土木工程毕业设计计算书最终版.doc

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1、土木工程毕业设计计算书最终版毕 业 设 计 中 文 摘 要 钢筋混凝土结构具有良好的受力性能，能充分发挥混凝土及钢筋的力学性能，比钢结构耐火时间长。钢筋混凝土框架结构的优点：空间布置灵活、有一定的水平抗侧力,结构抗震性能优良,该结构体系可用于学校、医院、宾馆、住宅等民用及一些工业厂房。如在地震多发地,使用混凝土框架结构体系必须进行抗震设计，目前唐山地区房屋建筑地震烈度是8度.本次设计是中学教学楼，对于中学教学楼设计，采用钢筋混凝土框架结构再合适不过了，既可以满足教室空间方面的布置，又可以满足结构方面的严格安全要求。关键词：钢筋混凝土结构、抗震设计毕 业 设 计 外 文 摘 要Title Des

2、ign of middle school teaching building in Tangshan City second Abstract reinforced concrete with good mechanical properties and more longer fireresistant time than steel structure can give full play to concrets and reinforcing steels mecahnical properties。there are many advantages of reinforced conc

3、rete frame structure，such as flexible arrangement of space,a certain level of lateral force resisting system and wonderful earthquake resistance of structure.This kind of structure can be used in schools， hospitals，hotels,residential and some industrial plants. In earthquake prone zone，when we use c

4、oncrete frame structure，we should carry out seismic design.The current housing construction in Shanghai is the second level of earthquake， seismic intensity of 7 degrees. This design is for middle shcool building。For middle school teaching building design， the use of reinforced concrete frame struct

5、ure can be appropriate， can meet the classroom space layout， but also can meet the structural aspects of the strict safety requirements.Key words： reinforced concrete structure 目 录1 引言12 建筑设计概述12。1 设计依据12。2 设计规模12.3 各部分工程构造13 结构方案设计23。1 设计资料24 荷载计算34.1初估梁柱截面34.2梁柱线刚度44。3 荷载计算55 框架在竖向荷载作用下的内力分析85.1计算

6、方法和荷载传递路线85.2竖向荷载计算95.3梁固端弯矩105.4框架弯矩图115.5梁端剪力155.6柱轴力和剪力186 水平荷载作用下的框架内力分析246.1 框架柱侧移刚度计算246.2水平地震作用分析256.3验算框架层间弹性位移角266.4水平地震作用下框架柱剪力和弯矩计算276.5地震作用下框架梁端剪力和柱轴力标准植297 内力组合和最不利内力确定327。1框架梁内力组合327。2框架柱内力组合328框架结构配筋计算338。1框架梁截面设计338。2 中框梁368.3框架柱配筋计算399 板配筋计算4010 板式楼梯计算5411 基础配筋计算61结 论69致 谢70参考文献711

7、引言根据河北科技大学建筑工程学院设计的要求进行此毕业设计。题目是“唐山市第二中学教学楼设计”。内容由建筑设计和结构设计两部份组成。由于教学楼属于公共建筑，所以设计中需要严格按照相应规范进行设计。钢筋混凝土框架结构的建筑物越来越普遍。由于钢筋混凝土结构与砌体结构相比较具有承载力大、结构自重轻、抗震性能好、建造的工业化程度高等优点,对于唐山市教学楼来说不乏是一个好的选择。2 建筑设计概述2。1 设计依据 (1) 依据土木工程专业11届毕业设计任务书(2) 建筑结构荷载规范（GB500092012）(3) 混凝土结构设计规范(GB50010-2010)(4) 建筑抗震设计规范(GB50011-201

8、0)(5) 建筑地基基础设计规范（GB50007-2011)及有关授课教材、建筑设计资料集、建筑结构构造上资料集等相关资料。(6) 遵照国家规定的现行各种设计规范、有关授课教材、建筑设计资料集、建筑结构构造上资料集等相关资料.2.2 设计规模(1) 本次设计的题目为“ 唐山市第二中学教学楼设计 (2) 建筑面积:5503。68 m，结构共六层,层高均为3.9m,(3) 室内外高差0。450m，室外地面标高为0。450m.2.3 各部分工程构造（1） 屋面： 防水层：SBS改性沥青防水卷材 找平层：1：3 水泥沙浆25mm厚 保温层：1：10水泥珍珠岩砂浆120厚 找坡层：1：8水泥陶粒100m

