土木工程毕业设计计算书 最终版.docx
《土木工程毕业设计计算书 最终版.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《土木工程毕业设计计算书 最终版.docx（78页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
土木工程毕业设计计算书最终版
毕业设计中文摘要
钢筋混凝土结构具有良好的受力性能，能充分发挥混凝土及钢筋的力学性能，比钢结构耐火时间长。
钢筋混凝土框架结构的优点：
空间布置灵活、有一定的水平抗侧力，结构抗震性能优良，该结构体系可用于学校、医院、宾馆、住宅等民用及一些工业厂房。
如在地震多发地，使用混凝土框架结构体系必须进行抗震设计，目前唐山地区房屋建筑地震烈度是8度。
本次设计是中学教学楼，对于中学教学楼设计，采用钢筋混凝土框架结构再合适不过了，既可以满足教室空间方面的布置，又可以满足结构方面的严格安全要求。
关键词：
钢筋混凝土结构、抗震设计
毕业设计外文摘要
TitleDesignofmiddleschoolteachingbuildinginTangshanCitysecond
Abstract
reinforcedconcretewithgoodmechanicalpropertiesandmorelongerfire-resistanttimethansteelstructurecangivefullplaytoconcretsandreinforcingsteelsmecahnicalproperties.therearemanyadvantagesofreinforcedconcreteframestructure,suchasflexiblearrangementofspace,acertainleveloflateralforceresistingsystemandwonderfulearthquakeresistanceofstructure.Thiskindofstructurecanbeusedinschools,hospitals,hotels,residentialandsomeindustrialplants.Inearthquakepronezone,whenweuseconcreteframestructure,weshouldcarryoutseismicdesign.ThecurrenthousingconstructioninShanghaiisthesecondlevelofearthquake,seismicintensityof7degrees.Thisdesignisformiddleshcoolbuilding.Formiddleschoolteachingbuildingdesign,theuseofreinforcedconcreteframestructurecanbeappropriate,canmeettheclassroomspacelayout,butalsocanmeetthestructuralaspectsofthestrictsafetyrequirements.
Keywords:
reinforcedconcretestructure
1引言
根据河北科技大学建筑工程学院设计的要求进行此毕业设计。
题目是“唐山市第二中学教学楼设计”。
内容由建筑设计和结构设计两部份组成。
由于教学楼属于公共建筑，所以设计中需要严格按照相应规范进行设计。
钢筋混凝土框架结构的建筑物越来越普遍。
由于钢筋混凝土结构与砌体结构相比较具有承载力大、结构自重轻、抗震性能好、建造的工业化程度高等优点，对于唐山市教学楼来说不乏是一个好的选择。
2建筑设计概述
2.1设计依据
（1）依据土木工程专业11届毕业设计任务书
（2）《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）
（3）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）
（4）《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）
