1、洛阳理工学院土木工程系毕业设计（论文）任务书任务下达日期：2012 年 1 月 12 日设计起止日期：自 2012 年 3 月 26 日至 2012 年 6 月 4 日 姓名 专业班级 土木工程B 指导教师钱大行、高英课题类型 工程设计题 目 洛一高新校区教学楼建筑与结构设计主要研究目标(或研究内容)1熟悉框架结构房屋设计的步骤、方法、原则、成果要求，了解国家设计规范、行业设计规定和政策；2了解一般民用建筑的设计原理、初步掌握建筑设计的基本方法与步骤；3学会应用结构计算理论对基础、结构基本构件梁、板、柱等进行电算和手算。4. 掌握 CAD 绘图和手工绘制施工图的能力。设计主要参数（一）设计条件
2、：本工程位于繁华市区主干道一侧，框架结构。建筑面积、层高要求满足设计题目使用要求。层数应为三层以上框架结构。(二)气象条件1.温度：最热月平均气温 27.4oC,最冷月平均气温 0.3 oC。夏季极端最高 41oC，冬季极端最低-12 oC。2.相对湿度：最热月平均 68%。3.主导风向:冬季北偏东风，夏季为东南风，基本风压为 0.4kN/m2。4.雨雪量：年降雨量 780mm，年降雪量 200mm，基本雪压 0.25kN/m2。(三)工程地质条件根据野外钻探，现场原位测试及室内土工试验成果，依据国家有关规范，并结合地区建筑经验，综合确定各地基土层的承载力特征值及变形参数如表所示。编号 土质名
3、称 土层深度范围 （m） 承载力特征值 （kpa）1 杂填土 0.3 02黄土状粉质粘土 1.21.5 1203黄土状粉质粘土 1.55.2 200详细可见地质勘测报告。Error! Reference source not found.Error! Reference source not found.2课题要求、主要任务及数量（指图纸规格、张数，说明书页数、论文字数等）（一）建筑部分1建筑设计内容：（1）建筑方案及其初步设计；（2）建筑平面、立面和剖面设计；（3）主要部位的建筑构造设计及材料做法；（4）绘制建筑施工图。2建筑设计成果：（1）建筑设计说明一份，扼要说明工程概况、设计意图，构造
4、做法及施工方法等；（2）首层、标准层平面图，屋顶平面图(比例 1：100)；（3）立面图（正立面、侧立面，比例 1：100），注明标高及装修做法；（4）剖面图（剖面图不剖在楼梯间处，需另绘出楼梯剖面图，比例1：100）；（5）构造详图 34 个，包括屋面、墙梁、楼梯等（比例 1：10 或1：20）。（6）门窗表：所用门窗尽量选用标准图集，注明门窗型号、数量、洞口尺寸等。（二）结构部分1结构设计内容：（1）确定结构方案：上部承重结构方案与布置；楼（层）盖结构方案与布置；基础方案布置；结构措施及其特殊部位的处理等。（2）结构设计计算：恒荷载、活荷载计算；基础计算现浇楼板配筋计算；楼梯计算；结构抗震
5、按构造要求。（3）绘制结构施工图。2结构设计成果：（1）结构设计说明一份，要求完成结构设计计算书一份，内容为：结构设计计算步骤（用 A4 纸打印或书写） ；（3）绘制结构施工图，主要包括：结构设计说明；基础平面布置图及基础配筋详图（比例 1：100 和 1：301：50） ；梁、板、柱平面布置图、配筋图， （比例 1：100， ） ；梁、板、柱配筋图（比例 1：301：100，绘制配筋图） ；其它必要的构件配筋图（如：楼梯、雨蓬、挑梁配筋图，比例 1：301：50） 。3.其他要求毕业设计图纸中，建议采用 2 号图纸绘制。设计图纸成果中，必须有3 张手4毕业设计计算书要求绘的建筑图和结构图（建
6、筑 2 张、结构 1 张，共 3 张） 。学生在规定时间内在教师指导下，独立完成毕业，设计（论文）工作，最后提交毕业（论文）文本，除图纸外，还有毕业设计计算书。业设计说明书：字数 5000-8000 字（详见教务发20094 号文件规定）。包括标题、摘要、关键词、正文（引言、本论、结论）、参考文献等。摘要和关键词要求中英文对照。1. 计算书结构（1） 毕业设计（论文）的任务书；（2） 毕业设计（论文）的摘要；（3） 毕业设计（论文）目录；（4） 毕业设计计算书；（5） 设计论文（6） 谢词（7） 参考文献；2. 计算书内容要求（1）任务书：包括设计（论文）题目、论文的原始数据，主要参考资料、重
