30班完全中学教学楼设计加钢筋符号计算书-学位论文.doc

三明学院毕业设计计算书学院、系： 土木建筑工程系 专 业： 土木工程 设计题目： 30班完全中学教学楼设计 目录第一部分 工程资料11 工程概况12 设计原始资料13 场地土条件1第二部分 建筑设计1第三部分 结构设计21 楼板布置设计22 单向板设计22.1 设计资料22.2 荷载计算42.4 计算配筋74 一条次梁的设计134.1 荷载计算134.3 内力计算134.4 配筋计算145 楼梯设计155.1结构平面布置155.2 踏步板设计165.3斜梁设计175.4 平台板设计185.5 平台梁设计186 一榀框架设计206.1 设计资料206.2恒荷载216.3 活荷载266.4 风荷载及风荷载作用下的内力计算306.5 恒荷载作用下的内力计算366.6 活荷载作用下的内力计算496.7 内力组合586.8截面设计587 基础设计667.1初步确定基础尺寸667.2地基承载力验算707.3受冲切承载力验算70结论73致谢语73参考文献74英语翻译7430班完全中学教学楼设计陈国强 三明学院07级土木工程专业 福建三明 365004 摘要：本设计为教学楼，总建筑面积达6601.08m，建筑高度为21.6m，局部为3.6m，建筑层数为5层，属多层建筑。采用钢筋混凝土现浇框架结构，不考虑地震作用。方案确定后进行构件初步截面估算和荷载计算，后对梁、板、楼梯、独立基础进行设计，最后选一榀框架进行框架梁柱截面设计。所有构件均综合考虑混凝土结构设计规范，建筑抗震设计规范及构造要求进行配筋。内力计算方法包括：调幅法，弹性法，满布荷载法，弯矩分配法，D值法等。 关键词：一榀框架；教学楼；结构设计；多层 2011届土木工程专业毕业设计第一部分 工程资料1 工程概况本设计为一所职业中学，该校主要建筑物为一幢30班教学楼，建筑层数为5层。该教学楼包括普通教室，绘图教室，语音教室，实验室，阅览室，会议室，办公室，阶梯教室等。在功能上左右两侧为教学区，前中间为实验区及办公区，后凹口处两侧为辅助功能区。层高为3.6米，主体建筑总高为21.6米，主要结构类型为钢筋混凝土框架结构。建筑分类和耐火等级为二级，建筑抗震设防烈度为六度。2 设计原始资料设计使用年限：50年 建筑结构安全等级：二级地上部分为一类环境，地下部分为二b类环境楼面活载标准值为2KN/m，走廊活载标准值为3.5KN/m，上人屋面活载标准值为2KN/m，不上人屋面活载标准值为0.5KN/m抗震设防烈度：六度基础底面持力层为中砂，地基承载力特征值为200KN/m2 最高气温39，最低气温2主导风向：夏季东南风，冬季西北风，基本风压为0.55KN /m夏季日照度数253.5小时，冬季日照度数75.3小时，年总日照数1426.8小时3 场地土条件场地土为类，场地工程地质报告如下：钻探场地平坦，场地高程为7m。场地土层（自上而下分布） 杂填土层：0.7m，容重耕土：灰黑色、湿、厚0.3m，容重粘土：褐黄-棕褐色，中密，很湿，可塑状态，厚2.22.6m，容重淤泥：浅灰-深灰色，稍密，饱和，软塑流塑状态，厚6.46.6m，容重粘土:灰黄色，中密，很湿，饱和，软塑流塑状态，厚6m，容重中砂层：中密，厚58m地下水位：地下3.03.5m之间 第二部分 建筑设计建筑5层，每层层高3.6m，上人屋面，楼梯间突出屋面3.6m，总建筑面积为6601.08，室内地坪标高为，室外地坪标高为-0.450。普通教室：30间，进深6.6m，开间9.0m，每层每侧各设置3间；实验室:3间，进深8.4m，开间11.4m实验准备室：3间，进深8.4m，开间6.6m；绘图室、阅览室：各3间。进深9.0m，开间10.8m；语音室、会议室：各1间。进深9.0m，开间10.8m；阶梯教室：1间，进深8.4m，开间18m；行政办公室：3间，进深6.6m，开间3.6m；老师、学生办公室：各1间，进深6.6m，开间4.5m；文印室、打字室、储藏室：各1间，进深4.2m，开间4.5m；医务室：1间，进深6.6m，开间4.5m；藏书室：1间，进深10.8m，开间4.5m；厕所：每层男女各2间，进深6.6m，开间3.3m；底层设大厅，进深8.4m，开间10.4m走廊：2.4m;净宽2.1m；采用四部双跑楼梯，进深7.2 m，开间9.0m，踏步和踢面尺寸：0.3m ，0.15m，休息平台宽1.9m。教学楼采用混凝土框架结构。