土木工程毕业设计房屋建筑.docx
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土木工程毕业设计房屋建筑
学号：
南湖学院
毕业设计
题目：
岳阳市一中新校区宿舍楼设计
方案3
作者
届别
2015
系别
建筑与化学工程系
专业
土木工程
指导老师
职称
完成时间
2015.05
摘要
本工程为岳阳市一中新校区宿舍楼，按功能将建筑分为6层，本工程结构设计采用多层钢筋混凝土框架结构，基本步骤为：
结构计算简图的确定；荷载计算；内力分析；内力组合；梁、柱截面配筋、板的设计、楼梯的设计、基础的设计以及结构施工图的绘制等。
其中，内力计算考虑以下四种荷载作用，即恒荷载、活荷载、风荷载以及地震作用；柱、板的设计采用弹性理论；梁的设计采用塑性理论；楼梯选用梁式楼梯；基础选用柱下独立基础。
在进行截面抗震设计时，遵循了强剪弱弯，强柱弱梁，强节点弱构件的设计原则，且满足构造要求。
本设计从建筑到结构是一个较为完整的设计过程，通过毕业设计复习和巩固了以前所学知识，把主要课程联系成一个完整的体系，并运用于设计中；本次毕业设计培养了我进行独立设计的基本能力，为毕业后的工作打下了坚实的基础。
关键字：
框架结构；板设计；内力计算；内力分析
Abstract
Thisworksforthe cityofYueyangina newcampus dormitory, accordingtothefunctionof thebuilding isdividedinto6layers, atotal constructionareaThedesignofengineeringstructuresusing multi-storeyreinforcedconcreteframestructure,theasicstepsare:
todeterminethe structure calculationdiagram; loadcalculation; forceanalysis; internalforcecombination; beamandcolumn reinforcement, platedesign, staircasedesign and foundationdesign and construction drawing etc.. Amongthem, theinternalforcecalculationtoconsider thefollowingfourtypesofloads, namely, constantload, liveload, windloadandseismicaction; designofcolumn, platewith elastictheory; beamdesignusesplastictheory; staircasestaircaseselectionplate; thebasisofselectionof independentfoundationundercolumn. Seismicdesignincrosssection, followingastrong shearweakbending, strongcolumnandweakbeam, strongnodeweak component designprinciple, andtomeettheconstructionrequirements.
Fromconstructiontothedesignofthe structureisamorecomplete designprocess, throughthegraduation design reviewandconsolidate thepreviousknowledge, tolinkthemaincourseintoa completesystem, andapplied inthedesignof thegraduationdesign; cultivatemy basicability ofindependentdesign, layasolid thefoundationfor workaftergraduation.
Keywords:
framestructure;design;internalforcecalculation;internalforceanalysis
第一章工程概况
1.1建设项目
