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淮阴工学院毕业设计说明书第1页共167页1引言本次毕业设计课题为连云港灌南县实验中学迁建项目三标段食堂设计，目的是通过毕业设计这一时间较长的专门环节，培养土木工程专业本科生综合应用所学基础课、技术基础课及专业课知识和相关技能，解决具体的土木工程设计问题，提高工程应用的综合能力和创新能力，和其他教学环节所不同，毕业设计要求学生在指导教师的指导下，独立系统地完成一项工程设计，解决与之相关的所有问题，熟悉相关设计规范、手册、标准图以及工程实践中常用的方法，具有实践性、综合性强的显著特点。因而对培养我们学生的综合素质、增强工程意识和创新能力具有其他教学环节无法代替的重要作用。本次设计包括建筑设计和结构设计两个部分。以结构设计为主线，即以结构选型与布置、选取计算模型与结构内力分析、构件设计与构造、施工图绘制为主线，将所学的结构力学、混凝土结构、地基与基础等各学科的知识有机的联系起来。设计内容包括（建筑设计部分）平面设计、立面设计、剖面设计及相应的构件设计，（结构设计部分）计算模型的选取、荷载计算、内力分析、构件设计、施工图设计等。淮阴工学院毕业设计说明书第2页共167页2建筑设计说明2.1建筑物的主要组成部分建筑物通常由楼地层、墙或柱、基础、楼电梯、屋盖、门窗等几部分组成。2.2建筑物的构成系统建筑物的构成系统主要有：建筑的结构支承系统和围护、分隔系统。在进行建筑设计时应从全局及细部两方面去考虑。2.3平面设计建筑平面是表示建筑物在水平方向房屋各部分的组合关系,通常较为集中地反映建筑功能方面的问题。因此，在进行建筑设计时，总是从平面设计入手。但在平面设计中，应考虑建筑整体空间组合效果，分析剖面、立面的可能性和合理性，全面综合的解决好设计问题。房屋建筑空间处理问题，除了内部空间的处理，还应当包括建筑物在群体布局中与其它建筑物之间的外部空间处理。建筑群体之间的空间处理一般包括建筑群的体形组合协调，使建筑物之间的空地、厂房、通道等空间感觉完整、尺寸比例适宜以及空间与空间之间的联系得当等问题。2.4剖面设计建筑剖面设计是对各房间和交通联系部分进行竖向的组合布局。它的主要内容有确定房间的剖面形状、建筑各部分的高度及建筑物的层数，进行建筑剖面组合，研究建筑空间的利用。此外还要处理建筑剖面中的结构、构造关系等问题。建筑平面与剖面是从两个不同的方向来表示建筑各部分的组合关系，因此，设计中的一些问题往往需要将平面和立面结合在一起考虑，才能加以解决。2.5立面设计立面设计是为了满足使用功能和美化环境的需要而进行的。同时，还可起到改善环境条件、保护结构和装饰美化建筑物的作用。并且要考虑它的耐久性、经济性；正确处理与施工技术的关系。2.6构造和建筑设计措施2.6.1墙体根据墙体在平面上所处位置不同，有内墙和外墙、纵墙和横墙之分。墙体按结构淮阴工学院毕业设计说明书第3页共167页受力情况分为承重墙和非承重墙。非承重墙虽不承受外来荷载，但承受自身重量，下部有基础的墙称为自承重墙。墙体应满足以下几个要求：要有足够的强度和稳定性，满足保温、隔热等热工方面的要求，满足隔声要求，满足防火要求及抗震要求。2.6.2基础基础是建筑物的重要组成部分，它承受建筑物的全部荷载，并将其传给地基。基础构造形式随建筑物上部结构形式、荷载大小及地基土质情况而定。地基不是建筑物的组成部分，它只是承受建筑物荷载的土层。本工程采用柱下独立基础。2.6.3楼地层楼地层包括楼板层和地坪层，是水平方向分隔空间的承重构件，楼板层分隔上下楼层空间，地坪层分隔大地与底层空间。楼板是房屋的水平承重构件，楼板层由面层、楼板、顶棚三部分组成，必须满足足够的强度和刚度；隔声、防火、热工；建筑经济等要求。本工程采用现浇钢筋混凝土楼板，该楼板具有坚固、耐久、刚度大、强度高防火性能好等优点，当前应用比较普遍。2.6.4屋顶屋顶是房屋顶层覆盖的外围护结构，它的主要功能是为建筑提供一个良好的内部使用空间环境。屋顶的组成包括屋面、支承结构和顶棚。屋顶按其外形一般分为平屋顶、坡屋顶、其它形式的屋顶由于屋顶覆盖在房屋的最好上面，因此屋顶的防水的问题就特别突出。本工程屋顶的防水屋面采用的是刚性防水屋面。2.6.5楼梯楼梯是建筑物中的重要组成部分，它是主要的垂直交通设施之一，楼梯的主要功能是通行和疏散。板式楼梯和梁式楼梯是最常见的现浇楼梯。板式楼梯由梯段板、休息平台和平台梁组成。板式楼梯的优点是下表面平整，施工支模方便，外观比较轻巧；缺点是斜板较厚，约为梯段板斜长的1/25～1/30，其混凝土用量和钢材用量都较多，一般适用于梯段板的水平跨长不超过3M时。2.7设计内容（1）设计题目为“连云港灌南县实验中学迁建项目三标段食堂设计”。（2）建筑面积：3971.2m²，共四层，层高均为3.6m。（3）室内外高差0.800m，室外地面标高为-0.800m。（4）除特殊标明外，外墙、隔墙、楼梯间墙均为240mm厚普通粘土空心砖。淮阴工学院毕业设计说明书第4页共167页3结构设计说明钢筋混凝土框架结构广泛应用于电子、轻工、食品、化工等多层厂房和住宅、办公、商业、旅馆等民用建筑。这种结构体系的优点是建筑平面布置灵活，能获得较大的使用空间，建筑立面容易处理，可以适应不同房间造型。因此这次设计的学生食堂采用钢筋混凝土框架结构。3.1结构体系的选择3.1.1框架结构组成框架结构是由梁、柱、节点及基础组成的结构形式，横梁和立柱通过节点连为一体，形成承重结构，将荷载传至基础。整个房屋采用这种结构形式称为框架结构或纯框架结构。3.1.2框架结构种类框架结构根据施工方法的不同分为整体式、装配式和装配整体式三种。整体式又称全现浇框架，它由现场支模浇筑而成，整体性好，抗震能力强。本次设计的工程采用现浇整体式框架。3.1.3框架结构布置按结构布置不同，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。本次设计的学生食堂主要采用横向承重方案。3.2工程概况3.2.2设计概况该工程位于连云港灌南县实验中学00=内，建筑面积约4000㎡，层数为四层，层高设定为3.6米。3.2.3建筑技术条件（1）气象条件：雪荷载0.4KN/m²，基本风压：0.40KN/m²（2）工程地质条件：表3-1根据地质勘探结果，给定地质情况如下表：序号岩石名称厚度Fak(MPa)1杂填土0.5802黏土4.52403卵石层9.0300注：1.常年地下水位低于-1.3m，水质对混凝土没有侵蚀作用。淮阴工学院毕业设计说明书第5页共167页2.土壤最大冻结深度0.09m。3.建筑场地类别：Ⅱ类场地土。4.地震设防基本烈度：7度。（3）材料情况：非承重空心砖MU10；砂浆等级为M10；混凝土：C30（基础）、C30（主梁、次梁、板、柱、楼梯）；纵向受力钢筋：HRB400级；箍筋：HPB300级。（4）抗震设防要求：设防基本烈度为7度，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度值为0.15g。（5）结构体系：现浇钢筋混凝土框架结构。（6）施工：梁、板、柱、楼梯均为现浇。3.3结构承重方案选择结构承重方案采用框架结构承重方式，且屋盖和楼盖采用现浇钢筋混凝土楼盖，基础采用独立基础。3.4框架结构的计算简图框架结构的计算简图淮阴工学院毕业设计说明书第6页共167页3.5荷载计算水平荷载包括风荷载和地震荷载。风荷载的计算按当地情况确定。地震作用计算方法按《建筑结构抗震设计规范》进行，对高度不超过40m以剪切为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构，可采用底部剪力法。活荷载应按《荷载规范》取用。设计楼面梁、墙、柱及基础时，楼面活荷载标准值应乘以规定的折减系数。折减系数按《荷载规范》的规定取用。1、竖向荷载作用下框架内力分析的近似方法用分层法计算框架在竖向荷载作用的内力，计算假定：（1）不考虑框架结构侧移对其内力的影响（2）每层横梁上的荷载仅对本层梁及与之相连的上、下层柱的弯矩产生影响，对其他各层梁、柱的弯矩影响忽略不计。用弯矩二次分配法计算框架在竖向荷载作用下的内力。弯矩分配法由于要考虑任一节点的不平衡弯矩对框架结构所有杆件的影响，计算比较复杂。