五层中学学生宿舍毕业设计土木毕业设计.doc

《五层中学学生宿舍毕业设计土木毕业设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《五层中学学生宿舍毕业设计土木毕业设计.doc（62页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、中学学生宿舍结构设计姓名：xx 学号：xxxxxxxx指导教师：xx xx学院土木工程系摘要本工程为光州新区第一中学学生宿舍，其功能是为学校学生提供住所。本工程为多层现浇钢筋混凝土框架结构，共五层，底层层高3.3米，其他层层高均为3.3米，建筑物总高度为18.5米，总建筑面积为4022.15平方米。4人间设计，有独立的卫生间和阳台，能满足440人入住。本设计书包括如下部分：1 工程概况；2 楼盖设计；3 荷载计算；4 框架结构的受力分析、计算和设计；5 桩基础设计。关键词 钢筋混凝土，框架，结构设计Middle school students dormitory structural desi

2、gneBy : ZhouYuan NO: 03121250Instructs teacher: WuGang Department of Civil Engineering, XiangFan UniversityAbstractThis is a students dormitory of a middle school in the Guangzhou newly developed area. Its function is provides the residence for the school student. It is a multi-layer reinforced conc

3、rete frame. It has five stories, the height of the first storey is 3.3 meters, and the height of other stories are all 3.3 meters. The height of the whole building is 18.5 meters. The total floor space is 4022.15 square meters. One room can live four students, has the independence the bathroom and t

4、he balcony. Altogether can live 440 people.This paper includes the following parts:1. The survey of the program.2. The design of the floor slab.3. The calculation of the load.4.The mechanical analysis，calculation and design of the frame.5. The design of the pile base.Keywords Reinforced concrete, fr

5、ame, the design of the structure目 录第一章 工程概况1第二章 楼盖设计22.1 设计资料22.2 楼盖盖的结构平面布置图22.3 板的设计32.4 次梁的设计5第三章 框架结构布置及计算简图83.1 梁柱尺寸83.2 计算简图83.3 梁柱线刚度9第四章 恒荷载内力计算104.1 恒荷载计算104.2 恒荷载作用下内力计算12第五章 活荷载内力计算205.1 活荷载计算205.2 活荷载作用下内力计算20第六章 风荷载内力计算276.1 风荷载计算276.2 内力计算28第七章 地震作用内力计算317.1 重力荷载代表值计算317.2 水平地震作用计算327.

6、3 一榀框架内力计算34第八章 内力组合378.1 梁内力组合378.2 柱内力组合41第九章 截面设计449.1 梁截面设计449.2 柱截面设计47第十章 基础设计5310.1 边柱基础5310.2 中柱基础55参考文献58第一章 工程概况本工程为光州新区第一中学学生宿舍。工程为五层现浇钢筋混凝土框架结构。工程所在地抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.10g，设计地震分组为第一组，场地类别为类。屋面做法：钢筋混凝土现浇板，20mm石灰砂浆抹底，20mm水泥砂浆找平，80160厚（3%找坡）膨胀珍珠岩保温层，四层作法防水层（一毡二油上铺小石子）。楼面做法：钢筋混凝土现浇板，20mm石

7、灰砂浆抹底，20mm水泥砂浆找平，水磨石面层。墙身做法：由普通砖砌筑而成，普通砖自重18kN/m3，厚度240mm。门窗做法：门为木门，自重0.2 kN/m2，窗为钢窗玻璃窗，自重0.4 kN/m2。活荷载：上人屋面均布活荷载标准值2.0kN/m2，楼面活荷载标准值2.0kN/m2。常年主导风向为东南风，基本风压650N/m2，年最高温度39，最低温度4。地质条件：用地地形平缓，地下水位标高约4m,无侵蚀性；场地地层主要物理力学性质指标，物理状态和容许承载力值见下述。土层分布从上到下为：a层：耕植土，厚约0.7M，k=100Kpa；b层：淤泥质土，厚约0.51m，k=80Kpa；c层：粘土，厚

8、34m，硬塑状态，塑性指数Ip=14，液性指数I=0.17空隙比e=0.54，k=200Kpa；d层：粉质粘土，厚约4m，硬塑，Ip=14，I=0.17，e=0.75，k=180Kpa本设计计算书包括楼盖、框架主体结构、基础部分的计算和设计。第二章 楼盖设计2.1 设计资料1）楼面做法：钢筋混凝土现浇板，20mm石灰砂浆抹底，20mm水泥砂浆找平，水磨石面层。2）楼面荷载：均布活荷载标准值2kN/m23）材料：混凝土强度等级为C30；梁内受力纵筋为HRB335，其余为HPB235钢筋2.2 楼盖盖的结构平面布置图见图2-1图2-1 楼盖结构平面布置图2.3 板的设计（弹性理论）1）荷载计算活荷

