1、杭州广播电视大学毕业设计 某初级中学教学楼1目录第一部分：毕业设计计算书 .31.设计资料 .31.1工程概况及基本要求 .31.2设计条件 .31.2.1自然条件 .31.2.2工程地质条件 .31.3材料使用 .32 建筑设计 .42.1建筑平面设计 .42.2建筑立面设计 .42.3建筑剖面设计 .52.4结构布置 .52.4.1结构体系 .52.4.2 基础形式 .52.4.3 梁柱结构布置形式 .52.4.4结构设计说明 .63 框架结构计算 .73.1 梁柱板截面的确定 .73.1.1 柱截面尺寸的确定 .73.1.2 梁尺寸确定 .73.1.3 楼板厚度 .73.2 基本假定与计
2、算简图 .73.2.1 基本假定 .73.2.2 计算简图 .83.3 梁柱刚度 .83.4 竖向荷载计算 .93.4.1 恒荷载标准值计算 .93.4.2 活荷载标准值计算 .10杭州广播电视大学毕业设计 某初级中学教学楼23.5 竖向内力荷载计算 .113.5.1计算单元 .113.5.2内力荷载计算 .123.6 竖向荷载作用下框架内力计算 .163.6.1 梁柱的杆端弯矩计算 .163.6.2 恒荷载作用下的框架内力计算 .173.6.3 活荷载作用下的框架内力计算 .253.7 风荷载作用下框架内力计算 .323.7.1 风荷载标准值计算 .323.7.2 风荷载内力值计算 .333
3、.8 抗震设计计算 .363.9 框架内力组合计算及截面设计 .373.9.1 底层框架梁柱内力组合计算 .373.9.2 底层框架梁的截面设计 .383.9.4 楼板配筋设计 .454 楼梯设计 .474.1 楼梯计算简图及计算公式 .474.2 荷载计算 .474.3 配筋面积计算 .484.4 配筋结果计算 .495 基础设计 .495.1工程地质资料 .495.2基础设计计算 .51杭州广播电视大学毕业设计 某初级中学教学楼31.设计资料1.1 工程概况及基本要求该建筑为杭州市某初级中学教学楼，建筑面积约 8000 m2 。高度控制在 24米下,层数五层。根据任务书的要求，综合运用所学
4、的理论知识，遵循有关的设计规范，满足有关功能要求，详细收集有关资料，使设计能够满足教学建筑的性格。1.2 设计条件1.2.1 自然条件基本风压和基本雪压按建筑结构荷载规范取用。楼面和屋面活荷载按建筑结构荷载规范取用。该项目由一级或二级资质施工单位承建。该地区区域地震基本烈度为 6度。1.2.2 工程地质条件拟建场地地貌属冲洪积平原，地势平坦。地面标高为黄海高程6.798.56m。天然地面为杂填土。区内地下水属第四系孔隙潜水，受大气降雨补给而变化，地下水位埋深 1m左右。水质对混凝土无侵蚀性。1.3 材料使用1）钢筋：纵向受力钢筋采用热轧钢筋 HRB400,其余采用热轧钢筋HRB335。2）混凝
5、土：梁柱板均使用 C30 类型的混凝土。3）墙体：外墙全部使用 300mm 厚的灰砂砖， =18kN/m3，,一侧为 20mm 的厚抹灰层， =17kN/m2，一侧墙体为水刷石墙面， =0.5kN/ m2；隔墙使用 300mm 厚的灰砂砖， =18kN/m3,两侧均为 20mm 厚的抹灰层。卫生间墙的两侧均是贴瓷砖， =0.5kN/ m2女儿墙使用 300mm 厚的蒸压粉煤灰加气混凝土砌块， =5.5kN/m3，两侧均为 20mm 厚的抹灰，墙高设计为 900mm，另外上面为 100厚混凝土盖顶。杭州广播电视大学毕业设计 某初级中学教学楼44）门窗类型：大门均为旋转玻璃门， =0.45kN/m
