房建毕业设计计算书.docx
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房建毕业设计计算书
房建毕业设计-计算书
本科毕业设计(论文)
题目:
咸阳市实验中学新校园-办公楼设计(B方案)
院(系):
建筑工程学院
专业:
土木工程
班级:
学生:
学号:
指导教师:
2013年06月
本科毕业设计(论文)
题目:
咸阳市实验中学新校园-办公楼设计(B方案)
院(系):
建筑工程学院
专业:
土木工程
班级:
学生:
学号:
指导教师:
2013年06月
前言
毕业设计是大学本科教育培养目标实现的重要阶段,是毕业前的综合学习阶段,是深化、拓宽、综合教和学的重要过程,是对大学期间所学专业知识的全面总结。
通过毕业设计,可以将以前学过的知识重温回顾,对疑难知识再学习,对提高个人的综合知识结构有着重要的作用。
通过毕业设计,使我们在资料查找、设计安排、分析计算、施工图绘制、口头表达等各个方面得到综合训练,具备从事相关工作的基本技术素质和技能。
目前,我国建筑中仍以钢筋混凝土结构为主,钢筋混凝土造价较低,材料来源丰富,且可以浇筑成各种复杂断面形状,节省钢材,承载力也不低,经过合理设计可以获得较好的抗震性能。
今后几十年,钢筋混凝土结构仍将活跃在我国的建筑史上。
框架结构体系的主要特点是平面布置比较灵活,能提供较大的室内空间,对于办公楼是最常用的结构体系。
多层建筑结构的设计,除了要根据建筑高度、抗震设防等级等合理选择结构材料、抗侧力结构体系外,要特别重视建筑体形和结构总体布置。
建筑体形是指建筑的平面和立面;结构总体布置指结构构件的平面布置和竖向布置。
建筑体形和结构总体布置对结构的抗震性能有决定性的作用。
毕业设计的三个月里,在指导老师的帮助下,经过查阅资料、设计计算、论文撰写以及图纸绘制,加深了对规范等相关内容的理解,巩固了专业知识,提高了综合分析、解决问题的能力。
并熟练掌握了天正AutoCAD软件,基本上达到了毕业设计的目的与要求。
框架结构设计的计算工作量很大,在计算过程中以手算为主,由于自己水平有限,难免有不妥和疏忽之处,敬请各位老师批评指正。
西安工业大学毕业设计(论文)任务书
院(系)建筑工程专业土木工程班姓名学号
1.毕业设计(论文)题目:
咸阳市实验中学新校园-办公楼设计(B方案)
2.题目背景和意义:
本次设计的主要任务是设计一幢满足办公功能要求的咸阳市实验中学新校园-办公楼。
该建筑物主要设计概况为:
(1)批准建筑面积约4000平方米;
(2)建筑层数5层;(3)结构形式选用钢筋混凝土框架结构;(4)建筑物耐久年限为50年;(5)建筑物设计耐火等级为二级,分类为二类;(6)建筑抗震设防类别为丙类,结构安全等级为二类,抗震设防烈度采用该地区基本烈度7度,设计基本加速度值为0.15g,设计地震分组为第一组,结构抗震等级为:
框架三级。
通过本次毕业设计,全面考查了学生所学课程和专业知识,以及综合运用所学知识解决实际工程问题的能力;培养学生通过查阅相关规范和资料进行建筑方案设计和结构计算的动手能力,提高学生利用计算机工具和专业软件绘制建筑图纸和进行结构计算的应用能力。
3.设计(论文)的主要内容(理工科含技术指标):
本设计的主要内容:
(1).根据设计要求合理布置,考虑建筑造型,确定建筑方案,完成建筑说明书。
(2).绘制建筑平面图、立面图和剖面图等。
(3).确定上部结构设计方案和结构布置。
根据建筑设计、结构承重和抗震方面的要求,以及场地地质条件,现场材料供应以及施工技术
和参数选用正确;
结构计算书书写正确、条理清晰,文字简练;
设计图纸能够正确表达设计设计要求、符合相关制图标准、图面布置合理。
进度安排:
熟悉设计任务,收集相关设计资料第1周
建筑方案及建筑设计第2~3周
结构计算简图及荷载计算第4~5周
框架结构内力与位移计算第6~8周
内力组合及截面设计第9~11周
整理设计说明书和计算书第12~13周
图纸绘制第14~15周
收尾及答辩第16周
5.毕业设计(论文)的工作量要求
①实验(时数)*或实习(天数):
50机时;实习(14天)
②图纸(幅面和张数)*:
A1~A2图幅,不少于10张
③其他要求:
主要设计说明和结构设计计算书,15000字左右
指导教师签名:
年月日
学生签名:
年月日
系(教研室)主任审批:
年月日
说明:
1本表一式二份,一份由学生装订入附件册,一份教师自留。
毕I-2
2带*项可根据学科特点选填。
咸阳市实验中学新校园-办公楼设计
摘要
本设计主要进行了结构方案中横向框架A、B、C、D轴框架的结构设计。
在确定框架布局之后,先进行了荷载标准值的计算。
内力计算时,竖向荷载的计算用的是使用力学求解器,进行无限次弯矩分配法;进而按底部剪力法计算水平地震荷载作用下大小,进而求出在水平荷载作用下的结构内力(弯矩、剪力、轴力)。
然后进行内力组合,从中找出最不利的一组或几组内力值。
选取最安全的结果计算配筋并绘图。
此外还进行了结构方案中的室内楼梯的设计。
完成了平台板,梯段板,平台梁等构件的内力和配筋计算及施工图绘制.
