廣南中學教學綜合樓設計畢業(yè)設計計算書.doc

南昌廣南中學教學綜合樓設計the design of office-and-teaching building complex of Guang Nang middle school in nanchang總計 畢業(yè)設計（論文） 49 頁 表 格 12 個插 圖 11 幅摘要本計算書是針對南昌工程學院土木工程專業(yè)2011級畢業(yè)設計南昌廣南中學教學綜合樓設計的書面成果。本教學樓為五層現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結構，長72m，寬17.4m，層高3.3m。整個設計分為建筑設計和結構設計兩部分。建筑設計根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范和畢業(yè)設計任務書的要求對教學樓進行了合理的平面布置。由于本建筑不屬于高層建筑，故在結構設計中不考慮風荷載和地震荷載。首先選擇一榀框架為本次手算的對象，明確計算簡圖和各個計算參數(shù)，計算豎向荷載、水平荷載，進而計算出各種荷載作用下的內力，然后對各種內力進行組合，從中挑選出一組或多組最不利內力組合進行截面配筋計算。最后完成了梁柱配筋、板配筋、基礎配筋等各構件施工圖的繪制。在結構設計部分，下載excel計算表格進行力矩分配的電算，將電算結果同手算結果進行對比、分析，以保證計算成果的可靠性。關鍵詞:教學樓、框架結構、抗震設計、excel IAbstract The calculations for Nanchang Institute of Civil Engineering Specialty 2011 class Graduation - The written results of Nanchang Guangnan middle school complex building design. The school building is five-situ reinforced concrete frame structure, length 72m, width 17.4m, story 3.3m. The whole design is divided into two parts, architectural design and structural design. Architectural design according to existing norms and graduation requirements of the design task book teaching building for a reasonable layout. Since this building does not belong to the high-rise buildings, it is not considering wind load and earthquake load in structural design. I select a frame as the object of count, clearly diagrams and calculate various calculation parameters, calculate vertical load, horizontal load, then calculate the internal force under various loads. And calculate the various internal force, pick out the most unfavorable combination of one or more sets of internal forces from a section reinforcement. Finally completed the beams reinforcement, plate reinforcement and foundation reinforcement components such as working drawing. In the structural design section, I download excel spreadsheet to calculate the torque distribution, the results were compared with the results of the hand count, analyzed to ensure the reliability of the results of the calculation.Keywords: teaching building, frame structure, seismic design, excelII目錄摘要IAbstractII第一章 