1、河南科技大学毕业设计 I 东营石油大学图书馆建筑结构设计 摘 要 本设计建筑 为东营石油大 学图书馆。图书 馆不仅仅是 一个阅读的场所，它更是师生 交流的平台。 本图书馆建筑总 高度 21.00 米，共 5 层，层高 4.2 米，采用现浇钢筋混凝土框架 结构，抗震 等级为三级 ，抗震设 防烈度为 7 度，整个设计包括建筑设计 和结构设计两 部分。 建筑设计部分， 首先根据建筑 的使用功能 确定建筑的 初步布局，包括建筑体形及 室内空间布置 等，然后结合 使用的材料、做法进一步确定具体尺寸和 平、立面风 格等。具 体来说，主要包括建 筑平面设计（功能布局及布 置思路、房间 的布置、卫生 间 的设
2、计、楼 梯布置、柱网布置等）、立面设计、剖 面设计（层 数层高确定及 楼梯设计 ）、建筑材料设计（屋 面做法、 楼面做法 ）、防 火设计，并 对主要设 计规范、尺寸单位、荷载及 钢筋混凝土作 了附加说明 。 结构设计部分 ，首先根据 建筑设计 、工艺使用 要求、材 料供应情况以及场地地质 条件等确定结 构布置方案，然 后选取一榀 典型框架进行设计计算。在 明确计算简图 的前提下，进一步确定 框架承受的荷 载，包括恒载、屋（楼）面活载和地 震荷载，在此 基础上进行 框架内力计算、内力组合 、梁、柱 和基础等构 件的配筋计 算以及地震 荷载作用下的侧移验算。除此 之外，还进行 了 楼梯设计（ 梯段
3、板设计 、平台板设计及平台梁设计）、屋面 板和楼面板的 设计。 关键词： 钢筋混凝 土框架结构， 图书馆建筑 ，建筑设计 ，结构设计 河南科技大学毕业设计 II STRUCTURAL DESIGN OF DONGYING PETROLEUM UNIVERSITY LIBRAARY ABSTRACT The name o f the build ing w hich is designed is Dongying P etroleum Univers ity L ibrary. It is not only a place for reading, but also a platform for
4、 communicat ion. The present project is a 5-storey library w ith the floor height 4.2m and the total height 21.00m. The five - layer build ing is adopted the cast- in-place reinforced concrete fra me structure, and the seis mic fort ificat ion intens it y is 7 wit h the ant i-seis mic leve l 3. The
5、ent ire graduation project divides into two parts, the architectura l design part and the struct ural design part. In the architectura l design part, the preliminar y layo ut is first determine d according to the build ing funct ion, inc lud ing t he conformat ion and the indoor spatia l setting; th
6、en the dime nsio n, pla ne style and ele vatio n style are chosen cons idering t he engineering materia ls and construct iona l details. To be specific, it inc ludes th e architectura l graphic design (the functio n layo ut and layout thinking, the room arrangeme nt and the design of toilet, stair l
7、ayout, column, etc), the facade design la yout, profile design(confir m the number and the height of layers and the stair design), the building mater ials design (roofing approach, the floor approach) and the fire prevent io n design. In addit ion, instr uct ions for the ma in design nor ms and dime
