中学5层框架综合教学楼计算书本科毕业设计.doc
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1、郑州市第十一中学5#教学楼工程计算书摘 要此次设计主要对框架结构中轴横向框架进行结构设计、抗震设计和结构计算。在确定框架结构的承重方案及计算简图之后,首先计算框架结构的层间荷载代表值,利用顶点位移法求出横向框架的自振周期,并使用底部剪力法计算在水平地震荷载作用下横向框架的层间剪力,进而求出在水平地震荷载作用下框架结构的内力(弯矩、剪力和轴力);其次,采用弯矩二次分配法对在竖向荷载(恒荷载和活荷载)作用下框架结构的内力(弯矩、剪力和轴力);再次,采用D值法计算水平风荷载作用下框架结构的内力(弯矩、剪力和轴力);最后,对在水平和竖向荷载作用下框架结构的内力进行组合,找出一组或几组最不利的内力组合,
2、并按最不利组合进行截面设计及配筋计算。另外,还对框架结构中的现浇钢筋混凝土楼板、楼梯和基础进行截面设计和配筋计算。关键词:框架结构,结构设计,内力计算,配筋 目 录前言1绪论41.工程概况52.建筑设计52.1 建筑总平面设计52.2 建筑方案设计62.3 建筑平面设计62.4 建筑立面设计62.5 建筑剖面设计63.结构设计73.1 框架结构承重方案的选择73.2梁柱截面尺寸的初步确定73.2.1结构平面布置图73.2.2框架梁截面尺寸初估83.2.3框架柱截面初估93.2.4 楼板设计103.3 恒荷载计算103.3.1 楼板类型及选择113.4 层间重力荷载代表值计算123.4.1 第一
3、层重力荷载代表值的计算123.4.2 第二到四层重力荷载代表值的计算143.4.3 第五层重力荷载代表值的计算163.4.4 计算结果183.5 横向框架在水平地震作用下的内力和位移计算183.5.1框架梁柱线刚度计算193.5.2 结构基本自振周期的计算193.5.3 地震影响系数203.5.4 各层位移计算203.5.5 内力计算213.6 横向框架在竖向荷载作用下的计算简图及内力计算253.6.1 横向框架在恒荷载作用下的计算简图263.6.2 横向框架在活荷载作用下的计算简图323.6.3 横向框架在恒荷载作用下的内力计算363.6.4 横向框架在活荷载作用下的内力计算413.7 横向
4、框架在风荷载作用下的内力和位移计算443.7.1 横向框架在风荷载作用下的计算简图443.7.2 垂直于建筑物表面上的风荷载标准值计算443.7.3 各层楼面处集中风荷载标准值计算453.7.4 横向框架在风荷载作用下的位移计算463.7.5 柱端弯矩及剪力计算483.7.6 梁端弯矩及剪力计算48续表3.23493.7.7 柱轴力计算493.7.8 绘制内力图493.8 荷载效应组合523.8.1 框架梁BC梁端弯矩调幅及内力533.8.2 框架梁梁端弯矩调幅及内力543.8.3 柱B内力553.8.4 柱C内力563.8.5 内力组合573.9 主梁承载力计算613.9.1 确定翼缘宽度6
5、13.9.2 各种材料及系数确定613.9.3 判断主梁截面类型623.9.4 主梁配筋计算62续表3.33633.9.5 主梁斜截面承载力计算633.9.6 主梁斜截面承载力633.10 柱截面配筋计算643.10.1 第一层框架C柱正截面653.10.2 第一层框架B柱斜截面673.10.3 第一层框架C柱斜截面683.11 楼板配筋计算683.11.1 A区格板配筋计算693.11.2 B区格板配筋计算693.12 基础设计703.12.1地基处理703.12.2确定基础的埋置深度703.12.3 加权平均重度计算713.12.4 地基承载力设计值713.12.5 B轴柱下独立基础尺寸7
6、12.12.6 柱下独立基础冲切验算723.12.7 柱下独立基础底板配筋733.12.8 内柱下二柱联合基础尺寸.753.12.9 内柱下基础抗冲切验算及基础高度753.12.10 内柱下基础配筋计算763.12.11 地梁设计.773.12.12 地基沉降量验算.783.13 一层楼梯设计783.13.1 梯段板的设计783.13.2 平台板的设计793.13.3平台梁设计80致谢82参考资料82建筑艺术83前 言1 毕业设计的目的1运用大学所学的理论基础及专业知识,全面系统地完成整个毕业设计,以达到初步了解和掌握一个建筑师、结构工程师及施工组织者的工作内容,表达方式和工作步骤。2培养学生
