柱截面形心轴线之间的距离。底层柱高从基础算至二楼楼面，基顶标高根据地质条件、室内外高差（室内外高差为-0.45m），定位-1.10m，二楼楼面标高为3.00m，故底层柱高为4.10m。第二层至第五层从楼面算至上一层楼面（即层高），均为3.00m。（1） 框

7、架梁柱截面尺寸的估算 混凝土强度等级：梁柱均采用C30，EC=3.0107KN/m2 框架梁 横向框架梁： h=（1/8-1/18）L，由h=1/148400mm=600mm, 取h=600mm b=(1/2-1/4)h,由b=1/2600mm=300mm, 取b=300mm; 故横向框架梁初选尺寸为：bh=300mm600mm。 纵向框架梁: h=（1/8-1/18）L，由h=1/148400mm=600mm, 取h=600mm b=(1/2-1/4)h,由b=1/2600mm=300mm, 取b=300mm; 故纵向框架梁初选尺寸为：bh=300mm600mm。 框架柱: b=H/12=4

8、100mm/12=342mm取b=500mm，考虑地震效应,采用方形柱比较合适。故框架柱初选尺寸为：bh=500mm500mm。（2） 梁柱线刚度计算 框架梁惯性矩； 框架柱惯性矩； 基础梁尺寸：bh=300mm400mm； 对于中框架梁 框架梁柱的线刚度为： 梁 柱令=1.0，则其余各杆的相对刚度为： 为了以后求内力分配系数的方便，在此，把上面求出的各柱梁的相对线刚度统一绘制与下面的图中2-1。 第三章 荷载计算3.1恒载标准值计算（1） 屋面板找平层：15mm厚1:3水泥砂浆 0.015m20KN/m3=0.30KN/m2防水层：40厚C20细石混凝土防水 1.00KN/m2找平层：15m

9、m厚1:3水泥砂浆 0.015m20KN/m3=0.30KN/m2找坡层：40厚水泥石灰焦渣砂浆3找平 0.04m14KN/m3=0.56KN/m2 保温层：80厚矿渣水泥 0.08m14.5KN/m3=1.16KN/m2结构层：100厚现浇钢筋混凝土板 0.1m25KN/m3=2.50KN/m2抹灰层：10厚混合砂浆抹灰 0.01m17KN/m3=0.17KN/m2 合 计： 5.99KN/m2 （2）各层走廊楼面板大理石地面：10厚面层， 20厚水泥砂浆打底， 素水泥砂浆结合层一道 0.68KN/m2结构层：100厚现浇钢筋混凝土板 0.1m25KN/m3=2.50KN/m2抹灰层：10厚

10、混合砂浆抹灰 0.01m17KN/m3=0.17KN/m2合 计 3.35KN/m2（3） 标准层楼面陶瓷地砖：10厚面层 水泥砂浆擦缝 水泥砂浆结合层一道 1.99KN/m2结构层：100厚现浇钢筋混凝土板 0.1m25KN/m3=2.50KN/m2抹灰层：10厚混合砂浆抹灰 0.01m17KN/m3=0.17KN/m2 合 计： 4.66KN/m2 （4） 框架梁自重bh=300mm600mm主梁自重（除去100厚板）： 25KN/m30.3m（0.6m-0.1m）=3.75KN/m抹灰层：10厚混合砂浆0.01m（0.6m-0.1m）2+0.3m17KN/m3=0.22KN/m合 计：

11、3.97KN/m（5） 基础梁自重bh=300mm400mm梁自重： 25KN/m30.3m0.4m=3.00KN/m合 计： 3.00KN/m（6） 框架柱自重bh=500mm500mm柱自重： 25KN/m30.5m0.5m=6.25KN/m抹灰层：10厚混合砂浆 0.01m0.5m17KN/m34=0.34KN/m合 计： 6.59KN/m（7） 外墙自重底层纵墙（窗高1500mm） 18KN/m30.24m(4.1m-1.5m-0.6m-0.4m)=6.91KN/m外墙面贴瓷砖： 1.99KN/m2(3.0m-1.5m-0.6m)=1.80KN/m铝合金窗： 0.35KN/m21.5m