工程概況11.1項目名稱11.2建筑組成及面積分配（面積上下浮動在10以內）11.2.1教學區(qū)用房11.2.2教學管理區(qū)用房11.2.3其它約1000平方米11.3建筑標準11.3.1層高和層數(shù)11.3.2屋面21.3.3墻面21.3.4裝修21.4設計規(guī)范21.5場地工程地質條件件(參考初步工地勘察報告)31.5.1地形地貌31.5.2地層構成31.5.3水文地質條件31.5.4場地抗震性能31.5.5場區(qū)地層分布情況3第二章 結構選型與布置52.1結構平面布置52.2主要構件選型、材料選擇和構件尺寸初選52.2.1主要構件選型52.2.2材料選擇52.3框架幾何尺寸52.3.1橫向框架梁52.3.2縱向框架梁62.3.3次梁62.3.4框架柱62.3.5樓板厚62.4梁、柱的跨（高）度（取一榀框架計算）62.4.1邊跨梁的跨度62.4.2中間跨的跨度62.4.3柱高62.5結構計算簡圖62.5.1柱線慣性矩62.5.2底層柱線剛度62.5.3其它層柱線剛度62.5.4邊跨梁的慣性矩72.5.5邊跨梁的線剛度72.5.6中間跨的慣性矩72.5.7中間跨的線剛度72.5.8分配系數(shù)7第三章 框架計算83.1屋面恒載83.2樓面恒載83.3構件自重83.4固端彎矩103.4.1邊跨103.4.2中跨103.5節(jié)點分配系數(shù)的計算103.6恒荷載的作用下內力分析123.7活荷載及其內力分析153.7.1屋面活荷載153.7.2樓面活荷載153.7.3內力分析163.8框架梁內力組合193.9框架柱內力組合213.9.1框架邊柱（D、A)在恒載作用下的軸力213.9.2框架中柱（C、B)在恒載作用下的軸力223.9.3框架邊柱（D、A)在活載作用下的軸力243.9.4框架中柱（C、B)在活載作用下的軸力253.10框架梁的配筋計算293.10.1跨中正截面293.10.2支座正截面293.10.3支座斜截面303.11框架柱的配筋計算303.11.1縱向受力鋼筋303.11.2箍筋計算31第四章 基礎設計334.1確定基礎底面積334.1.1按軸心受壓估算334.2基礎高度計算344.3基礎底板配筋計算35第五章 板配筋計算365.1走廊單向板365.1.1荷載計算365.1.2內力及配筋計算365.2次梁的設計375.2.1荷載計算375.2.2內力及配筋計算375.3雙向板樓板設計395.3.1荷載計算395.3.2彎矩計算40第六章 樓梯設計436.1梯段板計算436.1.1確定板厚436.1.2荷載計算436.1.3內力計算446.1.4配筋計算446.2平臺板的計算446.2.1荷載計算（取1m寬板帶計算）446.2.2內力計算456.2.3配筋計算456.3平臺梁的計算456.3.1荷載計算456.3.2內力計算456.3.3配筋計算46結論47參考文獻48致謝49南昌工程學院本科畢業(yè)設計第一章 工程概況1.1項目名稱本工程為南昌廣南中學教學綜合樓，建筑場地地勢平坦，各種設施滿足要求，擬建教學樓為五層鋼筋混凝土框架結構體系，建筑面積約5000m2，建筑體型組合可為單一或組合型（可根據(jù)各部分功能具體情況靈活安排），室外有停車場及綠化布置。1.2建筑組成及面積分配（面積上下浮動在10以內）1.2.1教學區(qū)用房教學區(qū)總建筑面積為2800平方米，主要作為日常教學使用（1）普通教室：約75m2 若干（2）多媒體教室：約60m2（4個）（3）電腦房：約120m2（2個）1.2.2教學管理區(qū)用房該區(qū)總建筑面積為1200平方米，主要作為教室日常辦公管理（1）語數(shù)外等等各科教研室及相關行政機構辦公室：約30-45 m2（15個）（2）圖書閱覽室：300 m2（1個）（3）教具倉庫：100 m2（2個）（4）小會議室：60m2（1個）（5）大會議室：150 m2（1個）1.2.3其它約1000平方米（1）交通面積：若干走道 樓梯 過廳等（2）男女廁所：30-45 m2（每層2個）1.3建筑標準1.3.1層高和層數(shù)（1）門廳等：3.9m4.2m(層高)（2）主要用房：3.3m3.6m(層高)（3）層數(shù)：46層1.3.2屋面柔性防水上人屋面1.3.3墻面外墻為240厚空心磚，隔墻為200厚空心磚或輕質隔墻1.3.4裝修（1）外墻：面磚、涂料、石材、集石、噴涂等（2）內墻：衛(wèi)生間 瓷磚貼面至吊頂高，其余房間為普通粉刷。（3）樓地面：會議室為木地板，衛(wèi)生間為防滑地磚，其他均為地磚地面。（4）頂棚為輕鋼龍骨礦棉板吊頂。