土木工程设计概述

1、土木工程专业课程设计(毕业设计)设计资料(1) 工程名称：XXXX职业技术学校教学楼(2) 结构形式：现浇钢筋混凝土框架结构，(3) 工程概况：层高3.6m (首层4.2m),室内外高差为600mm,基础 顶面至室外地面的高度为500m m,不上人屋面。建筑面积(7.3X 2+3) x 4.2X 11 m2。(4) 基本风压：w°=0.4kN/m2，地面粗糙度为B类。(5) 基本雪压：So=0.2 kN/m2。(6) 抗震设防烈度为6度，建筑场地属H类。场地范围内无不良地质 现象，地下水位不影响基础设计。该房屋属乙(丙)类建筑，安全等级为二 级(7) 材料选用：钢筋：钢筋：梁柱主筋采

2、用HRB335级或HRB40C级钢筋，箍筋，构造钢 筋采用HPB300级钢筋。混凝土：均采用C30混凝土，基础除垫层外也采用 C30混凝土。墙体：粘土空心砖，重度 =5.5 kN/m3 ;窗：铝合金窗，=0.35 kN/m3 ;木门 =0.2 kN/m3(8) 墙体构造：均采用加气混凝土砌块，并采用 20mn厚抹灰粉刷。女 儿墙高1000m m,两侧粉刷。(9) 建筑组成及相应的建筑面积普通教室：30间，6372 m2/间；合班教室：6间，96100 m2/间；微机教室：2间，96100 m2/间； 语音教室：2间，96100m2/间；阅览室：1 间，120 140 m2/间；办公室：5 间，

3、1820 m2/ 间；教研室：1 间，160 200 */间复印打印室：1间，1820 m2/间；卫生间：（男女各一间/层）,5060m2/层;楼梯（两部）;其他以上设定建筑面积可在5%£围内调整。原有建国校区- 鲁校区道曙厂C 、tr-拟建教学撥基地. . 90.GC”Jc追讎：厂-一一 憑迪原有建筑敎学区图1-2拟建教学楼基地总平面图建筑组成及布置1、根据任务书相应房间面积要求确定平面布置图，标明各房间布置、使用功能、门窗尺寸。并确定柱网尺寸为7.2mx 4.2m。2、设计层数为6层，层高为3.6m，首层4.2m，总高度22.2m。3、房屋布置面积如下：普通教室：30 间4.2X

4、 2X7.2=61.2 m2;合班教室：6间4.2X 3X7.2=90.72 m2;微机教室：2间4.2X 3X 7.2=90.72 m2；语音教室：2间4.2X 3X 7.2=90.72 m2；阅览室：1 间，4.2X4X7.2=120.96 m2；办公室：5间4.2X7.2=30.24 m2；教研室：1 间，4.2X5X7.2=151.2 m2；复印室：1 间，4.2X7.2=30.24 m2；卫生间：（男女各一间/层）4.2X 7.2=30.24杆; 楼梯（两部）;4.2X 7.2=30.24 *;传达室：1 间，4.2X 7.2=30.24 m2;以上设定建筑面积均符合任务书要求。 （

5、房屋布置图如下）1层平面布置图!«+£'ii>KlEHt/l© 砂1 2层平面布置图&©雪&I®3 河卡Hw®4层平面布置图<v>V>B-?*-S-V5层平面布置图7J3IT二3*4河弋回却血®69/6©©4hnF壹缸1+一7IAL- .戸3it+5屋结构计算梁、柱截面尺寸估算梁截面尺寸估算1 1框架梁截面高度 h = ()1 =7200 (1/161/12) =450600。16 121 1截面宽度b =(§»h=200300,本结构中

