1、兰州大学土木工程系专科毕业论文 第 1 页 共 68 页 目 录 论 文 摘 要 . 2 毕业设计任务书 . 3 开 题 报 告 . 6 建筑设计 . 10 结构布置 . 11 荷载计算 . 13 内力计算 . 22 内力组合 . 35 配筋计算 . 44 基础设计 . 54 楼梯设计 . 61 电算校核及分析 . 66 思想小结 . 67 主要参考文献 . 68 兰州大学土木工程系专科毕业论文 第 2 页 共 68 页 论 文 摘 要 本次毕业设计目的在于对大学 三 年所学的知识进行一次系统的复习和总结，使专业知 识系统化。本文叙述的是位于南方中小城市的12 班中学教学楼设计。该工程建筑面积
2、 5000m2,共五层；建筑层高底层为 4.2 米，二至五层为 3.9 米；结构形式为钢混凝土框架结构；要求六度设防。 设计包括建筑设计和结构设计，选取一榀有代表性的框架进行计算。本论文主要包括以下内容： 一、 开题报告，及设计任务，目的和要求。 二、 荷载计算，包括恒载，活载，风荷载。 三、 内力计算及内力组合。 四、 框架梁柱配筋。 五、 现浇板，楼梯，基础计算。 六、 电算结果。 七、 小结及参考文献。 该论文具有以下特点： 一 在考虑建筑，结构要求的同时考虑了施工要求及可行性。 二 针对不同荷载的特点采用多种不同的计算方法，对知识进行全面的系统复习。 三 利用电算对结果进行了验算，掌握
3、了广厦结构 CAD 的用法 使结果更加有说服力。 关键词：框架结构 ，梁 ，柱 ，混凝土， 钢筋 兰州大学土木工程系专科毕业论文 第 3 页 共 68 页 毕业设计任务书 一、 设计资料 1、 建筑地点：某中小城市 2、 内 容：十二班中学教学楼 3、 气象资料： 最热月平均气温： 27.6 极端最高气温： 41 最冷月平均气温： 4.3 极端最低气温： -17.3 平均降雨量： 1201.1mm 日最大降 雨量： 261.7mm 年平均相对湿度： 78% 最热月平均相对湿度： 79.3% 最冷月平均相对湿度： 76.7% 年主导风向： 东南风 年平均风速： 2.8m/sec 最大风速： 20
4、 m/sec 基本风压： 0.3KN/m2 基本雪压： 0.4 KN/m2 4、 工程地质资料：拟建场地原始地形为湖塘洼地，后经人工填筑而成，地形平坦，场地地貌单元为长江三级阶地。场地分层情况单 元如下：第一层（地表面）为松散杂填土，土层厚为 2.2m；第二层为灰色黏土，土层厚为 8.3m；第三层为褐色粉质黏土，土层厚为 4m（为揭穿）。土的物理力学性质如下表所示。 拟建场地土的物理力学性质指标 土 层 名 称 含 水 量 重力密度 孔隙比 液限 塑限 塑限指数 液限质数 饱和度 粘聚力 内摩擦角 压缩模量 承载力 摩擦力 端承力 W r e Wl Wp Ip Il Sr C Es fk qs
5、 qp 杂填土 16.0 灰色黏 土 38.2 18.9 1.0 38.2 18.4 19.8 1.0 95.6 12 20 4.64 110 17 褐色粉 质黏土 26.7 19.6 0.75 32.7 17.7 15 0.6 96.5 18 20 7.0 220 28.2 992 兰州大学土木工程系专科毕业论文 第 4 页 共 68 页 二、 设计任务 1、 规模： 12 班中学教学楼，层数 4 6 层，建筑面积 5000 2、 使用要求：附表 1 2 1 三、 毕业设计要求 （一）建筑施工图（要求 4 6 张 2 号图纸，用计算机绘图） 1、 平面设计：底层平面图，标准层平面图，屋顶平面
