土木工程设计

1土木工程专业课程设计（毕业设计）设计资料（1）工程名称：XXXX职业技术学校教学楼（2）结构形式：现浇钢筋混凝土框架结构，（3）工程概况：层高3.6m（首层4.2m），室内外高差为600mm，基础顶面至室外地面的高度为500mm，不上人屋面。建筑面积(7.3×2+3)×4.2×11m2。（4）基本风压：wo=0.4kN/m2，地面粗糙度为B类。（5）基本雪压：S0=0.2kN/m2。（6）抗震设防烈度为6度，建筑场地属Ⅱ类。场地范围内无不良地质现象，地下水位不影响基础设计。该房屋属乙（丙）类建筑，安全等级为二级（7）材料选用：钢筋：钢筋:梁,柱主筋采用HRB335级或HRB400级钢筋，箍筋，构造钢筋采用HPB300级钢筋。混凝土：均采用C30混凝土，基础除垫层外也采用C30混凝土。墙体：粘土空心砖，重度=5.5kN/m3；窗：铝合金窗，=0.35kN/m3；木门=0.2kN/m3（8）墙体构造：均采用加气混凝土砌块，并采用20mm厚抹灰粉刷。女儿墙高1000mm，两侧粉刷。（9）建筑组成及相应的建筑面积普通教室：30间，63～72m2/间；合班教室：6间，96～100m2/间；微机教室：2间，96～100m2/间；语音教室：2间，96～100m2/间；2阅览室：1间，120～140m2/间；办公室：5间，18～20m2/间；教研室：1间，160～200m2/间复印打印室：１间，18～20m2/间；卫生间：(男女各一间/层),50～60m2/层；楼梯(两部)；其他以上设定建筑面积可在5%范围内调整。3建筑组成及布置1、根据任务书相应房间面积要求确定平面布置图，标明各房间布置、使用功能、门窗尺寸。并确定柱网尺寸为7.2m×4.2m。2、设计层数为6层，层高为3.6m，首层4.2m，总高度22.2m。3、房屋布置面积如下：普通教室：30间4.2×2×7.2=61.2m2；合班教室：6间4.2×3×7.2=90.72m2；微机教室：2间4.2×3×7.2=90.72m2；语音教室：2间4.2×3×7.2=90.72m2；阅览室：1间，4.2×4×7.2=120.96m2；办公室：5间4.2×7.2=30.24m2；教研室：1间，4.2×5×7.2=151.2m2；复印室：1间，4.2×7.2=30.24m2；卫生间：(男女各一间/层)4.2×7.2=30.24m2；楼梯(两部)；4.2×7.2=30.24m2；传达室：1间，4.2×7.2=30.24m2；以上设定建筑面积均符合任务书要求。（房屋布置图如下）41层平面布置图52层平面布置图63层平面布置图74层平面布置图5层平面布置图84层平面布置图910结构计算梁、柱截面尺寸估算梁截面尺寸估算框架梁截面高度11(~)1612hl=7200（1/16~1/12）=450~600。截面宽度11(~)32bh=200~300，本结构中取：框架梁（AB、CD）：b=300mmh=600mm为便利框架梁BC同AB、CDb=300mmh=600mm连系梁：b=300mmh=500mm柱截面尺寸估算恒荷载：12×1/2×（7.2+3）×4.2×6=1542.24KN活荷载：2×1/2×（7.2+3）×4.2×6=257.04KN预估柱轴力=1.2×恒荷载+1.4×活荷载=2210.54KN由任务书二级抗震要求得[μn]=0.75。