综合教学楼设计含任务书.docx
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综合教学楼设计含任务书
综合教学楼设计
资料目录
1.
学术声明………………………………………………………………
1~1页
2.
***********学院本科毕业设计…………………………
1~63页
3.
***********学院本科毕业设计任务书………………
1~1页
4.
***********学院本科毕业设计开题报告……………
1~2页
5.
***********学院本科毕业设计中期检查表…………
1~1页
6.
***********学院本科毕业设计答辩记录表…………
1~1页
7.
***********学院本科毕业设计成绩评定汇总表……
1~1页
8
***********学院本科毕业设计文献综述……………
1~7页
9
***********学院本科毕业设计外文翻译……………
1~16页
10
***********学园本科毕业设计工作总结……………
1~1页
11
其他反应研究成果的资料(如公开发表的论文复印件、效益证明等)………………………………………………………………
~页
***********学院
本科毕业设计
秦皇岛市***********教学楼
院(系、部)名称:
专业名称:
学生姓名:
学生学号:
指导教师:
2013年5月15日
***********学院教务处制
学术声明
本人呈交的学位论文,是在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果,所有数据、图片资料真实可靠。
尽我所知,除文中已经注明引用的内容外,本学位论文的研究成果不包含他人享有著作权的内容。
对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体,均已在文中以明确的方式标明。
本学位论文的知识产权归属于***********学院。
本人签名:
日期:
指导教师签名:
日期:
摘 要
本设计为5层框架结构教学楼,总建筑面积约3962.88m2,主体结构高度约19.8m。
地处7度抗震设防区域,场地土类为2类。
结构设计是本设计的重点。
本设计的计算内容主要有:
结构设计方面:
先根据轴压比确定柱和墙的截面尺寸及梁跨度估算梁板截面,计算出各构件的几何特征值和结构体系刚度特征值;然后对单,双向楼板进行内力计算和配筋;其次是按其分配墙所受的水平荷载作用,计算建筑物的自重质量。
用D值法计算水平风荷载和地震作用下的内力和位移(其中用底部剪力法计算地震作用,本建筑物的质量和刚度沿高度分布比较均匀、高度为17.7m<40m、以剪切变形为主,所以适用于底部剪力法计算地震作用)。
计算出建筑物在竖向荷载作用下产生的内力。
思路是计算结构横方向的总抗侧刚度,计算结构基本自振周期,计算在水平荷载下产生的内力。
进行内力值调幅后计算内力组合,以最不利内力进行梁、柱的配筋计算。
按弹性方法对楼梯和基础进行配筋。
关键词:
框架结构;抗侧刚度;底部剪力法
Abstract
Thedesignforthe5-storeyframestructureofschoolbuilding,atotalconstructionareaofabout3962.88m2,themainstructureofanaltitudeofabout17.7m.7degreesseismicfortificationislocatedintheregion,soiltypeisacategory2.Structuraldesignisthefocusofthisdesign.Thedesignofthemainterms:
structuraldesignaspects:
firstaxialcompressionratiodeterminedinaccordancewithcolumnsandwallsofthesectionsizeandbeamspanestimatesbeamcrosssection,calculatedthegeometriccharacteristicsofthevariouscomponentsofstiffnessandstructuralcharacteristicsofthevaluesystemandsecondlywallssufferedtheirdistributionisthelevelofload,thecalculationofthequalityofbuildingself-respect.Thecalculationofthebasicstructureofthenaturalcycle,thecalculationofthelevelofwindloadsandseismicshearwallundertheinternalforcesanddisplacement(ofwhichcalculatedusingshearatthebottomoftheearthquake,thebuildingStiffnessalongthehighqualityandrelativelyuniformdistribution,theheightof17.7m<40m,mainlytosheardeformation,appliedtothebottomofshearmethodearthquake).Calculatedinthebuildingsunderverticalloadoftheinternalforces.Thinkingiscalculatedstructureofthehorizontaldirectionofthelateralrigidity,inthecalculationofthelevelloadtheinternalforces.Internalforceiscalculatedafteracombinationofinternalforces,internalforcesinthemostunfavorabletobeamsandcolumnsreinforcedcalculation.Reinforcementfloorcalculation:
theflexibleapproachoftheroofslab,areinforcedfloorandstaircasesreinforcement.
