土木工程毕业设计某试验楼设计

1、土木工程毕业设计某实验楼设计土木工程毕业设计莫实验楼设计2012届毕业设计(论文)长沙市第二中学综合实验楼设计教 学部：包装与土木工程教学部专业：土木工程学生姓名：班级：建工0802学号指导教师姓名：职称 副教授 最终评定成绩 2012年5月 湖南工业大学科技学院毕业设计(论文)长沙市第二中学综合实验楼设计教学部：包装与土木工程教学部 专业：土木工程2012年5月 湖南工业大学科技学院毕业设计 (论 文)摘要本设计是根据建筑结构荷载设计规范(GB50009 2001)、建筑抗震设计规范(GB50011 2001)、建筑地基基础设计规范(GB50007-2002 )、混凝土结构设计规范(GB50

2、0102002)、建筑结构制图标准 (GB/T50105-2001),并按毕业设计任务书的要求且基于AutoCAD、天正建筑、PKPM等专业软件完成的。设计内容包括建筑设计、结构设计、施工组织设计三大部分。设计成果主要包括建筑方案的确定、建筑平面设计、建筑立面设计、结构平面布置及选型、框架结构的计算、基础和楼梯的计算、施工进度计划的制定、施工组织设计方案的确 定，手工绘制的一根框架和基础的结构施工图，电脑绘制的 建筑施工图、平法结构施工图、基础和楼梯施工详图、施工 网络进度计划图、施工组织设计总平面图等。按照结构计算过程及毕业设计文本格式要求编制了结构 计算书。设计深度和广度达到了毕业设计任务

3、书的要求。本设计建筑功能齐全，结构安全、合理，施工布置及进度 安排合理。关键词：建筑设计，结构设计，施工组织设计 ，内力计算，配筋计算 I ABSTRACT This design was accomplished according to the“ Load code for the design of building structures “(GB50010-2002),“Code for seismic design of building”(GB50101-2001), “Code for design of building foundation ”(GB5007-2002) ,

4、“Code for design of concrete structures ”(GB50009-2002) , “ Standarcfor structural drawings ” (GB/T 51052001), and in accordance with the requirement of the“ book of design task ” , and by means of use of the professional design software such as the AutoCAD2004 , TC7.0、PKPM2005 etc. The contents of

5、design include the design of architecture, structure and construction schedule. The main results of designcontain the architectural program determined, the architectural plane design, the architectural elevation design, the structural layout selection, the artificial calculation of a frame structure

6、 and artificial calculation of a foundation and a stairs, the construction schedule formulated, design of constructional arrangement, the structural construction drawings done by hand for a frame and a foundation, the architectural construction drawings and the structural construction drawings and t

7、he detail drawings of construction and drawings of network plans of construction and the total plane drawing of constructional organization design by means of computer. the a calculation book ”was drawn up according to the calculation process and the requirement of text format . The degree of depth

8、and scope of design met the requirement of the“ book of design taskbuilding finished possesses completely architectural function, safe and reasonable structure. The scene arrangement and time schedule of construction is reasonable too. Keywords: Architectural design, Structural design, Design of con

9、struction organization, Calculate of internal force , Calculate of reinforcements目录第1章绪论1 1.1工程名称1 1.2工 程概况1 1.3工程地质情况1 1.4荷载1 1.5抗震设防烈度1 1.6材料强度等级1 1.7参考图集及规范1第2章 结构选型2 2.1结构体系选型2 2.2其它结构选型2第3章 结构平面 布置3第4章 截面尺寸估算4 4.1计算单元的选取4 4.2梁 截面尺寸估算4 4.3柱截面尺寸估算5第5章荷载计算55.1楼面恒荷载标准值的计算6 5.2楼面活荷载标准值的取值8 5.3竖向荷载下的

10、框架受荷总图8 5.3.1框架梁受荷计算8 5.3.2框架柱受荷计算9 5.4横向风荷载计算12第6章梁 柱线刚度计算12 6.1框架柱线刚度的计算 13 6.2框架梁线 刚度的计算13第7章 框架的侧移验算15 7.1框架各柱侧 移刚度D的计算15 7.2框架侧移验算16第8章 内力计算 16 8.1水平荷载作用下框架的内力计算17 8.1.1框架柱反弯点位置、杆端和梁端弯矩的确定17 8.1.2风荷载作用下内力计算19 8.2竖向荷载作用下框架的内力计算27第9章 内力组合38 9.1内力调幅38 9.2内力组合41第10章 框架结 构的配筋计算52 10.1框架梁截面设计 52 10.1

