某四层框架结构教学楼计算书

湖南工程学院毕业论文第1页共98页仅供参考第一章建筑设计1.1设计条件建筑名称：长沙大学办公楼工程地点：湖南省长沙市洪山路98号设计的目的：为满足学校办公的需求新建设的办公楼建筑面积：3548.8㎡占地面积：924.6㎡建筑层数：地上部分为四层抗震设防烈度：6度1.2结构形式与平面设计本工程现浇整体式钢筋混凝土框架结构，基础形式采用的是柱下独立基础。本建筑在平面设计过程中，首先考虑到建筑单位的办公要求，使用部分分为3个类别，一是大会议室与图书馆，要求的使用空间大，且大会议室要求视野和光线好。二是普通办公室，布置要求合理，尽量形成分区办公的格局。三是大空间办公室，对光线和办公环境要求更高。综合考虑各项因素，最终确定将采用内廊式小柱网，主要柱网以5m×9.6m,以满足大空间会议室的要求。另外为了满足小办公室的面积的要求，可将柱网合理分格，符合建筑使用的要求。1.2.1房间设计该建筑地上为4层，无地下室。所有的楼地面均采用大理石地面做法，其中走廊采用水磨石地面做法，楼梯、卫生间为带放滑瓷砖地砖。该建筑的房间设计，严格按照《建筑设计资料集》、《现行建筑设计规范大全》。房间的层高：1层层高取为4.5m,其余各层层高取为3.6m,房间的平面布置有良好的朝向，通风，日照。湖南工程学院毕业论文第2页共98页1.2.2卫生间设计每层均设有男女卫生间各1间。每间内设有1.0×1.4蹲位5个（男：40人/个、女：20人/个。），0.6×0.9洗手盆5个（100人每个）。另男卫生间加设挂式小便器6个（40人每个）。卫生间地面比同层楼层标高低0.3m。规范要求厕所距离最远的工作点不应大于50m,设计厕所位于建筑布局右上以满足要求。1.2.3内廊，楼梯，出口设计内廊的宽度符合人流和建筑防火的要求，单股人流通行宽度为550mm～600mm。本设计4层，采用内廊且双面布房，走道长度54m大于40m，按照规范要求内廊净宽度不应小于1.8m，本设计采用2.4m的内廊，可4人并行通过，满足要求。楼梯设计主要依据使用要求和人流通过的情况确定梯段和休息平台的宽度。本建筑为多层建筑，二级防火，每层为一个防火分区，按照二级防火的要求，房间到最近的疏散口的最大距离不小于35m.建筑每层两侧设开间为3000mm的双跑楼梯,采用封闭楼梯间的设计，符合防火要求。出入口的宽度,本建筑人数最多一层按300人考虑，百人指标为1m/人，需3m宽度，本设计的楼梯宽度3×2=6m符合要求。室内外高差为900，台阶踏步宽度为300mm×150mm。1.3体型、立面设计该建筑在立面设计时满足建筑内部使用功能要求，同时也注意建筑的外形美观要求。高校办公楼应追求平稳的对称体型和均衡，层次，统一的立面，以此把适用、经济、美观的中国建筑要求结合起来。所有的窗（包括落地窗）均采用铝合金窗，以营造立面的整洁。1.4剖面设计建筑的剖面图是表示建筑物再垂直方向上各部分之间的组合关系。剖面设计将考虑到建筑的层高，门窗洞口的高度，梁的高度，各个构件的组合，构造关系。1.4.1窗高的确定湖南工程学院毕业论文第3页共98页所有的窗台高均为900mm，窗高多为2.4m，落地窗窗高为2.7m。详细信息见门窗表。1.4.2洞口尺寸的确定房间的采光系数是窗洞口面积和房间净面积之比。1/6为办公室采光系数的最低值。门洞口尺寸的确定，一般规定：公共建筑安全出入口的数目不小于两个，但是面积60m2以下，人数不超过50人的房间，可以只设置一个出入口。对于二级防火的本办公楼百人指标为1.00，经计算所有的门洞的设计满足规范要求。湖南工程学院毕业论文第4页共98页第二章内力计算2.1设计的资料2.1.1工程地点：长沙某高校2.1.2建筑类型：四层框架填充墙结构。2.1.3建筑介绍：建筑面积3000平方米，楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土框架结构，楼板厚度取120mm，填充墙采用蒸压粉煤灰加气混凝土砌块。2.1.4门窗使用：大门采用玻璃门，其它为木门，窗为铝合金窗。