本项目拟建于岳阳市南湖风景区内，宿舍楼规划用地面积1200m2。
该宿舍楼采用框架结构体系，建筑面积约4200m2，总共6层。
1.2结构设计资料
1.21气象条件
温度：
最热月平均30.1℃，最冷月平均4.2℃，夏季极端最高39.8℃，冬季极端最低-5.5℃。
相对湿度：
最热月平均73%。
气象条件：
全年为偏南风，夏季为西南风，基本风压W0=0.4kN/m2,基本雪压为0.55kN/m2，地面粗糙程度为B类。
1.22地质条件
地形概述：
拟建场地地形平缓，地面标高海拔在25.00~30.00m之间。
自然地表1.8m内为填土，填土下层为3m厚砂质黏土，再下层为砾石层。
砂质黏土允许承载力特征值为300kN/m2。
砾石层允许承载力特征值为400kN/m2。
地下水位：
地表以下4.0m，无侵蚀性。
1.23地震资料
地震设计烈度：
7度，框架抗震等级为三级。
近震、Ⅱ类场地、特征周期Tg＝0.4s、αmax＝0.08g
第二章结构平面布置
结构平面布置根据建设设计图纸以及建设设计使用功能要求和框架体系等通过对板的传荷方式布置梁与柱如图2.0。
结构布置图2.0
2.1框架梁柱截面尺寸预估
楼盖及屋盖采用现浇混凝土结构，楼板厚度h=110mm，混凝土强度等级为：
C30（fc=14.3N/mm2）梁、柱主筋选用HRB400箍筋HRB335板主筋HRB335
2.11梁截面估算
梁截面高度按跨度的1/8～1/12进行估算。
主梁跨度为7200mm、2400mm。
取L=7200mm：
7200mm×（1/8～1/12）=600～900
故取主梁：
h=7500mm
梁截面宽度按截面高度的1/2～1/3进行估算：
750×（1/2～1/3）=375～250
故取主梁：
b=300mm>200mm
2.12柱截面尺寸估算
结构抗震等级为三级，轴压比限值为[μc]=0.9[μc]=N/fc.AN=βFgen
（查表可知），各层重力荷载代表值近似取14KN/m2得：
恒载：
N=1.25×0.5×（4.2+4.2）×0.5×（2.4+7.2）×14×6=2116.8KN
活载:
N=1.25×0.5×（4.2+4.2）×0.5×（2.4+7.2）×2.0×6=302.4KN
Nv=1.2×2116.8+1.4×302.4=2963.52KN
A=Nv/μcfc=（2963×103）/（0.9×14.3）=2.3×105mm2500×500=250000mm2
柱截面尺寸取：
500mm×500mm
梁柱尺寸初选表2.1-1
层次
混凝土强度
主梁（b×h）
次梁（b×h）
柱（b×h）
1～6
C30
AB、BC
CD
300×500
500×500
300×750
300×350
第三章板内力与配筋计算
3.1板荷载计算
3.11屋面恒载
找平层：
20mm厚水泥砂浆0.02×20=0.4KN/m2
防水层：
防水沥青卷材0.4KN/m2
找坡层：
20mm厚C20细石混凝土抹平压光0.02×25=0.5KN/m2
110mm厚现浇混凝土板0.11×25=2.75KN/m2
抹灰层：
10mm厚混合砂浆0.01×17=0.17KN/m2
合计4.22KN/m2
3.12楼面恒载
110mm厚现浇混凝土板0.12×25=2.75KN/m2
找平层：
20mm厚水泥砂浆0.02×20=0.4KN/m2
装饰层：
10mm地面砖0.01×19.8=0.198KN/m2
抹灰层：
10mm厚混合砂浆0.01×17=0.17KN/m2
合计3.518KN/m2
3.13卫生间恒载
防水层：
防水沥青卷材0.4KN/m2
找平层：
20mm厚水泥砂浆0.02×20=0.4KN/m2
装饰层：
10mm地面砖0.01×19.8=0.198KN/m2
110mm厚钢筋混凝土板0.12×25=2.75KN/m2
抹灰层：
10mm厚混合砂浆0.01×17=0.17KN/m2
卫生间纵墙折算1.98KN/m2
合计5.898KN/m2
3.14活载设计
上人屋面2.0KN/m2
楼面2.0KN/m2
走廊2.0KN/m2
卫生间2.0KN/m2
3.2内力与配筋计算配筋
3．21B-1板计算
lx/ly=1.75<3按双向板设计。
恒载设计值：
G=5.898×1.2=7.0776KN/m2
活载设计值：
Q=2.0×1.4=2.8N/m2
=G+Q/2=8.48KN/m2
=Q/2=1.4N/m2
G+Q=9.88N/m2