关键词:
办公楼、钢筋混凝土框架结构、功能、建筑设计、结构设计
ThedesignofanofficebuildingofahighmiddleschoolinXianyang
Abstract
Thepurposeofthedesignistodotheanti-seismicdesigninthelongitudinalframesofaxisA,B,CandD.Whenthedirectionsoftheframesisdetermined,firstlycarriedonthestandardload.Whencarriedontheverticalforcecomputation,themomentdistributionoftwiceisused;thenmakingtheamountofthehorizontalseismicforcecanbegotbywayofthebottom-shearforcemethod.Theseismicforcecanbeassignedaccordingtotheshearingstiffnessoftheframesofthedifferentaxis.Thentheinternalforce(bendingmoment,shearingforceandaxialforce.)inthestructureunderthehorizontalloadscanbeeasilycalculated.Afterthedeterminationoftheinternalforceunderthedeadandliveloads,thecombinationofinternalforcecanbemadebyusingtheExcelsoftware,whosepurposeistofindoneorseveralsetsofthemostadverseinternalforceofthewalllimbsandthecoterminousgirders,whichwillbethebasisofprotractingthereinforcingdrawingsofthecomponents.Thedesignofthestairsisalsobeapproachedbycalculatingtheinternalforceandreinforcingsuchcomponentsaslandingslab,stepboardandlandinggirderwhoseshopdrawingsarecompletedintheend.
Keywords:
Officebuilding;Reinforcedconcreteportalframeconstruction;Function;Architecturaldesign;Structuraldesign.
主要符号表
SGk永久荷载效应的标准值;
SQk可变荷载效应的标准值;
γG永久荷载的分项系数;
γQ可变荷载的分项系数;
T结构自振周期;
fy、fy’普通钢筋的抗拉、抗压强度设计值;
Vcs构件斜截面上混凝土和箍筋的受剪承载力设计值;
as、as'纵向非预应力受拉钢筋合力点、纵向非预应力受压钢筋合力点至截面近边的距离;
b矩形截面宽度、T形、I形截面的腹板宽度;
bf、bf'T形或I形截面受拉区、受压区的翼缘宽度;
d钢筋直径或圆形截面的直径;
c混凝土保护层厚度;
e、e'轴向力作用点至纵向受拉钢筋合力点、纵向受压钢筋合力点的距离;
e0轴向力对截面重心的偏心距;
ea附加偏心距;
ei初始偏心距;
h截面高度;
h0截面有效高度;
hf、hf'T形或I形截面受拉区、受压区的翼缘高度;
As、As'受拉区、受压区纵向非预应力钢筋的截面面积;
Acor箍筋内表面范围内的混凝土核心面积;
α1受压区混凝土矩形应力图的应力值与混凝土轴心抗压强度设计值的比值;
η偏心受压构件考虑二阶弯矩影响的轴向力偏心距增大系数;
λ计算截面的剪跨比;
ρ纵向受力钢筋的配筋率;
ρsv竖向箍筋、水平箍筋或竖向分布钢筋、水平分布钢筋的配筋率;
ρv间接钢筋或箍筋的体积配筋率;
FEk结构总水平地震作用标准值;
Geq地震时结构(构件)的重力荷载代表值、等效总重力荷载代表值;
αmax水平地震影响系数最大值;
γRE承载力抗震调整系数;.