2.1.5地质条件：自然地表以下0.6m内为杂填土和腐殖土；0.6至4.5米为褐色粘土，地基承载力设计值取220KPa；4.5m至10m为卵石土层，10m以下为稳定的岩石。2.1.6柱网与层高：本综合楼采用柱距为5m的内廊式小柱网，边跨有7.2m与9.6m，中间跨为2.4m，首层层高取4.5m，其他层为3.6m，柱网布置图如下图所示：湖南工程学院毕业论文第5页共98页图2.1柱网布置图2.2框架结构承重方案本次设计的办公楼楼采用横向承重方案，竖向荷载主要由横向框架承担。横向框架还要承受横向的水平风载。竖向荷载的传力途径：楼板的均布活载和恒载经次梁间接或直接传至主梁，再由主梁传至框架柱，最后传至地基。2.2.1框架结构的计算简图：湖南工程学院毕业论文第6页共98页图2.2结构计算简图2.2.2梁、柱截面尺寸的初步确定：1、梁截面高度一般取梁跨度的1/12～1/8。本方案取700mm，截面宽度取700×（1/2～1/3）=300mm，可得梁的截面初步定为b×h=300*700。2、框架柱的截面尺寸根据柱的轴压比限值，按下列公式计算：（1）柱组合的轴压力设计值N=βFgEn注：β考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数。F按简支状态计算柱的负载面积。gE折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，可近似的取14KN/m2。n为验算截面以上的楼层层数。（2）Ac≥N/uNfc注：uN为框架柱轴压比限值,fc为混凝土轴心抗压强度设计值，取混凝土C30，查得14.3N/mm2。（3）计算：对于边柱：N=βFgEn=8.161248.45142.1(KN)Ac≥N/uNfc=21612.8112783.2()14.3mm取600mm600mm=360000（mm2）湖南工程学院毕业论文第7页共98页对于内柱：N=βFgEn=1.21454.81.241935.4()KNAc≥N/uNfc=21935.4135339.8()14.3mm取600mm600mm=360000（mm2）梁截面尺寸（mm）混凝土等级横梁（b×h）纵梁（b×h）AC跨、DF跨CD跨C30300×700250×500300×600柱截面尺寸（mm）层次混凝土等级b×h1C30600×6002.3荷载计算2.3.1恒荷载标准值计算查《荷载规范》可取：（1）屋面防水层（刚性）30厚C20细石混凝土防水1.0KN/㎡防水层（柔性）三毡四油铺小石子0.4KN/㎡找平层：15厚水泥砂浆0.01520=0.30KN/㎡湖南工程学院毕业论文第8页共98页找平层：15厚水泥砂浆0.01520=0.30KN/㎡找坡层：40厚水泥石灰焦渣砂浆0.3％找平0.0414=0.56KN/㎡保温层：80厚矿渣水泥0.0814.5=1.16KN/㎡结构层：120厚现浇钢筋混凝土板0.1225=3KN/㎡抹灰层：10厚混合砂浆0.0117=0.17KN/㎡合计6.89KN/㎡（2）各层走廊楼面水磨石地面0.65KN/㎡结构层:120厚现浇钢筋混凝土板0.1225=3KN/㎡抹灰层：10厚混合砂浆0.0117=0.17KN/㎡合计3.82KN/㎡（3）各层楼面大理石面层，水泥砂浆擦缝30厚1：3干硬性水泥砂浆，面上撒2厚的素水泥水泥浆结合层一道1.16KN/㎡结构层:120厚现浇钢筋混凝土板0.1225=3KN/㎡抹灰层：10厚混合砂浆0.0117=0.17KN/㎡合计4.33KN/㎡（4）梁自重B×h=300mm×700mm梁自重：25×0.3×（0.7-0.12）=4.35KN/m抹灰层：10厚混合砂浆0.01×(0.7-0.12+0.3)×2×17=0.3KN/m合计4.65KN/mb×h=250mm×500mm梁自重：25×0.25×（0.5-0.12）=2.38KN/m抹灰层：10厚混合砂浆0.01×(0.5-0.12+0.25)×2×17=0.21KN/m湖南工程学院毕业论文第9页共98页合计2.59KN