毕业设计(论文)--中学教学楼毕业设计.docx

河南城建学院本科毕业设计（论文） 目录目录摘 要5整楼模型6一计算书总说明71.结构计算72连续梁计算73.楼梯设计计算74.基础的设计计算7二设计总说明81.工程概况82.建筑说明82.1立面设计82.2屋面82.3防火82.4抗震8三.设计依据信息91.自然条件92.门窗9四.结构计算书101.楼盖结构计算101.1设计资料103.梁信息114.基础确定115.荷载计算111.恒载计算111.1屋面恒载计算（不上人屋面）112.活载统计12五电算设计信息汇总131.总信息:132.风荷载信息:143.地震信息:154.活荷信息:165.调整信息:176.设计信息:187.配筋信息:198.荷载组合:20六.结构计算信息221.全楼层信息222. 各层等效尺寸22七. 质量信息241. 结构质量分布24八 风荷载信息26九、立面规则性271.梁柱侧向刚度计算272. 楼层侧向剪切刚度及刚度比273. 楼层剪力/层间位移楼层刚度284. 各楼层抗剪承载力及承载力比值29十. 变形验算及舒适度验算311. 普通结构楼层位移指标统计312. 舒适度验算382.1 结构顶点风振加速度38十一. 抗倾覆和稳定验算391.抗倾覆验算392. 整体稳定刚重比验算39十二、抗震分析及调整401.地震作用计算402.自振周期计算403.双向地震作用计算404. 各振型的基底剪力415. 各地震方向参与振型的有效质量系数426. 地震作用下结构的剪重比及其调整43十三. 结构体系指标及二道防线调整461. 各层规定水平力462. 竖向构件倾覆力矩及百分比(抗规方式)473. 竖向构件倾覆力矩及百分比(力学方式)484. 竖向构件地震剪力及百分比49十四. 内力组合511.框架梁内力组合512. 梁控制截面内力标准值513.梁内力组合计算544.框架柱内力组合621梁控制截面内力标准值622.A柱内力组合643.B柱内力组合68十五.连续梁的计算721.计算简图722、内力及配筋723.截面内力及配筋721.计算信息732.计算如下73六.柱配筋计算811.柱截面设计81十七.楼梯计算851.计算示意图852.楼梯设计资料853.标准层楼梯计算853.1楼梯计算所需的参数（长度单位均为毫米mm）854. 楼梯结构设计861 荷载标准值计算862 梯段板截面设计863、荷载作用组合计算874、楼梯段配筋计算：875、实际配筋面积885平台板设计881、荷载计算882、PTB-1截面设计893、PTB-2截面设计896. 平台梁设计90（1）荷载计算：90（2）平台梁截面设计90（3）斜截面受剪验算91十八.基础的设计计算921.基础设计资料922、基础截面计算923.基础截面形式的确定934.地基承载力验算941.轴心荷载作用下的地基承载力验算942. 偏心荷载作用下的地基承载力验算945. 确定基础底面反力设计值956.冲切验算961.底面反力设计值的计算962. 验算柱边的冲切977.受弯计算1001.I-I截面弯矩的弯矩1002. II-II截面弯矩的计算1018.基础的配筋计算1031.Asx的计算1032.Asy的计算104十九.板配筋计算书1061.计算信息106二、计算过程1063. 裂缝宽度的验算1071） 荷载效应1073） 计算纵向受拉钢筋的配筋率108附图110致谢111参考文献112致 谢 111参考文献118107河南城建学院本科毕业设计（论文） 摘要摘 要 本设计为拟新建一座五层三跨矩形文昌中学教学楼。楼内各房间功能合理，使用方便。楼的技术指标符合国家规范要求，经济指标最优化。有任务书工程地质情况，本工程决定采用现浇式钢筋混凝土异形柱-框架结构。本设计时主要对结构的板，柱、梁、基础等构件进行了承载力的验算。本设计按照收集设计资料，计算简图的确定以及对构件的截面进行初步的估算，主要包括恒载和活载的荷载统计，内力组合，依据各部分内力计算结果对内力进行最不利组合；配筋计算，包括框架梁、板、楼梯和基础配筋计算。通基本步骤和方法，为以后的工作打下了坚实的基础达到了理论和实践相结合的目的。本设计工程以电算手算相结合的方法进行建模设计计算。