∑Mc节点上下柱端截面顺时针或反时针方向组合的弯矩设计值之和,上下柱端的弯矩设计值可按弹性分析分配
∑Mb节点左右梁端截面反时针或顺时针方向组合的弯矩设计值
第一章建筑设计说明
1.1工程概况
设计题目:
咸阳市实验中学新校园办公楼设计
批准建筑面积:
4158.00m2
建筑层数:
5层
建筑高度:
19.2m
结构形式:
现浇钢筋混凝土框架结构
建筑物耐久年限:
50年
建筑防火:
设计防火等级为二级,
分类为二类
建筑抗震:
抗震等级为框架三级,
地震设防烈度为7度,
设计地震分组为第一组,
设计基本加速度值0.15g
建筑抗震设防类别为丙类,
结构安全等级为二类
1.2设计原始资料
1.2.1气象
1.温度:
夏季极端最高38℃;冬季极端最低-8℃
2.基本风压:
0.35KN/m2
3.基本雪压:
0.2KN/m2
1.2.2工程地质条件
自然地表下1米内为填土,填土下层5米厚黄土状土,再下为3米厚砂质粘土,再下层为砾石层,地下水位为-5.4米,建筑场地为Ⅱ类场地土,地面粗糙度为B类,各土层的地基承载力标准值如下:
黄土壮土fak=100~120kN/m2
砂质粘土fak=220~270kN/m2
砾石层fak=300~400kN/m2
1.3建筑平面设计
根据本建筑物的使用功能要求,确定采用三跨框架,边跨为6.9米,中跨为2.7米,标准层房间进深为6.9米,开间3.6米,走道宽2.7米。
每层中间设一个双分平行的的楼梯,两侧各设一个逃生楼梯,二层以上南面
~
轴外墙设有弧形玻璃幕墙,且每层设一个大开间会议室。
一至五层平面布置基本相同,四个大型办公室,其他均为普通的小办公室,两侧设有男女卫生间,每上一层相反。
1.4建筑立面设计
本建筑立面采用对称体型,建筑物各部协调统一,形式完整。
层高为3.6m,层高较大,给人敞亮的感觉,不易产生压抑感。
楼梯高度等于层高,屋面为不上人屋面,女儿墙高度设为1200mm。
建筑总高度19.2m。
在本设计中,正立面中感觉所有的窗尺寸都是一样的,整个立面看起来规则整齐,简洁大方,简单的造型更显示了干练。
房屋外部形象反映建筑类时,建筑物所在地区的气候、地形、道路、原有的建筑物以及绿化等基地环境,也是影响建筑物立面设计的重要因素。
总体上,本建筑立面造型符合建筑造型和构图方面的均衡、韵律、对比的规律,并满足适用、经济、美观的要求。
1.5建筑剖面设计
室内外高差为0.45米,可防止室外流水流入和墙身受潮。
根据采光设计标准及结构布置要求,确定标准层房间窗高到框架梁底,主要窗宽为2.1米,高为2.0米。
标准层走廊两端设置窗户以便空气采光和流通。
屋面排水采用有组织外排水方式,用外装塑料空心管作为落水管,屋面材料找坡3%。
1.6土建设计
1.墙体±0.000以上均采用M5混合砂浆砌筑,±0.000以下均采用水泥砂浆砌筑。
2.门垛厚度一般为130mm。
一般门窗均居中,内门内开时内平,外开时居中。
3.卫生间楼地面比同层相邻楼地面低20mm。
4楼屋面面层材料的选择及构造设计
地砖地面、120厚钢筋混凝土楼板
5.屋面:
三毡四油防水层
20mm厚水泥砂浆找平
150mm厚水泥蛭石保温层
120mm厚钢筋混凝土板
V形轻刚龙骨吊顶
6.楼面:
瓷砖地面(在卫生间内采用地砖防水楼面)120mm厚钢筋混凝土板
V形轻刚龙骨吊顶(二层9mm厚的纸面石膏板,有厚50mm厚的岩棉板保温层)
第二章结构设计说明
2.1工程地质条件
自然地表下1米内为填土,填土下层5米厚黄土状土,再下为3米厚砂质粘土,再下层为砾石层,地下水位为-5.4米,建筑场地为Ⅱ类场地土,地面粗糙度为B类,各土层的地基承载力标准值如下:
黄土壮土fak=100~120kN/m2砂质粘土fak=220~270kN/m2
砾石层fak=300~400kN/m2
2.2基础
本工程为框架结构,边柱采用柱下独立基础,中柱采用双柱联合基础。
2.3设计活载荷载标准值
不上人屋面:
0.5
楼面:
2
2.4材料
混凝土:
基础混凝土C25;垫层素混凝土选用C15;各层梁板柱混凝土C30
