湖南大学逸夫教学楼土木工程专业毕业论文可编辑.docx

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湖南大学逸夫教学楼土木工程专业毕业论文可编辑

湖南大学逸夫教学楼土木工程专业毕业论文

青岛农业大学

毕业论文（设计）

题目:

湖南大学逸夫教学楼设计

姓名:

学院:

专业:

班级:

学号:

指导教师:

年月日

DesignofYifuTeachingBuildingofHunanUniversity

StudentmajoringinCivilEngineeringWeiXuekai

TutorNamePanDongfang

Abstract:

DesignofYifuteachingbuildingofHunanuniversitywasdesignedbythearchitecturaldesignandstructuraldesigntwoparts.Constructionareaofthisteachingbuildingwas4000m2andlayerswasfivelayers,Structuresystemwasframestructure.Theteachingbuildingshapeisrelativelycommonlyusedtherectangularshape,inlayoutwhenusedistheinternalcorridor.Architecturedesignincludingarchitecturaldesignalwaysexplain,buildingtheplanedesign,theverticaldesignandprofiledesign;Structuraldesignincludesstructurelayoutandcalculationdiagramsure,calculationdiagraminvestigated.oneselectingaloadcalculation,internalforcecalculation,internalforcecombination,beamandcolumnsectiondesignandreinforcementcalculation,floorandtheroofdesign,stairdesign,basicdesign,etc.

Keywords:

Teachingbuilding,Framework,Architecturaldesign,Structuraldesign毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明

本人郑重承诺:

所呈交的毕业设计（论文）,是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名:

日期:

指导教师签名:

日期:

使用授权说明

本人完全了解XX大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定,即:

按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名:

日期:

摘要I

ABSTRACTI

第一章建筑设计1

1.1工程概况1

1.2教学楼的平面设计1

1.3教学楼的立面设计3

1.4教学楼的剖面设计4

1.5教学楼的屋顶平面设计4

1.6建筑构造设计5

第二章结构设计8

2.1结构布置及选型8

2.2荷载计算11

2.3内力计算24

2.4内力组合46

2.5截面设计与配筋计算48

2.6基础设计………………………………………………………………………64

总结……………………………………………………………………………………………..67

致谢68

参考文献69

毕业设计图纸目录70

第一章建筑设计

1.1工程概况

（1）、本工程场地地势平坦,表面为平均厚度0.6m左右的杂填土,以下为1.1m左右的淤泥质粘土,承载力的特征值为94kN/m2,再下面为较厚的垂直及水平分布比较均匀的粉质粘土层,其承载力的特征值为176kN/m2,可作为天然地基持力层。

（2）、冻结深度:

-0.50m。

（3）、地下水:

无侵蚀性,最高地下水位距地面为-4.0m,最低地下水位距地面为-8.0m。

（4）、基本风压为:

0.60kN/m2。

（5）、基本雪压为:

0.20kN/m。

1.2教学楼的平面设计

随着我国的建筑法规的健全,对教学楼等建筑的要求越来越高,而且经历了2008年的四川汶川大地震,现在我国对教学楼等建筑的抗震设防要求也提高了很多,教学楼的安全性能要求也更高了。

教学楼是一个能满足学习和课间休息的场所,所以要在能满足教学要求的前提下教室设置应做到合理布局,使各类活动有序进行、动静分离、互不干扰;教学区应有便利的交通联系和良好的采光和通风条件,同时还要合理安排学生的课外和体育活动空间以及教师的办公室、卫生设备、储藏间等等。

尽量力求设计的人性化,要使得学生在教学楼中感到心情愉快和舒适,尽量达到人与建筑的和谐统一。

本设计为湖南大学逸夫教学楼,高等学校的教学楼人流量很大,所以在满足教学需要的前提下,应尽量把一些功能区域设计的舒适些,这样才能更好的使学生们在此教学楼中学习。

在整个设计过程中,我本着“安全,适用,舒适”的原则,在满足设计任务书中提出的功能要求的前提下,认真的设计了本教学楼。

教学楼的平面图见图1-1

图1-1底层平面图

教学楼中主要的房间有教室、办公室、厕所等,另外可能还有一些辅助房间。

本教学楼中的教室分为50人教室、80人教室和120人教室三种。

这三种教室的形状都为矩形,面积分别为63m2、94.5m2、123.75m2,各个教室的面积、形状和尺寸都满足学生的各项要求。

在每层中有两个办公室,办公室的大小有两种一种为4200mm×7500mm,另一种为5400mm×7500mm。

在第五层还有两个辅助房间。

另外,每一层各有一个男女厕所,厕所中大便槽的尺寸为1200mm×900mm,根据中小学教学楼的设计规范[1]每50人一个大便槽每个厕所中设置了6个大便槽,在男厕所中还设置了3600mm×600mm的小便槽。

