中学教学楼设计毕业设计计算书.doc
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1、.1/62毕业设计说明书毕业设计说明书题题目：目：市市 xxxx 中学教学楼设计中学教学楼设计学学院：院：专专业：业：建筑工程技术建筑工程技术学学号：号：姓姓名：名：指导教师：指导教师：完成日期：完成日期：.2/62摘要摘要根据教学楼设计规和其它相关标准，以与设计要求和提供的地质资料，设计该框架结构教学楼。按照先建筑后结构，先整体布局后局部节点设计步骤设计。主要容包括：设计资料、建筑设计总说明、建筑的平面、立面、剖面图设计说明，以与其它局部的设计说明；结构平面布置与计算简图确定、荷载计算、力计算、力组合、主梁截面设计和配筋计算、框架柱截面设计和配筋计算、次梁截面设计配筋计算、楼板和屋面设计、楼
2、梯设计，根底设计等。其中附有风荷载作用下的框架弯矩、剪力和轴力图；纵向和横向地震荷载作用下的框架弯矩、剪力和轴力图；恒荷载和活荷载作用下的框架弯矩、剪力和轴力图以与梁柱的力组合表。关键词：框架、重力荷载代表值；现浇钢筋混凝土结构；力组合；弯矩调幅。绪论绪论毕业设计是大学教育培养目标实现的重要阶段，是毕业前的综合学习阶段,是深化、拓宽、综合教和学的重要过程,是对大学期间所学专业知识的全面总结。本组毕业设计题目为市 xx 中学教学楼。在毕设前期，我温习了结构力学、钢筋混凝土设计、建筑结构抗震设计等书籍，并借阅了抗震规、混凝土规、荷载规等规。在毕设中期，我们通过所学的根本理论、专业知识和根本技能进展
3、建筑、结构设计。在毕设后期，主要进展设计手稿的电脑输入，并得到教师的审批和指正，使我圆满的完成了任务，在此表示衷心的感。毕业设计的三个月里，在指导教师的帮助下，经过资料查阅、设计计算、论文撰写，加深了对新规、规程、手册等相关容的理解。巩固了专业知识、提高了综合分析、解决问题的能力。在进展力组合的计算时，进一步了解了 Excel。在绘图时熟练掌握了AutoCAD、天正、探索者等绘图软件，以上所有这些从不同方面达到了毕业设计的目的与要求。框架结构设计的计算工作量很大，在计算过程中以手算为主，辅以一些计算软件的校正。由于自己水平有限，难免有不妥和疏忽之处，敬请各位教师批评指正。.3/621 建筑设计
4、理念与设计依据建筑设计理念与设计依据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。纵观教学建筑的开展历史，无不表达着人类文化、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。随着时代的开展，办公楼的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进展了详细研究，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。教室以与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，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。
5、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要求而且更加人性化。8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“安全，适用，经济，美观的原那么，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根底。1.2 工程概况本设计教学楼位于市，用地 755 方米，红线围为 50m20m。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
6、通条件的因素，更强调人与自然环境的协调统一，比拟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，教师办公室，合班教室，舞蹈教室，多媒体教室等。设计标高：室外高差：45mm。墙身做法：墙身采用 240 厚的加气混凝土块。粉刷为混合沙浆浆底，纸筋抹灰面，厚20mm,墙涮两度涂料,外墙贴砖。楼面做法：楼面石楼面，预应力空心板，20 厚板底抹灰。屋面做法上人屋面：见建筑设计局部。门窗做法：塑钢窗和木门。地质资料：工程地质和水文地质.4/62建筑场地的地质钻孔资料如下表：表 1 地质资料岩土名称土层厚度m层底高程m承载力特征值akaKpa砂质粘土1.5-0.52