6、2，办公室均为铝合门，=0.2kN/m2；窗户均为铝合金窗， =0.35kN/m2。2 建筑设计2.1 建筑平面设计为满足建筑面积的要求以及层数限制，拟定该教学楼平面建筑设计尺寸开间为狭长型，尺寸约为 82.8m 19m，并且本设计采用内廊式组合结构，以充分利用建筑使用空间。教学楼的主要建筑平面布置包括大厅、大教室、普通教室、教师办公室、开水房、厕所、楼梯以及走廊等。因此，结合满足建筑功能需要，均采用简单又方便的矩形开间，便于人流疏散。为满足建筑基本使用功能，满足教师的教学要求，故标准层中共设置有大教室 1个、普通教室 9个、大厅 1个、教师办公室 1个、开水房 1个、卫生间一个，基本能满足初
7、中教学楼的教室开间和面积要求。为满足防火要求，楼梯采用双跑楼梯式，共 3个。在正大门处设置一个，在两侧门出均设置一个，满足建筑要求。楼梯宽度约取 2.5m，台阶踏步尺寸约取 b=300mm，h=150mm，级数由相应的层高空控制，详见楼梯详图。走廊根据防火要求以及内廊式建筑，只在中间处设置一道，走廊约宽为3m。 便于下课时人流疏散。卫生间设置在偏中间的位置，每层均设有男女卫生间。教室窗尺寸需要满足教室采光要求，对于大教室的窗布置，需要更加注意采光的需求。均采用铝合门，每个教室为满足人流疏散均设有前后两扇门，底层主入口设款约 5.5米的旋转玻璃门，底层侧面次入口均设宽约为 2.5米的玻璃门。2.
8、2 建筑立面设计本教学楼建筑大致为对称设计，共五层，采用不上人屋面。活动大厅基本设置于建筑的中轴线中间，并在旁边设楼梯，走廊设置在建筑物的中间。该教学楼的南立面是其主要立面，教学楼正大门设在南立面。该立面图中表示了立面上门窗位置、形式、外墙引条线、外墙勒脚、雨水管以及杭州广播电视大学毕业设计 某初级中学教学楼5东、西门进口踏步、雨篷等的位置。因为本设计屋面为不上人屋面，故屋顶还需要设计女儿墙，以及相关不上人屋面的排水设施，并且标出了各楼层、进门台阶、雨篷的标高。由 于 建 筑 物总 宽 度 大 于 12m， 故 采 用 双 坡 排 水 。 屋 面 采 用 刚 性 防 火 屋 面 ， 其 构 建
9、 简 单 ，施 工 方 便 ， 造 价 较 低 。2.3 建筑剖面设计为了防止室外雨水流入室内，防止建筑因为不均匀沉降使地面降低，为了满足建筑使用的要求，取室内外高差为 450mm，层高约取 3.6 米，则总建筑高度约 18 米，具体高度由最终结构计算确定。楼梯踏步尺寸 h=150mm，b=300mm，满足规范要求。为使踏步面层耐磨，防滑，采用 20mm厚花岗岩饰面及 3mm厚铜制成品防滑条。扶手采用 70120硬木扶手。栏杆采用 25 圆钢，每步两根，高 900mm。室内楼梯间为封闭式防火楼梯，楼梯门采用的防火门，并设有门窗，便于采光。外墙和大部分内墙采用 240mm墙，卫生间等隔墙采用 1
10、20mm墙。材料均为加气混凝土砌块，M5 混合砂浆砌筑。 2.4 结构布置2.4.1 结构体系该设计层数为 5层，总建筑面积约 8000米，不设电梯，故选定为钢筋混凝土框架结构，空间分隔灵活，有自重轻，承载力高，变形小，节省材料；具有可以较灵活地配合教学楼建筑平面布置的优点。2.4.2 基础形式 桩基础是在桩上或由桩构成的建筑物底座。桩基具有很大的竖向单桩刚度（端承桩）或群刚度（摩擦桩） ，在自重或相邻荷载影响下，不产生过大的不均匀沉降，并确保建筑物的倾斜不超过允许范围。通过经济条件比较，选取安全可靠、经济合理、技术先进和施工简便的地基基础方案。根据上部结构、工程地质、施工等因素，优先选用受力
11、情况较好的桩基础。2.4.3 梁柱结构布置形式按结构布置不同，框架结构可以分为横向承重，纵向承重和纵横向承重三种布置方案。杭州广播电视大学毕业设计 某初级中学教学楼6本次设计的教学楼采用纵向承重方案，竖向荷载主要由纵向框架承担，楼板为现浇板时，一般需设置次梁将荷载传至纵向框架。纵向框架还要承受纵向的水平风载和地震荷载。在房屋的横向则设置连系梁与纵向框架连接，这些联系梁与柱实际上形成了横向框架，承受平行于房屋横向的水平风荷载和地震荷载。纵向承重结构有利于横向教室开间的设计，整体受力更大，有利于教学楼设计，故本设计采用纵向承重形式，且梁柱结构布置形式如下：2.4.4 结构设计说明本设计采用现浇混凝
