教学楼建筑框架结构设计毕业设计计算书.doc

1、XX 大学毕业设计（论文）计 算 书题 目 “xxxx” 教学楼建筑结构设计学 院 建工学院 专 业 土木工程班 级 xxxx 学 号 xxx学生姓名 xxx 指导教师 xxxxxx 年 xx 月 xx 日xxxx 教务处制背景：毕业设计是土木工程专业学生增强实践操作能力培养的不可或缺的重要的环节，并且也是联系课堂所学理论知识和工作的桥梁。我选的毕业设计是xx地区的教学楼设计，包括建筑设计和结构设计两个部分。以结构设计为主线，即以结构选型与布置、选取计算模型与结构内力分析、构件设计与构造、施工图绘制为主线，将所学的三大力学知识、地基与基础工程、混凝土设计等知识有机的联系起来，达到教学、巩固的目

2、的。教学楼的设计是在普通的技术条件下的生态型、环保型、安全型建筑，结合现有的经济和技术发展水平，在有限的投资情况下，尽量采用低端技术来达到扬长避短的目的。利用中国现有的先进技术和优势，又改进现代所存在的不足，着重在做好建筑结构设计之余，考虑到将本建筑设计为一个低能耗、少污染、安全、健康舒适的绿色建筑。另外，教学楼设计主要还是应该考虑学生的安全，必须达到安全的抗震设计要求。结合考虑到xx 的实际，xx土地稀少，此外xx质极差（地下五十米都是淤泥），基本采用混凝土灌注桩，这样也为建筑施工增加不少难度。再则，xx地区夏季的台风不容小视，这就要多考虑建筑设计，从经济角度上讲，一般教学楼都采用框架结构，

3、房间布置灵活，空间也较大，底层可以作为停车场，也可以摆放教学运动器材。学生是祖国的未来，必然要保障学生的生产、学习期间的安全，此外抗震强度也要加强一级，加大安全保障。 意义：1.做设计前，我们需要到图书馆查找很多资料，包括环境、地质，还要在期刊上翻译阅读论文，达到增强我们信息检索能力。2.大学期间学的很多的课程就及时的派上用场：结构力学，材料力学，土木工程材料，土力学与基础，房屋抗震，混凝土结构设计原理，混凝土设计等都需要拿来重新复习、认识，巩固大学四年学到的知识。3.结构设计会用到CAD、PKPM等计算机软件，这些都是土木工程同学生存的砝码，对于以后的工作、学习都有很大的帮助。4.学会针对要

4、解决的问题，广泛地搜集国内外有关资料，了解国内外的水平和状况。5.结合实际案例，有利于我们掌握扎实的经验。目录第一章 框架设计 .71.1 设计概况 .71.2 结构的选型与布置 .71.3 确定计算简图及材料使用 .71.3.1 材料强度等级 .81.4 构件初估 .81.4.1 初估梁截面尺寸 .81.4.2 初估柱截面尺寸 .81.4.3 初选楼板 .91.5 重力荷载计算 .91.5.1 屋面及楼面的永久荷载标准值 .91.5.2 屋面及楼面的可变荷载标准值 .91.5.3 梁柱墙体自重计算 .101.6 风荷载计算 .111.6.1 框架的受风荷载计算 .121.6.2 梁、柱线刚度

5、计算 .131.6.3 风荷载作用下的侧移验算 .141.6.4 风荷载作用下的框架内力分析（D 值法） .141.6.5 梁端弯矩计算 .221.7 竖向荷载作用下框架结构的内力计算 .221.7.1 横向框架内力计算 .241.7.2 内力分析 .281.7.3 恒载作用下的框架杆端弯矩计算 .301.7.4 活载作用下的框架杆端弯矩计算 .321.7.5 恒载、活载作用下的框架杆端剪力及跨中弯矩计算 .341.7.6 恒载、活载作用下框架柱的轴力计算 .371.8 内力组合 .421.9 截面设计与配筋计算 .49第二章桩基础设计 .562.1 地质资料: .562.2 单桩承载力设计值