11、.1正截面承 载力计算52 10.1.2斜截面承载力计算 52 10.1.3裂缝宽度验 算53 10.2框架柱截面设计 53 10.2.1轴压比验算54 10.2.2 截面尺寸复核54 10.2.3正截面承载力计算 54 10.2.4垂直于 弯矩作用平面的受压承载力验算55 10.2.5斜截面承载力计算56第11章 柱下独立基础设计66 11.1确定基础类型 6611.2基础受荷计算 66 11.3确定基础尺寸67 11.3.1地基承 载力特征值修正 66 11.3.2初选基地尺寸67 11.3.3几何数据 及材料特性67 11.3.4荷载数据67 1.3.5修正地基承载力 681.3.6基础

12、抗冲切验算 68 1.3.7基础局部受压验算69 1.3.8受弯计算结果69 1.3.9施工配筋图71第12章 楼梯的设计 72 12.1荷载计算72 12.2内力配筋计算73 12.3板式楼梯配 筋图74第13章 施工组织设计75 13.1编制程序75 13.2工 程概况75 13.2.1工程资料75 13.2.2水文地质条件 75 13.2.3 工程施工条件及特点76 13.3施工总体部署76 13.3.1施工工期76 13.3.2施工顺序76 13.4施工准备 78 13.4.1技术准 备78 13.4.2生产准备 79 13.4.3劳动力准备 79 13.5施工方 案及主要技术措施 7

13、9 13.5.1 土方工程施工方法 79 13.5.2钢 筋工程施工方法 80 13.5.3焊接工程施工方法 82 13.5.4模板 工程施工方法 83 13.5.5混凝土工程施工方法84 13.5.6砌体工程施工技术方案85 13.5.7装饰工程施工技术方案8713.5.8铝合金窗施工方法90 13.5.9施工测量方法91 13.6施工进度计划92 13.6.1工程量的计算 92 13.6.1.1基础工程 92 13.6.1.2主体工程93 13.6.1.3装饰工程95 13.6.2分项工程 持续时间的计算 97 13.7资源计划103 13.7.1机械设备配备 计划103 13.7.2施工

14、计量器具的投入104 13.7.3劳动力计划104 13.7.4材料采购及质量管理105 13.8施工总平面图设计105 13.8.1设计依据105 13.8.2设计原则106 13.8.3设计步 骤106 13.8.4施工准备工作计划106 13.8.5总平面管理10713.9技术组织措施 108 13.9.1技术措施108 13.9.2保证工 程质量措施109 13.9.3安全措施112 13.9.4文明施工措施113 13.9.5降低成本措施116结论117参考文献118致谢119 VI第1章 绪论1.1工程名称 长沙市第二中学综合实 验楼设计1.2工程概况该商业办公楼为现浇钢筋混凝土框

15、 架结构体系，总建筑面积为4100m2主体五层，各层层高为3.6m,建筑总高度16.7m,高差为0.45m。1.3工程地质情况 地基土由上至下依次为： 填土、粘土、粉质粘土、砂砾组成，各层的分布状况为：±0.000m0.600m 为杂填土 0.600m0.900m 为粘土 =180kN/m2 0.900m 1.500m 为粉质粘土，= 210kN/m2 1.500m 一2.000m 为砂砾，=250kN/m2 2.300m 以下为圆砾， =300kN/m2 1.4 荷载基本风压 W0=0.30kN/m2 ;基本雪压S0=0.35kN/m2 ,场地类别为n类，结构正常使用环 境类别为二

16、(a),楼面活荷载(楼面、办公室为2.0kN/m2,走廊为2.5kN/m2)，上人屋面活载为 2.0 kN/m2。1.5 抗震设防烈度 抗震设防烈度为6度，不做抗震计算， 按四级抗震构造设防。1.6 材料强度等级 硅等级C30,纵向受力主筋 HRB335 级，箍筋HPB235级。1.7 参考图集及规范 结构荷载设计规范 (GB500092002 ) 混凝土结构设计规范 (GB50010 2002) 平面整体平法表示法 (03G101 1) 抗震结构设计规范 (03G101-1) 98ZJ-中南标2002版-1 -第2章 结构选型2.1结构体系选型 采用钢筋混凝土现 浇框架结构(横向承重框架)体

