宿舍楼建筑结构设计

宿舍楼建筑结构设计摘要在实际工程中，钢筋混凝土框架结构是一种较为普遍结构形式，广泛应用于住宅、办公、学校等公共建筑。本设计主要对多层框架教学楼的横向框架进行了设计。在进行设计时首先查《荷载规范》对结构的恒载、活载、风荷载以及地震荷载进行计算。竖向荷载利用分层法、水平荷载利用D值法进而得到各种作用下结构各杆件的内力标准值。然后按照最不利组合方式，对各种作用下的内力进行组合。最后在组合中找出各杆件最不利的一组或几组对构件进行截面设计，选取最安全的结果进行配筋并绘出施工图。本设计还对基础、楼板、楼梯等进行了设计，并绘出了结构施工图。除对本框架进行手算外，还利用了PKPM对本结构进行了电算。通过本次毕业设计并充分结合我四年来学到的基本知识使我了解了框架结构设计的全过程，达到了从理论到实践的飞跃。同时通过设计中使用的建筑方面的规范和软件，使我更加熟悉了规范和软件的使用操作，为我以后工作打下了良好的基础。关键词：结构设计；荷载计算；配筋计算 全套图纸，加153893706TheDesignof147DormitoryBuildingStructureABSTRACTInpracticalengineering,thereinforcedconcreteframestructurehasbeenacommonstructuralformowingtoitssuccessfulapplicationsinmanyareassuchasresidences,officers,schoolsandotherpublicbuildings.Thisthesisisaimedatthedesignfortransverseframeofteachingbuildingswithmultistoryframe.Firstly,deadloads,liveloads,windloadandseismicloadofthestructurearecalculatedreferringto“LoadStandards”.Thenthestandardvaluesofeachmembersofstructureunderhorizontalloadandverticalloadcanbeobtainedbyusingstratificationmethodand“D”methodrespectively.Besides,theinternalforcesundervariousloadarecombinedaccordingtothemostunfavorablecombinationmode.Finally,themostunfavorableoneorseveralonesamongcombinationsareselectedforthedesignofsection.Inthisway,thesafestresultsreinforcementischosenandproductiondrawingisdesigned.Thebasement,thefloorandthestairsarealsodesignedandstructuralproductiondrawingaredesignedinthisthesis.Moreover,thestructurecomputerizationisshownbyusingPKPM.Thankstothisgraduationdesign,IputalltheknowledgeIlearnedinthepastfouryearsintouse.Imastertheentireprocessofthedesignofframestructureandknowhowtoapplythetheorytopractice.Meanwhile,Ibecomemorefamiliarwiththestandardsandoperationsofrelativesoftwaresthanbefore.Allihavedonelayagoodfoundationformyfuturework.Keywords:StructureDesign;LoadCalculation;ReinforcementCompute目录1相关原始资料的阐述 7截面设计7.1梁截面设计梁的支座截面考虑了柱支座宽度的影响，按支座边缘截面的弯矩计算，其值为：M=M-Vb/2式中，M为梁内力组合表中支座轴线上的弯矩值；V为相应组合的支座剪力；b为柱的支承宽度.按上式的计算结果列入下表中。表7.1梁支座边缘弯矩计算截面支座内力bM截面支座内力bM位置MVmkN·m位置MVmkN·mA右-5-90.9116.180.5-61.86B左-5-92.55166.560.5-50.91A右-4-119.4770.650.5-101.81B左-4-88.1699.240.5-63.35A右-3-138.2664.990.5-122.01B左-3-100.54104.90.5-74.32A右-2-155.0361.050.5-139.77B左-2-110.36108.840.5-83.15A右-1-187.2553.180.5-173.95B左-1-121.07116.70.5-91.9B右-5-86.79-4.860.5-88.01C左-5-86.7957.10.5-72.52B右-4-107.29-51.40.5-120.14C左-4-107.2989.70.5-84.87B右-3-144.7-81.120.5-164.85C左-3-144.57119.420.5-114.72B右-2-171.26-103.480.5-197.13C左-2-171.26141.780.5-135.81B右-1-207.95-130.240.5-240.51C左-1-207.95168.550.5-165.81C右-5-92.55166.560.5-50.91D左-5-90.9129.880.5-58.43C右-4-88.1670.770.5-70.47D左-4-119.4799.120.5-94.69C右-3-100.5465.920.5-84.06D左-3-138.26103.960.5-112.27C右-2-110.3661.910.5-94.88D左-2-155.03107.980.5-128.03C右-1-121.0755.110.5-107.29D左-1-187.25114.780.5-158.567.1.1设计信息梁混凝土采用C30等级，fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2梁纵筋采用HRB400钢筋fy=360N/mm2，箍筋采用HPB300钢筋fy=300N/mm2，各层主梁截面尺寸300mmx700mm。