7、20砾石层1.5 米以下-1.8380场地土的特征周期卓越周期为 0.30s，勘测时间，勘测围未见地下水。地震烈度：6 度，设计根本地震加速度为 0.1g，类场地，设计地震分组为第一组，抗震等级三级。根本风压：0=0.30KN/m2雪压：0.30 KN/m2，地面粗糙度类别为 B 类。上人屋面活荷为 2.0KN/m2，走廊、楼梯活荷载为 2.5KN/m2，卫生间楼面活荷载为 2.0KN/KN/m2，教室楼面活荷为 2.0KN/KN/m2。1.3 设计依据设计依据(1)大学大学教学楼毕业设计论文任务书(2)大学教学楼毕业论文开题报告(3)相关建筑设计规2 建筑设计建筑设计2.1 平面设计该建筑物
8、总长度为 73.67m，总宽度为 45.17m，共五层，总建筑面积为 4700m2,主体结构采用现浇钢筋混凝土框结构。图图 2-1建筑平面图建筑平面图.5/622.1.1 使用局部的平面设计使用房间面积的大小，主要由房间部活动的特点，使用人数的多少以与设备的因素决定的，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：表 2-1 房间设置表项目每间面积间数合计单间容纳人数普通教室5824139250视听与合班教室2204880200音乐教室1002200100舞蹈教室150115050语音教室130226050微机教室130565050教师办公室60106008
9、学生会等活动中心304120电教中心70170厕所男女用每层按规定设置其他楼梯、走廊等2.1.2 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，门扇开向室外。为了在发生危险时便于疏散，正面大门采用两扇宽为 1.8m 的双扇门，走廊两端的采用 0.75m 的双扇门，均向外开。2.1.3 窗的大小和位置房间中窗的大小和位置主要是根据室采光通风要求来考虑。采光方面，窗的大小直
10、接影响到室照明是否充足。各类房间照明要由室使用上直接影响到室是用上准确细密的程度来确定的。通常以窗口透光局部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。.6/62教室采光面积比为 1/61/8，走廊和楼梯间大于 1/10。教室采光面积比为1.8 1.80.333.3 3.0，在围之楼梯间:1.8 1.20.223.3 3.0均满足要求。2.1.4 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，这样使得卫生间比拟隐藏，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。
11、在本设计中，每层大约有 400 人上课，按规规定:男卫生间：大便器 5 具/80 人，设 5 具；小便器 1 具/40 人，设 10 具；女卫生间：大便器 1 具/40 人，设 10 具；洗手盆：1 具/200 人，设 2 具。2.1.5 交通局部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。由于走廊为外走廊，走廊宽度采用 2100mm，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局部，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
12、的宽度，梯段的宽度通常不小于1100mm1200mm。2.2 立面设计结构韵律和虚实比照，是使建筑立面富有表现力的重要设计手法。建筑立面上结构构件或门窗作用有规律的重复和变化，给人们在视觉上得到类似音乐诗歌中节奏韵律变化的感受效果。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部空间的组合特点，美观问题严密地结合功能要求，同时，建筑物所在地区的气候、地形、道路、原有的建筑物以与绿化等基地环境，也是影响建筑物立面设计的重要因素。2.3 建筑剖面设计为防止室外雨水流入室，并防止墙身受潮，将使地坪提高到室外地坪 450mm。首层、.7/62标准层与顶层层高
