土木工程毕业设计框架结构教学楼计算书

1、土木工程毕业设计框架结构教学楼计算书；相对湿度最热月平均72；主导风向全年及夏季均为东北风，根本风压00.35kN/m2；年降雨量624.0mm，最大积雪深度220mm，根本雪压S00.2kN/m2；最大冻土深度2 室4间，每间7080m2。0.45m。2.工程地质条件：场地土属级非自重湿陷性黄土场地，场地土类型为中软场地土，建筑场地为类场地土，自然地表下1米 本设计仅要求完成±0.000以上局部。 规定绘制的图纸 表，建筑用料说明表，建筑总说明。 图纸要求：用1号或1号加长图纸完成上述 2、结构设计局部 根据建筑设计、结构承重及抗震方面的要求，以及场地地质条件、材料供给和施工技术等

2、，对结构进行合理选型和布置，统一构件编号，确定各构1确定结构设计方案和结构布置 件定位尺寸，绘制结构布置图。 一榀横向框架进行结构截面配筋计算手算，并采取相应的构造措施。 宜采用PKPM软件进行电算。3绘制结构施工图 包括结构标准层平面布置图，所选计算单元框架梁、柱配筋图等，结构图纸要求：用1号或1号加长图纸完成上述内容，各图均按建筑结构制2 设计总说明。 图标准绘制。4结构设计说明书和计算书 要求：1.在教师的指导下，应按进度要求独立完成上述任务书中所规定的全部 应阅读三篇以上外文原文，并翻译至少一篇2000单词以上外文文献。负责指导教师指 导 教 师接受设计论文任务开始执行日期学生签名3

3、前 言毕业设计是大学本科教育培养目标实现的重要阶段，是毕业前的综合学习阶段,是深化、拓宽、综合教和学的重要过程,是对大学期间所学专业理论知识的全面总结。本毕业设计题目为?西安理工大学曲江校区11号教学楼设计?。在毕业设计前期，我温习了?结构力学?、?钢筋混凝土?、?建筑结构抗震设计?等知识，并认真阅读了老师给的?抗震标准?、?荷载标准?等标准。在毕业设计中期，我通过所学的根本理论、专业知识和根本技能进行建筑、结构设计。在设计期间，本组在校成员齐心协力、互帮互组，最后大家都圆满完成了各自的设计任务。在设计后期，主要进行设计手稿的电脑输入和施工图纸的绘制，并得到老师的审批和指正，使我圆满的完成了任

4、务，在此表示衷心的感谢。毕业设计的三个月里，在指导老师的帮助下，经过资料查阅、设计计算、论文撰写以及外文的翻译，加深了对新标准、规程、手册等相关内容的理解。稳固了专业知识、提高了综合分析、解决问题的能力。在进行内力组合的计算时，进一步了解了Excel。在绘图时熟练掌握了AutoCAD，PKPM等绘图软件，以上所有这些从不同方面到达了毕业设计的目的与要求。框架结构设计的计算工作量很大，在计算过程中以手算为主，辅以一些计算软件的校正。由于自己水平有限，难免有不妥和疏忽之处，敬请各位评委老师批评指正。 二零一零年六月十日 韦定：西安理工大学曲江校区11号教学楼设计摘要本毕业设计题目西安理工大学曲江校

5、区11号教学楼设计，该教学楼的总建筑面积是11399.1平方米，共六层，建筑高度为23.4米。该建筑采用钢筋混凝土全现浇框架结构体系，建筑的耐久年限为50年。本设计 在设计过程中采用了手算和电算两种方式，对计算结果进行校核，及时发现设计中的错误以及与电算中不同的局部，找出原因。关键词：框架结构， 22021届土木工程专业毕业设计 This design including the hand calculate and computer calculate as well.And the hand calculate that in the part account books primary

6、coverage for the design always showed that the component sizes preliminary determination, the frame calculation diagram, the load computation, the frame horizontal move to the computation, the frame sidewise analyze and calculate, the endogenic force combination, the section design and the foundatio

