土木工程专业毕业论文20120.doc

毕 业 设 计某大学教学楼设计专 业 土木工程二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 this project is a university teaching ferroconcrete frame structure. six layer, bottom layer, and other high 4.2 meters to 3.6 meters, building a total height of 22.2 meters.this design includes the following parts:1 engineering survey;2 floors, floor surface design;3.load calculation; 4.frame structure of stress analysis, calculation and design;5.stair design; the final five drawings.keywordsreinforced concrete; frame; the design of the structureii目 录1 工程概况12 楼板计算书22.1办公室基本资料22.1.1基本资料22.1.2计算结果22.2卫生间楼板基本资料32.2.1基本资料32.2.2计算结果32.3走廊楼板基本资料42.3.1基本资料42.3.2计算结果43 框架结构布置及计算简图63.1梁柱尺寸63.2计算简图64 恒荷载内力计算84.1恒荷载计算84.1.2楼面框架梁线荷载标准值84.1.3屋面框架节点集中荷载标准值94.1.4楼面框架节点集中荷载标准值94.2恒荷载作用下柱梁内力计算表104.3恒荷载作用下内力计算图115 活荷载内力计算135.1活荷载计算135.1.1屋面框架梁线荷载标准值135.1.2楼面框架梁线荷载标准值135.1.3屋面框架节点集中荷载标准值135.1.4楼面框架节点集中荷载标准值135.2活荷载计算表145.3活荷载计算简图156 风荷载内力计算186.1风荷载计算186.1.1风荷载计算186.1.2内力计算186.2内力计算简图217 地震作用内力计算237.1重力荷载代表值计算表237.2地震作用下的内力力图258 组合内力与配筋278.1柱配筋278.2梁配筋319 板式楼梯计算399.1设计示意图399.2基本资料399.3荷载计算过程409.4正截面承载能力计算419.5斜截面承载能力验算419.6施工配筋图42参考文献43致谢44中国地质大学长城学院2010届毕业设计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，40120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0.2 kn/m2，窗为钢窗玻璃窗，自重0.4 kn/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：g4.50kn/m 可变荷载标准值：q2.50kn/m 计算跨度lx =3300mm；计算跨度ly=6600 mm 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：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)(1.204.5+1.401.3)3.3=3.17knm 考虑活载不利布置跨中x向应增加的弯矩： mxa =(0.09650+0.01740/5)(1.41.3)3.3=1.91knm mx=3.17+1.91 =5.08knm asx=368.46mm，实配8125(as402mm) min0.307% ，0.335% my =(0.00380+0.04000/5)(1.204.5+1.401.3)3.32=0.92knm 考虑活载不利布置跨中y向应增加的弯矩： mya =(0.01740+0.09650/5) (1.41.3)3.32 = 0.70knm my= 0.92 + 0.70= 1.62knm asy= 368.46mm2，实配8125(as402.mm2) min0.307% ，0.335% mx =0.08290(1.204.5+1.402.5)3.32=8.03knm asx=393.98mm2，实配8125 (as 402.mm2,可能与邻跨有关系) min 0.307% ，0.335% my =0.05700(1.204.5+1.402.5)3.32 =5.52knm asy= 368.46mm2，实配 8125 (as 402mm2,可能与邻跨有关系) min 0.307% ， 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 4.50 kn/m2 可变荷载标准值：q 2.50 kn/m2 计算跨度lx =3300 mm；计算跨度ly = 6600mm 板厚h =100 mm； 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：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)(1.204.5+1.401.3)3.32 =3.17knm 考虑活载不利布置跨中x向应增加的弯矩： mxa =(0.09650+0.01740/5)(1.41.3)3.32=1.91knm mx=3.17 +1.91 =5.08knm asx=311.20mm2，实配8150 (as335.mm2) min 0.307% ，0.335% my =(0.00380+0.04000/5)(1.204.5+1.401.3)3.32=0.92knm 考虑活载不利布置跨中y向应增加的弯矩： mya =(0.01740+0.09650/5)(1.41.3)3.32 =0.70knm my=0.92 +0.70 =1.62knm asy= 307.05mm2，实配 8150(as335.mm2) min 0.307%，0.335% mx =0.08290(1.204.5+1.402.5) 3.32 =8.03knm asx= 501.27mm2，实配8100 (as503.mm2,可能与邻跨有关系) min 0.307% ，0.503% my=0.05700(1.204.5+1.402.5) 3.32 =5.52knm asy= 339.39mm2，实配8125(as402.mm2,可能与邻跨有关系) min 0.307% ， 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 4.50 kn/m2 可变荷载标准值：q 2.50 