南华大学土木工程毕业设计计算书

南华大学城市建设学院本科毕业设计毕业设计题 目 武警衡阳支队一中队营房 学院名称 城 市 建 设 学 院 指导教师 赵 振 华 老 师 职 称 讲 师 班 级 建 工 103 班 学 号 20104490325 学生姓名 郝 浪 浪 2014 年 5 月 28 日南华大学城市建设学院本科毕业设计I摘 要本毕业设计为营房楼建筑结构设计，设计工作由建筑设计和结构设计组成。建筑设计包括建筑平面、立面、剖面设计等，结构设计包括上部结构设计和基础设计。该营房楼的建筑设计平面布置简单，是一个很规则的多层框架混凝土结构设计。内部房间布置也很有规律，但也能很好的满足建筑功能要求。在设计中，尽量做到适用性、经济性、安全性、美观性等设计理念。在通风采光方面，也严格按照规范来做，尽量做到各个房间能自然采光通风，达到节能的目的。该营房楼的上部结构设计包括：根据建筑设计来确定结构体系为框架结构、确定结构主要材料为钢筋混凝土，结构平面布置，初步选用材料类型、强度等级等，根据经验初步确定构件的截面尺寸，结构荷载计算及各种荷载作用下结构的内力分析，荷载效应组合，构件的截面设计等。此外还包括某些必要构造措施。需要依据结构专业相关规范、图集等。基础设计包括单桩承载力计算、承台计算等。除此之外，还有楼梯设计和雨篷设计。计算方法：竖向荷载采用弯矩二次分配法，水平荷载采用 D 值法。关键词：框架结构；建筑设计；结构设计；基础设计；计算方法南华大学城市建设学院本科毕业设计IIABSTRACTThis graduation design is a barracks building structure design, design work is made up of architectural design and structural design. Architectural design including building plane, elevation, section design, structure design including the design of the upper structure and foundation design. The barracks building architectural design layout is simple, is a very regular multilayer frame concrete structure design. Inside the room layout is regular, but also can be a very good meet the building functional requirements. In the design, applicability, economy, security, try to be beautiful sex such as design concept. In terms of ventilation, lighting, and in strict accordance with the specifications to do, try to make each room can be natural lighting and ventilation, achieve the goal of energy saving. Floor of the building of the upper structure design includes: according to the architectural design to determine the structure of frame structure, determine the main material for reinforced concrete structure, structure layout, preliminary selection of material type, strength grade, etc., according to the experience of a preliminary determination artifacts, the section size of structural load calculation and analysis of the internal force under various load structure, load effect combination, the component of the cross section design, etc. In addition also includes some necessary structural measures. Need according to the structure of professional related specification, atlas, etc. Foundation design including the bearing capacity of single pile, pile caps calculation, etc. Besides, there are also stairs and awning design. Vertical load calculation method: USES the bending moment secondary distribution method, horizontal load using the D value method. Key Words: Frame structure，Architectural design，Structure design，Foundation design ，Calculation method 南华大学城市建设学院本科毕业设计III目 录摘要iiAbstractIII第 1 章 建筑设计11.1 工程概况11.2 设计资料11.2.1 工程地质条件11.2.2 水文地质条件11.2.3 工程所用材料11.3 平面设计21.3.1 使用部分平面设计21.3.2 交通联系部分平面设计21.4 立面设计31.5 剖面设计41.5.1 各层建筑层高设计41.5.2 通风采光设计41.5.3 排水设计51.6 装饰工程51.7 该建筑设计特点 51.8 建筑设计总结 5第 2 章 结构方案选择及结构布置62.1 结构方案的选择62.1.1 结构形式62.1.2 