教学楼毕业设计.docx
- 文档编号:27819262
- 上传时间:2023-07-05
- 格式:DOCX
- 页数:17
- 大小:49.68KB
教学楼毕业设计.docx
《教学楼毕业设计.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《教学楼毕业设计.docx(17页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
教学楼毕业设计
教学楼毕业设计
土木工程专业本科
毕业设计
某学院综合教学楼(框架结构)
班级:
0459班
学号:
025号
姓名:
任金花
某学院综合教学楼(框架结构)
设计说明书
一、建筑设计
二、结构设计
建筑设计
一、工程概况;
该工程为某学院综合教学楼,该教学楼工程已经城市规划局审定批准。
该综合教学楼为钢筋混凝土框架结构,建筑面积为:
4064.1m2,层高为:
3.9m,总层数为6层。
二、建筑说明
1、建筑布置:
供学生上课的教室(32-34个),语言教室(1-2个),计算机房及办公室(2个),电教室及办公室(1-2个),资料室及办公室(2个),每层设教师休息室1个,男女厕所各1个。
2、平面处理
平面柱网采用3.6m*6.0m及3.6m*3.0m柱网,横向3跨,跨度为15.0m,纵向为12跨,跨度为43.2m,布置整齐。
3、立面处理
因综合教学楼布置较整齐,立面没有高低凹凸之感,以平面为主,外墙采用外墙涂料喷涂,对窗户及雨棚等加以颜色区别,起点缀作用。
4、基础处理
基础采用C30钢筋混凝土条形基础,C10混凝土垫层100mm厚,基底标高为:
-2.3m。
5、交通布置
采用内走廊布置,设一个楼梯,供交通使用。
6、采光
为保证各教室的采光度,采用天然采光及照明辅助方式,窗采用塑钢,门采用木材。
7、通风、水电暖部分
通风采用自然通风,全楼均用热水采暖,除走廊用吸顶灯外,其他均用日光灯照明,门厅可设壁灯,各房间均有插座。
三、工程做法及说明
1、内墙:
采用普通内墙涂料,做法详见05J1
2、外墙:
采用高级外墙涂料喷涂墙面,做法详见05J1
3、屋面:
三毡四油撒绿豆砂,150mm厚1:
8水泥焦渣找坡,冷底子油热沥青各一道,20mm厚的水泥砂浆找坡,40mm厚的钢筋混凝土整浇层,预应力空心板,吊项。
4、楼面:
水磨石地面,50mm厚钢筋混凝土整浇层,预应力空心板,吊项。
5、地面:
厕所地面铺瓷砖;语言教室、计算机房、电教室铺木地板;其余地面均为水磨石地面,做法详见05J1
6、顶棚:
做法详见05J1
7、其他:
做法详见05J1
结构设计
一、设计资料
二、结构方案论证
三、结构选型及主要工程做法
四、结构布置及结构计算简图确定
五、荷载计算
六、内力计算
七、内力组合
八、截面设计
九、楼面设计
十、基础设计
十一、绘制施工图
一、设计资料
1、设计标高:
室内设计标高为:
室外高差450mm
2、工程地质条件:
建筑物场地位于渭河
级阶地上,地形较平坦,勘测表明,场地地层从上到下由素填土和黄土状土构成,其中素填土层厚1.4-2.5m以下为黄土状土层,其主要物理、力学指标为:
W=26.0Y=19.8KN/m3e=0.9Sr=87.4%d=2.7Wp=14.6W1=25.3a=0.42Mpa-1Es=4.74Mpafk=150Kpa
场地为级非自重湿陷型黄土场地,地下水位标高为-8.6m,在多雨季节无显著变化,地下水位无侵蚀性,土壤冻结深度为-0.5m,冰冻期为35天,室内外计算温度T=-8℃-32℃
3、气象条件
某地区:
最热月平均温度27.3℃(绝对最高气温41.7℃),最冷月平均温度-1.7℃(绝对最低气温-20.6℃)。
空气相对温度:
最热月平均72%,最冷月平均70%,主导风向:
冬夏季为东北风,基本风压:
0.35KN/m2,基本雪压值:
0.3KN/m2。
4、抗震设防
某地区为8度抗震设防,二类场地设计。
二、结构方案特征
鉴于本建筑物为综合教学楼,跨度大,隔墙少,由结构规范可知,地震区的框架结构不超过10层,高度不超过45m,本建筑共6层,高度为:
3.9*6=23.4m故采用现浇全框架结构,混合承重方案。
三、结构选型及主要工程做法
本结构为现浇全框架结构,层高为3.9m,横向3跨,跨度为6.0m、3.0m、6.0m,纵跨为12跨,跨度为3.6m.
