毕业论文设计--小学教学楼工程设计计算书.doc

1 工程概况及设计依据1.1工程概况工程名称： 小学教学楼工程工程地址： 工程单位：某建筑公司工程规模：建筑面积4725，建筑主体4层，局部3层，总高度15.40米，室内外高差为0.45米，女儿墙高1.0,米。建筑总长度为56.5米，总宽度为38.3米。功能布局：四层都为学生教室以及一些必要的配套房间以及行政办公房间。建筑等级：二级。本工程设计使用年限：50年。本工程结构体系为钢筋混凝土框架结构，抗震设防烈度为7度，抗震等级为二级，场地类别类，基本风压为0.7kN/m2， 地面粗糙度为B类。 1.2设计依据1.2.1主要技术指标本工程混凝土结构的环境类别：基础、屋面为二（a），其余为一类；建筑抗震设防类别为丙类，建筑结构安全等级为二级，设计基本地震加速度为0.10g，设计地震分组为第二组，特征周期Tg=0.40s；50年一遇基本风压为0.70kN/m2，修正后的基本风压为0.70kN/m2。1.2.2地质资料根据统计结果及钻探揭露的岩土层特征、结合当地经验和有关规范，综合分析确定场地工程地质报告如下：1、 钻探场地平坦，场地高程为7m。2、 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，可塑硬塑状态，厚6m，容重中砂层：中密，厚58m。3、 地下水位：地下3.03.5m之间。4、 主要土层的物理力学指标见表1表1 主要土层的物理力学指标见土层压缩系数压缩模量E粘土801000.05538.7810淤泥60700.24011.367粘土1802000.02476.47009002530中砂层2503401700190025355、水文地质：地下水在地表下2.5m。2结构选型与布置2.1结构方案选择本工程为小学教学楼，根据工程规模及功能布局，此次设计的结构形式主体房屋采用钢筋混凝土框架结构。由于实训楼的内部空间较大，承受荷载形式多样，所以结构体系采用纵横向框架承重。根据抗震要求、施工条件以及施工技术的情况，采用现浇整体式的施工方法较为妥当。2.2结构布置2.2.1框架结构承重方案的选择本设计为四层框架结构，根据小学建筑的功能使用性进行结构布置。经各方案比较筛选，本工程选用框架结构的横向承重体系。柱网及主体结构平面布置如附图1所示。2.2.2柱网与柱高本工程柱高均为3.6m。2.3板、梁、柱截面尺寸估算2.3.1框架柱截面尺寸框架柱的截面尺寸根据柱的轴压比限值，按下列公式进行估算。2.3.1.1柱的轴向压力设计值：注：考虑地震作用组合后柱轴力增大系数；考虑7度抗震设防，由于本框架结构荷载较小，可取1.2。；折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值；一般取，本设计取14KN/m2；验算截面以上楼层层数；按简支状态计算的柱的负荷面积。2.3.1.2 框架柱截面面积 注：为框架柱最大轴压比限值，查混凝土结构设计规范（GB 50010-2010）第11.4.16条，得抗震等级为三级的轴压比限值uN=0.9；为砼轴心抗压强度设计值，本设计采用C30砼，则fc=14.3MPa。由图2-3，2-4可知KZ13和KZ2的负荷面积分别如下：KZ2：（17.3+4.5）/2 （6.6+3.5）/2 =55.04KZ13：（4.5+4.5）/2 (8.4+2.4)/2 = 24.3对于KZ2：=1.255.04144 =2411.8KN= 2411.81000 / (0.914.3)= 187.4mm2取400mm500mm。对于KZ13：=1.224.3 X 14 X 4 = 1632.9 KN= 1632.9 1000 / (0.8 14.3)= 126.88mm2取400mm400mm。框架柱的截面尺寸宜符合下列要求：（1）矩形截面柱，抗震等级为四级或层数不超过2层时，其最小截面尺寸不宜小于300mm，一、二、三柱抗震等级且层数超过2层时不宜小于400mm；（2）柱的剪跨比宜大于2；（3）柱截面高度与宽度的比值不宜大于3。综合以上结论框架边柱（包括角柱）取400mm400mm， 400mm450mm。楼梯构造柱截面尺寸为200mm 200mm。2.3.2楼板厚度板厚：连续双向板h=（1/301/40） 2600 = （6585）mm，双向板厚100mm，故楼面和屋面都取100mm，板混凝土强度采用C25。