12、=0.53KN/m抹灰层：10厚混合砂浆 0.01m(3.0m-2.1m)17KN/m3=0.15KN/m合 计： 9.39KN/m 底层横墙 18KN/m30.24m(4.1m-0.6m-0.4m)=13.40KN/m抹灰层：10厚混合砂浆 0.01m(3.0m-0.6m)17KN/m3=0.41KN/m合 计： 13.81KN/m标准层纵墙（窗高1500mm） 18KN/m30.24m(3.0m-1.5m-0.6m)=3.89KN/m外墙面贴瓷砖： 1.99KN/m2(3.0m-1.5m-0.6m)=1.80KN/m铝合金窗： 0.35KN/m21.5m=0.53KN/m抹灰层：10厚混合

13、砂浆 0.01m(3.0m-2.1m)17KN/m3=0.15KN/m合 计： 6.37KN/m标准层横墙 18KN/m30.24m(3.0m-0.6m)=10.37KN/m抹灰层：10厚混合砂浆 0.01m(3.0m-0.6m)17KN/m3=0.41KN/m合 计： 10.78KN/m（8） 内墙自重底层内墙 18KN/m30.24m(4.1m-0.6m-0.4m)=13.40KN/m抹灰层：10厚混合砂浆 20.01m（3.0m-0.6m）17KN/m34=0.82KN/m合 计： 14.22KN/m 标准层内墙 18KN/m30.24m(3.0m-0.6m)=10.37KN/m抹灰层：

14、10厚混合砂浆 20.01m（3.0m-0.6m）17KN/m34=0.82KN/m合 计： 11.19KN/m 3.2活荷载标准值计算（1） 屋面和楼面活荷载标准值 根据建筑结构荷载规范 （GB500092001）查得：上人屋面： 2.0KN/m2 楼 面： 教室： 2.0KN/m2 走廊： 2.0KN/m2 办公室： 2.0KN/m2 厕所： 2.0KN/m2 （2）雪荷载 屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，取两者中较大值。3.3竖向荷载作用下框架受荷总图 板传递至梁上的三角形或梯形荷载，为了简化计算近视等效为均布荷载，采用3-3-1图的等效转换。 图3-3-1考虑到本设计的整个楼层的结构设计

15、的对称性，取号轴线框架梁计算。楼面梁的布置图3-3-2，楼面板荷载传递图3-3-3，屋面梁布置图3-3-4，屋面板荷载传递图3-3-5。 屋面梁布置图3-3-4 屋面板荷载传递图3-3-5（1） A-B轴间框架梁 -0.85楼面板传荷载：按照图3-3-3计算恒载：（-）=16.64KN/m活载：（-）=7.14KN/m屋面板传荷载：按照3-3-5计算恒载：（-）=21.39KN/m活载：（-）=7.14KN/m梁自重：3.97KN/mA-B轴间框架梁均布荷载为： 屋面梁：恒载=梁自重+板传荷载 =3.97KN/m+21.39KN/m=25.36KN/m 活载=板传荷载 =7.14KN/m 楼面

16、梁：恒载=梁自重+板传荷载 =3.97KN/m+16.64KN/m =20.61KN/m 活载=板传荷载 =7.14KN/m（2） B-C轴间框架梁 1-=0.971屋面板传荷载：按照图3-3-5计算恒载：（1-）活载：（1-）楼面板传荷载：按照图3-3-3计算恒载：（-）=9.50KN/m活载：（-）=4.08KN/m梁自重：3.97KN/mB-C轴间框架梁均布荷载为： 屋面梁：恒载=梁自重+板传荷载 =3.97KN/m+12.21KN/m =16.18KN/m 活载=板传荷载 =4.08KN/m 楼面梁：恒载=梁自重+板传荷载 =3.97KN/m+9.50KN/m =13.47KN/m 活

17、载=板传荷载 =4.08KN/m（3） C-D轴间框架梁 -0.85楼面板传荷载：按照图3-3-5计算恒载：（-）=16.64KN/m活载：（-）=7.14KN/m屋面板传荷载：按照3-3-5计算恒载：（-）=21.39KN/m活载：（-）=7.14KN/m梁自重：3.97KN/mC-D轴间框架梁均布荷载为： 屋面梁：恒载=梁自重+板传荷载 =3.97KN/m+21.39KN/m=25.36KN/m 活载=板传荷载 =7.14KN/m 楼面梁：恒载=梁自重+板传荷载 =3.97KN/m+16.64KN/m =20.61KN/m 活载=板传荷载 =7.14KN/m（4） A轴柱纵向集中荷载计算顶

