威海分校管理學(xué)院教學(xué)樓設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算書

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1、畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 題 目 威海分校管理學(xué)院教學(xué)樓設(shè)計(jì) 學(xué) 院 土木建筑學(xué)院 專 業(yè) 土木工程 班 級(jí) 土木 0701 班 學(xué) 生 學(xué) 號(hào) 20070605146 指導(dǎo)教師 二一一 年 五月 三十日 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) I 摘 要 本次設(shè)計(jì)是威海分校管理學(xué)院教學(xué)樓設(shè)計(jì),教學(xué)樓共有六層，層高均為 3.9m，建筑 總面積為 8359.32m2, 建筑總高度為 24.3m。本建筑物設(shè)計(jì)為一字形，采用現(xiàn)澆鋼筋混 凝土框架結(jié)構(gòu)，按規(guī)定抗震等級(jí)為三級(jí)，抗震設(shè)防烈度為 7 度。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)取一榀典型 框架，按荷載統(tǒng)計(jì)、內(nèi)力計(jì)算和截面設(shè)計(jì)順序進(jìn)行設(shè)計(jì)，水平地震作用采用底部剪力法 計(jì)算荷載值，活荷載按三種不利布置分別計(jì)

2、算內(nèi)力，風(fēng)荷載和水平地震作用采用 D 值法 進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算。內(nèi)力組合考慮非抗震組合和抗震組合并按“強(qiáng)柱弱梁” 、 “強(qiáng)剪弱彎” 的抗震原則進(jìn)行內(nèi)力調(diào)整，此外還進(jìn)行了樓板和樓梯的設(shè)計(jì)以及一品框架的電算設(shè)計(jì)， 最終完成結(jié)構(gòu)計(jì)算書一份、建筑施工圖一份、結(jié)構(gòu)施工圖一份。 關(guān)鍵詞： 框架結(jié)構(gòu);結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);抗震設(shè)計(jì);內(nèi)力組合;截面設(shè)計(jì) 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) II ABSTRACT This design is a teaching building design for the school of Management of the branch campus of Weihai.The cstuction ha

3、s six storeys with 3.9 meters a storey, the total construction area of 8359.32 m2 and a total height of 24.3 m and . This building design adopt cast-in-place reinforced concrete frame structure with the seismic grade of level 3 and the seismic fortification intensity of 7 degrees. The design process

4、ed by taking a typical frame and carried on according to load typical statistical, internal force calculation and cross-section design order. Adoping the bottom shear method to calculate the load value of the horizontal earthquake effect. Calculation the internal forces according to three kinds of a

5、dverse live load respectively. Tnternal forces of the wind load and the horizontal seismic effect calculated adopting D value method. Carring on the internal force combination by considering the seismic combination and without considering the seismic combination and adjusting the internal force by t

6、he principles of strong column and weak beamand strong shear capacity and weak bending capacity . Furthermore, designing the floor and stair and computing the framework design. Finally complete structure calculations, building construction drawing, and structure construction drawing. Key words：frame

7、 construction；structural design；aseismatic design；internal force combination; section design 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) III 目 錄 摘 要 .I ABSTRACT .II 目 錄 .III 1 威海分校教學(xué)樓建筑設(shè)計(jì)說明 .1 1.1 工程概況 .1 1.1.1 工程名稱 .1 1.2.1 建筑規(guī)模 .1 1.4.1 自然條件 .1 1.2 設(shè)計(jì)意圖 .1 1.3 建筑設(shè)計(jì)說明 .1 1.3.1 平面設(shè)計(jì) .1 1.3.2 立面設(shè)計(jì) .2 1.3.3 剖面設(shè)計(jì) .2 1.3.4 屋面設(shè)計(jì) .2 1.3.5

8、門窗設(shè)計(jì) .2 1.3.6 墻體材料 .2 1.3.7 建筑做法 .2 2 威海分校教學(xué)樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說明書 .4 2.1 工程概況 .4 2.2 設(shè)計(jì)依據(jù) .4 2.3 上部結(jié)構(gòu) .4 3 結(jié)構(gòu)計(jì)算書 .5 3.1 基本設(shè)計(jì)資料 .5 3.2 建筑結(jié)構(gòu)選型 .5 3.2.2 結(jié)構(gòu)選型： .5 3.2.2 其他結(jié)構(gòu)選型 .5 3.3 結(jié)構(gòu)布置及結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖的確定 .5 3.3.1 結(jié)構(gòu)平面布置 .5 3.3.2 計(jì)算簡圖 .6 3.3.3 梁、柱的截面尺寸 .6 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) IV 3.3.4 梁柱線剛度及其相對(duì)線剛度計(jì)算 .8 3.4 荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算 .10 3.4.1 恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值 Gk

9、的計(jì)算 .10 3.4.2 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 Qk 的計(jì)算 .13 3.4.3 風(fēng)何載標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算 .15 3.4.4 地震荷載標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算 .16 3.4.5 水平荷載作用下的變形驗(yàn)算 .19 3.5 樓板及屋面板計(jì)算 .21 3.6 內(nèi)力計(jì)算 (荷載值均取荷載標(biāo)準(zhǔn)值) .23 3.6.1 恒荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算 .23 3.6.2 活荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算 .29 3.6.3 風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算 .46 3.6.4 地震作用作用下的內(nèi)力計(jì)算 .50 3.7 框架梁、柱內(nèi)力組合 .54 3.7.1 內(nèi)力組合原則 .54 3.7.2 框架梁的內(nèi)力組合 .54 3.7.3 框架柱的內(nèi)力組合 .61