1、屋面做法:
三毡四油撒绿豆砂,150mm厚1:
8水泥焦渣找坡,冷底子油热沥青各一道,20mm厚的水泥砂浆找坡,40mm厚的钢筋混凝土整浇层,预应力空心板,吊项。
2、楼面做法:
水磨石地面,50mm厚钢筋混凝土整浇层,预应力空心板,吊项。
3、门窗做法:
窗全部选用塑钢窗,门除一层门厅外,门廊处采用铝合金门外,其余均采用木门。
4、墙身做法:
墙身采用加气混凝土砌块填充,用M5混合砂浆砌筑,内粉刷采用混合砂浆打底,厚20mm,内墙涂料两遍;外墙采用1:
3水泥砂浆打底,厚20mm,高级外墙涂料喷涂。
5、雨棚结构:
选用现浇方式,从框架梁上挑出。
6、过梁:
均以框架梁代替过梁。
7、基础:
条形基础。
8、地基:
基础埋深-1.85m,土方开挖至黄土层,3:
7灰土处理至基底处.
四、结构布置及结构计算简图确定
1、结构平面布置如图:
2、梁、柱截面尺寸初估算:
(1)框架梁
横向框架梁:
高度通常取h=1/8-1/12,宽度通常取b=(1/2-1/3)h,AB、CD跨:
取h=600mm,b=300mm;BC跨:
取h=400mm,b=250mm;
纵向框架梁:
AD轴:
取h=400mm,b=250mm;
BC轴:
取h=400mm,b=250mm;取h=600mm,b=300mm;
(2)框架柱:
框架柱截面取:
500mm*500mm.
(3)板:
现浇板厚取100mm.
(4)选用材料:
框架梁柱采用C30混凝土,板采用C20混凝土,钢筋采用
、
级
3、结构计算简图确定
根据地质资料确定基础顶面离室外地面为550mm,由此得出底层层高为:
3.9+0.45+0.55=4.9m,各梁柱构件的线刚度计算如下:
AB、CD跨梁:
i=2E*1/12*0.3*0.63/6=18*10-4E(m3)
BC跨梁:
i=2E*1/12*0.25*0.43/3=8.89*10-4E(m3)
E层柱:
i=E*1/12*0.5*0.53/3.9=13.35*10-4E(m3)
底层柱i=E*1/12*0.5*0.53/4.9=10.63*10-4E(m3)
(注:
在求梁截面惯性矩时考虑现浇楼板作用,取I=2I0,I0为不考虑楼板翼缘作用的梁截面惯矩)
五荷载计算
1、恒载计算
(1)屋面框架梁线荷载标准值:
a屋面恒载:
二毡三油防水层:
0.35KN/m2
20mm厚1:
2水泥砂浆找平层:
0.02*20=0.4KN/m2
100-140mm厚膨胀珍珠岩保温层:
(0.1+0.14)/2*7=0.7KN/m2
100mm厚现浇板:
0.1*25=2.5KN/m2
15mm厚底板抹灰:
0.015*20=0.3KN/m2
屋面恒载:
4.23KN/m2
b屋面梁自重及侧粉刷:
ABCD跨梁自重:
0.3*0.6*25=4.5KN/m
粉刷:
2*(0.6-0.1)*0.02*17=0.34KN/mKN/m
合计:
4.84KN/m
BC跨梁自重:
0.25*0.4*25=2.5KN/m
粉刷:
2*(0.4-0.1)*0.02*17=0.2KN/m
合计:
2.7KN/m
C屋面梁的线荷载:
gTAB1=gTCD1=4.84KN/mgTBc1=2.7KN/m
gTAB2=gTCD2=4.39*3.9=17.12KN/mgTBc2=gTCD1=4.39*3=13.17KN/m
(2)楼面框架梁线荷载标准值:
20mm厚水磨石面层:
0.02*24=0.48KN/m2
20mm厚水泥砂浆找平层:
0.02*20=0.4KN/m2
100mm厚现浇板:
0.1*25=2.5KN/m2
15mm厚底板抹灰:
0.015*20=0.3KN/m2
楼面荷载:
3.68KN/m2
b框架梁及粉刷填充墙自重:
边跨AB、CD梁及侧粉刷:
4.84KN/m
边跨填充墙自重:
0.25*(3.6-0.6)*12=9KN/m
边跨填充墙墙面粉刷:
(3.6-0.6)*0.02*2*17=2.04KN/m
合计:
11.04KN/m
中跨BC梁及梁侧粉刷:
2.7KN/m
C中间层框架梁线荷载:
gAB1=gCD1=4.84+11.04=15.88KN/mgBc1=2.7KN/m
gAB2=gCD2=3.68*3.6=13.25KN/mgBc2=3.68*3=11.04KN/m
(3)屋面框架节点集中荷载标准值:
a边柱连系梁自重:
0.3*0.6*3.6*25=16.2KN/m
粉刷:
0.02*(0.6-0.1)*2*39*17=1.23KN/mKN/m
合计:
17.43KN/m
600mm高女儿墙自重:
0.6*3.9*0.24*19=9.85KN/m
粉刷:
0.6*0.02*2*3.9*17=1.47KN/m
连续梁传来屋面自重:
1/2*3.9*(1/2*3.9)*4.39=14.22KN/m
顶层边节点集中荷载:
GTA=GTD=42.97KN/m
b中间连系梁自重:
0.25*0.4*3.6*25=9KN/m
粉刷:
0.02*(0.4-0.1)*2*3.6*17=0.74KN/m
连续梁传来屋面自重:
1/2*(3.9*2-3)*1.5*4.39=13.83KN/m
1/2*3.9*(1/2*3.9)*4.39=14.22KN/m
顶层边节点集中荷载:
GTB=GTC=37.79KN/m
(4)楼面框架节点集中荷载标准值:
a边柱连系梁自重:
0.3*0.6*3.6*25=16.2KN/m
粉刷:
0.02*(0.6-0.1)*2*39*17=1.23KN/m
铝合金窗自重:
3.4*2.3*0.5=3.91KN/m
墙体自重:
(1.3-0.6)*0.25*3.4*12=7.14KN/m
粉刷:
0.7*0.02*2*3.4*17=1.62KN/m
连续梁传来屋面自重:
1/2*3.9*(1/2*3.9)*3.68=13.99KN/m
中间层边节点集中荷载:
GA=GD=69.57KN/m
b中柱连系梁自重:
9.75KN/m
粉刷:
0.8KN/m
内纵墙自重:
3.4*3.2*0.25*12=32.64
粉刷:
3.4*3.2*0.02*2*17=7.4
扣除门洞加上门窗:
-2.4*1.0*0.25*12+2.4*1.0*0.7=-5.52
框架柱自重:
22.5
粉刷:
1.53
连续梁传来屋面自重:
1/2*(2.9*2-3)*1.5*3.68=13.25KN/m
1/2*3.9*(1/2*3.9)*3.68=13.99KN/m
顶层边节点集中荷载:
GB=GC=96.34KN/m
(5)恒载作用下的结构计算简图
2、楼面活荷载计算
楼面活荷载作用下的结构计算简图
活荷载:
屋面活荷载:
1.5KN/M2,教师楼面活荷载:
2.0
走廊楼面活荷载:
2.5
各荷载值计算如下
PTAB=PTCD=1.5*3.9=5.85
PTBC=1.5*3=4.5
PTA=PTD=1/2*3.9*1/2*1.5*3.9*1.5=5.7