（5）門窗：噴塑鋁合金外門窗或塑料外門窗，內門為木門，其他視設計需要而定1.4設計規(guī)范本項目將按中國國家已頒布之各規(guī)范及地方規(guī)范進行設計，幷同時參考規(guī)范修改送審稿，具體如下：(1) 建筑結構設計術語和符號標準 GB/T50083-97(2) 建筑抗震設防分類標準 GB50223-2010(3) 工程結構設計基本術語和通用符號 GBJ132-90(4) 建筑結構可靠度設計統(tǒng)一標準 GB 50068-2001(5) 建筑結構荷載規(guī)范 GB50009-2010(6) 建筑抗震設計規(guī)范 GB50011-2010(7) 混凝土結構設計規(guī)范 GBJ50010-2010(8) 鋼結構設計規(guī)范 GB 50017-2003(9) 高層民用建筑鋼結構技術規(guī)程 JGJ99-98(10) 高層建筑箱形與筏形基礎技術規(guī)范 JGJ6-99(11) 建筑樁基技術規(guī)范 JGJ94-94(12) 江西地區(qū)建筑地基基礎勘察設計規(guī)范 DBJ01-501-92(13) 高層建筑混凝土結構技術規(guī)程 JGJ3-2010(14) 人民防空地下室設計規(guī)范 GB 50038-94(15) 地下工程防水技術規(guī)范 GB 50108-2001(16) 建筑地基基礎設計規(guī)范 GB50007-2002(17) 型鋼混凝土組合結構技術規(guī)程 JGJ138-20011.5場地工程地質條件件(參考初步工地勘察報告)1.5.1地形地貌本場地地貌上為永定河沖洪積扇中下部，第四系地層厚度大于130m。場地地形較平坦，自然地面標高在39.00m左右。1.5.2地層構成擬建場地地基土層主要為永定河多次沖洪積形成的沖洪積層，在勘探深度130m 范圍內地基土層主要為粉土、粉質粘土、細中砂及卵石、礫石組成，在垂直方向上形成多次沉積韻律。1.5.3水文地質條件根據(jù)初步鉆探資料，自然地面下30m 深度范圍內主要有3層地下水；第一層為上層滯水，初步勘察未發(fā)現(xiàn)該層水；第二層為潛水，靜止水位標高在+24.40 +23.99m之間，埋深14.38 14.74m；第三層為承壓水，靜止水位標高約在22.58m，埋深約為16.20m。上述各層地下水水質對混凝土結構及鋼筋混凝土中的鋼筋均無腐蝕性，但在干濕交替情況下對鋼筋混凝土結構中的鋼筋均具有弱腐蝕性。1.5.4場地抗震性能根據(jù)建筑抗震設計規(guī)范（GB50011-2010），擬建場地的抗震設防烈為VI 度，場地土類型為中硬土，建筑場地類別為I 類。根據(jù)現(xiàn)場標準貫入試驗與剪切波速試驗結果分析判定：擬建場地屬非液化地基。有關場地地震安全性評估，參見地震局發(fā)出的相關報告。1.5.5場區(qū)地層分布情況巖土工程初步勘察所揭露的130 米深度范圍內地層，按沉積年代成因類型可分為人工堆積層和第四系沉積層兩大類，而按地層巖性及工程特性又可進一步劃分為18 個主要土層，自上而下分布情況如下表。表1.5.5層序土層名稱層底標高(m)1人工填土+37.2+35.22粉土夾粉質粘土+30.7+27.93中砂夾粉細砂+26.3+24.44圓礫+20.8+19.45粉土+14.8+13.36卵石夾中粗砂+6.5+1.37粉質粘土+0.8-1.68卵石-4.5-6.59粉質粘土-12.5-14.510中砂-15.4-17.911粉質粘土-28.5-31.012圓礫夾中砂-42.7-44.413粉質粘土-49.014中砂-57.115粉質粘土-71.716卵石-80.217粉質粘土-90.918圓礫-91.33南昌工程學院本科畢業(yè)設計第二章 結構選型與布置2.1結構平面布置根據(jù)建筑功能要求及結構布置，結構平面布置圖如下圖2-1 結構平面布置圖2.2主要構件選型、材料選擇和構件尺寸初選2.2.1主要構件選型（1）梁、板、柱和樓梯結構形式：現(xiàn)澆鋼筋混凝土（2）墻體：外墻、內墻和女兒墻為240mm厚空心磚，隔墻為200mm厚輕質空心磚（3）基礎：柱下鋼筋混凝土獨立基礎2.2.2材料選擇（1）梁、板、柱、樓梯和基礎統(tǒng)一使用標號C30的混凝土 C30:,;（2）主受力鋼筋為HRB335級鋼筋 HRB335：2.3框架幾何尺寸2.3.1橫向框架梁(1)DC:(2)CB:(3)BA:2.3.2縱向框架梁2.3.3次梁2.3.4框架柱2.3.5樓板厚2.4梁、柱的跨（高）度（取一榀框架計算）2.4.1邊跨梁的跨度DC:8.4；BA: 6.62.4.2中間跨的跨度CB：2.42.4.3柱高（1）底層柱高：設基礎底面標高為2.5，基礎高度為1，所以底層柱高為3.3+2.5-1=4.8（2）其它層柱高：3.32.5結構計算簡圖2.5.1柱線慣性矩2.5.2底層柱線剛度2.5.3其它層柱線剛度2.5.4邊跨梁的慣性矩（1）DC: （2）BA: 2.5.5邊跨梁的線剛度（1）（2）2.5.6中間跨的慣性矩CB:2.5.7中間跨的線剛度CB: 2.5.8分配系數(shù)設，則,圖2.5.8 框架計算簡圖51第三章 框架計算3.1屋面恒載瀝青防水卷材 0.3520mm厚水泥砂漿找平 200.02=0.465mm厚聚苯乙烯板保溫層 0.20.065=0.013120mm厚現(xiàn)澆混凝土樓板 250.12=315mm厚板底抹灰 170.015=0.26三氈四油柔性防水層 0.440厚水泥石灰砂漿3找平層 