kn/m2 计算跨度lx =3300 mm；计算跨度ly = 2100 mm 板厚h =120 mm；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：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) (1.204.5+1.401.3) 2.12 =0.51knm 考虑活载不利布置跨中x向应增加的弯矩： mxa =(0.02635+0.07680/5) (1.41.3) 2.12 =0.32knm mx=0.51 +0.32 =0.83knm asx= 368.46mm2，实配 8125(as402.mm2) min 0.307%，0.335% my =(0.03507+0.00901/5) (1.204.5+1.401.3) 2.12=1.16knm 考虑活载不利布置跨中y向应增加的弯矩： mya =(0.07680+0.02635/5) (1.41.3) 2.12 =0.63knm my= 1.16 +0.63 = 1.80knm asy= 368.46mm2，实配8125 (as402.mm2) min 0.307% ，0.335% mx =0.05710(1.204.5+1.402.5)2.12 =2.24knm asx= 368.46mm2，实配8125(as 402.mm2,可能与邻跨有关系) min0.307% ，0.335% my=0.07729(1.204.5+1.402.5) 2.12=3.03knm asy= 368.46mm2，实配8125(as 402.mm2,可能与邻跨有关系) min0.307% ，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=(1/121/8)lb横向 hb=500750mm，取600mm纵向 hb=500750mm，取600mm过道 hb=200300mm，考虑到次梁高度为600mm，也取为600mm3.1.2 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=157.8(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600mm600mm3.2 计算简图计算简图（取轴线处）初步设计基础顶面离室外地面450mm，则底层层高为3.6m4 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0.0220=0.46kn/m2100120厚（2%找坡）膨胀珍珠岩(0.10+0.14)27=0.84kn/m2四层作法防水层 0.36kn/m2120mm厚钢筋混凝土楼板 0.1225=3kn/m220mm厚石灰砂浆抹底 0.0217=0.34kn/m2 屋面恒荷载 4.5 kn/m2边框架梁自重 0.30.825=6kn/m边框架梁粉刷 2(0.8-0.1)0.0217=0.48kn/m中框架梁自重 0.30.625=4.5kn/m2中框架梁粉刷 2(0.6-0.1)0.0317=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/mg5ab2=4.083.9=15.91kn/mg5bc2=4.083=12.24kn/m4.1.2 楼面框架梁线荷载标准值20mm厚水泥砂浆找平 0.0220=0.46kn/m2120mm厚钢筋混凝土楼板 0.1225=3kn/m220mm厚石灰砂浆抹底 0.0217=0.34kn/m2水磨石面层 0.65 kn/m2 楼面恒荷载 3.89 kn/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 0.243.618=15.55kn/m填充墙粉刷 20.02217=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=3.893.9=15.17kn/m gbc2=3.893=11.67kn/m4.1.3 屋面框架节点集中荷载标准值纵向框架梁自重 0.30.87.825=46.8kn纵向框架梁粉刷 2(0.8-0.1)0.027.817=3.71kn纵向框架梁传来的屋面恒荷载 2(3.9/2)24.08=31.02kn次梁自重及粉刷 0.60.2257.2/2+20.02(0.6-0.1)7.2/2=10.87kn次梁传来的屋面恒荷载 (1-20.272+0.273)4.083.97.2/2=50.06kn1m高女儿墙自重及粉刷 17.80.2418+217.80.0217=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+(1-20.192+0.193)4.087.83/2=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=187.08kn4.1.4 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)23.89=29.44kn次梁自重及粉刷 10.87kn次梁传来的楼面恒荷载 (1-20.272+0.273)3.893.97.2/2=47.73kn钢窗自重 22.31.80.4=3.31kn墙体自重 (3.67.8-22.31.8)0.2418=85.54kn墙面粉刷 2(3.67.8-22.31.8)0.021.7=13.46kn框架柱自重 0.6023.625=32.4kn柱面粉刷40.60.0217=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+(1-20.192+0.1923)3.897.83/2=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 21.02.60.2=1.04kn墙体自重 (3.67.8-21.02.6)0.2418=98.84kn墙面粉刷 20.02()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=329.75kn4.2 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 -20.61 1031.95 -14.23 -39.18 -994.15 14.23 2 14.33 1294.33 10.24 28.69 -1256.53 -10.24 3 -14.33 1294.33 -10.24 -28.69 -1256.53 10.24 4 20.61 1031.95 14.23 39.18 -994.15 -14.23 5 -55.68 855.44 -29.24 -49.58 -823.04 29.24 6 45.97 