6、取：h=600mmh=600mmh=500mm框架梁(AB、CD):b=300mm为便利框架梁BC同AB、CDb=300mm连系梁：b=300mm柱截面尺寸估算N2Ac- N -1.2 Nv,肌=负荷面积 14kN/m2层数恒荷载：12X 1/2X( 7.2+3)X 4.2X 6=1542.24KN活荷载：2 X 1/2X( 7.2+3)X 4.2X 6=257.04KN 预估柱轴力=1.2X恒荷载+1.4X活荷载=2210.54KN2由任务书二级抗震要求得卩n=0.75。fc=14.3 N/mmF22=206111mm2Zfc 0.75 14.3所以截面面积=453.99X 453.99mm

7、为方便计算，柱截面取500X 500mm荷载统计屋面二毡三油防水层0.35kN/m220mm厚1: 2水泥砂浆找平层0.4kN/m2100140厚(2%坡度)膨胀珍珠岩0.84kN/m：15mm厚白灰砂浆天花抹面0.26kN/m2V型轻钢龙骨吊顶0.12kN/m2100厚钢筋混凝土屋面板合计各层楼面10mm厚水磨石面层20厚水泥砂浆找平层V 型轻钢龙骨吊顶100 厚钢筋混凝土屋面板合计梁自重(1) 框架梁：b h=300 mm 600 mmAB、CD框架梁自重抹灰层：粉刷石膏砂浆合计BC框架梁自重抹灰层：粉刷石膏砂浆合计(2) 连系梁：b h=300 mm 500 mm次梁等其他梁自重抹灰层：

8、粉刷石膏砂浆2.5 kN/m_ -2_ -2kN/m ；门面积 2.5 X0.9=2.25m。窗面积 3X 1.8=5.4m。高窗面积 1 X 1.2=1.2m °(1)外墙自重0.240X( 3.6 X (4.2-0.5)-5.4) X 5.5 =10.454kN4.47 kN/m20.65kN/m20.4kN/m220.12kN/m22.5 kN/m223.85kN/m25 X 0.3X 0.6=4.5 kN/m 2X( 0.6-0.1 ) X 0.02 X 17=0.34kN/m4.84 kN/m4.5 kN/m 0.34kN/m 4.84 kN/m25X 0.3X 0.5=3

9、.75 kN/m2X( 0.5-0.1)X 0.02 X 17=0.27kN/m4.02 kN/m合计柱自重b h=500 mmX 500 mm柱自重抹灰层：粉刷石膏砂浆合计25X 0.5X 0.5=6.25 kN/m2X 0.02X 0.4X 17=0.27 kN/m6.52 kN/m墙自重墙体构造米用加气混凝土砌块：丫 =5.5 kN/m11 / 69,木门 丫 =0.2 kN/m3,铝合金窗， =0.35粉刷合计2X 17X(3.6 X (4.2-0.5)-5.4) X 0.02 =1.293kN11.747kN3.175kN/mO-O9 hORkg69b-9ri$(2)内墙自重0.24

10、0X( 3.6 X (4.2-0.5)-2.25-1.2)X 5.5 =13.028kN粉刷2X 17X( 3.6 X (4.2-0.5)-5.4)X 0.02 =1.611kN合计14.639kN3.956kN/m(3) 横墙自重粉刷合计0.240X( 3.6-0.6 ) X 5.5 =3.96 kN/mX 17X(3.6-0.6 ) X 0.02 =2.04 kN/m6.00kN/m女儿墙自重做法： 1000 mm 加气混凝土砌块 +粉刷 墙水刷石外墙面 水磨石面层合计屋面恒荷载 ：4.47 kN/m2 梁自重4.84 kN/m （粉刷已算）0.24X1X5.5=0.69 kN/m2X17

11、X0.02X1=0.73 kN/m0.24X0.3 =0.072 kN/m1.49kN/m将上述荷载转化为顶层屋面线荷载：g6AB =g6CD=g 4BC=4 . 84 kN/mg6AB、=g6CD、= 4.47X 4.2=16.32 kN/mg6BC、=4.47X 3=13.41 kN/m楼面恒荷载 ：3.85 kN/m2 梁自重 4.84 kN/m （粉刷已算）墙：6.00 kN/m将上述荷载转化为中间层框架梁上的线荷载gAB=gCD= 4.84+6=10.84N/mgBC=4.84 kN/mgAB、=gcD、=gBc、=3.85X 4.2=16.17 kN/mgBC'=3.85X

