教学楼计算书--毕业设计

XXX学院土木工程专业毕业设计-1-前言本毕业设计的课题来源于教师，主要研究设计教学楼设计，采用现浇钢筋混凝土框架结构，共五层，毕业设计是大学教学计划的一个重要的组成部分,它培养了我们综合运用所学基础和专业知识,提高了我们实践能力，在理论上联合了实际。本毕业设计课题是设计高校教学楼,其中包括建筑设计,结构设计两大部分共9章内容，包括建筑设计、楼板设计、连系梁设计、框架设计、内力组合、截面设计、楼梯设计、雨篷设计和基础设计。在设计的过程中也运用到很多参考资料，结合规范和实际情况设计了鼎盛教学楼，对于建筑设计，参考了房屋建筑学，研究教学楼各部分的组合原理、构造方法以及建筑空间环境，从而设计出总平面布置图，平面图、立面图以及剖面图。对于结构设计主要参考了混凝土上、中两册，建筑结构抗震及高层建筑结构。设计完成后，一切的数据都是符合规范要求，并运用PKPM进行了电算，符合计算的结果。由于自身所学知识的局限性以及第一次独立的完成设计，设计中难免存在问题。在此，请各位老师，专家给予批评指正。2012年4月XXX学院土木工程专业毕业设计-2-1建筑设计1.1设计理念教学楼是为人们学习提供最为良好环境的建筑。纵观教学建筑的发展历史，无不体现着人类文化、文明的历史进程和时代特征。教学楼建筑设计同设计其他类型建筑一样有许多共同点，也有许多不同的特点和要求。随着时代的发展，办公楼的内容和形式都在不断发生变化。因此，我对教学楼的设计过程和设计方法进行了详细研究，经过一番思考，我认为本设计应该具有以下特点：（1）弹性。从设计、结构到服务功能都应做到开放性，以适应时空的变化。（2）紧凑性。教室以及其它辅助用房的空间布置要做到紧凑合理。（3）易接近性。从楼外到楼内，从入口到各个部门，要规划得合理，要设计一个良好的导引系统。（4）可扩展性。在未来扩展时可灵活延伸，将损失减小到低程度。（5）舒适性。在环境、通风、温湿度、光线等方面要柔和、协调，尽量借用外部的自然环境。（6）环境的稳定性。（7）安全性。建筑安全防护措施做到不仅满足规范要求而且更加人性化。（8）经济性。把建设和维护一座教学楼所需要的经费和人员控制在最低限度。在整个设计过程中，我本着“安全，适用，经济，美观”的原则，在满足设计任务书提出的功能要求前提下，完成了建筑设计这一环节，合理的选择框架，并为以后的结构设计打下了良好的基础。1.2工程概况本设计教学楼位于青岛市。该地段地势平坦，环境较好，在选址和环境营造方面，注意自然景色的优美，也重学习环境各交通条件的因素，更强调人与自然环境的协调统一，比较适合教学楼功能的充分利用。根据设计资料的规划要求，本教学楼建筑要求的主要功能有：普通教室，阶梯教室，实验室，办公室等。建筑总长度为74.75m，所以在长度方向设置温度伸缩缝，其做法为：沿建筑物长度方向54m处预留缝隙，将建筑物从屋顶、墙体、楼层等地面以上构件全部断开，建筑物基础因其埋在地下受温度变化影响小，不必断开。伸缩缝的宽度为10厘米，缝内填保温材料。XXX学院土木工程专业毕业设计-3-设计标高：室内外高差：450mm。墙身做法：墙身采用240厚粉煤灰填充墙。内粉刷为混合沙浆浆底，纸筋抹灰面，厚20mm,内墙涮两度涂料,外墙贴砖。楼面做法：楼面（大理石楼面），100厚现浇钢筋砼楼板，20厚板底抹灰。屋面做法（不上人屋面）门窗做法：塑钢窗和木门。地质资料：土的类型划分为：第1层耕土为软弱土，第2层残积土为中硬土，第3层强风化花岗岩为坚硬土。场地土的特征周期（卓越周期）为0.45s，勘测时间，勘测范围内未见地下水。地震烈度：7度，设计基本地震加速度为0.15g，Ⅱ类场地，设计地震分组为第二组，抗震等级三级。基本风压：0=0.50kN/m2雪压：0.25kN/m2，地面粗糙度类别为B类。不上人屋面活荷为0.5kN/m2，走廊、楼梯活荷载为2.5kN/m2，卫生间楼面活荷载为2.0kN/m2，教室、办公室楼面活荷为2.0kN/m2。