12、土结构，设计使用年限 50年，结构安全等级为二级，建筑抗震设防为丙类，抗震设防烈度为 6度，设计地震分组是第一组，框架的抗震等级为四级。本框架结构采用的混凝土强度等级和钢筋级别如下：结构的混凝土强度等级为 C30，纵向受力钢筋采用 HRB400级，其余钢筋采用 HRB335级，其余各构件采用的钢筋级别按本条说明的钢筋符号（括号内）分别示于相应设计图纸内。混凝土保护层厚度：上部结构为一类环境，因此上部结构的板的纵向受力钢筋的保护层厚度为 20mm，梁的纵向受力钢筋的保护层厚度为 35mm，柱的保护层厚度为 40mm。钢筋的锚固、截断和搭接：除设计图纸中另有表示或说明外，下部钢筋伸入支座的锚固长度
13、为：板钢筋伸入支座的长度为 120mm；考虑到支座处存在有杭州广播电视大学毕业设计 某初级中学教学楼7横向压应力的有力作用，支座处的锚固长度可以比基本锚固长度略小， 混凝土结构设计规范规定，钢筋混凝土梁简支端的下部纵向手拉钢筋深入支座范围内的锚固长度 应符合：当 V 时， ；当 V 时，带肋钢筋asl 0bhftasld50bhft，光面钢筋 ，末端应做弯钩。asld12sd15由于实际施工过程中出现不同情况，具体钢筋的截断、搭接应满足相关设计规范。本说明中未尽事宜，应遵照有关国家标准、施工规范和操作规程进行。3 框架结构计算3.1 梁柱板截面的确定3.1.1 柱截面尺寸的确定柱截面尺寸：柱截
14、面高度可取 h=（1/15-1/20）H，H 为层高；柱截面高度可取 b=（1-2/3）h，并按下述方法进行初步估算。a） 框架柱承受竖向荷载为主时，可先按负荷面积估算出柱轴力，再按轴心受压柱验算。考虑到弯矩影响，适当将柱轴力乘以 1.2-1.4的放大系数。b） 对于有抗震设防要求的框架结构,为保证柱有足够的延性,需要限制柱的轴压比,柱截面面积应满足下列要求。/ANfcc) 框架柱截面高度不宜小于 400mm,宽度不宜小于 350mm。为避免发生剪切破坏，柱净高与截面长边之比不宜大于 4。根据上述规定并综合考虑其他因素，设计柱截面尺寸取值 500 500mm。3.1.2 梁尺寸确定框架梁截面高
15、度取梁跨度的 l/8l/12。该工程框架为纵横向承重，根据梁跨度可初步确定框架梁纵向主梁截面尺寸为 300mm500mm、次梁全跨取同一截面尺寸为 250mm500mm。3.1.3 楼板厚度楼板为现浇双向板，板厚近似取 h1/40 =1/40 6300=157mm ( :柱的短跨)。ll考虑到板的挠度、裂缝宽度的限制及在板中铺设管线以及经验板厚取 100mm。杭州广播电视大学毕业设计 某初级中学教学楼83.2 基本假定与计算简图3.2.1 基本假定平面结构假定：该工程平面为正交布置，可认为每一方向的水平力只由该方向的抗侧力结构承担，垂直于该方向的抗侧力结构不受力。由于结构体型规整，结构在水平荷
16、载作用下不计扭转影响。3.2.2 计算简图在横向水平力作用下，连梁梁对墙产生约束弯矩，因此将结构简化为刚结计算体系。基础采用桩基础，基础顶面距离室外地坪 0.65m，室内外高差为 0.45m,框架结构计算简图如图所示，取顶层柱的形心线作为框架柱的轴线，梁轴线取至板底，2-4 层柱高度即为层高 3.6m，底层柱高度从基础顶面取至一层板底，即h1=3.6+0.45+0.65=4.7m。选用轴框架计算简图见下图 2。杭州广播电视大学毕业设计 某初级中学教学楼94轴框架计算简图3.3 梁柱刚度横梁线刚度 ib计算表层次类 别Ec/(N/mm2) bh/mm2 Io/mm4 L/mm EcIo/L(N.