7、n shaping under the level and the vertical load function endogenic force computation. And under computation horizontal seismic force function time uses the limiting condition design method. Because this frame belongs to the second-level frame, has carries on the node aseismic design, when beam colum

8、n section design must use “strong column but weak bean principle. The blueprint including eight, respectively always explains, each horizontal plan be the blueprint table of contents and the structural design and so on. When the electricity calculates, uses the PMCAD software to carry on the structu

9、re plane layout first, the inspection plane data, the input load data, forms the PK document, draws the structure horizontal plan, then uses PK to carry on the frame computation; Finally uses the SAT-8 software to carry on the frame the spatial structure computation, output frame beam column reinfor

10、cing bars Liang. Column reinforcing bars chart and endogenic force computed result.Used the hand in the design process to calculate that with the electricity calculated two ways, carried on the examination to the computed result, discovered promptly in the design the mistake as well as with the elec

11、tricity calculated the different part, discovered the reason.Key word: portal frame construction，endogenic force combination， section design， seismic force. 3韦定：西安理工大学曲江校区11号教学楼设计目录摘要 . 2 目录 . 4第一章 建筑设计 . 7第1节1.1.11.1.21.1.3第2节第3节第4节1.4.12.4.2第6节1.6.11.6.21.6.31.6.4第7节1.7.11.7.21.7.31.7.41.7.51.7.6工

12、程概况及设计依据 . 7 工程概况 . 7 建筑技术条件 . 7 设计依据 . 8 总平面设计 . 8 平面设计 . 9 交通局部及防火设计 . 9 交通局部 . 9 防火防烟设计 . 10 剖面设计 . 11 层数、层高确实定. 11 窗面积确实定 . 11 室外高差确实定 . 11 卫生间标底确实定. 12 构造设计. 12 屋面做法 . 12 楼面做法 . 12 卫生间楼面做法 . 12 地面做法 . 13 卫生间地面做法 . 13 踢脚做法 . 13 42021届土木工程专业毕业设计 1.7.7 卫生间踢脚做法：. 14第二章 结构设计 . 14第1节 设计依据 . 14第2节 结构计

13、算原理 . 16第3节 配筋计算原理 . 17第4节第5节第6节2.6.12.6.2第3章第1节3.1.13.2.2第2节3.2.13.2.2第3节3.3.13.3.23.3.33.3.4第四章第1节第2节第3节结构计算程序 . 17 结构布置 . 17 板、梁、柱截面尺寸的初步确定 . 20 楼盖及屋盖尺寸初步估算 . 20 柱的截面尺寸初步估算 . 21 横向水平地震力计算 . 23 框架侧移刚度的计算 . 23 梁、柱线刚度的计算 . 23 侧移刚度计算 . 24 重力荷载代表值的计算 . 26 荷载计算 . 26 各层重力荷载代表值的计算 . 29 横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧

14、移计算 . 34 横向自振周期的计算 . 34 水平地震作用及楼层地震剪力的计算 . 35 水平地震作用下的位移验算 . 37 水平地震作用下框架内力 . 38 竖向荷载作用下框架结构的内力计算 . 43 计算单元的选择确定 . 43 恒载作用下的内力计算 . 45 活载作用下柱的内力计算 . 47 5韦定：西安理工大学曲江校区11号教学楼设计第4节 恒荷载作用下梁的活荷载作用下梁的杆端弯矩分配系数的计算 . 52第7节 竖向荷载作用下的梁端剪力和柱轴力的计算 . 60第五章 框架梁的框架柱的框架柱的柱端弯矩设计值的调整 . 77第3节 柱端剪力组合和设计值的调整 . 80第七章 截面设计 .