2.3.3梁截面尺寸KL1：=(1/14-1/8)l 取=1/148400=600mm取=600mm=(1/3-1/2) 取=1/2=300mmKL8：=(1/18-1/12)l 取=1/184500=250mm取=400mm=(1/3-1/2) 取=1/2=200mm3荷载计算3.1楼板、屋面板荷载计算3.1.1 不上人屋面40mm厚C20细石混凝土刚性垫层0.04 X 25=1.00 kN/m210mm厚水泥砂浆保护层0.01 X20=0.20 kN/m21.5mm厚自粘橡胶沥青防水卷材0.15 kN/m23mm厚BAC双向自粘橡胶沥青防水卷材0.15 kN/m220mm厚1：2.5水泥砂浆找平层20 X 0.02=0.40 kN/m225mm厚挤塑泡沫保温隔热板0.025 X 0.5=0.012 kN/m220mm厚1：2.5水泥砂浆找平层20 X 0.02=0.40 kN/m2白色水泥漆0.36 kN/m2合计楼面恒载标准值=2.67kN/m2屋面均布活荷载标准值为0.50 kN/m23.1.2楼面荷载（水磨石楼面）15mm白水泥大理石子面 15 X 250.38 kN/m218mm 1：3水泥砂浆找平18X 200.36 kN/m22mm 纯水泥浆一道2 X200.04 kN/m220mm抹平20 X 170.34 kN/m2合计恒载标准值=1.1kN/m2均布活荷载标准值为2.00 kN/m2经比较计算后，决定取统一值。楼面：恒载为1.1 kN/m2，活载为2.0 kN/m2；走廊和楼梯活载取2.5 kN/m2；不上人屋面：恒载为2.67 kN/m2，活载为0.50 kN/m2。3.2梁上荷载计算外墙采用200mm厚的水泥空心砖，内墙采用200mm厚空心多孔砖容重为12.5kN/m。3.2.1无窗墙 200厚空心多孔砖（3.6-0.6）0.212.5=7.5kN/m2外墙面砖 3.60.5=1.8kN/m2水泥粉刷内墙（3.6-.6）0.361.26kN/m2合计恒载标准值=10.6kN/m23.2.2有门窗墙200厚空心多孔砖（3.6-0.4）0.212.5=3.5 kN/m2铝合金窗1.80.5=.9 kN/m2外墙面砖0.51.40.7 kN/m2水泥粉刷内墙0.361.40.504 kN/m2合计恒载标准值=5.6kN/m2 3.3栏杆荷载栏杆取均布荷载1KN/m4PKPM结构电算资料4.1结构设计总信息 结构材料信息: 钢砼结构 混凝土容重 (kN/m3): Gc = 25.50 钢材容重 (kN/m3): Gs = 78.00 水平力的夹角(Rad): ARF = 0.00 地下室层数: MBASE= 1 竖向荷载计算信息: 按一次加荷方式计算 风荷载计算信息: 计算X,Y两个方向的风荷载 地震力计算信息: 计算X,Y两个方向的地震力 “规定水平力”计算方法: 楼层剪力差方法(规范方法) 特殊荷载计算信息: 不计算 结构类别: 框架结构 裙房层数: MANNEX= 0 转换层所在层号： MCHANGE= 0 嵌固端所在层号： MQIANGU= 2 墙元细分最大控制长度(m) DMAX= 1.00 墙元网格: 侧向出口结点 是否对全楼强制采用刚性楼板假定 否 强制刚性楼板假定是否保留板面外刚度 是 墙梁跨中节点作为刚性楼板的从节点 是 采用的楼层刚度算法 层间剪力比层间位移算法 结构所在地区 全国 风荷载信息 . 修正后的基本风压 (kN/m2): WO = 0.70 风荷载作用下舒适度验算风压: WOC= 0.10 地面粗糙程度: B 类 结构X向基本周期（秒）: T1 = 0.29 结构Y向基本周期（秒）: T2 = 0.29 是否考虑风振: 是 风荷载作用下结构的阻尼比(%): WDAMP= 5.00 风荷载作用下舒适度验算阻尼比(%): WDAMPC= 2.00 构件承载力设计时考虑横风向风振影响: 否 承载力设计时风荷载效应放大系数: WENL= 1.00 体形变化分段数: MPART= 1 各段最高层号: NSTi = 5 各段体形系数: USi = 1.30 地震信息 . 