1.3使用部分的平面设计使用房间面积的大小，主要由房间内部活动的特点，使用人数的多少以及设备的因素决定的，本建筑物为教学楼，主要使用房间为教室，各主要房间的具体设置在下表一一列出，如下表1.1：表1.1房间设置表序号房间名称数量单个面积(m2)1普通教室3060.482大办公室1430.243厕所2025.925阶梯教室690.726实验室1790.727小办公室525.92XXX学院土木工程专业毕业设计-4-1.4门的宽度、数量和开启方式房间平面中门的最小宽度是由通过人流多少和搬进房间家具设备的大小决定的，如果室内人数多于50人，或房间面积大于60m2时，按照防火要求至少要设两个门，分别设在两端，以保证安全疏散，在进出人流频繁的地方，应使用弹簧门。教室设置两扇900宽的门，门扇开向室内。为了在发生危险时便于疏散，正面大门采用四扇宽为1.6m的门，走廊两端的采用0.80m的双扇门，均向外开。1.5窗的大小和位置房间中窗的大小和位置主要是根据室内采光通风要求来考虑。采光方面，窗的大小直接影响到室内照明是否充足。各类房间照明要求是由室内使用上直接影响到室内是用上精确细密的程度来确定的。通常以窗口透光部分的面积和房间地面的采光面积比来初步确定或检验面积的大小。1.6辅助房间的平面设计通常根据各种建筑物的使用特点和是用人数的多少，先确定所需设备的个数，建筑物中公共服务的卫生间应设置前室，这样使得卫生间比较隐藏，又有利于改善通向卫生间的走廊或过厅的卫生条件。为了节省交通面积，并使管道集中，采用套间布置。在本设计中，每层大约有400人上课，按规范规定每25人/1具:男卫生间：大便器8具；小便槽2具；洗手盆：4具，女卫生间：大便器16具；洗拖把槽：2具；洗手盆：4具。1.7交通部分的平面设计走廊的应符合人流通畅和建筑防火要求，通常单股人流的通行宽度约为500~600mm。由于走廊两侧设房间，走廊宽度采用2400mm。根据建筑物的耐火等级为二级，层数五层。走廊通行人数为60人，防火要求最小宽度为1m,符合要求。楼梯是房屋个层间的垂直交通部分，各楼层人流疏散的必经通路。楼梯设计主要根据使用要求和人流通行情况确定梯段和休息平台的宽度，梯段的宽度通常不小于1100mm~1200mm。XXX学院土木工程专业毕业设计-5-1.8立面设计在本设计中，正立面中所有的窗尺寸都是一样的，给人以特别整齐的感觉！房屋外部形象反映建筑类型内部空间的组合特点，美观问题紧密地结合功能要求，同时，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。1.9建筑剖面设计为防止室外雨水流入室内，并防止墙身受潮，将使内地坪提高到室外地坪450mm。首层层高为3.9、标准层与顶层层高均为3.6m。XXX学院土木工程专业毕业设计-6-2楼板设计2.1楼面结构平面布置教学楼平面布置图如下图2.1图2.1柱网布置图2.2截面尺寸初步估计2.2.1柱截面设计该结构选用C30的混凝土214.3/cfNmm，选用二级钢筋HRB3352300/yfNmm。结构抗震等级为三级，由公式cAfN，式中取0.8,cf取14.3×103kN/m2，N=15×A（其中15为面荷载）从而得到N=15×3×（21×7.2＋21×2.4）=216kN可得A=nNfc=3.1480.05216=0.113m2=113000mm2b=h=A=336mm.取b=h=500mm.2.2.2梁的截面设计梁的截面宽度b:框架梁取300mm,楼面连系梁取250mm。梁的截面高度h取值如下：框架梁：h1=（101~151）LXXX学院土木工程专业毕业设计-7-AB、CD跨:h1=600mmBC跨：在AB和CD之间，考虑到整体性，故也取h1=600mm连系梁：H2121Lh2=121L=122400=200mm,取h2=500mm。