山东某职专教学办公楼的设计毕业设计计算书.doc

2009届本科毕业设计本 科 毕 业 设 计（论 文）题 目 山东某职专教学办公楼的设计 毕业设计（论文）原创性声明本人郑重声明：所提交的毕业设计（论文），是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本研究做出过重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明并表示了谢意论文作者签名： 日期： 年 月 日毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日摘 要本文的毕业设计主要讲述了山东某职专教学办公楼的设计。设计的内容包括建筑设计、结构设计两部分。毕业设计是土木工程专业的必修课程，设计采用钢筋混凝土现浇框架结构，建筑层数为四层，建筑总高度15.6m，总建筑面积3474.4，底层占地面积为946.20。根据设计要求，设防烈度为7度，设计包括建筑部分、结构部分、楼梯、基础等。根据任务书定出各层平面图及平面布置。本方案主体结构为双向承重框架，横向框架等跨。在进行荷载计算和构件截面估算后，选取了一榀框架进行计算，计算内容包括框架梁柱截面尺寸的选取及线刚度的计算；恒载、活载、地震作用下梁端、柱端弯矩、剪力的计算；框架内力组合；框架梁柱配筋计算；楼梯配筋计算及基础配筋计算。框架受力钢筋主要采用级钢筋，箍筋主要采用级钢筋，楼梯采用钢筋混凝土板式楼梯；由于柱网的限制，基础采用钢筋混凝土柱下独立基础。整个方案设计基本符合设计和结构要求，具有一定的合理性。通过对教学办公楼楼层平面图、剖面图、构造图的绘制和结构的设计，熟悉了设计的全过程，掌握了结构设计计算的基本方法，创造性地完成了毕业设计任务。同时，对这些年所学的专业知识和基本概念有了更深的理解，从而提高了分析和解决实际问题的能力。关键词：土木工程；钢筋混凝土结构；框架结构；楼梯；独立基础；恒载；活载；地震作用；建筑面积；荷载设计值；荷载效应；计算；概念设计；结构设计；设计理念。AbstractThe paper mainly presents the design of an office building This design includes building design, construction design Design project for graduation is civil engineering special field of study required course , It is that the market designs to originally design . This scheme adopts the cast-in-place frame structure of armored concrete . Structure rand order is four layer .Structure total height 15.6 meter and surfarce area 3474.4 suquare meter, the floor space of ground floor is 946.20. According to the designing requirement , the earthquake intensity is7degrees to set up defences.Design project include structure part、constructure part、staire and foundation ,according to assignment book define every layer blueprline and plare arrange. The agent structure is a two-way bearing frame , horizontal frame ,etc.are stepped. In is it is it calculate and component section after estimating , choose one Pin frame calculate to load to go on, consideration substarece include select frame column section measurement and thread rigidity ;calculate dead loads and live loads and seismic action produce roof beam extremity and column extremity bending moment 、shear and axle power;Frame interral force make up; Mate steel;Stairs mate steel and foundation mate steel calcucate.This office building adoupt L model arragnge .Frame be subject to power steel adoptleveland hoop steel adoptlevel.Staire