教学楼朝西，呈“凹”状，在底层处设置大厅，凹进的空地设置环形花圃。教学楼周边有绿化带，旁边有公共设施。建筑耐火等级为二级，每隔两层楼设有灭火设备，疏散指示灯。第三部分 结构设计1 楼板布置设计1.1标准层楼面板结构平面布置图如图（图1-1）1.2顶层屋面板结构平面布置图如图（图1-2）2 单向板设计2.1 设计资料（1）做法：楼面: 30mm厚水磨石面层（0.65KN/m） 80mm厚现浇钢筋混凝土楼面板（25 KN/m） 20mm厚纸筋石灰抹底。（16 KN/m）屋面：（编号：屋15三级防水；名称：石油沥青卷材防水层）（保护层）现浇40mm厚C20细石混泥土（防水层）石油沥青卷材（三毡四油）（0.40 KN/m）（找平层）20mm厚水泥砂浆找平（20 KN/m）（保温层）100mm厚焦渣保温层（10 KN/m）（结构层）80mm厚现浇钢筋混凝土屋面板（25 KN/m） 20mm厚板底抹灰（16KN/m）卫生间: 20mm厚1:2水泥砂浆,压实抹光（20 KN/m） 图1-1 标准层楼面板 水泥浆两道（内掺建筑胶） 35mm厚C20细石混泥土随打随抹光（25 KN/m）图1-1 标准层楼面板 1.5mm厚合成高分子涂膜防水层，四周卷起150mm高 25mm厚1:3水泥砂浆找坡层，最薄处20mm厚（20 KN/m） 80mm厚现浇钢筋混凝土楼面板（25 KN/m） 20mm厚天花抹灰（17 KN/m）走廊: 30mm厚水磨石面层（0.65KN/m） 80mm厚现浇钢筋混凝土楼面板（25 KN/m） 20mm厚纸筋石灰抹底。（16 KN/m）（2）材料：混泥土强度等级C25，板受力钢筋采用HRB235钢筋，,构造筋亦采用HRB235钢筋。（3） 截面尺寸：按跨高比条件，要求板厚mm，取80mm。 图1-2 顶层屋面板2.2 荷载计算（1）恒荷载计算上人屋面：现浇40mm厚C20细石混泥土 0.0425=1 KN/m石油沥青卷材（三毡四油） 0.40 KN/m20mm厚水泥砂浆找平 0.0220=0.4 KN/m100mm厚焦渣保温层 0.110=1 KN/m80mm厚现浇钢筋混凝土屋面板 0.0825 =2KN/m20mm厚板底抹灰 0.0216=0.32KN/m 合计：5.12 KN/m楼面、走廊(15层)30mm厚水磨石面层 0.65KN/m80mm厚现浇钢筋混凝土楼面板 0.0825=2 KN/m20mm厚纸筋石灰抹底。 0.0216 =0.32KN/m 合计:2.97KN/m卫生间：20mm厚1:2水泥砂浆,压实抹光 0.0220=0.4 KN/m水泥浆两道（内掺建筑胶）35mm厚C20细石混泥土随打随抹光 0.03525= 0.875KN/m1.5mm厚合成高分子涂膜防水层，四周卷起150mm高25mm厚1:3水泥砂浆找坡层，最薄处20mm厚 0.02520=0.5 KN/m80mm厚现浇钢筋混凝土楼面板 0.0825= 2 KN/m20mm厚天花抹灰 0.0217 =0.34 KN/m 合计：4.115KN/m（2）活荷载计算不上人屋面活荷载标准值 0.5 KN/m上人屋面活荷载标准值 2.0 KN/m楼面活荷载标准值 2.0 KN/m走廊活荷载标准值 3.5 KN/m卫生间活荷载标准值 2.0 KN/m （3）各种板的设计值（见表3-1）： ，组合系数表3-1 各种板的设计值设计值上人屋面5.1226.1442.86.91 1.968.94 8.87 8.94 不上人屋面5.120.56.1440.76.91 0.496.84 7.40 7.40 楼面2.97 23.5642.84.01 1.966.36 5.97 6.36 走廊2.97 3.53.5644.94.01 3.438.46 7.44 8.46 卫生间4.11524.9382.85.56 1.967.74 7.52 7.74 2.3 计算简图（图2-1至图）教室: 边跨: =2200-100=2100mm中间跨：=2200-200=2000mm实验室:边跨: =2100-100=2000mm中间跨：=2100-200=1900mm绘图室:边跨: =2200-100=2100mm，=2100-200=1900mm中间跨：=2100-200=1900mm，=2200-200=2000mm内廊: 边跨: =2400200-100=2100mm 边跨与中间跨计算跨度相差小于10%。故可按等跨连续板计算内力。