7、点内容、设计指标；（2）中英文摘要及关键词：一般为 500 字，摘要介绍设计（论文）的研究课题，本人见解和主要结论；关键词少于 5 个；（3）目录：按计算书和住宅设计论文章节次序编好页码，设计图纸要有标号；（4）设计计算书和设计论文要求论证严格，层次分明，语句通顺，表达确切，字体端正，一律用专用报告纸书写，或 A4 打印。Error! Reference source not found.Error! Reference source not found.5进度计划第 1、2 周：熟悉毕业设计任务书、参阅相关设计资料；第 3 周：进行建筑设计，必须满足设计任务书要求；第 4 周：进行结构总体布
8、置设计，必须满足相关规范要求；第 5、6 周：进行结构设计，包括框架整体受力计算、楼板配筋设计，楼梯板、梁配筋设计；第 7 周：根据地质条件进行基础选择和结构设计：第 8、9 周：绘制设计图；第 10 周：撰写设计说明书；第 11 周：准备毕业答辩。主要参考文献和数据1. 相关教材：房屋建筑学 、 结构力学 、 混凝土结构 、 地基基础 、 建筑抗震 、 建筑施工 、 砌体结构等。2. 设计规范及标准：房屋建筑制图统一标准 （GB/T50001-2001）建筑制图标准 （GB/T501042001）建筑结构制图标准 （GB/T50105-2001）建筑结构荷载规范 （GB50009-2002）
9、混凝土结构设计规范 （GB50010-2002）钢筋混凝土施工图平面整体表示方法制图规则与构造详图11G101-13指导教师 钱大行、高英系部主管教学主任孙成城学院教学主管6洛阳理工学院毕业设计（论文）开题报告系（部）： 土木工程系 2012 年 3 月 12 日 （学生填表）课题名称 洛阳市第一高级中学新校区教学楼建筑与结构设计学生姓名 卢宜飞 专业班级 B 课题类型 设计指导教师 钱大行 高 英 职称 副教授 高工 课题来源 工程实际1. 综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义研究动态：土木工程是建造各类工程设施的科学、技术和工程的总和。工民建方面就结构布置部分有以下几种结构：框架
10、结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构、框架核心筒结构、巨型结构等等。钢筋混凝土多层框架结构作为一种常用的结构形式，具有传力明确、结构布置灵活、抗震性和整体性好的特点，目前已被广泛的应用于多层工业或民用建筑中。选题依据：近年来我国高中建设的越来越多，每个高中有相应的教学楼是必不可少的，设计出具有安全、经济、实用、特色的教学楼是每个高中都需要的。选题意义：高中教学楼的建设在我国的进一步普及高中教育有很大的意义，更好更多的设计与建设高中教学楼能为我国高中教育起到促进作用，同时对我国的教育发展做出贡献。Error! Reference source not found.Error! Refere
11、nce source not found.72. 研究的基本内容，拟解决的主要问题通过毕业设计命题完成毕业设计，主要解决以下几个方面的问题：（1）建筑设计：掌握建筑设计的方法、原则和设计步骤。内容包括：建筑平面设计和立面建筑设计。能够满足使用、采光、通风、消防等方面的要求。（2）结构设计：掌握框架设计的基本步骤、结构计算的基本方法、各种构件设计的选定，钢筋布置方法。（3）基础设计：根据地质报告和荷载情况，确定基础形式、基础受力计算和钢筋布置。（4）编制计算书：通过设计、计算整理出施工图的计算书，作为设计审查的依据。（5）施工图绘制：根据以上计算和设计结果绘制基础和建筑的建筑图和结构图，掌握一般
12、设计图的内容构成、表示方式和表示深度。3. 研究步骤、方法及措施复习相关课程内容，明确设计步骤，根据参阅相关设计资料完成设计任务。根据设计需要解决的主要问题，完成建筑设计；结构设计；基础设计、编制计算书和施工图绘制。具体方法是采用自主设计、指导教师辅导的形式进行，要求采用手算和计算机计算相结合，进行结果对比确定最后的设计方案。根据设计的特点，通过分步控制的方法。即每步开始进行辅导，明确设计要点和要求；中间进行答疑和阶段检查，以控制设计质量；完成后进行检查，合格后进入下一道程序，直至完成。84. 研究工作进度第 1、2 周：熟悉毕业设计任务书、参阅相关设计资料；第 3 周：进行建筑设计，必须满足
13、设计任务书要求；第 4 周：进行结构总体布置设计，必须满足相关规范要求；第 5、6 周：进行结构设计，包括框架整体受力计算、楼板配筋设计，楼梯板、梁配筋设计；第 7 周：根据地质条件进行基础选择和结构设计：第 8、9 周：绘制设计图；第 10 周：撰写设计说明书；第 11 周：准备毕业答辩。5. 主要参考文献房屋建筑学 、 混凝土结构 、 土力学与地基基础 、 建筑结构荷载规范 、 混凝土结构设计规范 、 建筑设计规范 、 抗震设计规范 、 建筑地基基础设计规范等参考资料。各种建筑、结构做法的标准图集。教研室意见教研室主任签字： 年 月 日Error! Reference source not