17、系。2.2其它结构选型(1)屋面结构：采用现浇钢筋混凝土肋形屋盖，刚柔性相结合的屋面，板厚 120mm。(2)楼面结构：全部采用现浇钢筋混凝土肋形楼盖，板厚120mm o(3)楼梯结构：采用钢筋混凝土现浇板式楼梯。(4)过梁：采用预制混凝土过梁。(5)基础梁：采用现浇钢筋混凝土基础梁。(6)基础：采用柱下独立基础。(8)天沟：采用现浇天沟。-122 -湖南工业大学科技学院毕业设计(论文)第3章结构平面布置 结构布置及一根计算框架的选取位置如图 3.1 所示。图3.1标准层结构平面布置图1:100湖南工业大学科技学院毕业设计(论文)第4章截面 尺寸估算 4.1计算单元的选取 图4,1标准层建筑平

18、面图 （局部）4.2梁截面尺寸估算由混凝土结构设计1知， 梁宽不小于200mm,梁高不大于4倍梁宽，梁净垮不小于 4 传梁局O一般情况下，框架梁的截面尺寸可按下列公式估算：（4.（1） （4.2）式中-梁的计算跨度；-梁的截面高度；-梁的截面宽度。据此选取粱截面：边框架梁：300mm< 750mm。（图中轴线编号 F,C,B,A在下图中改为1,2,3,4） 4,3柱截 面尺寸估算 根据规范，柱截面宽 b不小于250mm,柱净高 与截面高度之比不宜小于 4。框架柱的截面尺寸可按下列公式估算：（4.3）（4.4） 式中-第层层高；-柱的截面宽度；-柱的截面高度。由上可知，该框架柱均采用400

19、 >400 mm2,选用C30混凝土（底层柱采用 C35混凝土）。第5章荷载计算5,1楼面恒载标准值的计算（1）屋面：防水层（刚性）30mm厚C20细石混凝土防水： 1.00 kN/m2防水层（柔性）三毡四油铺小石子： 0.40 kN/m2 找平层：15mm厚水泥砂浆：0.015m >20 kN/m3=0.30 kN/m2 找坡层：65mm厚水泥石灰焦渣砂浆 2%找平0.065m M4 kN/m3=0.91kN/m2找平层:15mm厚水泥砂浆：0.015m >20 kN/m3=0.30 kN/m2 保温层：80mm厚矿渣水泥：0.08m X14.5kN/m3=1.16kN/m

20、2 结构层:120mm厚现浇钢筋混凝土板：0.12m X25.0kN/m3=3.00kN/m2 抹灰层：10mm厚混合砂浆：0.01m X17.0kN/m3=0.17kN/m2 合计：7.24 kN/m2 (2)标准层楼面：大理石面层水泥砂浆擦缝30mm厚1 : 3干硬性水泥砂浆，面上撒2厚素水泥1.16kN/m2水泥浆结合层一道 结构层：120mm厚现浇钢筋混凝土板：0.12m X25.0kN/m3=3.00kN/m2 抹灰层：10mm厚混合砂浆：0.01m X17.0kN/m3=0.17kN/m2 合计：4.33kN/m2(3)各层走廊楼面 水磨石地面：10 mm厚面层20 mm水泥砂浆打

21、底 0.65 kN/m2素水泥砂浆结合层一道结构层：120mm厚现浇钢筋混凝土板：0.12m X25.0kN/m3=3.00kN/m2 抹灰层：10mm厚混合砂浆：0.01m M7.0kN/m3=0.17kN/m2 合计：3.82kN/m2 (4)各层梁自重 300mm< 750mm 梁自重 : 25.0kN/m3 X0.3m x(0.75m-0.12m)=4.70kN/m 抹灰层:10mm 厚混合砂浆：0.01mX(0.75m-0.12m) X2+0.25m X17.0kN/m3=0.27kN/m 合计：4.97kN/m300mm< 300mm : 25.0kN/m3>0.

