三层框架教学楼毕业设计-土木毕业设计.doc

设计说明书 第74页 共76页

毕业设计（论文）计算书

（结构部分设计）

题 目： 天津市太阳酒店楼设计
专 业： 土木工程
班 级：
学 号：
姓 名：
指导教师：

一、工程概况：
1、工程名称: 天津市太阳酒店楼设计
2、建筑地点天津市建设路绿茵街地段
3、建筑规模:
1) 建筑总面积: 4565m2
2) 建筑层数: 整体三层。（上人屋面）
3) 结构类型: 钢筋混凝土框架结构
4) 层 高: 3.9m
4、建筑功能：
① 普通教室 18间 70m2/间
② 语音教室 2间 140 m2/间 （含辅助用房）
③ 微机教室 2间 140 m2/间 （含辅助用房）
④ 阅 览 室 1间 140m2/间
⑤ 活 动 室 1间 140m2/间
⑥ 大会 议 室 1间 140m2/间
⑦ 办 公 室 12间
行政办公室 6间 30m2/间
教师办公室 6间 45m2/间
⑧ 走廊 走廊为2.4m宽
⑨ 楼梯 共三个楼梯
⑩ 厕所 每层设男女厕所各两个
其他: 收发，贮藏室
5、建筑技术条件
（一）气象条件:
1) 常年主导风向: 西北风
2) 夏季主导风向: 西南风
3) 平 均 风 速: 夏季3.1m/s,
冬季 4m/s
4) 基 本 风 压: Wo=0.30KN/m2
5) 基 本 雪 压: So=0.30KN/m2
最大积雪深度:11cm
6) 最 高 气 温: 40.6℃
最 低 气 温: --9.3℃
7) 最冷月平均温度: 4.5℃(1—2月)
8) 最热月平均温度: 29.7℃(7—9月)
9) 最 大 降 雨 量: 50.4mm/h
月最大降雨量：184.3mm(4—6月)
（二）工程地质条件
1) 天然地面以下1m厚为填土,地基标准承载力为120KN/m2.填土以下的2m厚为粘土,地基承载力为250KN/m2.粘土以下为中密粗砂层, 地基承载力为300KN/m2。
2) 地下水位:天然地面以下4m处
3) 地震设防烈度: 6度
（三）施工条件
1）施工单位：天津市第二建筑公司
2）施工人员：各工种工人数均不受限制，但要求不分工种劳动力不均衡系数K<1.6
3）材料供应：各种材料均可保证供应
4）预制构件和模板、钢筋骨架、门窗等半成品：可由公司构件厂供应（运距10公里）
5）机械设备：除大吊装机械外，施工单位均能解决。
6）施工用水、电：由建设单位保证供应，路边即有水源、电源。
7）施工道路：Ⅱ级公路
8）施工工期：2008年3月1日－8月25日，共178天

6、结构设计依据：
1）任务书提供的气象条件和工程地质条件
2）任务书提供的施工条件
3）建筑使用要求和已完成的建筑施工图
4）混凝土结构设计规范GB50010-2002
5）建筑结构荷载规范GB50009-2001
6）建筑地基基础设计规范GB50007-2002
7）混凝土结构设计原理、混凝土结构设计
8）多层与高层建筑结构设计
9）简明建筑结构静力设计手册
由于在进行结构方案设计时要考虑结构型式、结构体系、结构布置是否满足安全经济、方便施工等方面的原因，特作如下设计说明：

