建筑实验楼毕业设计说明书本科学位论文.doc

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1、摘 要建设地点：阳泉 结构形式：框架结构 建筑面积：6000m2 曾数/高度：四层/18.15m 主要用途：建筑实验楼 关键词： 框架结构 现浇混凝土 抗震设计 正截面 根据实验及教学要求入手，从“灵活使用”的角度出发，绿化与建筑相结合，改善外部学习环境。内部采用大、中、小不同的空间尺寸以达到建筑使用功能的要求，而且构成了富于层次流动感强的浓郁的气氛。阳泉职业技术学院建筑实验楼是一座集实验、办公、学习为一体的综合的现代建筑,在设计理念上力求充分体现现代化一流实验楼的特点和与校园建筑环境相协调的特性。在整体造型上突出现代、新颖、做到简洁、明快、虚实相接、刚柔相济、给人以蓬勃向上的感觉。设计上采用

2、钢筋混凝土框架结构等新技术、新材料、突出结构特点，创造一个满足功能、符合环境、有鲜明现代性的建筑形象。目 录第一章 绪论1第一节 建筑工程概况1一、建设项目1二、设计原始资料1三、设计任务及要求1四、设计参考资料2第二章 建筑设计总说明3第一节 建筑设计说明3一、总平面说明3二、建筑物的间距和朝向等的确定3三、主要房间的设置4四、辅助房间设计4五、交通联系部分设计5六、其他建筑设计说明6第三章 结构设计8第一节 设计准备8一、设计资料8二、框架结构承重方案的选择8三、建筑材料的选用及主要构件作法9四、截面尺寸的初步确定及计算简图9第二节 纵向框架侧移刚度的计算12一、纵梁线刚度的计算12二、柱

3、线刚度的计算12三、各层纵向侧移刚度的计算(D值法)12第三节 重力荷载代表值的计算15一、资料准备15二、重力荷载代表值的计算15第四节 纵向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算21一、纵向框架自振周期的计算21二、水平地震作用及楼层地震剪力的计算22三、水平地震作用下的位移验算24四、水平地震作用下框架内力计算24五、纵向风荷载作用下框架结构内力和侧移计算27第五节 竖向荷载作用下纵向框架结构的内力计算31一、计算单元的选择确定31二、荷载计算32三、内力计算34第六节 纵向框架内力组合43一、|结构抗震等级43二、框架梁的内力组合43三、柱端弯矩设计值的调整46四、柱端剪力组合和设计值

4、的调整48第七节 梁柱截面设计及节点验算49一、框架梁49二、框架柱52第八节 楼板设计57一、设计参数57二、板弯矩计算及配筋计算59第九节 楼梯设计61一、设计参数61二、楼梯板的计算61三、斜梁设计62四、平台板设计64五、平台梁设计65第十节 雨篷设计67一、雨篷数据67二、雨篷板计算67第十一节 基础设计69一、荷载设计69二、初步确定基础尺寸69三、计算地基承载力设计值70四、确定基底宽度70五、内力分析70六、截面设计73七、翼板设计74第四章 施工组织设计76第一节 工程概况76参考资料：104致 谢：105 iii阳泉职业技术学院-毕业设计说明书第一章 绪论第一节 建筑工程概

5、况一、建设项目阳泉职业技术学院建筑实验楼二、设计原始资料（一）建筑地点：阳泉职业技术学院（二）建筑面积：6000m25%（三）结构形式：钢筋混凝土框架结构（四）气象及地址条件：夏季主导风向：南基本风压：W0=0.40N/m2基本雪压：S0=0.35 N/m2室内外冬季设计温度：15地下水位：按室外地坪以下6m考虑，地下水无侵蚀性土壤冻结深度：0.7m土壤性质及情况：室外地面至地面以下6m范围内为轻亚粘土层，属三类场地土地基承载力特征值：fak200kPa抗震设防烈度：7度三、设计任务及要求根据原始资料，完成以下设计内容：（一）建筑设计总平面图、平面图、立面图、剖面图。（二）结构设计结构平面布置