振型组合方法(CQC耦联;SRSS非耦联) CQC 计算振型数: NMODE= 12 地震烈度: NAF = 7.00 场地类别: KD =I1 设计地震分组: 一组 特征周期 TG = 0.25 地震影响系数最大值 Rmax1 = 0.08 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 Rmax2 = 0.50 框架的抗震等级: NF = 3 剪力墙的抗震等级: NW = 3 钢框架的抗震等级: NS = 3 抗震构造措施的抗震等级: NGZDJ =不改变 活荷重力荷载代表值组合系数: RMC = 0.50 周期折减系数: TC = 0.70 结构的阻尼比 (%): DAMP = 5.00 中震(或大震)设计: MID =不考虑 是否考虑偶然偏心: 是 是否考虑双向地震扭转效应: 否 斜交抗侧力构件方向的附加地震数 = 0 活荷载信息 . 考虑活荷不利布置的层数 从第 1 到4层 柱、墙活荷载是否折减 不折算 传到基础的活荷载是否折减 折算 考虑结构使用年限的活荷载调整系数 1.00 -柱，墙，基础活荷载折减系数- 计算截面以上的层数-折减系数 1 1.00 2-3 0.85 4-5 0.70 6-8 0.65 9-20 0.60 20 0.55 调整信息 . 梁刚度放大系数是否按2010规范取值： 是 梁端弯矩调幅系数： BT = 0.85 梁活荷载内力增大系数： BM = 1.00 连梁刚度折减系数： BLZ = 0.60 梁扭矩折减系数： TB = 0.40 全楼地震力放大系数： RSF = 1.00 0.2Vo 调整分段数： VSEG = 0 0.2Vo 调整上限： KQ_L = 2.00 框支柱调整上限： KZZ_L = 5.00 顶塔楼内力放大起算层号： NTL = 0 顶塔楼内力放大： RTL = 1.00 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:是 实配钢筋超配系数 CPCOEF91 = 1.15 是否按抗震规范5.2.5调整楼层地震力IAUTO525 = 1 弱轴方向的动位移比例因子 XI1 = 0.00 强轴方向的动位移比例因子 XI2 = 0.00 是否调整与框支柱相连的梁内力 IREGU_KZZB = 0 强制指定的薄弱层个数 NWEAK = 0 薄弱层地震内力放大系数 WEAKCOEF = 1.25 强制指定的加强层个数 NSTREN = 0 配筋信息 . 梁箍筋强度 (N/mm2): JB = 270 柱箍筋强度 (N/mm2): JC = 270 墙分布筋强度 (N/mm2): JWH = 210 边缘构件箍筋强度 (N/mm2): JWB = 210 梁箍筋最大间距 (mm): SB = 100.00 柱箍筋最大间距 (mm): SC = 100.00 墙水平分布筋最大间距 (mm): SWH = 150.00 墙竖向分布筋配筋率 (%): RWV = 0.30 结构底部单独指定墙竖向分布筋配筋率的层数: NSW = 0 结构底部NSW层的墙竖向分布配筋率: RWV1 = 0.60 设计信息 . 结构重要性系数: RWO = 1.00 柱计算长度计算原则: 有侧移 梁柱重叠部分简化: 不作为刚域 是否考虑 P-Delt 效应： 否 柱配筋计算原则: 按单偏压计算 按高规或高钢规进行构件设计: 否 钢构件截面净毛面积比: RN = 0.85 梁保护层厚度 (mm): BCB = 20.00 柱保护层厚度 (mm): ACA = 20.00 剪力墙构造边缘构件的设计执行高规7.2.16-4: 是 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纯框架结构的规定采用:否 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 是否按混凝土规范B.0.4考虑柱二阶效应: 否 荷载组合信息 . 恒载分项系数: CDEAD= 1.20 活载分项系数: CLIVE= 1.40 风荷载分项系数: CWIND= 1.40 水平地震力分项系数: CEA_H= 1.30 竖向地震力分项系数: CEA_V= 0.50 特殊荷载分项系数: CSPY = 0.00 活荷载的组合值系数: CD_L = 0.70 风荷载的组合值系数: CD_W = 0.60 活荷载的重力荷载代表值系数: CEA_L = 0.50 地下信息 . 