关键字 ：文昌中学教学楼，设计，异形柱-框架结构Wenchang middle school teaching building designThis design is intended to build a new five - storey Wenchang secondary school teaching building. In each room with reasonable function, easy to use. Building technical indicators in line with national norms, the optimization of economic indicators. With the engineering geological condition of the project, the project decided to adopt the cast-in-place reinforced concrete special-shaped column frame structure. This design mainly on the structure of the board, column, beam, foundation and other components of the bearing capacity of the check. The design in accordance with the data collection design, the calculation diagram and preliminary estimation of component section, including dead load and live load the load statistics, internal force combination, according to each part of the internal force calculation results of internal force of the most unfavorable combination; reinforcement calculation, including frame beams, panels, stairs and foundation reinforcement calculation. Basic steps and methods for the future work to lay a solid foundation to achieve the combination of theory and practice.Key words: Wenchang middle school teaching building; design; special shaped column frame structure整楼模型河南城建学院本科毕业设计（论文） 计算书综合说明一计算书总说明本设计计算书主要包括：1.结构计算本设计采用弹性理论方法对楼盖的梁板结构进行了结构分析和计算，并根据计算结果进行配筋构造设计。2连续梁计算本设计包括荷载计算，内力弯矩计算。3.楼梯设计计算该设计采用人工计算方法对首层的一跑楼梯进行了结构计算，主要进行了楼梯板计算，荷载计算，正截面受弯承载力计算。4.基础的设计计算该设计基础选用柱下独立基础，主要对框架柱中所选取的一个柱子（250mm*700mm）进行独立基础的结构设计，计算和验算。河南城建学院本科毕业设计（论文） 设计总说明5板配筋计算本设计包括 X向底板钢筋；Y向底板钢筋;跨中挠度计算：裂缝宽度验算；注：本设计均按新规范要求进行计算和设计。二设计总说明1.工程概况工程名称：文昌中学教学楼总面积：4668.3，主体共5层，高17.7m，一层层高3.6m,标准层层高3.3m；女儿墙0.9m。结构形式：异形柱-框架结构。2.建筑说明 2.1立面设计该设计为了满足教学楼的不同房间不同功能和采光的需求，选取了不同尺寸的玻璃窗。外墙面做法根据规范选用仿砖红色墙面砖。 2.2屋面该教学楼屋面为平屋顶；排水坡度为2%，采用外排水法排水。柔性防水做法的屋面，屋面保温层为聚苯乙烯泡沫塑料板。