综上可知，各梁的截面如下：框架梁：b1×h1=300mm×600mm（AB跨、BC跨、CD跨）连系梁：b2×h2=250mm×500mm2.3设计资料板采用100厚现浇钢筋混凝土板，10厚水磨石地面层，20厚1：3水泥砂浆打底，20厚1：3水泥砂浆抹灰，V型轻钢龙骨吊顶。混凝土采用C30（fc=14.3N/mm2）,钢筋选用HRB335(fy=300N/mm2).不上人屋面活荷为0.5kN/m2，走廊、楼梯活荷载为2.5kN/m2，卫生间楼面活荷载为2.0kN/m2，教室、办公室楼面活荷为2.0kN/m2。2.3.1荷载计算10厚水磨石地面层0.01×25=0.25kN/m220厚1：3水泥砂浆打底0.40kN/m2100厚现浇混凝土楼板0.10×25=2.50kN/m220厚1：3水泥砂浆抹灰0.02×17=0.34kN/m2V型龙骨吊顶0.25kN/m2--------------------------------------------------------------------------------------------------恒荷载标准值3.74kN/m2恒荷载设计值g=1.2×3.74=4.50kN/m2活荷载标准值：教室、办公室、厕所：2.0kN/m2走廊、楼梯：2.5kN/m2活荷载设计值：教室、办公室、厕所：q1=1.4×2.0=2.80kN/m2走廊、楼梯：q2=1.4×2.5=3.50kN/m2XXX学院土木工程专业毕业设计-8-合计：教室、办公室、厕所：P1=g+q1=4.50+2.80=7.30kN/m2走廊、楼梯：P2=g+q2=4.50+3.50=8.00kN/m22.3.2按塑性理论计算弯矩计算：首先假定边缘板带跨中配筋率与中间板带相同，支座截面配筋率不随板带而变，取同一数值，跨中钢筋在离支座l1/4处间隔弯起。取m2=αm1，对所以区隔板，均取α==0.6.取β=2。A区格M1=（4.0-2.2/2)m1+m1/2×2.2/4×2=3.45m1M2=2.2/2×m2+m2/2×2.2/4×2=1.65m2=0.99m1M1/=M1//=-2×4.0m1=8.00m1M2/=M2//=-2×2.2m2=4.4m1=2.64m1带入基本公式:M1+M2+21(M1/+M1//+M2/+M2//)=P2l12/12×(312-11)3.45m1+0.99m1+8.0m1+2.64m1=81×8.00×2.22×(4.0-2.2/3)得m1=1.05kN·mm2=αm1=0.6×1.05=0.63kN·mm1/=m1//=βm1=-2×1.05=-2.10kN·mm2/=m2//=βm2=-2×0.63=-1.26kN·m区格B将A区格的m1//作为B区隔板m1/的已知值，并取m1//=0，则M1/=-2.10×7.0=-14.70M1//=0M2/=M2//=-2×3.3m2=-6.6m2=3.96m1M1=（813.30.7）m1×3.3=6.59m1M2=43×0.6×3.3m1=1.49m1带入基本公式，由于区格板四周与梁整结，内力折减系数为0.8。M1+M2+21(M1/+M1//+M2/+M2//)=P1112/12×(312-11)XXX学院土木工程专业毕业设计-9-6.59m1+1.49m1+3.96m1+14.70/2=81×7.30×3.32×(7.0-3.3/3)得m1=4.26kN·mm2=αm1=0.6×4.26=2.56kN·mm/=-2.10kN·mm2/=m2//=2×2.56=5.11kN·m区格C将A区格的m1//作为C区隔板m1/的已知值，并取m1//=0，则M1/=-2.10×4.0=-8.40M1//=0M2/=M2//=-2×3.3m2=-6.6m2=-3.96m1M1=（813.30.4）m1×3.3=3.59m1M2=43×0.6×3.3m1=1.49m1带入基本公式，由于区格板四周与梁整结，内力折减系数为0.8。M1+M2+21(M1/+M1//+M2/+M2//)=81P2112×(1