13、均为 3.9m。2.4 其它局部详细做法和说明根据设计规，采用如下设计(1).根底墙基防潮层：在0.045 以下根底两侧均用防水水泥砂浆防潮,20 厚的 1：2 水泥砂浆掺 5避水浆，位置一般在0.045 标高处,适用于砖墙墙身。(2)地面：人造石板地面20 厚 1：2 水泥砂浆找平层100 厚 C30 混凝土100 厚素土夯实(3)楼面：人造石板地面20 厚 1：2 水泥砂浆找平层180 厚预应力空心板20 厚底板抹灰(3)踢脚台度做法：釉面瓷砖踢脚台度5 厚釉面砖白瓷砖水泥擦缝5 厚 1：1 水泥细砂结合层12 厚 1：3 水泥砂浆打底(4)墙面做法：水泥砂浆粉面：刷喷墙涂料10 厚 1：
14、2 水泥砂浆抹面15 厚 1：3 水泥砂浆打底(5)外墙面：用 15 厚 1：3 水泥沙浆找平，20060 高级无釉质瓷砖饰面。(6)a、五层上人屋面做法：卷材防水屋面：.8/6240 厚钢筋混凝土板平均厚度 100mm 厚矿渣找坡层二毡三油防水层20 厚 1:3 水泥砂浆找平15 厚水泥水泥砂浆抹灰(7)水泥台阶：花岗岩面层20 厚 1：25 水泥砂浆抹面压实抹光素水泥浆一道 70 厚 C15 号混凝土厚度不包括踏步三角局部台阶面向外坡 1%200 厚碎石或碎砖石灌 M2.5 号混合砂浆素土夯实坡度按工程设计(8)散水做法：20 厚 1：2 水泥砂浆抹面、压实抹光60 厚 C15 混凝土素土
15、夯实向外坡 4%备注：散水宽度应在施工图中注明每隔 6m 留伸缩缝一道，墙身与散水设 10 宽，沥青砂浆嵌缝。宽 600900mm坡度 35%(9)主体为现浇钢筋混凝土框架结构，楼盖与屋盖均采用装配式楼盖结构。整个设计过程中，在满足设计任务书提出的功能要求前提下，同时遵循“安全，适用，经济，美观的 原那么，结构布置合理，房间利用率比拟高，适用性很强，同时又不失美观。3 结构设计说明结构设计说明3.13.1 工程概况工程概况某中学教学楼，设计要求建筑面积约 4700m2，5 层。经多方论证，结构为钢筋混凝土框架结构。.9/623.23.2设计主要依据和资料设计主要依据和资料3.2.13.2.1设
16、计依据设计依据a)国家与省现行的有关结构设计规、规程与规定。b)本工程各项批文与甲方单位要求。c)本工程的活载取值严格按建筑结构荷载规 GB50009-2001执行。3.2.2设计资料1 房屋建筑学工业大学2 混凝土结构上、下理工大学3 根底工程同济大学4 建筑结构设计东南大学5 结构力学人民教育6 地基与根底工业大学7 工程结构抗震8 简明建筑结构设计手册9 土木工程专业毕业设计指导科学10 实用钢筋混凝土构造手册11 房屋建筑制图统一标准BG50001-200112 建筑结构制图标准BG50105-200113 建筑设计防火规GBJ168714 民用建筑设计规GBJI0I8-715 综合医
17、院建筑设计规JGJ49-8816 建筑楼梯模数协调标准GBJI0I-8717 建筑结构荷载规GB5009-200118 建筑结构可靠度设计统一标准GB50068-200119 混凝土结构设计规GB50010200220 地基与根底设计规GB5007-200221 建筑抗震设计规GB50011200122 砌体结构23 简明砌体结构设计施工资料集成中国电力24 土木工程专业毕业设计指南中国水利水电25 土建工程图与 AutoCAD科学26 简明砌体结构设计手册机械工业27 砌体结构设计手册28 砌体结构设计规GB500102002本工程采用框架结构体系，抗震等级为六级。本工程耐火等级为二级，其建
18、.10/62筑构件的耐火极限与燃烧性能均按民用建筑设计规GBJI0I8-7执行.全部图纸尺寸除标高以米为单位外均以毫米为单位。本工程结构图中所注标高均为结构标高。3.33.3 结构设计方案与布置结构设计方案与布置钢筋混凝土框架结构是由梁，柱通过节点连接组成的承受竖向荷载和水平荷载的结构体系。墙体只给围护和隔断作用。框架结构具有建筑平面布置灵活，室空间大等优点，广泛应用于电子、轻工、食品、化工等多层厂房和住宅、办公、商业、旅馆等民用建筑。因此这次设计的市xx中学教学楼采用钢筋混凝土框架结构。按结构布置不同，框架结构可以分为横向承重，纵向承重和纵横向承重三种布置方案。本次设计的教学楼采用横向承重方
19、案，竖向荷载主要由横向框架承当，楼板为预制板时应沿横向布置，楼板为现浇板时，一般需设置次梁将荷载传至横向框架。横向框架还要承受横向的水平风载和地震荷载。在房屋的纵向那么设置连系梁与横向框架连接，这些联系梁与柱实际上形成了纵向框架，承受平行于房屋纵向的水平风荷载和地震荷载。3.43.4 变形缝的设置变形缝的设置在结构总体布置中，为了降低地基沉降、温度变化和体型复杂对结构的不利影响，可以设置沉降缝、伸缩缝和防震缝将结构分成假设干独立的单元。当房屋既需要设沉降缝，又需要设伸缩缝，沉降缝可以兼做伸缩缝，两缝合并设置。对有抗震设防要求的的房屋，其沉降缝和伸缩缝均应该符合防震缝的要求，并进可能做到三缝合一
