《新整理施工方案》结构计算正文.doc
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1、2016届湖南工程学院土木工程专业毕业设计 毕 业 设 计 题 目: 长沙市鹏程中学教学楼设计 系: 应用技术学院 专业: 土木工程 班级: 学号: 学生姓名: 导师姓名: 完成日期: 2016.6.14 2016届湖南工程学院土木工程专业毕业设计前 言为了适应我国教育体制改革的需要,同时也是为了与国际教育体制接轨,毕业设计对培养学生综合运用所学专业基础理论,基本知识、熟悉规范和解决实际问题的能力有极大的帮助,而且是大学实践性教学的重要环节。对于即将踏入工作岗位的大学生来说也是一次考验,因此具有十分重要的作用,本次毕业设计的题目为鹏程中学教学楼设计,在毕业设计前期,我复习了钢筋混凝土结构设计原
2、理、混凝土结构设计、基础工程等基本教材,并针对性的查阅了建筑结构荷载规范、中小学校建筑设计规范等。在建筑设计中,充分考虑各房间的采光、通风、噪音等因素,进行合理的功能分区,然后以走廊相连,形成既独立又相互联系的风格。在进行结构设计时,采用分层法进行竖向荷载下的内力计算,用D值法求解风荷载作用下的框架内力。内力组合时,根据规范计算,进行最不利组合。同时也计算了柱、梁、板、基础、楼梯的配筋计算。设计后期,主要是进行设计手稿的电脑输入及修改、手工绘图。在毕业设计期间通过查阅大量的资料、结构计算以及绘图,使我加深了对理论知识、规范、规程等相关资料的理解,从而进一步巩固了专业知识,提高综合分析问题、解决
3、问题的能力。熟练了CAD、天正建筑、word2003、PK-PM等设计软件,顺利的完成了毕业设计。尽管在结构设计和计算中结合了各种规范和标准,初次设计,自己经验尚浅,因此在结构设计计算难免有不妥和疏忽之处,敬请各位老师批评改正。2016届湖南工程学院土木工程专业毕业设计鹏程中学教学楼设计摘 要:本建筑在鹏程中学校园内,建筑总长72米,总宽为19.65米,标高为20.1米,总建筑面积约为3217.68平方米,层数主体5层,局部4层。在结构设计中,取一榀框架计算,进行了框架的荷载计算,受力分析,考虑了风荷载和地震的不利影响,进行内力计算以及内力组合。具体计算了梁、柱、板、楼梯、基础的结构配筋。为了
4、考虑结构的安全可靠性,在静力平衡的前提下采用不同调整系数调整弯矩的计算方法,使梁柱的各控制截面弯矩分布更加均衡,框架的结构设计更安全,更合理。关键词:建筑设计;结构设计;配筋计算;框架结构The design of PengCheng middle school buildings Abstract:The building in Changsha City Pengcheng middle school campus, building length 75 meters, total width is 19.65 meters, 20.1 meters in elevation, is ab
5、out 3217.68 square meters with a total construction area of, layers of the main body layer, local four layer. In structure design, take a pin frame calculation framework of load calculation, stress analysis, considering the adverse effects of wind load and seismic, calculation of internal force and
6、internal force combination. Concrete calculation of the beam, column, plate, stairs, the foundation of the structure of the reinforcement. In order to consider the safety and reliability of the structure, under the premise of the static equilibrium of the different adjustment coefficients adjustment