Keywords :
framestruture;resistlateralstiffness;bottomshearforcemethod
中文摘要及关键词………………………………………………………Ⅰ
Abstract…………………………………………………………………Ⅰ
正文…………………………………………………………………………1
第一章设计任务及要求……………………………………………………1
1.1设计原始资料…………………………………………………………1
1.1.1工程概况……………………………………………………………1
1.1.2自然条件……………………………………………………………1
第二章结构方案总说明……………………………………………………1
2.1材料选择…………………………………………………………………1
2.1.1钢筋选择………………………………………………………………1
2.1.2砼强度的选择…………………………………………………………1
2.2构件截面尺寸选择………………………………………………………1
2.2.1梁的截面尺寸…………………………………………………………2
2.2.2板的设计………………………………………………………………2
2.2.3柱的设计………………………………………………………………2
2.3荷载统计…………………………………………………………………2
2.3.1.竖向荷载………………………………………………………………2
(1)屋面…………………………………………………………………3
(2)楼面荷载(教室)…………………………………………………4
(3)各层走廊楼面………………………………………………………4
2.3.2梁荷载…………………………………………………………………4
2.3.3墙体及其他构件………………………………………………………4
(1)檐口……………………………………………………………………4
(2)女儿墙…………………………………………………………………4
(3)雨篷…………………………………………………………………4
(4)2~5层砌体内墙……………………………………………………4
(5)底层内墙………………………………………………………………4
(6)2~5层砌体外墙………………………………………………………4
(7)底层外墙………………………………………………………………5
2.3.4风荷载…………………………………………………………………5
2.4截面几何特性……………………………………………………………6
2.4.1惯性矩…………………………………………………………………6
2.4.2线刚度…………………………………………………………………6
第三章结构方案设计计算………………………………………………6
3.1框架结构的内力计算和荷载效应组合及侧移计算……………………6
3.1.1楼面板的内力计算(单向板)………………………………………7
(1)梁板截面尺寸选择…………………………………………………7
(2)板的配筋计算………………………………………………………7
3.1.2走廊上的双向板计算…………………………………………………7
(1)简图…………………………………………………………………8
(2)弯矩设计值……………………………………………………………8
(3)配筋计算………………………………………………………………8
3.1.3纵向次梁配筋设计……………………………………………………8
3.2.风荷载作用下的框架内力计算…………………………………………9
3.2.1各杆相对线刚度及相关尺寸…………………………………………9
3.2.2框架柱反弯点高度计算………………………………………………10
3.2.3风荷载作用下的框架内力……………………………………………11
3.2.4风荷载作用下的侧移计算……………………………………………12
3.3.框架的荷载效应组合(非抗震组合时)………………………………13
3.3.1.组合公式………………………………………………………………13
3.3.2.控制截面内力组合值………………………………………………13
3.3.3.荷载效应组合………………………………………………………13
(1)框架梁的内力组合表…………………………………………………14
(2)框架柱的内力组合表…………………………………………………21
3.4水平地震作用下的框架计算……………………………………………22
3.4.1.框架的抗震等级…………………………………………………………22
3.4.2.场地和特征周期值………………………………………………………22
3.4.3.重力荷载代表值…………………………………………………………22
3.4.4.结构自振周期T1………………………………………………………23
3.4.5.地震影响系数α…………………………………………………………23
3.4.6.计算水平地震作用标准值………………………………………………23