10、 3.8 內(nèi)力調(diào)整 .67 3.8.1 按強(qiáng)柱弱梁進(jìn)行內(nèi)力調(diào)整 .67 3.8.2 框架柱端、梁端剪力進(jìn)行調(diào)整 .68 3.9 框架梁、柱截面配筋計(jì)算 .70 3.9.1 框架梁截面設(shè)計(jì) .70 3.9.2 框架柱的截面設(shè)計(jì)： .81 3.10 主要樓梯設(shè)計(jì) .89 3.10.1 荷載和受力計(jì)算 .89 3.10.2 各跑荷載及內(nèi)力計(jì)算及示意圖 .89 3.10.3 配筋面積計(jì)算 .90 3.10.3 配筋結(jié)果 .90 3.11 輔助樓梯設(shè)計(jì) .92 3.11.1.樓梯梯段斜板的設(shè)計(jì) .92 3.11.2 樓梯平臺(tái)板的設(shè)計(jì) .93 3.11.3 樓梯平臺(tái)梁的設(shè)計(jì) .94 參 考 文 獻(xiàn) .96

11、 致 謝 .97 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 1 威海分校教學(xué)樓建筑設(shè)計(jì)說明 1.1 工程概況 1.1.1 工程名稱 威海分校教學(xué)樓 1.2.1 建筑規(guī)模 六層教學(xué)樓，建筑面積 8359.32m2、層高 3.9m，總高度 24.3m，總長度 780.27m，總 寬度 17.6m; 1.3.1 自然條件 （1）氣溫：采暖室外空氣計(jì)算溫度-10，夏季通風(fēng)室外空氣計(jì)算溫度 32； （2）基本風(fēng)壓：0.65KN/m 2； （3）基本雪壓：0.45 KN/m 2； （4）地震作用：7 度設(shè)防，類場(chǎng)地，第一組設(shè)計(jì)分組； （5）地質(zhì)情況：教學(xué)樓所在建筑場(chǎng)地土層分布有明顯的規(guī)律性，從上至下依次為雜 填土；黃土，中等

12、壓縮性，厚度較大；古土壤，中等壓縮；粉質(zhì)粘土，中等偏低壓縮性。 黃土層地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值 fk=180kPa ； （6）凍土深度：0.9m； （7）地下水位：地下水屬于潛水類型，在勘察期間的穩(wěn)定水位深 8.59.02m，地下 水對(duì)混凝土沒有腐蝕性； （8）荷載信息：上人屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為 2.0KN/m2,樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為 2.0KN/m2, 走廊、樓梯處活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為 2.5 KN/m2； （9）墻體材料：蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊； （10）水、電、暖、通訊管線已通到場(chǎng)地，留有接口。 1.2 設(shè)計(jì)意圖 按照混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定及設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，本著施工機(jī)械化、施工方便的 原則，采用長方形

13、柱網(wǎng)布置，柱網(wǎng)尺寸為 6 m7.2m，6m2.7m，5.4m 7.2m，3.6m7.2m，四種開間進(jìn)深。 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 1.3 建筑設(shè)計(jì)說明 1.3.1 平面設(shè)計(jì) （1）房間布置：沿縱橫向房間對(duì)稱布置； （2）樓梯情況：根據(jù)規(guī)范，耐火等級(jí)為三級(jí)的建筑，本建筑設(shè)三部樓梯，中間樓梯 為雙分式樓梯，踏步尺寸為：150mm270mm，兩側(cè)的樓梯為雙跑式樓梯，踏步尺寸為 150mm270mm，位于兩個(gè)外部出口或樓梯之間的房間至外部出口或封閉樓梯間的最大 距離為 27.05m。 (3)廁所：最遠(yuǎn)的房間距最近廁所的距離為 26.5m，小于規(guī)范規(guī)定 50m，滿足使用要 求； (4) 采光：房間的窗地比

14、大于 1/5，均滿足采光需要； 1.3.2 立面設(shè)計(jì) 建筑立面采用豎向線條以柱另外分割來凸顯潔凈整齊感覺，門窗居中設(shè)置，整 齊統(tǒng)一，增強(qiáng)美感。 1.3.3 剖面設(shè)計(jì) （1）窗臺(tái)高度：樓梯窗臺(tái)高 2.3m，廁所窗臺(tái)高 1.5m，其余房間窗臺(tái)及走廊窗臺(tái)高 均為 0.9m； （2）采光通風(fēng)情況：按規(guī)范規(guī)定的窗地比設(shè)置窗戶尺寸，主要房間外墻窗子的尺寸 為 3000mm2400mm，走廊內(nèi)墻設(shè)高窗，采光通風(fēng)滿足要求； （3）主要構(gòu)件尺寸：橫向框架承重，框架邊跨梁截面尺寸為：300mm700mm，中 跨梁截面尺寸為：300mm500mm,縱向連系梁截面尺寸為：300mm600mm，柱的截面 尺寸為 500

15、mm500mm。 1.3.4 屋面設(shè)計(jì) （1）屋面排水：采用有組織排水，排水坡度為 2%，防水材料采用 4 厚高分子防水 卷材。 （2）保溫隔熱：保溫層采用 100 厚聚苯保溫板。 1.3.5 門窗設(shè)計(jì) （1）門：大廳門口及底層走廊盡頭均采用玻璃門，其余房間采用普通木門。 （2）窗：均采用定制鋁合金推拉窗。 1.3.6 墻體材料 全部采用粉煤灰加氣混凝土砌塊填充墻，外墻厚度為 300mm，內(nèi)墻厚度為 200mm。 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 1.3.7 建筑做法 本設(shè)計(jì)建筑物的散水、樓地面、內(nèi)外墻做法均按山東省建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集建筑工 程做法中規(guī)定的做法進(jìn)行 （1）散水做法：寬 600mm,流水坡 2

