土木工程毕业设计 - 图文

※ ※ 学校代码： 11059

毕业设计(论文)材料 学 号： 1101014004 ※ ※

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※※※※※※※※※ ※※ 2015届学生

Hefei University

毕业设计

BACHELOR DISSERTATION

设计题目： 合肥学院产学研大楼设计 学位类别： 工 学 学 士 学科专业： 土 木 工 程 作者姓名： 导师姓名： 完成时间： 2015年5月

合肥学院本科毕业设计

合肥学院产学研大楼设计

合肥学院 建筑工程系11级土木工程

指导老师：

中 文 摘 要

摘要：本设计为5层框架结构的产学研大楼，主要包括建筑、结构设计两方面。建筑与结构设计密切相关相辅相成，本设计依据现行相关规范以及大学生专业指导用书。本工程用现浇钢筋混凝土框框架结构附属部分因跨度大屋顶采用钢结构不参与此次手算，仅选择了主体12轴的一榀框架进行计算，根据设计任务书要求抗震设防烈度7度，在进行抗震计算。本设计包括水平、竖向荷载计算以及其各内力计算和构件设计，计算方法中包括D值法，底部剪力法和弯矩二次分配法。

关键词：结构设计与计算，建筑设计，抗震验算，基础设计，楼梯设计

I

合肥学院本科毕业设计

The building design of Hefei University

Abstract

Abstract：The design for the building and 5 layer frame structure, mainly includes two aspects, design of

building structure. The architectural and structural design are closely related to each other,this design is based on the current standard and guide students. This project used cast-in-place reinforced concrete box on affiliated part of frame structure for span hit the roof of the steel structure does not participate in the hand count, select only the main shaft 12 specimens framework to calculate, according to the requirement of seismic fortification intensity of 7 degree of design task book, in seismic calculation. This design including the level, the vertical load calculation and the internal force calculation and component design, for the vertical force by the second moment distribution method, horizontal force the D value method, earthquake the bottom shear method.

Key words: basic framework design, architectural design, seismic design, stair design,

II

合肥学院本科毕业设计

目 录

合肥学院产学研大楼设计 ................................................................................................................ I

中 文 摘 要 ........................................................................................................................ I The building design of Hefei University ............................................................................ II 建筑设计部分 ................................................................................................................................... 1

1.工程概况 ....................................................................................................................... 1

1.1工程名称及概况 ................................................................................................ 1 1.2建筑功能 ............................................................................................................ 1 2.办公楼建筑说明 ........................................................................................................... 1

2.1建筑平面设计（底层） .................................................................................... 2 2.2建筑立面设计 .................................................................................................... 2 2.3建筑剖面设计 .................................................................................................... 3 3.建筑构造说明 ............................................................................................................... 4

3.1屋面做法 ............................................................................................................ 4

结构部分设计 ................................................................................................................................... 4

第一章 结构布置 ................................................................................................................. 4

1.选择承重方案。 ........................................................................................................... 5 2.对梁柱截面尺寸估算 ................................................................................................... 5 第二章 荷载计算 ................................................................................................................. 6

1.各层永久荷载标准值计算 ........................................................................................... 6 2计算各层重力荷载,、活荷载代表值 .......................................................................... 7

2.1楼面板荷载专递给梁的简图如下 .................................................................... 7 2.2横梁自重、横墙均布荷载 ................................................................................ 8 2.3纵向框架梁传来的节点荷载及柱自重 ............................................................ 8 3.横向框架侧移刚度计算 ............................................................................................. 13

3.1梁柱线刚度计算 .............................................................................................. 13 3.2框架柱的刚度计算 .......................................................................................... 13 3.3框架侧移刚度的计算 ...................................................................................... 13 4.横向水平地震作用下，框架结构内力计算 ............................................................. 14

4.1横向自震周期计算 .......................................................................................... 14 4.2水平地震作用及剪力计算 .............................................................................. 15 4.3水平地震作用内力计算 .................................................................................. 15 4.4水平地震作用下梁端弯矩、剪力及轴力计算 .............................................. 16

第三章 荷载作用下横向内力计算 ..................................................................................... 17

1.计算单元见图3 .......................................................................................................... 17

1.1荷载计算 .......................................................................................................... 17 1.2屋面梁先荷载标准值 ...................................................................................... 17 1.3楼面梁线荷载标准值 ...................................................................................... 18 2.计算分配系数 ............................................................................................................. 20 3.计算恒载作用下杆件固端弯矩 ................................................................................. 22

3.1第一至四层边跨与中跨 .................................................................................. 22 3.2顶层固端弯矩计算 .......................................................................................... 22