6、 图 2、 立面设计：正立面图，侧立面图 3、 剖面设计： 1 2 个剖面图 4、 详 图 ：根据设计需要确定 5、 图纸目录：建筑设计说明，门窗表，装修表 （二）结构施工图 1、 结构平面图 2、 框架配筋图 3、 桩位及基础平面图 4、 桩配筋图，承台配筋图 5、 图纸目录，结构设计说明 （三）结构设计计算书（要求手算，文字处理可用计算机） 1、摘要（中英文） 2、结构选型（框架结构，预应力圆孔板楼面或现浇板） 3、框架在竖向荷载下的内力计算（分层法，荷载采用标准值） 4、框架在地震作用下的内力计算（ D 值法 ，反弯点法，荷载采用标准 值） 5、框架在地震作用下的内力计算（基底剪力法，
7、D 值法，荷载采用标准值） 6、内力组合（应考虑抗震和非抗震两种情况） 7、框架梁，柱截面设计，节点设计 8、框架配筋草图 9、基础设计（桩身设计，承台设计） 10、小结 （四）、 设计深度要求 所绘图纸要求达到施工图深度，参考建筑工程设计文件编制深度的规定。本次毕业设计只做教学楼设计，其它部分在总平面设计中考虑，但不做具体的单体设计。 （ 五）、 资料整理要求 1、图纸折叠装订成册，并有封面和目录（幅面为 A4） 2、计算书应按章节排列装订成册，并有封面，目录和页码（幅面为 B5） 3、封面由同学自行设计，参考指导书 4、计算书整理要求：字迹工整，图表必须由用户绘制，计算按符号公式，数值公式
8、，计算结果三步排列，结果保留二位小数（敏感数字除外），随后是单位。内力计算时，荷载以千牛顿计，长度以米计。截面设计时，力以牛顿计，长度以毫米计。 兰州大学土木工程系专科毕业论文 第 5 页 共 68 页 四 主要参考文献 1、 建筑设计参考资料 房屋建筑学（高等院校教 材） 建筑设计资料手册（同济大学、上海工业设计院） 建筑设计参考资料集（建工部北京工业设计院） 建筑制图标准 GBJ104-87 建筑结构制图标准 GBJ105-87 建筑设计放火规范 GBJ1-87 房屋制图统一标准 GBJ1-87 2、 结构设计参考资料 多层及高层房屋结构设计（上、下）（上海科技出版社） 钢筋混凝土结构（教
9、材） 地基与基础（教材） 钢筋混凝土结构计算手册（中国建筑工业出版社） 钢筋混凝土结构构造（中国建筑工业出版社） 房屋结构抗震设计（教材） 建筑结构荷载规范 GBJ9-87 兰州大学土木工程系专科毕业论文 第 6 页 共 68 页 开 题 报 告 本设计拟设计中学教学楼。建筑规模为：建筑面积： 5000 ；建筑层数： 5层；建筑层高：底层： 4.2m， 2-5 层： 3.9m；采用钢筋混凝土框架结构。 一 、 设计资料 1工程地质资料 见设计任务书 2气象资料 年平均温度 ： 25 极端最高温度： 41 极端最低温度： -17.3 3本地区地震设防烈度为 6 度。 4建筑物功能要求 见设计任务
10、书 二、设计依据 （ 1） 房屋建筑学（统编教材） （ 2） 混凝土结构设计规范（ GBJ10-89） （ 3） 建筑地基基础设计规范（ GBJ7-89） （ 4） 建筑抗震设计规范（ GBJ11-89） （ 5） 建筑制图标准（ GBJ104-87） （ 6） 建筑结构制图标准（ GBJ105-87） （ 7） 建筑结构荷载规范（ GBJ9-87） （ 8） 建筑设计防火规范（ GBJ16-87） （ 9） 建筑模数协调统一标准（ GBJ2-86） 三、 建筑设计 1.平面设计 建筑平面设计主要考虑建筑物的功能要求，同时兼顾结构平面布置尽量满足规则、 对称、合理的要求以及符合防火抗震设计的一
11、些规 范和要求。现在对平面布置具的体说明如下： （ 1） 柱网：本设计为某中学教学楼，为了满足现在教学楼的功能要求，给学生和老师提供各种方便和安全保障，并考虑建筑物不同功能所占净面积是以 25 为模数 为方便建筑物不同功能的分割，满足不同类型房间的使用面积要求，同时还参考现代教学楼设计中的有关规定，本方案柱网均采用： 7.2m 4.5m(36 =18 2)。 （ 2） 走廊、楼梯、大厅：该楼交通组织采用外廊式，廊宽 2.4m，设有楼梯三部；主楼梯是主要人流通道，通过门厅与大门相连接，是主要的交通线路，设计在建筑物中间；主入口开间为 8.4 m，进深7.2m，上空架空高度为 4.2m。主楼梯采用