12、 3=11.55 kN/m屋面框架节点集中荷载标准值：边柱：次梁、连系梁自重16.88kN1m高女儿墙6.26kN连系梁传来的屋面自重：72CX)3O0DSa=底乂高X 1/2= 4.2 X4.2 X 1/2 X 1/2 X4.47 =19.71kN 顶层边界点集中荷载：G6A=G6D=42.85 kN中柱：梁自重+粉刷：16.88 kN传来的屋面自重：S梯形=1/2(上底 + 下底)X 高=1/2(4.2+4.2-3) X 1/2 X 3X 4.47=20.12kNSA=19.71kN顶层中节点集中荷载：G6B=G6C=56.71 kN楼面框架节点集中荷载标准值：中间层边节点集中荷载：GA=

13、GD外墙自重：11.75 kN连系梁自重：16.88 kN楼面板传来的SA =19.71 kN总计：71.81 kN柱自重：23.47kN中间层边节点集中荷载：GB=GC内墙自重：14.64 kN连系梁自重：16.88 kN楼面板传来的S梯形=20.12 kN柱自重：23.47kN总计：75.11kN活荷载统计屋面和楼面活荷载标准值上人屋面2.0kN/ m33g 边 '=g6AB+(1-2 a +a ) x g6AB'=4.84+ (1-0.292 x 0.292+0.292 ) x 16.32=20.17 kN/m2房间2.0kN/ m走廊3.5kN/ m2雪荷载标准值Sk

14、=1.0 x 0.40 kN/ m2屋面活荷载和雪荷载不同时考虑，两者中取大值。板受荷载AB轴间梁上板：Ly/lx=7.2/4.2=1.71，按双向板进行计算，长边支承梁上荷载呈梯形分布，短边支承梁 上荷载呈三角形分布；BC轴间梁上板：ly/lx=4.2/3=1.4，按双向板进行计算，长边支承梁上荷载呈梯形分布，短边支承梁上荷 载呈三角形分布。恒荷载：a =1/2 X 4.2/7.2=0.292顶层:g 中 '=g6Bc+5/8g6Bc、=4.84+5/8X 13.41=13.22 kN/m1-5层、丄23,3、g边'=gAB+(1-2 a +a ) X gAB=10.84+

15、(1-0.292 X 0.292+0.292 ) X 16.17=26.03 kN/mg 中 '=gBC+5/8gBC=4.84+5/8 X 11.55=12.06 kN/mG6B=G6C=91.48 kNG6A=G6D=49.92 +23.12=73.04kNGA=GD=74.62+19.98=94.60 kNGB=GC=84.1 kN活荷载:顶层：P6ab =P6cd=2 X 4.2=8.4 kN/mP6bc=2X 3=6 kN/mPsa=P6d=1/2 X 4.2X 1/2 X 4.2 X 2=8.82 kNP6B=P6c=1/2 (4.2+4.2-2.1)x 1.2 X 2 +

16、 8.82=16.38 kN中间层：Pab =Pcd=2 X 4.2=8.4 kN/mPbc=3.5X 3=10.5 kN/mPa=Pd=1/4X 4.2 X 7.2 X 2.0=15.12 kNPb=Pc=15.12+1/4X 4.2 X 2.1 X 3.5=22.84 kN风荷载为简化计算，将计算单元范围内外墙面的风荷载化为等量的作用于楼面 的集中风荷载，计算公式为：% = p / / oA , A= （A + hj）B/2式中：0 基本风压，为0.4 kN/m2Jz 风压高度变化系数，地面粗糙度为 B类一风荷载体形系数，=0.8-（-0.5）=1.3 （迎风面、背风面叠加）z 风振系数，