9、载标准值： 2.0 kN/m2恒荷载标准值：水磨石面层 0.65 kN/m220厚水泥砂浆找平0.0220=0.40kN/m2100mm厚钢筋混凝土楼板 0.125=2.5kN/m220mm厚石灰砂浆抹底 0.0217=0.34kN/m2 小计 3.89 kN/m2荷载设计值g=1.23.89=4.67kN/m2 ，q=1.42.0=2.8kN/m2q/2=1.4kN/m2，g+q/2=6.07kN/m2，g+q=7.47kN/m2）弯矩计算弯矩值计算表表2-1ABCDl01 (m)2.43.62.43.6l02 (m)7.27.27.27.2l01/l020.330.500.330.50m1

10、(0.04+0.20.0038) 6.072.42+(0.0965+0.20.0174) 1.42.42=2.248(0.0397+0.20.0042) 6. 073.62+(0.0212+0.20.0862) 1.43.62=3.923(0.0400+0.20.0038) 6.072.42+(0.0205+0.20.0880) 1.42.42=1.749(0.04+0.20.0038) 6.073.62+(0.0559+0.20.0079) 1.43.62=4.121m2(0.0038+0.20.04) 6. 072.42+(0.0174+0.20.0965) 1.42.42=3.05(0.

11、0042+0.20.0397) 6.073.62+(0.0862+0.20.0212) 1.43.62=2.607(0.0038+0.20.0400) 6. 072.42+(0.0880+0.20.0205) 1.42.42=1.160(0.0038+0.20.04) 6.073.62+(0.0079+0.20.0559) 1.43.62=1.236m1-0.08297.472.42=-3.600-0.08297.473.62=-8.101-0.08297. 472.42=-3.600-0.08297. 473.62=-8.101m2-0.05707. 472.42=-2.476-0.0570

12、7. 473.62=-5.570-0.05707.472.42=-2.476-0.05707.473.62=-5.5703）截面设计截面有效高度：假定选用8钢筋，则l01方向跨中截面的h01=80mm；l02方向跨中截面的h02=70mm；支座截面h0=80mm。最小配筋率smin=0.27%，则Asmin=0.27%1000100=270mm2截面设计时取用的弯矩设计值：中间跨的跨中截面及中间支座截面减小20%；边跨跨中截面及楼板边缘算起的第二个支座截面处，当lb/l01.5时减小20%，当lb/l0=1.52.0时减小10%；楼板的角区格不折减。为了便于计算，近似取=0.95，计算过程见下

13、表楼面板配筋计算表表2-2 跨中截面h0(mm)m (kNm)As(mm2)配筋实配As (mm2)Al01方向800.82.248=1.798112.668180279l02方向700.80.713=0.57040.828180279Bl01方向803.923245.808180279l02方向702.607186.688180279Cl01方向801.749109.598180279l02方向701.16083.068180279Dl01方向804.121329.688150335l02方向701.23686.528180279支座截面h0(mm)m (kNm)As(mm2)配筋实配As

14、(mm2)A-A80-0.82.476=-1.981124.128180279A-B80-5.570349.008140359A-C80-2.476155.148180279C-D80-5.570349.008140359B-B80-5.570349.008140359B-D80-8.101505.768100503边缘支座截面h0(mm)m (kNm)As(mm2)配筋实配As (mm2)B80-5.570349.008140359Dl01方向80-8.101505.768100503l02方向80-5.570349.008140359C80-2.476155.1481802792.4 次梁

15、的设计次梁L跨度7.2m，次梁截面高度h=l/18l/12=7200/187200/12=400mm600mm，取h=600mm，截面宽度取b=200mm。（1）荷载设计值板传来的荷载p=2pe=23.76kN/m次梁自重0.2(0.6-0.1)251.2=3kN/m次梁粉刷0.02(0.6-0.1)2+0.2171.2=0.5kN/m填充墙自重和粉刷 0.24(3.3-0.6) 18+0.022(3.3-0.617) 2=15.34 kN/m则荷载总设计值g+q=42.6kN/m（2）内力计算弯矩设计值：跨中 支座 剪力设计值：跨中 支座 （3）正截面受弯承载力计算跨中按T形截面计算翼缘宽度