17、mm) 1.5EcIo/L 2EcIo/L边跨 3.0104 250500 26109 8000 0.9751010 1.461010 1.9510101-5中跨 3.0104 250500 26109 3000 2.61010 3.91010 5.21010柱线刚度 ic计算表层次 hc/mm Ec/(N/mm2) bh/mm2 Ic/mm4 EcIc/hc/(N.mm)1 4700 3.0104 500500 5.21109 3.3310102-4 3600 3.0104 500500 5.21109 43410 103.4 竖向荷载计算3.4.1 恒荷载标准值计算屋面：刚性防水屋面(有保
18、温层) ：40厚 C30细石砼内配直径 6间距 150双向钢筋 0.8 kN/m 220厚 1:3水泥砂浆找平 0.02x20=0.4kN/m 270厚水泥防水珍珠岩块或沥青珍珠岩保温层 0.07x10=0.7kN/m 220厚 1:3水泥砂浆找平层 0.02x20=0.4 kN/m 2100厚结构层 0.10x25=2.5kN/m 2 12厚板底抹灰 0.012x20=0.24 kN/m 2合 计 5.79kN/m 2楼面：水磨石地面(10mm 面层,20mm 水泥砂浆打底，素水泥打底) 0.65kN/m 2100厚钢筋砼板结构层 250.10=2.50 kN/m 212厚水泥沙浆 0.01
19、220=0.25 kN/m 2合 计 4.14 kN/m 2梁自重：纵向主跨梁 bh=300500mm梁自重 250.3(0.5-0.10)=3.75kN/m抹灰层：12 厚水泥砂浆杭州广播电视大学毕业设计 某初级中学教学楼100.012(0.5-0.10)2+0.0120.3200.312kN/m合计 4.062kN/m 2横向次跨梁 bh=250500mm梁自重 250.25(0.5-0.10)=3.00kN/m抹灰层：12 厚水泥砂浆0.012(0.5-0.10)2+0.0120.25200.26kN/m合计 3.26kN/m 2柱自重： bh=500500mm柱自重 250.500.5
20、0=6.25kN/m抹灰层：12 厚水泥砂浆 0.0120.504200.48kN/m合计 6.73kN/m外纵墙自重：标准层：纵墙（240 灰砂砖） 18(3.6-0.5-1.8)0.24=5.18kN/m铝合金门窗 0.351.8 =0.63kN/m水泥粉刷外墙面 0.36(3.60-1.80)=0.65kN/m水泥粉刷内墙面 0.36(3.60-1.80)=0.65kN/m合计 7.11kN/m 2底层：纵墙（240 灰砂砖） 18(4.7-1.80-0.50-0.40)0.24=8.20kN/m 铝合金门窗 0.351.8=0.63kN/m釉面砖外墙面 0.5(4.5-1.80-0.50)=1.1kN/m水泥粉刷内墙面 0.54kN/m合计 11.77kN/m内纵墙自重：标准层：纵墙（240 灰砂砖） 18(3.60-0.50)0.24=12.96kN/m水泥粉刷墙面 0.36(3.60-0.5)2.00=2.16kN/m合计 15.12kN/m