adopt steel concrete type of meter for chinese and foundation adopt linear leaf. The whole conceptual design accords with the design and structure demand basically, have certain creativity and rationality.Through the design of the office building floor construction, and drawing floor plan ，constructed profile and constructional drawing, I am familiar with the principle design of construction, and controlled the basic methods of computation of the construction design,and my work is creative. at the same time, I have a deeper understanding of the first several years profession learning and the foundation knowledge. as a result, My ability that analyzing and solving the actual problems is increased.Key word:Civil engineering；Reinforced ；concrete；structure；frame ；structure；staires； leaf foundation dead loads； live loads； bending moment； surface area； design value of a load； load combination； computation； Concept design； construction design； design principle.目 录1 设计资料 2 结构选型与布置2.1结构选型 2.2结构布置 3 结构计算简图及梁柱线刚度计算3.1 梁、柱截面尺寸估算3.2 确定框架计算简图4 荷载计算 4.1 恒载标准值计算4.2 活荷载标准值计算4.3 竖向荷载下框架受荷总图4.4风荷载计算 5 内力计算 5.1 恒荷载作用下框架的内力5.2 活荷载作用下框架的内力5.3 活荷载(屋面取雪载时)作用下框架的内力6 内力组合 6.1 内力组合 7 框架梁柱截面设计 7.1 框架横梁截面设计7.2 框架柱截面设计 8 连系梁截面设计 8.1 荷载计算 8.2 内力计算 8.3 截面承载力计算9 板的截面设计 9.1 、计算 9.2 计算 9.3 的计算 10 楼梯设计 10.1 设计资料 10.2 踏步板设计 10.3 梯段梁设计 10.4 平台板设计 10.5 平台梁设计 11 基础设计 11.1 作用于基础顶面上的荷载计算11.2 F柱独立基础的计算11.3 G轴柱独立基础的计算11.4 H轴柱独立基础的计算12施工设计编制依据13工程概况13.1 总体概况 13.2 设计概况 13.3 工程、水文及气象概况13.4 施工条件 13.5 工程特点 13.6 主要分项工程工程量14施工部署及方案 14.1 总体部署 14.2 施工方案 15施工总平面布置 16施工准备工作 17主要工程项目施工方法17.1 土方与基础工程施工方案17.2 主体结构施工方案17.3 主要装饰工程施工方案18文明施工措施 19雨季施工措施 20安全技术措施 结 论 谢 辞 参考文献 1 设计资料 (1)工程名称：山东省某职专教学办公楼。(2)工程概况：建筑总高15.6米，共4层，每层层高3.6米，室内外高差0.30米，具体情况参见图1。(3)基本风压：0.85KN/m2，地面粗造程度为A类。(4)基本雪压：0.55KN/m2(5)抗震设防烈度：7度设防2 结构选型与布置2.1结构选型为了使结构的整体刚度较好，梁柱、楼面、屋面、楼梯等均采用现浇结构，基础为柱下独立基础。2.2结构布置本设计为双向梁柱抗侧力体系，柱距见图1。根据结构布置，板厚，本建筑由于楼面活荷载不大，为减轻结构自重，节省材料，楼面板、屋面板的厚度均取为120mm。3 结构计算简图及梁柱线刚度计算3.1 梁、柱截面尺寸估算3.1.1 梁截面尺寸估算框架梁截面高度，次梁截面高度，梁截面宽度，本结构中取：框架梁： h=800mm b=300mm次梁： h=500mm b=250mm连系梁： h=450 b=2003.1.2柱截面尺寸估算柱截面尺寸根据公式估算，仅估算底层柱。该框架结构抗震设防七度，建筑高度15.6m24m，因此为二级抗震，其轴压比限值=0.80。各层重力荷载代表值近似取=18 KN/m2，边柱和中柱负荷面积分别为8.74.05 m2 ，8.75.25m2层数n=4，C30混凝土 ，=14.3Mpa因此 边柱 中柱取柱截面为正方形，则边柱、中柱截面分别为456mm456mm,490 mm490mm，考虑到施工、计算简便以及安全因素，各柱截面尺寸从底层到顶层均取为500 mm 500mm。