7、 moment calculation method, the beam control of the bending moment distribution is more balanced, the structure design of the frame safer, more reasonable. Keywords: Architectural design; structure design; reinforcement calculation; frame structure 目 录前 言第一章 建筑设计说明111工程概况112 建筑功能设计11.2.1平面设计11.2.2剖面
8、设计11.2.3 建筑立面设计2第二章 结构选型及布置32.1结构选型32.2结构布置3第三章 框架结构内力计算53.1确定框架的计算简图53.2框架梁柱尺寸确定53.3框架梁柱线刚度计算:53.4框架各种荷载计算及受荷总图63.4.1荷载标准值计算63.4.2活荷载标准值计算93.5水平荷载作用下框架内力计算133.5.1风荷载作用下的位移验算133.5.2风荷载标准值作用下的框架内力计算153.6地震荷载作用193.6.1 地震荷载计算193.6.2水平地震作用下的位移验算193.6.3水平地震作用及楼层地震剪力203.6.4 地震荷载标准值作用下的内力计算223.7内力计算243.7.1
9、恒荷载标准值作用下的内力计算243.8 内力组合353.8.1概述353.8.2梁、柱的内力组合353.9截面计算与配筋计算543.9.1框架柱截面设计543.9.2框架梁截面设计58第四章 楼板计算书604.1 楼板计算604.1.1基本资料:604.1.2计算结果604.1.3跨中挠度验算614.1.4裂缝宽度验算62第五章 楼梯计算675.1 建筑设计675.2 结构设计675.2.3踏步板(TB1)计算675.2.4 楼梯斜梁(TL1)计算695.2.5 平台板的计算705.2.6 平台梁的计算71第六章 基础设计736.1 柱下独立基础设计736.1.1 确定基础类型736.1.2
10、基础受荷计算736.1.3 地基承载力特征值修正736.1.4 初选基底尺寸746.1.5 验算持力层承载力746.1.6确定基础高度756.1.7 柱边基础截面抗冲切验算756.1.8 变阶处截面抗冲切验算766.1.9计算基底配筋77基础长边方向基底配筋计算776.1.10 基础短边方向基底配筋计算78参考文献79致谢80第一章 建筑设计说明11工程概况本工程为鹏程中学教学楼工程,结构形状为凹字形,总长度为72米,总宽度为19.65米,其建筑面积为3675.1平方米,总高度为22.3米。本工程建筑层数为5层,部分四层,耐火等级为二级,抗震设防烈度为7度(0.15g)。本工程相对标高0.00
11、0。12 建筑功能设计1.2.1平面设计 本工程平面总布置简约,尽量避免凹凸曲折和高低错落,给施工带来了便利,在结构处理上得当,既不影响造型美观也不妨碍各房间之间的连续。 本工程为一幢中学教学楼,考虑到学生较多及人员走动方便设置了单侧走廊,朝向南侧,跨度为2.7米。而教室在教学楼中占据主导地位,故房间设置在朝阳一侧,共设4间9000mm6900mm的房间,满足安静,宽敞,采光通风良好的使用要求。在东侧紧临楼梯设置开间为8400mm6900mm的厕所与洗手间各两间,为使管道集中并节约建筑面积,厕所采用套间式,并在前室设置洗手台。楼梯作为各层房间重要的垂直交通联系部分,是人员疏散的必备设施,考虑到
12、紧急疏散时的迅速,安全及时的要求,楼梯设置在东西两侧,紧临两侧出入口处,以便于人员疏散,楼梯间布局为4800mm6900mm。为保持整体布局整齐划一,本工程五层均采用相同的平面布局。1.2.2剖面设计由于作为教学楼,室内使用人数较多,房间面积更大,根据房间的使用性质和卫生要求,房间的净高要高一些,定为3.9米,室内外高差0.45米,总高度为20.100米。作为学习的场所,一般需要安静的环境、充分的采光和快捷安全的疏导,又由于教室学生较多,故设计层高较高,并且房间朝向阳面。每间教室设置两个外窗和两个内窗,两道门,以提供良好的采光,通风和人员疏散要求,从而利于学习;楼梯、卫生间不需要太多的采光故仅