3.4.7.水平地震作用产生的框架内力…………………………………………24
(1)各柱剪力值……………………………………………………………24
(2)各柱反弯点高度y……………………………………………………24
(3)水平地震作用产生的框架内力…………………………………………25
(4)地震作用效应和其他荷载效应的基本组合…………………………26
(5)水平地震作用下的框架弹性侧移验算………………………………33
3.5竖向荷载作用下的框架内力计算………………………………………33
3.5.1竖向荷载作用下的框架内力计算………………………………………33
(1)受荷情况…………………………………………………………………33
(2)计算简图…………………………………………………………………34
3.5.2恒荷载作用下的框架内力………………………………………………35
3.5.3活荷载作用下的框架内力………………………………………………39
3.6配筋………………………………………………………………………41
3.6.1框架梁的配筋……………………………………………………………42
3.6.2框架柱配筋………………………………………………………………45
(1)底层柱……………………………………………………………………47
(2)顶层柱……………………………………………………………………52
3.6.3框架的基础设计…………………………………………………………55
1.设计资料……………………………………………………………………55
2.按独立基础设计……………………………………………………………55
3.6.4楼梯设计………………………………………………………………57
1.楼梯板计算…………………………………………………………………58
2.平台板计算…………………………………………………………………59
3.平台梁计算…………………………………………………………………60
参考文献……………………………………………………………………61
1设计任务及要求
1.1设计原始资料
1.1.1工程概况
本建筑为某五层教学楼,建筑面积为4665.6m2,位于秦皇岛市西港区,耐久年限为50年,7度设防,结构类型为框架结构。
1.1.2自然条件
1、建设地带、地形及周边条件(环境):
该地区抗震设防烈度为7度,抗震等级为三级
设计地震动参数amax=0.08,Tg=0.35s
2、气象:
全年主导风向:
东南风
基本风压为:
0.55kN/m2(B类场地)
本雪压为:
0.20kN/m2
3、水文、地质:
根据工程地质勘测报告,拟建场地地势平坦,土质为粘性土,没有夹层,其承载力的标准值为120kN/m2,可作为天然地基持力层。
地下水位距地表最低为-3.0m,对建筑物基础无影响。
第二章结构方案总说明
2.1材料选择
2.1.1钢筋选择:
梁柱HRB335fy=300N/mm2
构造钢筋箍筋HPB235fy=210N/mm2
2.1.2砼强度的选择:
C30fc=14.3N/mm2ft=1.43N/mm2Ec=3.00×10N/mm2
2.2构件截面尺寸选择
如图2-2见下页
图2-2
2.2.1梁的截面尺寸
横向框架梁h=lo/12~lo/8=6600/12~6600/8=550~825取h=800mm
b=h/2~h/4=350~175取b=300mm
且h/b=2.6<4符合要求
纵向框架梁h=lo/12~lo/8=9000/12~9000/8=750~1125取h=800mm
b=h/2~h/4=350~175取b=300mm
且h/b=2.5<4符合要求
次梁h×b=400mm×200mm
2.2.2板的设计
按最小高跨比要求h/lo≥1/35
取h=100mm,则100/2200≥1/35符合要求
2.2.3柱的设计
底层:
内柱令b≥H/15=5200/15=347mm取500mm×500mm
外柱取500mm×500mm
标准层及顶层:
内柱b≥H/15=390/15=260取500mm×500mm
外柱取500mm×500mm
2.3荷载统计
2.3.1.竖向荷载
(1)屋面
恒荷载:
铝基涂料0.5KN/m2
15厚细纱保护层17×0.015=0.255KN/m2
沥青卷材防水层0.05KN/m2
20厚抗裂砂浆0.020×20KN/m3=0.4KN/m2
120厚加强型水泥石膏聚苯保温板0.17KN/m3×0.12=0.0204KN/m2
100厚钢筋砼楼面板24KN/m3×0.1=2.4KN/m2
15厚石灰砂浆抹灰顶棚17KN/m3×0.015=0.255KN/m2
合计8804KN/m2
活荷载标准值:
不上人屋面0.5KN/m2
(2)楼面荷载(教室)
恒荷载:
10厚陶瓷地砖20KN/m3×0.01=0.2KN/m2
5厚水泥胶结合层16KN/m3×0.01=0.08KN/m2
15厚1:
3水泥砂浆找平层20KN/m3×0.015=0.3KN/m2
100厚钢筋砼楼面板24KN/m3×0.1=2.4KN/m2
15厚石灰砂浆抹灰顶棚17KN/m3×0.015=0.255KN/m2
合计3.235KN/m2