7.1.2正截面承载力计算以第五层为例说明计算过程：梁跨间按单筋T形截面进行配筋计算：翼缘计算宽度按计算跨度lo考虑，截面有效高度ho=h-as=665mm，属于第一类T形截面。截面抵抗矩系数相对受压区高度配筋面积As=bh0fc/fy=0.012x300x565x14.3/360=80.79mm2Asmin=0.2%×300×665=339mm2实配418截面相对受压区高度梁支座按矩形截面计算A支座：实配318 截面相对受压区高度其余梁受拉配筋见下表所示表7.2第五层梁受拉钢筋计算截面计算公式梁AB梁BC梁CD支座左截面跨中截面支座右截面支座左截面跨中截面支座右截面支座左截面跨中截面支座右截面5层M/(kN·m)61.86128.4350.9188.0118.3872.5250.91128.4358.43αs=M/(α1×fc×b×h02)0.050.090.040.060.010.050.040.090.04ξ0.050.090.040.060.010.050.040.090.04配筋As=δ×α1×fc×b×h0/fy488.6899.0388.6589.995.6488.6388.6899.0388.6最小配筋面积(mm2)360360360360360360360360360实配钢筋318418318318314318318418318实配钢筋面积76410185097644627647641018509配筋率ρ(%)0.420.570.420.420.260.420.420.570.42表7.3第四层梁受拉钢筋计算截面计算公式梁AB梁BC梁CD支座左截面跨中截面支座右截面支座左截面跨中截面支座右截面支座左截面跨中截面支座右截面4层M/(kN·m)101.8188.7063.35120.145.0684.8770.4788.7094.69αs=M/(α1×fc×b×h02)0.070.060.050.090.000.060.050.060.07ξ0.070.060.050.090.000.060.050.060.07配筋As=δ×α1×fc×b×h0/fy691.34589.30488.6763.200.00589.30488.6589.30691.34最小配筋面(mm2)360.00360.00360.00360.00360.00360.00360.00360.00360.00实配钢筋422418422422418422422418422实配钢筋面积1521.001018.001521.001521.001018.001521.001521.001018.001521.00配筋率ρ(%)0.840.570.840.840.570.840.420.570.42表7.4第三层梁受拉钢筋计算截面计算公式梁AB梁BC梁CD支座左截面跨中截面支座右截面支座左截面跨中截面支座右截面支座左截面跨中截面支座右截面3层M/(kN·m)122.0190.1674.32164.856.01114.7284.0690.16112.27αs=M/(α1×fc×b×h02)0.090.070.050.120.000.080.060.070.08ξ0.090.070.050.130.000.080.060.070.08配筋As=δ×α1×fc×b×h0/fy899.0691.34488.61220.360.00794.58589.30691.34794.58最小配筋面(mm2)360.00360.00360.00360.00360.00360.00360.00360.00360.00实配钢筋422418422422418422422418422实配钢筋面积1521.001018.001521.001521.001018.001521.001521.001018.001521.00配筋率ρ(%)0.840.570.840.840.570.840.420.570.42表7.5第二层梁受拉钢筋计算截面计算公式梁AB梁BC梁CD支座左截面跨中截面支座右截面支座左截面跨中截面支座右截面支座左截面跨中截面支座右截面2层M/(kN·m)139.7789.9983.15197.135.93135.8194.8889.99128.03αs=M/(α1×fc×b×h02)0.100.070.060.140.000.100.070.070.09ξ0.110.070.060.150.000.110.070.070.09配筋As=δ×α1×fc×b×h0/fy1004.8691.34589.301441.660.001004.8691.34691.34899.0最小配筋面积(mm2)360.00360.00360.00360.00360.00360.00360.00360.00360.00实配钢筋41831838618218418318318418实配钢筋面积1018.00764.00764.001527.00509.001018.00764.00764.001018.00配筋率ρ(%)0.570.420.420.850.280.570.420.420.57表7.6第一层梁受拉钢筋计算截面计算公式梁AB梁BC梁CD支座左截面跨中截面支座右截面支座左截面跨中截面支座右截面支座左截面跨中截面支座右截面1层M/(kN·m)173.9592.6091.90240.518.27165.81107.2992.60158.56αs=M/(α1×fc×b×h02)0.130.070.070.180.010.120.080.070.12ξ0.140.070.070.200.010.130.080.070.13配筋As=δ×α1×fc×b×h/f1331.27691.34691.341785.7395651220.36794.58691.341220.36最小配筋面积(mm2)360.00360.00360.00360.00360.00360.00360.00360.00360.00实配钢筋422418422422418422422418422实配钢筋面积1521.001018.001521.001521.001018.001521.001521.001018.001521.00配筋率ρ(%)0.840.570.840.840.570.840.420.570.427.1.3梁斜截面承载力计算以顶层框架梁为例：对于AB跨，hw=665-120=545mmhw/b=545/300=1.82＜4，截面尺寸符合要求。三级抗震框架梁端加密区的长度取1.5h和500mm中的较大值，因此可得梁端加密区长度为900mm。梁端加密区的箍筋取2肢A8@100，箍筋采用HRB400级（），则梁中箍筋的最大间距为200mm非加密区箍筋取2肢A8@200，箍筋设置满足要求。