乔立通毕业设计电子版.docx
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乔立通毕业设计电子版
中国地质大学长城学院
毕业设计
某大学教学楼设计
专业土木工程
姓名乔立通
学号01106516
指导教师张华
二O一O年四月
摘要
本工程是某大学教学楼钢筋混凝土框架结构。
共六层,底层层高4.2米,其他层层高均为3.6米,建筑物总高度为22.2米。
本设计书包括如下部分:
1.工程概况;
2.楼层平面,楼盖设计;
3.荷载计算;
4.框架结构的受力分析、计算和设计;
5.楼梯设计;
本设计最终完成五张施工图。
[关键词]钢筋混凝土;框架;结构设计
ABSTRACT
Thisprojectisauniversityteachingferroconcreteframestructure.Sixlayer,bottomlayer,andotherhigh4.2metersto3.6meters,buildingatotalheightof22.2meters.
Thisdesignincludesthefollowingparts:
1engineeringsurvey;
2floors,floorsurfacedesign;
3.Loadcalculation;
4.framestructureofstressanalysis,calculationanddesign;
5.Stairdesign;
Thefinalfivedrawings.
[Keywords]reinforcedconcrete;frame;thedesignofthestructure
1工程概况
本工程为某高校教学楼楼。
工程为六层现浇钢筋混凝土框架结构。
屋面板顶面标高为22.2m。
工程所在地抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度为0.10g,设计地震分组为第二组,场地类别为Ⅱ类。
屋面做法:
钢筋混凝土现浇板,20mm石灰砂浆抹底,20mm水泥砂浆找平,40~120厚(2%找坡)膨胀珍珠岩保温层,四层作法防水层(一毡二油上铺小石子)。
楼面做法:
钢筋混凝土现浇板,20mm石灰砂浆抹底,20mm水泥砂浆找平,水磨石面层。
墙身做法:
由普通砖砌筑而成,普通砖自重18kN/m3,厚度240mm。
门窗做法:
门为木门,自重0.2kN/m2,窗为钢窗玻璃窗,自重0.4kN/m2。
风荷载标准值0.4kN/m2,雪荷载标准值0.65kN/m2。
活荷载:
上人屋面均布活荷载标准值2.5kN/m2,楼面活荷载标准值2.5kN/m2。
本设计计算书包括屋盖、楼盖、框架主体结构、楼梯、基础等部分的计算和设计。
2楼板计算书
2.1办公室基本资料
2.1.1基本资料
1、房间编号:
3
2、边界条件(左端/下端/右端/上端):
固定/固定/固定/固定/
3、荷载:
永久荷载标准值:
g=4.50kN/M
可变荷载标准值:
q=2.50kN/M
计算跨度 Lx=3300mm;计算跨度Ly=6600mm
板厚H=120mm;砼强度等级:
C30;钢筋强度等级:
HPB235
4、计算方法:
弹性算法。
5、泊松比:
μ=1/5.
6、考虑活荷载不利组合。
2.1.2计算结果
Mx=(0.04000+0.00380/5)×(1.20×4.5+1.40×1.3)×3.3
=3.17kN·M
考虑活载不利布置跨中X向应增加的弯矩:
Mxa=(0.09650+0.01740/5)×(1.4×1.3)×3.3
=1.91kN·M
Mx=3.17+1.91=5.08kN·M
Asx=368.46mm
,实配φ8@125(As=402mm
)
ρmin=0.307%,ρ=0.335%
My=(0.00380+0.04000/5)×(1.20×4.5+1.40×1.3)×3.32=0.92kN·M
考虑活载不利布置跨中Y向应增加的弯矩:
Mya=(0.01740+0.09650/5)×(1.4×1.3)×3.32=0.70kN·M
My=0.92+0.70=1.62kN·M
Asy=368.46mm2,实配φ8@125(As=402.mm2)
ρmin=0.307%,ρ=0.335%
Mx'=0.08290×(1.20×4.5+1.40×2.5)×3.32=8.03kN·M
Asx'=393.98mm2,实配φ8@125(As=402.mm2,可能与邻跨有关系)
ρmin=0.307%,ρ=0.335%
My'=0.05700×(1.20×4.5+1.40×2.5)×3.32=5.52kN·M
Asy'=368.46mm2,实配φ8@125(As=402mm2,可能与邻跨有关系)
ρmin=0.307%,ρ=0.335%
2.2卫生间楼板基本资料
2.2.1基本资料
1、房间编号:
25
2、边界条件(左端/下端/右端/上端):
固定/固定/固定/固定/
3、荷载:
永久荷载标准值:
g=4.50kN/M2
可变荷载标准值:
q=2.50kN/M2
计算跨度 Lx=3300mm;计算跨度 Ly=6600mm
板厚 H=100mm;砼强度等级:
C30;钢筋强度等级:
HPB235
4、计算方法:
弹性算法。
5、泊松比:
μ=1/5.