8、 ns ions, load and reinforced concrete is given. In the structural design part, the array of structure is first determined according to architect ural design, process demand, mater ial supply and geo logical condit io ns; then a typ ical trans verse fra me is 河南科技大学毕业设计 III taken to be computed. Aft
9、er exp licit of the computat ion sketch, the fra mework under the loads suc h as the dead load, living load on t he roof ( floor) and the seis mic load are ca lculated.O n the basis of it, the calc ulat ion of the inter nal forces of the frame,the reinforcement calc ulat ion of the interna l force c
10、ombinat ion, beam, columns and foundation as well as other components ,and the lateral se is mic load checking are comp leted. In addit ion, the design o f t he stair ( ladder period of board design,the flat pallet des ign and plat form beam des ign), the canopy and other accessory components are al
11、so completed. K EY WO RDS :r e in fo rc e d c onc r et e fr a me, lib ra ry b u ild in g, a rc h it ec t ur a l design, struc tural design 河南科技大学毕业设计 IV 目 录 I 前言 . 1 第一章 建筑设计说明 . 2 1.1 工程概况 . 2 1.2 结构选型 . 3 1.3 计算简图 . 3 1.4 梁柱的截面尺寸 . 7 1.4.1 梁的截面尺寸 . 7 1.4.2 柱的截面尺寸 . 6 1.5 梁柱线刚度计算 . 6 第二章 荷载计算 . 8 2
12、.1 恒载标准值计算 . 8 2.2 活载标准值计算 . 10 2.3 竖向荷载下框架受荷总图 . 10 2.3.1 计算单元 . 10 2.3.2 荷载计算 . 11 第三章 框架内力计算 . 17 3.1 恒荷载标准值作用下的内力计算 . 17 3.1.1 恒荷载作用下的框架弯矩计算 . 17 3.1.2 恒荷载作用下框架的剪力计算 . 22 3.1.3 恒荷载作用下框架的轴力计算 . 24 3.2 活荷载标准值作用下的内力计算 . 25 3.2.1 活荷载作用下的框架弯矩计算 . 25 3.2.2 活荷载作用下框架的剪力计算 . 29 3.2.3 活荷载作用下框架的轴力计算 . 30 3
13、.3 抗震计算 . 31 3.3.1 计算重力荷载标准值 . 31 3.3.2 水平地震作用下框架的侧移验算 . 33 3.3.3 水平地震作用下横向框架的内力计算 . 36 第四章 框架内力组合 . 42 河南科技大学毕业设计 V 第五章 截面设计与配筋计算 . 65 5.1 框架柱的配筋 . 65 5.1.1 轴压比验算 . 65 5.1.2 截面尺寸复核 . 65 5.1.3 正截面受弯承载力计算 . 66 5.1.4 正截面承载力验算 . 88 5.1.5 裂缝宽度验算 . 88 5.1.6 斜截面受剪承载力计算 . 88 5.2 框架梁的配筋 . 90 第 6 章 板的配筋计算 .
14、102 6.1 屋面板配筋计算 . 103 6.1.1 荷载计算 . 103 6.1.2 弯矩计算 . 103 6.2 楼面板配筋计算 . 106 6.2.1 荷载计算 . . 106 6.2.2 弯矩计算 . 107 第七章 地基基础 的设计计算 . 114 7.1 基础埋深 . 114 7.3 筏板尺寸确定 . 114 7.3.1 地基承载力验算 . 114 7.3.2 确定板带计算简图 . 115 7.4 计算基底净反力 . 117 7.5 筏板的配筋计算 . 118 第八章 楼梯 配筋计算 . 120 8.1 踏步板（ TB-1）计算 . 120 8.1.1 荷载计算 . 120 8.
15、1.2 内力计算 . 120 8.1.3 截面承载力验算 . 121 8.2 楼梯斜梁（ TL-1）的计算 . 121 8.2.1 荷载计算 . 121 8.2.2 内力计算 . 121 河南科技大学毕业设计 VI 8.2.3 截面承载力验算 . 122 8.3 休息平台 （ PB-）计算 . 123 8.3.1 荷载计算 . 123 8.3.2 平台板弯矩计算 . 123 8.3.3 平台板配筋计算 . 124 8.4 平台梁计算 . 124 8.4.1 荷载计算 . 124 8.4.2 内力计算 . 125 8.4.3 平台梁配筋计算 . 125 结 论 . 127 参考文献 . 129