2.3防火耐久与防火等级均为二级，房间较大的设有前后两个门，房间较小的设一个门以满足防火要求；2.4抗震抗震设计烈度为7度0.15g，抗震等级为二级，一类环境二类场地，现浇钢筋混凝土异形柱-框架结构，屋盖和楼盖采用现浇肋梁楼板，建筑耐久等级、防火等级以及抗震等级均为二级。基础采用独立基础，建筑设计使用年限为50年。河南城建学院本科毕业设计（论文） 设计依据信息三.设计依据信息1.自然条件工程地质条件：地基承载力特征值是150KPa，基础埋深：1.54m左右,不考虑地下水的影响，建筑地点冰冻深度：室外天然地面以下300mm抗震设防： 7 度安全等级： 二级建筑物类型： 已类基本风压： W0= 0.40KN/m2，主导风向：夏季东南风，冬季西北风基本雪压： S0= 0.55 KN/m2冻土深度： 0.3m气象条件： 最高温度：39oC 最低温度：2oC楼面活荷： 普通教室，食堂，厕所的活载为2.5 KN/m2；实验室，阅览室，会议室，办公室的活载为2.0 KN/m2；走廊，门厅，楼梯（教学楼）活载为3.5KN/m2；不上人屋面：0.5 KN/m2。2.门窗门窗表窗编号洞口尺寸数量门编号洞口尺寸数量C115001800196M110002400113C21500600104M3270027002C3170018008M4120025002C4150090020C61500100020C72100100010河南城建学院本科毕业设计（论文） 结构计算信息四.结构计算书 1.楼盖结构计算1.1设计资料 本教学楼楼盖采用现浇钢筋混凝土楼盖，楼面面层为30mm厚抛光砖，底面用20mm厚水泥砂浆抹平。楼盖采用C40混凝土，梁板柱中钢筋均采用HRB400级钢筋。 结构布置该工程结构布置简图如下：（图中尺寸单位为mm）2.柱截面尺寸确定各层的重力荷载取近似值ge=12KN/m2,本拟建工程选择轴下柱子为例估算本工程的柱截面尺寸。边柱和中柱的负载面积分别为F1=5.13.6m2和 F2=5.14.95 m2边柱Ac= Nunfc=（1.35.13.6121035）/(19.10.75)=99970.7mm2中柱Ac= Nunfc=（1.34.955.1121035）/(19.10.75)=137459.7mm2本工程所选取的其他柱信息尺寸详见下表柱尺寸表柱截面形式柱截面尺寸L形柱250*900 250*800T形柱250*1000 250*600一字形柱250*700 250*5003.梁信息主梁：宽b;（1/141/8）L=365mm637mm, b取600mm， 高h;（1/21/3）b=200mm300mm, h取250mm，次梁：宽b;取400mm 高取200mm4.基础确定本工程的地质条件较良好且不需要考虑地下水对主体结构的影响，可采用柱下独立基础，基础埋置深度取值为1.5m（自室外地坪算起）。初步确定基础高度为1.0m。5.荷载计算1.恒载计算 1.1屋面恒载计算（不上人屋面）1）水泥砖面层（含打底水泥砂浆） 0.6KN/m22）防水层（SBS） 0.4 KN/m23)结合层（20厚水泥砂浆） 0.0216=0.32 KN/m24)找平层（20厚1：8水泥炉渣）0.0212=0.24 KN/m25）结构层（120厚现浇板） 0.1227=3.24 KN/m26）板底抹灰（20厚水泥砂浆） 0.0220=0.4 KN/m2屋面恒载 0.6+0.4+0.32+0.4+0.24+3.24=5.2 KN/m21.2楼面板恒载计算1）面层（30厚抛光砖） 0.6 KN/m22）结合层（20厚水泥砂浆） 0.0216=0.32 KN/m23）120厚现浇楼板 0.1227=3.24 KN/m24)20厚板底抹灰 0.0220=0.4 KN/m2 楼面恒载 0.6+0.32+0.4+3.24=4.56 KN/m21.3厕所楼板面荷载1）地砖 0.0319.8=0.69 KN/m22）保护层（20厚水泥砂浆） 0.0220=0.4 KN/m23）防水层 0.05 KN/m24）找坡层（20厚水泥砂浆） 0.0220=0.4 KN/m25）结构层（120厚现浇板） 0.1227=3.24KN/m26）顶棚抹灰 0.0216=0.32 KN/m2厕所楼板面恒载=0.6+0.4+0.05+0.4+3+0.32=5.01 KN/m21.4梁间荷载及自重计算框架梁自重计算 0.250.627=4.05KN/ m梁间荷载 0.25（3.30.60）10=6.75 KN/ m墙面粉刷荷载 （3.30.60）0.02217=1.84KN/ m外墙贴瓷砖荷载 3.30.5=1.65KN/ m顶层梁上女儿墙自重 0.250.910=2.25KN/ m2.