16、，選用 散 1 即細(xì)石混凝土散水做法； （2）地面做法： 衛(wèi)生間防水地面，選用地 15 即地面磚防水地面做法； 普通地面，選用地 15 即地面磚地面做法 （3）樓面做法： 衛(wèi)生間防水樓面，選用樓 17 即地面磚防水樓面做法； 普通樓面，選用樓 15 即地面磚樓面做法 （4）內(nèi)墻做法，選用內(nèi)墻 12 即粉刷石膏罩面內(nèi)墻做法； （5）外墻做法，選用外墻 14 即面磚外墻做法； （6）屋面做法：選用屋面 16 即細(xì)石混凝土剛性防水平屋面； （7）其它做法：所有墻體均采用蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊，外墻厚度 300mm，內(nèi) 墻厚度 200mm，落水管采用 200mm 直徑 PVC 雨水管。 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)

17、設(shè)計(jì) 4 2 威海分校教學(xué)樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說明書 本次教學(xué)樓建筑總面積 8359.32m2，一字型現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)， 7 度抗震設(shè)防， 共六層，每層設(shè)置一部雙份式主樓梯和兩部雙跑式的輔助樓梯，設(shè)男女衛(wèi)生間各兩個(gè)。 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有荷載統(tǒng)計(jì)、內(nèi)力計(jì)算和截面設(shè)計(jì)，計(jì)算中水平荷載作用下的框架內(nèi)力 計(jì)算采用 D 值法，恒荷載和活荷載內(nèi)力采用彎矩二次分配法計(jì)算。 2.1 工程概況 1 工程是六層教學(xué)樓，各層層高均為 3.9m。 2 工程采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，上人屋面屋面。 3 工程抗震設(shè)防烈度為 7 度，三級(jí)抗震，第一組設(shè)計(jì)分組。 2.2 設(shè)計(jì)依據(jù) 1 黃土層地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值 fk=180kPa。

18、 2 設(shè)計(jì)依據(jù)的相關(guān)規(guī)范 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 GB 500092001 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 GB 500112010 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB 500102002 2.3 上部結(jié)構(gòu) 1 當(dāng)填充墻長度大于 5m 或者高度大于 4m 時(shí)，要按分別設(shè)置構(gòu)造柱和水平梁。構(gòu)造 柱和水平梁配筋及截面見圖紙。構(gòu)造柱上下各 1100mm，范圍內(nèi)箍筋加密為 6100。 2 柱上部有女兒墻均上升至女兒墻頂，截面不變，配筋變?yōu)?412。 3 混凝土構(gòu)件保護(hù)層：板-20mm，梁-35mm，柱-40mm。 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 3 結(jié)構(gòu)計(jì)算書 3.1 基本設(shè)計(jì)資料 1 設(shè)計(jì)地點(diǎn)，山東省威海市； 2 采暖室外空氣計(jì)算溫度-1

19、0,夏季通風(fēng)室外空氣計(jì)算溫度 32； 3 場(chǎng)地情況：自然地坪標(biāo)高 500.03mm，地下水位屬潛水類型，勘察期間穩(wěn)定水位 8.5m9.02m，地下水對(duì)混凝土無腐蝕性，場(chǎng)地土層分布有明顯的規(guī)律性，從上至下依次 為雜填土；黃土，中等壓縮土，厚度較大；古土壤，中等壓縮；粉質(zhì)粘土，中等偏低壓 縮性。黃土層建議地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值為 fk=180kPa 4 基本雪壓：0.45KN/m2; 5 基本風(fēng)壓：0.65KN/m2; 6 最大凍土深度：0.9m； 7 地下水位：地表以下 10m。 3.2 建筑結(jié)構(gòu)選型 3.2.2 結(jié)構(gòu)選型： 采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)體系。 由于該建筑物的開間和跨度都比較大，且建筑物

20、處于 7 度抗震設(shè)防區(qū)，所以主體結(jié) 構(gòu)選用框架結(jié)構(gòu)。 3.2.2 其他結(jié)構(gòu)選型 （1）樓板、屋面板結(jié)構(gòu)：采用現(xiàn)澆混凝土板結(jié)構(gòu)，屋面按上人屋面設(shè)計(jì)，荷載值按 規(guī)范取用。 （2）樓梯：選用鋼筋混凝土板式樓梯。 （3）過梁：以連系梁兼做門窗過梁為主 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 3.3 結(jié)構(gòu)布置及結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖的確定 3.3.1 結(jié)構(gòu)平面布置 柱距以 6m 為主，跨度邊跨 7.2m，中跨 2.7m，具體平面布置圖如下： 圖 3.1 結(jié)構(gòu)平面布置圖 3.3.2 計(jì)算簡圖 框架柱嵌固在基礎(chǔ)得頂面，梁和柱剛性連接。由于各層柱的截面尺寸保持不變，所 以梁得跨度為柱截面形心之間的距離。底層框架柱高度應(yīng)從基礎(chǔ)頂面算至二層