9、m 结构层:150mm厚钢筋混凝土板 板底抹灰：20mm厚板下混合砂浆抹灰(2) 楼面: 瓷砖地面（包括水泥粗砂打底） 素水泥浆结合层一道 1：3水泥砂浆找平18mm150mm厚钢筋混凝土板20mm厚板下抹灰（3） 厕所: 20mm厚水泥砂浆地面 50mm厚防水砂浆 200mm厚蒸压粉煤灰砖 20mm厚水泥砂浆抹灰（4） 墙体：外墙300mm厚蒸压粉煤灰砖,内墙为200mm厚蒸压粉煤灰砖，楼梯间墙为200厚蒸压粉煤灰砖，厕所均为200厚蒸压粉煤灰砖。（5) 门窗：门厅处为铝合金门，其他均为木门。双推拉塑钢窗，单层玻璃全封闭窗。(6） 基础:独立基础。3 结构方案设计3.1 设计资料（1)、使用

10、要求 1）建筑面积50006000平方米，层数：地上56层。 2）各层房间用途及面积要求：每层除普通教室外，要求设教师休息室、储藏间，饮水间，男女卫生间。 3）各层层高：要满足教室采光、通风要求,并综合考虑建筑结构的合理性。 4）垂直交通:根据安全疏散和防火要求设置楼梯,其数量和位置由设计人定。 5）立面造型及内外装修：南立面为主入口立面，作重点处理，其它作一般处理，内外装修设计人自定。 6）构造设计：建筑构造力求简单，施工方便。（2）、设计内容 1） 建筑方案及初步设计； 2） 建筑平面、立面和剖面设计； 3） 主要部位的建筑构造设计及材料作法; 4） 绘制建筑施工图.（3）结构设计要求及内

11、容 1)技术条件（唐山） 气象水文地质条件： 风玫瑰图：夏季东南风，冬季西北风; 温度：最热月 平均31C，最冷月平均-9C ； 雨量：年降雨量为875mm； 地下水：无侵蚀性,在地面以下6m; 地质资料：700mm表土以下为亚粘土，地基承载力设计值为210Kpa； 地面粗糙度：C类,基本风压0。45KN/m2，基本雪压:0。40KN/m2。 场地类别为类，冻土深度0.8m，抗震设防烈度8度,设计地震分组第一组， 地震基本加速度值0。20g。2)结构形式 钢筋混凝土框架结构。(4）设计内容 1）确定结构方案:上部结构方案与布置;楼（屋)面结构方案与布置；基础方案与布置；结构措施及其特殊部位的处

12、理等。 2）结构设计计算内容包括：荷载汇集；地震作用计算；竖向荷载作用计算；荷载组合及内力分析；一品框架配筋计算；现浇板配筋计算;楼梯配筋计算；基础及基础梁配筋计算；其它必要的结构构件配筋计算。4 荷载计算4。1初估梁柱截面（1） 由轴压比限值条件N/fcA0。9（三级框架)（框架柱的负荷面积内每平米按15KN/m2初估)A=bh b=h =535.9mm 初估：柱截面：bh=650mm650mm. （2）梁截面 主梁： 边跨取 中跨取 取b=300mm 次梁：（3） 楼板： 4.2梁柱线刚度 在计算梁的线刚度时，考虑楼板对梁刚度有利影响，认为翼缘参加工作，为简化计算，先按矩形截面计算惯性矩，

13、然后乘以一个增大系数。现浇钢筋砼梁：边框架梁=1.5I0 中框架梁=2I0柱采用30混凝土 梁采用30混凝土，C3.0107 KN/mI0=1/12bh3(m4) i单位:KN。m框架梁线刚度计算部位截面（m）长度l（m)截面惯性矩I0 （m4）边框架中框架I=1。5I0(m4)i=EI/l（KN。m)I=2I0i=EI/l(KN.m)边梁0.30。76。98。5710312。8610-347629.61。7110-263333中梁0.30.53。03。1310-34。69103390830.6310252500边梁0.30。76.98.5710-312.8610-347629.61。7110