7.结构类型分析及结构选型：
.1）结构型式包括：混合结构、框架结构、筒体结构、剪立樯结构
混合结构：
优点：施工简单，就地取材，造价低，用钢量少。
缺点：整体性能差，很难满足大空间的要求，高层比较困难。
框架结构：
优点：整体性能好，满足大空间要求，耐久性好。
缺点：用钢量大，造价高。
其中框架结构又包括：装配式框架、装配整体式及现浇式
装配式框架结构：
优点：工期短，施工快。
缺点：对结点要求高（需焊接，用钢量大）
装配整体式：
优点：结点简单，焊接少，用钢量少，抗震整体性较好。
缺点：工序多，工期长。
现浇式：
优点：整体性好，抗震性好。
缺点：模板多，工期长。
筒体结构：
优点：抗侧、抗扭刚度及承载力大，建筑材料可得到充分利用。
缺点：工程量大，用钢量多。
剪立樯结构：
优点：整体性好，承载力及侧向刚度大。
缺点：剪力墙结构平面布置不灵活，空间局限结构自重大。
经以上分析，该建筑物选用现浇式框架结构。
2）框架承重方式选择：
承重方式有：横向框架承重，纵向框架承重，纵横向框架混合承重
横向框架往往跨数少，主梁沿横向布置有利于提高建筑物的横向抗侧刚度，而纵向框架则往往反接，构造要求布置较小的联系梁，有利于房屋室内的采光和通风
纵向承重墙框架的横向梁高度较小，有利于设备管线的穿行，当在房屋开间方向需要较大空间时，可获得较高的室内净高，并且可利用纵向框架的刚度来调整房间的不均匀沉降，缺点是房屋的横向抗侧刚度较差，进深尺寸受到限制。
纵横向框架混合承重则具有较好的整体工作性能，对抗震有利。
经以上分析，并结合建筑功能要求，该建筑物采用横向框架承重。
8.初定梁柱截面尺寸:
主梁
取 h=600mm , b=300mm
柱: (底层柱高) h=(1～1.5)b
取 h=400mm , b=350mm

9.其它结构选型
屋面结构
采用现浇屋盖,屋面找坡为材料找坡
楼面结构
楼板、雨篷、楼梯均采用现浇.
雨篷结构
雨篷结构为现浇，采用悬梁式，有组织排水
基础梁
选用现浇式钢筋混凝土基础梁，尺寸估算：b=250mm h=300mm.
基础
从地质条件可以看出,基础的持力层不太深(在天然地面以下3m)地基承
载力为250KN/m2(>200KN/m2)故采用钢筋混凝土柱下独立基础.
在④～⑤轴之间设置伸缩缝
由于建筑物总长为67.8m(>55m),故需设置伸缩缝,缝宽为70mm
10、结构布置
1)因本建筑楼面标高变化不大,只作结构平面布置
其一般原则:上一层结构平面放到下一层建筑平面图布置
2)基础平面布置图
基础平面布置图上主要构件有:钢筋混凝土基础、基础梁
3)楼面结构布置图
主要构件有:框架、楼面梁、阳台梁
4)屋面结构布置图
主要构件有:框架、屋面梁、屋面板。
采用有组织的内天沟外排水形式，坡度为2％
11、屋面、楼面均采用现浇板
三张平面布置图见附图
1、基础平面布置图
2、楼面结构布置图
3、屋面结构布置图
二、雨篷、厕所、楼梯的计算

1、雨篷计算：
本工程采用悬梁式雨篷，且板面采用有组织排水。
1） 雨蓬板的计算：

①：YPL-1
Lo2=1500-200=1300mm Lo2=3300
＞2
所以可按单向板计算
a：恒荷载标准值计算

20mm厚防水砂浆面层
5‰的排水坡度 1300×5‰×1/2×20×1/1000=0.065 KN/m2
板自重
板底抹灰

合计： gk=2.805 KN/m2
b：活荷载标准值： qk=0.5
g+q=1.2×2.805+1.4×0.5=4.066 KN/m2
取1m宽板带，即：b=1000mm 作为计算单元.
则： g+q=4.066KN/m
c：弯矩设计值：
KN.m

d）配筋计算：
板厚：h=80mm =80-20=60mm 重要性系数=1.0
砼采用C20，则，1=1.0
钢筋采用HPB235 则
根据：

=
=
故： =mm2
选6@180 As实=157mm2
另：（1）雨篷板中分布钢筋按构造配筋. 选用6@250
（2）YPB-1与YPL-1，YPL-2相交处所需配的负筋可按构造配筋，采用 6@180
②：YPB-2
Lo2=1500-100=1400mm
＞2
所以可按单向板计算
其配筋同YPB-1