（5）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）及有关授课教材、建筑设计资料集、建筑结构构造上资料集等相关资料。
（6）遵照国家规定的现行各种设计规范、有关授课教材、建筑设计资料集、建筑结构构造上资料集等相关资料。
2.2设计规模
（1）本次设计的题目为“唐山市第二中学教学楼设计”
（2）建筑面积：
5503.68m²，结构共六层，层高均为3.9m,
（3）室内外高差0.450m，室外地面标高为-0.450m。
2.3各部分工程构造
（1）屋面：
防水层：
SBS改性沥青防水卷材
找平层：
1：
3水泥沙浆25mm厚
保温层：
1：
10水泥珍珠岩砂浆120㎜厚
找坡层：
1：
8水泥陶粒100mm
结构层：
150mm厚钢筋混凝土板
板底抹灰：
20mm厚板下混合砂浆抹灰
（2）楼面:
瓷砖地面（包括水泥粗砂打底）
素水泥浆结合层一道
1：
3水泥砂浆找平18mm
150mm厚钢筋混凝土板
20mm厚板下抹灰
（3）厕所:
20mm厚水泥砂浆地面
50mm厚防水砂浆
200mm厚蒸压粉煤灰砖
20mm厚水泥砂浆抹灰
（4）墙体：
外墙300mm厚蒸压粉煤灰砖，内墙为200mm厚蒸压粉煤灰砖，楼梯间墙为200㎜厚蒸压粉煤灰砖，厕所均为200㎜厚蒸压粉煤灰砖。
（5）门窗：
门厅处为铝合金门，其他均为木门。
双推拉塑钢窗，单层玻璃全封闭窗。
（6）基础：
独立基础。
3结构方案设计
3.1设计资料
（1）、使用要求
1）建筑面积5000～6000平方米，层数：
地上5-6层。
2）各层房间用途及面积要求：
每层除普通教室外，要求设教师休息室、储藏间，饮水间，男女卫生间。
3）各层层高：
要满足教室采光、通风要求，并综合考虑建筑结构的合理性。
4）垂直交通：
根据安全疏散和防火要求设置楼梯，其数量和位置由设计人定。
5）立面造型及内外装修：
南立面为主入口立面，作重点处理，其它作一般处理，内外装修设计人自定。
6）构造设计：
建筑构造力求简单，施工方便。
（2）、设计内容
1）建筑方案及初步设计；
2）建筑平面、立面和剖面设计；
3）主要部位的建筑构造设计及材料作法；
4）绘制建筑施工图。
（3）结构设计要求及内容
1）技术条件（唐山）
气象水文地质条件：
风玫瑰图：
夏季东南风，冬季西北风；
温度：
最热月平均31ºC，最冷月平均-9ºC；
雨量：
年降雨量为875mm；
地下水：
无侵蚀性，在地面以下6m；
地质资料：
700mm表土以下为亚粘土，地基承载力设计值为210Kpa；
地面粗糙度：
C类，基本风压0.45KN/m2，基本雪压：
0.40KN/m2。
场地类别为Ⅱ类，冻土深度0.8m，抗震设防烈度8度，设计地震分组第一组，
地震基本加速度值0.20g。
2）结构形式
钢筋混凝土框架结构。
（4）设计内容
1）确定结构方案：
上部结构方案与布置；楼（屋）面结构方案与布置；基础方案与布置；结构措施及其特殊部位的处理等。
2）结构设计计算
内容包括：
荷载汇集；地震作用计算；竖向荷载作用计算；荷载组合及内力分析；一品框架配筋计算；现浇板配筋计算；楼梯配筋计算；基础及基础梁配筋计算；其它必要的结构构件配筋计算。
4荷载计算
4.1初估梁柱截面
（1）由轴压比限值条件N/fcA≤0.9（（三级框架）（框架柱的负荷面积内每平米按15KN/m2初估）
∵A=bh∴b=h=535.9mm初估：
柱截面：
b×h=650mm×650mm.
（2）梁截面
主梁:
边跨取
中跨取
取b=300mm
次梁:
（3）楼板：
4.2梁柱线刚度
在计算梁的线刚度时，考虑楼板对梁刚度有利影响,认为翼缘参加工作,为简化计算，先按矩形截面计算惯性矩，然后乘以一个增大系数。
现浇钢筋砼梁：
边框架梁=1.5I0
中框架梁=2I0
柱采用Ｃ30混凝土梁采用Ｃ30混凝土，ＥC＝3.0×107KN/m²
I0=1/12×bh3（m4）
i单位：
KN.m
框架梁线刚度计算
部位
截面（m²）
长度l
（m）
截面惯性矩
I0（m4）
边框架
中框架
I=1.5I0（m4）
i=EI/l（KN.m）
I=2I0
i=EI/l（KN.m）
边梁
0.3×0.7
6.9
8.57×10-3
12.86×10-3
47629.6