15、 82第1节 框架梁截面设计 . 827.1.1 梁的最不利 梁正截面受弯承载力计算 . 827.1.3 梁斜截面受剪承载力计算 . 88第2节 框架柱截面设计 . 967.2.1 柱截面尺寸验算 . 967.2.2 柱正截面承载力计算 . 977.2.3 柱斜截面受剪承载力计算 . 1077.2.4 框架柱抗震构造措施 . 108第3节 框架梁柱节点核芯区截面抗震验算 . 112第八章 框架结构电算 . 118第1节 框架结构设计信息 . 118第2节 位移输出文件 . 133第3节 周期、地震力与振型输出文件 . 136 致谢 . 151 62021届土木工程专业毕业设计 第一章 建筑设计

16、第1节 工程概况及设计依据1.1.1 工程概况1.建设单位： 西安理工大学2.建设地点： 陕西省 西安市3.建筑使用年限： 50年4.建筑防火分类： 二类5.耐火等级： 二级6.建筑抗震设防烈度： 8度7.建筑结构类型： 框架9.建筑面积： 11399.10010.建筑层数： 六层11.建筑高度： 23.4m12.设计标高：相对标高 ±0.000 ，±0.000相对于绝对标高值黄海系419.710m。1.1.2 建筑技术条件1.自然条件：根本风压0.35KN/2.根本雪压0.25/3.地面粗糙度B类，类场地，设防烈度8度、一组。4.地质概况：场地土属级非自重湿陷性黄土场地，

17、场地天类型为中软土场地，建筑场地为类场地土，自然地表1米一下为填土，填土下依次为5米厚黄土状土，3米厚砂质粘土，砾石层。5.地下水位为-5.4米，建筑场地各土层的地基承载力为标准值如下：黄土状土fk=100200KN/；砂质粘土fk=220270KN/砾石层fk=300400KN/ 。7韦定：西安理工大学曲江校区11号教学楼设计 1.1.3 设计依据1.?混凝土结构设计标准?GB50010-20022.?建筑抗震设计标准?GB50011-20013.?建筑结构荷载标准?GB50009-20014.?建筑抗震设防分类标准?GB50223-20215.?建筑结构制图标准?GB/T50105-200

18、16.?建筑采光设计标准?GB50033-20017. 设计任务书第2节 总平面设计1. 建筑物与周围环境该建筑物位于西安理工大学中心，北侧为一规划教学楼，西侧为一规划广场，南侧是学生宿舍和卫生所，东侧有一栋已建教学楼及一个花园。整体看来，场地比拟宽松，建筑物与周围环境相融洽。2. 建筑朝向本设计建筑物由三个局部组成，中部是主楼，两翼是副楼。朝向应考虑日照主导风向建筑场地地形，道路走向及周围环境等因素。本设计建筑物采取南北朝向。3. 出入口和交通路线该建筑物的主要出入口位于建筑物主楼正中南北两侧，另外在该建筑物东西两侧均设有次要出入口，各出入口均易到达各主次要道路上。4. 防火间距及消防通道根

19、据?防火标准?要求，级防火，民用建筑防火间距大于6m，本建筑物的东西南北距建筑红线的距离均可满足要求，且建筑周围设有消防通道，其他防火要求以标准为标准。82021届土木工程专业毕业设计 第3节 平面设计3.1平面形式及柱网尺寸1根据建筑物场地的限制，结合建筑实用功能，一般选用规那么、紧凑、易于功能设计的平面形式。综合考虑，本座建筑平面形式选用类似C字型。但不利于抗震，故在主、副楼之间设一宽度为120mm的抗震缝，将建筑分为三个独立的结构规那么的局部。其中主体局部的横向跨距为：4.2m、8.1m 、9.0m、8.1m、4.2m。副楼横向跨距为8.1m,3.0m，8.1 m;主楼副楼纵向跨距均为7

20、.1m具体见平面图。2根据建筑物的功能、规模和场地条件及周围环境的限制，选取常用的交通局部及防火设计1.4.1交通局部本建筑为6层，总高23.4m。垂直交通设施设四部楼梯，两部副楼梯。两翼副楼各两部，由于采用了非上人屋面，楼梯只布置到第六层，总高9韦定：西安理工大学曲江校区11号教学楼设计19.5m。走廊是平面布置中的主要水平交通设施，人流量较大，采用3.0m宽走廊。2.4.2防火防烟设计在平面设计中，应考虑到建筑火灾的特点：火势蔓延途径多、危害严重、人员不易疏散，易造成重大伤亡，高层建筑应实行防火分区。防火分区包括水平和竖向两个方面。1.水平防火分区水平防火分区是指用防火材料将面积大的高层建

