1、 毕业设计(论文)学生姓名：学 号：所在院(系) 专 业： 土木工程设计(论文)题目：浦口某高级中学 2 号教学楼设计指导教师：I2013 年 10 月 7 日目录第 1 章 设计资料及要求 .11.1 基本概况 .11.2 设计资料 .11.2.1 气象资料 11.2.2 工程地质资料 11.2.3 楼面活荷载 21.2.4 抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计地震分组 .21.3 施工技术条件及材料供应 .21.4 毕业设计任务内容 .21.4.1 毕业设计的意义 .21.4.2 毕业设计的主要内容 .31.4.3 提交的成果 .3第 2 章 框架结构布置及计算简图 .42.1 梁、柱截
2、面尺寸 .42.2 材料强度等级 .42.3 计算简图 .42.4荷载计算 52.4.1 屋面横梁竖向线荷载标准值 52.4.2 楼面横梁竖向线荷载标准值 92.4.3 屋面框架节点集中荷载标准值 10I2.4.4 楼面框架节点集中荷载标准值 122.5 风荷载 .142.6 地震作用 .162.5.1 建筑物总重力荷载代表值 Gi 的计算 162.5.2 地震作用计算 192.5.3 框架自振周期计算： 21第 3 章 框架内力计算 .263.1 恒载作用下的框架内力计算 .263.1.1 弯矩分配系数 263.1.2 杆件固端弯矩 283.2 活载作用下的框架内力 .403.2.1 梁固端
3、弯矩 403.1.2 本计算书考虑最不利组合活载满跨布置。 .403.1.3 内力计算 423.3 地震作用下横向框架的内力计算 .523.3.1 0.5（雪+活）中合理荷载作用下横向框架内力计算 523.3.2 地震作用下横向框架的内力计算 .62第四章框架内力组合 .75第五章框架梁柱截面设计 .100第 6 章 楼梯设计 .1206.1 楼梯梯段斜板设计 .1206.1.1 荷载计算 122II6.1.2 内力计算 1226.1.3 配筋计算 1226.2 平台板设计 .1236.2.1 荷载计算 1236.2.2 内力计算 .1246.2.3 配筋计算 .1246.3 平台梁设计 12
4、46.3.1 截面高度 1246.3.2 荷载 .1256.3.3 内力计算 1256.3.4 截面设计 125第 7 章 现浇楼面板设计 .1287.1 楼面梁格布置 .1287.2 荷载设计值 .1297.3 ABCDEF 部分区格 .1297.4 G、H、I 区格 133第 8 章 基础设计 .1418.1 荷载计算 .1418.2 确定基础底面积 .1428.2.1A 柱 1428.2.2 B 柱 .1448.3 基础结构设计 .146III8.3.1 荷载设计值 1468.3.2 A 柱 .1468.3.3 BC 柱 148第九章 电算结果对比 .152图 9-1 电算恒载图 .15
5、2图 9-2 电算活载图 .153参考文献 .154结语 .156IV浦口某高级中学 2 号楼教学楼设计摘 要本工程为实际应用课题，地点位于江苏省南京市浦口区，为中学教学楼设计。本工程的建筑场地约 58m22m，建筑面积约 6000m2，为 3 跨 5 层的钢筋混凝土框架结构。根据建筑设计和结构承重、抗震方面的要求以及场地地质条件，合理地进行结构选型和结构整体布置，确定各种结构构件的尺寸，选取一榀主要横向结构框架进行结构设计计算，用计算结构力学程序对该榀结构框架进行电算与手算结果进行对比分析；完成楼梯设计和基础设计；用 PKPM 软件对整栋框架结构进行 PKPM 电算；绘制出相关建筑和结构施工
6、图。通过本模拟设计，可使学生综合土木工程专业各课程的知识，了解建筑设计方法，熟悉结构设计与分析过程。关键词：弯矩；剪力；配筋；抗震，第一章设计资料及要求0第 1 章 设计资料及要求1.1 基本概况本工程为实际应用课题，地点位于江苏省南京市浦口区，为中学教学楼设计。本工程的建筑场地约 58m22m，建筑面积约 6000m2，为 3 跨 5 层的钢筋混凝土框架结构。柱网布置1.2 设计资料1.2.1 气象资料基本风压值：0.40kN/m 2基本雪压：0.65kN/m 21.2.2 工程地质资料拟建场地内地势平坦，场地平整后绝对高程为 25.4m，室内设计标高相当于绝对标高26.0m，地下水位在绝对
7、标高 24.5m 以下，对混凝土无侵蚀性。地层结构及各层物理力学性能如下：I 层约 0.4m 厚：杂填土，杂色，松散，可塑，夹较多的碎砖石II 层约 1.3m 厚：粉质粘土，砖红色，软塑，较均匀，但物理力学性质较差，fk=120kPa1III 层约 4.78m 厚：细砂，黄色，中密密实，饱和， fk=260kPaIV 层约 2.1m 厚：粉质粘土，黄褐色，可塑，饱和，较均匀， fk=210kPaV 层约 5.2m 厚：细砂，黄色，密实，饱和，场地内分布均匀，且物理力学性质较好，fk=260kPaVI 层 3.6m 厚：细砂中砂，灰黄灰色，中密密实，饱和， fk=270kPaVII 层 2.5m