6、的确定 .562.3 桩数及位置的确定 .572.4 桩基受力验算 .572.5 承台设计 .57第三章楼梯设计 .603.1 楼梯的资料 .603.2 楼梯梯段板计算 .603.2.1 荷载计算 .613.2.2 内力及截面承载力计算 .613.3 平台板的计算 .623.3.1 计算简图及截面尺寸 .623.3.2 荷载计算 .623.3.3 内力及承载力计算 .623.4 平台梁 TL-2 的计算 .633.4.1 截面尺寸 .633.4.2 荷载计算 .633.4.3 内力及承载力计算 .63第四章现浇板的设计 .654.1 楼板类型及设计方法选择 .654.5.1 板的计算简图 .6

7、54.1.2 板的选择 .654.1.3 荷载计算 .664.1.4 板的内力计算（塑性理论计算） .674.1.5 板的内力计算（按弹性理论计算） .67第五章 纵向框架梁的设计 .685.1 荷载计算： .615.2 内力计算： .685.3 承载力计算： .68参考资料： .69致谢： .70第一章 框架设计1.1 设计概况建筑主体总高为 14.85m，共 4 层，一至四层高 3.6m，室内外高差 0.45 m。具体情况可参见结构平面布置图及建筑剖面图。1.2 结构的选型与布置本建筑采用钢筋混凝土框架结构,双向承重体系,建筑主体(4 层)与外廊(4 层)之间设有 120mm 的沉降缝，建

8、筑中部设有中庭，具体布置见建筑图纸。1.3 确定计算简图及材料使用本工程横向框架计算单元取轴线 7，框架的计算简图如图 1 所示。假定底层柱下端固定于基础，按工程地质资料提供的数据，可知地质条件较差，初步确定本工程基础采用桩基础，选用钻孔灌注桩基础，基础埋深取1.5m。底层柱高度从基础顶面取至一层楼盖顶面，即底层柱计算长度为，二四层柱高即为层高，取。6.45.06.3h3.6hm图 1.结构计算简图1.3.1 材料强度等级混凝土：框架梁：采用 C30框架柱：采用 C30板：采用 C30钢筋：梁柱纵向受力钢筋采用 HRB400箍筋采用 HRB4001.4 构件初估1.4.1 初估梁截面尺寸框架梁

9、截面高度按梁跨度的 估算。由此估算的梁截面尺寸如下：1/82AB 跨主梁: ,则ml60,取梁高h512/8mh60,取梁宽hb33b4BC 跨梁为施工方便取与主梁 AB 相同尺寸为 2次梁： ，则l40，取梁高mlh4018/2h0,取梁宽hb2mb基础梁:取 56表 1.梁截面尺寸（mm）及各层混凝土强度等级横梁（bh ）层次 混凝土强度等级AB 跨 BC 跨纵梁（bh） 次梁（bh）14 C30 240600 240600 240600 2004001.4.2 初估柱截面尺寸为计算简便，边柱中柱尺寸取相同。柱截面尺寸可根据轴压比限值按 来估算。该框架结构的抗震等ccNAf级为三级。其轴压

10、比限值 ，各层的重力荷载代表值近似取 10 KN/，0.9N边中柱及中柱的负载面积分别 和 。要求为抗震设防烈度:2434.3按 6 度设防，由于中学教学楼为乙类建筑，故当抗震设防烈度为 6 度时，构造措施按提高一度的要求。第一层柱截面面积为：边柱321.25.1.053.241076.99ccCNA maf中柱 321.25.10.53.241090.7591ccCNA maf如取中柱截面为正方形，则边柱和中柱截面高度分别为 和 。6.根据上述计算结果并综合考虑其因素，本设计柱截面尺寸如下：. 柱惯性矩为 。m40 4933 10.24012mbhI 1.4.3 初选楼板楼盖及屋盖均采用现浇

