毕业论文——长沙华远实验中学实训楼设计

长沙华远实验中学实训楼设计 长沙华远实验中学实训楼设计 摘要 本次毕业设计的内容是进行华远实验中学实训楼的设计。设计中应进行方案设计，拟定尺寸, 结构中一榀框架的受力及配筋的计算，基础、一根连续梁的计算，施工图的绘制。 本次设计采用的是框架结构，共 4 层，全楼总高为 16.85m，总建筑面积为 4314.20m2. 本次毕业设计的特点：按照毕业设计的任务书及指导书的要求，运用所学的课程，掌握房屋 建筑的基本理论，基本知识，基本的设计方法，不断地提高分析问题，解决问题的能力。同时也不 断提高运用计算机绘图的能力。 在设计中我们力求做到：实事求是，运用公式正确无误，积极搜集查阅资料，理论依据充分， 计算准确；按时独立完成设计任务，使之有一定的理论价值和实用价值，将理论与实际有机的结合 起来，提高我们对工程实际问题的分析能力，锻炼我们实际动手的技能，掌握房屋结构设计及施工 图绘制的步骤和方法。 通过本次毕业设计不但提高了我们的设计能力和创新能力，拓宽了我们的知识面，增强了我们 的自信心，而且使我们能更好的适应即将走上的工作岗位，为社会，为单位贡献自己的聪明才智。 关键词：框架结构；方案设计；建筑设计；结构设计；概预算 长沙华远实验中学实训楼设计 DESIGN OF CHANGSHA HUAYUAN EXPERIMENTAL MIDDLE SCHOOL TRAINING BUILDING ABSTRACT This graduation projects content is carries on the Huayuan Experimental High School training building design. In the design should carry on the project design, draws up the size, in the structure a pin frame stress and the reinforcing bars computation, the foun dation, the board, a continuously Liangs computation, the construction drawing plan. this design uses is the portal frame construction, altogether 4, the entire building overall height is 16.85m, the total floor space is 4314.20m2. This graduation project characteristic: According to graduation projects projec t description and the instruction books request, utilizes the curriculum which studies, grasps the house construction the elementary theory, the elementary knowledge, the b asic design method, enhances the analysis question unceasingly, solves the question ability. Simultaneously also unceasingly enhances the utilization computer cartograp hy ability. We make every eff ort in the design to achieve: Realistic, utilization formula correct unmistakable, collects the consult material positively, the theory basis is full, th e computation is accurate; Completes the task of design independently on time, enables it to have certain theory value and the use value, the theory and the actual or ganic union, enhances us to the project actual problem analysis ability, exercises skill which we begin actually, grasps