6、考虑活荷载不利组合。
2.2.2计算结果
Mx=(0.04000+0.00380/5)×(1.20×4.5+1.40×1.3)×3.32=3.17kN·M
考虑活载不利布置跨中X向应增加的弯矩:
Mxa=(0.09650+0.01740/5)×(1.4×1.3)×3.32=1.91kN·M
Mx=3.17+1.91=5.08kN·M
Asx=311.20mm2,实配φ8@150(As=335.mm2)
ρmin=0.307%,ρ=0.335%
My=(0.00380+0.04000/5)×(1.20×4.5+1.40×1.3)×3.32=0.92kN·M
考虑活载不利布置跨中Y向应增加的弯矩:
Mya=(0.01740+0.09650/5)×(1.4×1.3)×3.32=0.70kN·M
My=0.92+0.70=1.62kN·M
Asy=307.05mm2,实配φ8@150(As=335.mm2)
ρmin=0.307%,ρ=0.335%
Mx'=0.08290×(1.20×4.5+1.40×2.5)×3.32=8.03kN·M
Asx'=501.27mm2,实配φ8@100(As=503.mm2,可能与邻跨有关系)
ρmin=0.307%,ρ=0.503%
My'=0.05700×(1.20×4.5+1.40×2.5)×3.32=5.52kN·M
Asy'=339.39mm2,实配φ8@125(As=402.mm2,可能与邻跨有关系)
ρmin=0.307%,ρ=0.402%
2.3走廊楼板基本资料
2.3.1基本资料
1、房间编号:
20
2、边界条件(左端/下端/右端/上端):
固定/固定/固定/固定/
3、荷载:
永久荷载标准值:
g=4.50kN/M2
可变荷载标准值:
q=2.50kN/M2
计算跨度Lx=3300mm;计算跨度Ly=2100mm
板厚H=120mm;砼强度等级:
C30;钢筋强度等级:
HPB235
4、计算方法:
弹性算法。
5、泊松比:
μ=1/5.
6、考虑活荷载不利组合。
2.3.2计算结果
Mx=(0.00901+0.03507/5)×(1.20×4.5+1.40×1.3)×2.12=0.51kN·M
考虑活载不利布置跨中X向应增加的弯矩:
Mxa=(0.02635+0.07680/5)×(1.4×1.3)×2.12=0.32kN·M
Mx=0.51+0.32=0.83kN·M
Asx=368.46mm2,实配φ8@125(As=402.mm2)
ρmin=0.307%,ρ=0.335%
My=(0.03507+0.00901/5)×(1.20×4.5+1.40×1.3)×2.12=1.16kN·M
考虑活载不利布置跨中Y向应增加的弯矩:
Mya=(0.07680+0.02635/5)×(1.4×1.3)×2.12=0.63kN·M
My=1.16+0.63=1.80kN·M
Asy=368.46mm2,实配φ8@125(As=402.mm2)
ρmin=0.307%,ρ=0.335%
Mx'=0.05710×(1.20×4.5+1.40×2.5)×2.12=2.24kN·M
Asx'=368.46mm2,实配φ8@125(As=402.mm2,可能与邻跨有关系)
ρmin=0.307%,ρ=0.335%
My'=0.07729×(1.20×4.5+1.40×2.5)×2.1
2=3.03kN·M
Asy'=368.46mm2,实配φ8@125(As=402.mm2,可能与邻跨有关系)
ρmin=0.307%,ρ=0.335%
3框架结构布置及计算简图
3.1梁柱尺寸
3.1.1梁高hb=(1/12~1/8)lb
横向hb=500~750mm,取600mm
纵向hb=500~750mm,取600mm
过道hb=200~300mm,考虑到次梁高度为600mm,也取为600mm
3.1.2柱截面尺寸
本工程为现浇钢筋混凝土结构,6度设防,高度<30m,抗震等级为三级,取底层C6柱估算柱尺寸,根据经验荷载为15kN/m2:
N=15×7.8×(3.6+1.5)=2983.5kN
由轴压比限值得Ac≥
=
=260795mm2
为安全起见,取所有层为600mm×600mm
3.2计算简图
计算简图(取轴线②处)
初步设计基础顶面离室外地面450mm,则底层层高为3.6m
4恒荷载内力计算
4.1恒荷载计算
4.1.1屋面框架梁线荷载标准值:
20厚1:
2水泥混凝土找平0.02×20=0.46kN/m2
100~120厚(2%找坡)膨胀珍珠岩(0.10+0.14)÷2×7=0.84kN/m2
四层作法防水层0.36kN/m2
120mm厚钢筋混凝土楼板0.12×25=3kN/m2
20mm厚石灰砂浆抹底0.02×17=0.34kN/m2
屋面恒荷载4.5kN/m2
边框架梁自重0.3×0.8×25=6kN/m
边框架梁粉刷2×(0.8-0.1)×0.02×17=0.48kN/m
中框架梁自重0.3×0.6×25=4.5kN/m2
中框架梁粉刷2×(0.6-0.1)×0.03×17=0.34kN/m
则作用于屋面框架梁上线荷载标准值为:
g5AB1=6.48kN/m
g5BC1=4.85kN/m
g5AB2=4.08×3.9=15.91kN/m