合肥学院本科毕业设计

3.3偏心弯矩计算 .................................................................................................. 22 3.4用二次分配法求出恒载作用下梁端弯矩 ...................................................... 22 3.5计算活在作用下梁固端弯矩 .......................................................................... 24 4.恒载作用下，梁端的剪力计算 ................................................................................. 26

4.1边跨梁左端剪力 .............................................................................................. 26 4.2边跨梁右端弯矩计算 ...................................................................................... 27 4.3中跨梁左端剪力计算 ...................................................................................... 27 4.4恒载作用下梁端剪力 ...................................................................................... 27 5.恒载作用下柱轴力计算 ............................................................................................. 27

5.1第1至5层柱轴力 .......................................................................................... 27 5.2根据梁上恒载和梁端弯矩 .............................................................................. 28 5.3活载作用下梁端剪力计算 .............................................................................. 30

第四章 内力组合 ............................................................................................................... 34

1.由地震作用和竖向荷载作用下剪力弯矩进行内力组合 ......................................... 34 第五章 截面设计 ................................................................................................................. 43

1.框架梁柱截面 ............................................................................................................. 43

1.1梁正截面受弯计算 .......................................................................................... 43 1.2计算框架梁配筋面积 ...................................................................................... 43 1.3柱配筋计算 ...................................................................................................... 46 1.4柱箍筋计算 ...................................................................................................... 50 2.板配筋计算 ................................................................................................................. 54

2.1 1-4层楼面板配筋计算 .................................................................................. 55

2.2计算HK之间的双向板，取板厚100mm ......................................................... 56 2.3屋面板配筋计算 .............................................................................................. 57

第六章 基础设计 ................................................................................................................... 58

1.独立基础设计 ..................................................................................................... 58 1.1独立基础尺寸选则 .......................................................................................... 58 1.2地基承载力验算 .............................................................................................. 59 1.3基础抗冲切验算 .............................................................................................. 60 1.4每一阶段抗冲切验算 ...................................................................................... 60 1.5基础底板配筋验算 .......................................................................................... 60 2.联合基础计算 ..................................................................................................... 62 2.1联合基础尺寸选择 .......................................................................................... 62 2.2地基承载力验算 .............................................................................................. 63 2.3基础底板配筋验算 .......................................................................................... 64

第七章 楼梯设计 ................................................................................................................... 65

1.楼梯计算 ............................................................................................................. 65 1.1荷载计算 .......................................................................................................... 66 2.2楼梯内力计算 .................................................................................................. 67 2.平台板计算 ................................................................................................................. 68

2.1各构件重量 ...................................................................................................... 68 2.2平台板内力计算 .............................................................................................. 69

参考文献......................................................................................................................................... 70

................................................................................................................................................ 71

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毕业设计总结 ......................................................................................................................... 72 致谢......................................................................................................................................... 73

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1.工程概况

建筑设计部分

1.1工程名称及概况

合肥学院产学研大楼设计，地点：合肥市，建筑面积：6361.74m2，层数：5层，建筑类型：框架结构

1、本工程采用现浇钢筋砼框架结构，内外墙体采用190×190×390mm的非承重粘土空心砖。

2、工程地质条件：

（1）建场平坦，水位正常，无侵蚀性。 （2）地层土质分布：

a层：杂填土，厚0.5-1.5m fk=110 kPa

b层：粘土，厚约4m 硬塑 Ip=22 IL=0.21 e=0.55 fk=260 kPa c层：粉质粘土 厚约5m 硬塑 Ip=16 IL=0.18 e=0.74 fk=235 kPa 3、气象、地震资料

（1）主导风向：为东南风，基本风压值：W0=0.35KN/m 基本雪压值：S0=0.5KN/m

2

2

（2）按7度设防，设计基本地震加速度为0.10g，抗震等级为三级。

1.2建筑功能

㈠、层数、层高： 层数：5-6层

层高： 底层、报告厅－－4.2m；其余3.6m ㈡、装修： 1、外墙：贴面砖。 3、楼地面： ⑴、门厅和报告厅

（2）、公共走廊——水磨石地面

⑷、卫生间

⑸、其余——水泥砂浆地面 其它： 书库中应有??小型提升机一部

2.办公楼建筑说明

1

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2.1建筑平面设计（底层）

关于本建筑功能已在前面阐述，再次不在详述

2.2建筑立面设计

功能应符合要求且经济而且保证尽量美观，具体设计见图。本建筑总高度22.8m,在功能布局上为方便图书贮藏，人员开大型会议，将书库和报告厅设置在一楼，其中报告厅单独一层可用钢结构屋面。