loy/lox=0.54，lo=2.1m查双向板系数表得：
跨中弯矩（单位：
KN/m）
Mx=（0.0392×8.48+0.0928×1.4）×2.12+0.2×（0.0047×8.48+0.0192×
1.4）×2.12=2.1
My=（0.0038×8.77+0.0174×1.4）×2.12+0.2×（0.04×8.77+0.0965×1.4）×2.12=0.703
支座弯矩：
Mx'=﹣0.082×9.88×2.12=﹣3.57
My'=﹣0.057×9.88×2.12=﹣2.48
B-1区板配筋计算表3.2-1
位置
截面
hO
M（KN/m）
As（mm2）
选配钢筋
实配钢筋
跨中
lx
90
2.1
74mm2
C10@220
As=357mm2
ly
90
0.482
25mm2
C10@220
As=357mm2
支座
ly
90
-3.57
126mm2
C10@220
As=357mm2
ly
90
-2.48
87mm2
C10@220
As=357mm2
3.22B-2区板计算
恒载设计值：
G=3.518×1.2=4.2216KN/
活载设计值：
Q=2.0×1.4=2.8KN/
=G+Q/2=5.6216KN/m2
=Q/2=1.4KN/m2
G+Q=7.0216KN/m2
lx/ly=1.143按双向板设计loy/lox=0.866，lo=3.9m查双向板系数表得：
跨中弯矩（单位：
KN/m）
Mx=（0.024×5.6216+0.050×1.4）×3.92+0.2×（0.015×
5.6216+0.0351×1.4）×3.92=3.526
My=（0.015×5.6216+0.0351×1.4）×3.92+0.2×（0.024×5.6216+0.050×1.4）×3.92=2.654
Mx'=﹣0.0613×7.0216×3.92=﹣6.55
My'=﹣0.0549×7.0216×3.92=﹣5.86
B-2区板配筋计算表3.2-2
位置
截面
hO
M（KN/m）
As（mm2）
选配钢筋
实配钢筋
跨中
lx
90
3.526
125mm2
C10@220
As=357mm2
ly
90
2.654
94mm2
C10@220
As=357mm2
支座
ly
90
-6.55
236mm2
C10@220
As=357mm2
ly
90
-5.86
210mm2
C10@220
As=357mm2
3.23B-3板配筋计算
恒载设计值：
G=3.518×1.2=4.2216KN/m2
活载设计值：
Q=2.0×1.4=2.8KN/m2
=G+Q/2=5.6216KN/m2
=Q/2=1.4KN/m2
G+Q=7.0216KN/m2
lx/ly=1.87<3按双向板设计loy/lox=0.5，lo=2.1m查双向板系数表得：
跨中弯矩（单位：
KN/m）
Mx=（0.040×5.6216+0.0965×1.4）×2.12+0.2×（0.0038×
5.6216+0.0174×1.4）×2.12=1.631
My=（0.0038×5.6216+0.0174×1.4）×2.12+0.2×（0.040×5.6216+0.0965×1.4）×2.12=0.528
Mx'=﹣0.0829×7.0216×2.12=﹣2.57
My'=﹣0.0570×7.0216×2.12=﹣1.765
B-3区板配筋计算表3.2-3
位置
截面
hO
M（KN/m）
As（mm2）
选配钢筋
实配钢筋
跨中
lx
100
1.631
57mm2
C10@220
As=357mm2
ly
100
0.528
18mm2
C10@220
As=357mm2
支座
ly
100
﹣2.57
91mm2
C10@220
As=357mm2
ly
100
﹣1.765
62mm2
C10@220
As=357mm2
框架计算简图3.2-1
第四章框架竖向荷载计算
4.1所用材料容重
水泥砂浆20KN/m3
沥青卷材0.4KN/m2
混凝土25KN/m3
混合砂浆17KN/m3
地面砖19.8KN/m3
多孔砖17KN/m3
加气混凝土砌块5.5KN/m3
4.2恒载计算
4.21楼面恒载
AB跨主梁荷载；（单位：
KN/m）
B1为三角形荷载：
5/8×7.0776×2.1/2=4.65×2=9.3
墙重：
17×0.12×3.6+0.02×20×3.6+17×0.005×3.6=14
梁自重：