22、2mx(0.30m-0.12m)=0.9kN/m 抹灰层:10mm 厚混合砂浆： 0.01m ¥(0.30m-0.12m) X2+0.25m X17.0kN/m3=0.1kN/m 合 计：1.00kN/m (5)各层柱自重 400mm 400mm : 25.0kN/m3 >0.4m X0.4m=4.00kN/m 抹灰层:10mm 厚混合砂浆： 0.01m >0.4m M X17.0kN/m3=0.27kN/m 合计：4.27kN/m(6)外纵墙自重 标准层 墙线荷(含墙)：(3.6m-0.75m) X 5.7m-0.4m ) -(2.85m 1,8m) 0.24 16.9

23、 kN/m3+(2.85m X1.8m)私35 kN/m2/5.7m=3.75kN/m 瓷砖贴 面：(5.7m 3,6m-2.85m 1.8m) >0.5kN/m2/5.7m=1.35kN/m 水泥 粉刷内墙面：(5.7m 3,6m-2.85m 1.8m) >0.36kN/m2/5.7m=0.97kN/m 合计：6.07kN/m 底层 墙线荷(含墙)：(4.55m-0.5m) X5.7m-0.4m) -(2.85m 1.8m) 0.2X16.9 kN/m3+(2.85m X1.8m)私35 kN/m2/5.7m=10.67kN/m 瓷砖贴 面：(5.7m 4.55m-2.85m 1

24、.8m)0.5kN/m2/5.7m=1.83kN/m水泥粉刷内墙面：(5.7m 4.55m-2.8m X.8m)0.36kN/m2/5.7m=1.31kN/m合计：13.81kN/m (7)内纵墙自重 标准层 墙体线荷(含墙)： (3.6m-0.75m) >0.2mX16.9 kN/m3=9.63 kN/m 水泥粉刷内 墙面：3.6m 私36 kN/m2 2=2.59 kN/m 合计：12.22kN/m 底层 墙体线荷(含墙)：(4.55m-0.75m) >0.2mX16.9 kN/m3=12.84 kN/m 水泥粉刷 内墙面：4.55m 0.36 kN/m2 2=3.28 kN/

25、m 合计：16.12kN/m 5.2楼面活载标准值的取值屋面和楼面活荷载标准值：根据建筑结构荷载规范2 (GB50009-2001 )查得：上人屋面：2.0 kN/m2 楼面：办公室：2.0 kN/m2 走廊：2.5 kN/m2 5.3竖向荷载下框架受荷总图5.3.1框架梁受荷计算WB1和LB1 :,按双向板计算；WB2和LB2 :,按单向板计算。板传至梁上的三角形或梯形荷载等效为均布荷载，荷载的传递示意图见图5.1 o图5.1板荷载传递示意图（一）-轴间框架梁（按双向板计算）（1）屋面板传荷载：恒载：活载：（2）楼面板传荷载：恒载：活载：（3）屋面梁荷载：梁自重：恒载=梁自重+板传荷载=活载

26、=板传荷载=（4）楼面梁荷 载：恒载=梁自重+内横墙自重+板传荷载 =活载=板传荷载=（二）-与-轴间框架梁相同（三）-轴间框架梁（按单向板计算）（1）屋面梁荷载：恒载=梁自重=（2）楼面梁荷载：恒载=梁自重=5.3.2框架柱受荷计算（1）轴柱纵向集中荷载的计算2顶层柱女儿墙自重（做法： 墙高1300mm, 100mm的混凝土压顶）：顶层柱恒载（女儿墙自重 +梁自重+板传荷载）：顶层柱活载（板传活载）：2标准层 标准层柱恒载（墙自重 标准层柱活载（板传活载）：（2）轴柱纵向集中荷载的计算 自重+板传荷载）：顶层柱活载（板传活载）：跨布活载时：跨布活载时：2标准层 标准层柱恒载（墙自重 标准层柱

27、活载（板传活载）：跨布活载时：跨布活载时：（3）轴柱纵向集中荷载的计算+梁自重+板传荷载）：2顶层柱顶层柱恒载（梁+梁自重+板传荷载）：2顶层柱女儿墙自重：天沟自重（现浇天沟）顶层柱恒载（女儿墙及天沟自重 + 梁自重+板传荷载）：框架在竖向荷载作用下的受荷总图如图5.2所示（图中数值均为标准值）载作用下的受荷总图如图5.2所示（图中数值均为标准值）。图5.2框架竖向受荷总图（梁上均布荷载单位为 kN/m ,梁端集中力单位为kN） 5.4横向风荷载计算由混凝土结构设计1查得： 风荷载标准值：（5.（1） -基本风压值，,是以当地比较空旷平坦地面离地 10m高统计所得的50年一遇10min平均最大