14、263333柱线刚度计算层数砼强度截面宽度b/mm截面高度H/mm柱高L/mm砼弹性模量Ec/Pa截面惯性矩I/mm4线刚度i/KN.m16C30506503900300001.0810100。831054。3 荷载计算（1） 层数划分及计算简图如图：（2） 荷载汇集 1、恒载 1）屋面荷载:(为不上人屋面) 防水层：SBS改性沥青防水卷材 0.4 KN/m 找平层：25mm1：3水泥沙浆 250.02=0.5KN/m 保温层：120mm厚水泥珍珠岩 0.124=0。48 KN/m 找坡层：水泥陶粒100mm厚 140。1=1.4KN/m 结构层：150mm厚钢筋砼现浇板 0.1225=3。0

15、0 KN/m 10mm厚板底抹灰 0。0117=0。17 KN/m Gk=gk=6。7KN/m 计 算 简 图 2）楼面： 瓷砖地面 （包括粗砂打底） 0.55 KN/m找平层：25mm 1：3水泥沙浆 250。02=0。5KN/m150mm厚钢筋砼现浇板 0.1525=3。75KN/m10mm厚板底抹灰 0.0117= 0。17KN/ m Gk=gk=5.27KN/m3)梁重：（考虑梁上抹灰,取梁自重26KN/m3） 主 梁： 边跨260.70.3=5。46KN/m 中跨 260.50。3=3.9 KN/m 次 梁： 260。50。3=3.9 KN/m4）墙重： 抹灰：外 墙 面 外 抹 灰

16、： 20厚水泥砂浆 0.4 KN/m2 外墙面及内墙面抹灰：20厚石灰砂浆 0.34 KN/m2 总墙重： 外墙：底层：150。30+0。4+0。34=5.24 KN/m2 内墙：底层：150.20+0.342 =3。68 KN/m25）柱：（取柱子自重26KN/m3） 各 层：260。650。65 =10.99KN/m6）门:0.2KN/m2 窗：0。3KN/m22、活荷载： 雪活载: 0.4KN/m2 厕所： 2。0 KN/m2 教学楼： 2。0 KN/m2 走廊、楼梯: 3.5 KN/m2不上人屋面： 0.5 KN/m23、各层楼层重量 六层上半层 女儿墙：0。300.6(7。814+6

17、。94+32)25=515。52KN 屋 面： （7.87）（6。92+3）6.95=6375。09KN 主 梁： 5。46（54。64+6。916)+3.938=1888.6KN 次 梁： 3。96。916=430.56KN 柱 子:3。90。53210。99=685。78KN 内 墙：0.5（7。80.23.91.22。420.2)14+3。96.90.21215=1002。23KN 外 墙:0。5（7。80.33。9-2。42。420。3)14+6396。90。3415=837.53KN6=+0。5活=12356.57+0.50.5917.28=12585.89KN 六层下半层和五层上半

18、层 柱 子:3。93210.99=1371.6KN 屋 面：(7。87）（6。92+3)5.27=4834。06KN 主 梁： 5.46(54。64+6.916）+3.938=1888。6KN 次 梁: 3.96。916=430.56KN 外 墙: （7.80.33.9-2。42.420。3)14+6396.90.3415=1675.05KN 内 墙: （7.80.23.91。22。420.2）14+3.96。90.21215=2004.45KN =14366。63KN = =15283。90KN二层下半层和一层上半层柱 子：3。93210.99=1371。6KN屋 面：(7。87）（6.92

19、+3)5.27=4834。06KN主 梁： 5.46(54。64+6.916）+3。938=1888.6KN次 梁: 3。96。916=430.56KN外 墙： (7.80.33。9-2。42.420.3）14+6396。90。3415=1675.05KN内 墙 (7.80。23。9-1。22。420.2）14+3。96.90.212 15=2004。45KN =14366。63KN =+0。52活=15283.90KN =15283.90KN G=190417.66KN A=5503。6 G/A=190417。66/5503。6=16.43KN/m25 框架在竖向荷载作用下的内力分析5.1计

20、算方法和荷载传递路线（1）计算方法 框架结构在竖向荷载作用下的内力计算采用力矩分配法，因为框架结构对称,荷载对称；又属于奇数跨，故在对称轴上梁的截面只有竖向位移没有转角.对称截面可取为滑动端.弯矩二次分配法是一种近似计算方法,即将各节点的不平衡弯矩同时作分配和传递,并以两次分配为限.（取一榀横向框架）（2）荷载传递路线对于边跨板，为7。8m6.9m,由于7。8/3。03。0 所以按双向板计算对于中跨板，为6.9m3。0m,由于6。9/3。03。0 所以按双向板计算5。2竖向荷载计算（1）AB(CD)轴间框架梁 板传至梁上的三角形或梯形荷载等效为均布荷载。 1）屋面板传载荷载传递路线 恒载：6.