14、 found.Error! Reference source not found.9洛阳市第一高级中学新校区教学楼结构计算书摘 要根据教学楼设计规范和其它相关标准，以及设计要求和提供的地质资料，设计该框架结构教学楼。 按照先建筑后结构，先整体布局后局部节点设计步骤设计。主要内容包括：设计资料、建筑设计总说明、建筑的平面、立面、剖面图设计说明，以及其它部分的设计说明；结构平面布置及计算简图确定、荷载计算、内力计算、内力组合、主梁截面设计和配筋计算、框架柱截面设计和配筋计算、次梁截面设计配筋计算、楼板和屋面设计、楼梯设计，基础设计等。其中附有风荷载作用下的框架弯矩、剪力和轴力图；纵向和横向地震荷载
15、作用下的框架弯矩、剪力和轴力图；恒荷载和活荷载作用下的框架弯矩、剪力和轴力图以及梁柱的内力组合表。关键词：框架、重力荷载代表值；现浇钢筋混凝土结构；内力组合；弯矩调幅。10The building of NO.1 middle school building in LuoyangAbstractAccording： to building design specifications and other relevant standards and design requirements and provide geological data, the design of the framewo
16、rk of the classroom building. After the first building in accordance with the structure and layout of the overall after the first local node design steps design. Main contents include : design, architectural design of the total shows that the construction of the plane, Facade, profile design specifi
17、cations, , and other parts of the design; structural layout and schematic calculation of identification, load, stress, the combination of internal forces, Main beam reinforcement design and calculation, frame-section design and reinforcement, meeting beam reinforcement design, floor and roof design,
18、 stair design, infrastructure design. Enclosing wind load under the framework moment, shear and axial bid; vertical and horizontal seismic loads under the framework of the moment, shear and axial bid; Constant load and live load under the framework moment, shear and axial trying to internal forces a
19、nd the combination of beam-column table. Key Words：frame, Gravity load charecter value , cast-in-place reinforced concrete structure , internal force make up , curved square amplitude modulation.Error! Reference source not found.Error! Reference source not found.11目 录前 言 .1第一章 工程概况 .21.1 工程概况 .21.1.