（1）、楼梯

楼梯是建筑物内各个不同楼层之间上下联系的主要交通设施,楼梯应做到上下通行方便,首先有足够的通行宽度,其次为了能够满足防火和安全的疏散要求要有足够的疏散能力,并应满足坚固、耐久和一定的审美要求。

本教学楼设计中选取现浇板板式楼梯,我设计了两种楼梯分别为中间的三跑楼梯和两边的双跑楼梯。

考虑以上基本要求和人流要求及结构布置情况本教学楼中间三跑楼梯选用宽度为5.2m,中梯段宽为2.4m,边梯段宽1.2m。

两边的双跑楼梯宽度选用3.8m,梯段宽为1.8m。

休息平台的宽度为2.6m,楼梯踏步高度选用150mm,踏步宽度选用320mm。

（2）、走廊

走廊是建筑物中最大量使用的交通联系部分。

走廊的宽度应符合人流和消防安全的要求。

在中小学教学楼的设计规范中规定,当走廊为内走廊时,其净宽度不得小于2100mm;而当为外走廊时,其净宽度不得小于1800mm。

本教学楼设计中我所选用的是内走廊,其净宽度为2400mm。

1.3教学楼的立面设计

建筑立面设计主要是对建筑物的各个立面以及其外表面上所有的构件,例如门窗、雨蓬、柱等等的形式、比例关系和表面的装饰效果进行仔细的推敲。

在进行立面设计时要特别注意以下几个方面:

（1）、注重尺寸和比例的协调性

（2）、掌握节奏的变化和韵律感（3）、掌握虚实的对比和变化（4）、注意材料的色彩和质感[2]。

我所设计的教学楼通过正立面图可以看到该建筑物的高度为20.5m,教学楼形成了左右对称,对称或接近对称的平、立面设计容易取得端庄、严肃的效果。

门窗的大小尺寸一目了然,两侧楼梯间窗户的大小为2400mm×2700mm,教室窗户的大小为2400mm×3000mm,中间楼梯间窗户的大小为2400mm×3600mm。

门窗整齐的排列在建筑立面图上,使得建筑物的立面有一定的韵律感。

然后就是雨水管的布置正立面中布置了4根雨水管,每根雨水管的间距为16.5m。

在就是雨篷中间的雨篷比两边的雨篷稍大一点,雨蓬的厚度为200mm。

背立面中看到的与正立面中看到的基本相同,只是比正立面中少了大门和雨篷。

侧立面中能够看到台阶的尺寸,每级台阶的高度为150mm,宽度为300mm。

侧立面的构件比较简单,每层只有一个窗户尺寸为2100mm×1800mm。

建筑立面中外墙的面饰材料及其色彩颜色采用粉红色和白色相间的涂料粉刷,使建筑物的立面更加的明亮,给人以舒适的感觉。

1.4教学楼的剖面设计

剖面图的设计是表示建筑物在垂直方向房屋各部分的组合关系,主要分析建筑物各部分应有的高度、建筑层数,建筑空间的组合和利用,以及建筑剖面中的结构,构造关系等。

在设计剖面时,剖到尽可能多的楼梯和门窗等比较重要的部位,使剖面能很好的反映内部结构的布置,楼地面的装修以及梁柱之间相互关系等。

为防止室外雨水流入室内,并防止墙身受潮,本建筑将使内地坪提高到室外地坪450mm。

本教学楼的剖面图是沿着中间主楼梯剖切开来由右侧向左侧观看,由于采光和通风的影响本教学楼的层高为3.9m,窗户窗台的高度为900mm。

剖面图见图1-2。

图1-2剖面图

1.5教学楼的屋顶平面设计

建筑物屋顶由于支承结构和构造方式的不同,形成了各异的形态。

通常可以大致分为坡屋顶、平屋顶以及曲面屋顶等几种形式。

本设计中屋顶采用的是平屋顶形式（可上人屋顶）,其坡度为2%,排水方式采用的是有组织排水,雨水经由天沟、雨水管等排水装置引导到地面。

1.6建筑构造设计

建筑构造设计应遵守以下几项基本原则:

（1）、满足建筑物的使用功能及变化要求

（2）、充分发挥所用材料的各种性能

（3）、注意施工的可能性和现实性

（4）、注意感官效果及对建筑空间构成的影响

（5）、讲究经济效益和社会效益

（6）、符合相关各项建筑法规和规范的要求

总之,在建筑构造设计中,全面考虑坚固适用、美观大方、技术先进、经济合理,是最根本的原则。

梁和柱在框架结构是不可或缺的重要结构,梁和柱在建筑物中就像骨骼在人的身体中一样起着支撑作用,梁承受由板传来的荷载然后梁在传给柱由柱传给基础,所以梁和柱的构造十分重要。

