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1、 本科毕业设计（论文）计算书题 目 浙江工商大学新校区教学楼设计 姓 名 陈景伟 专 业 土木工程 学 号 2012580149 指导教师 金立兵 郑州科技学院土木建筑与工程学院 二一六年五月目 录中文摘要英文摘要前 言第1章 建筑设计1 1.1 工程概况1 1.2 设计资料1 1.3 建筑设计成果1第2章 结构设计3 2.1 工程做法32.1.1屋面做法32.1.2楼面做法3 2.1.3墙面做法3 2.2确定构件截面尺寸3 2.2.1框架梁32.2.2框架柱42.2.3板厚5 2.3荷载计算6 2.3.1基本数据计算62.3.2屋面框架梁线荷载标准值72.3.3四层楼面横梁竖向线荷载标准值（
2、一、二、三层同四层）82.3.4屋面框架节点集中荷载标准值92.3.5楼面框架节点集中荷载标准值11 2.4风荷载15 2.5地震作用162.5.1建筑物总中立荷载代表值162.5.2地震作用19 2.6框架内力计算242.6.1恒载作用下的框架内力242.6.2活载作用下的框架内力312.6.3风荷载作用下的框架内力382.6.4地震作用下的框架内力计算44 2.7框架内力计算组合492.7.1弯矩调幅计算49 2.8框架梁柱截面设计.672.8.1框架梁截面设计672.8.2框架柱截面设计88第3章 基础设计96 3.1横向框架梁柱内力组合.96 3.2荷载计算.96 3.2.1边柱柱底.
3、96 3.2.2中柱柱底.973.2.3基础拉梁重.973.2.4底层墙重.97 3.3确定基础底面.983.3.1A柱.983.3.2B柱.99 3.4基础结构计算.993.4.1荷载设计值.993.4.2A柱.993.4.3B柱.10第4章 楼梯设计103 4.1楼梯计算.1034.1.1踏步板设计.103 4.2平台板设计1044.2.1跨中弯矩1044.2.2支座弯矩.1054.2.3配筋.105 4.3楼层平台设计1064.3.1跨中弯矩.1064.3.2内力计算1064.3.3正截面承载力计算106 4.4平台梁11074.4.1荷载计算1064.4.2内力计算1064.4.3截面
4、承载力计算106 4.5平台梁2108 4.6 KJL1设计1084.6.1荷载计算1084.6.2内力计算109 4.7 TZL109第5章 楼面板的设计111 5.1单向板设计1115.1.1荷载计算1115.1.2内力计算1115.1.3单向板配筋计算111 5.2双向板设计1125.2.1荷载计算1125.2.2弯矩计算113结 论115致 谢116参考文献117 122浙江工商大学新校区教学楼设计 浙江工商大学新校区教学楼设计摘 要 本教学楼共5层，底层层高为3.9米，其他层为3.6米，建筑总高度为18.3米，建筑总面积约为5077.8，采用钢筋混泥土框架结构。整个设计包括建筑设计和
5、结构设计。 在框架布局结束之后，先进行层间荷载代表值计算，再求出自震周期，从而利用底部剪力法计算水平地震作用的大小，进而求出水平和载作用下的弯矩、剪力、轴力，风荷载作用的结构内力计算同水平地震作用。接着利用弯矩分配法计算恒载及活荷载作用下的结构内力，再进行内力组合，以上所算最安全的结果计算配筋。最后还要进行楼梯设计、基础设计板、的设计。关键字：教学楼；钢筋混凝土框架结构；建筑设计；结构设计 Design of teaching building in NewCampus of Zhejiang Gongshang UniversityAbstract This teaching buildin
6、g has 5 floors, the bottom layer is 3.9 meters high, the other layer is 3.6 meters, the total height of the building is 18.3 meters, the total construction area of about 5077.8, the reinforced concrete frame structure. The whole design includes architectural design and structural design. After the e