7、确立正确的设计思想和分析问题、解决问题的能力。3培养学生根据国家的有关规定、设计规范及各种标图集进行设计的能力。4培养学生应用计算机绘制施工图和结构计算的能力。2 毕业设计各阶段时间安排1建筑设计阶段 1月16日2月10日2结构设计阶段 2月11日3月10日3答辩前准备及答辩 3月11日4月1日1.建筑设计1.1工程概况1本建筑位于郑州市区。2基地地势平坦,基地内水、电、暖、道路等共用条件已具备。1.2建筑设计依据1本工程为郑州市第十一中学5#教学楼。2总建筑面积为5977.8m2 标准层建筑面积:1195.56 m2左右。3层数为5层。4结构形式:全框架结构。5.雨篷采用悬吊钢制雨篷6.本工
8、程普通教室共20个,大教室25个,多媒体教室2个,办公室5个,传达 资料室5个,茶水间5个,每层设卫生间2个,主楼梯为双分楼梯,副楼梯为平行双跑楼梯。7.基础采用柱下独立基础。8.室内外高差为0.45m9.外墙,屋面均采用保温苯板。10.卫生间标高比楼层各处低20mm,每层设地漏1.3建筑要求1屋面均考虑保温隔热2窗采用塑钢窗,门采用木门。1.4建筑设计任务要求充分理解设计任务书要求,保证达到建筑设计平面布置合理、思路明确、设计新颖,学会正确使用设计规范和标准图集。绘图严格遵循标准,图幅规范,整洁。说明书规范,文字流畅(打印)。根据毕业设计大纲要求,建筑设计应完成以下内容:底层平面图 1:10
9、0标准层平面图 1:100顶层平面图 1:100屋顶平面图 1:100正立面图 1:1001:200侧立面图 1:1001:200剖面图 1:1001:200节点详图(主要节点) 1:101:20楼梯平面图 1:100建筑设计说明书一份,应包括:(1)设计任务简介;(2)建筑设计提纲;(3)平、立、剖设计说明;(4)主要节点构造说明;(5)其它。2 结构设计2.1 基本设计资料1气象条件(1)温度:常年夏季平均气温16.3,冬季平均气温-8.6,夏季最高气温40,冬季最低气温-10。(2)主导风向:全年为2-3级风,夏季为东南风,基本风压w0=0.35kN/m2;(3)雨雪条件:基本雪压0.2
10、5 kN/m2,标准冻深-1.16 m,最大冻深-1.34m。2工程地质条件(1)地形地貌、地层岩性场地地形较平坦,经探井揭露,地基土自上而下由杂填土、新近堆积黄土、黄土状粉土组成,其工程岩性特征如下:杂填土:浅黄色,粉土组成。稍湿,结构松散,含砖砾等,厚度0.5m1.8m新近堆积黄土:浅黄色和暗黑色粉土组成,含树根及针状大孔。稍湿,稍密。厚度0.3m2.1m。黄土状粉土:浅黄色。粒度以粉粒为主,土结构较松散,稍湿,中密。揭露厚度:14.0m16.5m。 (2)地基土物理力学性质评价及承载力确定湿陷性评价:场地土8m以上具有湿陷性,整个场地按级自重湿陷性黄土对待。主要物理力学性质指标评价:杂填
11、土厚度薄,结构松散,物理力学性质指标差,不宜做持力层新近堆积黄土:天然含水量平均值,干重度平均值,天然孔隙比。湿陷性黄土:天然含水量平均值,天然重度平均值,干重度平均值,天然孔隙比。非湿陷性黄土:天然含水量平均值,天然重度平均值,干重度平均值,天然孔隙比。压缩性评价:新近堆积黄土:压缩系数平均值,宜按中压缩性土对待 湿陷性黄土:压缩系数平均值,宜按中压缩性土对待非湿陷性黄土:压缩系数平均值,宜按中压缩性土对待根据查表法地基承载力确定如下:新近堆积黄土承载力标准值湿陷性黄土承载力标准值非湿陷性黄土承载力标准值(3)抗震设防烈度7度、近震,场地土为中软场地土,建筑场地类别为类(4)结论及建议场地分
