土木工程毕业设计某实验楼设计.docx
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土木工程毕业设计某实验楼设计
土木工程毕业设计某实验楼设计
土木工程毕业设计某实验楼设计2012届毕业设计(论文)长沙市第二中学综合实验楼设计教学部:
包装与土木工程教学部专业:
土木工程学生姓名:
班级:
建工0802学号指导教师姓名:
职称副教授最终评定成绩2012年5月湖南工业大学科技学院毕业设计(论文)长沙市第二中学综合实验楼设计教学部:
包装与土木工程教学部专业:
土木工程2012年5月湖南工业大学科技学院毕业设计(论文)摘要本设计是根据《建筑结构荷载设计规范》(GB50009—2001)、《建筑抗震设计规范》(GB50011—2001)、《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)、《混凝土结构设计规范》(GB50010—2002)、《建筑结构制图标准》(GB/T50105-2001),并按毕业设计任务书的要求且基于AutoCAD、天正建筑、PKPM等专业软件完成的。
设计内容包括建筑设计、结构设计、施工组织设计三大部分。
设计成果主要包括建筑方案的确定、建筑平面设计、建筑立面设计、结构平面布置及选型、框架结构的计算、基础和楼梯的计算、施工进度计划的制定、施工组织设计方案的确定,手工绘制的一榀框架和基础的结构施工图,电脑绘制的建筑施工图、平法结构施工图、基础和楼梯施工详图、施工网络进度计划图、施工组织设计总平面图等。
按照结构计算过程及毕业设计文本格式要求编制了结构计算书。
设计深度和广度达到了《毕业设计任务书》的要求。
本设计建筑功能齐全,结构安全、合理,施工布置及进度安排合理。
关键词:
建筑设计,结构设计,施工组织设计,内力计算,配筋计算IABSTRACTThisdesignwasaccomplishedaccordingtothe“Loadcodeforthedesignofbuildingstructures“(GB50010-2002),“Codeforseismicdesignofbuilding“(GB50101-2001),“Codefordesignofbuildingfoundation“(GB5007-2002),“Codefordesignofconcretestructures“(GB50009-2002),“Standardforstructuraldrawings”(GB/T5105-2001),andinaccordancewiththerequirementofthe“bookofdesigntask”,andbymeansofuseoftheprofessionaldesignsoftwaresuchastheAutoCAD2004,TC7.0、PKPM2005etc.Thecontentsofdesignincludethedesignofarchitecture,structureandconstructionschedule.Themainresultsofdesigncontainthearchitecturalprogramdetermined,thearchitecturalplanedesign,thearchitecturalelevationdesign,thestructurallayoutselection,theartificialcalculationofaframestructureandartificialcalculationofafoundationandastairs,theconstructionscheduleformulated,designofconstructionalarrangement,thestructuralconstructiondrawingsdonebyhandforaframeandafoundation,thearchitecturalconstructiondrawingsandthestructuralconstructiondrawingsandthedetaildrawingsofconstructionanddrawingsofnetworkplansofconstructionandthetotalplanedrawingofconstructionalorganizationdesignbymeansofcomputer.the“calculationbook”wasdrawnupaccordingtothecalculationprocessandtherequirementoftextformat.Thedegreeofdepthandscopeofdesignmettherequirementofthe“bookofdesigntask”.Thisbuildingfinishedpossessescompletelyarchitecturalfunction,safeandreasonablestructure.Thescenearrangementandtimescheduleofconstructionisreasonabletoo.Keywords:
Architecturaldesign,Structuraldesign,Designofconstructionorganization,Calculateofinternalforce,Calculateofreinforcements目录第1章绪论11.1工程名称11.2工程概况11.3工程地质情况11.4荷载11.5抗震设防烈度11.6材料强度等级11.7参考图集及规范1第2章结构选型22.1结构体系选型22.2其它结构选型2第3章结构平面布置3第4章截面尺寸估算44.1计算单元的选取44.2梁截面尺寸估算44.3柱截面尺寸估算5第5章荷载计算55.1楼面恒荷载标准值的计算65.2楼面活荷载标准值的取值85.3竖向荷载下的框架受荷总图85.3.1框架梁受荷计算85.3.2框架柱受荷计算95.4横向风荷载计算12第6章梁柱线刚度计算126.1框架柱线刚度的计算136.2框架梁线刚度的计算13第7章框架的侧移验算157.1框架各柱侧移刚度D的计算157.2框架侧移验算16第8章内力计算168.1水平荷载作用下框架的内力计算178.1.1框架柱反弯点位置、杆端和梁端弯矩的确定178.1.2风荷载作用下内力计算198.2竖向荷载作用下框架的内力计算27第9章内力组合389.1内力调幅389.2内力组合41第10章框架结构的配筋计算5210.1框架梁截面设计5210.1.1正截面承载力计算5210.1.2斜截面承载力计算5210.1.3裂缝宽度验算5310.2框架柱截面设计5310.2.1轴压比验算5410.2.2截面尺寸复核5410.2.3正截面承载力计算5410.2.4垂直于弯矩作用平面的受压承载力验算5510.2.5斜截面承载力计算56第11章柱下独立基础设计6611.1确定基础类型6611.2基础受荷计算6611.3确定基础尺寸6711.3.1地基承载力特征值修正6611.3.2初选基地尺寸6711.3.3几何数据及材料特性6711.3.4荷载数据671.3.5修正地基承载力681.3.6基础抗冲切验算681.3.7基础局部受压验算691.3.8受弯计算结果691.3.9施工配筋图71第12章楼梯的设计7212.1荷载计算7212.2内力配筋计算7312.3板式楼梯配筋图74第13章施工组织设计7513.1编制程序7513.2工程概况7513.2.1工程资料7513.2.2水文地质条件7513.2.3工程施工条件及特点7613.3施工总体部署7613.3.1施工工期7613.3.2施工顺序7613.4施工准备7813.4.1技术准备7813.4.2生产准备7913.4.3劳动力准备7913.5施工方案及主要技术措施7913.5.1土方工程施工方法7913.5.2钢筋工程施工方法8013.5.3焊接工程施工方法8213.5.4模板工程施工方法8313.5.5混凝土工程施工方法8413.5.6砌体工程施工技术方案8513.5.7装饰工程施工技术方案8713.5.8铝合金窗施工方法9013.5.9施工测量方法9113.6施工进度计划9213.6.1工程量的计算9213.6.1.1基础工程9213.6.1.2主体工程9313.6.1.3装饰工程9513