140.04=0.56 合計：4.983.2樓面恒載10mm厚水磨石面層 0.520mm厚水泥砂漿打底 0.65120mm厚現(xiàn)澆混凝土樓板 250.12=315mm厚板底抹灰 170.015=0.26 合計：4.413.3構件自重橫向框架梁自重(DC) 0.30.6525=4.85 (CB) 0.30.325=2.25 (BA) 0.30.625=4.5縱向框架梁自重 0.30.725=5.25墻重 0.2411=2.64隔墻 0.23.38=5.28屋頂女兒墻 0.241.211=3.17標準柱 0.60.63.325=29.7底層柱 0.60.64.825=43.2角柱 （0.90.9-0.30.3）3.325=59.4鋁合金窗 0.5木門 0.2折疊門 0.15其中，屋面梁上線荷載：樓面梁上線荷載：圖3.3 恒荷載作用分布圖3.4固端彎矩3.4.1邊跨頂層：DC= BA=標準層：DC= BA=3.4.2中跨頂層：標準層：3.5節(jié)點分配系數(shù)的計算頂層分配系數(shù)計算如下，其他各層見表3.5節(jié)點D：,節(jié)點C: ,節(jié)點B: ,節(jié)點A:,表3.5 節(jié)點分配系數(shù)計算表節(jié)點D各桿端分配系數(shù)節(jié)點C各桿端分配系數(shù)節(jié)點B各桿端分配系數(shù)節(jié)點A各桿端分配系數(shù)頂層D5C50.33C5D50.3B5C50.1A5B50.67D5D40.67C5B50.1B5A50.3A5A40.33C5C40.6B5B40.6標準層D4C40.2C4D40.19B4C40.06A4B40.2D4D50.4C4B40.06B4A40.19A4A50.4D4C30.4C4C50.38B4B50.38A4A30.4C4C30.37B4B30.37底層D1C10.23C1D10.21B1C10.07A1B10.23D1D20.46C1B10.07B1A10.21A1A20.46D1D00.31C1C20.43B1B20.43A1A00.31C1C00.29B1B00.293.6恒荷載的作用下內力分析圖3.6 恒荷載作用下彎矩圖內力計算采用力矩二次分配法，計算過程如圖3.6.1上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁0.330.670.30.60.1偏心矩偏心矩-112.90112.90-1.0837.2675.64-33.55-67.09-11.1830.90-16.7737.82-29.563.17-4.66-9.47-3.43-6.86-1.1463.50-63.50113.75-103.51-10.230.40.40.20.190.380.370.06-154.52154.521.0861.8161.8130.90-29.56-59.13-57.57-9.3418.6330.90-14.7815.45-33.55-29.562.69-13.90-13.90-6.958.5417.0916.642.7066.5478.81-145.35148.95-75.58-70.50-2.870.40.40.20.190.380.370.06-154.52154.521.0861.8161.8130.90-29.56-59.13-57.57-9.3430.9030.90-14.7815.45-28.79-29.562.69-18.81-18.81-9.417.6415.2814.882.4173.9073.90-147.80148.05-72.63-72.26-3.160.40.40.20.190.380.370.06-154.52154.521.0861.8161.8130.90-29.56-59.13-57.57-9.3430.9035.54-14.7815.45-28.79-33.452.69-20.66-20.66-10.338.3816.7616.322.6572.0576.68-148.73148.79-71.16-74.71-2.920.460.230.310.210.430.290.07-154.52154.521.0871.0835.5447.90-32.68-66.91-45.12-10.8930.900.00-16.3423.95-28.790.003.13-6.70-3.35-4.520.360.730.490.1295.2832.19-127.47146.15-94.96-44.63-6.56D16.1C-22.32圖3.6.1 