某大学实验楼设计【毕业论文】.doc

1、毕业论文 - 本科 毕业论文 (设计 ) 题 目： 某大学实验楼设计 学 院： 学生姓名： 专 业： 建筑环境与设备工程 班 级： 指导教师： 起 止 日期： 毕业论文 - 目 录 摘要 .2 ABS T RAC T.3 1 、 建筑概况 .4 1.1 毕业设计概况 .4 2 、 荷载计算 .5 2.1 确定计算简图 .5 2.2 梁柱截面尺寸 .5 2.3 材料强度等级 .5 2.4 荷载计算 .5 3、 框架内力计算 . 14 3.1 恒载作用下的框架内力 .14 3.2 活荷 载 作用下的框架内力 .21 3.3 风载 作用的位移内力计算 .34 3.4 地震作用下横向框架的内力计算 .

2、37 4、 框架内力组合 .46 4.1 弯矩条幅 .46 4.2 荷载组合 .48 5、 框架梁柱截面设计 . . .56 6、 楼梯结构设计计算 . . .66 6.1 梯段板 计算 .66 6.2 休息平台板 计算 .67 6.3 梯段梁 TL1 计算 . 68 7、 现浇楼板设计 . .69 7.1 跨中最大弯矩 .70 7.2 支座中点最大弯矩 .70 7.3 A 区格 .70 7.3 E 区格 .71 参考文献 .73 致谢 .74 毕业论文 - 某大学实验楼设计 摘要 框架结构由梁和柱连接而成的。框架 结构按所用材料的不同，可分为钢框架和钢筋混泥土框架。钢框架结构用钢量大，造价高

3、耐火耐腐蚀性能差。由于钢筋混泥土结构造价低廉，取材方便，耐久性好，可模性好等特点。因此，多采用此种材料。本设计为五层实验楼框架结构设计，建筑总面积 5400 平方米，建筑高度 18.9 米，底层层高 3.6 米，其余各层 3.6 米，实验室内无大型设备。主体为框架结构，抗震设防烈度等级为 6 度。设计包括建筑部分、结构部分、楼梯等。根据任务书定出各层平面图及平面布置。在进行荷载计算和构件截面估算后，选取了一榀框架进行计算，计算内容包括框架梁柱截面尺寸 的选区及线刚度的计算；恒载、活载、风作用下梁端弯矩、剪力的计算；框架的内力组合；框架梁柱强度验算；楼梯配筋计算及基础配筋计算等，楼梯采用钢筋混凝

4、土板式楼梯。其结构布置，既满足生产工艺和建筑平面布置的要求，又使结构设计合理，施工方便。采用横墙承重方案，有利于提高建筑物横向抗侧刚度。竖向荷载采用弯矩二次分配计算法，水平荷载采用 D 值法。选取控制截面，进行最不利内力组合，根据组合值进行梁、板、柱的配筋。整个方案设计基本符合设计和结构要求，具有一定的合理性。 关键词 多层建筑；实验楼；混凝土框架结构；弯矩二次分配 法； D 值法；内力组合 毕业论文 - Experimental design of the building Abstract frame structure which is formed by the connection

5、of beam by the Hezhu. Frame structure in accordance with the different materials, can be divided into the steel frame and reinforced concrete frame. Steel frame structure of steel consumption, high cost and poor corrosion resistance of refractory. The reinforced concrete structure has the advantages

6、 of low cost, convenient, durable, and other characteristics of good to die. Therefore, the use of such material. The design of five layer experiment building frame structure design, building a total area of 5400 square meters, building height 18.9 meters, the bottom layer of 3.6 meters high, the re

7、st of the layer 3.6 meters, without large equipment in laboratory. For the main frame structure, seismic fortification intensity levels to 6 degrees. The design includes the building part, part of the structure, stairs. According to the task set out the floor plan and layout. In carries on the load

8、computation and the component section estimate, selected a pin frame is calculated, the calculation includes frame beam column section size of the constituency and the computation of the line rigidity; dead load, live load, wind beam under end moment, shear calculation of internal force combination;

9、 frame; frame beam column strength checking; stairs calculation of reinforcement and foundation reinforcement calculation using reinforced concrete slab stairs, stairs. The structural arrangement, which can meet the requirements of the production process and building layout requirements, and that th

10、e structure design is reasonable, convenient construction. The cross wall scheme, is beneficial to improve the lateral stiffness of the building. The vertical load distribution calculation method by using the bending moment two, horizontal load with the D value law. Choosing the control section, the

11、 most unfavorable combination of internal force, according to the combination of values of the beam, plate, column reinforcement. The program design meets the design and structural requirements, has a certain rationality. Key words building; building; reinforced concrete frame structure; D value met

12、hod; combination of internal force 毕业论文 - 1 工程概况 1.1 毕业设计概况 1.1.1 建筑地点 ： 宁波市 建筑 类型： 五层实验楼，框架结构。 建筑概况： 建筑面积约 5400 平方米，室内外高差 900mm，楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土框架结构，楼板厚度取 120mm。 1.1.2 气象条件 （ 1）温度：最热月平均 30 度，最冷月平均温 4 度 （ 2） 湿度：最热月平均 72% （ 3） 主导风向：东南风，基本风压 0 =0.50KN/ （ 4） 雨雪条件，最大日降雨量 192mm。年降雨量 1450mm，基本雪压 0S =0.30KN