20、1 建设项目名称：洛一高新校区教学楼建筑与结构设计 21.1.2 设计资料： 21.1.3 主要构件材料 21.1.4 框架结构计算简图和结构平面布置图 2第二章 楼板设计 .32.1 屋面和楼面板的荷载计算 .32.2 楼板计算 .42.2.1 内力计算 42.2.2 截面配筋计算 9第三章 楼梯设计 .113.1 梯段板计算： .113.2 平台板设计： .123.3 平台梁设计： .12第 4 章 框架计算 .144.1 设计基本资料 .144.2 框架计算简图 .154.2.1 确定框架的计算简图 .154.2.2 确定梁柱的截面尺寸 .164.2.3 计算梁柱的线刚度 .164.3
21、恒荷载作用下的内力计算 .174.3.1 屋面恒荷载 .174.3.2 楼面恒荷载 .174.3.3 梁端集中力计算 174.3.4 弯矩计算 184.3.5 计算梁端剪力、柱端剪力 234.3.6 计算柱的轴力 254.4 活荷载作用下的内力计算 .274.4.1 均布荷载 .274.4.2 梁端集中力 284.4.3 弯矩计算 284.4.4 计算梁端剪力、柱端剪力 304.4.5 计算柱的轴力 324.5 风荷载作用下的内力计算 .34124.5.1 基本数据计算 .344.5.2 计算框架各节点上风荷载标准值 .344.5.3 计算各柱剪力值见下表： .344.5.4 计算各柱反弯点高
22、度见下表： .364.5.5 计算各柱的弯矩 .364.5.6 计算各梁端弯矩 .374.5.7 计算各梁端剪力 .384.5.8 计算各柱轴力 .394.5.9 绘内力图 .39第五章 抗震计算 .435.1 计算重力荷载代表值 435.1.1 第 5 层的重力荷载代表值： .435.1.2 24 层的重力荷载代表值： 435.1.3 一层的重力荷载代表值： .435.2 横向框架侧移刚度计算 .435.2.1 计算梁、柱的线刚度 .435.2.2 计算柱的侧移刚度 .445.3 横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算 .445.3.1 横向自振周期的计算 .445.3.2 水平地震作用
23、及楼层地震剪力计算 .455.3.3 水平地震作用下的位移验算 .465.3.4 水平地震作用下框架内力计算 .47第六章 框架的内力组合 .526.1 柱端弯矩设计值的调整 526.1.1 A、D 柱弯矩值调整 .526.1.2 B、C 柱弯矩值调整 526.2 框架梁截面设计 .536.2.1 梁正截面受弯承载力计算 .536.2.2 梁斜截面受剪承载力计算 .546.2.3 箍筋选择 .556.3 框架柱截面设计 .566.3.1 剪跨比和轴压比计算 .566.3.2 柱正截面承载力计算 .576.3.3 柱斜截面受剪承载力计算 .60第七章 基础计算 .617.1 地基承载力特征值深度
24、、宽度修正： .617.2 基础 J-1 的设计： 627.2.1 基础 J-1 的截面尺寸： .62Error! Reference source not found.Error! Reference source not found.137.2.2 柱与基础 J-1 交接处的冲切承载力验算 .627.2.3 基础板底 J-1 配筋计算 .637.3 基础 J-2 的设计： 657.3.1 基础 J-2 的截面尺寸： .657.3.2 柱与基础 J-2 交接处的冲切承载力验算 .657.3.3 纵向内力计算 667.3.4 基础板底 J-2 配筋计算 .66结 论 .69谢 辞 .70参考文
25、献 .71附 录 .72外文资料翻译 .7714前 言毕业设计是大学本科教育培养目标实现的重要阶段，是毕业前的综合学习阶段,是深化、拓宽、综合教和学的重要过程,是对大学期间所学专业知识的全面总结。本组毕业设计题目为洛一高新校区教学楼建筑与结构设计。在毕业设计前期，我温习了结构力学 、 钢筋混凝土设计 、 建筑结构抗震设计等书籍，并借阅了抗震规范 、 混凝土规范 、 荷载规范等规范。在毕设中期，我们通过所学的基本理论、专业知识和基本技能进行建筑、结构设计。在毕业设计后期，主要进行设计手稿的电脑输入，并得到老师的审批和指正，使我圆满的完成了任务，在此表示衷心的感谢。毕业设计的三个月里，在指导老师的