6、图一榀框架结构的配筋计算及其配筋图一部楼梯及一个雨篷的内力分析配筋计算机器配筋图基础设计（三）施工组织设计四、设计参考资料（一）国家标准、规范、规程总图制图标准(GB50103-2001)房屋建筑制图统一标准(GBJ50001-2001)建筑结构制图标准(GBJ50105-2001)建筑设计防火规范(GBJ 16-87)民用建筑设计通则(JGJ 37-87)建筑结构荷载规范(GB50009-2001)砌体结构设计规范(GB50003-2001)混凝土结构设计规范(GB50010-2002)钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程(JGJ3-91)建筑地基基础设计规范(GB50007-2001)建筑

7、抗震设计规范(GB50011-2001)钢结构设计规范(GBJ20017-2003)（二）参考书教科书建筑设计资料集钢筋混凝土、钢结构设计手册建筑结构静力计算手册建筑结构构造资料集第二章 建筑设计总说明第一节 建筑设计说明一、总平面说明建筑的外形应考虑到符合抗震规范规定，不允许出现质心与刚心的较大偏离。根据不同的形式都有相应的高宽比的限值。同时，抗震的设防烈度，对总平面有很大的影响。设计建筑面积6000m2基本符合要求。从总平面布局可以看出建筑的形状规则、用地宽敞。总平面图二、建筑物的间距和朝向等的确定应考虑以下因素：1建筑物室外的使用要求；2日照通风等卫生要求；3防火安全要求；4根据建筑物的

8、使用性质和规模，以及周围的绿化等要求；5方便拟建建筑的施工。此外，还应考虑主导风向等因素，综合考虑如下：1朝向因地段条件限制，本建筑布置应朝南或者朝北，考虑周围的原有建筑以及采光的要求，故本建筑选择正立面朝东。2通风计算机房采用空调系统进行通风，其余都选用自然通风。3采光均采用自然采光。三、主要房间的设置房间的平面设计主要有四个方面的要求：1房间的面积、尺寸和形状满足使用要求；2门窗大小、位置应考虑房间的出入方便，疏散安全，采光通风良好；3房间组成应使结构构造布置合理，施工方便；4室内空间及顶棚地面，各个墙面和构件细部要同时考虑人们的使用和审美要求。综合考虑以上要求，根据实际，主体教学楼采用内

9、廊式，走廊宽2.7m，走廊宽度符合规范要求。柱网尺寸为5m6m。其中，边框架柱与外墙面平齐，使外墙面平整美观。内框架柱与走廊墙面平齐，使走廊墙面平整美观。四、辅助房间设计卫生间的设计在满足设备布置及人体活动要求的前提下，力求布置紧凑，节约面积，公共建筑中的卫生间应有天然采光和自然通风，同时为了节约管道，方便施工，布置应上下对齐。厕所内的布置应为每层设男女厕，对男厕，1具大便器/40人，一具小便器/30人；女厕，1具大便器/20人。同时。前室的洗手盆1具/40人，但对于大会议室，考虑到人数多，应适当增加厕位。每个厕单间尺寸9001200mm，小便池2500400mm。五、交通联系部分设计（一）一

10、般要求交通联系部分是建筑物中人流通行和集散必不可少的部分，主要包括走廊、楼梯、门厅等，在设计中要满足以下要求：1交通路线简捷明确，联系通行方便；2人流通畅，紧急疏散时迅速安全；3满足一定的采光通风要求；4力求节省交通面积，同时考虑空间处理等造型问题。（二）走廊走廊是联络各个房间楼梯和门厅等各部分，以解决房间中水平联系和疏散问题。走廊的宽度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为550600mm，公共建筑门开向走廊时，其宽度不小于1500mm。办公楼内走廊的宽度一般取18002400mm，本设计走廊净宽2000mm。走廊要求有良好的采光，本设计采用内廊式，为了保证走廊充分采光，可

11、采用下列措施：1走廊尽端开窗；2走廊两侧的门窗间接采光；3利用门厅和楼梯的采光；4人工采光。（三）楼梯楼梯是房间各层间的垂直交通联系部分，是楼层人流必经的通路。楼梯设计主要是根据使用要求和人流通行的情况确定梯段和休息平台的宽度，选择适当的楼梯形式。考虑建筑的楼梯数量，以及楼梯间的平面位置和空间组成。楼梯的宽度依据通行人数的多少和建筑防火要求决定。考虑两人相对通行，通常不小于11001700mm。楼梯平台的宽度除考虑人流通向外，还考虑搬运桌椅等，平台宽度不应小于梯段宽度。梯段宽度2000mm，平台宽度2000mm，满足要求。踏步高150mm，宽300mm。楼梯的形式的选择，主要以房间的使用要求为