活载统计根据建筑结构荷载规范查表的教学楼的活载信息汇总如下：普通教室，食堂，厕所：2.5 KN/m2；实验室，阅览室，会议室，办公室：2.0 KN/m2；走廊，门厅，楼梯（教学楼）：3.5 KN/m2；不上人屋面：0.5 KN/m2。河南城建学院本科毕业设计（论文） 电算信息汇总五电算设计信息汇总1.总信息:水平力与整体坐标夹角（度）0混凝土容重（kN/m3）27.00钢材容重（kN/m3）78.00裙房层数0转换层所在层号0嵌固端所在层号1地上部分层数5地下室层数0墙元细分最大控制长度（m）1.00弹性板细分最大控制长度（m）1.00转换层指定为薄弱层是墙梁跨中节点作为刚性楼板从节点是计算墙倾覆力矩时只考虑腹板和有效翼缘否考虑梁板顶面对齐否构件偏心方式传统移动节点方式结构材料信息钢筋混凝土结构结构体系异型柱框架结构恒活荷载计算信息模拟施工加载 3风荷载计算信息计算水平风荷载地震作用计算信息计算水平地震作用结构所在地区全国规定水平力的确定方式楼层剪力差方法（规范方法）墙梁转框架梁的控制跨高比（0=不转）0.00框架连梁按壳元计算控制跨高比0.00刚性楼板假定计算信息不强制采用刚性楼板假定楼梯计算信息不带楼梯进行计算2.风荷载信息:地面粗糙度类别B修正后的基本风压（kN/m2）0.41X向结构基本周期（秒）0.30Y向结构基本周期（秒）0.30风荷载作用下结构的阻尼比（%）5.00承载力设计时风荷载效应放大系数1.00结构底层底部距离室外地面高度（m）0.00用于舒适度验算的风压（kN/m2）0.35用于舒适度验算的结构阻尼比（%）2.00考虑顺风向风振影响是水平风体型系数：体型分段数1第一段：最高层号5X向体型系数1.31Y向体型系数1.30设缝多塔背风面体型系数0.503.地震信息:设防地震分组第一组设防烈度7（0.15g）场地类别II 类砼框架抗震等级三级抗震构造措施的抗震等级提高一级悬挑梁默认取框梁抗震等级否按主振型确定地震内力符号否按抗规（6.1.3-3）降低嵌固端以下抗震构造措施的抗震等级否部分框支剪力墙结构底部加强区剪力墙抗震等级自动提高一级（高规表3.9.3、表3.9.4）是程序自动考虑最不利水平地震作用否考虑双向地震作用否考虑偶然偏心否重力荷载代表值的活载组合值系数0.50周期折减系数1.00特征周期（秒）0.35水平地震影响系数最大值0.12用于12层以下规则砼框架结构薄弱层验算的地震影响系数最大值0.72结构阻尼比选取方法全楼统一结构的阻尼比（%）5.00特征值分析参数：分析类型子空间迭代法计算振型个数15斜交抗侧力构件方向附加地震数0是否采用自定义地震影响系数曲线否4.活荷信息:柱、墙设计时活荷载折减传给基础的活荷载折减梁活荷不利布置的最高层号5柱、墙、基础活荷载折减系数：计算截面以上层数折减系数11.002-30.854-50.706-80.659-200.6020层以上0.55梁楼面活荷载折减设置不折减考虑结构使用年限的活荷载调整系数1.005.调整信息:梁端负弯矩调幅系数0.85梁活荷载内力放大系数1.00梁扭矩折减系数0.40托墙梁刚度放大系数1.00支撑临界角（度）20.00地震作用下连梁刚度折减系数0.60风荷载作用下的连梁刚度折减系数1.00柱实配钢筋超配系数1.15墙实配钢筋超配系数1.15梁刚度放大系数按2010规范取值是梁刚度放大系数按主梁计算否按抗震抗规(5.2.5)调整各楼层地震内力是弱轴方向动位移比例（0-1）0.00强轴方向动位移比例（0-1）0.00薄弱层调整：按刚度比判断薄弱层的方式按抗规和高规从严判断受剪承载力突变形成的薄弱层自动进行调整否指定的薄弱层个数0薄弱层地震内力放大系数1.25地震作用调整：全楼地震作用放大系数1.00二道防线调整：考虑双向地震时内力调整方式先考虑双向地震再调整0.2V0分段调整方法规范方法Alpha0.20Beta1.50调整分段数0调整系数上限2.00调整与框支柱相连的梁的内力否框支柱调整系数上限5.00指定的加强层个数06.