对于BC跨，hw=665-120=545mmhw/b=545/300=1.82＜4梁端加密区的箍筋取2肢A8@100，箍筋采用HPB300级（fyv=360N/mm2），则梁中箍筋的最大间距为200mm非加密区箍筋取2肢A8@200，箍筋设置满足要求，考虑施工施工放便等因素，对于BC跨采用通跨布置2肢A8@100。综上所示，梁端加密区箍筋取2肢A8@100，非加密区箍筋取2肢A8@200。根据上面计算弯矩对梁进行配筋计算，计算过程及结果见下表表7.7第五层梁斜截面钢筋计算截面计算公式梁AB梁BC梁CDA右B左B右C左C右D左5层V116.18166.564.8657.10166.56129.880.25×βc×fc×b×h0605.96605.96605.96605.96605.96605.96Asv/s0.070.31-0.46-0.210.310.13加密区实配箍筋A8@100A8@100A8@100A8@100A8@100A8@100加密区长度(mm)900900900900900900实配Asv/s1.011.011.011.011.011.01非加密区实配箍筋A8@100A8@100A8@100A8@100A8@200A8@200配筋率ρ=Asv/bs(%)40.34×ft/fy(%)00表7.8第四层梁斜截面钢筋计算截面计算公式梁AB梁BC梁CDA右B左B右C左C右D左4层V70.6599.2451.4089.7070.7799.120.25×βc×fc×b×h0605.96605.96605.96605.96605.96605.96··Asv/s-0.15-0.01-0.24-0.06-0.15-0.01加密区实配箍筋A8@100A8@100A8@100A8@100A8@100A8@100加密区长度(mm)900.00900.00900.00900.00900.00900.00实配Asv/s1.011.011.011.011.011.01非加密区实配箍筋A8@200A8@200A8@100A8@100A8@200A8@200配筋率ρ=Asv/bs(%)40.34×ft/fy00表7.9第三层梁斜截面钢筋计算截面计算公式梁AB梁BC梁CDA右B左B右C左C右D左3层V64.99104.9081.12119.4265.92103.960.25×βc×fc×b×h0605.96605.96605.96605.96605.96605.96Asv/s-0.170.01-0.100.08-0.170.01加密区实配箍筋A8@100A8@100A8@100A8@100A8@1000A8@100加密区长度(mm)900.00900.00900.00900.00900.00900.00实配Asv/s1.011.011.011.011.011.01非加密区实配箍筋A8@200A8@200A8@100A8@100A8@200A8@200配筋率ρ=Asv/bs(%)40.34×ft/fy00表7.10第二层梁斜截面钢筋计算截面计算公式梁AB梁BC梁CDA右B左B右C左C右D左2层V61.05108.84103.48141.7861.91107.980.25×βc×fc×b×h0605.96605.96605.96605.96605.96605.96Asv/s-0.190.030.010.19-0.190.03加密区实配箍筋A8@100A8@100A8@100A8@100A8@100A8@100加密区长度(mm)900.00900.00900.00900.00900.00900.00实配Asv/s1.011.011.011.011.011.01非加密区实配箍筋A8@200A8@200A8@100A8@100A8@200A8@200配筋率ρ=Asv/bs(%)40.34×ft/fy00表7.11第一层梁斜截面钢筋计算截面计算公式梁AB梁BC梁CDA右B左B右C左C右D左1层V53.18116.70130.24168.5555.11114.780.25×βc×fc×b×h0605.96605.96605.96605.96605.96605.96Asv/s-0.230.070.130.32-0.220.06加密区实配箍筋A8@100A8@100A8@100A8@100A8@100A8@100加密区长度(mm)900.00900.00900.00900.00900.00900.00实配Asv/s1.011.011.011.011.011.01非加密区实配箍筋A8@200A8@200A8@100A8@100A8@200A8@200配筋率ρ=Asv/bs(%)40.34×ft/fy007.2柱的配筋计算7.2.1剪跨比和轴压比验算根据内力组合和调整后的结果选出各控制截面内力设计值进行框架柱配筋计算。根据混凝土结构设计规范要求，柱剪跨比宜大于2。抗震设计时，抗震等级为三级的钢筋混凝土框架柱轴压比不宜大于0.85。表7.12柱的剪跨比及轴压比计算柱号楼层b(mm)ho(mm)fc(N/mm2)柱净高HN(kN)H/(2×ho)N/(fc×b×h0)A柱550046514.302700416.292.90.125450046514.302700741.022.90.223350046514.3027001065.752.90.321250046514.3027001390.482.90.418150046514.3042501728.294.570.52B柱550046514.302700451.912.90.136450046514.302700855.582.90.257350046514.3027001263.732.90.38250046514.3027001698.902.90.511150046514.3042502165.614.570.651C柱550046514.302700451.912.90.136450046514.302700855.582.90.257350046514.3027001263.732.90.38250046514.3027001698.902.90.511150046514.3042502165.614.570.651D柱550046514.302700416.292.90.125450046514.302700741.022.90.223350046514.3027001065.752.90.321250046514.3027001390.482.90.418150046514.3042501728.294.570.527.2.2框架柱正截面承载力计算框架柱采用C30等级混凝土，fc=14.3N/mm2ft=1.43N/mm2；纵向钢筋采用HRB400钢筋，fy=360N/mm2，箍筋采用HPB300钢筋，fy=360N/mm2。