g5BC2=4.08×3=12.24kN/m
4.1.2楼面框架梁线荷载标准值
20mm厚水泥砂浆找平0.02×20=0.46kN/m2
120mm厚钢筋混凝土楼板0.12×25=3kN/m2
20mm厚石灰砂浆抹底0.02×17=0.34kN/m2
水磨石面层0.65kN/m2
楼面恒荷载3.89kN/m2
边框架梁自重及粉刷6.48kN/m
中框架梁自重及粉刷4.85kN/m
边跨填充墙自重0.24×3.6×18=15.55kN/m
填充墙粉刷2×0.02×2×17=2.45kN/m
则作用于楼面框架梁上线荷载标准值为:
gAB1=6.48+15.55+2.45=24.48kN/m
gBC1=4.85kN/m
gAB2=3.89×3.9=15.17kN/m
gBC2=3.89×3=11.67kN/m
4.1.3屋面框架节点集中荷载标准值
纵向框架梁自重0.3×0.8×7.8×25=46.8kN
纵向框架梁粉刷2×(0.8-0.1)×0.02×7.8×17=3.71kN
纵向框架梁传来的屋面恒荷载2×(3.9/2)2×4.08=31.02kN
次梁自重及粉刷0.6×0.2×25×7.2/2+2×0.02×(0.6-0.1)×7.2/2=10.87kN
次梁传来的屋面恒荷载(1-2×0.272+0.273)×4.08×3.9×7.2/2=50.06kN
1m高女儿墙自重及粉刷1×7.8×0.24×18+2×1×7.8×0.02×17=39kN
则顶层边节点集中荷载为:
G5A=181.46kN
纵向框架梁自重及粉刷46.8+3.71=50.51kN
纵向框架梁传来的屋面恒荷载31.02+(1-2×0.192+0.193)×4.08×7.8×3/2=75.64kN
次梁自重、粉刷及传来的屋面恒荷载10.87+50.06=60.93kN
则顶层中节点集中荷载为:
G5B=187.08kN
4.1.4楼面框架节点集中荷载标准值
纵向框架梁自重及粉刷51.51kN
纵向框架梁传来的楼面恒荷载2×(3.9/2)2×3.89=29.44kN
次梁自重及粉刷10.87kN
次梁传来的楼面恒荷载(1-2×0.272+0.273)×3.89×3.9×7.2/2=47.73kN
钢窗自重2×2.3×1.8×0.4=3.31kN
墙体自重(3.6×7.8-2×2.3×1.8)×0.24×18=85.54kN
墙面粉刷2×(3.6×7.8-2×2.3×1.8)×0.02×1.7=13.46kN
框架柱自重0.602×3.6×25=32.4kN
柱面粉刷4×0.6×0.02×17=0.82kN
中间层边柱节点集中荷载为:
GA=274.08kN
纵向框架梁自重及粉刷50.51kN
纵向框架梁传来的楼面恒荷载29.44+(1-2×0.192+0.1923)×3.89×7.8×3/2=71.98kN
次梁粉刷、自重及传来的楼面恒荷载10.87+47.73=58.6kN
木门自重2×1.0×2.6×0.2=1.04Kn
墙体自重(3.6×7.8-2×1.0×2.6)×0.24×18=98.84kN
墙面粉刷2×0.02×()×17=15.56kN
框架主自重及粉刷32.4+0.82=33.22kN
中间层中柱节点集中荷载为:
GB=329.75kN
4.2恒荷载作用下柱梁内力计算表
--柱(左面为柱下端,右为柱上端)--
1-20.611031.95-14.23-39.18-994.1514.23
214.331294.3310.2428.69-1256.53-10.24
3-14.331294.33-10.24-28.69-1256.5310.24
420.611031.9514.2339.18-994.15-14.23
5-55.68855.44-29.24-49.58-823.0429.24
645.971074.1324.3541.70-1041.73-24.35
7-45.971074.13-24.35-41.70-1041.7324.35
855.68855.4429.2449.58-823.04-29.24
9-47.86684.06-26.78-48.53-651.6626.78
1038.16859.6021.4038.87-827.20-21.40
11-38.16859.60-21.40-38.87-827.2021.40
1247.86684.0626.7848.53-651.66-26.78
13-48.72512.66-27.17-49.08-480.2627.17
1440.01645.0822.3640.50-612.68-22.36
15-40.01645.08-22.36-40.50-612.6822.36
1648.72512.6627.1749.08-480.26-27.17
17-48.09341.25-25.44-43.50-308.8525.44
1837.67430.5720.0134.37-398.17-20.01
19-37.67430.57-20.01-34.37-398.1720.01
2048.09341.2525.4443.50-308.85-25.44
21-55.59169.65-39.09-85.13-137.2539.09