1074.13 24.35 41.70 -1041.73 -24.35 7 -45.97 1074.13 -24.35 -41.70 -1041.73 24.35 8 55.68 855.44 29.24 49.58 -823.04 -29.24 9 -47.86 684.06 -26.78 -48.53 -651.66 26.78 10 38.16 859.60 21.40 38.87 -827.20 -21.40 11 -38.16 859.60 -21.40 -38.87 -827.20 21.40 12 47.86 684.06 26.78 48.53 -651.66 -26.78 13 -48.72 512.66 -27.17 -49.08 -480.26 27.17 14 40.01 645.08 22.36 40.50 -612.68 -22.36 15 -40.01 645.08 -22.36 -40.50 -612.68 22.36 16 48.72 512.66 27.17 49.08 -480.26 -27.17 17 -48.09 341.25 -25.44 -43.50 -308.85 25.44 18 37.67 430.57 20.01 34.37 -398.17 -20.01 19 -37.67 430.57 -20.01 -34.37 -398.17 20.01 20 48.09 341.25 25.44 43.50 -308.85 -25.44 21 -55.59 169.65 -39.09 -85.13 -137.25 39.09 22 47.84 216.26 31.14 64.26 -183.86 -31.14 23 -47.84 216.26 -31.14 -64.26 -183.86 31.14 24 55.59 169.65 39.09 85.13 -137.25 -39.09 -梁(左面为梁左端,右为梁右端)- 1 94.85 -15.01 86.51 -99.68 15.01 87.97 2 25.02 -0.89 21.03 -25.02 0.89 21.03 3 99.68 -15.01 87.97 -94.85 15.01 86.51 4 97.44 2.46 86.78 -100.48 -2.46 87.70 5 20.62 -0.49 21.03 -20.62 0.49 21.03 6 100.48 2.46 87.70 -97.44 -2.46 86.78 7 97.24 -0.39 86.79 -100.23 0.39 87.70 8 21.35 0.58 21.03 -21.35 -0.58 21.03 9 100.23 -0.39 87.70 -97.24 0.39 86.79 10 97.17 1.73 86.81 -100.02 -1.73 87.68 11 21.86 -0.62 21.03 -21.86 0.62 21.03 12 100.02 1.73 87.68 -97.17 -1.73 86.81 13 99.09 -13.65 87.00 -100.68 13.65 87.48 14 18.47 -2.52 21.03 -18.47 2.52 21.03 15 100.68 -13.65 87.48 -99.09 13.65 87.00 16 85.13 39.09 85.05 -99.60 -39.09 89.44 17 35.35 7.95 21.03 -35.35 -7.95 21.03 18 99.60 39.09 89.44 -85.13 -39.09 85.054.3 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=0.653.9=2.54kn/mq5bc=0.653.0=1.95kn/m5.1.2 楼面框架梁线荷载标准值qab=2.03.9=7.8kn/mqbc=2.53.0=7.5kn/m5.1.3 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 3.920.65/2=4.94kn次梁传来的雪荷载 (1-20.272+0.273)0.653.97.2/2=7.98kn则q5a=12.92kn中节点：纵向框架梁传来的雪荷载 4.94+(1-20.192+0.193)0.657.83/2=12.05kn则q5b=12.05+7.98=20.03kn5.1.4 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 3.922.0/2=15.21kn次梁传来的活荷载 (1-20.272+0.273)2.03.97.2/2=24.54kn则qa=39.75kn中节点：纵向框架梁传来的雪荷载 15.21+(1-20.192+0.193)2.07.83/2=42.55kn则q5b=42.55+24.54=67.09kn5.2 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11.91201.431.004.17-196.35-1.0525.73277.243.8310.76-226.76-3.8632.32280.651.054.55-275.12-1.0346.86206.925.0613.02-188.92-5.0252.24160.641.324.72-154.02-1.32612.53224.677.0520.73-196.92-7.0373.01228.102.066.25-219.93-2.02814.45166.197.0722.64-136.53-7.0494.33119.041.827.33-109.95-1.821013.76172.227.7222.63-141.94-7.754115.72176.043.2210.17-162.7-3.291215.60124.528.2425.06-93.3-8.25134.5576.952.5210.24-64.26-2.541414.43117.127.8223.42-85.95-7.83156.62122.173.6211.45-107.12-3.621616.1682.428.7226.03-47.74-8.76174.9834.442.638.74-23.15-2.621816.4361.369.2226.86-25.34-9.22197.6366.523.9612.72-49.96-3.962017.9739.7511.4230.52-2.22-11.41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114.85-5.3413.1112.455.3413.56213.87-0.2312.2212.340.2311.67311.97-5.6710.709.095.6710.89421.110.4620.9119.11-0.4619.67513.790.2413.1112.90-0.2418.89614.310.1213.9812.97-0.113.78711.233.8710.899.98-3.8712.12815.67-0.7813.4514.670.7814.98916.744.1113.6715.78-4.1113.98109.78-11.457.988.9611.4510.98114.98-4.123.784.094.123-981213.23-16.7311.2310.2116.7311.341312.9813.2311.9810.96-13.2312.431423.114.7820.0919.87-4.7814.321513.5421.6712.3415.67-21.6718.905.3 活荷载计算简图：6 风荷载内力计算6.1 风荷载计算基本风压w0=0.4kn/m2，地面粗糙度为b类。