21、樓面；由 于基礎(chǔ)埋置深度未定，本設(shè)計(jì)按東土深度取基礎(chǔ)頂面至室外地坪高度為 0.90m，室內(nèi)外 高差設(shè)計(jì)為 0.45m，所以底層框架柱高度為 5.25m。其余各層框架柱高度均取為層高， 即為 3.90m。框架的計(jì)算簡圖如圖 3.2 所示。 3.3.3 梁、柱的截面尺寸 框架結(jié)構(gòu)為超靜定結(jié)構(gòu)，需要預(yù)先估算梁、柱的截面尺寸，并確定結(jié)構(gòu)所采用建筑 材料的強(qiáng)度等級(jí)之后，再進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算。具體取值如下: 混凝土強(qiáng)度等級(jí)：30(f c=14.3N/mm2,ft=1.43N/mm2,Es=2.0105N/mm2) 框架梁的截面尺寸為： 邊跨框架梁： 。取 mhlh 70,)906(7208112 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)

22、計(jì) 7 。取 mbhb 30,)350.2(701321 中跨框架梁： 。mhlh 50,).3725(708121 取 。取 bhb 30,)2507.16(50231 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 圖 3.2 框架結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖 連系梁：主要考慮連系梁兼做窗過梁，確定梁高為 600mm，外縱墻厚設(shè)計(jì)為 300mm，確定梁寬為 300mm，即：bh=300 mm600mm。 框架柱：底層柱的柱高 H=5250mm, 由于為現(xiàn)澆樓蓋，則其計(jì)算長度為mHl520.1 ,其他層柱的柱高 H=3900mm，計(jì)算高度 487539025.1.0 Hl 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 則 ，mblb50.162304875

23、0 ， 取 .h,920lh取 3.3.4 梁柱線剛度及其相對(duì)線剛度計(jì)算 在計(jì)算框架梁截面慣性矩 I 時(shí)，應(yīng)考慮到樓板的影響，對(duì)于本次設(shè)計(jì)，由于采用的是 現(xiàn)澆混凝土樓蓋，所以邊跨梁的截面慣性矩 I 擴(kuò)大為原來的 1.5 倍，中跨梁的截面慣性 矩 I 擴(kuò)大為原來的 2.0 倍，具體計(jì)算如下： 框架梁、柱剛度計(jì)算： 邊跨框架梁： EEIi 4301 1086.72.7015. 中跨框架梁： EEIi 4302 105.27.201 中間層框架柱： EElEIi 443 1035.9.012/ 底層框架柱： ElEIi 444 1092.5.012/ 各個(gè)框架梁、柱的線剛度如下圖所示： 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)

24、設(shè)計(jì) 10 圖 3 .3 框架梁、柱的相對(duì)線剛度 3.4 荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算 3.4.1 恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值 Gk 的計(jì)算 參照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行取值。 1.屋面框架線荷載的標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 按荷載規(guī)范，屋面荷載統(tǒng)計(jì)情況見下表： 表 3.1 屋面荷載統(tǒng)計(jì) 屋面做法 容重 (KN/m3) 重量 KN(m2) 板底 20 厚粉刷抹平 17 0.35 120mm 厚鋼筋混凝土樓板 25 3.0 80 厚 1:6 水泥焦渣找坡 15 1.2 20 厚 1:3 水泥砂漿找平層 20 0.4 20 厚 1:3 水泥砂漿找平層 20 0.4 100 厚聚苯保溫板 4 0.4 4 厚高分子

25、防水卷材 12 0.05 25 厚 1:4 水泥砂漿結(jié)合層 20 0.5 地磚 20 0.2 屋面恒載的標(biāo)準(zhǔn)值 6.50 框架梁自重： 邊跨框架梁：0.3 （0.7-0.12 ）25 = 4.35KN/m 中跨框架梁：0.3（0.5-0.12 ）25 = 2.85KN/m 粉刷層自重： 邊跨框架梁：0.02 （0.7-0.12 ）217 = 0.39 KN/m 中跨框架梁：0.02（0.5-0.12 ）217 = 0.26 KN/m 作用在頂層框架梁上的線荷載計(jì)算： 邊跨框架梁、中跨框架梁的自重產(chǎn)生的線荷載為：g 6 邊 = 4.35+0.39 = 4.74 KN/m 中跨框架梁的自重產(chǎn)生的線

26、荷載為：g 6 中 = 2.85+0.26= 3.11KN/m 由屋面板傳給框架梁的均布線荷載為：g 62= 6.56.0= 39 KN/m 2.樓面框架梁線荷載的標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算 樓面荷載統(tǒng)計(jì)情況如下表所示： 表 3.2 樓面荷載統(tǒng)計(jì) 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 樓面做法 容重 (KN/m3) 重量 KN(m2) 板底 20 厚粉刷抹平 17 0.34 120 厚鋼筋混凝土樓板 25 3.0 20 厚 1:3 水泥砂漿找平層 20 0.4 20 厚 1:4 水泥砂漿結(jié)合層 20 0.4 10 厚鋪地磚面層 20 0.2 樓面恒載標(biāo)準(zhǔn)值 4.34 框架梁的自重：邊跨框架梁：0.3 （0.7-0.12）2

27、5 = 4.35 KN/m 中跨框架梁：0.3（0.5-0.12 ）25 = 2.85 KN/m 粉刷層的自重：邊跨框架梁：0.02 （0.7-0.12）217 = 0.39 KN/m 中跨框架梁：0.02（0.5-0.12 ）217 = 0.26KN/m 填充墻的自重：邊跨框架梁：0 中跨框架梁：0 作用在中間層框架梁上的線荷載計(jì)算： 邊跨框架梁、墻體自重產(chǎn)生的線荷載為：g 邊 = 4.35+0.39+0 = 4.74KN/m 中跨框架梁、墻體自重產(chǎn)生的線荷載為：g 中 = 2.85+0.26+0 = 3.11 KN/m 由樓面板傳給框架梁的均布線荷載為：g 2 = 4.346= 26.04