12、依据，两跑楼梯由于面积紧凑，使用方便，是一般民用建筑中常采用的形式。当建筑物层高较高或其他情况，可根据实际情况调整。本设计采用两跑楼梯。楼梯数量主要根据层数、人数的多少和建筑防火要求确定，同时考虑抗震的要求。本设计在主体部分布置了4部楼梯，而且，楼梯的距离满足防火要求，位置满足抗震要求。为了发生火灾时人能安全撤离，专门设置了防火安全门。（四）门厅门厅是建筑物主要出入处的内外过渡，人流集散的交通枢纽。和所有交通联系部分的设计一样，疏散出入安全也是门厅设计的一个重要内容。门厅对外出入口的总宽度应不小于通向该门厅的走廊、楼梯宽度的总和。人流比较集中的公共建筑，门厅对外出入口的宽度，一般按每100人0

13、.6m估算，外门的开启方向应向外开或采用弹簧门扇。门厅的面积的大小，主要根据建筑物的使用性质和规模确定。门厅的设计还应具有明确的导向性，以避免交通路线过多的交叉和干扰，此外，还要组织好各个方向的交通路线，尽可能减少来往人流的交叉和干扰。六、其他建筑设计说明（一）装修1室内装修普通房间墙面及顶棚采用混合砂浆抹面，外刷涂料。大厅内悬挂花岗岩板，可增加大厅气氛，卫生间贴白色釉面砖，具有表面光滑，容易擦洗、耐用、吸水率低等特点，其余均为仿瓷涂料。 2室外装修外墙面装修的主要作用在于，除保护墙体不受外界侵袭以外，主要是通过饰面的质感，线型及色彩以增强建筑物的艺术效果，因本建筑不同于商店等商业性建筑，不需

14、要用来招揽顾客的华丽的外表，介于本建筑的性质，外装饰主要是色彩涂料，主要入口处，室外台阶为防滑大理石台阶。3楼、地面各层楼、地面均采用水磨石地面。4墙裙为便于清洁，离地面1.0m内的墙面作墙裙。5墙体材料墙体采用加气混凝土砌块。（二）防火处理每层设有消火栓，正立面开一个大门，侧立面设两个小门，楼内设一部主要楼梯，两部次要楼梯，能够满足人流的疏散要求。（三）房间采暖处理本建筑处于我国北方地区，冬季采暖是个值得注意的问题。保暖措施：建筑物外墙均采用250墙，窗均采用塑钢窗。（四）管道处理管线敷设在满足各工程管线的本身技术要求外，各系统的管线还应尽可能集中布置，力求避免交叉，并使线路更短，弯头更少，

15、在满足施工要求的同时，应考虑今后管线改装、维修等各种要求，采用暗线布置更应注意这一点，各种不同管线应涂以不同颜色区分，便于使用和安全。（五）基础防潮本建筑地下常水位低于基础的埋深，故地下水不会直接侵入基础，基础的地板只受到土层中潮气的影响，只需做防潮处理即可，即在基础外墙面设置防潮层，具体做法为：在外墙外侧先抹20mm厚1：2.5水泥砂浆(高出散水300mm以上)，然后涂冷底子油一道和热沥青两道(至散水底)，最后在外侧回填。隔水层，因为在北方，隔水尽量用2：8灰土，其宽度不少于500mm。 第三章 结构设计第一节 设计准备一、设计资料1.建筑物等级：二级；2.耐火等级：三级；3.自然条件：基本