21、筑在水平方向隔成几个防火单元，对于本楼，可以采取每层作为一个防火单元。楼梯都按消防楼梯设置；靠楼102021届土木工程专业毕业设计 形式等建筑空间组合的依据。在完成建筑功能的前提下，在立面上力求简单，立面无明显突变。本建筑立面简洁明快，规整合理。整个立面外观简洁、大方。第6节 剖面设计剖面设计主要是根据建筑物的用途、规模环境条件、使用要求，解决建筑物的高度方向布置问题，从而进行建筑空间组合。1.6.1层数、层高确实定根据各层的使用要求和特点，层高应满足室内净高的要求，其确定的主要依据为使用要求采光通风要求、卫生要求、设备要求及室内空间比例要求。本设计中，为防止层错层的出现，结合教室净高的要求，

22、均采用3.6m的层高，建筑总高度为23.4m.1.6.2窗面积确实定为满足室内的自然采光，标准中规定教室的窗地比不能小于1/7，在本设计中大多数窗户采用较宽的三联窗，其他窗户详见门窗明细栏，窗台高为1.0m。1.6.3室外高差确实定为防止室外雨水流入室内，防止建筑物沉降而引起室内地坪标高过低，同时为了增加建筑的美观和立面效果应设置一定的高度差。本设计在建筑物东西两边的室内外高差为450mm。11韦定：西安理工大学曲江校区11号教学楼设计1.6.4卫生间标底确实定为防止卫生间的水进入其他房间，讲卫生间的地面低于楼层20mm，以防积水外渗。 第7节 构造设计1.7.1 屋面做法40厚C20细石混凝

23、土保护层1.5厚合成高分子防水卷材一道 2厚合成高分子防水涂膜一道25厚1:3水泥砂浆找平层1:6水泥焦渣找坡100厚现浇钢筋混凝土板20mm厚板底抹灰层1.7.2 楼面做法10厚1：2水泥石子磨光5厚1:2.5水泥砂浆粘结层20厚1:3干硬性水泥砂浆找平层100厚现浇钢筋混凝土板20mm厚板底抹灰层1.7.3 卫生间楼面做法10厚1：2水泥石子磨光素水泥浆结合层一道18厚水泥砂浆找平122021届土木工程专业毕业设计 2厚氯丁沥青防水涂料，四周沿墙上翻150高 刷基层处理剂一道15厚1：2水泥砂浆找平100厚现浇钢筋混凝土板 15mm厚板底抹灰层1.7.4 地面做法10厚1：2水泥石子磨光5

24、厚水泥砂浆粘结层一道20厚水泥沙浆找平层素水泥浆结合层一道60厚C15混凝土垫层 150厚3:7灰土素土夯实 1.7.5 卫生间地面做法10厚1：2水泥石子磨光素水泥浆结合层一道18厚1：3水泥砂浆找平层素水泥浆结合层一道1.5厚合成高分子涂膜防水层四周翻起150高 60厚C20细石混凝土找坡 垫层素土夯实1.7.6 踢脚做法13韦定：西安理工大学曲江校区11号教学楼设计贴15厚预制磨石踢脚8厚1：3水泥砂浆12厚1：2水泥砂浆打底，扫毛或划出纹道1.7.7 卫生间踢脚做法：贴15厚预制磨石踢脚5厚1：3水泥细砂浆结合层1.5厚水泥聚合物涂膜防水层6厚1：0.5：2.5水泥石灰膏砂浆压实抹平8