对于现浇楼板，框架结构底层柱和其余各层柱的计算长度l0等于1.0H和1.25H。大偏压对称配筋公式为小偏压对称配筋公式，以顶层A柱为例计算：根据内力组合结果M=82.38kN.mN=336.49kN进行计算，现浇楼盖，框架结构底层的计算l0=1.0H长度，其余各层柱l0=1.25H：ho=500-40=460mm 由于杆端弯矩比不大于0.85且设计轴压比不大于0.85，则可以不考虑该方向杆件自身挠曲产生的附加弯矩影响。，属于大偏心受压构件。弯矩作用平面方向，每侧选用422，垂直弯矩作用平面，按构造规定及有关因素考虑选择纵筋222。其余层框架柱配筋计算结果见表7-13。表7-13柱配筋计算柱编号MNe0eaeiξcl0l0/hεexasAsAs,min实配钢筋配筋率kN·mkNmmmmmmmmmmmmmmmm2mm2mm2A-582.38336.4924420264141258.251.09502.7647.0640175.51500.004220.61A-466.9623.7110720127141258.251.19366.1387.2340<0500.004220.61A-378.57916.218520105141258.251.23344.15128.1440<0500.004220.61A-282.151212.7672087141258.251.28326.36169.640<0500.004220.61A-194.831516.5622082148509.71.64349.48212.140<0500.004220.61B-585.76331.7725820278141258.251.09518.0246.440209.34500.004220.61B-493.59611.8415220172141258.251.14411.0885.5740<0500.004220.61B-3113.36867.4513020150141258.251.16389121.3240<0500.004220.61B-2128.271104.711620136141258.251.18375.48154.540<0500.004220.61B-167.142129.23120510.8448509.71.87310.37297.840<0500.004220.61C-585.76331.7725820278141258.251.09518.0246.440209.34500.004220.61C-493.59611.8415220172141258.251.14411.0885.5740<0500.004220.61C-3113.36867.4513020150141258.251.16389121.3240<0500.004220.61C-2128.271104.711620136141258.251.18375.48154.540<0500.004220.61C-167.142129.23120510.8448509.71.87310.37297.840<0500.004220.61D-582.38336.4924420264141258.251.09502.7647.0640175.51500.004220.61D-466.9623.7110720127141258.251.19366.1387.2340<0500.004220.61D-378.57916.218520105141258.251.23344.15128.1440<0500.004220.61D-282.151212.7672087141258.251.28326.36169.640<0500.004220.61D-194.831516.5622082148509.71.64349.48212.140<0500.004220.617.2.3柱斜截面受剪计算以首层A柱为例：由内力组合结果可知，截面尺寸满足要求。N=1516.5kN＞0.3fcbh=0.3x14.3x500x500=1072.5kN取N=1516.5kN故该柱可按构造配筋。加密区箍筋s取箍筋A8@100（4），采用井字形箍筋。非加密区箍筋s应满足不大于15d，故箍筋取4肢A8@200。底层柱的柱根加密区长度应取不小于该层柱净高的1/3，以后的加密区范围是按柱长边尺寸（圆柱的直径）、楼层柱净高的1/6及500mm三者数值中的最大者为加密范围。因此可得底层柱刚性地面的加密区长度取1416mm，柱顶部加密区长度取500mm，其它层柱各加密区长度取500mm。综上，其余层柱箍筋同该柱配置。表7-14柱箍筋配筋计算柱编号NV剪跨比0.3×fc×AAsv/s加密长度加密箍筋非加密箍筋配箍率kNkNmmA-5336.539.732.91072.5<0500A8@100(4)A8@200(4)0.8A-4623.736.962.91072.5<0500A8@100(4)A8@200(4)0.8A-3916.244.522.91072.5<0500A8@100(4)A8@200(4)0.8A-2121351.192.91072.5<0500A8@100(4)A8@200(4)0.8A-1151646.054.571072.5<0708A8@100(4)A8@200(4)0.8B-5331.8-45.82.91072.5<0500A8@100(4)A8@200(4)0.8B-4611.8-562.91072.5<0500A8@100(4)A8@200(4)0.8B-3867.5-68.72.91072.5<0500A8@100(4)A8@200(4)0.8B-21105-78.32.91072.5<0500A8@100(4)A8@200(4)0.8B-11322-66.24.571072.5<0708A8@100(4)A8@200(4)0.8C-5331.845.772.91072.5<0500A8@100(4)A8@200(4)0.8C-4611.856.052.91072.5<0500A8@100(4)A8@200(4)0.8C-3867.568.692.91072.5<0500A8@100(4)A8@200(4)0.8C-2110578.352.91072.5<0500A8@100(4)A8@200(4)0.8C-1132266.214.571072.5<0708A8@100(4)A8@200(4)0.8D-4623.7-372.91072.5<0500A8@100(4)A8@200(4)0.8D-5336.5-<0500A8@100(4)A8@200(4)0.8D-3916.2-44.52.91072.5<0500A8@100(4)A8@200(4)0.8D-21213-51.22.91072.5<0500A8@100(4)A8@200(4)0.8D-11516-4631072.5<0708A8@100(4)A8@200(4)0.88楼梯设计8.1设计资料8.1.1楼梯概况本工程楼梯为现浇整体板式楼梯，踏步尺寸150mm×300mm，层高3300mm；采用混凝土强度等级C30，板采用HRB335级，梁采用HRB335级钢筋；楼梯上均布活荷载标准值q=2.5kN/m2。