0.3×0.64×25+（0.64×2+0.3）×0.02×20+（0.64×2+0.3）
×0.005×17=5.57
合计：
9.3+14+5.57=28.87
B点集中力：
（单位：
KN）
B1传次梁梯形荷载：
[1-2×（0.27）2+（0.27）3]×7.0776×1.05=6.50
×4.2=27.3
B2传次梁三角形荷载：
5/8×4.2216×3.9/2×4.2=21.61
次梁上墙自重：
（5.5×0.2+0.02×20+0.005×17）×3.6×1.8×2
=20.54
次梁自重：
[0.3×0.39×20+（0.39×2+0.3）×0.02×20+（0.39×
2+0.3）]×0.005×17×4.2=12.03
合计：
27.3+21.61+20.54+12.03=81.48
BC跨主梁荷载；（单位：
KN/m）
B2传主梁梯形荷载：
[1-2×（0.433）2+（0.433）3]×4.221×3.9/2=5.81×2=11.62
墙重为:
5.5×0.2×3.6+0.02×20×3.6×2+0.005×17×3.6
×2=7.45
梁自重：
0.3×0.75×25+（0.64×2+0.3）×0.02×20+（0.64×2+0.3）
×0.005×17=6.39
合计;11.62+7.45+6.39=25.46
CD跨主梁荷载；（单位：
KN/m）
B3传主梁为三角形荷载：
5/8×4.221×2.1/2=2.77×2=5.54
主梁自重：
0.3×0.24×25+（0.24×2+0.3）×0.02×20×（0.24×
2+0.3）×0.005×17=2.18
合计：
5.54+2.18=7.72
A点的集中力
主梁传（28.87×2.4×6+81.48×4.8+19.65×4.8×2.4）/7.2=143.5
B1传梯形荷载：
[1-2×（0.27）2+（0.27）3]×7.0776×1.05=6.50
×4.2=27.3
次梁传：
[0.3×0.39×20+（0.39×2+0.3）×0.02×20+（0.39×
2+0.3）]×0.005×17×4.2=12.03
合计:
143.5+27.3+12.03=182.83
C点的集中力
主梁传:
（28.87×2.4+81.48+19.65×4.8）-143.5=101.59
B2传三角形荷载：
5/8×4.2216×3.9/2×4.2=21.61
B3传梯形荷载：
[1-2×（0.27）2+（0.27）3]×7.0776×1.05=6.50
×4.2=27.3
次梁传：
[0.3×0.39×20+（0.39×2+0.3）×0.02×20+（0.39×
2+0.3）]×0.005×17×4.2=12.03
合计：
101.59+21.61+27.3+12.03=162.53
4.22屋面恒载
AB跨主梁荷载；（单位：
KN/m）
B1为三角形荷载：
5/8×4.22×1.2×2.1/2=3.32×2=6.64
梁自重：
0.3×0.64×25+（0.64×2+0.3）×0.02×20+（0.64×2+0.3）
×0.005×17=5.57
合计6.64+5.57=12.21
B点集中力：
（单位：
KN）
B1传次梁梯形荷载：
[1-2×（0.27）2+（0.27）3]×4.22×
1.2×1.05=4.65×4.2=19.53
B2传次梁三角形荷载：
5/8×4.22×1.2×3.9/2×4.2=25.92
次梁自重：
[0.3×0.39×20+（0.39×2+0.3）×0.02×20+（0.39×
2+0.3）]×0.005×17×4.2=12.03
合计：
19.53+25.92+12.03=57.48
BC跨主梁荷载；（单位：
KN/m）
B2传主梁梯形荷载：
[1-2×（0.433）2+（0.433）3]×4.22×1.2×3.9/2=6.97×2=13.94
梁自重：
0.3×0.75×25+（0.64×2+0.3）×0.02×20+（0.64×2+0.3）
×0.005×17=6.39
合计：
13.94+6.39=20.33
CD跨主梁荷载；（单位：
KN/m）
B3传主梁为三角形荷载：
5/8×4.22×1.2×2.1/2=3.32×2=6.64
主梁自重：
0.3×0.24×25+（0.24×2+0.3）×0.02×20×（0.24×
2+0.3）×0.005×17=2.18
合计：
6.64+2.18=8.82
A点的集中力