25、厚1：1：6水泥石灰膏砂浆打底扫毛刷界面剂一道刷前墙面用清水润湿第二章 结构设计第1节 设计依据1. 主要设计依据1 国家标准 建筑结构荷载标准GB 5000920012 国家标准 建筑抗震设计标准GB 5000920213 国家标准 建筑工程抗震设防分类标准GB 5022320044 国家标准 混凝土结构设计标准GB 5001020025 国家行业标准 高层建筑混凝土技术规程JGJ 320026 国家建筑标准设计图集 建筑物抗震构造详图03G32913. 湿陷性黄土地基的湿陷类型、湿陷等级、建筑物分类 142021届土木工程专业毕业设计4. 根本风压、根本雪压、楼面和屋面活荷载的取值未注明者

26、均参照?建筑结构荷载标准?GB50009-2001有关条款执行5. 混凝土的材料 混凝土强度等级梁、板 1 层：C35 fc =16.7 kN/m2 ft=1.57 kN/m22226 层：C30 fc =14.3 kN/m ft=1.43 kN/m 柱 1 层：C35 fc =16.7 kN/m2 ft=1.57 kN/m2 26 层：C30 fc =14.3 kN/m2 ft=1.43 kN/m2 6.钢筋受力纵筋用： HRB400级钢筋fy=360N/mm2箍筋或构造钢筋用： HPB235级钢筋fy=210N/mm2 7.混凝土结构构件纵筋、箍筋等的保护层厚度 梁纵筋、箍筋的保护层厚度：

27、35mm 柱纵筋、箍筋的保护层厚度：30mm8.混凝土结构钢筋的连接要求：采用螺丝套筒连接15韦定：西安理工大学曲江校区11号教学楼设计第2节 结构计算原理1. 地震作用本工程设防类别为丙类建筑，建筑场地类别为二类，抗震烈度8度，框架抗震等级为二级。一般情况下建筑结构的两个主轴方向都要考虑地震作用并进行抗震验算，本设计值考虑短轴方向的水平地震作用，该地震作用由短轴方向的抗侧力框架结构承当。框架结构地震作用的计算采用底部剪力法；结构的根本自震周期采用顶点位移法计算；水平荷载作用下框架结构的内力和位移计算采用D值法。2. 竖向荷载作用恒载及活载在计算单元范围内的纵向框架梁的自重、纵向墙体的自重以及

28、纵向女儿墙的自重以集中力的形式作用在各节点上。竖向荷载作用下框架的内力采用弯矩二次分配法计算。梁端和柱端弯矩计算之后，梁端剪力可根据梁上竖向荷载引起的剪力和梁端弯矩引起的剪力相叠加而得到；柱轴力可由梁端剪力和节点集中荷载叠加得到。3. 控制截面及其内力不利组合对框架梁，选梁的两端截面和跨中截面作为控制截面；对框架柱，选柱的上、下端截面作为控制截面。根据结构类型、地震设防烈度、房屋高度等因素，由?抗震标准?确定该框架结构抗震等级为二级。因建筑高度在60m以下，设防烈度低于9度，可不考虑风荷载。内力组合：根据?结构标准?和?抗震标准?考虑三种内力组合形式：A1.2SGk1.4SQkBRE1.2(S

29、Gk+0.5SQk)+1.3SEk)(C) 1.35SGE+SQk4. 多遇地震作用下层间弹性位移验算多遇地震作用下，框架结构层间弹性位移要满足下式要求：162021届土木工程专业毕业设计 ueeh。ue：多遇地震作用下标准值产生的楼层内最大的弹性层间位移。e：弹性层间位移角限值，钢筋混凝土框架结构取1/550。第3节 配筋计算原理由于本工程按8度设防区设计，因此进行了抗震设计。其设计原那么是：“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件。1. 框架梁的截面设计：包括正截面受弯承载力计算和斜截面受剪承载力计算，依据计算结果选用相应的纵向钢筋和箍筋。2. 框架柱的截面设计：包括正截面承载力计算和斜截面受剪