1.71×10-2
63333
中梁
0.3×0.5
3.0
3.13×10-3
4.69×10-3
39083
0.63×10-2
52500
边梁
0.3×0.7
6.9
8.57×10-3
12.86×10-3
47629.6
1.71×10-2
63333
柱线刚度计算
层数
砼强度
截面宽度b/mm
截面高度H/mm
柱高
L/mm
砼弹性模量Ec/Pa
截面惯性矩
I/mm4
线刚度
i/KN.m
1-6
C30
50
650
3900
30000
1.08×1010
0.83×105
4.3荷载计算
（1）层数划分及计算简图如图：
（2）荷载汇集
1、恒载
1）屋面荷载：
（为不上人屋面）
防水层：
SBS改性沥青防水卷材0.4KN/m²
找平层：
25mm1：
3水泥沙浆25×0.02=0.5KN/m²
保温层：
120mm厚水泥珍珠岩0.12×4=0.48KN/m²
找坡层：
水泥陶粒100mm厚14×0.1=1.4KN/m²
结构层：
150mm厚钢筋砼现浇板0.12×25=3.00KN/m²
10mm厚板底抹灰0.01×17=0.17KN/m²
Gk=Σgk=6.7KN/m²
计算简图
2）楼面：
瓷砖地面（包括粗砂打底）0.55KN/m²
找平层：
25mm1：
3水泥沙浆25×0.02=0.5KN/m²
150mm厚钢筋砼现浇板0.15×25=3.75KN/m²
10mm厚板底抹灰0.01×17=0.17KN/m²
Gk=Σgk=5.27KN/m²
3）梁重：
（考虑梁上抹灰，取梁自重26KN/m3）
主梁：
边跨26×0.7×0.3=5.46KN/m
中跨26×0.5×0.3=3.9KN/m
次梁：
26×0.5×0.3=3.9KN/m
4）墙重：
抹灰：
外墙面外抹灰：
20厚水泥砂浆0.4KN/m2
外墙面及内墙面抹灰：
20厚石灰砂浆0.34KN/m2
总墙重：
外墙：
底层：
15×0.30+0.4+0.34=5.24KN/m2
内墙：
底层：
15×0.20+0.34×2=3.68KN/m2
5）柱：
（取柱子自重26KN/m3）
各层：
26×0.65×0.65=10.99KN/m
6）门：
0.2KN/m2窗：
0.3KN/m2
2、活荷载：
雪活载：
0.4KN/m2
厕所：
2.0KN/m2
教学楼：
2.0KN/m2
走廊、楼梯：
3.5KN/m2
不上人屋面：
0.5KN/m2
3、各层楼层重量
六层上半层
女儿墙：
0.30×0.6×（7.8×14+6.9×4+3×2）×25=515.52KN
屋面：
（7.8×7）×（6.9×2+3）×6.95=6375.09KN
主梁：
5.46×（54.6×4+6.9×16）+3.9×3×8=1888.6KN
次梁:
3.9×6.9×16=430.56KN
柱子：
3.9×0.5×32×10.99=685.78KN
内墙：
0.5×[（7.8×0.2×3.9-1.2×2.4×2×0.2）×14+3.9×6.9×0.2×12]×15=1002.23KN
外墙:
0.5×[（7.8×0.3×3.9-2.4×2.4×2×0.3）×14+639×6.9×0.3×4]×15=837.53KN
6=
+0.5活=12356.57+0.5×0.5×917.28=12585.89KN
六层下半层和五层上半层
柱子：
3.9×32×10.99=1371.6KN
屋面：
（7.8×7）×（6.9×2+3）×5.27=4834.06KN
主梁：
5.46×（54.6×4+6.9×16）+3.9×3×8=1888.6KN
次梁:
3.9×6.9×16=430.56KN
外墙:
[（7.8×0.3×3.9-2.4×2.4×2×0.3）×14+639×6.9×0.3×4]×15=1675.05KN
内墙:
[（7.8×0.2×3.9-1.2×2.4×2×0.2）×14+3.9×6.9×0.2×12]×15=2004.45KN
∑=14366.63KN
=
=
=
=
=15283.90KN
二层下半层和一层上半层
柱子：
3.9×32×10.99=1371.6KN
屋面：
（7.8×7）×（6.9×2+3）×5.27=4834.06KN
主梁：
5.46×（54.6×4+6.9×16）+3.9×3×8=1888.6KN