活荷载标准值:
教室2.0KN/m2
教室走廊2.5KN/m2
屋面0.5KN/m2
(3)各层走廊楼面
水磨石地面10m面层,20mm水泥砂浆打底,素水泥浆结合层一道0.45KN/m2
100厚钢筋砼板25×0.4=2.5KN/m2
5厚混合砂浆抹灰17×0.005=0.085KN/m2
合计3.04KN/m2
2.3.2梁荷载
(1)次梁(10厚抹灰层,200×400)
25×0.2×(0.4-0.1)+0.01×0.3×2×17+0.2×0.01×17=1.64KN/m
(2)主梁(10厚抹灰层,300×700)
25×(0.7-0.1)×0.3+0.01×(0.7-0.1)×2×17+0.3×0.01×17=4.7KN/m
2.3.3墙体及其他构件
(1)檐口(200宽)
15厚1:
3水泥砂浆找平层20KN/m3×0.2×0.015=0.06KN/m
SBS改性沥青卷材0.3KN/m2×0.2=0.06KN/m
卷材胶结剂0.2×3KN/m2=0.6KN/m
15厚1:
3水泥砂浆找平层20KN/m3×0.2×0.015=0.06KN/m
10厚轻集料砼找坡层12KN/m3×0.2×0.01=0.024KN/m
10厚钢筋砼板25KN/m3×0.2×0.1=0.05KN/m
合计1.304KN/m
(2)女儿墙(600高370宽)
普通砖18KN/m3×0.6×0.37=4.0KN/m
水泥砂浆20KN/m3×0.015×0.9=0.27KN/m
涂料0.05KN/m2×(0.9×2+0.37)=0.11KN/m
合计4.38KN/m
(3)2~5层砌体内墙(每堵)
砖重18KN/m3×0.24×(3.9×9.0-2×2.1×0.9)=135.30KN
门重0.5KN/m2×2.1×0.9×2=1.89KN
水泥砂浆2×20KN/m2×0.015×(3.9×9.0-2×2.1×0.9)=18.79KN
8厚陶瓷面砖2×19.8KN/m3×0.008×(3.9×9.0-2×2.1×0.9)=9.92KN
合计165.9KN/9=18.43KN/m
(5)底层内墙
18×0.24×(4.2×9-2×2.1×0.9)+0.5×2.1×0.9×2+2×20×0.015×(4.2×9-2×2.1×0.9)+2×19.8×0.008×(4.2×9-2×2.1×0.9)=20.01KN
(6)2~5层砌体外墙
砖重18KN/m3×0.37×(3.9×9.0-2×1.8×1.8)=190.61KN
窗重0.5KN/m2×1.8×1.8×2=3.24KN
20厚石灰砂浆7KN/m3×0.02×(3.9×9-2×1.8×1.8)=9.73KN
80厚充气石膏板13.5KN/m3×0.08×(3.9×9-2×1.8×1.8)
=30.91KN
水泥砂浆20KN/m3×0.015×(3.9×9.0-2×1.8×1.8)=8.59KN
5厚水泥胶结合板0.4KN/m2×(3.9×9-2×1.8×1.8)=11.45KN
细石窗台2×26.4KN/m2×0.37×1.8×0.08=2.81KN
合计257.34/9=28.59KN/m
(7)底层外墙
18×0.37×(4.2×9-2×1.8×1.8)+0.5×1.8×1.8×2+17×0.02×(4.2×9-2×1.8×1.8)+13.5×0.08×(4.2×9-2×1.8×1.8)+20×0.015×(4.2×9-2×1.8×1.8)+0.4×(4.2×9-2×1.8×1.8)+2×26.4×0.37×1.8×0.08=281.04/9=31.23KN/m2
2.3.4风荷载
由设计条件,Wo=0.55KN/m2,按C类粗糙度可查得在30m,20m,15m,10m,5m处为1.00,0.84,0.74,0.74,0.74、风荷载体型系数迎风面为+0.8,背风面为-0.5
左风:
F5=0.55×(0.8+0.5)×1.00×9.0×(3.9/2+0.6)=16.41KN
F4=0.55×(0.8+0.5)×0.84×9.0×3.9=21.08KN
F3=0.55×(0.8+0.5)×0.74×9.0×3.9=18.57KN
F2=0.55×(0.8+0.5)×0.74×9.0×3.9=18.57KN
F1=0.55×(0.8+0.5)×0.74×9.0×(3.9/2+4.65/2)=20.36KN
风荷载标准值
图2-3-1
2.4截面几何特性
2.4.1惯性矩
中框架梁2.0Io边框架梁1.5Io
梁Io=bh3/12=300×7503/12=1.055×1010
柱Io=bh3/12=500×5003/12=5.21×109
故边框架梁I=2.0Io=2.11×1010
中框架梁I=2.0Io=2.11×1010
2.4.2线刚度i=EI/l
l:
对楼层取层高,对底层柱取基础顶面至二层楼板顶面
框架梁取柱轴线间距离
故边框架梁i=EI/l=1.583×1010E/6600=3.20×106E
中框架梁i=EI/l=2.11×1011E/66
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