13、设置小型窗户即可,大多设置在北面。采光通风的设计,室内光线的强弱和照度是否均匀,除了和立面中窗户的宽度和位置有关外,还和剖面中窗户的高低有关。本工程中教室设置的窗户较多,高度较大完全满足自然采光、自然通风的要求,另外本工程整栋建筑是南北朝向,也可以充分的采光。综上可知,剖面设计满足各项功能的要求。1.2.3交通联系设计交通联系部分是建筑物中各个房间之间,楼层之间和房间内外之间联系通行的面积,即各类建筑物中的走廊,门厅,过厅,楼梯和坡道等。走廊的宽度依据应符合人流通畅和建筑物防火要求设计,本教学楼属于通行人数较多的公共建筑,考虑本建筑主要作为教学之用的使用特点以及建筑平面组合要求,通过人流的多少
14、,根据调查分析和参考设计资料确定过道的宽度为2.7米,满足要求。同时,走廊除了交通联系外,也可以兼有其他的使用功能,如下课学生们的课间休息活动等功能。楼梯设计主要是根据使用要求和人流通行情况确定梯段和休息平台的宽度。梯段的宽度,考虑学生上下课期间人流量大,设计本建筑梯段宽度为1.8米,既满足通行人数要求又满足建筑防火要求。楼梯平台的宽度,考虑到人流通行需求,而且平台的宽度不应小于梯段的宽度,此处设为2.4米。楼梯形式的选择,此处采用两跑楼梯,既节省面积又使用方便。楼梯间的门窗均采用乙级防火门窗,每层所设置的防火区均满足防火规范要求。主要出入口设置在建筑物的南侧,与楼梯间相邻,方便人员疏散,满足
15、建筑防火要求。 1.2.3 建筑立面设计建筑物整体立面均为平面,便于增加各种颜色,立面采用了淡蓝色涂料,在窗间涂刷米黄色的竖线条,总体给人清新爽快,明快活泼的感觉。淡蓝色与天空相互辉映,再加上米黄色的竖线条,增加了建筑物的高度感。外墙的立面,窗户的排列富有韵律,整齐不失庄重,符合教学楼的设计理念。灰绿色的玻璃幕墙加上同色的窗玻璃,与白色的主色调互相呼应,体现教学楼严谨工作的主题。第二章 结构选型及布置2.1结构选型1、结构体系选型:采用钢筋混凝现浇框架结构体系。2、屋面结构:采用现浇钢筋混凝土现浇楼板,屋面板厚120mm。3、楼面结构:全部采用现浇钢筋混凝土楼板,板厚120mm。4、楼梯结构:
16、采用钢筋混凝土现浇楼梯。5、天沟:采用现浇天沟。6、基础梁:采用钢筋混凝土基础梁。7、基础:采用钢筋混凝土群桩基础。2.2结构布置1.结构布置包括结构平面布置和结构剖面布置。因为此设计中同一层楼面标高变化不大,所以不做结构剖面布置。如屋面、各层楼面等结构平面布置,详见图2-1结构平面布置图。2.结构布置图的具体内容和要求(1)屋面结构布置图上主要的结构构件有:框架(梁和柱)、屋面梁、屋面板等构件。(2)楼面结构布置图上主要结构构件有:框架(梁和柱)、楼面梁、楼面板、楼梯等。3图2.1标准层结构布置51第三章 框架结构内力计算3.1确定框架的计算简图框架的计算简图如图2.1所示,取5轴上的一榀框
17、架计算。假定框架柱嵌固于基础顶面,框架梁与柱刚接。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。底层柱高从基础顶面算至二楼楼面,首层楼面标高为3.9m,基础标高根据地质条件,室内外高差(-0.45m)等定位-0.95m,故底层柱标高为4.85m,二层至四层楼面标高均为3.9m。框架的计算简图如图3.1所示:3.2框架梁柱尺寸确定由于各层框架为超静定结构,在内力计算之前,需要预先估算梁、柱的截面尺寸及结构所采用的材料强度等级,以求得框架中各杆的线刚度及响度线刚度。混凝土强度等级:梁中用C30(Ec=30103N/mm2) 柱中用C30(Ec=30103N/mm2)框架梁:主梁截面
18、尺寸:hb=(1/81/18)lo=(1/81/18)6900mm=(862.5mm383.3mm)取hb=600mm bb=(1/21/4)hb=(150mm300mm)取bb=300mm次梁截面尺寸:hb=(1/81/18)lo=(1/81/18)3450mm=(431mm191mm)取hb=400mm bb=(1/21/4)hb=(175mm88mm)取bb=200mm 框架柱:bc=(1/121/18)Hi=(1/121/18)4850mm=(269mm404mm)取bc=400mm,hc=(12)bc=350mm700mm采用方柱取400mm450mm3.3框架梁柱线刚度计算:框架梁
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