28、 KN/m 3.屋面框架節(jié)點(diǎn)處集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算： 邊柱連系梁的自重： 0.30.6625 = 27KN 邊柱粉刷層的自重：0.02（0.60.12）2617 = 1.96 KN 女兒墻體的自重（高 900 mm，240 厚）：0.240.9619 = 24.62 KN 女兒墻粉刷層的自重：0.020.92617 = 3.67KN 屋面連系梁傳來的自重：1/261/266.5 = 58.5 KN 頂層邊節(jié)點(diǎn)集中荷載值：G 6A = G6D = 115.76 KN 中柱連系梁的自重：0.30.6625 = 27 KN 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 中柱連系梁粉刷層的自重：0.02（0.60.12）26

29、17 = 1.96KN 連系梁傳來的屋面自重：1/261/266.5+1/2(3.3+6)1.356.5 = 99.30 KN 頂層中間節(jié)點(diǎn)集中荷載值 G6B = G6C = 128.26KN 4.樓面框架節(jié)點(diǎn)處集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算： 邊柱連系梁的自重： 0.30.6625 = 27 KN 邊柱粉刷層的自重：0.02（0.60.12）2617 = 1.96 KN 鋁合金窗的自重：32.40.45 = 3.24KN 窗下墻體的自重：（60.5）0.30.95.5 = 8.18 KN 窗間墻體的自重：0.32.4（630.5）5.5 =9.90KN 墻體粉刷層的總重：0.02（60.5）0.9 +

30、0.02（630.5）2.4 217 = 7.45 KN 框架柱的自重：0.50.53.925 = 24.38KN 框架柱粉刷層的自重：0.023.90.52 + （0.50.3）2 17 = 1.86KN 連系梁傳來的樓面自重：1/261/264.34 = 39.06 KN 中間層邊跨節(jié)點(diǎn)集中荷載值 GA = GD = 123.03 KN 中柱連系梁的自重：0.30.6625 = 27 KN 中柱連系梁粉刷層的自重：0.02（0.60.12）2617 = 1.96KN 內(nèi)縱墻傳來的自重（包括門,窗）：（60.5）（3.90.6）1.51.51.82.1 0.247+1.82.10.2+1.5

31、1.50.45 = 22.13KN 內(nèi)墻粉刷的自重（扣除門,窗）：0.02（60.5）（3.90.6）1.82.1 1.5 1.5 217 = 8.24 KN 框架柱的自重：0.50.53.925 = 24.38 KN 框架柱粉刷層的自重：0.023.91 + （0.50.24）3 17 = 2.02KN 連系梁傳來樓面的自重：1/261/26+1/2(3.3+6)1.35 4.34 = 66.30KN 中間層中跨節(jié)點(diǎn)集中荷載值 GB = GC= 152.04 KN 恒荷載作用下的框架結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖如圖 3.4 所示 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 圖 3 .4 結(jié)構(gòu)恒荷載 3.4.2 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 Q

32、k 的計(jì)算 屋面為上人屋面，按荷載規(guī)范取活荷載的標(biāo)準(zhǔn)值為 2.0 KN/m2。雪荷載的標(biāo)準(zhǔn)值為 0.45 KN/m2，兩者不同時(shí)考慮，取其中較大值 2.0KN/m2，樓面活荷載的標(biāo)準(zhǔn)值取 2.0 KN/m2，走廊活荷載的標(biāo)準(zhǔn)值取 2.5 KN/m2?；詈奢d具體計(jì)算結(jié)果如下： 頂層活載的標(biāo)準(zhǔn)值： q6 邊 = q6 中 =2.06= 12 KN/m 中間層邊跨活載的標(biāo)準(zhǔn)值：q 邊 = 2.06 = 12KN/m 中間層中跨活載的標(biāo)準(zhǔn)值：q 中 = 2.56= 15 KN/m 集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 頂層集中荷載的標(biāo)準(zhǔn)值： P6 邊 = 1/2 61/262.0= 18 KN 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 P

33、6 中 = （ 1/261/26+ 1/29.31.35）2.0 = 30.56KN 中間層集中荷載的標(biāo)準(zhǔn)值：P 邊 = 1/261/262.0 = 18 KN P 中 = 1/261/262.0 + 1/29.31.352.5 = 23.69KN 活荷載作用下的計(jì)算簡圖如圖 3.5 所示： 圖 3.5 結(jié)構(gòu)活荷載 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 3.4.3 風(fēng)何載標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算 按照規(guī)范規(guī)定，風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算公式： k =zszo 威海當(dāng)?shù)鼗撅L(fēng)壓值為： o = 0.65 KN/m2 查風(fēng)荷載體形系數(shù)表可知，本設(shè)計(jì)風(fēng)荷載體形系數(shù)為： s = 0.8（-0.5） = 1.3 本建筑的總高度為 3.96

34、 + 0.9 = 24.3m30 m，并且建筑的高寬比 24.3/17.1 =1.4 1.5，所以可以不考慮風(fēng)振系數(shù)的影響，取 z = 1.0，威海當(dāng)?shù)氐孛娴拇植诔潭葹?C 類，查風(fēng)壓高度變化系數(shù)表，即可查得各個(gè)樓層高度處的風(fēng)壓高度變化系數(shù) z。 第一層的頂點(diǎn)高度為：Z 1 = 3.9 + 0.45 = 4.35 m,風(fēng)壓高度變化系數(shù)為： z = 0.74，該層 受風(fēng)面積為：A 1=( 4.35 + 3.9)/26 = 24.75 m2 風(fēng)荷載值為： P1 =zszoA1 = 1.01.30.740.6524.75= 15.48KN 第二層的頂點(diǎn)高度為：Z 2 = 4.35+ 3.9 = 8.