18、层柱： 女儿墙自重：（做法：墙高900mm，100mm厚的混凝土压顶。）挑板自重：内檐天沟自重：顶层柱恒载=女儿墙及挑板天沟自重+梁自重+板传荷载 =（4.70KN/m+1.73KN/m+0.83KN/m）7.2m+3.97KN/m （7.2m-0.5m）+21.39KN/m7.2m/2 =155.88KN顶层柱活载=板传荷载 =7.14KN/m7.2m/2 =25.70KN标准层柱恒载=墙自重+梁自重+板传荷载 =6.37KN/m（7.2m-0.5m）+3.97KN/m（7.2m-0.5m） +4.66KN/m20.894.2m23.6m =194.70KN标准层柱活载=板传荷载 =2.00

19、.893.6m24.2m =26.91KN基础顶面恒载=底层外纵墙自重+基础梁自重 =9.39KN/m（7.2m-0.5m）+3.0KN/m（8.4m-0.5m） =86.61KN（5） B轴柱纵向集中荷载计算 1-=0.971顶层柱恒载=梁自重+板传荷载 =3.97KN/m（8.4m-0.5m）+21.39KN/m7.2m/2+5.99KN/m21.05m 0.9718.4m =159.67KN顶层柱活载=板传活载 =7.14KN/m4.2m+2.0KN/m20.9711.05m8.4m =47.12KN标准层柱恒载=墙自重+梁自重+板传荷载 =11.19KN/m（7.2m-0.5m）+3.

20、97KN/m（8.4m-0.5m） +4.66KN/m20.97123.6m1.05 +4.66KN/m20.8923.6m4.2 =270.79KN标注层柱活荷载=板传荷载 =2.0KN/m23.6m0.9717.2m =50.34KN基础顶面恒载=基础梁自重+底层内纵墙自重 =3.00KN/m（7.2m-0.5m）+14.22KN/m（7.2m-0.5m） =115.38KN（6） C轴柱纵向集中荷载计算 1-=0.971顶层柱恒载=梁自重+板传荷载 =3.97KN/m（8.4m-0.5m）+21.39KN/m7.2m/2+5.99KN/m21.05m 0.9718.4m =159.67K

21、N顶层柱活载=板传活载 =7.14KN/m3.6m+2.0KN/m20.9711.05m8.4m =47.12KN标准层柱恒载=墙自重+梁自重+板传荷载 =11.19KN/m（7.2m-0.5m）+3.97KN/m（8.4m-0.5m） +4.66KN/m20.97123.6m1.05 +4.66KN/m20.8923.6m4.2 =270.79KN标注层柱活荷载=板传荷载 =2.0KN/m23.6m0.9717.2m =50.34KN基础顶面恒载=基础梁自重+底层内纵墙自重 =3.00KN/m（7.2m-0.5m）+14.22KN/m（7.2m-0.5m） =115.38KN（7） D轴柱纵

22、向集中荷载计算顶层柱恒载=女儿墙及挑板天沟自重+梁自重+板传荷载 =（4.70KN/m+1.73KN/m+0.83KN/m）7.2m+3.97KN/m （7.2m-0.5m）+21.39KN/m7.2m/2 =155.88KN顶层柱活载=板传荷载 =7.14KN/m7.2m/2 =25.70KN标准层柱恒载=墙自重+梁自重+板传荷载 =6.37KN/m（7.2m-0.5m）+3.97KN/m（7.2m-0.5m） +4.66KN/m20.894.2m23.6m =194.70KN标准层柱活载=板传荷载 =2.00.893.6m24.2m =26.91KN基础顶面恒载=底层外纵墙自重+基础梁自重

23、 =9.39KN/m（7.2m-0.5m）+3.0KN/m（8.4m-0.5m） =86.61KN框架在竖向荷载作用下的总荷载图3-3-6（图中数字均为标准值）3.4风荷载计算（1） 集中风荷载标准值计算 为了简化计算，作用在外墙上的风荷载可近似作用在屋面梁处的等效集中荷载代替。 作用在屋面梁和楼面梁节点处的集中风荷载标准值： 式中，是基本风压=0.4kN/m2 风压高度变化系数，建筑所在地常德地面粗糙度为C类 风荷载体型系数，根据建筑物的体型查的=1.3 风振系数，本设计楼层只有6层，不是高层建筑故取1.0 下层柱高 上层柱高，对顶层为女儿墙高度的两倍 迎风面的宽度，=7.2m集中荷载标准值