PTB=PTc=1/2*3.9*1/2*3.9*1.5+1/2*(3.9*2-3)*1.5*1.5=11.10
PAB=PCD=2.0*3.9=7.8
PBc=2.5*3=7.5
PA=PD=1/2*3.9*1/2*3.9*2.0=7.605
PB=PC=1/2*3.9*1/2*3.9*2.0+1/2(.3.9*2-3)*1.5*2.5=16.605
3.风荷载计算
风压标准值计算公式为W=BZ*U8*UZWO
该结构高度为25。
6M〈30M,取结构体型为矩形,取W=1.3.Uz查《荷载规范》可得其值。
当Uz﹤1.0时,取Uz=1.0,将风荷载换算成作用于框架每层节点上得集中荷载,表中A为一榀框架每层节点的受风面积计算结果如下:
风荷载作用下结构计算简图见图5
4地震作用计算:
该结构设计仅考虑地震水平作用,因该建筑物高度小于40米。
以剪力计算为主,因质量和刚度沿高度分布;比较均匀。
故采用底部剪力法计算水平地震作用力。
(!
)计算各层的总重力荷载代表值。
屋面G=4.23*43.7*15.5=2865.192N
屋面雪荷载:
0.2*43.7*15.5=135.47取50﹪,则为67.74KN
纵横梁自重:
(4.84*6.0*2+2.7*3)*13+(4.84*4.37*2.7*43.7)=1519.34
框架柱自重:
0.52*【(3.6-0.6)*30+(3.9-0.4)*22】*25=1002.522KN
粉刷:
1.25*0.02*(3*30+3.2*22)*1.77=68.17KN
楼面恒载:
3.68*48.6*16.2=2897.34KN
楼面活荷载:
2.0*6.6*2*48.6+2.5*3*48.6=1647.54KN取50﹪,则为823.77KN
标准层纵横墙自重:
S=(48.6*2+16.2*2-3.0*0.5)*(3.6-0.6)+(48.6*2-5.7-3.9+6.6*1.3-3.7*0.5)*3.2-(3.4*2.3*11*2+5.2+2.3*2+0.5*2.3*2+4*1.2*0.6)-(2.4-1.0*18)=114.6*3+154.9*3.2-(210.34+43.2)=585.94㎡
G=585.94*3.68=2156.26KN
铝合金窗自重:
210.34*0.5=105.17KN
木门自重:
43.2*0.7=30.24KN
底层纵横墙自重:
S=114.6*3+(3.9*8*2+3.9+6.6*12-28*0.5)*3.2-(3.4*2.3*22+5.2*2.3*1)-(2.53*2+5.2*3)-(1*2.4*13)=14.6*3+123.7*32-184-30.6-31.2=493.84㎡
K=493.84*3.68=1817.33KN
铝合金窗自重:
184*0.5=92KN
铝合金门自重:
30.6*0.5=15.3KN
木门自重:
31.2*0.7=28.84KN
所以:
1817.33+92+15.3+21.84=1964.4Kn
顶层重力荷载:
3456.33+78.73+1668.7+1070.67+2291.67=8566.1KN
二~六层重力荷载:
2897.34+823.77+166.87+1070.67=2291.67
=8752.15KN
低层重力荷载:
2879.34+823.79+1669.7+1070.67+1946.67
=8406.95KN
2)计算2,地震影响系数:
按经验公式确定结构的基本自振自期:
T1=0.22+0.035H/B1/3,式中H为结构总高度:
6*3.9+4.6=28mB为结构总宽度:
6*2+3=15m
所以T1=0.22+0.035*21.2/16.21/3=0.5824S
按设防烈度为8度,由《规范》查得水平地震影响系数最大值amax=0.16
按近震Ⅱ3类场地查得特征周期Tg=0.305,则地震得影响系数a为a=(Tq/T1)M.9amax=(0.3/0.15824)0.9*0.16=0.088
3)计算结构的总重力荷载代表值Ge
Ge=∑G12=8566+875*5+8407=607332KN
4)计算地震作用标准值:
(本结构有13榀框架)1
Fek=Z1Geg=Z10.85Ge=0.088*0.85*60733=4542.8KN
Fek=Fek总/13=4542.8/13=349.52KN
5)计算每榀框架承受的地震作用Fi
因为F1=0.5824S>1.4TG=1.4*0.3=0.42S
考虑顶部附加地震作用系数Sn=0.087+0.07=0.08*0.5824+0.07=0.11
所以顶部附加水平水平地震作用△Fn=SnFEK=0.117*349.5=40.89KN
Fi=Gi*Hi/∑Gi*Hi*FEK(1-Sn)
地震作用力计算
层次
Hi(m)
Gi(KN)
GiHi(KN.M)
Fi(KN)
6
22.6
8752
197795
65.1
5
19.0
8752
166288
54.8
4
15.4
8752
134781
44.4
3
11.8
8752
103274
34.0
2
8.3
8752
71766
23.6
1
4.6
8407
38672
12.7
六.内力计算
1.恒载作用下的内力计算:
恒载(竖向荷载)作用下的内力计算采用分层法
柱与浅刚度取框架柱实际浅刚度的0.9倍
1)弯矩分配系数:
2)顶层内力计算:
图8(a)中梁上分布荷载由矩形和梯形两部分组成,根据固定端弯矩相等的原则,先将梯形分布荷载及三角形分布荷载Fe为等效均布荷载图8(b)
a=1.95/6.6=0.295
g边=gTb1+(1-2a2+a3)gtB2
=4.84+(1-0.2952+0.2952)*17.12=19.42KN
gk=gTBC1+5/8gTBC2=2.7+5/8*13.17=10.93KN
结构内力可以用弯矩分配法计算,并可利用结构对称性取二分之一的结构计算,各杆的固端弯矩为:
MAB=MBA=1/2g边t边=1/12*19.42*6.62=70.49KN.m
Mcb=1/6g1中t2中=1/6*9.6*1.52=4.1KN.m
3)二~六层的内力计算
计算解图同顶层
G边=gAB1+(1-222+23)gAB2
=15.88+(1-2*0.2952+0.2953)*14.35
=28.10
G`中=gBC1+5/8gBC2=2.7+5/8*11.04=9.6KN
MAB=MBA=1/12g`边t2边=1/12*28.10*6.62
=102.0KN.m
MBC=1/3*9.6*1.52=7.2KN.m
MCB=1/6g`中t2=1/6*9.6*1.52=3.6KN.m
4)底层内力计算:
g边=28.10KN.mg中=9.6KN.m
MAB=MBA=102KN.mMBC=7.2KN.mMCB=3.6KN.m
(5)将各层分层法求得的弯矩图叠加,可得整个框架结构在恒载作用下的弯矩图,并进而可求得框架各梁柱的剪力和轴力,框架的弯矩图,轴力图,剪力图,见图13、14.