35、25m,高風(fēng)壓度變化系數(shù)為： z = 0.74，該層 受風(fēng)面積為：A 2=( 3.9+ 3.9)/26 = 23.4m2 風(fēng)荷載值為： P2 =zszoA2 = 1.01.30.740.6523.4 =14.63KN 第三層的頂點(diǎn)高度為：Z 3 = 4.35 + 3.9 + 3.9 = 12.15 m,風(fēng)壓高度變化系數(shù)為： z = 0.74，該層受風(fēng)面積為：A 1=( 3.9+ 3.9)/26 = 23.4 m2 風(fēng)荷載值為：P 3 =zszoA1 = 1.01.30.740.6523.4 =14.63KN 第四層的頂點(diǎn)高度 Z4 = 4.35 + 3.9 + 3.9 + 3.9= 16.05

36、 m,風(fēng)壓高度變化系數(shù)為： z = 0.76，該層受風(fēng)面積為：A 4 =( 3.9+ 3.9)/26 = 23.4 m2 風(fēng)荷載值為：P 4=zszoA4 = 1.01.30.760.6523.4= 15.03KN 第五層的頂點(diǎn)高度 Z5 =4.35+ 3.9 4 = 19.95 m,風(fēng)壓高度變化系數(shù)為： z = 0.84，該層 受風(fēng)面積為：A 5=( 3.9 + 3.9) /26= 23.4 m2 風(fēng)荷載值為：P 5=zszoA5 = 1.01.30.840.6523.4 = 16.61KN 第六層的頂點(diǎn)高度 Z6 =4.35+ 3.9 5 = 23.85 m,風(fēng)壓高度變化系數(shù)為： z =

37、0.90，該層 受風(fēng)面積為：A 6=( 0.9 + 3.9/2)6 = 17.1 m2 風(fēng)荷載值為：P 6=zszoA6 = 1.01.30.900.6517.1 = 13.00KN 具體風(fēng)荷載計(jì)算結(jié)果如下表所示： 表 3.3 風(fēng)荷載計(jì)算表 層數(shù) z s Zi (m) z o (KN/m2) Ai (m2) Pi (KN) 六層 1.0 1.3 23.85 0.90 0.65 17.1 13.00 五層 1.0 1.3 19.95 0.84 0.65 23.4 16.61 四層 1.0 1.3 16.05 0.76 0.65 23.4 15.03 三層 1.0 1.3 12.15 0.74 0

38、.65 23.4 14.63 二層 1.0 1.3 8.25 0.74 0.65 23.4 14.63 一層 1.0 1.3 4.35 0.74 0.65 24.75 15.48 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 風(fēng)荷載作用下的框架結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖如圖 3.5 所示 圖 3.6 結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載 3.4.4 地震荷載標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算 地震作用可分為水平地震和豎向地震作用，本設(shè)計(jì)只考慮水平地震作用對(duì)建筑物的 影響，并采用底部剪力法進(jìn)行計(jì)算水平地震作用力。為統(tǒng)計(jì)各層框架柱在地震作用下的 剪力值，需要首先計(jì)算各層結(jié)構(gòu)重力荷載代表值，具體計(jì)算公式為： GE = DK + iLki (3.1) -i 通常取為 0.5 各層結(jié)構(gòu)

39、重力荷載代表值計(jì)算： 頂層結(jié)構(gòu)的重力荷載代表值=屋面恒荷載 + 50的屋面活荷載 + 縱橫框架梁的自重 + 半層框架柱自重 + 半層縱橫墻體自重 G6=6.51393.22+0.52.01393.22+0.3(0.7-0.12)257.234+0.3(0.5- 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 0.12)252.717+0.3(0.6-0.12) (79.77-160.5) 25 4+0.53.90.5225174+0.5 (79.772-0.5 162+17.12-0.532) 3.9-(3112+1.823) 2.4-1.81.822 0.35.5+0.5 (7.2-0.5) 203.9+(6-0.

40、5) 103.9+(3.6-0.5) 63.9-1.82.722- 1.21.5100.205.5+(79.77+17.1) 20.90.2419 =15078.25kN 其他層重力荷載代表值 = 樓面恒荷載 + 50樓面活荷載 + 縱橫框架梁自重+ 整層 框架柱的自重 + 整層縱橫墻的自重 G=4.341393.22+0.52.01177.84+0.52.5215.38+0.3(0.7- 0.12)257.234+0.3(0.5-0.12)252.717+0.3(0.6-0.12) (79.77-160.5) 25 4+3.90.5225174+ (79.772-0.5 162+17.12-