20、。3.53.5构件初估构件初估3.5.1柱截面尺寸确实定柱截面高度可以取1/15 1/20hH，H 为层高；柱截面宽度可以取为1 2/3bh。选定柱截面尺寸为 400 mm400mm.11/623.5.2梁尺寸确定框架梁截面高度取梁跨度的 l/8l/12。该工程框架为纵横向承重，根据梁跨度可初步确定框架梁 300mm700mm3.5.3楼板厚度楼板为预应力空心板，根据经验板厚取 180mm 与 120mm。3.63.6根本假定与计算简图根本假定与计算简图3.6.1根本假定第一：平面结构假定：该工程平面为正交布置，可认为每一方向的水平力只由该方向的抗侧力结构承当，垂直于该方向的抗侧力结构不受力。
21、第二：由于结构体型规整，布置对称均匀，结构在水平荷载作用下不计扭转影响。3.6.2计算简图在横向水平力作用下，连梁梁对墙产生约束弯矩，因此将结构简化为刚结计算体系，计算简图如后面所述。3.73.7 荷载计算荷载计算作用在框架结构上的荷载通常为恒载和活载。恒载包括结构自重、结构外表的粉灰重、土压力、预加应力等。活荷载包括楼面和屋面活荷载、风荷载、雪荷载、安装荷载等。高层建筑水平力是起控制作用的荷载，本建筑物在六度远震区，且层高不超过 40 米，不考虑地震荷载作用。竖向荷载主要是结构自重恒载和使用荷载活载。结构自重可由构件截面尺寸直接计算，建筑材料单位体积重量按荷载规取值。使用荷载活荷载按荷载规取
22、值，楼面活荷载折减系数按荷载规取用。3.83.8 侧移计算与控制侧移计算与控制框架结构的侧移由梁柱杆件弯曲变形和柱的轴向变形产生的。在层数不多的框架中，柱轴向变形引起的侧移很小，可以忽略不计。在近似计算中，一般只需计算由杆件弯曲引起的变形。当一般装修标准时，框架结构在地震作用下层间位移和层高之比、顶点位移与总高之比分别为 1：650，1：700。.12/62框架结构在正常使用条件下的变形验算要求各层的层间侧移值与该层的层高之比不宜超过 1/550 的限值。3.93.9力计算与组合力计算与组合3.9.1竖向荷载下的力计算竖向荷载下力计算首先根据楼盖的结构平面布置，将竖向荷载传递给每榀框架。框架结
23、构在竖向荷载下的力计算采用分层法计算各敞口单元的力，然后在将各敞口单元的力进展叠加；连梁考虑塑性力重分布而进展调幅，按两端固定进展计算。3.9.2水平荷载下的计算利用 D 值法计算出框架在水平荷载作用下的层间水平力，然后将作用在每一层上的水平力按照该榀框架各柱的刚度比进展分配，算出各柱的剪力，再求出柱端的弯矩，利用节点平衡求出梁端弯矩。3.9.3力组合第一：荷载组合。荷载组合：恒荷载+活荷载 恒荷载+风荷载 恒荷载+活荷载+风荷载第二：控制截面与不利力。框架梁柱应进展组合的层一般为顶上二层，底层，混凝土强度、截面尺寸有改变层与体系反弯点所在层。框架梁控制截面与不利力为：支座截面，Mmax，Vm
24、ax，跨中截面，Mmax。框架柱控制截面为每层上、下截面，每截面组合：Mmax 与相应的 N、V，Nmax与相应 M、V，Nmin与相应 M、V。3.103.10根底设计根底设计在荷载作用下，建筑物的地基、根底和上部结构 3 局部彼此联系、相互制约。设计时应根据地质资料，综合考虑地基根底上部结构的相互作用与施工条件，通过经济条件比拟，选取安全可靠、经济合理、技术先进和施工简便的地基根底方案。根据上部结构、工程地质、施工等因素，优先选用整体性较好的独立根底。3.113.11施工材料施工材料第一：本工程中所采用的钢筋箍筋为级钢，fy=210N/m,主筋为级钢，.13/62fy=300N/m。第二：
25、柱梁钢筋混凝土保护层为35mm,板为15mm。第三：钢筋的锚固和搭接按国家现行规执行。第四：本工程所有混凝土强度等级均为C30。第五：墙体外墙与疏散楼梯间采用240厚蒸压灰砂砖。第六：门窗洞上方设置钢筋混凝土过梁。3.123.12施工要求与其他设计说明施工要求与其他设计说明第一：本工程上部楼板设计时未考虑较大施工堆载均布，当外荷载达到3.0Kn/m时，应采取可靠措施予以保护。第二：施工缝接缝应认真处理，在混凝土浇筑前必须去除杂物，洗净湿润，在刷2度纯水泥浆后，用高一级的水泥沙浆接头，再浇筑混凝土。第三：未详尽说明处，按相关规执行。4设计计算书设计计算书4.14.1设计原始资料设计原始资料1、气
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