3.2 确定框架计算简图3.2.1 选取计算单元选取轴线的一榀框架进行计算，其余框架可参照此框架进行配筋。3.2.2 梁柱线刚度计算各跨梁的线刚度计算见表1 。各层柱线刚度计算见表 2。令，则其余各杆件的相对线刚度为： 表1 梁线刚度的计算类别ECbhI0LECI0/L1.5ECI0/L2ECI0/L(N/mm2)(mmmm)(mm4)(mm)(Nmm)(Nmm)(Nmm)边横梁AB3.01043008004.500010978002.7510104.57510106.51010边横梁BC3.01042504001.333310924001.5810102.5210103.361010表2 柱线刚度计算的计算层次ECbhI0hECI0/h(N/mm2)(mmmm)(mm4)(mm)(Nmm)13.01045005005.208310948003.051510102-43.01045005005.208310939004.62861010框架结构的相对线刚度如图2所示,作为以下计算的依据。3.2.3 确定结构计算简图（KJ-6）图2 计算简图4 荷载计算4.1 恒载标准值计算4.1.1 屋面20mm水泥砂浆找平层 0.0220=0.4 KN/m2结构层：120厚现浇钢筋混凝土板 0.1225 =3 KN/m2 抹灰层：12厚板地抹灰 0.01220=0.24 KN/m2合计 3.64KN/m24.1.2 各层楼面25mm水泥砂浆面层 0.2520=0.5 KN/m2结构层：120厚现浇钢筋混凝土板 0.1225 =2.75 KN/m2抹灰层：12厚板底抹灰 0.01220=0.24KN/m2合计 3.74 KN/m24.1.3 梁自重bh=800 mm 300 mm梁自重 250.3（0.80-0.12）=5.1 KN/m抹灰层：98ZJ001顶212厚粉刷石膏砂浆 0.122（0.80-0.12+0.3）=0.2352KN/m合计 5.335 KN/mbh=250 mm 500 mm梁自重 250.25（0.50-0.12）=2.375 KN/m抹灰层：98ZJ001顶212厚粉刷石膏砂浆 0.122（0.50-0.12+0.25）=0.1512KN/m合计 2.5262 KN/m4.1.5 柱自重bh=500 mm500 mm柱自重 250.500.50=6.25 KN/m抹灰层：98ZJ001内墙2 0.020. 5417=0.68 KN/m合计 6.93 KN/m4.1.6墙自重标准层200厚灰砖墙 1820厚水泥粉刷墙面 17（3.6-0.65）0.022=2.006 KN/m合计 12.626 KN/m 底层200厚灰砂砖 18（4.5-0.65）0.2=13.68 KN/m20水泥粉刷墙面 17（4.5-0.65）0.022=2.584 KN/m合计 16.264KN/m女儿墙自重（100mm混凝土压顶20厚水泥砂浆外墙面）墙高1100mm 0.21.118+0.20.125+（1.22+0.2）0.0220=5.5 KN/m4.2 活荷载标准值计算4.2.1 屋面和楼面活荷载标准值上人屋面 2.0 KN/m2楼面 教室 2.0 KN/m2走廊 2.5 KN/m24.2.2 风、雪荷载标准值风压：0.85KN/m2雪压：0.55KN/m2屋面活荷载和雪荷载不同时考虑，两者中取大值。4.3 竖向荷载下框架受荷总图AB梁上所承担的板的2，按双向板设计，BC梁上的板的，按双向板设计。本结构楼面荷载的传递示意图见图3。4.3.1B-C轴间框架梁屋面板传荷载：图3 板传荷载示意图恒载 3.641.3525/8=6.1425 KN/m 活载 2.01.3525/8=3.375KN/m 雪载 0.551.3525/8=0.928KN/m 楼面板传给荷载：恒载 3.741.3525/8=6.311 KN/m 活载 2.51.3525/8=4.2188 KN/m梁自重标准值： 4.6386 KN/mBC轴间框架梁均布荷载为：屋面梁 恒载=梁自重+板传荷载=4.6386+6.1425=10.781 KN/m 活载=板传荷载=3.375 KN/m 雪载=板传荷载=0.928 KN/m楼面梁 恒载=梁自重+板传荷载=4.639+6.311=10.95KN/m 活载=板传荷载=4.2188 KN/m4.3.2 AB轴间框架梁屋面板传荷载：恒载 3.642.1752（1-2）=13.8503 KN/m活载 2.02.1752（1-2）=7.61 KN/m雪载 0.552.1752（1-2）=2.093 KN/m楼面板传荷载：恒载 3.742.1752（1-2）=14.23 KN/m活载 2.02.1752（1-2）=7.61 KN/m梁自重： 4.639 KN/m轴间框架梁均布荷载为：屋面梁 恒载=梁自重+板传荷载=4.639+13.8503=18.489 KN/m 活载=板传荷载=7.61KN/m 活载=板传荷载=2.093KN/m楼面梁 恒载=梁自重+板传荷载=4.639+14.23=18.869KN/m 活载=板传荷载=7.61 KN/m4.3.3A轴柱纵向集中荷载的计算 顶层柱顶层柱恒载=女儿墙自重+梁自重+板传荷载5.59+4.639（9-0.55）+3.642.1754.3525/8+3.62.175 （1-2）7.8+2.98057.8/42 = 289.365KN 