7、nd of the framework for the layout, advanced line load between the representative value calculation, and then seek from the earthquake cycle, which use the bottom shear method calculation of the size of the horizontal earthquake action, then calculated the level and under the action of bending momen
8、t, shearing force and axial force and wind load of the structure internal force calculation with the horizontal earthquake action. Then use the moment distribution method to calculate the structural internal force under dead load and live load, and then carry on the combination of internal forces, t
9、he calculation of the above calculation is the most safe reinforcement. Finally, the stair design, foundation design board, design.Key words: teaching building ；reinforced concrete frame structure ； Architectural design ；structure design. II前 言 毕业设计是大学四年所学知识的一次总结和回顾，也是提高我们综合素质与工程设计能力的一个重要步骤。毕业设计的目的是
10、培养我们综合应用所学专业知识，解决土木工程设计问题的综合能力和创新能力，提高我们在遇到问题时的分析和解决能力，更加培养我们的耐性，也为我们毕业后走向社会，更好的适应人才需求结构的变化，适应社会的发展打下良好的基础。 我的毕业设计题目是浙江工商大学新校区教学楼设计，在做毕业设计之前，我做了一些准备工作，比如：把以前所学专业课建筑抗震设计、结构力学、房屋建筑学、混凝土结构设计等看了一遍，稳固一下；也看了一些相关规范建筑抗震设计规范、建筑结构荷载规范等；也看了一些关于教学楼设计的案例。 在进行设计中，也遇到了很多困难，还好在指导老师的讲解下，和同学的讨论下，并查阅了很多相关资料，一步步克服困难。在其
11、中，让我学到了很多在课本上学不到的东西，比较重要的是让我在困难面前有耐心的去克服和巩固了我大学四年所学的专业知识。并且在设计中，我们还运用了很多软件，比如：PKPM、天正、结构力学求解器等。让我们更加一步的去掌握这些软件。 但无论如何，其中还有一些不足，还望老师批评指导。第1章 建筑设计1.1 工程概况本工程的名称为浙江工商大学新校区教学楼，位于美丽的浙江省杭州市浙江工商大学新校区内。总建筑面积为约为5077.8，层数为5层，底层层高为3.9米，其他层为3.6米，建筑总高度为18.3米。该工程的结构形式为混凝土框架结构。该工程的功能要求有：底层布置教室、门厅、值班室、配电室等；其他各层房间为普