41、0.532) 3.9- (3112+1.823) 2.4-1.81.822 0.3 5.5+(7.2-0.5) 203.9+(6-0.5) 103.9+(3.6-0.5) 63.9-1.82.722-1.21.5100.205.5 =12932.46kN 框架結(jié)構(gòu)自振周期計(jì)算： 本設(shè)計(jì)按以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算框架抗震結(jié)構(gòu)房屋自振周期： 331 6.1759205.2.05.2. BHT =0.553 (s) 式中：H建筑物主體結(jié)構(gòu)的高度（m） ； B建筑物沿振動(dòng)方向的長度（m） ； 地震作用力的計(jì)算 由于建筑物所在地區(qū)設(shè)防烈度為 7 度；場(chǎng)地土為類，設(shè)計(jì)地震分組為第 一 組，所以由建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范可

42、查得 08.max ， .35gTs，所以橫向地震影響系數(shù)為： 053.8.53.019.max9.0 g T1=0.553= 8 休息平臺(tái)受力鋼筋= 樓梯梁受力鋼筋= 受力鋼筋最小間距：100 mm 非受力分布鋼筋： 受力鋼筋= 14 時(shí),取 8250 樓梯板分布筋每踏步至少： 6 各跑實(shí)際配筋結(jié)果： 梯板和平臺(tái)配筋結(jié)果： - 跑數(shù)梯板底筋 梯板分布筋 梯板負(fù)筋 平臺(tái)底筋 平臺(tái)負(fù)筋 - 1 10100 8200 10100 8150 8200 2 10100 8200 10100 無 無 - - 梯梁配筋結(jié)果： - 跑數(shù) 梯梁 1 頂縱筋 梯梁 1 底縱筋 梯梁 1 箍筋 梯梁底縱筋 梯梁頂

43、縱筋 梯梁箍筋 - 1 3 99 2 99 8200 無 無 無 2 3 25 2 25 8200 無 無 無 - - 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 95 3.11 輔助樓梯設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)中取雙跑樓梯進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用板式樓梯，樓梯平面布置圖如下所示，踏步尺 寸為 150 mm270 mm，均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值 qk = 2.5 KN/m2 ，采用 C20 級(jí)混凝土，平臺(tái)板 和平臺(tái)梁的縱向受力鋼筋，分別選用 HPB235 和 HRB335。 圖 3.37 樓梯平面布置圖（單位：mm ） 3.11.1.樓梯梯段斜板的設(shè)計(jì) 斜 板 的 長 度 計(jì) 算 ： L= 295.14.3 = 3.782m l0/30l 0/25

44、= 3240/303240/25 = 108129.6 mm, 在計(jì)取 1.0 m 寬的板帶進(jìn)行計(jì)算，斜板厚取為 120 mm。 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 96 .荷載值統(tǒng)計(jì) 活荷載值計(jì)算：2.51.0 = 2.5 KN/m 恒荷載值計(jì)算： 板底抹灰荷載值：（0.02173.782）3.24 = 0.397 KN/m 混凝土踏步自重荷載值：（250.270.151/2）0.27 = 1.875 KN/m 混凝土斜板自重荷載值：（250.123.782）3.24 = 3.502 KN/m 5.774 KN/m 梯段斜板的荷載設(shè)計(jì)值計(jì)算： P = 1.25.7741.42.5 = 10.43 KN/m .

45、樓梯的截面設(shè)計(jì) 斜板水平方向的計(jì)算跨度為：l n =3.24 m, 斜板跨中彎矩設(shè)計(jì)值應(yīng)為 81P l2n 計(jì)算，但考慮平臺(tái)梁約束了斜板的轉(zhuǎn)動(dòng)變形，所 以板的跨中彎矩時(shí)按下式計(jì)算： Mmax = 10P l2n = 10.433.242 =10.95 KNM, 斜板保護(hù)層取為：a s = 20 mm, 則，斜板的有效高度：h 0 =ha s =12020 = 100 mm s = 021hbfc = 2 610.915 = 0.114 = 1 s = 1 4 = 0.1214 s = 10.5 =10.50.1214 = 0.9393 As = 0hfMy = 10293.5 6 = 555.

46、12 mm2 鋼筋選用 8/10100，A s = 644.0 mm2，每一個(gè)踏步布置 1 根 8 的鋼筋。 3.11.2 樓梯平臺(tái)板的設(shè)計(jì) 樓梯平臺(tái)板在計(jì)算過程中取 1m 寬板帶進(jìn)行設(shè)計(jì)，板的厚度取為 120 mm。 荷載統(tǒng)計(jì) 活荷載值計(jì)算：2.51.0 = 2.5 KN/m 恒荷載值計(jì)算： 板底抹灰荷載值：0.02171.0 = 0.34 KN/m 混凝土板自重荷載值：250.061.0 = 1.50 KN/m 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 97 1.84 KN/m 樓梯平臺(tái)板荷載設(shè)計(jì)值為：P = 1.21.841.42.5 =5.708 KN/m .樓梯平臺(tái)板截面設(shè)計(jì) 板跨中彎矩值按 Mmax =

47、81 Pl2 式計(jì)算， 式中：l = l n h/2 = 1.950.10.12/2 = 1.91m 則，彎矩設(shè)計(jì)值為：M max = Pl2 = 815.7081.912 = 2.603 KNM 取平臺(tái)板的保護(hù)層厚度為 20 mm，則有效高度：h 0 =ha s =12020 =100mm s = 021bfc = 62.3*19 = 0.0271 = 1 s = 1 .07 =0.0275 s = 10.5 =10.50.0275= 0.986 As = 0hfMy = 102986.3 6 = 125.71mm2 鋼筋選用 8 150，A s = 335.0 mm2，分布鋼筋選用 820