板的计算简图如下：(单板1即B1,其余类似) g+q=6.36 kn/m g+q=8.46kn/m 图2-1 单向板1计算简图 图2-4 单向板4计算简图 g+q=6.36 kn/m g+q=8.46kn/m 图2-2 单向板2计算简图 图2-5 单向板5计算简图 g+q=8.46kn/m g+q=7.74kn/m 图2-3 单向板3计算简图 图2-6 单向板1计算简图 g+q=7.4 kn/m图2-7 单向板7计算简图 g+q=8.94 kn/m 图2-8 单向板8计算简图 g+q=8.94 kn/m 图2-9 单向板9计算简图 2.4 计算配筋一类环境，C25混泥土，保护层厚度c=20mm，板厚h0=60mm，板宽b=1000mm,HRB235钢筋，fy=210N/m单板1配筋计算（见表3-2）： 表3-2 单向板1的配筋计算 位置 参数A- 1/162.10 -1.75 0.041 0.042 142.1 1 1/142.10 2.00 0.047 0.048 162.9 B- 1/112.10 -2.55 0.060 0.061 167.0 2 1/162.00 1.59 0.037 0.038 102.9 B- 1/112.10 -2.55 0.060 0.061 167.0 1 1/142.10 2.00 0.047 0.048 162.9 A- 1/162.10 -1.75 0.041 0.042 142.1 ，均小于，故构造配筋。采用，满足要求。单板2配筋计算见表3-3：表3-3 单向板2的配筋计算 位置 参数A - 1/161.90 -1.43 0.033 0.034 115.9 1 1/141.90 1.64 0.038 0.039 132.7 B- 1/111.90 -2.09 0.049 0.050 135.9 2 1/161.90 1.43 0.033 0.034 92.7 C- 1/142.00 -1.82 0.042 0.043 117.9 3 1/162.00 1.59 0.037 0.038 102.9 C- 1/142.00 -1.82 0.042 0.043 117.9 2 1/162.00 1.59 0.037 0.038 102.9 B- 1/112.10 -2.55 0.060 0.061 167.0 1 1/142.10 2.00 0.047 0.048 162.9 A- 1/162.10 -1.75 0.041 0.042 142.1 单板3配筋计算见表3-4：表3-4 单向板3的配筋计算 位置 参数A- 1/162.00 -2.12 0.049 0.051 172.2 1 1/142.00 2.42 0.047 0.048 163.6 B- 1/112.00 -3.08 0.060 0.062 167.7 续表3-4 位置 参数2 1/161.90 1.91 0.037 0.038 102.8 C- 1/141.90 -2.18 0.042 0.043 117.8 2 1/161.90 1.91 0.037 0.038 102.8 B- 1/112.00 -3.08 0.060 0.062 167.7 1 1/142.00 2.42 0.047 0.048 163.6 A- 1/162.00 -2.12 0.041 0.042 142.7 配筋同单板1单板4配筋计算见表3-5：表3-5 单向板4的配筋计算 位置 参数A- 1/162.10 -2.33 0.054 0.056 190.4 1 1/142.10 2.66 0.062 0.064 218.5 B- 1/112.10 -2.33 0.054 0.056 190.4 配筋同单板1单板5配筋计算见表3-6：表3-6 单向板5的配筋计算 位置 参数A- 1/162.00 -2.12 0.049 0.051 172.2 1 1/142.00 2.42 0.056 0.058 197.6 B- 1/112.00 -2.12 0.049 0.051 172.2 配筋同单板1单板6配筋计算见表3-7：表3-7 单向板6的配筋计算 位置 参数A- 1/163.10 -4.65 0.109 0.115 391.5 1 1/143.10 5.31 0.124 0.133 451.7 续表3-7 位置 参数B- 1/103.10 -7.44 0.174 0.192 522.4 1 1/143.10 5.31 0.124 0.133 451.7 A- 1/163.10 -4.65 0.109 0.115 391.5 选,满足要求。