8、 厚：粘土，灰绿灰褐色，可塑，丰富的高岭土， fk=280kPaVIII 层未钻透：粘土，黄褐色黄色，硬塑，高岭土，f k=320kPa1.2.3 楼面活荷载按建筑结构荷载规范（GB50009-2012）采用1.2.4 抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计地震分组抗震设防烈度为 7 度，设计基本地震加速度值为 0.10g，设计地震分组为第一组。1.3 施工技术条件及材料供应本工程由大型建筑工程公司承建，设备齐全，技术良好。水、电供应由建设单位保证。三材及一般材料能按计划及时供应。1.4 毕业设计任务内容1.4.1 毕业设计的意义根据建筑设计和结构承重、抗震方面的要求以及场地地质条件，合理地进
9、行结构选型和结构整体布置，确定各种结构构件的尺寸，选取一榀主要横向结构框架进行结构设计计算，用计算结构力学程序对该榀结构框架进行电算与手算结果进行对比分析；完成楼梯设计和基础设计；用 PKPM 软件对整栋框架结构进行 SATWE 电算；绘制出相关建筑和结构施工图。第一章设计资料及要求2通过本模拟设计，可使学生综合土木工程专业各课程的知识，了解建筑设计方法，熟悉结构设计与分析过程。1.4.2 毕业设计的主要内容（0）外文资料翻译、调研、复习相关主干课程（1）建筑设计，绘制建筑施工图（2）结构平面布置（楼盖布置、估算构件截面尺寸）和荷载计算（3）竖向荷载作用下横向框架内力计算（采用弯矩二次分配法）
10、 、计算结构力学程序核算（4）水平地震荷载作用下横向框架内力计算及侧移计算（采用 D 值法） 、计算结构力学程序核算（5）横向框架梁、柱内力组合（列表进行）和截面设计（6）主楼梯的结构设计（7）柱下基础设计（8）绘制横向框架、主楼梯、基础结构施工图（9）用 PKPM 软件对整栋框架结构进行 SATWE 电算并绘制出标准层结构平面图（板配筋图）和梁配筋平面图（10）电子版毕业设计文件的输入、打印和装订（11）指导教师审核，评阅教师审核，毕业设计答辩1.4.3 提交的成果3第 2 章 框架结构布置及计算简图本工程横向框架计算单元取图 9 榀斜线布置所示范围。2.1 梁、柱截面尺寸框架柱：一律采用
11、500*500 梁：横向框架 AB、CD 跨 250mm*700mm，BC 跨 250mm*500mm，纵向连续梁250mm*600mm,次梁 250mm*450mm2.2 材料强度等级混凝土：均采用 C30 级。钢筋：钢筋采用 HRB400 钢筋2.3 计算简图39003900390039005500第二章框架结构布置及计算简图46300 2400 6300图 2-1 计算简图2.4荷载计算2.4.1 屋面横梁竖向线荷载标准值(1)恒载（图 2-2）屋面标准值： 5图 2-2 恒载计算简图图 2-3 活载计算简图屋面恒载标准值35mm 厚架空隔热板 0.035 25=0.875KN/M2 保
12、温层 0.48KN/M 220mm 厚 1：3 水泥砂浆找平层 第二章框架结构布置及计算简图60.0220=0.4KN/M2120mm 钢筋混凝土板 0.1225=3KN/M2 12mm 厚纸筋石灰粉平顶 0.01216=0.192 KN/M2屋面恒载标准值 4.87(KN/M 2)梁自重边跨 AB、BC 跨： 0.250.725=4.38 KN/M梁侧粉刷 2（0.7-0.12）0.0217=0.39KN/M4.77 KN/M中跨 BC 跨 0.250.525=3.13KN/M梁侧粉刷 2（0.5-0.12）0.0217=0.26KN/M3.39KN/M次梁： 0.2*0.45*25=2.2
13、5kN/m侧梁粉刷： 2*（0.45-0.12）*0.02*17=0.22kN/m 2.47kN/m7作用在顶层框架梁上的线活荷载标准值为：梁自重： g5AB1= g5CB1=4.77KN/M , g5BC1=3.39KN/M板传来的荷载： g 5AB2=g5CD2=5.124.5=23KN/Mg5BC2 =4.872.4=11.69KN/M (2)活载（图 2-3） 作用在顶层框架梁上的线荷载标准值为： q 5AB =q5CD =0.74.5=3.15KN/Mq5BC =0.72.4=1.68KN/M2.4.2 楼面横梁竖向线荷载标准值(1)恒载25 厚水泥砂浆面层 0.02520=0.5
14、KN/M2120 厚钢筋混凝土楼板 0.1225=3KN/M 2 12 厚底粉刷 0.01216=0.192 KN/M 2楼面横载标准值 3.692 KN/M2） 边跨(AB、CD)框架梁自重 4.77KN/M中跨（BC）梁自重 3.692KN/M次梁自重 2*2.47*7*0.5*2=34.58kN第二章框架结构布置及计算简图8作用在楼面层框架梁上的线荷载标准值为：梁自重 ： g AB1 = gCD1 =4.77KN/MgBC1 =3.39KN/M板传来的荷载： g AB2 = gCD2 =3.6924.5=16.61KN/M gBC2=3.52.4=8.86KN/M(2)活载（图 2-3）
15、楼面活载： q AB =q CD=2.54.5=11.25KN/Mq BC =3.52.4=8.4KN/M2.4.3 屋面框架节点集中荷载标准值(1)恒载边跨连系梁自重 0.250.64.525=16.98KN粉刷 2(0.6-0.12) 0.024.517=1.47KN0.6m 高女儿墙 0.64.52.36=6.37KN 粉刷 0.620.024.517=1.84KN 连系梁传来屋面自重 0.54.50.54.54.87=24.65KN 顶层边节点集中荷载 G 5A=G5D=51.24KN 中柱连系梁自重 0. 250.64.525=16.98KN粉刷 2(0.6-0.12) 0.024.