16、风压0.4kN/m2,基本雪压0.35 kN/m2，年最高温度39，最底温度4；4.地质条件：场地标准冻结深度为0.7m；场地土类型为中硬性场地土；建筑场地类别为类；5.抗震等级为三级；地震设防烈度为7度，第二组，设计基本地震加速度为0.10g；6.柱网与层高：本实验楼采用内廊式，边跨为8.4m,中间跨为2.7m，层高：一层4.5m，其余层4.2m；7.室内设计标高为0.000，室内外、高差450mm；二、框架结构承重方案的选择 竖向荷载的传力途径：楼板的均布活荷载和恒载经次梁间接或直接传只框架梁上，再由框架梁传至框架柱，最后传至地基。根据以上楼盖的平面布置及竖向荷载的传力途径，并综合考虑各种

17、因素的影响，本实验楼采用纵横向框架梁混合承重方案，两个方向的梁均承受楼面荷载。本实验楼的柱网布置接近正方形，采用这种方案具有较好的整体工作性能，对抗震有利。三、建筑材料的选用及主要构件作法1.材料混凝土强度等级是C30，(Ec=3104 N/mm2, fc=14.3 N/mm2,ft=1.43 N/mm2),纵筋HRB335级(fy=300N/mm2),HPB400(fy=360N/mm2)箍筋HPB235级(fy=210N/mm2)；2.主要构件作法屋面作法(不上人)： 三毡四油防水层： 冷底子油两道； 20厚1:2水泥砂浆找平层； 150厚水泥蛭石保温层； 20厚1:2水泥砂浆找平层；11

18、00150厚膨胀珍珠岩找坡(3);220厚现浇钢筋混凝土板： 20厚板底抹灰： 楼地面：水磨石地面； 20厚1:3水泥砂浆找平层； 120厚现浇钢筋混凝土板； 20厚板底抹灰； 四、截面尺寸的初步确定及计算简图（一）计算简图 柱网布置图（二）梁、柱截面尺寸的初步估算1.框架柱的的截面尺寸的初步确定 根据柱的轴压比限值确定，按下列公式计算： 式中：柱组合的轴压力设计值(kN)；考虑地震作用组合后轴压力增大系数，边柱：1.3，不等跨内中柱取：1.25；等跨内柱取1.3；按间支状态计算柱的负载面积(m2)；折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，可近似取14 kN/m2；验算截面以上的楼层层数； 式中

19、：框架柱轴压比限值，本方案为三级抗震等级，查抗震规范可知取0.9； 混凝土轴心抗压强度设计值；对于边柱： =1.330.24144=2201.47 kN =2201.47103(0.914.3)=192436.36mm2 取：700mm700mm对于中柱： =1.365.52144=4402.944 kN =4402.944103(0.914.3)=384872.73mm2 取：700mm700mm柱的截面尺寸(mm)层次混凝土等级尺寸（bh）（mmmm）14C307007002.框架柱的的截面尺寸的初步确定梁截面高度一般取=(1/81/12)，其中为梁的跨度；梁的高宽比一般取=(2.03.5

20、);且抗震设计中，梁宽不宜小于柱宽的1/2且不应小于250mm，本方案取8400mm,可得=(7001050)mm,取=800mm,=(230400)mm,取=350mm,且/=800/3504,1/2700=350mm次梁截面高度一般取=(1/181/12)，其中为次梁的跨度，=(486729)mm,取=600mm,=(200300)mm,取=300mm。 梁的截面尺寸(mm)楼层类别尺寸（bh）（mmmm）混凝土14内外框架纵横梁350800C30次梁300600第二节 纵向框架侧移刚度的计算一、纵梁线刚度的计算在框架结构中，现浇楼面，可以作为梁的有效翼缘，增大梁的有效刚度，减少框架的侧移

21、，为考虑这一有利作用，在计算梁的截面惯性时，边柱I=1.5I0,中柱I=2I0 (为梁的截面惯性矩)，结果如下表：横梁线刚度Ib的计算类别Ec(N/mm2)截面bh惯性距Io=bh3/12跨度L（mm）EcI0/L （Nmm）1.5EcI0/L (Nmm)2EcI0/L (Nmm)12跨3.01043508001.49101084005.3210107.98101010.64101023跨3.01043508001.49101084005.3210107.98101010.641010二、柱线刚度的计算横向框架柱的柱线钢度ic见下表层数hC (mm)Ec(N/mm2)bh (mmmm)IC=b