16、=1400mm混凝土强度等级为C30，fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2。纵向受力钢筋采用HRB335，fy=300N/mm2;箍筋采用HPB235，fyv=210N/mm2故跨中为第一类T形截面，可按矩形截面进行计算Asmin=242mm2跨中：配置414(As=615mm2)支座：配置420(As=1256mm2)（4）斜截面受剪承载力计算验算截面尺寸,，由下式可知截面尺寸满足要求计算所需箍筋采用6双肢箍筋，计算截面尺寸由,得取s=200mm第三章 框架结构布置及计算简图3.1 梁柱尺寸1梁高 hb=(1/121/8)l横向 hb=600900mm，取800mm纵向 hb=

17、600900mm，取700mm过道 hb=200300mm，考虑到次梁高度为600mm，也取为600mm梁宽 b=(1/21/3)h400266,300200,统一取b=300 mm2柱截面尺寸本工程为现浇钢筋混凝土结构，7度设防，高度30m，抗震等级为三级，取底层中柱估算柱尺寸，根据经验荷载为15kN/m2：N=5157.2(3.6+1.2)=2592kN由轴压比限值得Ac=201399mm2为安全起见，取底层柱截面尺寸为550mm550mm，其他层为500mm500mm3.2 计算简图取轴线处框架，两端悬挑单独计算。初步设计基础顶面离室外地面500mm，则底层层高为3.3+0.5+0.5=

18、4.3m图3-1 框架结构计算简图3.3 梁柱线刚度(其中E=3.0104N/mm2)AB,CD跨梁 i=2E0.30.83/7.2=3.5610-3EBC跨梁 i=2E0.30.63/2.4=4.510-3E上部各层柱i= E0.54/3.3=1.610-3 E底层柱 i= E0.554/4.3=1.810-3 E将梁柱线刚度标于计算简图中第四章 恒荷载内力计算4.1 恒荷载计算1屋面框架梁线荷载标准值20厚水泥沙浆找平0.0220=0.40kN/m280160厚（3%找坡）膨胀珍珠岩(0.08+0.16)27=0.84kN/m2四层作法防水层 0.36kN/m2100mm厚钢筋混凝土楼板

19、0.125=2.5kN/m220mm厚石灰砂浆抹底 0.0217=0.34kN/m2 屋面恒荷载 4.44 kN/m2边框架梁自重 0.30.825=6kN/m边框架梁粉刷 2(0.8-0.1)0.0217=0.48kN/m中框架梁自重 0.30.625=4.5kN/m2中框架梁粉刷 2(0.6-0.1)0.0217=0.34kN/m则作用于屋面框架梁上线荷载标准值为：g5AB1=6.48kN/m g5BC1=4.84kN/mg5AB2=4.443.6=15.98kN/mg5BC2=4.442.4=10.66kN/m2楼面框架梁线荷载标准值20mm厚水泥砂浆找平 0.0220=0.40kN/m

20、2100mm厚钢筋混凝土楼板 0.125=2.5kN/m220mm厚石灰砂浆抹底 0.0217=0.34kN/m2水磨石面层 0.65 kN/m2 楼面恒荷载 3.89 kN/m2边框架梁自重及粉刷 6.48kN/m中框架梁自重及粉刷 4.84kN/m边跨填充墙自重 0.24(3.3-0.8)18=10.8kN/m填充墙粉刷 (3.3-0.8)0.02217=1.7kN/m则作用于楼面框架梁上线荷载标准值为：gAB1=6.48+10.8+1.7=18.98kN/m gBC1=4.84kN/m gAB2=3.893.6=14.00kN/m gBC2=3.892.4=9.34kN/m3屋面框架节点

21、集中荷载标准值纵向框架梁自重 0.30.87.225=43.2kN纵向框架梁粉刷 2(0.8-0.1)0.027.217=3.43kN纵向框架梁传来的屋面恒荷载 2(3.6/2)24.44=28.77kN次梁自重及粉刷 0.60.2257.2/2+20.02(0.6-0.1)7.2/2=10.87kN次梁传来的屋面恒荷载 (1-20.252+0.253)4.443.67.2/2=51.25kN1m高女儿墙自重及粉刷 17.20.2418+217.20.0217=36kN 则顶层边节点集中荷载为：G5A=176.52kN纵向框架梁自重及粉刷 43.1+3.43=46.63kN纵向框架梁传来的屋面