单板7配筋计算见表3-8：表3-8 单向板7的配筋计算 位置 参数A- 1/162.00 -1.85 0.043 0.044 150.1 1 1/142.00 2.11 0.041 0.042 142.6 B- 1/112.10 -2.97 0.058 0.059 161.5 2 1/162.10 2.04 0.040 0.040 110.0 C- 1/142.10 -2.33 0.045 0.046 126.1 2 1/162.00 1.85 0.036 0.037 99.6 B- 1/112.10 -2.97 0.058 0.059 161.5 1 1/142.10 2.33 0.045 0.046 157.6 A- 1/162.10 -2.04 0.040 0.040 137.5 配筋同单板1单板8配筋计算见表3-9：表3-9 单向板8的配筋计算 位置 参数A- 1/162.10 -2.46 0.058 0.059 201.5 1 1/142.10 2.82 0.066 0.068 231.4 B- 1/112.10 -3.58 0.084 0.087 238.0 2 1/162.00 2.24 0.052 0.054 145.8 C- 1/142.10 -2.82 0.066 0.068 185.1 3 1/162.10 2.46 0.058 0.059 161.2 C- 1/142.10 -2.82 0.066 0.068 185.1 2 1/162.00 2.24 0.052 0.054 145.8 B- 1/112.10 -3.58 0.084 0.087 238.0 1 1/142.10 2.82 0.066 0.068 231.4 A- 1/162.10 -2.46 0.058 0.059 201.5 配筋同单板1单板9配筋计算见表3-10：表3-10 单向板9的配筋计算 位置 参数A- 1/162.10 -2.46 0.058 0.059 201.5 1 1/142.10 2.82 0.066 0.068 231.4 B- 1/112.10 -3.58 0.084 0.087 238.0 2 1/161.90 2.02 0.047 0.048 131.2 C- 1/141.90 -2.31 0.054 0.055 150.5 3 1/161.90 2.02 0.047 0.048 131.2 C- 1/142.10 -2.82 0.066 0.068 185.1 2 1/162.10 2.46 0.058 0.059 161.2 B- 1/112.20 -3.93 0.092 0.096 262.4 1 1/142.20 3.09 0.072 0.075 254.8 A- 1/162.20 -2.70 0.063 0.065 221.9 配筋同单板1 （除）单向板构造配筋的分布筋计算：取的分布筋，其截面面积为：28.3*1000/150=188.67mm0.15%bh=0.15%100080=120mm,且15%=15%251=37.65mm,满足要求。 单向板的分布筋计算：取的分布筋，其截面面积为：28.3*1000/150=188.67mm0.15%bh=0.15%100080=120mm,且15%=15%503=75.45mm,满足要求。3 双向板设计(弹性理论法)双向板即楼板布置图中的S1,S2，S3。（1） 荷载设计值见表3-11：表3-11 双向板荷载设计值参数 板块双板15.120.56.1440.7双板25.120.56.1440.75.120.56.1440.7双板32.97 3.53.5644.9（2）计算跨度：办公室楼板: m， 楼梯间楼板： 楼层平台板：（3）弯矩计算跨中最大弯矩为当内支座固定时在g+q/2作用下的跨中弯矩值与内支座铰支时在q/2作用下的跨中弯矩值之和。支座最大负弯矩为当内支座固定时g+q作用下的支座弯矩。