钢筋:
梁柱纵筋采用Ⅲ级钢筋,箍筋及基础底板钢筋采用Ⅰ级钢筋
2.5构造要求
构件主筋混凝土净保护层厚度
基础50mm,柱40
梁
板20
第三章结构设计计算书
3.1工程概况
咸阳市实验中学新校园办公楼设计,拟建五层,建筑面积约4000平方米,建筑耐久年限为50年,设计防火等级二级,分类为二类。
查相关规范得建筑物所在地(Ⅱ类场地,分组第一组)的设计地震参数为αmax=0.08,Tg=0.35s,基本风压W0=0.35kn/m2,基本雪压S0=0.2KN/m2,夏季极端最高38℃,冬季最低-8℃。
自然地表下1米内为填土,填土下层5米厚黄土状土,再下为3米厚砂质粘土,再下层为砾石层,地下水位为-5.4米,建筑场地为Ⅱ类场地土,地面粗糙度为B类。
各土层的地基承载力特征值如下:
黄土状土fak=100~120KN/m2,
砂质粘土fak=220~270KN/m2,
砾石层fak=300~400KN/m2。
建筑抗震设防类别为丙类,结构安全等级为二类,抗震设防烈度为7度,设计基本加速度值为0.15g,设计地震分组为第一组,结构抗震等级为框架三级。
3.2结构布置及计算简图
根据该房屋的使用功能及建筑设计的要求,进行了建筑平面、立面及剖面设计,标准层建筑平面、结构平面布置图分别见图3.1、图3.2。
主体结构共5层,层高均为3.6米。
填充墙采用240mm厚粘土空心砖,窗为铝合金窗,门001、007为玻璃门,门003及002为木门。
楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构,楼板及屋面板厚度均取120mm(3600/30=120。
主梁截面、次梁截面高度分别按其梁跨度的1/10~1/12和1/12~1/15估计取值,且不应小于400mm,也不大于梁截面净跨的1/4,框架梁宽度可取梁截面高度的1/3~1/2,且不小于250mm,同时应保证梁截面高宽比不大于4,估算梁截面尺寸和各层梁、柱和板的混凝土强度等级见表3.1。
表3.1梁截面尺寸(mm)
混凝土等级
横梁(b×h)
纵梁(b×h)
次梁(b×h)
BC跨、DE跨
CD跨
C30
300×650
300×450
300×650
250×500
柱截面尺寸可根据式,
β.A.gE.n和Ac≥N/uNfc估算。
β为作用组合后柱轴压力增大系数。
A为支状态计算柱的负载面积,见图3.2,gE为建筑面积上的重力荷载代表值,可近似的取14KN/m²,n为计算截面以上的楼层层数,uN为架柱轴压比限值,本方案为二级抗震等级,查《抗震规范》可知取为0.8,fc—凝土轴心抗压强度设计值,对C30,查得14.3N/mm²,AC为柱截面面积。
图3.1建筑平面布置图
图3.2结构平面布置
对于边柱
Ac≥1.3×24.84×14×103×5/(14.3×0.85)=185967.91mm2
对于中柱
Ac≥1.2×34.56×14×103×5/(14.3×0.85)=238835.05mm2
柱截面取正方形,根据上述结果并综合考虑偏心等其它因素,本设计柱截面尺寸取值如下:
第一层取600mm×600mm;2~5层550mm×550mm;基础选用独立基础,基础埋深取1.8米,基础高度为1.2m,垫层厚度为0.1m。
框架结构计算简图如图3.3所示。
梁轴线取直板底,2~5层柱高即为层高,基础埋深1.8m,基础高度1.2m,垫层厚0.1m。
底层柱高取3.6+0.45+0.6=4.65m。
图3.3横向框架计算简图
3.3重力荷载计算
3.3.1屋面及楼面的永久荷载标准值
查《结构荷载规范》可取:
屋面(不上人):
30mm厚细石混凝土保护层24×0.03=0.72kN/㎡
三毡四油防水层0.4kN/m2
20mm厚水泥砂浆找平20×0.02=0.4kN/m2
150mm厚水泥蛭石保护层5×0.15=0.75kN/㎡
120mm厚钢筋混凝土板25×0.12=3.0kN/
V型轻刚龙骨吊顶0.25kN/m
合计:
5.52kN/m2