26、帮助下，经过资料查阅、设计计算、论文撰写以及外文的翻译，加深了对新规范、规程、手册等相关内容的理解。巩固了专业知识、提高了综合分析、解决问题的能力。在进行内力组合的计算时，进一步了解了 Excel。在绘图时熟练掌握了 AutoCAD、天正、探索者等绘图软件，以上所有这些从不同方面达到了毕业设计的目的与要求。框架结构设计的计算工作量很大，在计算过程中以手算为主，辅以一些计算软件的校正。由于自己水平有限，难免有不妥和疏忽之处，敬请各位老师批评指正。 Error! Reference source not found.Error! Reference source not found.15第一章 工
27、程概况1.1 工程概况1.1.1 建设项目名称：洛一高新校区教学楼建筑与结构设计本工程建筑功能为公共建筑，使用年限为 50 年；总建筑面积 5207.3 m2，建筑高度 20.400m，主体为五层框架结构；建筑平面的横轴轴距为 7.2m，纵轴轴距为3.9m 和 5.4m；内、外墙体材料为加气混凝土砌块，外墙装修使用白色涂料外墙涂料，内墙装修喷涂乳胶漆，教室内地面房间采用地砖地面，教室房间墙面主要采用石棉吸音板，门窗采用塑钢窗和装饰木门。全楼设楼梯三部。1.1.2 设计资料：1.地质水文资料：根据工程地质勘测报告，拟建场地地势平坦，表面为平均厚度0.3m 左右的杂填土，以下为 1.21.5m 左
28、右的粉土，承载力的特征值为120kN/m2，再下面为较厚的垂直及水平分布比较均匀的粉质粘土层，其承载力的特征值为 200kN/m2，可作为天然地基持力层。2.抗震设防要求：七度三级设防1.1.3 主要构件材料主要构件材料：框架梁、板、柱采用现浇钢筋混凝土构件，墙体采用加气混凝土砌块，混凝土强度：梁、板、柱均采用 C30 混凝土，钢筋使用 HPB235，HRB 335 二种钢筋。1.1.4 框架结构计算简图和结构平面布置图图 1-1 框架结构计算简图 16第二章 楼板设计2.1 屋面和楼面板的荷载计算屋面和楼面板的荷载取自建筑荷载规范（GB500092006）。表 2-1 教室采用地砖地面名 称
29、 做 法 厚度（mm) 容重(KN/m3) 重量 KN(m2)地砖铺实 10 20 0.21：4 干硬性水泥砂浆 25 20 0.5基层处理剂一遍 0.051：2.5 水泥砂浆找平 20 20 0.4钢筋混凝土楼板 100 25 2.5教 室板底 20 厚粉刷抹平 20 17 0.34楼面静载 3.99楼面活载 2.0表 2-2 厕所采用地砖地面名 称 做 法 厚度（mm) 容重(KN/m3) 重量 KN(m2)地砖铺实 10 20 0.21：4 干硬性水泥砂浆 25 20 0.5基层处理剂一遍 0.05C20 混凝土 0.5找坡 20 25 0.711：2.5 水泥砂浆找平 20 20 0.
30、4防水涂料 1.5 0.2钢筋混凝土楼板 100 25 2.5厕 所板底 20 厚粉刷抹平 20 17 0.34楼面静载 4.9楼面活载 2.5表 2-3 不上人屋面名 称 做 法厚度（mm) 容重(KN/m3) 重量 KN(m2)高分子卷材 4 12 0.051：3 水泥砂浆找平 20 20 0.4憎水珍珠岩保温层 60 4 0.241：3 水泥砂浆找平 20 20 0.41:6 水泥焦渣找坡 50 15 0.75钢筋混凝土楼板 100 25 2.5非 上 人 屋 面板底 20 厚粉刷抹平 20 17 0.34楼面静载 4.68Error! Reference source not foun
31、d.Error! Reference source not found.17表 2-4 走道采用地砖地面名 称 做 法厚度（mm) 容重(KN/m3) 重量 KN(m2)地砖铺实 10 20 0.21:3 水泥砂浆找平 18 20 0.36纯水泥浆一道 2 20 0.04钢筋混凝土楼板 100 25 2.5走 道板底 20 厚粉刷抹平 20 17 0.34楼面静载 3.44楼面活载 2.52.2 楼板计算根据混凝土结构设计规范（GB500102002），楼板长边 l2 与短边 l1 之比小于 2 时，按双向板计算。楼板长边 l2 与短边 l1 之比大于 2 且小于 3 时，宜按双向板计算，当按