building frame design and the construction drawing planstep and the method. Sharpened our designed capacity and innovation ability not only through this graduation project, has expanded our aspect of knowledge, strengthened our self-confidence, moreover causes the operating post which we can a better adaptation soon step onto, is the society, contributes own intelligence and ability for the unit. Key words: Portal frame construction; Project design; Architectural design; Structural design; 长沙华远实验中学实训楼设计 Generally budget 长沙华远实验中学实训楼设计 目 录 第一章 设计说明-1 1.1 建筑设计计算依据及设计要求- -1 1.2 建筑设计概况与主要技术经济指标- 1 1.3 建筑地区条件 - - 1 1.3.1 气象条件 -1 1.3.2 工程地质条件-1 1.3.3 施工条件- 2 1.4 建筑内容 - -2 1.4.1 建筑内容-2 1.4.2 安全设施-2 1.5 建筑构造处理 -2 1.5.1 墙体部分-2 1.5.2 门窗部分-3 1.5.3 楼地面及内外墙做法-3 1.5.4 屋顶构造做法-3 1. 6 结构体系的选型-3 1. 7 其他结构选型-3 第二章 结构布置与荷载计算-4 2.1 柱网布置 -4 2.2 框架结构承重方案选择-4 2.3 框架结构计算简图-4 2.4 梁柱截面尺寸初步确定-5 2.4.1 梁截面尺寸估算-5 2.4.2 柱截面尺寸估算-6 2.4.3 板截面尺寸估算-6 2.5 梁柱惯性矩计算-6 2.6 梁柱线刚度计算-6 长沙华远实验中学实训楼设计 第三章 荷载标准值计算- 9 3.1 恒载标准值计算-9 3.2 活载标准值计算-11 3.3 竖向荷载下框架受荷总图-11 3.4 竖向荷载下框架受荷计算-12 3.4.1 G-J 轴间框架梁-12 3.4.2 J-K 轴间框架梁-13 3.4.3 K-Q 轴间框架梁-13 3.4.4 G 轴柱纵向集中荷载计算-14 3.4.5 J 轴柱纵向集中荷载计算-14 3.4.6 K 轴柱纵向集中荷载计算-14 3.4.7 Q 轴柱纵向集中荷载计算-14 3.5 风荷载计算-16 3.6 地震荷载计算-18 第四章 框架内力计算 -23 4.1 竖向荷载作用下的内力计算 - 24 4.1.1 恒荷载标准值作用下的内力计算 -24 4.1.2 恒荷载标准值作用下的弯矩图，剪力图，轴力图-28 4.1.3 活荷载标准值作用下的内力计算 -34 4.1.4 活荷载标准值作用在 GJ 轴间的弯矩图，剪力图，轴力图- 36 4.1.5 活荷载标准值作用在 JK 轴间的弯矩图，剪力图，轴力图- 39 4.1.6 活荷载标准值作用在 KQ 轴间的弯矩图，剪力图，轴力图- 42 4.2 水平荷载作用下的内力计算 -44 4.2.1 风荷载标准值作用下的内力计算 -44 4.2.2 横向水平地震荷载作用下的内力计算 -50 第五章 框架内力组合 -56 第六章 框架梁柱配筋计算 -75 长沙华远实验中学实训楼设计 6.1 材料信息-75 6.2 框架柱截面设计-75 6.2.1 轴压比验算- 75 6.2.2 截面尺寸复核- 75 6.2.3 正截面受弯承载力计算- 76 6.2.4 垂直于弯矩作用平面的受压承载力验算- 79 6.2.5 斜截面受剪承载力计算- 80 6.2.6 裂缝宽度验算- 81 6.3 框架梁截面设计-82 6.3.1 正截面受弯承载力计算- 82 6.3.2 斜截面受剪承载力计算- 87 6.3.3 框架梁裂缝宽度验算- 89 第七章 基础设计-92 7.1 设计资料 -92 7.2 G 轴柱柱下独立基础设计 -92 7.2.1 荷载计算-92 7.2.2 初步确定基础尺寸-93 7.2.3 地基承载力验算 -94 7.2.4 抗冲切验算-95 7.2.5 基础配筋计算 -96 7.3 柱下联合基础设计（J，K 轴柱基础）-98 7.3.1 基础承受荷载确定-98 7.3.2 初步确定基础尺寸-99 7.3.3 地基承载力验算-100 7.3.4 抗冲切验算-101 