.6.2分项工程持续时间的计算9713.7资源计划10313.7.1机械设备配备计划10313.7.2施工计量器具的投入10413.7.3劳动力计划10413.7.4材料采购及质量管理10513.8施工总平面图设计10513.8.1设计依据10513.8.2设计原则10613.8.3设计步骤10613.8.4施工准备工作计划10613.8.5总平面管理10713.9技术组织措施10813.9.1技术措施10813.9.2保证工程质量措施10913.9.3安全措施11213.9.4文明施工措施11313.9.5降低成本措施116结论117参考文献118致谢119VI第1章绪论1.1工程名称长沙市第二中学综合实验楼设计1.2工程概况该商业办公楼为现浇钢筋混凝土框架结构体系,总建筑面积为4100m2主体五层,各层层高为3.6m,建筑总高度16.7m,高差为0.45m。
1.3工程地质情况地基土由上至下依次为:
填土、粘土、粉质粘土、砂砾组成,各层的分布状况为:
±0.000m~-0.600m为杂填土-0.600m~-0.900m为粘土=180kN/m2-0.900m~-1.500m为粉质粘土,=210kN/m2-1.500m~-2.000m为砂砾,=250kN/m2-2.300m以下为圆砾,=300kN/m21.4荷载基本风压W0=0.30kN/m2;基本雪压S0=0.35kN/m2,场地类别为Ⅱ类,结构正常使用环境类别为二(a),楼面活荷载(楼面、办公室为2.0kN/m2,走廊为2.5kN/m2),上人屋面活载为2.0kN/m2。
1.5抗震设防烈度抗震设防烈度为6度,不做抗震计算,按四级抗震构造设防。
1.6材料强度等级砼等级C30,纵向受力主筋HRB335级,箍筋HPB235级。
1.7参考图集及规范《结构荷载设计规范》(GB50009—2002)《混凝土结构设计规范》(GB50010—2002)《平面整体平法表示法》(03G101—1)《抗震结构设计规范》(03G101—1)98ZJ-中南标2002版-1-第2章结构选型2.1结构体系选型采用钢筋混凝土现浇框架结构(横向承重框架)体系。
2.2其它结构选型
(1)屋面结构:
采用现浇钢筋混凝土肋形屋盖,刚柔性相结合的屋面,板厚120mm。
(2)楼面结构:
全部采用现浇钢筋混凝土肋形楼盖,板厚120mm。
(3)楼梯结构:
采用钢筋混凝土现浇板式楼梯。
(4)过梁:
采用预制混凝土过梁。
(5)基础梁:
采用现浇钢筋混凝土基础梁。
(6)基础:
采用柱下独立基础。
(8)天沟:
采用现浇天沟。
-122-湖南工业大学科技学院毕业设计(论文)第3章结构平面布置结构布置及一榀计算框架的选取位置如图3.1所示。
图3.1标准层结构平面布置图1:
100湖南工业大学科技学院毕业设计(论文)第4章截面尺寸估算4.1计算单元的选取图4.1标准层建筑平面图(局部)4.2梁截面尺寸估算由《混凝土结构设计》[1]知,梁宽不小于200mm,梁高不大于4倍梁宽,梁净垮不小于4倍梁高。
一般情况下,框架梁的截面尺寸可按下列公式估算:
(4.1)(4.2)式中--梁的计算跨度;--梁的截面高度;--梁的截面宽度。
据此选取粱截面:
边框架梁:
300mm×750mm。
(图中轴线编号F,C,B,A在下图中改为1,2,3,4)4.3柱截面尺寸估算根据规范,柱截面宽b不小于250mm,柱净高与截面高度之比不宜小于4。
框架柱的截面尺寸可按下列公式估算:
(4.3)(4.4)式中--第层层高;--柱的截面宽度;--柱的截面高度。
由上可知,该框架柱均采用400×400mm2,选用C30混凝土(底层柱采用C35混凝土)。
第5章荷载计算5.1楼面恒载标准值的计算
(1)屋面:
防水层(刚性)30mm厚C20细石混凝土防水:
1.00kN/m2防水层(柔性)三毡四油铺小石子:
0.40kN/m2找平层:
15mm厚水泥砂浆:
0.015m×20kN/m3=0.30kN/m2找坡层:
65mm厚水泥石灰焦渣砂浆2%找平0.065m×14kN/m3=0.91kN/m2找平层:
15mm厚水泥砂浆:
0.015m×20kN/m3=0.30kN/m2保温层:
80mm厚矿渣水泥:
0.08m×14.5kN/m3=1.16kN/m2结构层:
120mm厚现浇钢筋混凝土板:
0.12m×25.0kN/m3=3.00kN/m2抺灰层:
10mm厚混合砂浆:
0.01m×17.0kN/m3=0.17kN/m2合计:
7.24kN/m2
(2)标准层楼面:
大理石面层水泥砂浆擦缝30mm厚1∶3干硬性水泥砂浆,面上撒2厚素水泥1.16kN/m2水泥浆结合层一道结构层:
120mm厚现浇钢筋混凝土板:
0.12m×25.0kN/m3=3.00kN/m2抺灰层:
10mm厚混合砂浆:
0.01m×17.0kN/m3=0.17kN/m2合计:
4.33kN/m2(3)各层走廊楼面水磨石地面:
10㎜厚面层20㎜水泥砂浆打底0.65kN/m2素水泥砂浆结合层一道结构层:
120mm厚现浇钢筋混凝土板:
0.12m×25.0kN/m3=3.00kN/m2抺灰层:
10mm厚混合砂浆:
0.01m×17.0kN/m3=0.17kN/m2合计:
3.82kN/m2(4)各层梁自重300mm×750mm梁自重:
25.0kN/m3×0.3m×(0.75m-0.12m)=4.70kN/m抺灰层:
10mm厚混合砂浆:
0.01m×[(0.75m-0.12m)×2+0.25m]×17.0kN/m3=0.27kN/m合计:
4.97kN/m300mm×300mm:
25.0kN/m3×0.2m×(0.30m-0.12m)=0.9kN/m抺灰层:
10mm厚混合砂浆:
0.01m×[(0.30m-0.12m)×2+0.25m]×17.0kN/m3=0.1kN/m合计:
1.00kN/m(5)各层柱自重400mm×400mm:
25.0kN/m3×0.4m×0.4m=4.00kN/m抺灰层:
10mm厚混合砂浆:
0.01m×0.4m×4×17.0kN/m3=0.27kN/m合计:
4.27kN/m(6)外纵墙自重标准层墙线荷(含墙):
{[(3.6m-0.75m)×(5.7m-0.4m)-(2.85m×1.8m)]×0.24×16.9kN/m3+(2.85m×1.8m)×0.35kN/m2}/5.7m=3.75kN/m瓷砖贴面:
[(5.7m×3.6m-2.85m×1.8m)×0.5kN/m2]/5.7m=1.35kN/m水泥粉刷内墙面:
[(5.7m×3.6m-2.85m×1.8m)×0.36kN/m2]/5.7m=0.97kN/m合计:
6.07kN/m底层墙线荷(含墙):
{[(4.55m-0.5m)×(5.7m-0.4m)-(2.85m×1.8m)]×0.2×16.9kN/m3+(2.85m×1.8m)×0.35kN/m2}/5.7m=10.67kN/m瓷砖贴面:
[(5.7m×4.55m-2.85m×1.8m)×0.5kN/m2]/5.7m=1.83kN/m水泥粉刷内墙面:
[(5.7m×4.55m-2.8m×1.8m)×0.36kN/m2]/5.7m=1.31kN/m合计:
13.81kN/m(7)内纵墙自重标准层墙体线荷(含墙):
(3.6m-0.75m)×0.2m×16.9kN/m3=9.63kN/m水泥粉刷内墙面:
3.6m×0.36kN/m2×2=2.59kN/m合计:
12.22kN/m底层墙体线荷(含墙):
(4.55m-0.75m)×0.2m×16.9kN/m3=12.84kN/m水泥粉刷内墙面:
4.55m×0.36kN/m2×2=3.28kN/m合计:
16.12kN/m5.2楼面活载标准值的取值屋面和楼面活荷载标准值:
根据《建筑结构荷载规范》[2](GB50009-2001)查得:
上人屋面:
2.0kN/m2楼面:
办公室:
2.0kN/m2走廊:
2.5kN/m25.3竖向荷载下框架受荷总图5.3.1框架梁受荷计算WB1和LB1:
,按双向板计算;WB2和LB2:
,按单向板计算。
板传至梁上的三角形或梯形荷载等效为均布荷载,荷载的传递示意图见图5.1。
图5.1板荷载传递示意图
(一)①-③轴间框架梁(按双向板计算)
(1)屋面板传荷载:
恒载:
活载:
(2)楼面板传荷载:
恒载:
活载:
(3)屋面梁荷载:
梁自重:
恒载=梁自重+板传荷载=活载=板传荷载=(4)楼面梁荷载:
恒载=梁自重+内横墙自重+板传荷载=活载=板传荷载=