12、通多媒体教室；各层均设男女卫生间，并设前室；屋面为上人屋面；该工程的建筑标准为：建筑等级二级；防火等级二级；采光等级二级；建筑结构安全等级二级；抗震设防烈度为7度。1.2 设计资料（1） 基本风压：,基本雪压：。（2） 温度：夏季极端最高38，冬季极端最低-4。（3） 20m范围内：场地地势平坦，自然地表0.5m内为填土，填土以下为砂质黏土，再下为砾石层。砂质黏土地基承载力特征值为，砾石层为。（4） 地下水位:地表以下为5.0m，无侵蚀性。（5） 相邻原有建筑基础为条形基础，其底面标高在室外地面下1.2m处，马路上排水暗沟3.0m。（6） 抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.10g，设
13、计地震分组为第二组，场地类别为二类。1.3 建筑设计成果（1） 方案设计 铅笔草绘主要平面、立面及剖面图，并标注主要尺寸，比例大小不小于1：200。 (2)施工图设计 1)底面平面层，比例1:100或1:150 2）标准层平面图，比例1:100或1:1503) 屋面排水组织设计图，比例1:150或1:2004) 正立面侧立面图各一个，比例1:100或1:1505) 剖面图，比例1:1006) 详图23个，楼梯详图、墙身剖面图，比例1:15或1:207) 总平面图（含周围建筑建筑环境设计），比例1；1508) 建筑设计说明：简要的建筑设计说明，如建筑性质、设计依据、建筑概况、总建筑面积、总使用面
14、积、建筑类别、耐火等级、抗震设防烈度、墙身材料及厚度、玻璃厚度及颜色、门窗材料及颜色等。需说明的其他内容如方案的特点、设计构思、疏散组织、平面组合、建筑造型等。第2章 结构设计2.1 工程做法2.1.1屋面做法1） 保护层：10厚地砖铺平，水泥砂浆填缝 2） 结合层： 1:4干硬性水泥砂浆 3） 隔离层： 满铺0.15厚聚乙烯薄膜一层 4） 防水层：基层处理剂，高聚物改性沥青防水卷材两道 5) 找平层：20mm厚1:3水泥砂浆 6） 找坡层：1:8水泥膨胀珍珠岩 7） 结构层： 钢筋混凝土楼板 8）设备层 9）坡底吊顶：轻钢龙骨纸面石膏板 2.1.2楼面做法1） 水磨石面层： 2） 30mm厚
15、细石混凝土找平层 3） 100mm厚钢筋混凝土板 4） 15mm厚混合砂浆抹板底 2.1.3墙面做法 外墙面贴瓷砖（0.5N/ m2 )，内墙面为20mm厚抹灰（0.34N/ m2 )。2.2确定构件截面尺寸2.2.1框架梁1横向框架梁 (1) 边跨L=7.8m，取h=700mm；b=（1/31/2）h=233350mm，取b=300mm。 （2）中间跨L=3.0m，=200300mm，为了保证框架梁结构的整体性，取h=500mm。 b=（1/31/2）h=167250mm，为与边跨梁宽保持一致，取b=300mm。2纵向框架梁 最大跨度 L=7.8m，=520780mm，取h=600mm。b=
16、（1/31/2）h=167250mm,取b=300mm。跨度为7.8m 的次梁截面尺寸取250x600mm。2.2.2框架柱 依据混凝土结构设计规范，设防烈度为7度，高度24m，则该框架梁结构的抗震等级为三级。以轴压比来确定截面尺寸：N为柱组合的轴压力设计值；b、h为截面的短长边；为混凝土抗压强度设计值； 根据混凝土结构设计规范（GB500/0-2010)第11.4.16条，对于三级抗震设防，轴压比限值为0.85，则 轴中柱所承受荷载的从属面积为，则 ，中柱取正方形， 轴边柱所承受的荷载的从属面积为 则： ，中柱取正方形 为满足框架整体侧移的限制要求，一二层柱截面取。三五层柱截面取。 框架梁柱
17、截面尺寸如图2-1所示。 图2-1 框架梁柱截面尺寸2.2.3板厚根据结构布置平面图，最大板跨为3.9m，且均为连续双向板，板厚取跨度的1/40-1/35，所以板厚取为100mm。2.3荷载计算2.3.1基本数据计算 （1）屋面恒载标准值 1）保护层：10厚地砖铺平，水泥砂浆填缝 2）结合层： 1:4干硬性水泥砂浆 3）隔离层： 满铺0.15厚聚乙烯薄膜一层 忽略 4）防水层：基层处理剂，高聚物改性沥青防水卷材两道 0.12kN/ m2 5）找平层：20mm厚1:3水泥砂浆 6）找坡层：1:8水泥膨胀珍珠岩 7）结构层： 钢筋混凝土楼板 8）设备层： 0.45kN/ m29）坡底吊顶：轻钢龙骨