12、布的杂填土、新近堆积黄土不应作为天然地基;整个场地按级自重湿陷性黄土对待。地基处理建议采用大开挖方式,然后采用3:7灰土整片回填压实,压实系数有设计人员确定,处理厚度不宜小于3m。场地属于级自重湿陷性黄土场地,设计和施工应严格按湿陷性黄土地区建筑规范进行。2.2 建筑设计与任务要求1结构设计计算书(1)根据建筑平面及有关规定进行结构选型、柱网布置。(2)确定材料及截面尺寸(3)结构内力计算及配筋计算结构计算的主要内容有:荷载计算、选具有代表性的一榀框架进行内力分析及配筋计算、某块现浇板的内力分析及配筋计算、基础设计及配筋计算、楼梯的配筋计算。2材料的选用:外墙采用多孔砖墙或加气混凝土砌块(厚度
13、选择注意保温);内墙为轻质隔墙;混凝土强度根据设计自定,钢筋为HPB235、HRB335。3编写结构计算书及说明书要求:(1)条理清楚。(2)计算过程及计算结果正确,计算书条理清晰,内容完整。(3)计算书内容包括:结构设计方案、结构选型、结构布置、材料的选用及截面尺寸、荷载计算、一榀框架的内力分析及截面配筋设计、现浇板的内力分析及配筋设计、基础设计及配筋设计、部分构件的计算、墙体抗震验算及框架水平侧移验算、结构构造说明等。计算书的装订应严格遵照河南工业大学本科毕业论文(设计)工作管理暂行办法装订。4绘制施工图: 要求图纸布局合理、内容完整、符合制图标准。图纸包括: (1)基础平面布置及配筋图
14、1:100 (2)各楼面结构平面布置图 1:100 (3)屋面结构平面布置图 1:100 (4)框架结构配筋图 1:501:100 (5)悬挑构件配筋图、楼梯结构配筋图 1:505标题栏要求:河南工业大学成人教育学院毕业设计郑州市第十一中学5#教学楼20班 级图别10设 计图号10学 号日期1025358020203 设计规范及主要参考资料3.1 国家标准、规范、规程 1GB50103-2004,总图制图标准S. 2 GBJ50001-2004,房屋建筑制图统一标准S. 3 GBJ50105-2004,建筑结构制图标准S.4 GBJ 16-87,2004年版,建筑设计防火规范S. 5 GB 5
15、0096-1999,民用建筑设计通则S.6 JGJ-26-95,采暖居住建筑部分,民用建筑节能设计标准S.7 GB50009-2004,建筑结构荷载规范S. 8 GB50010-2004,混凝土结构设计规范S. 9 GB50007-2004,建筑地基基础设计规范S. 10 GB50025-2004,湿陷性黄土地区建筑规范S 11 GB50011-2004,建筑抗震设计规范S.3.2 参考书 1建筑设计资料集编委会. 建筑设计资料集1、2、3、4、5M.北京:中国建筑工业出版社,1999.2同济大学,东南大学,西安建筑科技大学,重庆大学编.房屋建筑学M.北京:中国建工出版社,2000.3建筑设计
16、资料集编委会.建筑结构静力计算手册M.北京:中国建工出版社,1998.4建筑设计资料集编委会.建筑结构构造资料集M.北京:中国建筑工业,2007.5 高大钊.土力学与基础工程M.北京:中国建筑工业出版社.2003.6 张中兴.黄土与黄土工程M.河南.河南人民出版社.1998.绪论作为一名即将毕业的土木工程专业的大学生,在学校的理论学习后,要结合社会的实际情况,检验一下所学习的专业知识是否专业和完善。毕业设计恰好就是一种最好的检验,可以使学校中所学习的知识得到综合利用,使得各方面的知识系统化和实践化。通过独立完成毕业设计,可以培养独立思考、独立工作的能力,以及调查、分析和查阅资料的能力。毕业设计
17、题目为郑州市第十一中学5#教学楼,结构形式采用全现浇框架结构。在熟悉本课题设计任务书的基础上,通过给定的调研,结合当地的自然条件,施工技术水平,并查阅相关建筑设计的书籍和规范,独立完成综合楼工程的建筑方案设计,并最终绘制出建筑施工图。通过建筑方案的设计,对框架结构进行柱网布置和结构选型,并确定材料类型和截面尺寸。首先,通过现行规范选定房间作法,并以此计算框架结构各层的重力荷载代表值;其次,采用合适的计算方法对竖向荷载作用下框架结构的内力、水平地震荷载作用下框架结构内力及侧移进行计算;最后,通过以上的结构计算,对框架结构进行截面设计(梁、板、柱截面尺寸及配筋)、楼板设计(楼板尺寸及配筋)、楼梯设
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