根据在分层法中的计算可知，多层框架某节点的不平衡弯矩仅对与其相邻的节点影响较大，对其他节点的影响较小，因而可将弯矩分配法简化为各节点的弯矩二次分配和对与其相交杆件远端的弯矩一次传递，此即为弯矩二次分配法。2、水平荷载作用下框架结构内力和侧移的近似计算反弯点法在考虑柱的侧移刚度d时，假定横梁线刚度无限大，认为节点转角为零，框淮阴工学院毕业设计说明书第7页共167页架各柱中的剪力仅与各柱间的线刚度比有关。反弯点法（D值法）认为，柱的侧移刚度不仅与柱本身线刚度和层高有关，而且还与梁的线刚度有关；柱的反弯点高度不是定值，它随梁柱线刚度比、该层所在层位置、上下层梁间的线刚度比、上下层层高以及房屋总层数的不同而发生变化。它是对反弯点法求多层框架内力的一种改进。3.6主要构件选型及尺寸初步估算（1）材料选择非承重空心砖MU10；砂浆等级为M10；混凝土：C30（基础）、C30（主梁、次梁、板、柱、楼梯）；纵向受力钢筋：HRB400级；箍筋：HPB300级。（2）截面尺寸构造选取：（a）框架柱：估算表查得该框架结构在35m以下，抗震等级为三级。表3-2抗震等级分类结构类型烈度6789框架结构高度/m≤25＞25≤35＞3515-35＞35≤25框架四三三二二一一剧场、体育等三二一一根据轴压比公式初步估定柱截面尺寸：/()cANf（框架柱的负荷面积内每平方米14KN/m²初估）式中：A—柱的全截面面积N—柱轴压力选定柱截面尺寸：b×h=600mm×600mm（b）框架梁：h=（1/12-1/8）Lb=（1/2-1/3）h主梁：L=8000mm,取h=900mm,b=350mm次梁：L=8000mm,取h=900mm,b=350mm（c）连续板：h=（1/40-1/45）L（短跨方向）h=100mm淮阴工学院毕业设计说明书第8页共167页4结构计算根据该房屋的使用功能及建筑设计的需求，进行了建筑平面、立面及剖面的设计，其各层建筑平面、剖面示意图见建筑设计图，本结构层数为四层，层高分别为底层4.4米,二至四层3.6米。填充墙采用240mm×115mm×53mm的非承重普通粘土空心砖，门为铝合金玻璃门，窗为塑钢窗，门窗洞口尺寸见门窗表。楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚度取100mm，混凝土强度等级取C30（fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2）。4.1荷载汇集一.屋面防水层：30厚C20细石混凝土1.0kN/㎡三毡四油油铺小石子0.4kN/㎡找平层：20厚水泥砂浆0.02m×20KN/m3＝0.4kN/㎡找坡层：40厚水泥石灰砂浆3%找平0.04m×14KN/m3＝0.56kN/㎡保温层：80厚矿渣水泥0.08m×14.5KN/m3＝1.16kN/㎡结构层：100厚现浇钢筋混凝土板0.1m×25KN/m3＝2.5kN/㎡抹灰层：20厚混合砂浆0.02m×17KN/m3＝0.34kN/㎡合计6.36kN/㎡二.标准层楼面：大理石楼面（楼电梯间、门厅、公共走道）大理石面层，水泥砂浆擦缝：0.28KN/m²找平层：20厚水泥砂浆0.02m×20KN/m3＝0.4kN/㎡结构层：100厚现浇钢筋混凝土板0.1m×25kN/m3＝2.5kN/㎡抹灰层：20厚混合砂浆0.02m×17kN/m3＝0.34kN/㎡刮大白二遍0.05KN/m²合计：3.57kN/㎡二.标准层楼面：（卫生间、厨房、洗碗间、储藏间）10mm厚1:2水泥砂浆面层压实抹光0.6KN/m²淮阴工学院毕业设计说明书第9页共167页找平层：20厚水泥砂浆0.02m×20KN/m3＝0.4kN/㎡防水层：1.8厚聚氨酯三遍涂膜防水层0.09KN/m²找平层：20厚水泥砂浆0.02m×20KN/m3＝0.4kN/㎡结构层：100厚现浇钢筋混凝土板0.1m×25kN/m3＝2.5kN/㎡抹灰层：20厚混合砂浆0.02m×17kN/m3＝0.34kN/㎡刮大白二遍0.05KN/m²合计：4.38kN/㎡