由设计任务书中的各项要求本教学楼梁的设计尺寸为300mm×600mm,柱的设计尺寸为600mm×600mm。

梁和柱采用的是现浇的钢筋混凝土,采用混凝土的强度为C30,纵向钢筋采用HRB335级钢筋,箍筋采用HPB235面层采用10mm厚的混合砂浆抹灰。

屋顶是房屋最上层覆盖的外围护结构,其主要功能是用以抵御自然界的风霜雨雪、太阳辐射、气温变化和其他外界的不利因素,以使房屋覆盖下的空间,有一个良好的使用环境。

本建筑设计采用屋面板的设计材料为现浇钢筋混凝土板,混凝土的强度为C30,钢筋采用HPB235级钢筋,楼盖板的厚度为120mm。

屋面做法采用30mm厚C20细石混凝和三毡四油铺小石子的防水层,15mm厚的水泥砂浆找平层,40厚的水泥石灰焦渣砂浆找坡层和80mm厚的矿渣水泥保温层,底面为10mm厚的混合砂浆抹灰层。

建筑物的楼面板是沿水平方向分隔上下空间的结构构件。

它除了承受并传递垂直荷载和水平荷载且具有足够的强度和刚度以保证结构的安全外,还应具有一定的防火、隔声和防水等方面的能力。

屋面板的设计材料为现浇钢筋混凝土板,混凝土的强度为C30,钢筋采用HPB235级钢筋,楼盖板的厚度为120mm。

楼面做法楼面板上面采用25mm厚的水泥砂浆面层和铺设大理石地面,其质地坚硬、色泽艳丽、美观。

楼面板的下面采用10mm厚的混合砂浆抹灰层。

楼梯的做法为楼梯斜板、平台板和平台梁采用的是钢筋混凝土,混凝土强度C30,钢筋采用HPB235级和HRB335级钢筋。

面层采用20厚的抹灰上面铺设磨光花岗岩,花岗岩上加设防滑铜条。

栏杆扶手高度为900mm。

楼梯局部详图见下图1-3

图1-3楼梯局部详图

雨蓬是建筑物入口处位于外门上部用以遮挡雨水、保护外门免受雨水侵害的水平构件。

雨蓬采用无组织排水方式,在板底周围设滴水,为防止水舌阻塞而在上部积水,出现渗漏,在雨蓬顶部及四侧需作防水砂浆粉面,形成泛水。

本设计中雨篷的大小有两种中间大门上部雨篷为5400mm×3300mm,两边的小门上部的雨篷为3300mm×2400mm,厚度均为200mm。

檐口的构造及做法见下图1-4

图1-4檐口的构造详图

（1）、水泥台阶

花岗岩面层

20厚1:

25水泥砂浆抹面压实抹光

素水泥浆一道70厚C15号混凝土（厚度不包括踏步三角部分）台阶面向外坡1%

200厚碎石或碎砖石灌M2.5号混合砂浆

素土夯实（坡度按工程设计）

（2）、散水做法

20厚1:

2水泥砂浆抹面、压实抹光

60厚C15混凝土

素土夯实向外坡4%

第二章结构设计

2.1结构布置及选型

工程名称:

青岛市四季景园2#住宅楼。

工程概况:

本工程地点位于青岛市市北区,建筑总高18米,共6层,室内外高差为0.65米,各层层高均为2.8米,结构体系采用钢筋混凝土框架结构,抗震设防烈度为7度,建筑面积为3200平方米。

材料选用:

混凝土采用C30,柱和梁纵向钢筋采用HRB335,其余采用热轧钢筋HPB235,墙体采用加气混凝土砌块,重度;塑钢门窗:

;木门:

根据该设计的适用功能和建筑设计要求,对于六层框架结构体系其主要特点是能提供较大的室内空间,平面布置比较灵活,考虑该建筑处于7度抗震设防区,故采用现浇钢筋混凝土框架结构体系,具体情况可参见图2-1结构平面布图。

图2-1平面结构布置图

屋面:

采用现浇钢筋混凝土板作承重结构,屋面板按不上人屋面的使用荷载选用。

楼面:

采用现浇钢筋混凝土板,板厚100毫米。

基础:

因地质情况良好,故采用柱下独立基础。

假定框架柱嵌固于基础顶面,框架梁与柱刚接。

由于各层柱截面尺寸不变,故梁跨等于柱截面形心线之间的距离。

基顶距离室外地平0.55米,室内外高差为0.65米,所以底层柱高度h2.8+0.65+0.554,其余各层柱高从楼面算至上一层楼面（即层高）,故均为2.8米。

由此可绘出框架的计算简图如图2-2所示。

图2-2框架的计算简图

（1）、梁截面尺寸估算

梁截面高度一般取1/18~1/10,截面宽度1/3~1/2。

本结构中梁的跨度L5400,所以h300~540mm,取h500mm,所以b180~270mm,取b250mm。

（2）、柱截面尺寸

底层柱轴力估算:

假定结构每平方米总荷载设计值为12kN,中柱负荷面积为（5.8/2+2.1/2）××28.35×51701KN

采用C30混凝土,14.3MPa,假定柱截面尺寸为600mm×600mm,本结构抗震等级为三级,轴压比按0.9进行估算,则1701×103/14.3×600×6000.3<0.9,故取截面尺寸为600mm×600mm。

其中在求梁截面惯性矩时考虑到现浇楼板的作用,对于中框架梁,取（I0为不考虑楼板翼缘作用的梁截面惯性矩）;对于边框架梁,取。

结构采用C30混凝土Ec3.0×10N/mm。

边跨（AB、CD跨梁）

中跨（BC跨梁）

上部各层柱:

iEI/h3.0×10KN/m2××0.6××104KN.m

底层各层柱:

iEI/h3.0×107KN/m

梁柱线刚度见图2-3图2-3梁柱相对线刚度

2.2荷载计算

（1）、屋面

20mm1:

3水泥砂浆找平0.4kN/m2

40mmC25混凝土保护层0.88kN/m2

1:

8水泥膨胀珍珠岩找坡2%7×0.19kN/m31.33kN/m2

100mm现浇钢筋混凝土板25×0.1kN/m32.5kN/m2

10mm混合砂浆抹灰17×0.01kN/m30.17kN/m2

SBS沥青防水卷材八层做法0.4kN/m2

合计5.68kN/m2

（2）、标准层楼面

水磨石面层0.65kN/m2

100mm厚钢筋混凝土楼板0.1m×25kN/m32.5kN/m2

20mm石灰砂浆抹灰0.34kN/m2

合计3.49kN/m2

（3）、梁自重b×h=250mm×500mm

梁自重25×0.25×

粉刷（20mm水泥砂浆）0.02×0.5-0.1×17×2=0.272kN/m

合计2.772kN/m

（4）、柱自重

柱:

b×h600mm×600mm

柱自重25×0.6×0.69kN/m

抹灰层:

10厚混合砂浆0.01×0.6×4×17=0.408kN/m

合计9.408kN/m

（5）、外纵墙自重

标准层:

塑钢窗0.35×2.4×3×2=5.04kN

窗下墙6×0.9×0.3×（8.4-1.2）=11.664kN

窗间墙6×（8.4-2×3-1.2）×（3.9-0.9-0.6）×0.3=5.184kN

水泥粉刷外墙面0.5×3.9-0.6×

水泥粉刷内墙面0.36×3.9-0.6×

底层:

窗下墙6×0.3×（8.4-1.2）×（4.85-2.4-0.6）=23.976kN

窗间墙6×（8.4-2×3-1.2）×（4.85-0.9-0.6-0.5）×0.3=5.184kN

水泥粉刷外墙面0.5×3.9-0.6×

水泥粉刷内墙面0.36×3.9-0.6×

塑钢窗0.35×2.4×3×2=5.04kN

（6）、内纵墙自重

标准层:

300厚墙6×3.9-0.6）×0.3=5.94kN/m

水泥粉刷内外墙面0.36×3.9-0.6×22.376kN/m

合计8.32kN/m

底层:

300厚墙6×（4.85-0.6）×0.3=7.65kN/m

水泥粉刷内外墙面0.36×3.9-0.6×22.376kN/m

合计10.03kN/m

（7）、内横墙自重

标准层:

200厚墙6×3.9-0.6）×0.2=3.96kN/m

水泥粉刷内外墙面0.36×3.9-0.6×22.376kN/m

合计6.336kN/m

底层:

200厚墙6×4.85-0.6）×0.2=6.288kN/m

水泥粉刷内外墙面0.36×3.9-0.6×22.376kN/m

合计8.664kN/m

（8）、女儿墙自重

女儿墙自重0.3×0.9×18+25×0.1×0.3=5.61kN/m

水泥粉刷墙面（1×2+0.3）×

合计6.76kN/m

根据《荷载规范》[3]查得:

楼面活载教室:

2.5kN/m2厕所:

2.0kN/m2走廊、门厅、楼梯:

2.5kN/m2

屋面活载:

不上人屋面:

0.5kN/m2

雪载:

基本雪压:

S00.20kN/m2,屋面积雪分布系数μr1.0

屋面水平投影面积上的雪荷载标准值为:

Skμr?