设计信息:结构重要性系数1.00钢构件截面净毛面积比0.85梁按压弯计算的最小轴压比0.15考虑P-效应否按高规或高钢规进行构件设计否框架梁端配筋考虑受压钢筋是结构中的框架部分轴压比限值按照纯框架结构的规定采用否剪力墙构造边缘构件的设计执行高规7.2.16-4条的较高配筋要求是当边缘构件轴压比小于抗规6.4.5条规定的限值时一律设置构造边缘构件是按混凝土规范B.0.4条考虑柱二阶效应否梁按高规5.2.3-4条进行简支梁控制主梁、次梁均执行此条主梁进行简支梁控制的处理方法分段计算梁保护层厚度（mm）25.00柱保护层厚度（mm）30.00梁柱重叠部分简化为刚域：梁端简化为刚域否柱端简化为刚域否钢柱计算长度系数：X向：有侧移Y向：有侧移柱配筋计算原则按双偏压计算柱双偏压配筋时进行迭代优化否柱剪跨比计算原则简化方式（H/2h0）过渡层信息：过渡层个数07.配筋信息:钢筋级别：梁主筋级别HRB400360梁箍筋级别HRB400360柱主筋级别HRB400360柱箍筋级别HRB400360墙主筋级别HRB400360墙水平分布筋级别HRB400360墙竖向分布筋级别HRB400360边缘构件箍筋级别HRB400360箍筋间距：梁箍筋间距（mm）100.00柱箍筋间距（mm）100.00墙水平分布筋间距（mm）200.00墙分布筋配筋率：墙竖向分布筋配筋率（%）0.30墙最小水平分布筋配筋率（%）0.00梁抗剪配筋采用交叉斜筋方式时，箍筋与对角斜筋的配筋强度比1.00河南城建学院本科毕业设计（论文） 结构计算河南城建学院本科毕业设计（论文） 质量信息六. 质量信息1. 结构质量分布楼层质量分布信息如下表质量分布表层号恒载质量(t)活载质量(t)层质量(t)质量比5922.923.3946.30.913,4919.0120.41039.31.002919.0120.41039.30.951971.5120.41091.81.00恒载产生的总质量4651.353t；活载产生的总质量504.751t；结构的总质量5156.104t；恒载包括结构的自重和外加恒载；结构总质量有恒载和活载的质量以及附加质量。各楼层的单位面积质量分布层号单位面积质量(kg/m2)单位面积质量比51013.521.0041113.181.102,31113.181.0011169.401.05质量比的计算方法；本层质量与上层质量比值和本层质量与下层质量比值的最大值各个楼层之间的质量比都满足小于等于1.5的要求，符合规范要求。质量比分布曲线河南城建学院本科毕业设计（论文） 风荷载信息七 风荷载信息有任务书知本设计工程基本风压为 W0=0.4kN/m2，以下将计算风荷载作用下框架结构的性能及特点。层号本层风荷( kN/m2)楼层剪力(kN)楼层弯矩(kN.m)559.359.3195.7452.7112.0565.3346.1158.11087.1241.4199.51745.4151.2250.72873.5X向顺风向风荷载信息 层号本层风荷( kN/m2)楼层剪力(kN)楼层弯矩(kN.m)5183.9183.9607.04163.7347.61754.03143.6491.23374.92129.2620.45422.11160.5780.98936.2Y向顺风向风荷载信息河南城建学院本科毕业设计（论文） 立面规则性八、立面规则性1.梁柱侧向刚度计算梁柱侧向刚度计算时边跨梁取0,中跨梁取公式中I0为不考虑楼板翼缘作用的梁截面惯性矩。柱子线刚度取I=I0梁线刚度值计算结构如下表层数截面（m2）混凝土强度等级惯性矩Ic（mm4）(Nmm)(Nmm)250.250.6C404.51098.8410106.63101010.250.6C404.51096.7010105.421010柱线刚度计算层数截面（m2）混凝土强度等级惯性矩Ic（mm4）（mm3）(KNmm)250.250.7C407.151092.171067.05101010.250.7C407.151091.631065.301010故、同理可以求出任意框架梁与柱子的线刚度。 2. 楼层侧向剪切刚度及刚度比刚度比：X，Y 方向本层塔剪切刚度与下一层相应塔剪切刚度的比值楼层侧向剪切刚度比层号X向刚度比Y刚度比4,51.001.0030.940.9422.542.5411.001.00多方向刚度比简图3. 