大学土木工程系毕业设计——太原市某学校办公楼毕业设计.docx
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1、第一部分结构设计第1章设计资料1.1 工程概况(1)本工程位于山西太原,用途为学校办公楼。(2)本工程为5层框结构。主体结构:地上5层,建筑层高分别为3.9m、3.6m、3.6m、3.6m、3.9m,结构层高分别为4.9m (从基础顶面算起,包括初估地下部分1.0m)、3.6m、3.6m、3.6m、3.9m,室内外高差0.45m。内走廊宽度为2.4m,办公室进深7.2m,其他条件见建筑图。(3)建筑设计使用年限50年。(4)本工程耐火等级为二级,屋面防水等级为III级,建筑耐久年限为一级。工期:不超过300天(日历天),2013年3月1日开工。1.2 工程地质条件根据地质勘察报告,场区范围内地
2、下水位为T2.00m,地下水对一般建筑材料无侵蚀作用,可不考虑土的液化。土质构成自地表向下依次为:(1)填土层:厚度约为0.5m,承载力特征值fak=80kPa,天然重度17. OkN/m:(2)黏土:厚度约为25m,承载力特征值*=240kPa,天然重度18. SkN/m)(3)轻亚黏土:厚度约为36m,承载力特征值fak=220kPa,天然重度18. OkN/m?。(4)卵石层:厚度约为29m,承载力特征值fak=300kPa,天然重度20. ZkN/m:1.3 气象资料气温:年平均气温20忆,最高温度38C,最低温度雨量:年降雨量800mm,最大降雨量110mm/d。基本风压:Wo=O.
3、40kN/m2基本雪压:0.35kN/mL1.4 抗震设防烈度建筑物所在地区抗震设防烈度为8度,设计地震分组为第一组,设计基本地震加速度值为0.20g。拟建场地土类型中软场地土,II类建筑场地,场地特征周期为0.35so1.5 材料梁、板、柱的混凝土均选用C30,梁、柱主筋选用HRB400,箍筋选用HPB300,板受力钢筋选用HRB335。第2章结构平面布置2.1 结构平面布置图根据建筑功能要求及框架结构体系,通过分析荷载传递路线确定梁系布置方案。本工程的各层结构平面布置图如图2.1、2.2所示。39000图2.1一层结构平面布置图39003900-三=3900 3900 |39007*一39
4、000 39003900390039003900290039003900:k39003900图2.2二一四层结构平面布置图7Q00700(1?Q0n WYlonn 7Qnn39000 *no 7onn7ono ?Qnn,3900139003900 L 39003900以39003900|39003900|3900o 图2.3五四层结构平面布置图2.2 框架梁柱截面尺寸确定2.3 2.1框架梁截面尺寸初估框架梁高取为,跨长,框架梁宽取为1梁高;次梁高取为,,跨长,次814231218梁宽取为梁高,根据梁的跨度初步选定。梁净跨与截面高度之比不宜小于4。23框架梁宽不宜小于工柱宽,且不小于250mm