48、0 3.11.3 樓梯平臺(tái)梁的設(shè)計(jì) 樓梯平臺(tái)梁截面尺寸取為 270 mm400 mm .荷載統(tǒng)計(jì) 恒荷載值計(jì)算： 樓梯斜板傳來的荷載值： 5.7743.24/2 = 9.65 KN/m 樓梯平臺(tái)板傳來的荷載值： 2.6031.91/2 = 2.486 KN/m 梁的自重荷載值： 250.270.40= 2.7 KN/m 梁側(cè)抹灰荷載值： 0.02170.42 = 0.272 KN/m 15.11 KN/m 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算：2.5（3.24/21.91/2） = 6.44 KN/m 荷載設(shè)計(jì)值為：P = 1.215.111.46.44 = 27.14 KN/m .樓梯平臺(tái)梁的截面設(shè)計(jì) 平臺(tái)梁的

49、計(jì)算跨度為：l 0 = 1.05ln = 1.05(60.12) = 6.09m 平臺(tái)梁彎矩設(shè)計(jì)值為：M max = 81Pl02 = 27.146.092 = 125.82 KNM 平臺(tái)梁剪力設(shè)計(jì)值為：V = Pln = 27.146.09= 82.64 KN 平臺(tái)梁的截面設(shè)計(jì)按照倒 L 形截面進(jìn)行計(jì)算， 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 98 有效的翼緣寬度值為：bf = b5hf = 2705120 = 870 mm， 平臺(tái)梁的有效高度值為：h0 =has = 40035 = 365 mm （as 取 35 mm） s = 021hfMc = 2 635870.91 = 0.1131 = 1 s = 1

50、 1 = 0.12031 s = 10.5 =10.50.12031 = 0.9398 As = 0hfy = 365098.2 =1222.64 mm2 縱向受力鋼筋選用 322， As = 1140.00 mm2 箍筋選用 8 200，則平臺(tái)梁斜截面受剪承載力為 Vcs = 0.7 ft bh0 1.25f yv nAsv1 h0/s = 0.71.12703651.2521050.32365/200 =124077N=124.08KN82.64 KN 滿足要求 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 99 參 考 文 獻(xiàn) 1 任慶英、熊瑛.建筑結(jié)構(gòu)（建筑工程設(shè)計(jì)編制深度實(shí)例范本） M. 北京：中國建筑工業(yè)出版

51、社， 2005 2 鄔宏.建筑工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2005 3 梁興文. 土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)M. 北京：科學(xué)出版社， 2002 4 同濟(jì)大學(xué)等. 房屋建筑學(xué)（第四版）M. 北京：中國建筑工業(yè)出版社， 2005 5 張錫增，彭亞萍.混凝土結(jié)構(gòu)M. 北京：中國水利水電出版社， 2004 6 李國強(qiáng)，李杰，蘇小卒.建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)M. 北京：中國建筑工業(yè)出版社， 2002 7 中元國際工程設(shè)計(jì)研究院.建筑（建筑工程設(shè)計(jì)編制深度實(shí)例范本） M. 北京：中國建筑工業(yè)出 版社，2005 8 中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50011 2001）S. 北

52、京：中國建筑工業(yè)出版社， 2001 9 中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn). 房屋建筑制圖統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)（ GB/T500012001）S.北京：中國計(jì)劃出版 社，2002 10 中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn). 建筑制圖標(biāo)準(zhǔn)（GB/T501042001）S.北京：中國計(jì)劃出版社， 2002 11 中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50010 2002）S. 北京：中國建筑工業(yè)出版 社，2002 12 中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).中小學(xué)校建筑設(shè)計(jì)規(guī)范（ GBJ9986）S. 北京：中國計(jì)劃出版社， 199 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 100 致 謝 這次歷時(shí)三個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我第一次系統(tǒng)地把所學(xué)的各項(xiàng)專業(yè)知識(shí)應(yīng)用到

53、具 體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中去，使我對(duì)大學(xué)期間學(xué)過的各項(xiàng)專業(yè)知識(shí)有了更加系統(tǒng)和全面的認(rèn)識(shí)與 掌握，讓我做到了理論與實(shí)踐地真正結(jié)合，也讓我對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)， 培養(yǎng)了我的設(shè)計(jì)理念和嚴(yán)謹(jǐn)、務(wù)實(shí)的科學(xué)態(tài)度。這為我進(jìn)行下一步的研究生學(xué)習(xí)和工作 奠定了基礎(chǔ)。 由于我的專業(yè)水平有限，設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足，所以這次設(shè)計(jì)中肯定存在許多不足之處， 懇請(qǐng)學(xué)院老師和同學(xué)們批評(píng)指正，我一定虛心接受，努力改正。 在本次設(shè)計(jì)過程中，得到了學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)、老師和同學(xué)們的關(guān)心、指導(dǎo)和幫助，特別是 我的指導(dǎo)老師高紅衛(wèi)老師和我的研究生導(dǎo)師徐新生教授對(duì)我進(jìn)行了深入地輔導(dǎo)，此外我 的師兄師姐們也對(duì)我這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)提供了很多支持和幫助，特別是張靜學(xué)姐、曹凱師 兄、董光師兄、楊斌師兄、董森磊師兄等各位師兄師姐，在此謹(jǐn)對(duì)在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)過程 中給予我關(guān)心、支持和幫助的所有學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)、老師和同學(xué)們表示感謝，感謝大家對(duì)我的 支持和幫助，是你們的熱心幫助和支持，才使得我的設(shè)計(jì)如此順利地完成。 再次感謝各位領(lǐng)導(dǎo)、老師同學(xué)們對(duì)我的支持和幫助！