2） 雨蓬梁的计算：
①：YPL-3

边跨：lo1=6600mm lo2=3300mm
对于YPL-3截面：
根据
取： h=500mm
b=
对于YPL-1截面取 300mm×500mm YPL-2截面取200mm×400mm
荷载计算：
a：恒荷载标准值
（半宽）梁底抹灰： 0.02×17×0.1=0.034
梁侧做水刷石面层（25mm）厚： 0.5×0.5=0.25
梁自重：
雨蓬板传来的恒载：

合计 gk=5.111
恒荷载设计值：
g=1.2×5.111=6.133
活载设计值：
q=
g+q=6.133+0.665=6.798
内力计算：
经查《简明建筑结构设计手册》可查得内力系数：
MB=-0.1×6.798×6.62=-29.61 KN.m M1=0.08×6.798×6.62=23.69 KN.m
M2=23.69 KN.m M3=0.025×6.798×6.62=7.4 KN.m

VA=0.4×6.798×6.6=17.95 KN VB左=0.6×6.798×6.6=26.92 KN
VB右=0.5×6.798×6.6=22.43 KN
①对于支座处：
根据：
=
=
=
=mm2
选用 2 12 As = 226mm2
斜截面计算：
验算截面尺寸 hW=ho-80=385mm
＜4
根据 0.25fcbho=0.259.6200465=223.2KN>V
截面满足要求
0.7ftbho=0.71.1200465=71.6KN>V
故只需按构造配箍筋
现配置 φ6@200

对于YPL-1 b=300mm h=500mm 其截面形式如下图所示：

∵lo=1500

ho=500-35=465mm
＞0.1
∴
荷载计算：
恒荷载：
（半宽）梁底抹灰： 0.02×17×0.15=0.051
梁侧做水刷石面层（25mm）厚： 0.5×0.5=0.25
梁自重： 0.3×（0.5-0.08）×25=3.15

合计 gk=3.451
其设计值：
g=1.2×3.451=4.14
另：由YPL-3传来的集中荷载： P=
计算简图如下：

支座处弯矩M及剪力V：
= =38.3
=4.14×1.5+22.43=28.64KN
根据 =
=

=
=mm2
选用 2 14 As = 308mm2　
斜截面计算：
验算截面尺寸 hW=ho-80=385mm
＜4
根据 0.25fcbho=0.259.6300465=334.8KN>V
截面满足要求
0.7ftbho=0.71.1300465=107.4KN>V
故只需按构造配箍筋
现配置 φ6@200

对于YPL-2 b=200mm h=400mm 其截面形式如下图所示：

根据
荷载计算：
恒荷载：
梁自重： 0.2×（0.4-0.08）×25=1.6

其设计值：
g=1.2×1.6=1.92
另：由YPL-3传来的集中荷载： P=
计算简图如下：

支座处弯矩M及剪力V：
= =69.47
=1.92×1.5+44.87=47.75KN
根据
=
=124.8＞M
故属于第一类T形截面
根据 =
=
=

=mm2
选用 3 18 As = 763mm2　
斜截面计算：
验算截面尺寸 hW=ho-80=285mm
＜4
根据 0.25fcbho=0.259.6200365=175.2KN>V
截面满足要求
0.7ftbho=0.71.1200365=56.2KN>V
故只需按构造配箍筋
现配置 φ6@200

厕所现浇板的计算：

一、 对于XB-1：
计算跨度：lo1=3900mm lo2=3900mm
＞0.5 故按双向板计算
1）荷载计算
a）恒荷载标准值：
马赛克地面： 0.55KN/m2
20mm厚水泥砂浆： 0.02×17=0.34 KN/m2