5、。框架梁的截面中心线宜与柱中心线重2合,当必须偏置时,同一平面内的梁柱中心线间的偏心距不宜大于柱截面在该方向的工。4(D横向框架梁:A一B 跨:/0=9.6,取=900mm, b =350mmB-C 跨:/0=7.2加,取=700mm, b =350mm(2)纵向框架梁:A轴:lQ =7.8z,取/i = SOO mm, h =350mmB轴:/=7.8加,取力=800机加力=350mmc轴:/0=7.8机,取/= SOO mm, b =350mm(3)横向次梁:lQ =7.2加,取力=650mm,b =250mm(4)纵向连梁l0=7.8根,取力=750mm, b =250mm(5)卫生间纵
6、向两跨次梁:I。=3.9加,取力=400/nm, b =200/n/w2. 2.2框架柱截面初估图2.3框架柱的受荷面积(1)按轴压比要求初估框架柱截面尺框架柱的受荷面积如图2.3所示,框架柱选用C30混凝土,fc =14.37V/wm2,框架抗震等级为二级,轴压比n=0-8。1) 3轴与B轴相交中柱:N = yGqSnaa2/3=1.25x14x(8.4x7.8)x5x1.05x1,0x1.0=6019.65()Ac = bc x hc N/jNfe =6019.65 x 1000/(0.8x 14.3)=526193(/n/n2)因为=700x700=490000(加加2),故取中柱截面尺
7、寸为700mmX700mm。2) 4轴与A轴相交边柱:N = yGqSnaxa2/3=1.25 xl4x(4,8x 7,8)x 5x1.05x1,0x1.0=3439.8(KN)Ac = bc x hc N/(川/.)=3439.8 x 1000/(0.8 x 14.3)=300682(/n/n2)考虑到边柱承受偏心荷载且跨度较大,故取A轴边柱截面尺寸为700mmX700mmo3) 3轴与C轴相交边柱:N = yGqSnaa2/3=1.25xl4x(3.6 x 7.8)x5 xl.05xl.0xl.0=2579.85(KN)A.= bcxhcN/(juNfc)=2579.85 x 1000/(
8、0.8 x 14.3)=2255 ll(m/n2)考虑到边柱承受偏心荷载,故取C轴边柱截面尺寸为700mmX 700mm。4) 1轴与A轴相交柱:角柱虽然承受面荷载较小,但由于角柱承受双偏心荷载作用,受力复杂,故截面尺寸取与A轴边柱截面尺寸相同,即700mmX 700mm。故框架柱截面尺寸就一,种,即700mmX700mm。(2)校核框架柱截面尺寸是否满足构造要求1)按构造要求框架柱截面高度不宜小于400nlm,宽度不宜小于350mm。2)为避免发生剪切破坏,柱净高与截面长边之比宜大于4。取二层较短柱高,Hn =3600mm : H,Jh =3600/700=5.1443)框架柱截面高度和宽度
9、一般可取层高的1/10l/15oA(l/10l /15)H()=(1/10-1715)x4900=490327机皿取底层柱高为4900/w”)故所选框架柱截面尺寸均满足构造要求。第3章楼盖设计各层楼盖采用现浇钢筋混凝土梁板结构,梁系把楼盖分为一些双向板和单向板。楼板厚取100mm,雨篷部分板厚也取lOOmmo下面分别是二层楼盖和屋盖的设计。二层楼盖和屋盖的板平面布置图如图3.1所示。3.1楼板荷载3. 1.1恒荷载(1)不上人屋面恒荷载(板厚100mm)当板厚为100mm时,上人屋面的恒荷载计算见表3.1表3.1不上人屋面恒荷载(板厚100mm)构造层面荷载(kN/*)面层(刚性):40厚C2