22、恒荷载 28.77+(1-20.172+0.173)4.447.22.4/2=65.10kN次梁自重、粉刷及传来的屋面恒荷载 10.87+51.25=62.12kN 则顶层中节点集中荷载为：G5B=173.85kN4楼面框架节点集中荷载标准值纵向框架梁自重及粉刷 46.63kN纵向框架梁传来的楼面恒荷载 2(3.6/2)23.89=25.21kN次梁自重及粉刷 10.87kN次梁传来的楼面恒荷载 (1-20.252+0.253)3.893.67.2/2=44.9kN钢窗自重 (21.01.7+1.22.6) 0.42=5.216kN墙体自重 (3.37.2-6.52)0.2418=74.48k

23、N墙面粉刷 2(3.37.2-6.52)0.0217=13.07kN框架柱自重 0.5023.325=20.63kN柱面粉刷40.50.0217=0.68kN 中间层边柱节点集中荷载为：GA=241.69kN纵向框架梁自重及粉刷 46.63kN纵向框架梁传来的楼面恒荷载25.21+(1-20.172+0.173)3.897.22.4/2=57.04kN次梁粉刷、自重及传来的楼面恒荷载 10.87+44.9=55.77kN木门自重 21.02.60.2=1.04kN墙体自重 (3.37.2-5.2)0.2418=80.18kN墙面粉刷 20.02(3.37.2-5.2)17=12.62kN框架柱

24、自重及粉刷 20.63+0.68=21.31kN 中间层中柱节点集中荷载为：GB=274.59kN4.2 恒荷载作用下内力计算1计算简图图4-1 计算简图2荷载等效顶层边跨 顶层中跨 中间层边跨 中间层中跨 荷载等效后的计算简图如下图4-2 等效后的计算简图3固端弯矩计算顶层边跨 顶层中跨 中间层边跨 中间层中跨 4分层计算弯矩（取半结构计算）1）顶层分配系数计算如下内力计算过程如下（单位：kNm）表 4-11-41-22-12-52-30.2880.7120.4910.1990.310-89.4789.47-5.5225.7763.7031.85-28.43-56.86-23.04-35.9

25、08.1920.2410.24-2.52-5.03-2.04-3.170.731.790.90-0.44-0.18-0.2834.69-34.6970.13-25.26-44.87M图见下页（单位：kNm）图4-3 顶层弯矩图2）中间层分配系数计算如下内力计算过程如下（单位：kNm）表4-23-63-13-44-34-24-74-50.2240.2240.5520.4100.1660.1660.258-135.86135.86-5.1330.4330.4375.0037.5-34.49-68.97-27.93-27.93-43.407.737.7319.049.52-1.95-3.90-1.5

26、8-1.58-2.460.440.441.080.54-0.22-0.09-0.09-0.1438.638.6-77.2110.33-29.6-29.6-51.13M图见下页（单位：kNm）图4-4 中间层弯矩图3）底层分配系数计算如下内力计算过程如下（单位：kNm） 表4-33-63-13-44-34-24-74-50.2120.2650.5230.3930.1590.1990.249-135.86135.86-5.1328.836.0071.0535.53-32.68-65.35-26.44-33.09-41.416.938.6617.098.55-1.68-3.36-1.36-1.71-

27、2.130.360.450.880.44-0.17-0.07-0.09-0.1136.0945.11-81.2111.54-27.87-34.89-48.78M图如下（单位：kNm）图4-5 底层弯矩图5不平衡弯矩分配计算过程见如下（单位：kNm），方框内为原不平衡弯矩表4-4左梁上柱下柱右梁4.859.1612.87-9.16-7.91-9.873.0611.566.097.50-8.42-5.387.4012.87-13.49-6.84-9.874.7212.877.18.09-9.87-6.597.7819.56-15.57-6.59-9.875.0912.876.627.86-9.87

28、-6.698.7915.04-15.41-6.11-9.294.9412.879.463.88-9.87-8.30-2.77-6.731.962.466跨中弯矩计算7剪力计算 图4-6 恒荷载作用下的M图（单位：kNm）8轴力计算框架结构的剪力图和轴力图如下（单位：KN） V N图4-7 恒荷载作用下的V，N图（单位：KN）第五章 活荷载内力计算5.1 活荷载计算1框架梁线荷载标准值qAB=2.03.6=7.2kN/mqBC=2.02.4=4.8kN/m2框架节点集中荷载标准值边节点：纵向框架梁传来的活荷载 3.622.0/2=12.96kN次梁传来的活荷载 (1-20.252+0.253)2