(二)④-⑥与①-③轴间框架梁相同(三)③-④轴间框架梁(按单向板计算)
(1)屋面梁荷载:
恒载=梁自重=
(2)楼面梁荷载:
恒载=梁自重=5.3.2框架柱受荷计算
(1)①轴柱纵向集中荷载的计算²顶层柱女儿墙自重(做法:
墙高1300mm,100mm的混凝土压顶):
顶层柱恒载(女儿墙自重+梁自重+板传荷载):
顶层柱活载(板传活载):
²标准层标准层柱恒载(墙自重+梁自重+板传荷载):
标准层柱活载(板传活载):
(2)③轴柱纵向集中荷载的计算²顶层柱顶层柱恒载(梁自重+板传荷载):
顶层柱活载(板传活载):
①③跨布活载时:
③④跨布活载时:
²标准层标准层柱恒载(墙自重+梁自重+板传荷载):
标准层柱活载(板传活载):
①③跨布活载时:
③④跨布活载时:
(3)⑥轴柱纵向集中荷载的计算²顶层柱女儿墙自重:
天沟自重(现浇天沟)顶层柱恒载(女儿墙及天沟自重+梁自重+板传荷载):
框架在竖向荷载作用下的受荷总图如图5.2所示(图中数值均为标准值)。
载作用下的受荷总图如图5.2所示(图中数值均为标准值)。
图5.2框架竖向受荷总图(梁上均布荷载单位为kN/m,梁端集中力单位为kN)5.4横向风荷载计算由《混凝土结构设计》[1]查得:
风荷载标准值:
(5.1)---基本风压值,,是以当地比较空旷平坦地面离地10m高统计所得的50年一遇10min平均最大风速为标准确定的风压值;---风压高度变化系数;---风荷载体型系数;---高度z处的风振系数;。
---下层层高;---上层层高,对顶层为女儿墙高度的2倍;B---迎风面的宽度,B=6m。
本工程为一般多层建筑,且房屋高度H=22.5m
(1)风荷载体型系数(查《混凝土结构设计》[1]得)
(2)风荷载高度系数本工程的地面地处城市中心地段,粗糙程度取C类。
由高度和地面粗糙程度查表插值计算可得。
(3)楼层风荷载的计算:
(5.2)计算如下表5.1:
表5.1楼层风荷载计算表层数H(m)hiWi(kN)518.450.813.63.07.79414.850.743.63.68.50311.250.743.63.68.5027.650.743.63.68.5014.050.744.053.68.30第6章梁、柱线刚度计算6.1框架梁线刚度的计算:
由《混凝土结构设计》[1]知:
框架梁截面惯性矩为:
(6.1)式中为截面宽,为截面高。
框架柱截面惯性矩为:
(6.2)线刚度:
(6.3)式中E为砼弹性模量;I为截面惯性矩;为梁计算长度。
由《房屋建筑工程毕业设计指南》[6]知:
对于现浇楼盖,中间框架,边框架。
本计算单元所选取的框架为中间框架,故取。
C30混凝土弹性模量E=3.0×107kN/m2;C35混凝土弹性模量E=3.15×107kN/m2。
6.2框架柱线刚度的计算:
底层:
其余各层:
令,则,,,其余杆件的相对线刚度见图6.1。
图6.1KJ-15杆件相对线刚度示意第7章框架侧移验算7.1框架各柱的侧移刚度D的计算由《混凝土结构设计》[1]知:
(7.1)式中:
——柱抗侧移刚度修正系数。
表7.12-5层柱D值的计算构件名称①轴柱3.260.254120③轴柱5.10.223626④轴柱5.320.7312031⑥轴柱2.770.589559(资料来源:
《混凝土设计原理》[3]第198页表3.6.2)表7.2底层柱D值的计算构件名称①轴柱5.260.796600③轴柱6.460.826851④轴柱6.730.836935⑥轴柱5.540.806684(资料来源:
《混凝土设计原理》[3]第198页表3.6.2)7.2框架侧移验算由《混凝土结构设计》[1]得验算公式如下:
层间位移:
;(7.2)式中:
——第j层的总剪力;——第j层所有柱的抗侧刚度之和;——第j层的层间侧移。
;(7.3)顶点位移:
;(7.4);(7.5)验算结果如下表7.3;表7.3风荷载作用下框架侧移计算层57.797.79293360.00031/1200048.516.29293360.00061/600038.524.79293360.00081/45002
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