22、h3/12 (mm4)KC=EIC/hNmm155503.01047007002.0101010.8110102442003.01047007002.0101014.291010三、各层纵向侧移刚度的计算(D值法)柱的侧移刚度按下式计算： = =(0.5+K)(2+K) （底 层）=(0.5+K)(2+K) （一般层）梁、柱的线刚度见下图：梁、柱的线刚度其中系数按下表计算,步骤从略，结果如下表：中框架柱侧移刚度D值(N/mm)层数类型KD根数DI底层边框架边柱0.3780.45219030476210边框架中柱1.4760.56823920247840中框架边柱0.9840.497209308

23、167440中框架中柱1.9690.622261904104760394160一般层边框架边柱0.5580.21821192484768边框架中柱1.1170.35834801269602中框架边柱0.7540.271263448210752中框架中柱1.4890.427415094166036531158将上述不同情况下同层框架柱侧移刚度相加，即得框架各层侧移刚度 见下表横向框架层间的侧移刚度层数1234（N/mm）394160531158531158531158由上表可见，394160/531158=0.740.7，531158/531158=1.000.7，故该框架为规则框架。 第三节

24、重力荷载代表值的计算一、资料准备 查荷载规范可取 1.屋面永久荷载标准值(不上人) 三毡四油防水层 0.4kN/m2冷底子油两道 0.05kN/m220厚1:2水泥砂浆找平层 0.0220=0.4kN/m2150厚水泥蛭石保温层 0.155=0.75kN/m2 100150厚膨胀珍珠岩找坡(3) (0.10+0.15)27=0.88kN/m220厚1:2水泥砂浆找平层 0.0220=0.4kN/m2120厚现浇钢筋混凝土板 0.1225=3.00kN/m2 20厚板底抹灰 0.0220=0.4kN/m2合 计： 6.28 kN/m22.14楼地面水磨石地面 0.65kN/m2120厚现浇钢筋混

25、凝土板 0.1225=3.00kN/m220厚板底抹灰 0.0220=0.4kN/m2合 计： 4.45kN/m23.屋面及楼面可变荷载标准值 不上人屋面均布荷载标准值 0.5kN/m2 楼面活荷载标准值 3.0kN/m2 屋面雪荷载标准值 0.25kN/m24.钢筋混凝土密度 25kN/m2蒸压粉煤灰加气混凝土砌块密度 5.5kN/m2 密度木门单位面积的重力荷载 0.15kN/m2铝合金单位面积的重力荷载 0.4kN/m2二、重力荷载代表值的计算（一）第一层1.梁、柱类别净跨（mm）截面 (mm)密度（kN/m3）体积（m3）数量 （根）单重 （kN）总重 （kN）纵梁7700350800

26、252.1561253.9646.8横梁7100350800251.988949.7447.32000350800250.560314.042.07740350800252.156353.9161.7次梁8400300600251.512237.875.68225300600251.481437.1148.47625300600251.373234.368.61590.4类别计算高度（mm）截面 (mm)密度（kN/m3）体积（m3）数量 （根）单重 （kN）总重 （kN）柱5550700700252.72186812242.内外填充墙及门窗的计算位置墙厚（mm）计算长度（m）计算高度（m）单

27、跨面积（m2）单跨体积（m3）单跨重量（KN） 数量（根）总重 （kN）墙总面积（m2）纵墙1-2,2-3跨外2507.74.7520.3755.09428.0174112.0781.501-2,2-3跨C,D轴2007.74.7534.6856.93738.1544152.62138.71-2跨E轴2003.94.7516.6353.32718.299118.3016.632-3跨E轴2007.74.7534.6856.93738.154138.1534.68横墙AB,BC跨外2507.14.7519.1454.78626.3234105.2976.58CD跨1轴2507.14.7519.1

28、454.78626.323126.3219.15CD跨3轴2507.14.7533.7258.43146.371146.3733.72DE跨外2502.04.753.9500.9885.43415.433.95EF跨外2507.74.7536.5759.14450.2922100.673.15EF跨内2008.654.7541.0888.21845.199145.2041.09窗C-13.02.78.103.240825.92C-22.72.77.292.9161029.16门M-11.53.75.550.83310.83M-20.92.11.890.28461.70707.6519.203.