欲求跨中弯矩,则不能按等效分布荷载计算,而需要根据求得的支座弯矩和等距的实际荷载分布,按平衡条件计算。
①顶层边跨
M1中=1/8*4.84*6.62=26.35
M2中=17.12*(1/3*1.952+1/4*2.7*6.6-1/8*2.72)=82.37
M中=-(40.64+53.53)/2+26.35+82.37=61.64
②中间层
M1中=1/8*15.88*6.62=86.47
M2中=14.35*(1/3*1.952+1/4*2.7*6.6-1/8*2.72)=69.00
M中=-(75.3+84.32)/2+86.47+69=75.7
③底层
M中=-(73.04+82.86)/2+86.47+69.04=77.56
2、楼面活荷载作用下的计算
活荷载作用下的内力计算采用分层法,考虑到活荷载的
分布最不利组合,各层楼面活荷载的布置又能不利组合,采用弯矩分配法计算,计算结果见图15.
3、风荷载作用下的内力图
风荷载作用下的内力计算采用D值法,计算过程见图16
由图5风荷载作用下结构计算见图可见。
风荷载分布近似看作均布荷载柱反弯点高度y。
由规范中查得,然后计算各柱的弯矩值,并由节点平衡条件计算得梁的弯矩值,最后以梁为脱离体,求得梁内剪力,自上而下逐层叠加节点左右的梁端剪力,求得柱内轴力,如图17,
a.剪力在各柱间分配(KN)
b.各柱反弯点及柱端弯矩
P6=8.18
VP6=13.93
K=1.13
K=1.74
Y0=0.407
Y0=0.437
a=0.36
a=0.47
M上=6.45
M上=7.49
V6=3.02
V6=3.94
M下=4.42
M下=6.20
P5=7.79
VP5=21.72
K=1.13
K=1.74
Y0=0.450
Y0=0.450
a=0.36
a=0.47
M上=9.33
M上=12.18
V5=4.71
V5=6.15
M下=7.63
M下=9.96
P4=7.28
VP4=29
K=1.13
K=1.74
Y0=0.457
Y0=0.487
a=0.36
a=0.47
M上=12.30
M上=15.16
V4=6.29
V4=8.21
M下=10.35
M下=14.39
P3=6.64
VP3=35.44
K=1.13
K=1.74
Y0=0.457
Y0=0.487
a=0.36
a=0.47
M上=15.4
M上=18.63
V3=7/73
V3=10.09
M下=12.72
M下=17.69
P2=6.39
VP2=42.03
K=1.13
K=1.74
Y0=0.500
Y0=0.500
a=0.36
a=0.47
M上=16.40
M上=21.42
V2=9.4
V2=211.90
M下=16.40
M下=21.42
P1=6.79
VP1=48.82
K=1.45
K=2.23
Y0=0.606
Y0=0.550
a=0.57
a=0.65
M上=20.66
M上=26.93
V1=11.40
V1=13.01
M下=31.78
M下=32.92
5、地震作用下的内力计算
内力计算采用D值法,过程见图19
由图6地震荷载作用下结构计算图可见,地震荷载分布沿竖向倒三角形分布,各柱反弯点、高度y,由规范中查得从而进行计算。
弯矩图,简力图,轴力图见图20、21
F=65.1
VF6=180
F=1.31
F=1.74
g=0.45
g=0.45
a=0.36
a=0.47
M上=71.3
M上=100.9
V6=39.04
V6=50.96
M下=63.24
M下=82.56
F=54.74
VF5=234.8
F=1.31
F=1.74
g=0.457
g=0.487
a=0.36
a=0.47
M上=199.54
M上=122.78
V5=50.92
V5=66.48
M下=83.77
M下=116.55
F=44.4
VF4=279.2
F=1.31
F=1.74
g=0.457
g=0.487
a=0.36
a=0.47
M上=98.31
M上=145.99
V4=60.55
V4=79.05
M下=99.62
M下=138.59
F=34.2
VF3=313.2
F=1.31
F=1.74
g=0.5
g=0.5
a=0.36
a=0.47
M上=122.26
M上=139.02
V3=67.92
V3=88.68
M下=122.26
M下=159.62
F=23.6
VF2=336.8
F=1.31
F=1.74
g=0.5
g=0.5
a=0.36
a=0.47
M上=131.47
M上=
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 教学楼 毕业设计