100mm厚板自重: 0.10×25＝2.5KN/m2
15mm厚板底粉刷： 0.015×17=0.26 KN/m2
小计 gk＝3.65KN/m2
其设计值： g=1.2×3.65=4.38 KN/m2
b)活荷载标准值： qk＝2.5KN/m2
其设计值： q=1.4×2.5=3.5 KN/m2

g+q/2=4.38+3.5/2=6.13 KN/m2 q/2=3.5/2=1.73 KN/m2

g+q=4.38+3.5=7.88 KN/m2
2）：弯矩计算：
跨中最大正弯矩为内支座固定时，在g+q/2作用下的跨中弯矩值与当内支座铰支时，在q/2作用下的跨中弯矩值之和（此处并考虑泊松比=0.2的影响），支座最大负弯矩为当内支座固定时，在g+q作用下弯矩值。
按弹性理论计算弯矩
由 可查表：
m1=
=5.7KN.m
m2=
=4.02KN.m
KN.m
3）截面设计：
经过计算 γs=0.95 As＝M/γshofy
lo1方向： ho=80mm lo2 方向取 ho=70mm
跨中：

方向选用：8@130 =387
lo2方向选用：8@160 =314
区隔支座: γs =0.95 方向ho=80mm

选用： 12@160 =707

次梁设计计算
取 bh=200300mm

1、 荷载计算
恒载标准值：
板传荷载：
次梁自重： 0.2（0.3-0.1）×25=1KN/m
次梁粉刷： （0.3—0.1）20.0217=0.136KN/m

小 计： gk=4.84KN/m

活载标准值： qk=
总设计值： g+q=1.2×4.8+1.4×2.54=9.36 KN/m
2、 计算跨度：
lo=3.9m
3、 内力计算：
1. 弯矩设计值：

2. 剪力设计值：
4、 承载力计算：跨中按T形截面计算：

根据
=
=262＞M
故属于第一类T形截面
根据 =

=
=
=mm2
Asmin=0.25%×200×300=150 mm2
选用 2 10 As = 157mm2　
对于支座：=
=
=
=mm2＞Asmin
选用 2 10 As = 157mm2　

斜截面计算：
验算截面尺寸 hW=ho-100=160mm
＜4
根据 0.25fcbho=0.259.6200260=124.8KN>V
截面满足要求
0.7ftbho=0.71.1200260=40.04KN>V
故只需按构造配箍筋
选用 6@200

四、现浇楼梯计算
此处所计算的现浇楼梯为板式楼梯，楼梯的结构布置如图所示。
该楼梯：踏步尺寸为150mm300mm，采用C20混凝土，板中采用HPB235钢筋，梁纵筋采用HRB335钢筋楼梯均布活荷载标准值Qk=3.5KN/平方米 。
板厚
所以斜板取板厚为 140mm，水平段板厚取与斜板相同的 厚度为140mm

（一）：楼梯段设计，荷载标准值计算

斜板：
栏杆自重 0.2
斜板自重
板30厚水磨石面层
板底20厚纸筋灰粉刷
合计
设计值 g=7.3231.2=8.788

水平段
板自重 2510。14=3。5
30厚水磨石面层 0.65
板底粉刷 160.021=0.32
合计
设计值 g=4.471.2=5.364
活荷载标准值 3.5
设计值 q=3.51.4=4.9
总计
斜板部分 P1=7.3231.2+3.51.4=13.688
水平段板部分 P2=4.471.2+3.51.4=10.264
1、 斜板截面设计
板水平计算跨度ln=3.6m，弯矩设计值M=
板的 有效高度h0=140-20=120mm
=
=