计算7~8轴线的标准层楼梯。8.1.2楼梯结构平面布置图图8.1楼梯平面图8.2楼梯板设计8.2.1梯段板数据板倾斜角：tgα=150/270=0.56；α=29.1；cosα=0.874；取1m宽板带计算。8.2.2确定板厚板厚要求h=30ln=2700/30=90mm，取板厚等于100mm。8.2.3荷载计算1)恒载：20厚花岗石楼面(0.27+0.15)×0.02×15.4/0.27=0.48kN/m20厚水泥砂浆找平层(0.27+0.15)×0.02×20/0.27=0.62kN/m三角形踏步重1/2×0.27×0.15×25/0.27=1.88kN/m混凝土斜板0.10×25/0.874=2.86kN/m板底抹灰0.02×17/0.874=0.39kN/m6.23kN/m恒荷载标准值=6.23kN/m恒荷载设计值=1.2×6.23=7.48kN/m2)活荷载活荷载标准值=2.5kN/m恒荷载设计值=1.4×2.5=3.5kN/m3)荷载总计g+q=7.48+3.5=10.98kN/m8.2.4内力计算跨中弯矩M=1/10(g+q)ln2=1/10×10.98×2.72=8.00kN·m8.2.5配筋计算板保护层厚度20mm，有效高度h0=100−20=80mm，板水平计算跨度ln=2.7m.选配A10@200，另每级踏步下配一根A8分布筋。8.3平台板计算8.3.1确定板厚板跨度lo=1.8-0.1=1.7m(平台梁宽度取200mm)，取1m板带进行计算。平台板厚h=1/35lo=1/35×1.7=48mm，按构造取板厚为120mm。8.3.2荷载计算(1)恒载：20厚花岗石楼面0.02×15.4=0.3kN/m20厚水泥砂浆找平层0.02×20=0.4kN/m平台板0.12×25=3.0kN/m板底抹灰0.02×17=0.34kN/m4.04kN/m恒荷载标准值=4.04kN/m恒荷载设计值=1.2×3.04=3.65kN/m(2)活荷载活荷载标准值=2.5kN/m恒荷载设计值=1.4×2.5=3.5kN/m(3)荷载总计g+q=3.65+3.5=7.15kN/m8.3.3内力计算跨中弯矩M=1/8(g+q)lo2=1/8×7.15×1.72=2.58kN·m8.3.4配筋计算板保护层厚度20mm，有效高度h0=80−20=60mm，板水平计算跨度lo=1.7m。选配A8@2008.4平台梁设计8.4.1平台梁截面倒L形截面，按矩形截面偏于安全简单。截面尺寸选择：梁计算跨度取支座轴线间距离，=3600mm，取=l/8～l/12=450～300mm，选h=400mm，b=200mm8.4.2荷载计算梯段板传来10.98×2.7×0.5=14.72kN/m平台板传来7.15×1.7×0.5=6.08kN/m梁自重(除板部分)1.2×0.2×0.4×25=2.4kN/m 23.2kN/m8.4.3内力计算弯矩设计值剪力设计值(近似取计算跨度计算，偏于安全)8.4.4配筋计算梁有效高度h0=400−35=365mm受弯计算：选配318受剪计算：hw/b=＜4则由选用A8双肢箍，得s=250mm，取A8@100，满足要求。9现浇混凝土板设计9.1构件编号:LB9.1.1示意图9.2计算信息1.几何参数计算跨度:Lx=3600mm;Ly=8000mm板厚:h=100mm2.材料信息混凝土等级:C30fc=14.3N/mm2ft=1.43N/mm2ftk=2.01N/mm2Ec=3.00×104N/mm2钢筋种类：HRB400fy=360N/mm2Es=2.0×105N/mm2最小配筋率:ρ=0.200%纵向受拉钢筋合力点至近边距离:as=20mm保护层厚度:c=15mm3.计算方法:弹性板4.边界条件(上端/下端/左端/右端):固定/固定/固定/固定5.设计参数结构重要性系数:γo=1.00泊松比:μ=0.2009.3计算参数:1.计算板的跨度:Lo=3600mm2.计算板的有效高度:ho=h-as=100-20=80mm9.4配筋计算(lx/ly=3600/8100=0.4375<2.000所以按双向板计算)9.4.1X向底板钢筋（1）确定X向板底弯矩Mx=表中系数(γG×qgk+γQ×qqk)×lo2=(0.0386+0.0054×0.200)×(1.200×1.500+1.400×2.000)×3.52=2.238kN·m（2）确定计算系数αs=γo×Mx/(α1×fc×b×ho×ho)=1.00×2.368×106/(1.00×14.3×1000×80×80)=0.026（3）计算相对受压区高度ξ=0.026（4）计算受拉钢筋面积As=α1×fc×b×ho×ξ/fy=1.000×14.3×1000×80×0.026/360=83mm2（5）验算最小配筋率ρ=As/(b×h)=83/(1000×100)=0.083%ρ<ρmin=0.200%不满足最小配筋要求所以取面积为As=ρmin×b×h=0.200%×1000×100=200mm2采取方案A8@2009.4.2Y向底板钢筋（1）确定Y向板底弯矩My=表中系数(γG×qgk+γQ×qqk)×lo2=(0.0054+0.0386×0.200)×(1.200×1.500+1.400×2.000)×3.52=0.742kN·m（2）确定计算系数αs=γo×Mx/(α1×fc×b×ho×ho)=1.00×0.785×106/(1.00×14.3×1000×80×80)=0.009（3）计算相对受压区高度ξ=0.009（3）计算受拉钢筋面积As=α1×fc×b×ho×ξ/fy=1.000×14.3×1000×80×0.009/360=27mm2（4）验算最小配筋率ρ=As/(b×h)=27/(1000×100)=0.027%ρ<ρmin=0.200%不满足最小配筋要求所以取面积为As=ρmin×b×h=0.200%×1000×100=200mm2，采取方案A8@2009.4.3X向支座左边钢筋（1）确定左边支座弯矩Mox=表中系数(γG×qgk+γQ×qqk)×lo2=0.0815×(1.200×1.500+1.400×2.000)×3.52=4.595kN·m（2）确定计算系数αs=γo×Mx/(α1×fc×b×ho×ho)=