顶层柱活载=板传荷载=0.53.695/8+0.71747.8 =16.56 KN雪载时顶层柱活载=板传荷载=0.7179 =6.453 KN标准层柱恒载=墙自重+梁自重+板传荷载 =278.385 KN 标准层柱活载=板传荷载=5.7399.0 =51.651 KN基础顶面恒载=基础梁自重+底层墙自重 =2.5（9.0-0.55）+16.264（9.0-0.55） =100.93 KN4.3.4 B轴柱纵向集中荷载的计算顶层柱恒载=梁自重+板传荷载 =4.639（9.0-0.55）+3.392.1754.3525/8+3.391.350.96469.0+2.986/2 =129.42KN 顶层柱活载=板传活载=2.02.1754.3525/8+2.01.350.96469.0 =46.312 KN雪载时顶层柱活载=板传活载=0.552.1754.3525/8+0.21.350.96468.7 =12.735 KN标准层柱恒载=梁自重+板传荷载+墙自重 =4.639（8.7-0.55）+2.98056/2+3.491.350.96468.7+3.492.1754.3525/8+13.696（8.7-0.55）+13.6966/4 =259.729KN 标准层柱活载=板传活载=2.02.1754.3525/8+2.01.350.96468.7 =46.312 KN基础顶面恒载=墙自重+基础梁自重 =2.5（8.7-0.55）+16.264（8.7-0.55）+16.2646/4 =177.32 KN4.3.5 C轴柱纵向集中荷载的计算顶层柱荷载=女儿墙自重+梁自重+板传荷载=5.58.7+4.639（8.7-0.55）+3.391.350.96468.7=124.064 KN顶层柱活载=板传荷载=2.01.350.96468.7=22.685KN雪荷载顶层柱荷载=板传活载=0.22658标准层恒载=墙自重+梁自重+板传荷载=13.696（8.7-0.55）+3.305（8.7-0.55）+3.491.350.96468.7=178.097KN标准层活载=板传活载=2.51.350.96468.7=28.323KN基础顶面恒载=墙自重+基础梁自重16.264（8.7-0.55）+2.5（8.7-0.55）=152.926KN4.4风荷载计算风压标准值计算公式为因结构高度，可取；对于矩形平面；可查建筑结构荷载规范。将风荷载换算成作用于框架每层节点上的集中荷载，计算过程如表2.1所示。表中为框架节点至室外地面的高度，为一品框架各层节点的受风面积，计算结果如图2.5所示。表 2.1 风荷载计算层次41.0 1.3 14.7 1.066 0.8519.89 13.7931.0 1.3 11.1 1.015 0.85 23.87 15.747 21.0 1.3 7.5 1.00 0.85 23.87 15.51 11.0 1.3 3.91.00 0.85 24.87 16.16 4.4.2 框架柱抗侧刚度D 4.4.2.1 横向D值计算各层柱的D值及总D值见表3表4。表 3 横向24层中框架D值计算构件名称A轴柱0.46116352B轴柱0.58718173C轴柱0.659687=16352+18173+9687=44212表5 横向底层框架D值计算构件名称A轴柱0.3925878B轴柱0.3516112C轴柱0.1662589=5878+6112+2589=145795 内力计算5.1 恒荷载作用下框架的内力图5 恒载示意图（kNm）5.1.1 固端弯矩计算 将框架梁视为两端固定梁计算固端弯矩，计算结果如下屋面：KNm KNm KNm MBC=-3.66 KNm楼面：KNm MBA =97.98KNm =-5.01 KNm MCB=5.01 KNm 顶层上柱顶上柱底下柱顶下柱底右梁左梁上柱顶上柱底下柱顶下柱底右梁左梁上柱顶上柱底下柱顶下柱底分配系数0.40.60.550.30.240.560.44弯矩值-193178.1-5.555.45分配67.26105-106-64.86-62.713.657.15传递38.89-5451.84-34.96.83-33.354.775再分配18.235.3-8.65-8.293-6.03传递10.55-4.219.15-3.5-2.517再分配1.632.781.40971.708传递0.851.4970.9050.854再分配-0.89-0.646-0.32传递-0.42最终结果109.6754.83-109.2156.3-87.36-43.68-68.78-12.3412.36.156标准层分配系数0.2840.2840.430.350.230.230.190.2860.3570.357弯矩值-128128.2-4.254.25分配36.4136.4155.4-53.1-34.9-34.88-28.82.90533.6263.626传递18.2118.21-2727.7-17.4-17.41.453-14.411.8131.813再分配7.5387.53811.5-0.51-0.33-0.334-0.28传递3.7693.7695.733-0.17-0.17再分配-2.01-1.32-1.319-1.09传递-1-0.66-0.66最终结果23.9844.9547.9527.98-87107.1-18.3-38.5-38.54-19.3-43-10.2532.8133.926