某学校教学楼工程设计计算书毕业设计.docx

1绪论本章提要本章主要论述了本次设计的工程概况，相关的设计资料，框架结构的 一些特点以及综合本次设计所确定的结构体系类型1.1工程背景本项目为XXXX外语学校教学楼，3层，钢筋混凝土框架结构体系，占地 面积约为1586.26/必，总建筑面积约为4758.78/必，屋面板顶面标高为12.6m采 用桩基础，室内地坪为±0.000m框架梁、柱、楼面、屋面板板均为现浇1.1.1设计资料1、 基本风压：0.45印/〃/；2、 基本雪压：0.45印/〃/；3、 地面粗糙程度：B类；4、 地质条件：见附件1 （地质勘察资料）；5、 结构抗震等级四级，6度设防，地震分组为第一组；6、 建筑物安全等级：II级1.1.2结构材料柱混凝土采用C25,纵筋采用HRB335,箍筋采用HPB235,梁混凝土采用 C25,纵筋采用HRB335,箍筋采用HPB235基础采用C25,纵筋采用HPB235, 箍筋采用HPB235O1.2工程特点经过结构论证以及设计任务书等实际情况，以及本建筑自身的特点，决定 采用钢筋混凝土框架结构因为钢筋混凝土结构有以下的一些优点：第一：合理的利用了钢筋和混凝土两种材料的受力性能特点，可以形成强 度较高、刚度较大的结构构件。

这些构件在有些情况下可以用来代替钢构件，因 而能够节约刚材，降低造价第二：耐久性和耐火性较好，维护费用低第三：可模性好，结构造型灵活，可以根据使用需要浇注成各种形状的结 构第四：现浇钢筋混凝土结构的整体性好，又具备必要的延性，适于用作抗 震结构；同时它的防震性和防辐射性也好，亦适于用作防护结构第五：混凝土中占比例较大的砂、石材料便于就地取材因为钢筋混凝土具有这些特点，所以在建筑结构、地下结构、桥梁、隧道、 铁路等土木工程中得到广泛应用混凝土以成为当今世界上用量最大的建筑材 料但是，钢筋混凝土也存在一些缺点，如自重过大，抗裂性能较差，隔热隔声 性能不好，浇注混凝土时需要模板和支撑，户外施工受到季节条件限制，补强修 复比较困难这些缺点在一定程度上限制了钢筋混凝土的应用范围随着科学技 术的发展，钢筋混凝土的这些缺点正在逐步的得到克服和改善框架结构体系一般用于钢结构和钢筋混凝土结构中，由梁和柱通过节点构 成承载结构，框架形式可灵活布置建筑空间，使用较方便但是随着建筑高度的增加，水平作用使得框架底部梁柱构件的弯矩和剪力 显著增加，从而导致梁柱截面尺寸和配筋量增加，到一定程度，将给建筑平面布 置和空间处理带来困难，影响建筑空间的正常使用，在材料用量和造价方面也趋 于不合理，因此在使用上层数受到限制。

正是因为本设计的是多层，建筑的高宽 比H/B小于5,抗震设防烈度为6度，建筑高度12.6m,所以选用框架结构体系2框架结构设计本章提要本章主要对建筑的结构构件进行初步估算并确定了结构构件的尺寸，对框 架进行了结构计算，包括荷载计算、内力计算、内力组合、水平风荷载作用下 框架侧移计算，并对框架进行内力分析及截面设计2.1工程概况2.1.1设计资料1、 设计标局：室内设计标局为±0.000；2、 基本风压：0.45kN/m~ ；3、 基本雪压：0A5kN/m2 ；4、 地面粗糙程度：B类；5、 地质条件：见附件1 （地质勘察资料）；6、 结构抗震等级四级，6度设防，地震分组为第一组；7、 建筑物安全等级：II级2.1.2结构材料1、 墙身做法+ 0.000以上墙体用MU15水泥多孔砖，用M10砌筑砂浆，±0.000以下墙 体用M10水泥实心砖，用M10砌筑砂浆内粉刷为混合砂浆底，纸筋灰面，厚 20mm , “803”内墙涂料两度外粉刷为1： 3水泥砂浆底，厚20mm ,陶瓷锦砖 贴面2、 门窗做法•外门窗采用铝合金窗，色彩根据样本定，5mm净白玻璃，其他均为木门， 钢窗3、 屋面做法（结构找坡）从屋面板底往上依次为：①120mm厚现浇钢筋混凝土楼面板；②泡沫 玻璃隔热层；③20mm厚1： 3水泥砂浆找平层；④纸浆灰隔热层；⑤40mm 厚C25现浇细石混凝土面层（内配巾4@200双向钢筋网片）；⑥5mm厚SBS 防水层。