16、517=1.47KN9连系梁传来屋面荷载 1/24.51/24.55.47=24.65KN0.5（4.5+4.5-2.4）2.4/24.87=19.29KN顶层节点集中荷载 G 5B=G5C=67.33KN(2)活载Q5A=Q5D=1/24.51/24.50.7=3.54KNQ5B=Q5C=1/24.51/24.50.7+1/2(4.5+4.5-2.4) 2.4/20.7=6.32KN2.4.4 楼面框架节点集中荷载标准值(1)恒载边柱连系梁自重： 16.98KN次梁自重： 2*2.47*6.3*0.5=15.29kN次梁传来的楼面自重 0.5*（6.3+6.3-4.5）*2.25*3.69=
17、34.46 kN粉刷 1.47KN钢窗自重 31.50.4=1.8KN窗下墙体 （4.5-0.45）（3.9-0.7-1.5）2.36=16.25KN粉刷 24.051.90.0217=5.23KN窗边墙体自重 1.5（4.05-3） 2.36=3.72KN 粉刷 21.51.10.0217=1.12KN 第二章框架结构布置及计算简图10连系梁传来楼面自重 1/24.51/24.53.692=18.69KN 65.26KN 中间层边节点集中荷载 G A=GD=65.26KN框架柱自重: G A=GD=0.450.453.925=19.74KN中柱连系梁自重： 16.98KN粉刷: 1.47KN
18、 内墙自重（忽略门窗） （4.5-0.45）(3.6-0.7) 2.36=27.72KN次梁自重： 2*2.47*6.3*0.5=15.29kN次梁传来的楼面自重： 0.5*（6.3+6.3-4.5）*2.25*3.69=34.46kN粉刷 24.12.90.0217=8.09KN连系梁传来楼面自重： 1/24.51/24.53.692=18.69KN1/2(4.5+4.5-2.4）2.4/23.192=12.6KN 85.60KN中间层中节点集中荷载 G B=GC=85.60KN柱传来的集中荷载 19.74KN (2)活载11QA=QD=1/24.51/24.52.5=12.66KN QB=
19、QC=1/24.51/24.52.5+1/2 (4.5+4.5-2.4) 2.4/23.5=26.52KN2.5 风荷载已知基本风压 w0=0.4KN/M2， ，本工程为市政中学，地面粗糙度属 B 类，按荷载规范 wk=z szw 0.。 风载体型系数 s：迎风面为 0.8，背风面-0.5，因结构高度H=21.11.4 Tg=1.40.35=0.49s，故需考虑框架顶部附加集中作用 n= 0.08 T 1+0.07=0.080.605+0.07=0.118框架横向水平地震作用标准值为：结构底层：F EK= 1 Geq=0.05632210.67=1803.79KN各层得地震作用和地震剪力标准值
20、由表 2-5 计算列出，图示见图 2-5。G iHi=437543.2Fn=nF EK=0.1121426.43=159.76KN第二章框架结构布置及计算简图20图 2-5 横向框架的地震作用本工程计算多遇地震作用下横向框架的层间弹性侧移，见表 26.对于钢筋混凝土框架e取 1550。层间弹性侧移验算 表 2-6层 h(m) Vi(KN) Di e=Vi/Di (mm）ehi（ mm)215 3.9 527.86 351.06 1.50 6.554 3.9 357.75 351.06 1.02 6.55 3 3.9 266.88 351.06 0.76 6.552 3.9 180.01 351.06 0.51 6.551 5.5 91.93 264.12 0.35 7.27通过以上的计算结果看出，各层层间弹性侧移均满足规范要求即 eeh。