楼层剪力/层间位移楼层刚度x1，y1：“X、Y 方向本层塔侧移刚度与上一层相应塔侧移刚度70%的比值或上三层平均侧移刚度80%的比值中之较小” (按抗规3.4.3;高规3.5.2-1)楼层刚度比层号x1y1，51.001.0041.591.8031.461.5421.361.5811.171.63多方向刚度比1简图4. 各楼层抗剪承载力及承载力比值各楼层抗剪承载力及承载力比值层号X向承载力 (kN)Y向承载力 (kN)X向承载力比值Y向承载力比值比值判断59.06e+37.29e+31.001.00满足41.14e+49.13e+31.251.25满足31.34e+41.09e+41.181.19满足21.56e+41.26e+41.161.16满足11.30e+41.06e+40.830.84满足 多方向抗剪承载力比简图河南城建学院本科毕业设计（论文） 变形验算及舒适度验算九. 变形验算及舒适度验算1. 普通结构楼层位移指标统计X向地震工况的楼层位移层号最大位移(mm)位移比57.631.0146.941.0135.771.0124.171.0112.291.00本工况下全楼最大楼层位移= 7.63（发生在5层1塔）本工况下全楼最大位移比 = 1.01（发生在5层1塔） X向地震工况的楼层层间位移层号最大层间位移角位移比51/45891.0241/27281.0231/20401.0121/17531.0111/19631.00本工况下全楼最大层间位移角= 1/1753（发生在2层1塔）本工况下全楼最大层间位移比= 1.02（发生在5层1塔）Y向地震工况的楼层位移层号最大位移(mm)位移比59.311.0648.141.0636.461.0724.361.0712.111.07本工况下全楼最大楼层位移= 9.31（发生在5层1塔）本工况下全楼最大位移比 = 1.07（发生在1层1塔）Y向地震工况的楼层层间位移层号最大层间位移角位移比51/27041.0641/19111.0631/15521.0621/14651.0611/21321.07本工况下全楼最大层间位移角= 1/1465（发生在2层1塔）本工况下全楼最大层间位移比= 1.07（发生在1层1塔）X向风荷载工况的楼层位移层号最大位移(mm)位移比50.461.0140.421.0130.361.0120.261.0110.151.01本工况下全楼最大楼层位移= 0.46（发生在5层1塔）本工况下全楼最大位移比 = 1.01（发生在1层1塔）X向风荷载工况的楼层层间位移层号最大层间位移角位移比51/99991.001-41/99991.01本工况下全楼最大层间位移角= 1/28974（发生在2层1塔）本工况下全楼最大层间位移比= 1.01（发生在1层1塔）Y向风荷载工况的楼层位移层号最大位移(mm)位移比51.871.0541.651.0531.331.0520.911.0510.461.06本工况下全楼最大楼层位移= 1.87（发生在5层1塔）本工况下全楼最大位移比 = 1.06（发生在1层1塔）Y向风荷载工况的楼层层间位移层号最大层间位移角位移比4,51/99991.0431/80261.0521/71971.0511/98601.06本工况下全楼最大层间位移角= 1/7197（发生在2层1塔）本工况下全楼最大层间位移比= 1.06（发生在1层1塔）X静震工况的楼层位移层号最大位移(mm)位移比57.731.0147.011.0135.811.0124.191.0112.311.01本工况下全楼最大楼层位移= 7.73（发生在5层1塔）本工况下全楼最大位移比 = 1.01（发生在1层1塔）X静震工况的楼层层间位移层号最大层间位移角位移比51/46221.0041/27361.0031/20441.0021/17541.0011/19461.01本工况下全楼最大层间位移角= 1/1754（发生在2层1塔）本工况下全楼最大层间位移比= 1.01（发生在1层1塔）Y静震工况的楼层位移层号最大位移(mm)位移比59.081.0447.891.0436.221.0424.171.0412.011.04本工况下全楼最大楼层位移= 9.08（发生在5层1塔）本工况下全楼最大位移比 =