1~4层楼面:
瓷砖地面(包括粗砂打)0.75kN/m2
120mm厚钢筋混凝土板25×0.12=3.0kN/㎡
V形轻刚龙骨吊顶0.25kN/m2
4.0kN/m2
3.3.2屋面及楼面可变荷载标准值
不上人屋面均布活荷载标准值0.50kN/m2
楼面活荷载标准值2.0kN/m2
楼梯及走廊活荷载标准值2.5kN/㎡
屋面雪荷载标准值0.2kN/m2
3.3.3梁、柱重力荷载计算
表3.2一层框架梁柱重力统计
类别
计算长度(mm)
截面
(mm)
密度(kN/m3)
体积
(m3)
单重
(kN)
数量
(根)
总重
(kN)
横梁
AB跨
6300
300×650
25
1.23
30.75
8
246
CD跨
6300
300×650
25
1.23
30.75
8
246
BC跨
2100
300×450
25
0.284
7.1
8
56.8
纵梁
kL-3
6600
300×650
25
1.287
32.18
28
901.04
次梁
L-1
6600
250×500
25
0.825
20.63
13
268.19
柱
Z
4650
600×600
25
1.674
41.85
32
1339.2
表3.32~5层框架梁柱重量统计
类别
计算长度(mm)
截面
(mm)
密度(kN/m3)
体积
(m3)
单重
(kN)
数量
(根)
总重
(kN)
横梁
AB跨
6350
300×650
25
1.238
30.95
8
247.6
CD跨
6350
300×650
25
1.238
30.95
8
247.6
BC跨
2150
300×450
25
0.29
7.25
8
58
纵梁
kL-3
6650
300×650
25
1.3
32.5
28
910
次梁(2~4)
L-1
6600
250×500
25
0.825
20.63
13
268.19
次梁(5)
L-1
6600
250×500
25
0.825
20.63
14
288.82
柱
Z
3600
550×550
25
1.089
27.225
32
871.2
3.3.4墙、门窗重力荷载计算
墙体为240mm厚粘土空心砖(14kN/m³),其他外墙面贴瓷砖(0.5kN/㎡,包括水泥砂浆打底,共厚25mm),内墙面20mm厚抹灰(0.34kN/㎡),则外墙面单位面积重力荷载为14×0.24+0.5+0.34=4.2kN/㎡;内墙为240mm厚粘土空心砖两侧均为20mm厚抹灰,内墙面单位面积重力荷载为14×0.24+0.34×2=4.04kN/㎡。
窗均为铝合金窗,004、005窗尺寸为2.1m×2.0m、006窗尺寸为1.8m×1.5m,单位面积重量为0.4kN/㎡;门001为玻璃门,尺寸1.8m×2.7m,其余门为木门。
一层:
1、B、C纵墙:
柱间墙计算长度7200-600=6600mm,计算高度3600-650=2950mm。
单跨重量:
6.6×2.95×4.04=78.66kN
数量:
11
总重:
78.66×11=865.26kN
2、A、D纵墙:
柱间墙计算长度7200-600=6600mm,计算高度3600-650=2950mm。
门窗面积005:
2.1×2.0=4.2㎡006:
1.8×1.5=2.7㎡窗墙比:
A:
(4.2×12+2.7×2)/(6.6×2.95×7)=0.409
D:
(4.2×2)/(6.6×2.95)=0.431
墙重量:
6.6×2.95×7×[(1-0.409)+(1-0.431)]×4.2=664kN
窗重量:
(4.2×26+2.7×2)×0.4=45.84kN
总重:
664+45.84=709.84kN
3、边横梁下横墙:
柱间墙计算长度6900-600=6300mm,计算高度3600-650=2950mm。
总重:
6.3×2.95×(4×4.2+12×4.04)=1213.23kN
4、中横梁下
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