1.00×4.861×106/(1.00×14.3×1000×80×80)=0.053（3）计算相对受压区高度ξ=0.055（4）计算受拉钢筋面积As=α1×fc×b×ho×ξ/fy=1.000×14.3×1000×80×0.055/360=174mm2（5）验算最小配筋率ρ=As/(b×h)=174/(1000×100)=0.174%ρ<ρmin=0.200%不满足最小配筋要求所以取面积为As=ρmin×b×h=0.200%×1000×100=200mm2，采取方案A8@2009.4.4X向支座右边钢筋（1）确定右边支座弯矩Mox=表中系数(γG×qgk+γQ×qqk)×lo2=0.0815×(1.200×1.500+1.400×2.000)×3.62=4.595kN·m（2）确定计算系数αs=γo×Mx/(α1×fc×b×ho×ho)=1.00×4.861×106/(1.00×14.3×1000×80×80)=0.053（3）计算相对受压区高度ξ=0.055（4）计算受拉钢筋面积As=α1×fc×b×ho×ξ/fy=1.000×14.3×1000×80×0.055/360=174mm2验算最小配筋率ρ=As/(b×h)=174/(1000×100)=0.174%ρ<ρmin=0.200%不满足最小配筋要求所以取面积为As=ρmin×b×h=0.200%×1000×100=200mm2，采取方案A8@2009.4.5Y向上边支座钢筋（1）确定上边支座弯矩Moy=表中系数(γG×qgk+γQ×qqk)×lo2=0.0571×(1.200×1.500+1.400×2.000)×3.62=3.218kN·m（2）确定计算系数αs=γo×Mx/(α1×fc×b×ho×ho)=1.00×3.404×106/(1.00×14.3×1000×80×80)=0.037（3）计算相对受压区高度：ξ=0.038（4）计算受拉钢筋面积As=α1×fc×b×ho×ξ/fy=1.000×14.3×1000×80×0.038/360=120mm2（5）验算最小配筋率ρ=As/(b×h)=120/(1000×100)=0.120%ρ<ρmin=0.200%不满足最小配筋要求所以取面积为As=ρmin×b×h=0.200%×1000×100=200mm2，采取方案A8@2009.4.6Y向下边支座钢筋（1）确定下边支座弯矩Moy=表中系数(γG×qgk+γQ×qqk)×lo2=0.0571×(1.200×1.500+1.400×2.000)×3.62=3.218kN·m（2）确定计算系数αs=γo×Mx/(α1×fc×b×ho×ho)=1.00×3.404×106/(1.00×14.3×1000×80×80)=0.037（3）计算相对受压区高度ξ=0.038（4）计算受拉钢筋面积As=α1×fc×b×ho×ξ/fy=1.000×14.3×1000×80×0.038/360=120mm2（5）验算最小配筋率ρ=As/(b×h)=120/(1000×100)=0.120%ρ<ρmin=0.200%不满足最小配筋要求所以取面积为As=ρmin×b×h=0.200%×1000×100=200mm2，采取方案A8@18010柱下独立基础设计10.1设计依据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)10.1.1示意图10.2计算信息 构件编号:J-1 计算类型:验算截面尺寸10.2.1几何参数矩形柱宽bc=500mm矩形柱高hc=500mm基础端部高度h1=300mm基础根部高度h2=300mm基础长度B1=1700mmB2=1700mm基础宽度A1=1700mmA2=1700mm10.2.2材料信息基础混凝土等级:C30ft=1.43N/mm2fc=14.3N/mm2柱混凝土等级:C30ft=1.43N/mm2fc=14.3N/mm2 钢筋级别:HRB400fy=360N/mm210.2.3计算信息结构重要性系数:γo=1.0基础埋深:dh=1.550m纵筋合力点至近边距离:as=40mm最小配筋率:ρmin=0.100%基础及其上覆土的平均容重:γ=20.000kN/m310.2.4作用在基础顶部荷载标准组合值F=1728.000kNMx=8.000kN·m My=0.000kN·mVx=0.000kNVy=0.000kNks=1.35Fk=F/ks=1728.000/1.35=1280.000kNMxk=Mx/ks=8.000/1.35=5.926kN·m10.2.5修正后的地基承载力特征值fa=169.000kPa10.3计算参数1、基础总长Bx=B1+B2=1.700+1.700=3.400m2、基础总宽By=A1+A2=1.700+1.700=3.400m3、基础总高H=h1+h2=0.300+0.300=0.600m4、底板配筋计算高度ho=h1+h2-as=0.300+0.300-0.040=0.560m5、基础底面积A=Bx×By=3.400×3.400=11.560m26、Gk=γ×Bx×By×dh=20.000×3.400×3.400×1.500=346.800kNG=1.35×Gk=1.35×346.800=468.180kN10.4计算作用在基础底部弯矩值Mdxk=Mxk-Vyk×H=5.926-0.000×0.600=5.926kN·m Mdx=Mx-Vy×H=8.000-0.000×0.600=8.000kN·mMdyk=Myk+Vxk×H=0.000+0.000×0.600=0.000kN·mMdy=My+Vx×H=0.000+0.000×0.600=0.000kN·m10.5验算地基承载力10.5.1验算轴心荷载作用下地基承载力Pk=(Fk+Gk)/A=(1280.000+346.800)/11.560=140.727kPa因为γo×Pk=1.0×140.727=140.727kPa≤fa=169.000kPa所以轴心荷载作用下地基承载力满足要求。10.5.2验算偏心荷载作用下的地基承载力因Mdyk=0Pxkmax=Pxkmin=(Fk+Gk)/A=(1280.000+346.800)/11.560=140.727kPaeyk=Mdxk/(Fk+Gk)=5.926/(1280.000+346.800)=0.004m因为，所以y方向小偏心Pykmax=(Fk+Gk)/A+6×|Mdxk|/(By2×Bx) =(1280.000+346.800)/11.560+6×|5.926|/(3.4002×3.400)=141.631kPaPykmin=(Fk+Gk)/A-6×|Mdxk|/(By2×Bx)=(1280.000+346.800)/11.560-6×|5.926|/(3.4002×3.400)=139.822kPa10.5.3确定基础底面反力设计值Pkmax=(Pxkmax-Pk)+Pykmax-Pk)+Pk=(140.727-140.727)+(141.631-140.727)+140.727=141.631kPaγo×Pkmax=1.0×141.631=141.631kPa≤1.2×fa=1.2×169.000=202.800kPa偏心荷载作用下地基承载力满足要求。