32、沿短边受力的单向板计算时，应沿长边方向布置足够的构造钢筋。根据本工程的实际尺寸，7200/3900=1.85minMax0.20%,0.45ft/fyMax0.20%,0.21%选配 2B16+2B12， 2=68msA斜截面受剪承载力计算，0.7ftbho 0.71.4320026553.05kNV 44.57kN 故按构造配置箍筋，选配 A6200同理：图 3-2 楼梯平面图按上述计算方法计算得：梯段板选配 A10140，平台板选配 A8200， 2=51.0ms28平台梁选配 3B22， 2=140msA箍筋选配 A6200第 4 章 框架计算4.1 设计基本资料抗震设防烈度：7 度基本
33、风压： 20.4KNm建筑结构安全等级：级材料：梁柱混凝土均选用 30C级（ 223.14,43.1mNfNfct ）梁柱受力钢筋均选用 5HRB级（ 0y）板及箍筋均选用 2P级（ 2f）取一榀完整结构、荷载分布均匀的具有代表性的框架作为计算单元Error! Reference source not found.Error! Reference source not found.29图 4-1（一榀框架）计算单元4.2 框架计算简图4.2.1 确定框架的计算简图框架中梁柱均为整体现浇，节点可以简化为刚结点，底层柱与基础的连接点也可以简化为刚结点计算简图中尺寸的确定框架跨度取柱的截面形心轴线之
34、间的距离，近似取轴线间距； 框架柱的高度：底层取底层层高加 1.0m；其余各层取各层层高，即梁面到梁面之间的距离根据以上原则作出的框架计算简图如下：30图 4-2 框架计算简图4.2.2 确定梁柱的截面尺寸框架梁边跨梁： 011()()72069028hl m 取 h60b33 取 b3中跨梁： 0()()581l 取 414202hm 取 20m框架柱为了方便计算，柱的尺寸均以底层中柱的截面尺寸为准初选截面尺寸 11()()3902548268hH取 40h.5.b m取 bm验算初选截面尺寸多层框架民用建筑竖向荷载标准值 214KNk荷载综合分项系数取 1.2则 1.21.2(.95)(3
35、.65)162.kfhNAn KN查混凝土结构表 13.18 得此现浇钢筋混凝土结构房屋的抗震等级为三级；查混凝土结构表 13.21 得柱轴压比限值为 0.9，即 9.0Afc即32162.015980.94c mf2Abh，满足要求4.2.3 计算梁柱的线刚度对于现浇整体式框架梁：中框架梁 0.IIb，边框架梁 05.1IIb框架梁边跨： 43330 1.56.012mbhI 4807340 7cbEIi KNl 中跨：33310.21.6h4.720bI mError! Reference source not found.Error! Reference source not found
36、.3173403.102.42.710cbEIi KNml 框架柱一四层：33340.4.12chI 721.6210.9cEi KNmH五层：343. .94.ccI4.3 恒荷载作用下的内力计算4.3.1 屋面恒荷载保温、防水层自重 ： 21.84KNm100mm 厚现浇钢筋混凝土屋面板： 250.1.KNm 20mm 混合砂浆顶棚抹灰： .73屋面恒荷载标准值 ： 2.4.68顶层边跨框架梁恒荷载屋面板传来的荷载 ： 94.681.52框架梁自重 ： 503(.)37KNm梁两侧 20mm 混合砂浆抹灰 ： 4.0.顶层边跨框架梁恒荷载标准值： 1.7顶层中跨框架梁恒荷载框架梁自重 ： 0.2(.41)25.20mm 混合砂浆梁侧、梁底抹灰：0.2(.41)20.17.KNm顶层中跨框架梁恒荷载标准值 ： 5.7.4.3.2 楼面恒荷载楼板恒荷载标准值 23.9边跨框架梁恒荷载楼板传来的荷载 ： 3.915.6KNm框架梁自重 ： 250.()37框架梁上填充墙自重 ： 20mm 混合砂浆抹灰 ： .3928边跨框架梁恒荷载标准值： 165.中跨框架梁恒荷载： .72KNm（同顶层中跨）