18、纸面石膏板 0.12kN/ m2 屋面恒载标准值 6.25kN/ m2 (2)屋面活载标准值 2.0kN/ m2 (3）楼面恒载标准值 1)水磨石面层： 0.65kN/ m2 2)30mm厚细石混凝土找平层： 3)100mm厚钢筋混凝土板： 4)15mm厚混合砂浆抹板底： 楼面恒荷载标准值 4.13kN/ m2 （4）楼面活载标准值 办公室 2.5kN/ m2 走廊 3.5kN/ m2 (5)梁自重 300mm700mm 0.3（0.7-0.1）25+2（0.7-0.1）0.2=4.74kN/m 300mm600mm 0.3（0.6-0.1）25+2（0.6-0.1）0.2=3.95kN/m
19、250mm600mm 0.25（0.6-0.1）25+2（0.6-0.1）0.2=3.33kN/m 300mm500mm 0.3（0.5-0.1）25+2（0.5-0.1）0.2=3.16kN/m (6)柱自重 700700mm 600600mm (7)内墙自重 内墙为250mm厚水泥空心砖（9.6N/ m2 ),两侧均为20mm厚抹灰，则墙面单位面积重力荷载为： (8)外墙自重 外墙为250mm厚水泥空心砖，外墙面贴瓷砖（0.5N/ m2 )，内墙面为20mm厚抹灰（0.34N/ m2 )，则外墙单位面积重力荷载为： （9）窗户自重 0.45kN/ m22.3.2屋面框架梁（WKL5）线荷载
20、标准值屋面荷载传递路径如图2-2所示。 图2-2 屋面荷载传递路径 KL5上线荷载有梁自重及版传来的恒载、活载。 梁自重 板传来的恒荷载值为 （梯形荷载） （中间走廊板为单向板） 板传来的活荷载值为 （梯形荷载） 2.3.3四层楼面横梁竖向线荷载标准值（一、二、三层同四层） 楼面荷载传递路径如图2-3所示。 图2-3 楼面荷载传递路径 KL5上线荷载有梁自重、梁上墙体自重及板传来的恒载、活载。 梁自重 墙体自重 板传来的恒荷载值为 （梯形荷载） （中间走廊板为单向板） 板传来的活荷载值为 （梯形荷载） 2.3.4屋面框架节点集中荷载标准值 由图2-2可知，屋面框架边柱上的集中力由纵向框架梁WZ
21、L-1传来。WZL-1上的荷载包括梁自重、梁上女儿墙自重、屋面板传来的荷载、L-1传来的荷载。WZL-1上的荷载示意图如图所示2-4。L-1上的荷载包括梁自重、板传来的荷载。L-1上的荷载示意图如图所示2-5。 图2-4 WZL-1荷载示意图 图2-5 L-1荷载示意图（1） L1上荷载值（2） 梁自重 3.33kN/m 板传来的梯形恒载值为 24.375kN/m 板传来的梯形活载值为 7.8kN/m（3） L1传至WZL1上的集中力为 梁和梁粉刷自重 3.337.8/2=12.987kN 板传来的恒载值为 板传来的活载值为 即由L1传至WZL1上的恒载集中力为 12.987+71.297=8
22、4.284kN 即L1传至WZL1上的活载集中力为 22.815kN（4） WZL1上的荷载值值为 梁自重 3.957.8=30.81kN 梁上1.2m高女儿墙（外墙墙体）自重 1.23.247.8=30.33kN 屋面板传来的恒载值为 1.956.253.9/22=47.531kN 屋面板传来的活载值为 1.952.03.9/22=15.21kN （4）由WZL1传到框架边柱上的集中力 WZL1传到框架边柱上的恒载集中力： WZL1传到框架梁边柱上的活载集中力： （5）由WZL2传到框架梁中柱上的集中力 WZL2及粉刷自重 30.81kN 由L1传来的恒载集中力 84.284kN 由L1传来