30、承载力计算，依据计算结果选用相应的纵向钢筋和箍筋。3. 框架节点核芯区截面抗震验算按照“强节点的原那么，防止梁柱破坏之前出现节点核芯区的破坏，必须保证节点核芯区的受剪承载力和配置足够数量的箍筋。本设计中二级框架的节点核芯区应进行截面抗震验算。4. 框架结构抗震构造措施按有关规定实行。第4节 结构计算程序采用PKPM2005对结构做整体分析，进行结构电算。第5节 结构布置工程主体结构共6层，层高3.9m，总高度为23.4m。采用混凝土框架结构。为了使刚度均匀对称分布，减小偏心和扭转，建筑平面布置成规那么的长方形。柱网横向采用内廊式布置，边跨跨度为8.1m，中间跨跨17韦定：西安理工大学曲江校区1

31、1号教学楼设计度为3m。纵向跨度7.2m。详细柱网布置见图3.4.1。依据柱网的布置情况，楼板除走廊局部以外均是双向板，走廊局部为单向板。楼板采用现浇板，厚度初步取120mm。该工程采用全现浇体系，一层混凝土强度等级为C35,以上各层均为C30。结构平面布置图详见图3.4.2。182021届土木工程专业毕业设计3.4.1柱网布置图 19韦定：西安理工大学曲江校区11号教学楼设计 3.4.2结构平面布置图第6节 板、梁、柱截面尺寸的初步确定2.6.1 楼盖及屋盖尺寸初步估算楼板厚度取120mm。梁截面高度按梁跨度的1/121/8估算。由此估算的梁截面尺寸见表2-1，表中还给出了各层梁、柱和板的混

32、凝土强度等级。其设计强度：C35fc=16.7N/mm2，ft=1.57N/mm2，C30fc=14.3N/mm2，ft=1.43 N/mm2。202021届土木工程专业毕业设计 2.6.2 柱的截面尺寸初步估算该框架结构的抗震等级为二级，其轴压比限制UN=0.8；各层的重力荷载代表值近似取12kN/mm2。由图可知边柱及中柱的负载面积分别为7.2×4.05m2和7.2×5.55m2。第一层柱截面面积为边柱Ac1.3×7.2×4.05×12×103×6/0.8/16.7=238343mm2中柱Ac1.25×7.2&

33、#215;5.55×12×10×6/0.8/16.7=314056 mm 如取柱截面为正方形，那么边柱和中柱截面高度分别为488mm和560mm。根据上述计算结果并综合考虑其他因素，本设计柱截面尺寸取值如下：1层 700mm×800mm26层 700mm×700mm根底选用肋梁式筏板根底，根底埋深取2.5m，肋梁高度取1.2m。 26层柱高度即为层高，取3.9m；底层柱高从根底顶面取至一层板底，即h1=3.9+0.45+2.5-1.2-0.1=5.55m。3221韦定：西安理工大学曲江校区11号教学楼设计 横向框架 纵向框架22 2021届土木

34、工程专业毕业设计 第3章 横向水平地震力计算第1节 框架侧移刚度的计算 3.1.1 梁、柱线刚度的计算在框架结构中，现浇楼面或有现浇层的预制楼面，可以作为梁的有效翼缘，增大梁的有效高度，减少框架侧移。为考虑这一有利作用，在计算梁的截面惯性矩时，对现浇楼面的边框架取I=1.5I0I0为梁的截面惯性矩；对中框架梁取I=2.0I0。柱的线刚度ic=EcIc/h,其中Ic为柱的截面惯性矩，h为框架柱的计算高度。1横梁线刚度ib的计算见表 3-1： 23韦定：西安理工大学曲江校区11号教学楼设计3.2.2 侧移刚度计算1. 框架柱抗侧移计算柱的侧移刚度按公式D=12aCic计算，式中ac为柱侧移刚度修正系2ha的取值如下表：根据梁柱线刚度比K的不同，柱可分为中框架中柱和边柱、边框架中柱和边柱以及楼梯间柱等。现以第二层C-3柱的侧移刚度计算为例，说明计算过程，其余柱的计算过程从略，计算结果见表3-3，表3-4，表3-5，表3-6：第二层C-3柱及与其相连的梁的相对线刚度如下图，图中数据取自表3-1，3-2。那么该梁柱的线刚度比K为 ： 242021届土木工程专业毕业设计 将上述不同情况下同层框架柱侧移刚度