29、楼板恒载、活载计算（楼梯间按楼板计算） 面积：（ 16.834.5-18.40.3）-（18.2250.34）-（17.6250.32）-（7.70.359）-（7.10.353）-（2.00.351）=527.69恒载：4.05527.695=2137.14kN活载：3.0527.69=1583.07KN由以上计算可知，一层重力荷载代表值为：G1= G恒+0.5G活=2137.141590.41.05（1224926.1）21.05（707.57475.152）2（519.1982）20.0220（341.352）20.02200.51583.07=6663.17kN注：梁柱乘上粉刷层重力荷

30、载而对其重力荷载的增大系数1.05(二)第二层第三层1.梁、柱类别净跨（mm）截面 (mm)密度（kN/m3）体积（m3）数量 （根）单重 （kN）总重 （kN）纵梁7700350800252.1561253.9646.8横梁7100350800251.988949.7447.32000350800250.560314.042.07740350800252.156353.9161.7次梁8400300600251.512237.875.68225300600251.481437.1148.47625300600251.373234.368.61590.4类别计算高度（mm）截面 (mm)密度（

31、kN/m3）体积（m3）数量 （根）单重 （kN）总重 （kN）柱4200700700252.0581851.45956.12.内外填充墙及门窗的计算位置墙厚（mm）计算长度（m）计算高度（m）单跨面积（m2）单跨体积（m3）单跨重量（KN）数量（根）总重 （kN）墙总面积（m2）纵墙1-2,2-3跨外2507.73.411.782.94516.20464.7947.121-2,2-3跨C,D轴2007.73.424.294.85826.724106.8897.161-2跨E轴2003.93.411.372.27412.51112.5111.372-3跨E轴2007.73.424.294.85

32、826.72126.7224.29横墙AB,BC跨外2507.13.410.462.61514.38457.5341.84CD跨1轴2507.13.410.462.61514.38114.3810.46CD跨3轴2507.13.424.146.03533.19133.1924.14DE跨外2502.03.43.200.804.4014.403.20EF跨外2507.73.426.186.54536.00272.0052.36EF跨内2008.653.429.415.88232.35132.3529.41窗C-13.02.47.202.88823.04C-22.72.46.482.5921025

33、.92门M-11.53.43.601.4411.44M-20.92.11.890.28461.70475.2341.353.楼板恒载、活载计算（楼梯间按楼板计算） 恒载： 2137.14kN类别净跨（mm）截面 (mm)密度（kN/m3）体积（m3）数量 （根）单重 （kN）总重 （kN）纵梁7700350800252.1561253.9646.8横梁7100350800251.988949.7447.32000350800250.560314.042.07740350800252.156353.9161.7次梁8400300600251.512237.875.68225300600251.4

34、81437.1148.47625300600251.373234.368.61590.4活载： 1583.07KN由以上计算可知，一层重力荷载代表值为：G2=G3 G恒+0.5G活=2137.141590.41.05926.11.05475.152341.3520.02201583.070.5=6319.24kN 注：梁柱乘上粉刷层重力荷载而对其重力荷载的增大系数1.05(三)第四层1.梁、柱类别计算高度（mm）截面 (mm)密度（kN/m3）体积（m3）数量 （根）单重 （kN）总重 （kN）柱4200700700252.0581851.45956.12.内外填充墙及门窗的计算位置墙厚（mm

35、）计算长度（m）计算高度（m）单跨面积（m2）单跨体积（m3）单跨重量（KN）数量（根）总重 （kN）墙总面积（m2）纵墙1-2,2-3跨外2507.73.411.782.94516.20464.7947.121-2,2-3跨C,D轴2007.73.424.294.85826.724106.8897.161-2跨E轴2003.93.411.372.27412.51112.5111.372-3跨E轴2007.73.424.294.85826.72126.7224.29横墙AB,BC跨外2507.13.410.462.61514.38457.5341.84CD跨1轴2507.13.410.462.61514.38114.3810.46CD跨3轴2507.13.424.146.03533.19133.1924.14DE跨外2502.03.43.200.804.4014.403.20EF跨外2507.73.426.186.54536.00272.0052.36EF跨内2008.653.429.415.88232.35132.3529.41窗C-13.02.47.202.88823.04C-22.72.46.482.5921025.92门M-11