次梁:
3.9×6.9×16=430.56KN
外墙:
[（7.8×0.3×3.9-2.4×2.4×2×0.3）×14+639×6.9×0.3×4]×15=1675.05KN
内墙[（7.8×0.2×3.9-1.2×2.4×2×0.2）×14+3.9×6.9×0.2×12]×15=2004.45KN
∑=14366.63KN
=
+0.5×2×活=15283.90KN
=
=
=
=15283.90KN
∑G=190417.66KN
∑A=5503.6
∑G/∑A=190417.66/5503.6=16.43KN/m2
5框架在竖向荷载作用下的内力分析
5.1计算方法和荷载传递路线
（1）计算方法
框架结构在竖向荷载作用下的内力计算采用力矩分配法，因为框架结构对称，荷载对称；又属于奇数跨，故在对称轴上梁的截面只有竖向位移没有转角。
对称截面可取为滑动端。
弯矩二次分配法是一种近似计算方法，即将各节点的不平衡弯矩同时作分配和传递，并以两次分配为限。
（取一榀横向框架）
（2）荷载传递路线
对于边跨板，为7.8m×6.9m,由于7.8/3.0〈3.0所以按双向板计算
对于中跨板，为6.9m×3.0m,由于6.9/3.0〈3.0所以按双向板计算
5.2竖向荷载计算
（1）A-B（C-D）轴间框架梁
板传至梁上的三角形或梯形荷载等效为均布荷载。
1）屋面板传载
荷载传递路线
恒载：
6.95×67.8/2×（1-2×0.572+0.572）×2=33.18KN/m
活载：
0.5×6.9/2×（1-2×0.572+0.572）×2=22.087KN/m
2）楼面板传荷7.8/2×（1-2×0.6572+0.572）×2=26.162KN/m
活载：
2.5×6.9/2×（1-2×0.572+0.57）×2=10.43KN/m
3）梁自重：
5.46KN/m
A-B（C-D）轴间框架梁均布荷载为：
屋面梁：
恒载=梁自重+板传荷载=5.46KN/m+33.18KN/m=38.64KN/m
活载=板传荷载=2.087KN/m
楼面梁：
恒载=梁自重+板传荷10.43KN/m
（2）B-C轴间框架梁
1）.屋面板传载
恒载：
6.95×7.8/4×5/8×2=19.38KN/m
活载：
0.5×7.8/4×5/8×2=1.218KN/m
2）.楼面板传荷载
恒载：
5.27×7.8/4×5/8×2=815.28KN/m
活载：
2.5×7.8/4×5/8×2=6.093KN/m
3）.梁自重：
3.9KN/m
B-C轴间框架梁均布荷载为：
=3.9KN/m+19.38KN/m=23.28KN/m
1.218KN/m
=3.9KN/m+15.28KN/m=19.18KN/m
=6.093KN/m
5.3梁固端弯矩
梁端弯矩以绕杆端顺时针为正，反之为负。
固端弯矩=（均布荷载×跨度²）/12=ql2/12
荷载
部位
边跨
中跨
跨度
均布
荷载
固端弯矩
跨度
均布
荷载
固端弯矩
左
右
左
右
恒荷载
顶层
6.9
38.64
-153.3
153.3
3
23.28
-17.46
17.46
其它层
6.9
31.62
-125.45
125.45
3
19.18
-14.39
14.39
活荷载
顶层
6.9
2.087
-8.28
8.28
3
1.22
-0.92
0.92
其它层
6.9
10.43
-41.38
41.38
3
6.09
-4.57
4.57
竖向荷载作用下框架梁的固端弯矩
框架计算简图
5.4框架弯矩图
竖向活载作用下框架弯矩图
梁弯矩的调幅（由于钢筋混凝土结构具有塑性内力重分布性质，因此在重力荷载作用下对梁端弯矩进行调幅,调幅系数为0.8;对跨中弯矩进行调幅,调幅系数1.2.）
1、恒载作用下的弯距
楼层
AB跨
左端
中间
右端
M
M’
M
M’
M
M’
6
-114.73
-91.78
101.08
121.30
-143.02
-114.42
5
-118.25
-94.60
68.97
82.76
-120.17
-96.14
4
-111.15
-88.92
72.73
87.28
-119.76
-95.81
3
-112.54
-90.03
72.04
86.45
-119.74