16、致 谢 . 130 外文资料翻译 . 132 英文原文 . 132 中文翻译 . 142 河南科技大学毕业设计 1 前 言 土木工程专业 的毕业设计 是综合性 和实践性极 强的最后一 个教学环节，是理论与 实际相结合的 训练阶段；是我们运用 所学的基础理 论、专业知识和基本 技能进行建筑、结构设计的 重要实践过 程，涉及综合运用建筑、结构、 施工、设备 、 给排水和相 关学科的基 础知识。 毕业设计的时 间较短，我 们土木工 程专业的学 生本次毕业 设计仅需完成该工程的 建筑设计及结 构设计两部 分，侧重于结 构计算。通过毕业设计，使我初步 了解图书馆 建筑的设计 原理，熟悉运 用建筑规范和国
17、家标准图集，初步掌握建筑设计的基本方法和步骤，了解建筑物的一些细部构造，进一步提高和训练绘图技巧，包括使用计算机绘制建筑图及有关结构 计算。 在设计中，一 方面要把所 学的知识 运用到设计 、施工中去 ，熟悉国家有关规范、条例 和规程并知 道如何去查 找规范里的 相关条文；另一方面，由于现代 化建筑一般 都具有密度 大，高度 高，功 能多，设备复杂，装修豪 华，防火要 求和管理自 动化水平高 等特点，需要各工种交叉配合。因 此，通过这 次毕业设计 ，对于扩 大我们非本 专业知识面也是十分重要的。 由于毕业设计 是一种初步 的尝试， 涉及专业比 较多，加上 条件和水平所限，不 可避免地存在 疏漏
18、与错误 ，敬请各 位资深专家 、教师批评指正。 袁晓伟 2013/5/22 河南科技大学毕业设计 2 第一章 建筑设计说明 1.1 工程概况 一、 工程名称：石油大 学东营校区图 书馆建筑结 构设计 二、 建设地点：东营市 三、 工程概况：本 图书馆建筑 设计方案 平面呈工字 形，总建 筑面积 8964m2，其中地上五层，层高 4.2m，地下一层为 停车库，层高 4.5m。 四、 地质条件： 1.地震烈度：抗震设防烈 度为 7 度；场地类别：类 一组；地表粗造度 B 类。 2.工程 地质 条 件： 根据 某 地质 勘探 部 门提 供的 工 程地 质勘 察报告，该勘察报告主 要内容有： 地层结构
19、及地 层评述，自然 地面以下土 层依次为： 第一层 素填土层：底部 埋深为 0.70-2.30m； 第 二 层 粉 土 层 ： 底 部 埋 深 为 2.50-4.00m ， 承 载 力 特 征 值akf =140kPa ； 第 三 层 粘 土 层 ： 底 部 埋 深 为 4.50-5.20m ， 承 载 力 特 征 值akf =200kPa ； 第 四 层 中 沙 层 ： 底 部 埋 深 为 5.50-7.30m ， 承 载 力 特 征 值akf =160kPa ； 第 五 层 粗 砂 层 ： 底 部 埋 深 为 7.30-9.80m ， 承 载 力 特 征 值akf =170kPa ； 第六
20、层 含砾粗砂层 ：底部埋深为 17.00-18.40m，承载力 特征值akf =190kPa ； 第七层 含卵砾砂层 ：底部埋深为 25.80-27.00m，承载力 特征值akf =240kPa ； 第八 层 粉 质粘 土 ：底 部 埋 深 为 35.00-38.60m， 承 载力 特 征 值akf =250kPa ； 第九层 含卵 砾砂层：底 部未揭穿，最 大揭露厚度 13.00m 地下水埋深 13.30-16.40m，本场区 地下水对 混凝土结 构中钢筋河南科技大学毕业设计 3 无腐蚀性。 五、 材料选用： 1.混凝土：梁 柱板均使用 C30 混凝土。 2.钢筋：纵向受力 钢筋采用热 轧钢
21、筋 HRB400，其余采 用热轧钢筋 HRB335。 3.墙体：外墙采用 250 厚陶粒空心 砌块（ 5.00 3/mkN ），水刷 石外墙面（ 0.50 2/mkN ） ,水泥粉刷内 墙面（ 0.36 2/mkN ）；内墙采用 200厚陶粒 空心砌 块（ 5.00 3/mkN ），水泥粉 刷墙 面（ 0.36 2/mkN ）；女儿墙采用 250 厚陶粒空心砌块（ 5.00 3/mkN ）， 100mm 的混 凝土压顶（ 25.00 3/mkN ），水刷石 墙面（ 0.50 2/mkN ）。 4.窗：塑钢窗 （ 0.45 2/mkN ）；门：木门 （ 0.20 2/mkN ）。 1.2 结构选
22、型 结构体系选型： 采用钢筋混凝土现 浇框架结构体 系。 屋面结构： 采用现浇混 凝土肋型屋盖 ，刚柔 性结合的屋 面，屋 面板厚 120mm。 楼面结构： 采用现浇混凝 土肋型屋盖， 板厚 120mm。 地下室顶板结构： 采用现浇钢筋 混凝土肋形楼 盖，板厚 120mm。 楼梯结构： 采用钢筋混凝 土梁式楼梯。 1.3 计算简图 结构的平面柱网 布置如图 1-1，因为图书馆需要 较大的开间 ，结合实际使用要求 ，布置 7200mm 7200mm 柱网。选取号 轴线上的一榀框架进行计算 ，框架单元 的计算简图 如图 1-2，框架的 轴向尺寸及节点编号如图 1-3。 河南科技大学毕业设计 4 图 1-1 结构的 平面 柱网 布置