此工程建筑里面种采用灰色外瓷砖与学校其他建筑相适应

2

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2.3建筑剖面设计

在满足要求情况下做到经济美观

3

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3.建筑构造说明

3.1屋面做法

20厚1:2水泥砂浆找平层 10厚纸筋灰抹底 100厚现浇钢筋混凝土板

3.2楼面做法

25厚水泥砂浆

100厚现浇钢筋混凝土板 10厚灰抹底

结构部分设计

第一章 结构布置

4

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1.选择承重方案。

根据本设计建筑图选择12轴的一榀框架进行计算。

2.对梁柱截面尺寸估算

本工程12轴的一品框架中有三跨，其中两个长跨分别为7200mm，短跨为2100mm。暂定7200mm一跨梁宽b=250mm，梁高h=700mm，框架柱尺寸暂定h=b=400mm，根据相关相关规定，剪跨比宜大于2，截面长短边之比小于3，计算简图如下图。

5

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第二章 荷载计算

1.各层永久荷载标准值计算

1.1屋面荷载

二毡三油防水层 0.35KN/M2 20厚1:2水泥砂浆找平层 0.02Mx20KN/M3=0.40KN/M2 10厚纸筋灰抹底 0.01Mx17KN/M3=0.17KN/M2 100厚现浇钢筋混凝土板 0.10Mx25KN/M3=2.5KN/M2

合计：

6

3.24KN/M2

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相关规范，框架结构填充墙用混凝土空心小砌块17KN/m,混合砂浆用，钢筋

317KN/m3混凝土容重25KN/m3，水泥砂浆容重20KN/m3

1.2楼面板荷载

25厚水泥砂浆

0.025Mx20KN/M3=0.50KN/M2

100厚现浇钢筋混凝土板 0.10Mx25KN/M3=2.5KN/M2 10厚灰抹底 0.01Mx1711.8KN/M3=0.17KN/M2

合计： 3.17KN/M2

1.3梁自重

250x700梁：

0.25Mx0.7Mx25KN/M3+0.25Mx0.17KN/M2+0.25Mx0.17KN/M2+2x(0.7-0.1)Mx0.17KN/M2=4.75KN/M

250x400梁：

0.25Mx0.4Mx25KN/M3+0.25Mx0.17KN/M2+0.25Mx0.17KN/M2+2x(0.4-0.1)Mx0.17KN/M2=2.65KN/M

1.4柱自重

0.4Mx0.4Mx25KN/M3+(2x0.40M+2x0.40M)x0.17KN/M2=4.27KN/M

1.5墙自重

11.8KN/M3x0.2M+17KN/M3x0.02Mx2=3.04KN/M2

1.6楼、屋面活荷载

222

0.5KN/M2.0KN/M2.0KN/M经查规范不上人屋面为，上人屋面为，楼面为

2计算各层重力荷载,、活荷载代表值

2.1楼面板荷载专递给梁的简图如下

7

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顶层梁边跨： g1=3.42KN/M2x3.3M=11.29KN/M 顶层梁中跨： g2=3.42KN/M2x2.1M=7.18KN/M 其余层梁边跨： g3=3.17KN/M2x3.3M=10.46KN/M 其余层梁中跨： g4=3.17KN/Mx2.1M=6.66KN/M

2

2.2横梁自重、横墙均布荷载

顶层梁边跨： g1=4.62KN/M+1.3Mx3.04=7.66KN/M 顶层梁中跨： g2=2.65KN/M

其余层梁边跨： g3=4.62KN/M+(3.6-0.7)Mx3.04KN/M2=7.66KN/M 其余层梁中跨： g4=2.65KN/M

2.3纵向框架梁传来的节点荷载及柱自重

顶层（G、L轴）

8

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屋顶女儿墙： 1.3x3.3x3.04=13.04(KN)

?3.3?3.42????9.31?KN?2??屋面板传来：

框架梁自重： 2.65x3.3=8.75(KN）

合计： 31.1KN

2

顶层（H、K轴）：

3.42?(屋面板传来：

3.32?2.522.5?)??()??(3.3?2.5)??3.42?18.0722?2?（KN)

框架梁自重： 3.3x2.65=8.75(KN)

合计： 26.82KN

其余层（G、L轴）

外纵墙： （3.6-0.7）Mx3.04KN/M2x3.3M=29.09KN

楼面板传来：

框架梁自重： 8.75KN

框架柱自重： 3.6Mx4.27KN/M=15.37KN 合计：

其余层：（H、K轴）

?3.3?3.17????5.23?KN??2?

258.44KN

内纵墙： （3.6-0.4）x3.04x3.3=32.10（KN）

3.17?(楼面板传来：

3.32?2.522.5?)??()??(3.3?2.5)??3.17?16.7522?2?KN

框架梁自重： 8.75KN 框架柱自重： 15.37KN

合计： 72.97KN

注：以上所指其余层不包括底层。

9

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