13、/ 1.1.3地震设计烈度 ： 6 度，设计分组第一组。由于是教学楼设计提高一个等级， 7 度。 1.1.4荷载资料 （ 1） 实验楼楼面活载，查建筑结构荷载规范（ GB50009-2001），确定楼面活载标准值为 2 KN/ （ 2）上人屋面：活载标准值为 2KN/ （ 3）屋面构造： 8 10mm 厚地砖、水泥砂浆结合层、防水层、 20mm 厚 1： 3 水泥砂浆找平层、 50 厚保温层、 100mm 厚 1： 8 水泥膨胀珍珠岩找坡、现浇钢筋混凝土屋南板、 12mm 厚纸筋石灰粉平顶。 （ 4）楼面构造： 水泥楼面： 10mm 厚 1： 2 水泥砂浆面层压实抹 光、 15mm 厚 1：

14、3 水泥砂浆找平层、现浇钢筋混凝土楼面板、 12mm 厚纸筋石灰粉平顶。 （ 5）围护墙： 围护墙采用 200mm 厚非承重空心砖（ 190mm190mm90mm,重度 3.6 KN/ ） ， M5 混合砂浆砌筑，双面粉刷（重度 3.6 KN/），墙上开有 C-1、 C-2、 C-3。 毕业论文 - 2 荷载计算 2.1 确定计算简图 本工程横向框架计算单元取第 8 轴线，框架的计算简图假定底层柱下端固定于基础，按工程地质资料提供的数据，查 建筑抗震设计规范可判断该场地为 2 类场地土，地质条件好初步确定本工程基础采用柱下条形基础，挖去所有的杂填土，基础置于第二层粉质黏土层上，柱子的高度底层为

15、 h1=3.6+0.9=4.5m，二 八层柱高 h2 h8=3.6m，凸出屋面的楼梯、电梯房柱子高 h9=3.0m，柱节点刚接，横梁的计算跨度取柱中心至中心间距离，三跨分别为： L=6m、2.4m、 6m。计算简图如图 2-1（右图） 2.2 梁、柱截面尺寸 2.2.1 框架柱 ： 1至 13轴柱均为 500mm500mm。 2.2.2 梁： 横向框架梁： AC、 EF 跨： 300mm900mm、 CE 跨： 300mm 600mm。 纵向连系梁： 300mm450mm 2.3 材料强度等级 混凝土：板采用 C30，柱梁采用 C30，钢筋直径 12mm 的采用 HRB335 钢筋，其余采用

16、HPB235钢筋。 2.4 荷载计算 以 11轴线横向框架为计算分析对 象。 2.4.1 屋面横梁竖向线荷载标准值 毕业论文 - （ a） (b) 图 2-2 荷载计算简图 （ a）恒载作用下结构计算简图： （ b）活载作用下结构计算简图 （ 1）恒载（图 2-2a） 屋面横梁标准值： 35 厚架空隔热板 20 .3 5 2 5 0 .8 7 5 /kN m 防水层 20.4 /kN m 20 厚 1:3 水泥砂浆找平层 20.4 /kN m 结构层：钢筋混凝土现浇板 120 0.12 25=3KN/ 12 厚纸筋石灰粉平顶 0.012 16=0.192KN/ 屋面恒载标准值： 4.87KN/

17、 梁自重 边跨 AC、 EF 跨 ： 0 .2 5 0 .9 2 5 5 .6 2 5 /K N m 梁测粉刷 ： 2 (0 . 9 0 . 1 2 ) 0 . 0 2 1 7 0 . 5 3 /K N m 6.16 mkN/ 中跨 CE： 0 .2 5 0 .2 2 5 1 .2 5 /K N m 梁侧粉刷： 2 (0 . 2 0 . 1 ) 0 . 0 2 1 7 0 . 0 6 8 /K N m 1.318KN/m 作用在顶层框架梁上的线恒荷载标准值为： 毕业论文 - 梁自重： 5 1 5 1 5 16 . 1 5 5 / 1 . 3 1 8 /A C E F C Eg g k N m

18、g k N m 板传来的荷载： 5 2 5 2 4 . 8 7 4 . 5 2 1 . 9 1 5 /A C E Fg g K N m 52 4 .8 7 2 9 .7 4 /EFg K N m （ 2）活载（图 2-2b） 作用在顶层框架梁上的活荷载标准值为： 55 0 . 7 4 . 5 3 . 1 5 /A C E Fq q K N m 5 0 .7 2 1 .4 /CEq K N m 2.4.2 楼面横梁竖向线荷载标准值 （ 1）恒载（图 2-2b） 25 厚水泥砂浆面层 5.020025.0 KN/ 120 厚钢筋混凝土现浇板 32512.0 KN/ 12 厚板底粉刷 192.016