=
选配10 @100 As = 785mm2
分布筋每步踏板1根8
2、 平台板设计
设平台板厚h=80mm，取1m宽板带计算
（1） 荷载计算 （KN.m）
水磨石面层 0.65
80mm厚混凝土板 0.0825=2
板底 抹灰 0.0217=0.34
合计
活荷载
总荷载设计值P=2.991.2+3.51.4=8.488KN/ m
截面设计
平台板的计算跨度lo=2.1-0.2/2+0.12/2=2.06m
弯矩设计值
M=
板的有效高度h0=80-20=60mm
=
=
=
选配6/8 @130 As = 302mm2
3、 平台梁设计
设平台梁 截面尺寸为200mm350mm
(1) 荷载计算
恒载计算
梁自重：0.2（0.30-0.08）25=1.35
梁侧粉刷0.2（0.30-0.08）217=0.184
平台板 传来荷载2.992.1/2=3.14
梯段板传来荷载7.3233.6/2=13.18
合计 17.85
活荷载
总荷载设计值P=1.217.85+1.49.98=35.39KN/m
（2） 截面 设计
4、
计算跨度lo=1.05ln=1.05（3.3-0.24）=3.21m
弯矩 设计值
剪力设计值
截面按倒L型计算
梁的有效高度ho=350-35=315mm
经判断属于第一类T型截面
=
=
=
选配220 As = 628mm2
按构造配置2 14 As = 308mm2
配置6 @200 箍筋 则斜截面受 剪力为

满足 要求

（五）绘制施工图：

板式楼梯斜板的配筋图

框架荷载、内力计算
一、 确定计算简图
1、 计算单元 KJ-11
2、 计算简图
假定框架与基础固定，且嵌固于基础顶面.框架梁与柱节点刚结.由于各层柱的截面尺寸不变，则梁跨等于柱截面形心轴线之间的距离，底层柱高从基础顶面算至二楼板底，基顶标高根据地质条件暂定—1.05m，则底层柱高为（3.77+1.05）=4.82m，其余各层柱高为层高，均为3.9m。
注：计算时，取柱心之间的距离，所以A，F轴线各自向内偏移80mm，实际计算距离为7640mm，C，D轴线向外偏移80mm，实际计算距离为2560mm
框架计算简图

3、 主要杆件尺寸估算
混凝土梁：C20 则Ec=2.55104N/mm2
柱： C30 则Ec=3.00104N/mm2
横向框架梁（边跨） h= b=
则 h= 取 h=600mm
b= 取 b=300mm
框架柱： b=（底层柱高）=
h=（1～1.5）b
取：b=350mm h=400mm
横向框架梁（中跨） 取b=300mm h=450mm
纵向连梁：考虑其兼做过梁：取：b=250mm h=600mm

4、 惯性矩线刚度计算
其中在求梁截面惯性矩时考虑到现浇楼板的作用，取=2（为不考虑楼板翼缘作用的梁截面惯性矩）：
横向框架
边跨梁 I边梁=
中跨梁 I中梁=
底层柱 I底层柱=
其余各层柱 I余层柱=
令 =1 则其余杆的相对线刚度为：
=

=
=
框架梁柱相对线刚度如图所示，作为计算各节点杆端弯矩分配系数的依据

二、各种荷载设计值计算：1.06
（1）屋面框架相关荷载计算：
10mm厚面砖保护层 （上人屋面） 0.01×17=0.17KN/m2
三毡四油防水层 0.45KN/m2
20mm厚1：2水泥砂浆找平层： 0.02×20=0.30kN/m2
20~220mm厚炉渣水泥找坡（最薄处20厚）： 14×（0.02+0.22）/2=1.68kN/m2
100mm厚现浇混凝土板： 0.1 ×25=2.5kN/m2
V型轻钢龙骨及铝合金龙骨吊顶： 0.12kN/m2
小计： 5.32kN/m2

屋面板传给次梁荷载： 5.321.95=10.374KN/m
次梁自重： 0.25×（0.4-0.1）×25=1.875kN/m
小计： 12.249KN/m

次梁传来集中荷载： 12.515×4.5=55.121 KN
主梁自重： （0.6-0.1）×0.3×25=3.75kN/m
屋面板的恒载设计值： 1.2×5.32=6.384kN/m2
屋面板的活载设计值：（上人屋面） 1.4×2=2.8kN/m2
屋面次梁的恒载设计值： 1.2×12.249=14.699kN/m2