12、两跑双分梯段形式，梯段宽为 6m；另两部楼梯做为安全通道，拟设计成双跑楼梯，开间均为 3.9 m，均有一道前门与之相连，供紧急疏散用。 （ 3） 卫生间：拟每层设男女卫生间各两个，卫生间分别布置在两消防楼梯旁。这样既有利于通风和集中设置管道，又不妨碍交通，便兰州大学土木工程系专科毕业论文 第 7 页 共 68 页 于使用，环境更好，坑位个数按使用人数确定。 （ 4） 功能分区：本建筑物的使用功能主要分为行政办公和教学办公两大功能。 2. 立面设计 该楼拟采用凹体型，立面上基本对称。由于功能上的要求，在教学时需要的空间要大、光线要 足，因此本方案开窗的原则是尽可能地开大面积窗户。在立面上采用外廊
13、式，这将给单调的立面增添一份生机，同时也体现了建筑物的气派。 3. 屋顶设计 拟设计成不上人屋面，采用平屋顶，结构找坡，排水坡度取 2%采用内檐沟排水，设置女儿墙。 四、 结构设计 本设计采用现浇钢筋混凝土框架结构，现浇整体楼板，轻质填充墙，拟先用轻质加气混凝土小型砌块，基础采用预制端承桩基基础，框架为两跨形式。 五、 拟提交成果 1 外文翻译（译文不少于 5000 字，将译文及原文一同交上） 2 建筑施工图 （ 1） 底层平面图 （ 2） 其它层平面图 （ 3） 正立面图 （ 4） 侧立面图 （ 5） 剖面图（楼 梯间处） （ 6） 部分节点构造详图 3 结构施工图 （ 1） 结构平面布置图
14、（底层、顶层） （ 2） 一榀框架的配筋图 （ 3） 一步楼梯的平面布置及配筋图 （ 4） 基础平面布置以及配筋图 （ 5） 现浇楼板配筋图 4 设计说明书 1） 设计说明的主要内容 （ 1） 建筑设计说明（主要为方案设计说明） （ 2） 结构选型说明（应包括上部结构和基础的选型、截面估算、材料选用等） （ 3） 框架计算简图的确定及荷载计算 （ 4） 框架内力计算及内力组合 （ 5） 框架配筋计算 （ 6） 楼梯计算 （ 7） 基础计算（计算框架柱下的基础） 兰州大学土木工程系专科毕业论文 第 8 页 共 68 页 （ 8） 现浇楼板计算 （ 9） 框架电算结果 2） 计算说明书的格式 （
15、1） 目录 （ 2） 内容提要（ 200 字以上，中 英文） （ 3） 开题报告（论文主要内容的 12 及设计资料） （ 4） 正文（论文主要内容的 38） （ 5） 框架电算结果 （ 6） 参考文献 六 、 进度安排 1 建筑设计部分 3 月 22 日 3 月 25 日 方案（包括建筑平面、立面、剖面部分图） 3 月 25 日 3 月 31 日 施工图（对上述图纸的深化），按任务书要求完成全部建筑施工图 2 结构设计部分 4 月 1 日 4 月 9 日 结构布置平面图，初步估算（电算为主），写结构设计说明书（荷载结构要求、地质情况、基础选型、初步计算结果分析） ，完成时应有电子版结构平面模板
16、图 4 月 10 日 4 月 20 日 手算一榀框架（计算书齐全） 4 月 21 日 4 月 22 日 电算一榀框架（计算书齐全） 4 月 23 日 4 月 28 日 绘制框架模板图、配筋图 5 月 1 日 5 月 8 日 楼板配筋、梁配筋结构平面图（在基础上完成，有梁、板计算书） 5 月 9 日 5 月 16 日 基础计算、绘图（计算书齐全） 5 月 17 日 5 月 20 日 楼梯施工图（板、梁计算 ，楼板计算或选标准图案中的构件，计算书齐全） 5 月 21日 5月 22日 整理结构设计说明书 (在初步设计说明基础上修改 ) 七、 课题任务要求 1、一般要求（建筑部分） （ 1） 掌握一般