17、因房屋高度小于 30m，所以z=1.0A风受压区面积：计算单元迎风面宽度X受风层高受风层高：hi下层柱高（底层至室外地面），hj上层柱高（顶层至女儿墙顶）L=6.9各层楼面处集中风荷载标准值层数W°(kN/m2)61.251.01.30.451.251.01.30.441.141.01.30.4311.01.30.4211.01.30.4111.01.30.4底层:Wk=1 X 1.3X 1X 0.4X 3.9X4.2=8.52 kN二层:Wk=1 X 1.3X 1X 0.4X 3.6X4.2=7.86 kN三层:Wk=1 X 1.3X 1X 0.4X 3.6X4.2=7.86 kN

18、四层:Wk=1 x 1.3X 1.14X 0.4X 3.6X 4.2=8.96 kN五层：Wk=1 x 1.3x 1.25X 0.4X 3.6x 4.2=9.83 kN六层：Wk=1 x 1.3x 1.25X 0.4X (3.6x 1/2+1)x4.2=7.64 kN 内力计算 恒荷载标准值作用下框架的内力（附表：荷载计算） 采用力学求解器计算 活荷载标准值作用下框架的内力（附表：荷载计算） 采用力学求解器计算 风荷载标准值作用下框架的内力（附表：荷载计算） 采用力学求解器计算单位：kN内力组合梁端柱端弯矩调幅适当的塑性调幅，相当于减少梁端负弯矩钢筋，增加梁跨中正弯矩钢筋，梁端调幅 0.85，

19、柱除底层外调幅 0.9计算结果见附页）选取控制截面框架梁：以两侧梁端和跨中为控制截面梁端：取梁端最大负弯矩跨中：取跨总最大正弯矩 框架柱：以上下界面为控制界面： 取弯矩最大值下的剪力和轴力、轴力最大时的弯矩剪力、剪力绝对值最大的弯矩轴力内力组合根据建筑结构荷载规范(GB50009-2001) 324、325确定基本组合的荷载分项系 数：由恒荷载 控制：1.35 恒荷载 +1.4活荷载由活荷载 控制： 1.2 恒荷载 +1.4 活荷载由风荷载 控制：1.2恒荷载+0.9X 1.4 (活荷载+风荷载)截面设计梁截面设计 根据混凝土结构设计规范 （ GB50010-2010）： 受弯构件正截面承载力

20、计算。 （ ） 受弯构件正截面承载力计算。 （ ） 梁纵向钢筋配筋（ ） 梁箍筋筋配筋（ ）并符合框架梁配筋要求进行调整：梁端加密区要求配置箍筋（ ）、（ ） （框架梁、纵梁等均按照以上要求） 材料数据：框架梁、柱采用混凝土强度等级 C30 ；垫层 C15. 框架梁主筋采用 HRB400 级钢筋，框架柱采用 HRB335 级，箍筋，构造 钢筋采用 HPB300 级钢筋。C30混凝土： fc=14.3N/mm2 ft=14.3N/mm2 a=1.0,&0.518钢筋 HRB400： fy=360N/mm2设 as=40mn则：h0=600-40=560mm构件计算结果见配筋计算表格，以下

21、仅列出顶层AB跨梁配筋计算详细过程。层计算公式框架梁AB左截面跨中截面右截面M (kN m)134.06106.30158.56ho (mm)560560560ho=6OO -40=560M0.1000.0790.118a S =2ai fcbh。0.1050.0820.126x = 1- J- 2as6V 0.35V 0.55V 0.35八aixfcbh。/2、As=f(mm)fy7015508392从=%bh(mm)336实配钢筋416416416+2 12实配钢筋面积(mm2 )8048041030层计算公式框架梁AB左截面右截面V(kN )137.95143.77%(mm)560560