6.1.1 风荷载计算：wk=zszw0，建筑物高度30m，故z=1.0迎风时s1=+0.8，背风时s2=-0.5，则s=0.8+0.5=1.36.1.2 内力计算如下表：杆件号 弯矩 轴力 剪力 弯矩 轴力 剪力 -柱(左面为柱下端,右为柱上端)- 1 80.18 -58.23 30.74 24.17 58.23 -18.95 2 91.57 -157.47 35.96 59.46 157.47 -35.96 3 91.49 157.39 35.92 59.39 -157.39 -35.92 4 78.09 58.31 28.30 25.28 -58.31 -20.93 5 25.59 -44.06 19.83 24.33 44.06 -7.90 6 67.55 -92.40 37.14 66.16 92.40 -37.14 7 67.55 92.30 37.14 66.15 -92.30 -37.14 8 24.40 44.16 17.65 25.74 -44.16 -10.20 9 22.45 -30.42 19.16 22.89 30.42 -6.03 10 48.28 -38.19 28.26 53.44 38.19 -28.26 11 48.27 38.09 28.25 53.43 -38.09 -28.25 12 21.01 30.53 16.72 24.40 -30.53 -8.51 13 16.83 -18.77 16.98 18.95 18.77 -2.90 14 32.29 -3.59 19.85 39.18 3.59 -19.85 15 32.29 3.47 19.86 39.19 -3.47 -19.86 16 15.29 18.89 14.35 20.54 -18.89 -5.55 17 11.46 -9.76 14.00 13.58 9.76 0.09 18 16.58 12.82 11.40 24.48 -12.82 -11.40 19 16.55 -12.94 11.37 24.40 12.94 -11.37 20 9.86 9.88 11.38 15.28 -9.88 -2.58 21 7.13 -3.56 12.71 10.64 3.56 2.84 22 0.39 11.05 1.51 5.03 -11.05 -1.51 23 0.48 -11.18 1.58 5.22 11.18 -1.58 24 5.34 3.69 9.47 11.25 -3.69 0.25 -梁(左面为梁左端,右为梁右端)- 1 -49.76 0.88 -14.17 -43.79 -0.88 14.17 2 -83.21 2.06 -79.24 -83.20 -2.06 79.24 3 -43.74 3.27 -14.15 -49.68 -3.27 14.15 4 -46.78 11.26 -13.63 -43.20 -11.26 13.63 5 -71.23 2.37 -67.84 -71.23 -2.37 67.84 6 -43.18 -6.52 -13.63 -46.76 6.52 13.63 7 -39.72 10.95 -11.65 -37.17 -10.95 11.65 8 -48.57 2.55 -46.26 -48.57 -2.55 46.26 9 -37.15 -5.84 -11.64 -39.69 5.84 11.64 10 -30.41 11.10 -9.01 -29.06 -11.10 9.01 11 -26.69 2.65 -25.42 -26.68 -2.65 25.42 12 -29.05 -5.83 -9.01 -30.40 5.83 9.01 13 -20.70 12.80 -6.20 -20.23 -12.80 6.20 14 -4.64 2.90 -4.43 -4.67 -2.90 4.43 15 -20.21 -6.89 -6.19 -20.62 6.89 6.19 16 -10.64 2.84 -3.56 -12.86 -2.84 3.56 17 7.83 1.33 7.49 7.90 -1.33 -7.49 18 -13.12 -0.25 -3.69 -11.25 0.25 3.69-柱(左面为柱下端,右为柱上端)- 1 -78.09 58.31 -28.30 -25.28 -58.31 20.93 2 -91.49 157.39 -35.92 -59.39 -157.39 35.92 3 -91.57 -157.47 -35.96 -59.46 157.47 35.96 4 -80.18 -58.23 -30.74 -24.17 58.23 18.95 5 -24.40 44.16 -17.65 -25.74 -44.16 10.20 6 -67.55 92.30 -37.14 -66.15 -92.30 37.14 7 -67.55 -92.40 -37.14 -66.16 92.40 37.14 8 -25.59 -44.06 -19.83 -24.33 44.06 7.90 9 -21.01 30.53 -16.72 -24.40 -30.53 8.51 10 -48.27 38.09 -28.25 -53.43 -38.09 28.25 11 -48.28 -38.19 -28.26 -53.44 38.19 28.26 12 -22.45 -30.42 -19.16 -22.89 30.42 6.03 13 -15.29 18.89 -14.35 -20.54 -18.89 5.55 14 -32.29 3.47 -19.86 -39.19 -3.47 19.86 15 -32.29 -3.59 -19.85 -39.18 3.59 19.85 16 -16.83 -18.77 -16.98 -18.95 18.77 2.90 17 -9.86 9.88 -11.38 -15.28 -9.88 2.58 18 -16.5