24、计算如下表3-4-1 3-4-1表集中风荷载标准值 离地高度 Z/m （kN/m2 ） （m） （m） （kN） 18.450.81 1.0 1.3 0.40 3.0 2.07.5815.450.75 1.0 1.3 0.40 3.0 3.07.0212.450.74 1.0 1.3 0.40 3.0 3.06.939.450.74 1.0 1.3 0.40 3.0 3.06.936.450.74 1.0 1.3 0.40 3.0 3.06.933.450.74 1.0 1.3 0.40 3.45 3.06.93（2）风荷载作用下的位移验算 横向框架的侧移刚度D的计算： 通过查前面梁柱线刚度采

25、用D值法求侧移刚度 横向2-6层D值的计算如下表3-4-2 横向底层D值的计算如下表3-4-3 表3-4-2横向2-6层D值的计算构件名称 A轴柱 0.30 20800B轴柱 0.66 45760C轴柱 0.66 45760D轴柱 0.30 20800 表3-4-3横向底层D值的计算构件名称 A轴柱 0.53 26924B轴柱 0.79 40132C轴柱 0.79 40132D轴柱 0.53 26924 风荷载作用下框架的侧移计算： 水平荷载作用下框架的层间侧移可按下式计算： 式中 -第j层的总剪力 -第j层所有柱的抗侧移刚度之和 -第j层的层间侧移 第一层的层间侧移值求出来之后，就可以计算各

26、楼板标高处的侧移值的顶点侧移值，各层楼板标高处的侧移值是该层以下各层层间的侧移之和。顶点侧移是所有各层层间侧移之和。 j层侧移 顶点侧移 框架在风荷载作用下框架侧移计算见表3-4-4 层次 67.587.580.000061/5000057.0214.60.000111/2750146.9321.530.000161/1875036.9328.460.000211/1428526.9335.390.000271/1111116.9342.320.000321/9375 侧移验算： 层间侧移最大值1/93751/550（满足要求）3.5水平地震作用荷载值计算以及位移验算（1） 重力荷载代表值计算

27、本教学楼的建筑高度18.9m40m，以剪力变形为主，且质量和高度均布分布，故采用底部剪力法计算水平地震作用。首先需要计算重力荷载代表值。 屋面重力荷载代表值=结构和构配件自重标准值+0.5屋面雪荷载标准值 楼面重力荷载代表值=结构和构配件自重标准值+0.5楼面活荷载标准值其中结构和构配件自重取楼面上下各半层层高范围内（屋面处取顶层的12）的结构及构配件自重。第6层重力荷载代表值计算：a、 女儿墙、天沟自重标准值=4.70kN/m（42.00m+16.5m）2=549.9KNb、 屋面板结构层及构造层自重标准值 =5.99kN/m242.45m16.95m=4309.97KNc、 墙自重标准值（

28、取50%）=0.54.64kN/m（42m-0.26m-0.511m）2+12.59kN/m（42m-0.26-0.511m）2 =1585.14KNd、 柱自重标准值（取百分之50）=6.59kN/m（3.02m-0.1）44=405.94KNe、 梁自重标准值=3.97kN/m（42m-0.26m）4+3.97kN/m（16.5m-0.26m）9=1243.09KNf、 雪荷载标准值（取百分之50）=0.50.5kN/m246.4516.95=196.83KN第六层重力荷载代表值汇总：=+ =549.90kN+4309.97kN+1581.14kN+405.94kN+1243.09kN+196.83kN =8286.87KN第五层重力代表值计算：a、 楼面板结构层及构造层自重标准值=+ =3.35kN/m22.1m（42m+0.24m）+4.66kN/m2（42m+0.24m） （14.4m+0.12m） =3155.25KNb、 楼面梁自重标准值=3.97kN/m（42m-0.26m）4+3.97kN/m（16.5m-0.26m）9=1243.09KNc、墙自重标准值 =4.64kN/m（42m-0.26m-0.511m）2+12.59kN/m（42m-0.26-0.5 11m）2 =3363.08KNd、活荷载标准值（取50%）=2.0kN/m2（42m+0.24m）（