2247.84216.2631.1464.26-183.86-31.14
23-47.84216.26-31.14-64.26-183.8631.14
2455.59169.6539.0985.13-137.25-39.09
--梁(左面为梁左端,右为梁右端)--
194.85-15.0186.51-99.6815.0187.97
225.02-0.8921.03-25.020.8921.03
399.68-15.0187.97-94.8515.0186.51
497.442.4686.78-100.48-2.4687.70
520.62-0.4921.03-20.620.4921.03
6100.482.4687.70-97.44-2.4686.78
797.24-0.3986.79-100.230.3987.70
821.350.5821.03-21.35-0.5821.03
9100.23-0.3987.70-97.240.3986.79
1097.171.7386.81-100.02-1.7387.68
1121.86-0.6221.03-21.860.6221.03
12100.021.7387.68-97.17-1.7386.81
1399.09-13.6587.00-100.6813.6587.48
1418.47-2.5221.03-18.472.5221.03
15100.68-13.6587.48-99.0913.6587.00
1685.1339.0985.05-99.60-39.0989.44
1735.357.9521.03-35.35-7.9521.03
1899.6039.0989.44-85.13-39.0985.05
4.3恒荷载作用下内力计算图:
5活荷载内力计算
5.1活荷载计算:
5.1.1屋面框架梁线荷载标准值
q5AB=0.65×3.9=2.54kN/m
q5BC=0.65×3.0=1.95kN/m
5.1.2楼面框架梁线荷载标准值
qAB=2.0×3.9=7.8kN/m
qBC=2.5×3.0=7.5kN/m
5.1.3屋面框架节点集中荷载标准值
边节点:
纵向框架梁传来的雪荷载3.92×0.65/2=4.94kN
次梁传来的雪荷载(1-2×0.272+0.273)×0.65×3.9×7.2/2=7.98kN
则Q5A=12.92kN
中节点:
纵向框架梁传来的雪荷载4.94+(1-2×0.192+0.193)×0.65×7.8×3/2=12.05kN
则Q5B=12.05+7.98=20.03kN
5.1.4楼面框架节点集中荷载标准值
边节点:
纵向框架梁传来的活荷载3.92×2.0/2=15.21kN
次梁传来的活荷载(1-2×0.272+0.273)×2.0×3.9×7.2/2=24.54kN
则QA=39.75kN
中节点:
纵向框架梁传来的雪荷载15.21+(1-2×0.192+0.193)×2.0×7.8×3/2=42.55kN
则Q5B=42.55+24.54=67.09kN
5.2活荷载计算表:
柱(左面为柱下端,右为柱上端)
杆件号
弯矩
轴力
剪力
剪力
轴力
剪力
1
1.91
201.43
1.00
4.17
-196.35
-1.05
2
5.73
277.24
3.83
10.76
-226.76
-3.86
3
2.32
280.65
1.05
4.55
-275.12
-1.03
4
6.86
206.92
5.06
13.02
-188.92
-5.02
5
2.24
160.64
1.32
4.72
-154.02
-1.32
6
12.53
224.67
7.05
20.73
-196.92
-7.03
7
3.01
228.10
2.06
6.25
-219.93
-2.02
8
14.45
166.19
7.07
22.64
-136.53
-7.04
9
4.33
119.04
1.82
7.33
-109.95
-1.82
10
13.76
172.22
7.72
22.63
-141.94
-7.754
11
5.72
176.04
3.22
10.17
-162.7
-3.29
12
15.60
124.52
8.24
25.06
-93.3
-8.25
13
4.55
76.95
2.52
10.24
-64.26
-2.54
14
14.43
117.12
7.82
23.42
-85.95
-7.83
15
6.62
122.17
3.62
11.45
-107.12
-3.62
16
16.16
82.42
8.72
26.03
-47.74
-8.76
17
4.98
34.44
2.63
8.74
-23.15
-2.62
18
16.43
61.36
9.22
26.86
-25.34
-9.22
19
7.63
66.52
3.96
12.72
-49.96
-3.96
20
17.97
39.75
11.42
30.52
-2.22
-11.41
梁(左面为梁左端,右为梁右端)
杆件号
弯矩
轴力
剪力
剪力
轴力
剪力
1
14.85
-5.34
13.11
12.45
5.34
13.56
2
13.87
-0.23
12.22
12.34