10.6基础冲切验算10.6.1计算基础底面反力设计值1、计算x方向基础底面反力设计值ex=Mdy/(F+G)=0.000/(1728.000+468.180)=0.000m因为ex≤Bx/6.0=0.567m，所以x方向小偏心Pxmax=(F+G)/A+6×|Mdy|/(B2x×By) =(1728.000+468.180)/11.560+6×|0.000|/(3.4002×3.400)=189.981kPaPxmin=(F+G)/A-6×|Mdy|/(B2x×By)=(1728.000+468.180)/11.560-6×|0.000|/(3.4002×3.400)=189.981kPa2、计算y方向基础底面反力设计值ey=Mdx/(F+G)=8.000/(1728.000+468.180)=0.004m因为ey≤By/6=0.567，所以y方向小偏心Pymax=(F+G)/A+6×|Mdx|/(B2y×Bx)=(1728.000+468.180)/11.560+6×|8.000|/(3.4002×3.400) =191.202kPa Pymin=(F+G)/A-6×|Mdx|/(B2y×Bx)=(1728.000+468.180)/11.560-6×|8.000|/(3.4002×3.400)=188.760kPa3、因Mdx≠0并且Mdy=0Pmax=Pymax=191.202kPaPmin=Pymin=188.760kPa计算地基净反力极值Pjmax=Pmax-G/A=191.202-468.180/11.560=150.702kPa10.6.2柱对基础的冲切验算1．因为(H≤800)，所以βhp=1.02．x方向柱对基础的冲切验算（1）x冲切面积Alx=max((A1-hc/2-ho)×(bc+2×ho)+(A1-hc/2-ho)2,(A2-hc/2-ho)×(bc+2×ho)+(A2-hc/2-ho)2=max((1.700-0.500/2-0.560)×(0.500+2×0.560)+(1.700-0.500/2-0.560)2,(1.700-0.500/2-0.560)×(0.500+2×0.560)+(1.700-0.500/2-0.560)2)=max(2.234,2.234)=2.234m2（2）x冲切截面上的地基净反力设计值Flx=Alx×Pjmax=2.234×150.702=336.654kNγo×Flx=1.0×336.654=336.65kN因为γo×Flx≤0.7×βhp×ft×bm×ho=0.7×1.000×1.43×1060×560=594.19kN所以x方向柱对基础的冲切满足规范要求。3．y方向柱对基础的冲切验算（1）y冲切面积Aly=max((B1-bc/2-ho)×(hc+2×ho)+(B1-bc/2-ho)2,(B2-bc/2-ho)×(hc+2×ho)+(B2-bc/2-ho)2)=max((1.700-0.500/2-0.560)×(0.500+2×0.560)+(1.700-0.500/2-0.560)2,(1.700-0.500/2-0.56)×(0.500+2×0.560)+(1.700-0.500-0.560)2/2) =max(2.234,2.234)=2.234m2 （2）y冲切截面上的地基净反力设计值 Fly=Aly×Pjmax=2.234×150.702=336.654kNγo×Fly=1.0×336.654=336.65kN因为γo×Flx≤0.7×βhp×ft×bm×ho=0.7×1.000×1.43×1060.000×560=594.19kN所以y方向柱对基础的冲切满足规范要求。10.7柱下基础的局部受压验算因为基础的混凝土强度等级大于等于柱的混凝土强度等级，所以不用验算柱下扩展基础顶面的局部受压承载力。10.8基础受弯计算因Mdx≠0，Mdy=0并且ey≤By/6=0.004m，所以y方向单向受压且小偏心a=(By-hc)/2=(3.400-0.500)/2=1.450mP=((By-a)×(Pmax-Pmin)/By)+Pmin=((3.400-1.450)×(191.202-188.760)/3.400)+188.760=190.161kPaMI=1/48×(Bx-bc)2×(2×By+hc)×(Pmax+Pmin-2×G/A)=1/48×(3.400-0.500)2×(2×3.400+0.500)×(191.202+188.760-2×468.180/11.560)=382.38kN·mMII=1/12×a2×((2×Bx+bc)×(Pmax+P-2×G/A)+(Pmax-P)×Bx)=1/12×1.4502×((2×3.400+0.500)×(191.202+190.161-2×468.180/11.560)+(191.202-190.161)×3.400)=384.79kN·m10.9计算配筋10.9.1计算基础底板x方向钢筋Asx=γo×MI/(0.9×ho×fy)=1.0×382.38×106/(0.9×560.000×270)=2810.0mm2Asx1=Asx/By=2810.0/3.400=826mm2Asx1=max(Asx1,ρmin×H×1000)=max(826,0.100%×600×1000)=826mm2选择钢筋16@20010.9.2计算基础底板y方向钢筋Asy=γo×MII/(0.9×ho×fy)=1.0×384.79×106/(0.9×560.000×270)=2827.7mm2Asy1=Asy/Bx=2827.7/3.400=832mm2Asy1=max(Asy1,ρmin×H×1000)=max(832,0.100%×600×1000)=832mm2选择钢筋16@200PAGE86PAGE85中信华庭附属第一中学教学楼建筑结构设计参考文献1.规范、规程类：[1］JGJ36—2005，宿舍建筑设计规范[S]．北京：中国建筑工业出版社，2005.[2］GB50010—2010，混凝土结构设计规范[S]．北京：中国建筑工业出版社，2011.[3］GB50003—2011，砌体结构设计规范[S]．北京：中国建筑工业出版社，2012.[4］GB50011—2010，建筑抗震设计规范[S]．