21、9567.8/2（1-20。572+0。572） 2=33.18KN/m 活载：0.56.9/2（120.572+0.572) 2=22。087KN/m 2）楼面板传荷7.8/2(120。6572+0.572) 2=26。162KN/m 活载：2.56.9/2（120.572+0。57) 2=10.43KN/m 3）梁自重:5。46 KN/m AB（CD） 轴间框架梁均布荷载为： 屋面梁：恒载=梁自重+板传荷载=5.46 KN/m+33。18 KN/m=38。64 KN/m 活载=板传荷载=2.087 KN/m 楼面梁：恒载=梁自重+板传荷10.43 KN/m（2） BC轴间框架梁 1)。屋面

22、板传载 恒载：6。957。8/45/8 2=19。38KN/m 活载：0.57.8/45/8 2=1.218KN/m 2）.楼面板传荷载 恒载：5。277.8/45/82=815.28KN/m 活载:2.57。8/45/82=6。093KN/m 3）。梁自重：3。9KN/m BC 轴间框架梁均布荷载为：=3。9 KN/m+19。38 KN/m=23.28 KN/m 1。218KN/m =3.9 KN/m+15.28KN/m=19。18 KN/m=6.093KN/m5.3梁固端弯矩梁端弯矩以绕杆端顺时针为正,反之为负。固端弯矩=(均布荷载跨度)/12=ql2/12荷载部位边跨中跨跨度均布荷载固端

23、弯矩跨度均布荷载固端弯矩左右左右恒荷载顶层6.938.64-153。3153。3323.2817.4617。46其它层6。931。62-125。45125。45319。1814.3914.39活荷载顶层6.92.0878.288.2831.22-0.920.92其它层6。910。4341.3841.3836。094。574。57竖向荷载作用下框架梁的固端弯矩框架计算简图5。4框架弯矩图 竖向活载作用下框架弯矩图梁弯矩的调幅（由于钢筋混凝土结构具有塑性内力重分布性质，因此在重力荷载作用下对梁端弯矩进行调幅,调幅系数为0.8；对跨中弯矩进行调幅,调幅系数1.2。）1、恒载作用下的弯距楼层AB跨左端

24、中间右端MMMMMM6-114.7391。78101.08121。30143。02114.425118.2594.6068.9782.76-120。17-96。144-111.1588.9272。7387.28-119.7695.813112.5490。0372.0486.45119.74-95。792113。0890.4671.7286.06199。84159.871-109。28-87。4274。0188。81-119.0695。25注： 1）M为调幅后的弯距。2）弯矩符号逆时针为正楼层BC跨左端中间右端MMMMMM6-62.8050.2436。32-43。58-62。80-50.245-

25、28.23-22.58-6.327.5828。2322.58434.31-27.45-12。4014。8834.31-27.45333。2626.6111。3513.6233。2626.612-32。7126。1710.8012.96-32.71-26.171-36。8129.45-14.90-17。8836.8129.452、 活载作用下的弯距楼层AB跨左端中间右端MMMMMM68。166。534.575。48-6.505。205-36。10-28.8824.3829。2639。2831.42437。33-29。8623。6628。3939.49-31.593-36.99-29。5923.8

26、428。61-39.47-31.58237.35-29.8823。6528。38-39.49-31.591-36.06-28.8524.4329.3239.2331。38楼层BC跨左端中间右端MMMMMM6-6。505.20-0。120。146。505。205-15.8112。65-4。99-5.99-15.8112。65414。0811.26-3。724.4614。08-11。263-14.29-11。43-4。01-4.81-14。29-11。432-14.88-11.90-3.70-4。4414.8811.90111.349。07-5。096。11-11。349.07注: 1）M为调幅后