22、0.250cfcbh°601.55601.55> V> V0.7 ftbh0168> V168> VAsv = Vb- 0.42 ftbh。S1.25 fvyh0V 0V 0箍筋选取2 82 86Asv (mm2)101101s(mm)构造要求构造要求加密区箍筋最大间距100100加密区实配箍筋81008100箍筋加密区长度950950非加密区实配箍筋82008200pAsvsv _bs0.202%0.202%Psv,min0.177%0.177%柱截面设计根据混凝土结构设计规范 （ GB50010-2010）：正截面受压承载力计算 斜截面承载力计算 梁端加密

23、区要求配置箍筋（ ）、（） 并符合框架梁配筋要求进行调整：设定加密区配筋柱计算见表）以下仅列出首层A柱计算结果计算公式框架柱AM(kN|_m)1.05E+089.37E+07N(kN )2.42E+052.17E+05Nb(kN )1808.59 （按大偏压计算）MN(mm)434.77432.24ea（mm）20e (mm)454.77452.24l°(m)36000.5 fc AZi =0.0170.009名-1N1 o7.2h© =1.150.011h+ 1 l，Z|0rn =1 +hQc1400_l lh 丿1.00191.00192a/(mm)80x =(mm )

24、«1 fcb/33.8930.32e= he + h- as (mm)500.457523.372f x、Ne-oJcbx .h。一2As"=A ='丿ss仃仁fy (h0 as )979.731924.208(mm2 )Amin (mm2 )500实配钢筋4 18实配钢筋面积（mm2 ）1017计算公式框架柱AV(kN )6.65E+04N（kN）2.42E+050.20fcbh)(kN)6.58+E80.3fcA(kN)1.07+E6rHn扎=2ho3.911 05ftb% +0 056N2.19E+05h+1Asv(mm2 )352.1实配钢筋8150双向板设

25、计设计存在两种板，均为双向板，B1=7.2/4.2=1.7; B2=4.2/3=1.4iH何载统计：WB1、WB2恒荷载设计值g=1.2 4.47=5.36kN/m2活何载设计值q=1.4 2.0=2.80kN/m2LB1、恒荷载设计值g=1.2 3.85=4.62kN/m2活何载设计值q=1.4 2.0=2.80kN/m2LB2恒荷载设计值g=1.2 3.85=4.62kN/m2活何载设计值q=1.4 3.5=4.90kN/m2按弹性理论计算。取1m宽板带作为计算单元。在求各区格板跨内正弯矩时，按恒荷载均布及活荷载棋盘式布置计算WB1、WB2 荷载g 二g+q/2=5.36+2.80/2=6

26、.76kN/m2q =q/2=2.80/2=1.40kN/m2LB1荷载LB2荷载g = g+q/2=4.62+2.80/2=6.02kN/m2q =q/2=2.80/2=1.40kN/m2g = g+q/2=4.62+4.90/2=7.07kN/m2q =q/2=4.90/2=2.45kN/m2B1=4.2/7.2=0.58; B2=3/4.2=0.71。查表得弯矩系数：0.58对应：MX=0.091、MY二0.0380.71 对应：MX=0.072、MY二0.041II取LB2计算:板带LB2l0x / l0y3/4.2=0.71跨 内mx(0.072 X7.07 +0.038 x 2.4

27、532 = 5.42my(0.072 汉 7.07+0.038 汉 2.45 沪4.22 =10.62支 座mx'0.072 汇 7.07汉32 =4.58my'0.072 汉 7.07 =<4.22 =8.98LMB2Mbh0Ma s 2a1fcbhox-1- J1- NAs= a1xfcbh0(mm2) f yAs min跨 中lx5.42E+061000900.0460.0479171.39200ly1.62E+071000 1900.1390.1513540.92200支 座I lx I4.58E+0610001900.0390.040144.26200ly8.98E+061000900.0770.080288.82200选择配筋为：跨中8200122