-95.79
2
-113.08
-90.46
71.72
86.06
-199.84
-159.87
1
-109.28
-87.42
74.01
88.81
-119.06
-95.25
注:
1）M’为调幅后的弯距。
2）弯矩符号逆时针为正
楼层
BC跨
左端
中间
右端
M
M’
M
M’
M
M’
6
-62.80
-50.24
-36.32
-43.58
-62.80
-50.24
5
-28.23
-22.58
-6.32
-7.58
-28.23
-22.58
4
-34.31
-27.45
-12.40
-14.88
-34.31
-27.45
3
-33.26
-26.61
-11.35
-13.62
-33.26
-26.61
2
-32.71
-26.17
-10.80
-12.96
-32.71
-26.17
1
-36.81
-29.45
-14.90
-17.88
-36.81
-29.45
2、活载作用下的弯距
楼层
AB跨
左端
中间
右端
M
M’
M
M’
M
M’
6
-8.16
-6.53
4.57
5.48
-6.50
-5.20
5
-36.10
-28.88
24.38
29.26
-39.28
-31.42
4
-37.33
-29.86
23.66
28.39
-39.49
-31.59
3
-36.99
-29.59
23.84
28.61
-39.47
-31.58
2
-37.35
-29.88
23.65
28.38
-39.49
-31.59
1
-36.06
-28.85
24.43
29.32
-39.23
-31.38
楼层
BC跨
左端
中间
右端
M
M’
M
M’
M
M’
6
-6.50
-5.20
-0.12
-0.14
-6.50
-5.20
5
-15.81
-12.65
-4.99
-5.99
-15.81
-12.65
4
-14.08
-11.26
-3.72
-4.46
-14.08
-11.26
3
-14.29
-11.43
-4.01
-4.81
-14.29
-11.43
2
-14.88
-11.90
-3.70
-4.44
-14.88
-11.90
1
-11.34
-9.07
-5.09
-6.11
-11.34
-9.07
注:
1）M’为调幅后的弯距。
2）弯矩符号逆时针为正
5.5梁端剪力：
均布荷载下:
1、恒载作用下梁端剪力
楼层
q（KN/m）
L（m）
ql/2
ΣM/L
V左
V右
AB跨
梁端剪力
6
38.64
6.90
133.31
3.91
129.21
-137.41
5
31.62
6.90
109.09
0.25
108.81
-109.37
4
31.62
6.90
109.09
1.04
107.84
-110.34
3
31.62
6.90
109.09
0.87
108.04
-110.13
2
31.62
6.90
109.09
0.81
108.11
-110.07
1
31.62
6.90
109.09
1.17
107.67
-110.51
BC跨梁端
剪力
6
31.62
3.00
47.43
0
34.92
-34.92
5
23.28
3.00
34.92
0
29.22
-29.22
4
19.18
3.00
28.77
0
29.22
-29.22
3
19.18
3.00
28.77
0
29.22
-29.22
2
19.18
3.00
28.77
0
29.22
-29.22
1
19.18
3.00
28.77
0
29.22
-29.22
2、活载作用下梁端剪力
层次
Q（KN/m）
L（m）
Ql/2
ΣM/L
V左
V右
AB
跨
6
2.08
6.90
7.18
-0.93
7.24
-7.19
5
10.43
6.90
35.98
0.43
35..52
-36.44
4
10.43
6.90
35.98
0.30
35.67
-36.30
3
10.43
6.90
35.98
0.32
35.62
-36.34
2
10.43
6.90
35.98
0.29
35.67
-36.29
1
10.43
6.90
35.98
0.43
35.52
-36.4
升级会员 