北京：中国建筑工业出版社，2010.[5］GB50007—2011，建筑地基基础设计规范[S]．北京：中国建筑工业出版社，2012.[7］GB/T50001—2010，房屋建筑制图统一标准[S]．北京：人民出版社，2011.[8］GB50009—2012，建筑结构荷载规范[S]．北京：中国建筑工业出版社，2012.[10］GB50352—2005，民用建筑设计通则[S]．北京：中国建筑工业出版社，2005.[12］GB/T50105－2001，建筑结构制图标准[S]．北京：中国计划出版社，2002.[13］GB50016—2006，建筑设计防火规范[S]．北京：中国计划出版社，2006.[14］GB50204—2002，混凝土结构工程施工质量验收规范[S]．北京：中国建筑工业出版社，2011.2.一般参考用书及文献：[1］熊丹安.混凝土结构基本原理[M]．武汉：武汉理工大学出版社，2005.[2］熊丹安.混凝土结构设计[M]．武汉：武汉理工大学出版社，2006.[3］高丽燕等.土木工程制图[M].北京:中国建筑工业出版社,2006.[4］熊丹安等.建筑结构（第五版）[M].广州:华南理工大学出版社,2011.[5］何斌等编著建筑制图.第五版[M].北京：高等教育出版社.2005[6］赵西平等.房屋建筑学[M].北京:中国建筑工业出版社,2006.[7］郭继武.建筑抗震设计（第三版）[M].北京:中国建筑工业出版社,2011.[8］韩建刚等.土力学与基础工程[M].重庆:重庆大学出版社,2010.[9］王焕定等.结构力学[M].北京:清华大学出版社,2006.[10］黄孟生等.工程力学[M].北京:清华大学出版社,2006.[11］杨志勇.土木工程专业毕业设计手册（第二版）[M].武汉：武汉理工大学出版社.2006.[12］夏明进，霍达.基于系统可靠度指标的建筑框架结构设计[N].北京工业大学学报.2006,32(3).[13］蒋欢军，吕西林.钢筋混凝土框架结构层间位移角与构件变形关系研究[J].地震工程与工程振动.2009,29(2).[14］姚子强.设置框架结构构造柱的几个问题[J].广东建材.2006(5).[15］傅剑平，张川，白绍良.钢筋混凝土抗震框架节点各机构传递剪力的定量分析[N].建筑结构学报.2005,26(1).[16］杜振雨，王勤旺.工程结构设计现状及存在问题的粗浅认识和分析[J].网络财富.2009(11).[17］苏红军.对建筑工程框架结构设计的几点思考.城市建设理论研究（电子版）[J].2012(21).[18］张钦加.框架结构设计技术措施[J].西部探矿工程.2007,19(8).[19］范福平，王卫英，刘延春，尹彦伟，潘永战.上部结构-基础-地基相互作用问题分析[N].青岛理工大学学报.2006,27(2).[20］YUHongfa,SUNWei,ZHANGYunsheng,GUOLiping,LIMeidan.DurabilityofConcreteSubjectedtotheCombinedActionsofFlexuralStress,Freeze-thawCyclesandBitternSolutions[J].JournalofWuhanUniversityofTechnology-Mater.Sci.Ed.Dec.2008.[21］TIANMing-ge，YIWei-jian.Dynamicbehaviorofreinforcedconcreteflamestructureduringconstruction[J].JOURNALOFCENTRALSOUTHUNIVERSITYOFTECHNOLOGY(ENGLISHEDITION).2008,15(3).[22］Xing-pingLai,Fen-huaRen,Yong-pingWu,Mei-fengCai.Comprehensiveassessmentondynamicroofinstabilityunderfracturedrockmassconditionsint11eexcavationdisturbedzone[J].INTERNATIONALJOURNALOFMINERALS,METALLURGYANDMATERIALS.2009,16(1).[23］ChenXin，YanShi，JiBaojian.Pseudo-dynamictestandnumericalsimulationofhigh-strengthconcreteframestructurereinforcedwithhigh-strengthrebars[J].EARTHQUAKEENGINEERINGANDENGINEERINGVIBRATION.2011,10(2).[24］徐秀丽等.混凝土框架构设计[M].北京:中国建筑工业出版社,2008.致谢通过3个多月的紧张忙碌，我的毕业设计终于搞一段落了，在这里我要感谢我的指导老师——周婧老师在此期间，老师对我们的毕业设计给予的精心的指导，提出的许多最关键的意见与建议，尤其在各个设计阶段中，老师帮我们讲述设计思路，言传身教，让我们学会如果查找资料，如何进行合理的设计，如果把毕业设计做得更完美等等，都将让我们受益终生。同时也要感谢同学们，在结构计算时给我提供了很多的帮助，使我能按时的完成设计。在此我表示深深的感谢！借此机会，同时也也深深地感谢在这四年来教育我们、关心我们和帮助我们的老师们，祝你们身体健康，工作顺利！附录（图纸另册）基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究基于单片机的嵌入式Web服务器的研究MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器单片机控制的二级倒立摆系统的研究基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现基于单片机的蓄电池自动监测系统基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制基于单片机的自动找平控制系统研究基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现一种基于单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于双单片机冲床数控系统的研究基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制基于单片机的软起动器的研究和设计基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究HYPERLINK