28、风速为标准确 定的风压值；一风压高度变化系数；一风荷载体型系数；-高度z处的风振系数；。一下层层高；一上层层高，对顶层为女儿墙高度的 2倍；B-迎风面的宽度，B=6m o本工程为一般多层建筑，且房屋高度H=22.5m（1）风荷载体型系数（查混凝土结构设计1得）（2）风荷载高度系数 本工程的地面地处城市中心地段，粗糙程度取C类。由高度和地面粗糙程度查表插值计算可得。（3）楼层风荷载的计算：（5.（2） 计算如下表5.1:表5.1楼层风荷载计算表层数 H（m） hi Wi（kN） 5 18.450.81 3.6 3.0 7.79 4 14.85 0.74 3.6 3.6 8.50 3 11.25

29、0.74 3.6 3.68.50 2 7.65 0.74 3.6 3.6 8.50 1 4.05 0.74 4.05 3.6 8.30 第 6 章梁、柱线刚度计算6.1框架梁线刚度的计算：由混凝土结构设计1知：框架梁截面惯性矩为：(6.(1) 为截面宽，为截面高。框架柱截面惯性矩为：(6.(2) 度：(6.(3) E为硅弹性模量；I为截面惯性矩；为梁计算 长度。由房屋建筑工程毕业设计指南6知：对于现浇楼盖，中间框架，边框架。本计算单元所选取的框架为中间框架，故取。C30混凝土弹性模量 E=3.0 >107 kN/m2 ; C35混凝土弹 性模量 E=3.15X107 kN/m2。6.2框

30、架柱线刚度的计算：底层：其余各层：令，则，其余杆件的相对线刚度见图6.1 o图6.1 KJ-15杆件相对线刚度示意第7章 框架侧移验算7.1框架各柱的侧移刚度 D的计算由混凝土结构设计1 知：(7.1)式中:柱抗侧移刚度修正系数。表7.1 2 5层柱D值的计算 构件名称 轴柱3,26 0.25 4120 轴柱 5.1 0,22 3626 轴柱 5.32 0.73 12031 轴柱 2.77 0.58 9559 (资料来源：混凝土设计原理3第198页表3,6.2)表7.2底层柱D 值的计算 构件名称 轴柱 5,26 0.79 6600轴柱 6.46 0.82 6851 轴柱 6.73 0.83

31、6935 轴柱 5.54 0.80 6684 (资料来源：混凝土设计原理3第198页表3,6.2) 7.2框架侧移验 算 由混凝土结构设计1得验算公式如下：层间位移：;(7.2)式中：第j层的总剪力；一一第j层所有柱的抗侧刚度之和；第j层的层间侧移。;(7.3)顶点位移：;(7.4) ; (7.5) 验算结果如下表 7.3; 表7,3风荷 载作用下框架侧移计算 层5 7.79 7.79 29336 0.0003 1/12000 4 8,5 16.29 29336 0.0006 1/6000 3 8.5 24.79 29336 0.0008 1/4500 2 8.5 33.29 29336 0.

32、001 1/3600 1 8.3 41.59 27070 0.0015 1/3033由上表可知，均小于 1/500,满足要求。第8章 内力计算8.1水平荷载作下框架的内力计算本设计采用D值法计算风荷载作用下框架内力。其步骤为：(1)求各柱反弯点处的剪力值；(2)求各柱反弯点的高度；(3)求各柱的杆端弯矩及梁端弯矩；(4)求各柱的轴力和剪力。8.1.1框架柱反弯点位置、杆端和梁端弯矩的确定：由混凝土结构设计1查得：(8.(1) 标准反弯点高度比，是在各层等高、各 跨相等、各层梁和柱线刚度都不改变的情况下求得的反弯点 高度比；一一因上、下层梁刚度比变化的修正值；一一因上层层高变化的修正值；一一因下层层高变化的修正值；框架柱高度。框架各柱的杆端弯矩、梁端弯矩按下式计算：Mc ±=Vim(1-y)h Mc ±=Vimyh (8.2) 中柱 (8.3)(8.4)边柱(8.5)式中Vim为第i层第m柱所分配的剪力值。表8.1轴柱反弯点位置层号h /m 5 3.6 3.26 0.45 0 0 00.45 1.62 4 3.6 3