17、多层房屋建筑设计的基本原理、方法和步骤，根据设计要求，确定工程设计方案，并完成部分建筑施工图。 （ 2） 设计中要认真贯彻“适用、经济、在可能条件下注意美观”的基本方针，严格遵守国家及省市颁发的技术规范。 （ 3） 柱网尺寸，空间标高及轮廓尺寸等均应符合建筑制图标准，各构件、配件应尽可能按国家标准图采用。 （ 4） 建筑设计应注意运用先进技术，综 合当时、当地的技术经济条件。 （ 5） 严格按照国家标准规定绘制施工图。 2、建筑设计内容所需绘制的施工图 （ 1）首页图：图纸目录一览表、设计说明及门窗表 （ 2）平面图： 2 个楼层的平面图（ 1： 100） 兰州大学土木工程系专科毕业论文 第
18、9 页 共 68 页 （ 3）剖面图： 2 个主要部位的剖面图（ 1： 100） （ 4）立面图：正立面（ 1； 100） （ 5）详 图： 根据设计需要确定（ 1： 5-1： 20） 3、一般要求（结构部分） （ 1） 掌握一般多层房屋的结构选型以及各层的结构布置。 （ 2） 进行主体结构和主要构件的设计计算。 （ 3） 绘制结构平面布置图、主体结构和主要构件的模板配筋图。 （ 4） 结构构造处 理。 （ 5） 从结构计算、构造处理、模板配筋图的完成过程，全面掌握整个结构设计过程。 （ 6） 在计算书中有结构选型说明。 （ 7） 结构计算： 框架部分： 手算：选取一榀有代表性的框架进行设计计
19、算，从确定计算简图、荷载计算、内力分析和组合及截面配筋（包括柱及基础）均需全面完成。 电算：校核手算的结果，并进行比较分析。 主要构件：现浇板、楼梯、雨蓬、联系梁等模板配筋图。 （ 8） 施工图绘制 2 个结构布置平面图 框架模板配筋图 柱下基础模板配筋图 主要构件模板配筋图 八 、 主要参考文献 建筑设计参考资料 房屋建筑学（高等院校教材） 建筑设计 资料手册（同济大学、上海工业设计院） 建筑设计参考资料集（建工部北京工业设计院） 建筑制图标准 GBJ104-87 建筑结构制图标准 GBJ105-87 建筑设计放火规范 GBJ1-87 房屋制图统一标准 GBJ1-87 结构设计参考资料 多层
20、及高层房屋结构设计（上、下）（上海科技出版社） 钢筋混凝土结构（教材） 地基与基础（教材） 钢筋混凝土结构计算手册（中国建筑工业出版社） 钢筋混凝土结构构造（中国建筑工业出版社） 房屋结构抗震设计（教材） 21 建筑结构荷载规范 GBJ9-87 兰州大学土木工程系专科毕业论文 第 10 页 共 68 页 一 建筑设计 1.1 .建筑平面设计 建筑平面设计主要考虑建筑物的功能要求，同时兼顾结构平面布置尽量满足规则、 对称、合理的要求以及符合防火抗震设计的一些规范和要求。现在对平面布置具的体说明如下： （ 1） 本设计为某中学教学楼，为了满足现在教学楼的功能要求，给学生和老师提供各种方便和安全保障
21、，并考虑建筑物不同功能所占净面积是以 25 为模数 为方便建筑物不同功能的分割，满足不同类型房间的 使用面积要求，同时还参考现代教学楼设计中的有关规定，本方案柱网采用： 7.2m 4.5m不等。 （ 2）走廊、楼梯、大厅：该楼交通组织采用外廊式，廊宽 2.4m，设有楼梯三部；主楼梯是主要人流通道，通过门厅与大门相连接，是主要的交通线路，设计在建筑物中间；主入口开间为 6 m，进深 6m，上空架空高度为 4.2m。主楼梯采用两跑双分梯段形式，梯段宽为 6m；另两部楼梯做为安全通道，拟设计成双跑楼梯，开间均为 3.9 m，均有一道前门与之相连，供紧急疏散用。 （ 3）卫生间：拟每层设男女卫生间各两个，卫生间分别布置在两消 防楼梯旁。这样既有利于通风和集中设置管道，又不妨碍交通，便于使用，环境更好，坑位个数按使用人数确定。 （ 4）功能分区：本建筑物的使用功能主要分为行政办公和教学办公两大功能；行政办公与教学办公层次分明。 1.2 立面设计 该楼拟采用凹体型，立面上基本对称。由于功能上的要求，在教学时需要的空间要大、光线要足，因此本方案开窗的原则是尽可能地开大面积窗户。在立面上采用外廊式，这将给单调的立面增添一份生机，同时也体现了建筑物的气派。 1.3 屋顶设计 拟设计成不上人屋面，采用平屋顶，结构找坡，排水坡度取 2%采用内檐沟排水，设置女儿墙。