7.3.5 基础配筋计算-102 第八章 楼梯设计（自选构件）- 105 8.1 设计资料 -105 8.2 踏步板设计 -105 长沙华远实验中学实训楼设计 8.2.1 荷载计算-105 8.2.2 内力计算-106 8.2.3 配筋计算-106 8.3 楼梯斜梁设计 -107 8.3.1 荷载计算-107 8.3.2 内力计算-107 8.3.3 配筋计算-107 8.4 平台板设计 -108 8.4.1 荷载计算-108 8.4.2 内力计算-109 8.4.3 配筋计算-109 8.5 平台梁设计 -109 8.5.1 荷载计算-109 8.5.2 内力计算-110 8.5.3 配筋计算-110 第九章 工程造价文件编制-111 9.1 工程量清单 -112 9.1.1 工程量计算表编制说明-113 9.1.2 分部分项工程量计算表-115 9.2 工程量清单计价 -122 9.2.1 工程量清单报价编制说明-123 9.2.2 单位工程投标报价汇总表-124 9.2.3 分部分项工程量清单计价表-126 9.2.4 施工措施项目清单与计价表-133 9.2.5 分部分项工程量清单综合单价分析表-134 9.2.6 其他项目清单与计价汇总表-183 参考文献-184 致 谢-186 长沙华远实验中学实训楼设计 长沙华远实验中学实训楼设计 第 1 页 共 187 页 第一章 设计说明 1.1 建筑设计计算依据及设计要求 (1)土木与建筑工程学院毕业设计发放的设计任务书 (2)建筑专业提供的设计条件 (3)国家现行的有关建筑规范和地方标准 1.2 建筑设计概况与主要技术经济指标 1.2.1 工程概况 (1)建设地点：长沙市 (2)建筑层数：四层 (3)耐火等级：级 (4) 抗震设防烈度为七度，三级抗震。 1.2.2 技术经济指标 总建筑面积 4314.20m2 ，建筑占地面积 1887.03 m2 。 1.3 建筑地区条件 1.3.1 气象条件： (1)温度：最热月平均 29.3，最冷月平均 4.7； 室外计算温度：夏季极端最高 40.6，冬季极端最低-11.3； (2)相对湿度：最热月平均 75%； (3)主导风向：全年为西北风，夏季为东南风，基本风压 0.35kN/m2。 (4)雨雪条件：年降雨量 1450mm，日最大降水强度 192mm/日；暴雨降水强度 3.31mm/s，100mm2；基本雪压 0.35kN/m2 。 1.3.2 工程地质条件： 拟建场地各地层由上往下依次为： (1)人工填土，厚度 0.5-1.0m，不宜作为持力层； (2)新冲积粘土，厚度 0.7-1.5m，不宜作为持力层； (3)冲击粉质粘土，厚度 2.5-3.6m，是较好的持力层，承载力标准值 240kPa； 长沙华远实验中学实训楼设计 第 2 页 共 187 页 (4)残积粉质粘土，厚度1.4=1.4 0.35s=0.49s61. 0 1 T g T 所以需要考虑顶部附加水平地震作用。 。1188 . 0 07. 061. 008 . 0 07. 008 . 0 1Tn 附加顶端集中荷载: KFFEKnn59.1850.1561188. 0 则质点 i 的水平地震作用为： i F 1 ii iEkn jj j G H FF G H n1 式中：、分别为集中于质点 i、j 的荷载代表值；、分别为质点 i、j 的计 i G j G i H j H 算高度。 长沙华远实验中学实训楼设计 第 21 页 共 187 页 具体计算过程如下表，各楼层的地震剪力按 来计算，一并列入表中， 1 n ik k VF 表表 3.6.33.6.3 各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表 层次m/ i HkN/ i GmkN/ iiH GkN/ i FkN/ i V 416.0 1129.97 18079.5258.2858.28 312.7 875.84 11123.1735.8694.14 29.4 875.84 8232.9026.54120.68 16.1 875.84 5342.6217.22137.90 jj G H 42778.21 图 3.4 地震剪力分布图 3.6.4 水平地震作用下的位移验算 用 D 值法来验算 框架第 层的层间剪力、层间位移及结构顶点位移分别按下式来计算： ii V()iu u 长沙华远实验中学实训楼设计 第 22 页 共 187 页 n ik k i VF 1 ()/ s iiij j uVD 1 () n k k uu 计算过程见下表，表中计算了各层的层间弹性位移角。 / eii uh 表表 3.6.43.6.4 横向水平地震作用下的位移验算横向水平地震作用下的位移验算 层次kN/ i V )N/mm/( i Dmm/ i umm/ i umm/ i h iie hu / 458.28 70664 0.8213.6833001/4024 3 94.1470664 1.3312.8633001/2481 2 120.6870664 1.7111.5333001/1930 1 137.9014044 9.829.8261001/621 由表中可以看到，最大层间弹性位移角发生在第一层，1/621 b V构造配筋 28250 三层 143.76 500.50 b V构造配筋 28250 二层 145.96 500.50 b V构造配筋 28250 梁 GJ 一层 150.78 500.50 b V构造配筋 28250 四层 206.66 500.50 b V构造配筋 28250 三层 151.78 500.50 b V构造配筋 28250 二层 149.11 500.50 b V构造配筋 28250 梁 KQ 一层 149.99 500.50 b V构造配筋 28250 长沙华远实验中学实训楼设计 第 94 页 共 187 页 梁 JK 截面的斜截面受剪承载力配筋计算见下表。 框架梁斜截面配筋计算框架梁斜截面配筋计算 项目（kN） b V 0 25. 0bhfc c 0b 7 . 0Vbhft h 实际配筋/ 2 mm 四层 36.65 411.13 b V -78.47 b V -70.23 b V -71.00 b V -70.35M=19.45mkNmkN 故截面为第一类T形截面。 032 . 0 mm)265mm600mm/3 .140 . 1 mm1045.19 22 6 2 0 | f1 （N N hbf M a c s 330 . 0211 s a 2 min 2 2 2 1 0 mm95mm150mm3000021. 0 0mm52 mm/003 mm/14.3 mm265mm600330 . 0 bh N N f f hbA y c fs 故选用214（As=308mm2） kN90.16kN79.3926515043 . 1 7 . 07 . 0 0 bhft 长沙华远实验中学实训楼设计 第 113 页 共 187 页 故按构造配置箍筋，选用双肢箍，8200 。 mm200 max ss 楼梯踏步板、斜梁配筋，如图10-2所示。 图8-2 楼梯踏步板及斜梁配筋图 8.4 平台板设计 取1m板带进行计算。 平台板厚，按构造取8.33mm625.51mm2050) 40 1 30 1 40 1 35 1 （）（lh 80mm。 8.4.1 荷载计算 恒载： 30 厚水磨石楼面 m/k78 . 0 m/k65 . 0 m0 . 12 . 1 2 NN 平台板 0.08m1.0m25=2.00 kN/m 3 mm/kN 板底抹灰 0.02m1.0m17=0.34 kN/m 3 mm/kN 活荷载 1.41m2.5 kN/m2 =3.50kN/m 总计 g+q=6.62 kN/m 8.4.2 内力计算 长沙华远实验中学实训楼设计 第 114 页 共 187 页 平台梁尺寸取bh=250mm400mm，则板水平计算跨度 m。1.80 0 l 跨中弯矩kN/m68 . 2 m80 . 1 m/k62 . 6 8 1 )( 8 1 22 0 ）（Nlqg 8.4.3 配筋计算 板保护层厚度20mm，有效高度 mm，602080 0 h 052 . 0 mm60mm1000mm/ 3 . 140 . 1 mm1068 . 2 22 6 2 01 ）（N N bhf M a c s 则053. 0211 s a 。 2 min 2 2 2 1 0 mm168mm80mm10000021 . 0 mm167 mm/702 mm/ 3 . 14mm60mm1000053 . 0 bh N N f f bhA y c s 选配8200，实际配筋。 2 mm522 S A 8.5 平台梁设计 平台梁截面尺寸；计算跨度m400mm 250mmhb06 . 3 0 l 8.5.1 荷载计算 平台板传来 N/m79 . 6 m05. 2m/k62 . 6 2 1 2 N 梁自重 kN/m92 . 1 m/k25)m08 . 0 m4 . 0(m2 . 02 . 1 3 N 梁粉刷 kN/m343 . 0 17)208 . 0 24 . 02 . 0(02 . 0 2 . 1 线荷载总计 g+q=9.05 kN/m 梯段斜梁传来 f=kN21.20m85. 3m/k50.10 2 1 N 8.5.2 内力计算 跨中截面弯矩mkN66.14m60. 3m/k05 . 9 8 1 q 8 1 22 0 ）（NlM 支座截面剪力kN87.3420.21kNm60 . 3 m/k05 . 9