23、的活在集中力 22.815kN 板传来的恒载值为 板传来的活载值为 顶层集中力如图2-6，偏心距为300150=150mm 图2-6 顶层集中力2.3.5楼面框架节点集中荷载标准值 由图2-3可知，楼面框架边柱上的集中力由纵向框架梁ZL-1传来。ZL-1上的荷载包括梁自重、梁上外墙自重、楼面板传来的荷载、L-2传来的荷载。ZL-1上的荷载示意图如图2-7。L-1上的荷载包括梁自重、板传来的荷载。L-2上的荷载示意图2-8。 图2-7 WZL-1荷载示意图 图2-8 L-2荷载示意图 （1）L2上荷载 梁自重 3.33kN/m 板传来的梯形恒载值为 14.868kN/m 板传来的梯形活载值为 9
24、kN/m （2）L2传至ZL1上的集中力为 梁和梁粉刷自重 3.337.8/2=12.987kN 板传来的恒载值为 板传来的活载值为 故由L2传至ZL1上的恒载集中力为 12.987+43.489=56.476kN 由L1传至WZL1上的活载集中力为 26.325kN (2) WZL1上的荷载值为 梁自重 3.957.8=30.81kN 梁上外墙自重 楼面板传来的恒载值为 1.954.133.9/22=31.41kN 屋面板传来的活载值为 1.952.53.9/22=19.01kN （3) 由ZL1传到框架边柱上的集中力 ZL1传到框架边柱上的恒载集中力 偏心距为250-150=100mm Z
25、L1传到框架梁边柱上的活载集中力 （4）由ZL2传到框架梁中柱上的集中力 ZL2及粉刷自重 30.81kN ZL-2上墙体自重 由L-2传来的恒载集中力 56.476kN 由L-2传来的活在集中力 26.325kN 楼板传来的恒载值为 楼板传来的活载值为 节点集中力如图2-9。 图2-9 四层节点集中力 一三层节点集中力同四层，偏心距为350150=200mm，如图2-10。 图2-10 一三层节点集中力 则 楼面框架节点集中荷载产生的弯矩标准值 五层外纵梁： 三、四层外纵梁： 一、二层外纵梁： 五层中纵梁： 三、四层中纵梁： 一、二层中纵梁： 框架在恒载和活载作用下的计算简图如图2-11。
26、a活载作用下计算简图 b 恒载作用下计算简图 图2-11 竖向荷载作用下计算简图 2.4风荷载 主体结构计算时，垂直于建筑物表面单位面积上的风荷载标准值应按计算。地面粗糙程度属C类，基本风压；风压高度变化系数根据混凝土结构荷载规范中表8.2.1的规定，采用内插法确定；风荷载体型系数规定迎风面为0.8，背风面为-0.5，因此取取1.3；因为建筑物总高H=18.75m30m，因此取风振系数。风荷载见表2-1。 表2-1 风荷载计算楼层Z/m51.01.318.750.71750.459.8241.01.315.150.65270.4510.7231.01.311.550.650.4510.6821
27、.01.37.950.650.4510.6811.01.34.350.650.4511.79计算简图如图2-12。 图2-12 横向框架上的风荷载2.5地震作用2.5.1建筑物总中立荷载代表值 1.集中于屋盖处的质点重力荷载代表值 50%雪荷载 0.50.4518.654.6=228.501kN 屋面荷载 6.2518.654.6=6347.25kN 横梁自重 3.1638+4.747.828+3.337.814=1031.028kN 纵梁自重 3.9554.64+1.627.82=887.952kN 女儿墙自重 3.241.2（54.6+18.6）2=569.2kN 柱重 9.481.832
28、=5460.48kN 内横墙自重 山墙自重 纵墙自重 A轴 3.24（54.6-141.8）（1.8-0.6）=97.98kN B轴 3.0854.6（1.8-0.6）=201.8kN C轴 3.08（54.6-7.8）（1.8-0.6）=172.973kN D轴 3.24（54.6-0.96-1.88）（1.8-0.6）=107.31kN 窗自重 （0.96+1.824）（1.8-0.6）0.45=32.724kN =10658.662kN 2.集中于五层处的质点重力荷载代表值 50%楼面活荷载 楼恒荷载 4.1318.654.6=4194.262kN 横梁自重 1031.028kN 纵梁自重 887.952kN 柱重 2546.048=1092.096kN 山墙自重