11、钢筋混凝土双向板结构，根据经验（板厚为短跨的），板厚取 (安全考虑适量加大)。1/121.5 重力荷载计算1.5.1 屋面及楼面的永久荷载标准值（1）屋面（上人）恒载标准值：50 厚 C20 细混凝土内配 4 双向钢筋 3225/0.51/KNmKNm20 厚 1:3 水泥砂浆找平 3220/.20.4/KNmKNm60 厚挤塑聚苯板保温层 .5620 厚 1:3 水泥砂浆找平 32/./合成高分子防水卷材一层（15 厚） 忽略不计20-150 厚轻质混凝土找坡（泡沫混凝土）320.215/0.4/KNm120 厚钢筋混凝土面板 3225/0.12./KNmKNm板底 20 厚粉刷找平 174

12、合计 2/85.（2）1-3 层楼面恒载标准值：（花岗岩楼面）花岗岩楼面（15 厚） 23/9.015./6mKNmKN1:3 水泥砂浆找平（18 厚） 3220/.8.6/纯水泥浆一道 3220/.02.4/KNmKNm钢筋混凝土楼板 51板底 20 厚粉刷找平 3217/./合计 1.5.2 屋面及楼面的可变荷载标准值上人屋面均布活荷载标准值 2.0/KNm楼面活荷载标准值 5走廊活荷载标准值 23./1.5.3 梁柱墙体自重计算（1）主梁：（ ）m6024主梁自重 mKNmKN/8.2)1.06(24./253梁侧抹灰 317/0. 4合计 g/9.3（2）次梁：（ ）402次梁自重 K

13、NKN/68.1)2.04(./253梁侧抹灰 mm710./173合计 g/95.（3）基础梁：（ ） 402梁自重 325/0.2463./KNKN合计 （4）柱子：（ ）m柱子自重 mm/0.4./253抹灰层 KNKN5017合计 g/.（5）墙体：外墙墙体为 240mm 厚普通砖，外墙面刷防水涂料（自重不计），内墙面为20mm 厚抹灰，则外墙重力荷载为： 33218/0.2417/0.24.6/KNmKNKNm内墙墙体为 240 厚加气混凝土砌块，双面刷 20 厚抹灰，则内墙重力荷载为： 233 /1././.6m女儿墙与外墙相同。则：外墙：底层： 2(.610.)46/8.64/标

14、准层： 339KNm内墙：底层： /./.).( 2标准层： 61260女儿墙： 1.245.9/m（6）门窗：窗：铝合金门窗： 30.5/KNm门：木门， 2内外墙有门窗时，应扣除门窗洞墙体荷载再加上门窗本身荷载，然后转化为线荷载。（并且适量加大）1.6 风荷载计算1.6.1 框架的受风荷载计算基本风压： 20m/6.KNW风振系数 ： 因房屋总高度小于 ，且高宽比小于 1.5，所以z301.0z由荷载规范查得 （迎风面）， （背风面），则风载体8.s5.0-s型系数 3.1508.s风压高度变化系数：按 B 类地区，查 GB5009-2001 表 7.2.1，按内插法得下表：表 2. 风压

15、高度变化系数离地高度（ m） z4.05 1.07.65 1.011.25 1.0314.85 1.13根据 ，则有：0kzsw 21 /780.60.13. mKNwk 2 23 /3.k4 810610转化为集中风载（受荷面与计算单元同）： ，其中 B 为迎()/2wkijFh风面的宽度， ； 为下层柱高； 为上层柱高,计算见下表.8Bmihj表 3. 风压荷载计算简图层数 层高(m)离地高度(m)受风面宽度 B(m)作用高度(m)(wkFKN)4 3.6 14.85 4.8 3.0 12.693 3.6 11.25 4.8 3.6 13.872 3.6 7.65 4.8 3.6 13.481 3.6 4.05 4.8 4.1 15.35风载图见下图所示：图 2.框架的受风荷载（标准值）图1.6.2 梁、柱线刚度计算对于中框架梁取 ，边框架梁取 根据公式 ，可以得出2oI1.5oI/iEIl梁、柱线刚度（ ）如下：cE表 4.梁线刚度计算表类别 Ec(N/mm2) bxh I0/mm4 l/mm EcI0(N.mm)边框架i中框架iAB 跨 43.0169132.6600 14.3102.9102.3BC 跨 4.029.42700 14.0107.106.