土的水平抗力系数的比例系数(MN/m4): MI = -1.00 扣除地面以下几层的回填土约束: MMSOIL = 0 回填土容重 (kN/m3): Gsol = 18.00 回填土侧压力系数: Rsol = 0.50 外墙分布筋保护厚度 (mm): WCW = 35.00 室外地平标高 (m): Hout = -0.35 地下水位标高 (m): Hwat = -20.00 室外地面附加荷载 (kN/m2): Qgrd = 0.00 剪力墙底部加强区的层和塔信息. 层号 塔号 1 1 2 1 用户指定薄弱层的层和塔信息. 层号 塔号 用户指定加强层的层和塔信息. 层号 塔号 约束边缘构件与过渡层的层和塔信息. 层号 塔号 类别 1 1 约束边缘构件层 2 1 约束边缘构件层 3 1 约束边缘构件层 * * 各层的质量、质心坐标信息 * * 层号 塔号 质心 X 质心 Y 质心 Z 恒载质量 活载质量 附加质量 质量比 (m) (m) (t) (t) 5 1 -18.908 13.388 16.400 443.6 22.4 0.0 1.03 4 1 -19.248 13.698 12.800 408.0 46.4 0.0 1.00 3 1 -19.248 13.698 9.200 408.0 46.4 0.0 0.97 2 1 -19.222 13.671 5.600 422.3 46.4 0.0 1.49 1 1 -18.527 13.643 1.000 310.1 3.7 0.0 1.00 活载产生的总质量 (t): 165.275 恒载产生的总质量 (t): 1992.079 附加总质量 (t): 0.000 结构的总质量 (t): 2157.353 恒载产生的总质量包括结构自重和外加恒载 结构的总质量包括恒载产生的质量和活载产生的质量和附加质量 活载产生的总质量和结构的总质量是活载折减后的结果 (1t = 1000kg) * * 各层构件数量、构件材料和层高 * * 层号(标准层号) 塔号 梁元数 柱元数 墙元数 层高 累计高度 (混凝土/主筋) (混凝土/主筋) (混凝土/主筋) (m) (m) 1( 3) 1 55(25/ 300) 34(25/ 300) 0(30/ 300) 1.000 1.000 2( 1) 1 99(25/ 360) 35(25/ 360) 0(30/ 300) 4.600 5.600 3( 1) 1 99(25/ 360) 35(25/ 360) 0(30/ 300) 3.600 9.200 4( 1) 1 99(25/ 360) 35(25/ 360) 0(30/ 300) 3.600 12.800 5( 2) 1 98(25/ 360) 35(25/ 360) 0(30/ 300) 3.600 16.400 * * 风荷载信息 * * 层号 塔号 风荷载X 剪力X 倾覆弯矩X 风荷载Y 剪力Y 倾覆弯矩Y 5 1 58.66 58.7 211.2 249.58 249.6 898.5 4 1 50.72 109.4 604.9 216.69 466.3 2577.0 3 1 44.64 154.0 1159.3 191.76 658.0 4945.9 2 1 51.78 205.8 2106.0 224.15 882.2 9003.9 1 1 0.00 205.8 2311.8 0.00 882.2 9886.1 = 各楼层偶然偏心信息= 层号 塔号 X向偏心 Y向偏心 1 1 0.05 0.05 2 1 0.05 0.05 3 1 0.05 0.05 4 1 0.05 0.05 5 1 0.05 0.05= 各楼层等效尺寸(单位:m,m*2)= 层号 塔号 面积 形心X 形心Y 等效宽B 等效高H 最大宽BMAX 最小宽BMIN 1 1 459.00 -19.44 13.56 45.00 10.20 45.00 10.20 2 1 459.00 -19.44 13.56 45.00 10.20 45.00 10.20 3 1 459.00 -19.44 13.56 45.00 10.20 45.00 10.20 4 1 459.00 -19.44 13.56 45.00 10.20 45.00 10.20 5 1 459.00 -19.44 13.56 45.00 10.20 45.00 10.20= 各楼层的单位面积质量分布(单位:kg/m*2)= 层号 塔号 单位面积质量 gi 质量比 max(gi/gi-1,gi/gi+1) 1 1 683.66 1.00 2 1 1021.18 1.49 3 1 990.07