屋面次梁的恒载设计值： 1.2×2×1.95=4.68kN/m2
屋面边跨主梁中：
屋面边跨主梁活载设计值： 4.68×4.5=21.06kN
屋面中跨主梁中
屋面中跨主梁活载设计值：
边柱纵向连系梁自重： 0.25×0.6×25=3.75kN/m
梁侧粉刷： ( 0.6-0.1)×17×0.02=0.17kN/m
梁外侧贴面砖： 0.5×0.6=0.3kN/m
1.2m高女儿墙自重： 0.24×1.2×19=5.472kN/m
1.2m高女儿墙内侧粉刷： 1.2×0.025×18=0.54kN/m
1.2m高女儿墙外侧贴面砖： 0.5×1.2=0.6kN/m
屋面板传来的荷载：

小计： 16.019KN/m
顶层边节点集中荷载标准值： 16.019×4.5=72.09kN
其设计值： 1.2×72.09=86.50kN
顶层边节点活载设计值：
中柱纵向连系梁自重： 0.25×0.6×25=3.75 KN/m
中柱纵向连系梁侧粉刷： 2×（0.6-0.1）×17×0.02=0.34 KN/m
屋面板传来的荷载：

小计： 14.6 KN/m

顶层中结点集中荷载标准值： 14.6×4.5=65.7kN
其设计值： 1.2×65.7=78.84kN
顶层中结点活荷载设计值：
（2）标准层框架相关荷载计算：
30mm厚水磨石面层 0.65KN/m2

100mm厚现浇混凝土板： 0.1 ×25=2.5kN/m2
V型轻钢龙骨及铝合金龙骨吊顶： 0.12kN/m2
小计：楼板恒载标准 3.27 kN/m2
其设计值 1.2 ×3.27=3.924kN/m2

楼面板传给次梁荷载： 3.271.95=6.38KN/m
次梁自重： 0.25×（0.4-0.1）×25=1.875kN/m
小计： 8.255 N/m

次梁传来集中荷载： 8.255×4.5=37.15KN
主梁自重： （0.6-0.1）×0.3×25=3.75kN/m

楼面板的恒载设计值： 3.924 kN/m2
楼面板的活载设计值： 1.4 ×2=2.8kN/m2
楼面次梁的恒载设计值： 8.255×1.2=9.906KN/m
楼面次梁的恒载设计值： 1.4 ×1.95×2=5.46kN/m2
楼面边跨主梁中：
楼面边跨主梁活载设计值： 5.46×4.5=24.57kN/m2
楼面中跨主梁中
楼面中跨主梁活载设计值：
边柱纵向连系梁自重： 0.25×0.6×25×4.5=16.875kN
梁侧粉刷： (0.6-0.1)×17×0.02×4.5=0.765kN
梁外侧贴面砖： 0.6×0.5×4.5=1.35kN
楼面板传来荷载：
窗下墙体自重： 0.24×0.9×18×3.6=14kN
窗下墙体粉刷： 0.02×0.9×17×3.6=1.1kN
窗下墙体贴面砖： 0.5×0.9×3.6=1.62kN
铝合金窗自重 0.45×2.4×3.6=3.888kN
窗边墙体自重： 3.3×0.24×18×0.275×2=7.84kN
窗边墙体粉刷： 0.02×3.3×17×0.275×2=0.617kN
窗边墙体贴面砖： 0.5×3.3×0.275×2=0.908kN
框架柱自重： 0.30×0.4×3.9×25=13.65kN
框架柱粉刷： 0.7×0.02×3.9×17=0.93kN
框架柱贴面砖： 0.5×3.9×0.30=0.683kN

小计：标准层边柱集中荷载标准值：