cf=14.3N/mm2所以截面面积=453.99×453.99mm为方便计算，柱截面取500×500mm荷载统计屋面二毡三油防水层0.35kN/m220mm厚1：2水泥砂浆找平层0.4kN/m2100～140厚(2%坡度)膨胀珍珠岩0.84kN/m215mm厚白灰砂浆天花抹面0.26kN/m2V型轻钢龙骨吊顶0.12kN/m2ccNAfN21.214kN/vvNNNm，负荷面积层数2210.5420611120.7514.3ccNAmmfN11100厚钢筋混凝土屋面板2.5kN/m2合计4.47kN/m2各层楼面10mm厚水磨石面层0.65kN/m220厚水泥砂浆找平层0.4kN/m2V型轻钢龙骨吊顶0.12kN/m2100厚钢筋混凝土屋面板2.5kN/m2合计3.85kN/m2梁自重（1）框架梁：bh=300mm600mmAB、CD框架梁自重25×0.3×0.6=4.5kN/m抹灰层：粉刷石膏砂浆2×（0.6-0.1）×0.02×17=0.34kN/m合计4.84kN/mBC框架梁自重4.5kN/m抹灰层：粉刷石膏砂浆0.34kN/m合计4.84kN/m（2）连系梁：bh=300mm500mm次梁等其他梁自重25×0.3×0.5=3.75kN/m抹灰层：粉刷石膏砂浆2×（0.5-0.1）×0.02×17=0.27kN/m合计4.02kN/m柱自重bh=500mm×500mm柱自重25×0.5×0.5=6.25kN/m抹灰层：粉刷石膏砂浆2×0.02×0.4×17=0.27kN/m合计6.52kN/m墙自重墙体构造采用加气混凝土砌块：γ=5.5kN/m3，木门γ=0.2kN/m3，铝合金窗，=0.35kN/m3；门面积2.5×0.9=2.25m2。窗面积3×1.8=5.4m2。高窗面积1×1.2=1.2m2。（1）外墙自重0.240×（3.6×(4.2-0.5)-5.4）×5.5=10.454kN12粉刷2×17×（3.6×(4.2-0.5)-5.4）×0.02=1.293kN合计11.747kN3.175kN/m（2）内墙自重0.240×（3.6×(4.2-0.5)-2.25-1.2）×5.5=13.028kN粉刷2×17×（3.6×(4.2-0.5)-5.4）×0.02=1.611kN合计14.639kN3.956kN/m（3）横墙13自重0.240×（3.6-0.6）×5.5=3.96kN/m粉刷2×17×（3.6-0.6）×0.02=2.04kN/m合计6.00kN/m女儿墙自重做法：1000mm加气混凝土砌块+粉刷墙0.24×1×5.5=0.69kN/m水刷石外墙面2×17×0.02×1=0.73kN/m水磨石面层0.24×0.3=0.072kN/m合计1.49kN/m屋面恒荷载：4.47kN/m2梁自重4.84kN/m（粉刷已算）将上述荷载转化为顶层屋面线荷载：g6AB=g6CD=g4BC=4.84kN/mg6AB`=g6CD`=4.47×4.2=16.32kN/mg6BC`=4.47×3=13.41kN/m楼面恒荷载：3.85kN/m2梁自重4.84kN/m（粉刷已算）墙：6.00kN/m将上述荷载转化为中间层框架梁上的线荷载：gAB=gCD=4.84+6=10.84N/mgBC=4.84kN/mgAB`=gCD`=gBC`=3.85×4.2=16.17kN/mgBC`=3.85×3=11.55kN/m屋面框架节点集中荷载标准值：边柱：次梁、连系梁自重16.88kN1m高女儿墙6.26kN连系梁传来的屋面自重：14S△=底×高×1/2=4.2×4.2×1/2×1/2×4.47=19.71kN顶层边界点集中荷载：G6A=G6D=42.85kN中柱：梁自重+粉刷：16.88kN传来的屋面自重：S梯形=1/2(上底+下底)×高=1/2(4.2+4.2-3)×1/2×3×4.47=20.12kNS△=19.71kN顶层中节点集中荷载：G6B=G6C=56.71kN楼面框架节点集中荷载标准值：中间层边节点集中荷载：GA=GD外墙自重：11.75kN连系梁自重：16.88kN楼面板传来的S△=19.71kN柱自重：23.47kN总计：71.81kN中间层边节点集中荷载：GB=GC内墙自重：14.64kN连系梁自重：16.88kN楼面板传来的S梯形=20.12kN柱自重：23.47kN总计：75.11kN15活荷载统计屋面和楼面活荷载标准值上人屋面2.0kN/m2房间2.0kN/m2走廊3.5kN/m2雪荷载标准值kS=1.0×0.40kN/m2屋面活荷载和雪荷载不同时考虑，两者中取大值。