10、0细石混凝土防水1.0防水层(柔性):三毡四油铺0.4找平层:20厚水泥砂浆0.020x20=0.40找坡层:40厚水泥石灰焦渣砂浆0.3%找平0.04x14=0.56保温层:80厚矿渣水泥0.08x14.5=1.16结构层:100厚现浇钢筋混凝土板0.10x25=2.5抹灰层:10厚混合砂浆0.01x17=0.17合计6.19取6.5(2)标准层楼面恒荷载(板厚100mm)当板厚为100mm时,标准层楼面的恒荷载计算见表3.2。构造层面荷载(kN/)板面装修荷载1.10结构层:100厚现浇钢筋混凝土板0.10x25=2.5抹灰层:10厚混合砂浆0.01x17=0.17合计3.77取4.0表3
11、.2标准层楼面恒荷载(板厚100mm)(3)雨篷恒荷载(板厚100mm)当板厚为100mm时,雨篷的恒荷载计算见表3.3。表3.3雨篷恒荷载(板厚100mm)构造层面荷载(kN 1)40细石混凝土面层1.00防水层0.30找坡0.50找平层0.40100厚现浇钢筋混凝土板0.10x25=2.5板底粉刷0.01x20=0.20合计4.9(4)卫生间恒荷载(板厚100mm)当板厚为100mm时,卫生间的恒荷载计算见表3.4。表3.4卫生间恒荷载(板厚100mm)构造层面荷载(kN Im2)板面装修荷载1.10找平层:15厚水泥砂浆0.015x20=0.30结构层:100厚现浇钢筋混凝土板0.1x2
12、5=2.5防水层0.30蹲位折算荷载1.5抹灰层:10厚混合砂浆0.01x17=0.17合计5.87取6.03.1.2活荷载活荷载取值见表3.5表3.5活荷载取值序号类别活荷载标准值(kN /府)1不上人屋面活荷载0.52办公室一般房间活荷载2.03走廊、门厅、楼梯活荷载2.54雨篷活荷载(按不上人屋面活荷载考虑)0.55卫生间活荷载2.03.2屋面板配筋计算为计算简便,板块的计算跨度近似取轴线之间的距离。L A区格板(图3.1)配筋计算lx =3.9mJv =7.2m,lx/lv =3.9/7.2=0.54,因此要按双向板计算。(1)荷载设计值恒荷载设计值:g =12x 4.0=4.8( K
13、N /病)活荷载设计值:4=1.4x 2.0=2.8( KN /)g + g/2=4.8+2.8/2=6.2(KN/m2)g/2=2.8/2=1.4(KN/m2)g + q =4.8+2.8=7.6(KN / m2)(2)内力计算计算弯矩时,考虑泊松比的影响,取5=0.2lx =3.9m,ly =7.2m,lx/lv =3.9/7.2=0.54跨中最大弯矩可简化为当内支座固支时,g+作用下的跨中弯矩值与当内支座较支时5作用下的跨中弯矩值两者之和。mx =(叫+ um2)(g + y)/o,+(叫+um2)总my =(啊+叫)(g +尼+(叫+”叫)y /()|支座最大负弯矩即为内支座固支时g+
14、q作用下的支座弯矩。团;=欣=m;(g+q)/:|%=机:=%2(g+q)/;单位板宽跨中弯矩:,、=(0.0388+0.2 x 0.0052) x 6.2 x 39+(0.0907+0.2x 0.0203) x 1.4 x3.92=3.76+2.02=5.78( mini)my =(0.0052+0.2 x 0.0388) x 6.2 x 3.92+(0.0203+0.2 x 0.0907) x 1.4x3.92=1.22+0.81=2.03(KN m/m)单位板宽支座弯矩:m = m =-0.0817x7.6x3.92=-9.44(m/m)m=m:=-0.0570x7.6x3.92=-6.