19、012.0 KN/ 楼面恒载标准值： 3.692 KN/ 边跨（ AB、 CE 跨）框架梁自重 : 6.155KN/m 中跨（ BC 跨）梁自重： 1.318KN/m 作用在楼面层框架梁上的线恒荷载标准值为： 梁 自重： 11 6 .1 5 5 /A C E Fg g K N m 1 1.318 /CEg KN m 板传来的荷载： 22 3 . 6 9 2 4 . 5 1 6 . 6 1 /A C E Fg g K N m 2 3 . 6 9 2 2 . 0 7 . 3 8 4 /CEg K N m （ 2）活载（图 2-2b） 楼面活载： 2 4 .5 9 /A C E Fq q K N m

20、 2 2 4 /CEq KN m 2.4.3 屋面框架节点集中荷载标准值 （图 2-3） 图 2-3 恒载顶层集中力 毕业论文 - (1)恒载 边跨连系梁自重： 0.25 0.5 4.5 25=14.06KN 粉刷： 2（ 0.5-0.12） 0.02 4.5 17=1.16KN 0.6m 高女儿墙： 0.6 4.5 3.6=9.72KN 粉刷： 1.3 2 0.02 4.5 17=3.98KN 连系梁传来屋面自重： 0.5 4.5 4.5 0.5 4.87=18.59KN 顶层边节点集中荷载： 55 4 7 .5 1AEG G KN 中柱连系梁自重： 0 .2 5 0 .4 4 .5 2 5

21、 1 4 .0 6 KN 粉刷： (0 . 5 0 . 1 2 ) (0 . 5 0 . 1 ) 0 . 0 2 4 . 5 1 7 1 . 1 9 KN 连系梁传来屋面自重： 0 . 5 4 . 5 0 . 5 4 . 5 4 . 8 7 2 4 . 6 5 KN 0 . 5 ( 4 . 5 4 . 5 2 ) 2 0 . 5 4 . 8 7 1 7 . 0 4 5 KN 顶层中节点集中荷载： 55 5 6 .9 4 5BCG G K N （ 2）活载 55 0 . 5 4 . 5 0 . 5 4 . 5 0 . 7 3 . 5 4AFQ Q K N 55 0 . 5 4 . 5 0 . 5

22、 4 . 5 2 0 . 5 ( 4 . 5 4 . 5 2 ) 0 . 5 2 2 0 . 7 7 . 0 8CEQ Q K N 2.4.4 楼面框架节点 集中荷载标准值 （图 2-4） 图 2-4 恒载中间层集中力 （ 1）恒载 边柱连系梁自重： 14.06KN 粉刷： 1.16KN 连系梁传来楼面自重： 0 . 5 4 . 5 0 . 5 4 . 5 3 . 6 9 2 1 8 . 6 9 kN 33.91KN 毕业论文 - 中间层边 节点集中荷载： 3 3 .9 1AFG G KN 框架柱自重： 0 . 5 0 . 5 3 . 6 2 5 2 2 . 5AFG G K N 中柱连系梁自

23、重： 14.06KN 粉刷： 1.19 KN 连系梁传来楼面自重： 0 . 5 4 . 5 0 . 5 4 . 5 3 . 6 9 2 1 8 . 6 9 KN 0 . 5 ( 4 . 5 4 . 5 2 ) 0 . 5 2 3 . 6 9 2 1 2 . 9 2 2 KN 46.862KN 中间层中节点集中荷载： 4 6 .8 6 2CEG G KN 柱传来集中荷载 : 22.5CEG G KN （ 2）活载 0 . 5 4 . 5 0 . 5 4 . 5 2 1 0 . 1 2 5AFQ Q K N 0 . 5 4 . 5 0 . 5 4 . 5 2 0 . 5 ( 4 . 5 4 . 5

24、 2 ) 2 0 . 5 2 1 7 . 1 2 5CEQ Q K N 2.4.5 风荷载 已知基本风压 20 0.5 /W KN m ，地面粗糙度属 B 类，按荷载规范 0k z zw （ 1）风载体型系数 z ：迎风面为 0.8，背风面为了 -0.5，因结构高度 H=18.6m 30m（从室外地面算起），取风振系数 z =1.0，计算过程如表 2-1 所示，风荷载图见图 2-5。 风荷载计算 表 2-1 层次 z s Z（ m） z 0 (KN/ ) A( ) iP (KN) 5 1.0 1.3 18.9 1.18 0.5 9.45 7.25 4 1.0 1.3 15.3 1.147 0.

25、5 16.2 12.08 3 1.0 1.3 11.7 1.048 0.5 16.2 11.04 2 1.0 1.3 8.1 1.0 0.5 16.2 10.53 1 1.0 1.3 4.5 0.9 0.5 18.23 10.66 2.4.6 地震作用 (1) 建筑物总重力荷载代表值 iG 的计算（粉刷重度忽略） 1 顶层总重力荷载代表值 8G ： 50%雪载： 0 .5 0 .5 2 0 5 4 2 7 0 kN 屋面恒载： 4 . 8 7 5 4 9 2 4 . 8 7 5 4 2 5 2 2 0 . 6 4 kN 横梁： （ 6.155 9 2+1.318 2） 13=1474.54kN