29、.03.67.2/2=23.09kN则QA=36.05kN中节点：纵向框架梁传来的雪荷载 12.96+(1-20.172+0.173)2.07.22.4/2=31.58kN则QB=31.58+23.09=54.67kN5.2 活荷载作用下内力计算1计算简图图5-1 计算简图2荷载等效顶层边跨 中跨 荷载等效后的计算简图如下：图5-2 等效后的计算简图3固端弯矩计算边跨 中跨 4分层计算弯矩1）顶层内力计算过程如下（单位：kNm）表5-11-41-22-12-52-30.2880.7120.4910.1990.310-27.6927.69-1.447.9719.729.86-8.87-17.73

30、-7.19-11.192.556.323.16-1.55-0.63-0.9810.52-10.5221.43-7.82-13.61M图如下（单位：kNm）图5-3 顶层弯矩图2）中间层内力计算过程见表（单位：kNm） 表5-23-63-13-44-34-24-74-50.2240.2240.5520.4100.1660.1660.258-27.6927.69-1.446.206.2015.297.65-6.95-13.90-5.63-5.63-8.741.561.563.831.92-0.79-0.32-0.32-0.497.767.76-15.5222.57-5.95-5.95-10.67M

31、图如下（单位：kNm）图5-4 中间层弯矩图3）底层内力计算过程如下（单位：kNm）表5-3 3-63-13-44-34-24-74-50.2120.2650.5230.3930.1590.1990.249-27.6927.69-1.445.877.3414.487.24-6.58-13.16-5.33-6.66-8.341.401.743.441.72-0.68-0.27-0.34-0.437.279.08-16.3522.81-5.60-7.00-10.21M图见图5-5（单位：kNm）图5-5 底层弯矩图5不平衡弯矩分配计算过程如下（单位：kNm），方框内为原不平衡弯矩表5-4左梁上柱下

32、柱右梁0.971.842.59-1.04-1.58-1.980.613.512.141.88-2.61-1.851.232.59-3.37-1.21-1.981.182.591.431.62-1.98-1.321.432.59-2.86-1.32-1.981.022.591.331.58-1.98-1.341.773.03-3.10-1.23-1.870.992.591.900.78-1.98-1.66-0.55-1.350.390.49不平衡弯矩调整之后即可得出活荷载作用下框架弯矩图（单位：kNm）图5-6 活荷载作用下的M图（单位：kNm）6跨中弯矩计算7剪力计算中跨端部剪力各边跨段部剪力

33、：8轴力计算框架结构的剪力图和轴力图如下（单位：kN）V N图5-7 活荷载作用下的V，N图（kNm）第六章 风荷载内力计算基本风压w0=0.65kN/m2，地面粗糙度为B类。6.1 风荷载计算wk=zszw0，建筑物高度30m，故z=1.0迎风时s1=+0.8，背风时s2=-0.5，则s=0.8+0.5=1.3计算过程见下表表6-1楼层高度H(m)zwkA(m2)P(kN)五171.180.99719.0819.02四13.71.10.93023.7622.1三10.41.010.85323.7620.27二7.11.00.84523.7620.08一3.81.00.84525.5621.6

34、计算简图（单位：kN）图6-1 计算简图6.2 内力计算1抗侧刚度和反弯点高度确定计算过程见下表表6-2楼层KD(104kN/m)y0y12y23y3yhh-yh边柱五2.2250.532.80.410101.351.95四2.2250.532.80.45010101.491.81三2.2250.532.80.50010101.651.65二2.2250.532.80.50010101.651.65一1.980.622.170.5500.7702.371.93中柱五5.040.723.810.450101.491.81四5.040.723.810.50010101.651.65三5.040.7

35、23.810.50010101.651.65二5.040.723.810.50010101.651.65一4.480.772.70.5500.7702.371.932剪力在各层分配（单位：kN），见下图VP5=19.02V5=4.03V5=5.48VP4=41.12V4=8.71V4=11.85VP3=61.39V3=13.00V3=17.69VP2=81.47V2=17.26V2=23.48VP1=103.07V1=22.96V1=28.57图6-2 剪力分配图3柱端弯矩计算（单位：kNm）7.869.925.448.1715.7719.5512.9819.5521.4529.1921.4529.1928.4838.7428.4838.7444.3155.1454.4267.71图6-3 柱