/mb×h=300mm×600mm梁自重：25×0.3×（0.6-0.12）=3.6KN/m抹灰层：10厚混合砂浆0.01×(0.6-0.12+0.3)×2×7=0.26KN/m合计3.86KN/m基础梁b×h=250mm×400mm梁自重：25×0.25×0.4=2.5KN/m合计2.5KN/m（5）柱自重B×h=600mm×600mm柱自重25×0.6×0.6=9KN/m抹灰层：10厚混合砂浆0.01×0.6×4×17=0.41KN/m合计9.41KN/m（6）外纵墙自重标准层：纵墙0.9×0.24×18=3.89KN/m铝合金窗0.35×2.1=0.7KN/m水刷石外墙（4.2-2.1）×0.5=1.05/m水泥粉刷内墙面（4.2-2.1）×0.36=0.76N/m合计6.4KN/m底层：纵墙（4.5-2.1-0.6-0.4）×0.24×18=6.05KN/m湖南工程学院毕业论文第10页共98页铝合金窗0.35×2.1=0.74KN/m水刷石外墙（4.5-2.1）×0.5=1.2KN/m水泥粉刷内墙面（4.5-2.1）×0.36=0.86KN/m合计8.85KN/m（7）内纵墙自重标准层：纵墙（3.6-0.6）×0.24×18=12.96KN/m水泥粉刷内墙面（3.6-0.6）×0.36×2=2.16KN/m合计15.12KN/m底层：纵墙（4.2-0.6-0.4）×0.24×18=13.82KN/m水泥粉刷内墙面（4.2-0.6-0.4）×0.36×2=2.3KN/m合计16.12KN/m（8）内隔墙自重（290×290×140水泥空心砖）标准层：内隔墙（3.6-0.9-0.4）×0.29×9.8=6.53KN/m水泥粉刷内墙面（3.6-0.6-0.9）×0.36×2=1.5KN/m合计8.03KN/m底层内隔墙（4.5-0.4-0.9-0.4）×0.29×9.8=7.95KN/m水泥粉刷内墙面（4.5-0.4-0.9-0.4）×0.36×2=2.01KN/m合计9.96KN/m湖南工程学院毕业论文第11页共98页B轴三层与四层的隔墙内隔墙0.6×0.29×9.8=1.71KN/m铝合金落地窗0.35×2.4=0.84KN/m水泥粉刷内墙面0.6×2×0.36=0.43KN/m合计2.98KN/m2.3.2活荷载标准值计算屋面及楼面活荷载标准值根据《荷载规范》查得上人屋面均布活荷载标准值2.0KN/㎡楼面活荷载标准值2.0KN/㎡走廊活荷载标准值2.5KN/㎡屋面雪荷载标准值SK=1.0×0.35=0.35KN/㎡（屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，两者中取最大值）2.4竖向荷载下框架受荷图湖南工程学院毕业论文第12页共98页图2.3二层楼板传荷载示意图湖南工程学院毕业论文第13页共98页图2.4三层与四层楼板板传荷载示意图湖南工程学院毕业论文第14页共98页图2.5屋面板板传荷载示意图湖南工程学院毕业论文第15页共98页2.5梁竖向受荷载计算板传至梁上三角形或梯形的荷载将等效为均布荷载（1）A-C轴间框架梁(屋面板)屋面板传荷载恒载：6.89×2.5×（1-2×0.262+0.263）×2=30.4KN/m活载：2.0×2.5×（1-2×0.262+0.263）×2=10.12KN/m二层楼板传荷载恒载：4.33×2.5×（1-2×0.262+0.263）×2=21.91KN/m活载：2.0×2.5×（1-2×0.262+0.263）×2=10.12KN/m（2）A-B轴间框架梁楼板传荷载恒载：4.33×1.2×5/8×2=10.34KN/m活载：2.0×1.2×5/8×2=3.0KN/m（3）B-C轴间框架梁恒载：4.33×2.5×（1-2×0.352+0.353）×2=17.27KN/m活载：2.0×2.5×（1-2×0.352+0.353）×2=7.98KN/m梁自重4.65KN/mA～C轴间框架梁均布荷载为：屋面恒载=梁自重+板传荷载=4.65KN/m+30.4KN/m=3