恒荷載作用下內力計算分析D-C左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱0.10.60.30.330.67偏心矩偏心矩1.08-64.5464.546.3538.0819.04-21.30-43.24-5.5917.02-10.659.52-18.13-0.08-0.47-0.232.845.771.7654.63-56.3855.60-55.600.060.380.370.190.20.40.41.08-90.6490.645.3734.0333.1417.02-18.13-36.26-36.26-4.6719.0417.02-9.068.51-21.62-18.13-1.34-8.48-8.26-4.246.2512.5012.500.4544.5941.89-86.9387.27-45.38-41.890.060.380.370.190.20.40.41.08-90.6490.645.3734.0333.1417.02-18.13-36.26-36.26-4.6716.5717.02-9.068.51-18.13-18.13-1.19-7.54-7.35-3.775.5511.1011.100.5943.0642.81-86.4686.57-43.28-43.280.060.380.370.190.20.40.41.08-90.6490.645.3734.0333.1417.02-18.13-36.26-36.26-4.6716.5719.26-9.068.51-18.13-20.85-1.33-8.39-8.17-4.206.0912.1912.190.4642.2144.22-86.8987.11-42.20-44.920.070.430.290.210.230.460.311.08-90.6490.646.2738.5125.9718.81-20.85-41.69-28.10-5.4516.570.00-10.429.40-18.130.00-0.05-0.30-0.20-0.152.014.012.701.8554.7825.77-82.4081.20-55.81-25.39B12.89A-12.7圖3.6.1 恒荷載作用下內力計算分析B-A3.7活荷載及其內力分析3.7.1屋面活荷載屋面不上人時活荷載為0.53.7.2樓面活荷載樓面活荷載為2.0圖3.7.2 活荷載作用分布圖3.7.3內力分析頂端：DC: BA: 標準層：DC: BA: 圖3.7.3 活荷載作用下彎矩圖內力計算過程如圖3.7上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁0.330.670.30.60.1偏心矩偏心矩-8.478.472.805.67-2.54-5.08-0.856.79-1.272.84-6.450.24-1.82-3.701.012.020.347.76-7.769.78-9.51-0.270.40.40.20.190.380.370.06-33.9333.9313.5713.576.79-6.45-12.89-12.55-2.041.406.79-3.223.39-2.54-6.450.58-1.98-1.98-0.990.951.911.860.3012.9918.37-31.3631.83-13.53-17.15-1.150.40.40.20.190.380.370.06-33.9333.9313.5713.576.79-6.45-12.89-12.55-2.046.796.79-3.223.39-6.28-6.450.58-4.14-4.14-2.071.663.333.240.5316.2216.22-32.4432.54-15.85-15.76-0.930.40.40.20.190.380.370.06-33.9333.9313.5713.576.79-6.45-12.89-12.55-2.046.797.80-3.223.39-6.28-7.290.58-4.55-4.55-2.271.823.653.550.5815.8116.83-32.6432.70-15.52-16.30-0.880.460.230.310.210.430.290.07-33.9333.9315.617.8010.52-7.13-14.59-9.84-2.386.790.00-3.565.26-6.280.000.68-1.48-0.74-1.000.070.150.100.0220.917.06-27.9732.14-20.72-9.74-1.67D3.53C-4.87圖3.7 活荷載作用下內力計算分析D-C左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱0.10.60.30.330.67偏心矩偏心矩-4.834.830.482.901.45-1.59-3.24-0.423.68-0.800.72-3.87-0.25-1.47-0.741.042.11-0.195.10-4.915.00-5.000.060.380.370.190.20.40.4-19.3519.351.167.357.163.68-3.87-7.74-7.74-1.021.453.68-1.941.84-1.62-3.87-0.13-0.83-0.80-0.410.731.461.460.017.9810.03-18.0218.05