4、 楼面做法从楼面板底往上依次为：①10mm厚板底石灰粉刷；②120mm厚现浇钢筋 混凝土楼面板；③20mm厚水泥砂浆找平；④10mm厚本色水磨石面层5、 卫生间楼面做法从楼面板底往上依次为：①15mm厚板底石灰粉刷；②100mm厚现浇钢筋 混凝土楼面板；③50厚C30细石碌0.5%泛水向地漏处；④30mm厚防滑地砖 （20mm厚水泥砂浆找平）o6、 楼梯间做法从楼梯板底往上依次为：①10mm厚板底石灰粉刷；②120mm厚现浇钢筋 混凝土斜板；③三角形踏步；④水磨石面层2.1.3活荷载资料1、 上人屋面活荷载：2.0AN/w?2、 不上人屋面活荷载：0.5AN/W?3、 厕所活荷载：2.5kN〔m24、 过道：2.0*N/〃?25、 教室：2.QkN/m22.2结构平面布置及计算简图2.2.1截面初估本次设计所选计算的框架为第4轴，因此，在结构布置时只考虑3轴~5轴1、梁截面初估次梁截面高度按照跨度的〜£确定，主梁截面高度按照跨度的 x2~x确定，悬臂梁截面高度按照跨度的%确定,各梁截面宽度按照高 度的%〜%确定那么，各截面尺寸确定如下：主 梁 BC : L=3000mm h=(l/8〜l/12)L=375mm〜250mm h=400mm.妃=打丝= 6.85〉4 b = (-~ -)/? - 200mm~133mmh 400 2 3取 b=250mm 满足 b>200mm主 梁 CD : L=7200mm h=(l/8〜l/12)L=900mm〜600mm h=600mm.奴=竺£ = 11.57〉4 b = (-~ -)/? - 300mm~200mm h 600 2 3取 b=250mm 满足 b>200mm其余次梁截面按上述方法确定，具体尺寸见图2-3、2-4。

2、柱截面初估h = （+ 〜土）H = （+ 〜土）X 4200=280mm~210mm b=（ 1-2/3）h① 按轴力估算：C'列柱（底层）:No=3x22.8m2x（10~14）kN/m2=1140kN~1596kNA'、E'列柱:No=3xll.97m2x（10〜14）kN/m2=598.5kN〜837.9kN② 按轴压比验算:此建筑抗震等级为三级，#=0.9选 C25 型混凝土 f( =11.9N/mm2 N=(1.2〜1.4)NoC'歹U/主(底层)： A Z = 1915X1000 = ".2 = 450eKx此 0.9x11.9C'列柱(其他层)A Z = 1660* 1000 =叩僵=350/冷” x 400/m”成 0.9x11.9.,口，削好 s N 1089.27x1000 ,A 、E 列柱： A > = = mm = 250mm x 400mm愿 0.9x11.9故初选柱截面尺寸为：C列柱(底层)：bxh=45Ommx500mmC'列柱(其他层)：bxh=350mmx400mmA'、Ez 列柱：bxh=350mmx400mm2.2.2计算简图确定底层层高：Hl=4100+300+( 1900-900)-30=5370mm (基础埋深 1.9m,承台高 0.9m）。