板受荷载A~B轴间梁上板：Ly/lx=7.2/4.2=1.71，按双向板进行计算，长边支承梁上荷载呈梯形分布，短边支承梁上荷载呈三角形分布；B~C轴间梁上板：ly/lx=4.2/3=1.4，按双向板进行计算，长边支承梁上荷载呈梯形分布，短边支承梁上荷载呈三角形分布。恒荷载：α=1/2×4.2/7.2=0.292顶层：g边`=g6AB+(1-2α2+α3)×g6AB`=4.84+（1-0.292×0.292+0.2923）×16.32=20.17kN/m16g中`=g6BC+5/8g6BC`=4.84+5/8×13.41=13.22kN/m1-5层g边`=gAB+(1-2α2+α3)×gAB=10.84+（1-0.292×0.292+0.2923）×16.17=26.03kN/mg中`=gBC+5/8gBC=4.84+5/8×11.55=12.06kN/mG6B=G6C=91.48kNG6A=G6D=49.92+23.12=73.04kNGA=GD=74.62+19.98=94.60kNGB=GC=84.1kN活荷载：顶层：P6AB=P6CD=2×4.2=8.4kN/mP6BC=2×3=6kN/mP6A=P6D=1/2×4.2×1/2×4.2×2=8.82kN17P6B=P6C=1/2（4.2+4.2-2.1）×1.2×2+8.82=16.38kN中间层：PAB=PCD=2×4.2=8.4kN/mPBC=3.5×3=10.5kN/mPA=PD=1/4×4.2×7.2×2.0=15.12kNPB=PC=15.12+1/4×4.2×2.1×3.5=22.84kN`18风荷载为简化计算，将计算单元范围内外墙面的风荷载化为等量的作用于楼面的集中风荷载，计算公式为：0kzszA,()/2ijAhhB式中：0—基本风压，为0.4kN/m2z—风压高度变化系数，地面粗糙度为B类s—风荷载体形系数,s=0.8-(-0.5)=1.3（迎风面、背风面叠加）z—风振系数，因房屋高度小于30m，所以z=1.0A—风受压区面积：计算单元迎风面宽度×受风层高受风层高：hi下层柱高（底层至室外地面），hj上层柱高（顶层至女儿墙顶）。L=6.9各层楼面处集中风荷载标准值层数zzsW0（kN/m2）61.251.01.30.451.251.01.30.441.141.01.30.4311.01.30.4211.01.30.4111.01.30.4底层：Wk=1×1.3×1×0.4×3.9×4.2=8.52kN二层：Wk=1×1.3×1×0.4×3.6×4.2=7.86kN三层：Wk=1×1.3×1×0.4×3.6×4.2=7.86kN19四层：Wk=1×1.3×1.14×0.4×3.6×4.2=8.96kN五层：Wk=1×1.3×1.25×0.4×3.6×4.2=9.83kN六层：Wk=1×1.3×1.25×0.4×(3.6×1/2+1)×4.2=7.64kN单位：kN20内力计算恒荷载标准值作用下框架的内力（附表：荷载计算）采用力学求解器计算活荷载标准值作用下框架的内力（附表：荷载计算）采用力学求解器计算风荷载标准值作用下框架的内力（附表：荷载计算）采用力学求解器计算内力组合梁端柱端弯矩调幅适当的塑性调幅，相当于减少梁端负弯矩钢筋，增加梁跨中正弯矩钢筋，梁端调幅0.85，柱除底层外调幅0.9（计算结果见附页）21选取控制截面框架梁：以两侧梁端和跨中为控制截面梁端：取梁端最大负弯矩跨中：取跨总最大正弯矩框架柱：以上下界面为控制界面：取弯矩最大值下的剪力和轴力、轴力最大时的弯矩剪力、剪力绝对值最大的弯矩轴力。内力组合根据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）3.2.4、3.2.5确定基本组合的荷载分项系数：由恒荷载控制：1.35恒荷载+1.4活荷载由活荷载控制：1.2恒荷载+1.4活荷载由风荷载控制：1.