SO1.0×

本设计中采用上人屋面,故不考虑屋面雪载的影响;屋面活荷载与雪荷载不同时考虑,两者中取大值。

确定板传递给梁的荷载时,要一个区格一个区格的考虑,确定每个板区格上的荷载传递时,先要区分此板区格是单向板还是双向板,若为单向板,可沿板的短跨作中线,将板上荷载平均分给两长边的梁;若为双向板,可沿四角作45°线,将区格板分为四小块,将每小块板上的荷载传递给与之相邻的梁,板传至梁上的三角形、梯形荷载可按支座弯矩等效的原则,等效为均布荷载。

由平面结构布置图中选一典型榀框架进行计算,框架单元板传力路线如图2-4所示

图2-4板传力路线图

（1）、A-BC-D轴间框架梁

屋面板传给梁的荷载:

恒载:

6.59kN/m2×4.2×1-2×

活载:

2.0kN/m2×4.2×1-2×

楼面板传给梁的荷载:

恒载:

3.67kN/m2×4.2×1-2×

活载:

2.5kN/m2×4.2×1-2×

梁自重标准值:

3.87kN/m

A-B（C-D）轴间框架梁均布荷载为:

屋面梁:

活载板传荷载7.27kN/m

楼面梁:

活载板传荷载9.08kN/m

（2）、B-C轴间框架梁

屋面板传给梁的荷载:

横载:

6.59kN/m2×3.0×5/812.36kN/m

活载:

2.0kN/m2×3.0×5/83.75kN/m

楼面板传给梁的荷载:

横载:

3.67kN/m2×3.0×5/86.88kN/m

活载:

2.5kN/m2×3.0×5/84.69kN/m

梁自重标准值:

3.87kN/m

B-C轴间框架梁均布荷载为:

屋面梁:

活载板传荷载3.75kN/m

楼面梁:

活载板传荷载4.69kN/m

（3）、A、D轴柱纵向集中荷载的计算

顶层柱:

女儿墙自重:

6.76kN/m

顶层柱荷载:

恒载女儿墙自重+梁自重+板传荷载

活载板传荷载0.5×2.0×4.2×5/8×

标准层柱荷载:

恒载墙自重+梁自重+板传荷载

5.44×4.2×3.87×

活载板传荷载0.5×2.5×4.2×5/8×

底层柱荷载:

恒载墙自重+梁自重+板传荷载

活载板传荷载0.5×2.5×4.2×5/8×

（4）、B、C轴柱纵向集中荷载的计算

屋面板传给纵梁的荷载

梁自重标准值3.87kN/m

墙自重标准值8.32kN/m

恒载:

0.5×6.59×4.2×5/8×4.2+0.5×6.59×3.0×1-2×0.362+0.363×

活载:

69.02×

楼面板传给纵梁的荷载:

恒载:

69.02×

活载:

69.02×

顶层柱荷载:

恒载梁自重+板传荷载3.87×

活载板传荷载20.95kN

标准层柱荷载:

恒载梁自重+板传荷载+墙自重3.87×（4.2-0.6）+38.44+8.32×

活载板传荷载26.18kN

底层柱荷载:

恒载梁自重+板传荷载+墙自重3.87×（4.2-0.6）+10.03×

活载板传荷载26.18Kn

图2-5竖向受荷总图

（1）、风荷载标准值计算

将计算单元范围内的外墙面上的分布风荷载,简化为等量作用于楼面处的集中风荷载,计算公式如（2?

1）所示:

（2?

1）

式中?

?

风振系数

?

?

风荷载体形系数

?

风压高度变化系数

本建筑H3.9×5+120.5m,B7.5×2+318m,H/B1.14<4所以取1.3,?

风压高度变化系数,取B类地面粗糙程度。

则

ω0?

风荷载基本风压值

集中风荷载

A指一榀框架各层节点的受风面积Ahi+hj×B/2

表2-1各层楼面处集中风荷载标准值

层次βZμSZμZω0A（m2）PwKN

图2-6风荷载作用示意图

（2）、风荷载作用下的位移验算

位移计算时,各荷载均采用标准值

表2-2横向A-D轴2~5层D值计算

构件名称K（i1+i2+i3+i4）/2×ic

B轴柱K2×

C轴柱K2×（4.32+10.8）/