由于柱相对于轴线的偏心较小，对于框架的内力计算影响也不大，因此, 此处梁的计算跨度近似取轴线间的距离则第4轴框架计算简图如图2-1：CM250X100250^600250X100250^600250>«00^250M»ocoL0/TTtCO /77zCOA C/777COE图2-1计算简图2.2.4线刚度计算在计算梁的线刚度时，考虑到现浇板的作用，取/ = 2//°为不考虑楼板翼缘作用的梁截面惯性矩)表2.1梁的线刚度计算断面 bXh (m2)跨度L (m)矩形截面惯性矩Io (m4)Ib=2.O-Io(m4)ib=EIb/L (kN-m)0. 25 X 0. 67. 24.5x10-39.0x10’3.5xio40. 25X0. 43. 01.33x10-32.66x10-32.48xl04表2. 2柱的线刚度计算层次或杆件号断面 bXh (m2)高度h (m)惯性矩Ic (m4)Ic=EIc/h (kN-m)2〜50. 35X0. 44. 21.87x10°1.25xl0410. 35X0. 45. 371.87x10°0.97xl04注：C25 混凝土的 Ec=2. 8X107N/m2综上，梁柱线刚度如图2-2示:图2-2线刚度图（注：图中数字为线刚度，单位：X 104 kN - m）2.3荷载计算荷载计算包括恒荷载、活荷载以及风荷载计算，本节所有计算的荷载均为 标准值。

2.3.1恒荷载计算1、楼屋面及梁柱等构件荷载：（1）平屋面恒载5厚SBS防水层 0. 3kN/m240厚C25细石佐（内配巾4@200双向钢筋网片） 1. OkN/n?纸浆灰隔热层 0. IkN/m220厚1： 3水泥砂浆找平层0. 4kN/m2泡沫玻璃隔热层0. 12kN/m2120厚现浇混凝土板3. OkN/m2(2) 120mm楼面恒载水磨石地面现浇钢筋混凝土板板底抹灰合计 4. 92 kN/m20.65kN/m23.0kN/m20. 4kN/m2合计 4.05kN/m2(3)卫生间、阳台恒载：30厚防滑地砖(其中20 mm水泥砂浆打底)0. 44kN/m250厚C30细石碌0. 5%泛水向地漏处1. 25kN/m220厚1： 3水泥砂浆找平0. 4kN/m2100厚现浇钢筋混凝土板2. 5kN/m215厚石灰砂浆抹灰0. 255kN/m2合计 4.845kN/m2(4)墙身：240/n/n厚水泥多孔砖5.24 x 0.81 = 4.24 ^/m2120mm厚水泥多孔砖5.24x0.81 + 2 = 2.123/初 2⑸梁：L[ (250 x 600)： q = 0.25 x 0.6 x 25 + 0.02 x 20 x (0.6 - 0.1) x 2 = 4.09 kN/m- 妫(250x 400)： q = 0.25x 0.4x25+ 0.015x20x (0.4-0.1)x2 = 2.68kN/m2⑹柱：Za、Z£： q = 0.35 X 0.4 x 25 + [(0.35 + 0.4) x2 + 0.02 x 4] x 0.02 x 20 = 4.132 kN / m -⑺门窗：0.25印/〃广2、屋顶层梁所受到的恒荷载图2-3屋顶层框架计算单元板传力路线图图2-4屋顶层梁所受恒荷载示意柱连系梁计算跨度loi=3.O-O.25=2.75m1o2=7.2 —0.25=6.95m(注：下面0.9和5/8为双向板荷载分配系数)(1)线荷载板传来q2=4.92 X 4.2=20.64kN/m 墙、梁自重及粉刷qi =4.09kN/m(2)集中荷载B点集中荷载:连系梁自重0.25x0.7x8.4x25=36.75kN。