基础形式62.1.3 楼梯布置方案62.1.4 楼梯形式62.1.5 变形缝的设置7南华大学城市建设学院本科毕业设计IV2.1.6 材料的选用72.2 截面尺寸估算72.2.1 梁截面估算72.2.2 板截面估算82.2.3 柱截面估算8第 3章 荷载计算113.1 荷载取值113.2 屋面恒载113.2.1 现浇板坡屋面113.2.2 挑檐荷载113.2.3 雨篷荷载113.3 楼面恒载113.3.1 宿舍、学习室113.3.2 办公室123.3.3 图书阅览室123.3.4 游艺室123.3.5 中队学习室123.3.6 体育活动室123.3.7 卫生间133.3.8 公共水房133.3.9 弹药、枪库133.3.10 空调隔板133.4 楼梯间荷载133.4.1 楼梯平台板荷载133.4.2 楼梯梯段板荷载143.5 墙体荷载计算143.6 柱子自重153.7 梁自重153.8 风荷载计算16第 4章 结构布置19南华大学城市建设学院本科毕业设计V4.1 平面结构布置194.2 板的设计19第 5章 楼梯的计算215.1 楼梯的计算215.1.1LT1 的计算 215.2 雨篷的设计24第 6章 框架结构计算306.1 基础知识306.1.1 结构布置图316.1.2 计算单元316.2 计算简图316.2.1 计算简图326.2.2 框架横向刚度计算336.3 框架结构荷载计算简图 336.4 横向风荷载作用下框架的内力和侧移计算346.4.1 风荷载作用下的水平位移验算346.4.2 风荷载作用下的框架柱剪力及柱端弯矩356.4.3 风荷载作用下的梁端、跨中弯矩、剪力及柱轴力366.5 竖向荷载作用下横向框架的内力计算376.5.1 荷载计算376.5.2 活荷载的计算简图386.5.3 恒载作用下的内力计算396.5.4 计算分配系数436.5.5 框架爱弯矩二次分配及弯矩图446.5.6 梁端剪力、轴力456.6 活荷载内力作用下横向框架的内力计算466.6.1 活荷载作用下的荷载计算466.6.2 活荷载作用下的梁端剪力、轴力496.7 内力组合50第 7 章 截面设计56南华大学城市建设学院本科毕业设计VI7.1 横向框架梁截面设计567.1.1 梁正截面截面设计567.1.2 梁斜截面受剪承载力计算597.2 柱截面设计667.2.1 柱正截面截面受弯承载力计算667.2.2 柱斜截面受剪承载力计算70第 8章 基础设计728.1 设计资料728.2 确定桩端持力层、承台埋深728.3 确定单桩的竖向承载力及水平承载力特征值728.4 初步确定承台尺寸738.5 群桩基础中单桩承载力验算738.6 承台结构计算748.6.1 承台受弯验算与承台配筋748.6.2 承台受冲切承载力验算758.6.3 承台受剪切验算768.7 桩身结构设计计算778.7.1 桩身强度验算778.7.2 桩身构造设计77第 9章 手算与电算结果的比较分析789.1 手算与电算结果比较809.2 误差原因及分析80参考文献81致谢82南华大学城市建设学院本科毕业设计VII第 1 章 建筑设计1.1 工程概况该 272 武警中队营房楼建设地点是湖南衡阳，为一栋 4 层钢筋混凝土框架结构体系，建筑面积约 3440m2。营房楼各层建筑平面图、剖面图、门窗表等见建筑施工图，图号建施。各层的层高皆为 3.6 米，屋顶不上人。第 1 层为架空层，为了综合利用建筑空间，该层设有餐厅；第 24 层为办公室、宿舍、学习室等，室内外高差 0.45m。建筑设计使用年限 50 年。1.2 设计资料1.2.1 工程地质条件工程地质情况自上而下描述如下： 杂填土：为人工堆填而成。黄色、褐黄色，由粘性土及风化岩块等组成，含建筑垃圾及植物根系，处于松散稍密、稍湿湿润状态，层厚 1.54.5m。 粉质粘土：黄色褐黄色，处于可塑硬塑、稍湿湿润状态，层厚0.07.9m。 全风化泥质粉砂岩：紫红色、桔黄色、灰白色，裂隙极发育，岩心多风化成土状，局部有软硬相间现象，但具原岩构造，层理清晰可见。全场分布，层厚0.98.0m。 强风化泥质粉砂岩：紫红色，岩石风化强烈，岩心呈碎块状、短柱状，岩质极软，锤击声哑，易碎，水稳性差，遇水易崩解，全场分布，层厚 1.35.8m。 中风化泥质粉砂岩：紫红色、桔黄色、，中厚层状结构。岩体完整程度为软破碎较完整。岩石层理发育，单层层厚 0.151.0m， 全场分布。q pa=2500kPa.1.2.2水文地质条件场地水文地质条件简单，杂填土层含上层滞水；粉质粘土层为相对隔水层；基岩裂隙发育，含裂隙水。地下水对钢筋混凝土无腐蚀性。3 抗震设防烈度：假定本地区非抗震设防1.2.3 工程所用材料梁、板的混凝土均采用 C30 的混凝土，柱的混凝土采用 C35 的混凝土，梁、柱主筋选用 HRB400，箍筋选用 HPB335，板受力钢筋选用 HPB235；墙体材料采用 MU10烧结轻质空心砖和 M5 的砌筑砂浆。南华大学城市建设学院本科毕业设计第 8 页 共 97 页图 1.1 总平面图1.3 平面设计建筑平面图是表示建筑物在水平方向房屋各部分的组合关系，它是建筑施工图的基本样图，是假想用一水平的剖切面沿门窗洞位置将房屋剖切后，对剖切面以下部分所作的水平投影图。它能反映出房屋的平面形状、大小和布置；墙、柱的位置、尺寸和材料，以及门窗的类型和位置等。该建筑主要用处是供武警官兵住宿，为了充分利用建筑空间，底层设有餐厅，供武警官兵用。平面的组合形式采用内廊式，平面形状为矩形，体型系数为 0.17，小于规范规定的 0.35；各个朝向的窗墙比皆满足规范规定值，采光通风良好；建筑坐向为东南方向，出入口通向主要干道；单体建筑符合整体规划要求，与周围环境协调适应。1.3.1 使用部分平面设计房间平面的形状和尺寸，主要是由房间的使用功能，活动特点，家具布置方式，以及通风采光等特点决定的。在满足使用功能的同时，经济性、舒适性也是确定房间平面形状和尺寸的重要因素。南华大学城市建设学院本科毕业设计第 9 页 共 97 页 门厅设计门厅作为建筑物的主要出入口，尤其对于这种人流量比较大，底层还兼做公共餐厅的营房楼，显得尤为重要。因此，底层的门厅尺寸设为 84006000，采用 3600mm宽，2100mm 高的玻璃大门，不仅有利于通风采光，还有利于紧急情况下人员疏散。门厅的左侧是大楼值班室和更衣室，走廊的尽头是公共餐厅，右侧是接待室、公共洗澡堂，楼梯设在大楼的中部和右侧边部。门厅的出入口设有两根砖砌大圆柱，撑起一个不上人的大雨棚。 宿舍设计宿舍是营房楼的主要组成部分，也是武警官兵生活起居活动最频繁的地方。因此，它的设计是否合理，直接关系到武警官兵身心健康。