27、的弯距。2）弯矩符号逆时针为正5。5梁端剪力:均布荷载下： 1、 恒载作用下梁端剪力楼层q（KN/m）L（m)ql/2M/LV左V右AB跨梁端剪力638.646。90133。313。91129。21-137.41531。626。90109。090.25108.81-109。37431.626.90109。091。04107.84-110。34331.626。90109。090.87108。04110.13231。626。90109.090。81108.11110。07131。626.90109.091.17107.67-110.51BC跨梁端剪力631.623。0047。43034。9234。

28、92523.283。0034。92029。2229。22419。183.0028.77029。22-29。22319.183。0028。77029.2229。22219.183.0028。77029。22-29.22119。183。0028。77029.2229。222、活载作用下梁端剪力层次Q(KN/m）L（m）Ql/2M/LV左V右A B跨62。086。907.180。937.247。19510.436。9035。980。4335。52-36.44410.436.9035.980.3035。6736。30310.436。9035。980.3235。6236。34210.436.9035。9

29、80。2935。67-36。29110.436.9035.980。4335。52-36.44跨61。223。001.830.001。83-1.8356.093.009。140.009.149。1446.093.009.140.009.149。1436。093。009.140.009.149。1426。093。009.140.009。14-9.1416。093.009.140.009.14-9.145.6柱轴力和剪力1.恒载作用下的柱轴力剪力（1） 边柱层截面横梁剪力（KN）纵向荷载（KN）柱 重（KN）（KN）边柱轴力（KN)边柱剪力（KN）611129。2194.142。84223.3122

30、3.3143.592-2266。15308.99511108.81205。2542.84314.06623。0544。522356。7665.89433107.84205。2542.84313.09978.9829。8744311。931021。82355108.04205。2542。84313。291335。128.0866356.131377。95277108。11205.2542.84313.361691。3131。3588356。21734.15199107。67205。2542。84312。922047。0717。571010355。762089。91说明： 假定外纵墙受力荷载完全由

31、纵梁承受。为本层荷载产生的轴力.柱重：0。650。65263。9=42。84KN a 顶层荷载：女儿墙:屋面荷载： b 标准层荷载楼面荷载：4。970。56。95/80。56.92=93。3KN墙重：3.97.83。68=11。95KN =206.25KN (2） 中柱：层截面横梁剪力横梁剪力纵向荷载柱 重（KN)中柱轴力中柱剪力VH左（KN)VH右(KN）Fi（KN)（KN)（KN）（KN）611137.4734.02233.5242.84405。85405。8534.8922448.69448.69511109.3729。22275.4242。84414.01862.719。7222456

32、.85905。54433110.3429.22275。4242.84414.981320。5222.744457。821363.3635-5110。1329。22275.4242.84414。771778.1321.7566457。611820。97277110。0729。22275。4242。84414.712235。6823。8588457.552278。52199110。5129.22275。4242.84415。152693。6713。141010452.992736.51. 顶层荷载 屋面荷载：=0.56.9/45/82=1.08 6。70。56.95/80.56.92+6。73。9

33、/21.080。56.92=233.52 KN . 标准层荷载楼面荷载4。97KN0。56.95/80。56。92+4。977.8/21.080.56.92=275。42KN =275.42KN2. 活载作用下的柱轴力剪力边柱中柱层截面VA(KN）A 柱轴力（KN)A柱剪力（KN）（KN）B 柱轴 力（KN）B 柱剪 力(KN）6117。297.2968。478.474。562251135.4742.7610.2742。8751.347.852243335.6778.43-9。3872.7494。087。284435-535。62114。05-9.3741。78165。867。27662773

34、5149。73-10。3743.74179.67.918819-935.52185.255。842。87222.47-4。361010 恒载作用下柱的轴力图6 水平荷载作用下的框架内力分析6.1 框架柱侧移刚度计算(1) 柱线刚度：柱采用C30混凝土，层高度3。9m柱截面：各层650 mm650mm 则 I0=1/12bh3=14。88103m4; KC=EI/h 2。柱的侧移刚度D：一般层: = D=首层： = D=部位截面(m)层高（m)惯性矩I(m4)Kc=EI/h(104)边框架边柱C1边框架中柱C2K1Dc1K2Dc260。653。914。8810-311。450.550.22197521.10。353037550.653。914.8810-311.450。550。22197521。10.353037540.653。914。8810-311.450。550.22197521.10。353037530.653.914。8810311。450。550.22197521.10.353037520.653。914.8810311。450。550。22197521。10。353037510.653。914。8810311。450.550.413681