弯矩系数见表3-12：表3-12 弯矩系数支承情况系数2.1/3.5=0.62/3.5=0.573.2/4=0.82.62/4=0.66固定m1系数0.0367 0.0377 0.0271 0.0343 m2系数0.0076 0.0065 0.0144 0.0097 系数0.0793 0.0805 0.0664 0.0743 系数0.0571 0.0571 0.0559 0.0274 简支m1系数0.0820 0.0861 0.0561 0.0763 m2系数0.0242 0.0224 0.0334 0.0571 跨中计算（见表3-13）：，（跨中面积乘0.8）表3-13 双向板跨中配筋计算 参数 板块双板16.4940.353.22.001.082.221.48185148双板26.4940.352.11.180.261.230.49103496.4940.3521.100.201.140.429542双板36.0142.452.621.99 0.56 2.10 0.96 176 96 双板1，双板2，双板3的20.10 knm故属于第一种T形截面。 次梁正截面受弯承载力计算见下表3-16：表3-16 次梁正截面受弯承载力计算 位置 参数A15.58 - 1/244.25 -11.73 0.068 0.070 150.0 115.58 1/144.25 20.10 0.015 0.016 250.1 B15.58 - 1/114.25 -25.59 0.147 0.160 343.4 215.58 1/164.20 17.18 0.013 0.013 213.5 C15.58 - 1/144.20 -19.63 0.113 0.120 257.9 315.58 1/164.20 17.18 0.013 0.013 213.5 C15.58 - 1/144.20 -19.63 0.113 0.120 257.9 215.58 1/164.20 17.18 0.013 0.013 213.5 B15.58 - 1/114.20 -24.99 0.144 0.156 334.6 115.58 1/144.20 19.63 0.015 0.015 244.2 A15.58 - 1/244.20 -11.45 0.066 0.068 146.4 钢筋选择见下表3-17：表3-17 次梁钢筋表A1B2C3C2B1A实配钢筋3B123B123B123B123B123B123B123B123B123B123B12339339339339339339339339339339339计算结果表明，支座截面的均小于0.35.，符合塑形内力重分布的原则；(2）斜截面受剪承载力斜截面受剪承载力计算包括：截面尺寸的复核、腹筋的计算和最小配箍率验算。截面复核：=270-80=190mm，=190/200=0.95=36.423Kn,截面满足要求。腹筋计算：=0.7*1.27*200*275=48.895 Kn =36.423Kn，按构造配置箍筋，采用双肢箍，间距取s=200mm，=56.6mm验算配箍率下限值：箍筋配箍率下限为: =0.31.27/300=0.13%实际配箍率=56.6/（200200）=0.14%0.13%,满足要求。5 楼梯设计5.1结构平面布置 由于梯段板水平长度3.6m3.0m,故采用梁式楼梯较为经济。梁式楼梯由踏步板、斜梁、平台板和平台梁组成。根据经验，梁式楼梯的踏步板厚一般不小于3040mm，取为40mm;平台板厚按跨高比要求，取为80mm。斜梁TL-1： h =3800/183800/12=211317，取h=400mm，b=200mm平台梁TL-2： h =4200/184200/12=233350，取h=450mm，b=200mm平台梁TL-3： h =4200/184200/12=233350，取h=450mm，b=200mm平台梁TL-4： h =4200/184200/12=233350，取h=450mm，b=150mm梁式楼梯结构平面布置图如图5-1: 图5-1 梁式楼梯结构平面布置图5.2 踏步板设计踏步板TB-1两端支承在斜梁上，按两端简支的单向板计算，取1个踏步作为一个计算单元。踏步板为梯形截面，板的截面高度可近似取平均高度。按受弯正截面强度计算配筋。荷载计算（取b=300mm为计算单元）板的倾斜角的正切=150/300=0.5，=0.894(1)恒荷载：水磨石面层： 0.65（0.3+0.15）=0.29KN/m三角形踏步： 251/20.30.15= 0.56KN/m混泥土斜板: 250.080.3/0.894= 0.67KN/m板底抹灰： 170.020.3/0.894= 0.11KN/m 合计：1.63 KN/m(2)活荷载： 3.50.3=1.