15、59(KN m/m)(3)截面设计板保护层厚度取20mm,选用8钢筋作为受力主筋,贝北短跨方向跨中截面有效高度(短跨方向钢筋放置在长跨方向的外侧,以获得较大的截面有效高度):%=一 c 一 d /2=100-20-4=4方向跨中截面有效高度:4P = h c 3d /2=1002012=68(/w/n)支座处%均为76mn)o截面弯矩设计值不考虑折减。计算配筋量时,取内力臂系数九=095, A,=M/0.95hJ,。板筋选用 HRB335, f.=300N/mm2o 配筋计算结果见表3.6。表3.6A区格板配筋计算位置截面M(KN m/m)As(mm2)选配钢筋实配钢筋跨中。方向765.782
16、678矶802794方向682.031058200251支座A边支座向)76-9.444368110457A边支座(/,向)76-6.5930481503352.B区格板(图3.1)配筋计算(1)4=7.8m,4=2.46,贝U LJly =7.8/2.4=3.252故按单向板计算。(2)荷载组合设计值由可变荷载效应控制的组合:g + q =1.2 x 4.0+ L4x 2.5=8.3(KN /*)由永久荷载效应控制组合:g+4=1.35x4.0+1.4x0.7x 2.5=7.85(KN/)故取由永久荷载效应控制的组合:g + q =8.3(KN/m2)o(3)内力计算取1m板宽作为计算单元,
17、按弹性理论计算,取B区格板的计算跨度为/0=2400/77/77 o如果B区格板两端是完全简支的情况,则跨中弯矩为 M=l/8(g+q濡,考虑到B区格板两端梁的嵌固作用,故跨中弯矩取为 M=l/10(g+q)/:; B区格板如果两端是完全嵌固,则支座弯矩为”=-l/12(g + q)/;,考虑到支座两端不是完全嵌固,故取支座弯矩为 M =-l/14(g +, B区格板的弯矩计算见表3.板表3.7B区格板的弯矩计算截面跨中支座截面跨中支座弯矩系数CC110_L14M =a(g+q)/;(KN mlm)4.78-3.41(4)截面设计板保护层厚度取20mm,选用6钢筋作为受力主筋,则板的截面有效高
18、度为:Iiq = h-c-d /2=100-20-6/2=77(mm)混凝土采用C30,则力=14.377/?一;板受力钢筋选用HRB335, fy =300N / mm2 oB区格板配筋计算见表3.8O表3.8B区格板的配筋计算截面跨中支座M(KN m/m)4.78-3.414=M /(a J嫄)0.05640.0402ys =0.5(1+ Jl -2a,)0.9710.979A,=M(mm2)213151选配钢筋613060130实配钢筋(mm)2182183. C区格板(图3.1)配筋计算lx =3.9m,lv =5.m,lx/lv =3.9/5.1=0.76,因此要按双向板计算。(1)
19、荷载设计值卫生间恒荷载设计值:g =1.2x 6.0=7.2( AT/m2)卫生间活荷载设计值:q =1.4x2.5=3.5(KN/,”2)g+q/2=7.2+3.5/2=8.95(KN/m2)q/2=3.5/2=1.75(KN/zn2)g + q =7.2+3.5=10.5(KN/m2)(2)内力计算单位板宽跨中弯矩:mx =(0.0291+0.2x0.0133)x 8.95 x 3.92+(0.0608+0.2 x 0.0320) xl.75x 3.92=6.11(KN mini)mv =(0.0133+0.2 x 0.029 l)x 8.95 x 3.92+(0.0320+0.2 x 0
20、.0608) xl.75x 3.92=3.78(KN mini)单位板宽支座弯矩:m= m:=-0.0694x 10.5x3.9?=-11.08(KN m/m)m=m=-0.0566x10.5x3.92=-9.04(A: minx)(3)截面设计板保护层厚度取20mm,选用8钢筋作为受力主筋,贝北短跨方向跨中截面有效高度(短跨方向钢筋放置在长跨方向的外侧,以获得较大的截面有效高度):= A-c-J/2=100-20-4=76(mw)4方向跨中截面有效高度:%2=%-c-3d/2=10020-12=68(/ww)支座处%均为76mmo截面弯矩设计值不考虑折减。计算配筋量时,取内力臂系数九=095
21、, A=M/0.95%。板筋选用HRB335, fy=300N/min2o配筋计算结果见表3.6。表3.6A区格板配筋计算位置截面M(KN m/m)选配钢筋实配钢筋跨中/,方向766.112828150335方向683.781958200251支座A边支座(/.向)76-11.8545100120654A边支座(4向)76-9.0441780120419第4章楼梯设计4.1第一层楼梯设计本框架的楼梯采用钢筋混凝土板式楼梯,由于第一层和其他层的层高不一样所以每层楼梯分别设计。第一层楼梯平面布置见图4.1。图4. 1楼梯结构布置图4.1.1 楼梯梯段斜板设计考虑到第跑楼梯梯段斜板两端与混凝土楼梯梁
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