-7.90-10.150.060.380.370.190.20.40.4-19.3519.351.167.357.163.68-3.87-7.74-7.74-1.023.583.68-1.941.84-3.87-3.87-0.26-1.64-1.59-0.821.182.362.36-0.129.309.24-18.4318.50-9.25-9.250.060.380.370.190.20.40.4-19.3519.351.167.357.163.68-3.87-7.74-7.74-1.023.584.16-1.941.84-3.87-4.45-0.29-1.82-1.77-0.911.302.592.59-0.149.119.55-18.5218.61-9.02-9.600.070.430.290.210.230.460.31-19.3519.351.358.325.614.06-4.45-8.90-6.00-1.193.580.00-2.232.03-3.870.00-0.01-0.07-0.05-0.040.420.850.570.1611.835.56-17.5517.35-11.93-5.43B2.78A-2.72圖3.7 活荷載作用下內力計算分析B-A3.8框架梁內力組合表3.8 框架內力組合表框架梁內力組合表梁截面內力恒荷載活荷載1.35+1.40.71.2+1.41.2+1.40.7D5C5D5C5M/kNm-63.5-7.76-93.3298-87.064-83.8048V/kN74.665.8106.47597.71295.276跨中M/kNm88.073.93122.7459111.186109.5354C5D5M/kNm-113.759.78-143.9781-122.808-126.9156V/kN86.627.06123.8558113.828110.8628C5B5C5B5M/kNm-10.23-0.27-14.0751-12.654-12.5406V/kN6.2308.41057.4767.476跨中M/kNm4.830.236.74596.1186.0214B5C5M/kNm-1.76-0.19-2.5622-2.378-2.2982V/kN0.8301.12050.9960.996B5A5B5A5M/kNm-56.384.91-71.3012-60.782-62.8442V/kN58.794.3883.658976.6874.8404跨中M/kNm40.822.2957.351252.1951.2282A5B5M/kNm-55.6-5-79.96-73.72-71.62V/kN58.564.483.36876.43274.584D3C3D3C3M/kNm-147.8-32.44-231.3212-222.776-209.1512V/kN110.3523.97172.4631165.978155.9106跨中M/kNm83.8618.4131.243126.392118.664C3D3M/kNm-148.0532.54-167.9783-132.104-145.7708V/kN110.4123.99172.5637166.078156.0022C3B3C3B3M/kNm-3.160.93-3.3546-2.49-2.8806V/kN3.7705.08954.5244.524跨中M/kNm0.260.530.87041.0540.8314B3C3M/kNm-0.590.12-0.6789-0.54-0.5904V/kN1.6302.20051.9561.956B3A3B3A3M/kNm-86.4618.43-98.6596-77.95-85.6906V/kN82.3817.58128.4414123.468116.0844跨中M/kNm49.4510.5677.106374.12469.6888A3B3M/kNm-86.57-18.5-134.9995-129.784-122.014V/kN82.4317.6128.5285123.556116.164D1C1D1C1M/kNm-127.47-27.97-199.4951-192.122-180.3746V/kN108.1523.74169.2677163.016153.0452跨中M/kNm94.9820.84148.6462143.152134.3992C1D1M/kNm-146.1532.14-165.8053-130.384-143.8828V/kN112.624.73176.2454169.742159.3554C1B1C1B1M/kNm-6.56-1.67-10.4926-10.21-9.5086V/kN4.6606.2915.5925.592跨中M/kNm2.590.924.39814.3964.0096B1C1M/kNm-1.850.16-2.3407-1.996-2.0632V/kN0.7400.9990.8880.888B1A1B1A1M/kNm-82.417.55-94.041-74.31-81.681V/k