主梁传（12.21×2.4×6+57.48×4.8+20.33×4.8×2.4）/7.2=95.27
B1传梯形荷载：
[1-2×（0.27）2+（0.27）3]×4.22×
1.2×1.05=4.65×4.2=19.53
次梁传：
[0.3×0.39×20+（0.39×2+0.3）×0.02×20+（0.39×
2+0.3）]×0.005×17×4.2=12.03
合计：
Fa=95.27+19.53+12.03=126.83
C点的集中力
主梁传12.21×2.4+57.48+20.33×4.8-95.27=89.1
B2传次梁三角形荷载：
5/8×4.22×1.2×3.9/2×4.2=25.92
B3传次梁梯形荷载：
[1-2×（0.27）2+（0.27）3]×4.22×
1.2×1.05=4.65×4.2=19.53
合计：
Fc=89.1+25.92+19.53=134.55
恒载计算简图4.2-1
4.3活荷载计算
楼板与屋面活载标准值2.0KN/m2
活载设计值：
1.4×2.0=2.8KN/m2
AB跨主梁荷载
B1为三角形荷载：
5/8×2.8×2.1/2=3.32×2=6.64
B点集中力：
（单位：
KN）
B1传次梁梯形荷载：
[1-2×（0.27）2+（0.27）3]×2.8×1.05×4.2
=10.79
B2梁三角形荷载：
5/8×2.8×3.9/2×4.2=14.33
合计：
10.79+14.33=25.12
BC跨主梁荷载；（单位：
KN/m）
B2传主梁梯形荷载：
[1-2×（0.433）2+（0.433）3]×2.8×3.9/2=3.86×2=7.72
CD跨主梁荷载；（单位：
KN/m）
B3传主梁为三角形荷载：
5/8×2.8×2.1/2=1.8375×2=3.675
A点的集中力（单位：
KN）：
Fa=（25.12×4.8+6.64×7.2×7.2/2）/7.2+10.79=51.44
C点的集中力（单位：
KN）:
Fc=25.12+6.64×7.2-40.65+14.33+6.64×4.2=60.17
活载计算简图4.3-1
4.4重力荷载计算
对于楼层的重力荷载代表值取恒载+1/2楼面活载
对于屋顶的重力荷载代表值取恒载+1/2屋面活载
4.41楼面
AB跨主梁荷载（单位：
KN/m）28.87+6.64/2=32.19
B点集中力：
（单位：
KN）81.48+25.12/2=94.04
BC跨主梁荷载；（单位：
KN/m）25.46+7.72/2=29.32
CD跨主梁荷载；（单位：
KN/m）7.72+3.68/2=9.56
A点的集中力（单位：
KN）：
182.83+51.44/2=208.55
C点的集中力（单位：
KN）:
162.53+60.17/2=192.62
4.42屋面
AB跨主梁荷载（单位：
KN/m）12.21+6.64/2=15.53
B点集中力：
（单位：
KN）57.48+25.12/2=70.04
BC跨主梁荷载；（单位：
KN/m）20.33+7.72/2=24.19
CD跨主梁荷载；（单位：
KN/m）8.82+3.68/2=10.66
A点的集中力（单位：
KN）：
126.83+51.44/2=152.55
C点的集中力（单位：
KN）:
134.55+60.17/2=164.64
第五章内力计算
5.1惯性矩及线刚度计算
梁截面惯性矩计算（考虑楼板加强作用边框架梁I=1.5I0中框架梁I=2I0）
边跨：
I=1.5bh3/12=300×7503/12=1.58×1010
中跨：
I=2bh3/12=300×3503/12=2.144×109
柱截面惯性矩计算
I=bh3/12=500×5003/12=5.208×109
边跨梁：
i=1.5EI/l=1.58×1010/7200=2.198×106E
中跨梁：
i=2EI/l=2.144×109/2400=0.894×106E
2-6层柱:
i=EI/l=5.208×109/3600=1.447×106E
底层柱:
i=EI/l=5.208×109/4600=1.132×106E
令2-6层柱i=1其余各杆相对线刚度为：
边跨梁：
（2.198×106E）/（1.447×106E）=1.518
中跨梁：
（0.894×106E）/（1.447×106E）=0.617
底层柱:
（1.132×106E）/
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