【正文】 ... 48 8 框架結(jié)構(gòu)梁、柱內(nèi)力組合 ............................................ 52 四種內(nèi)力組合形式 ............................................. 52 框架梁內(nèi)力組合 ............................................... 53 框架柱內(nèi)力組合 ............................................... 56 9 截面設(shè)計(jì) .......................................................... 60 框架梁截面設(shè)計(jì) ............................................... 60 梁正截面設(shè)計(jì) ........................................... 60 臨沂大學(xué)建筑學(xué)院 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 梁斜截面設(shè)計(jì) ........................................... 61 梁裂縫及撓度驗(yàn)算 ............................................. 63 首層框架梁裂縫驗(yàn)算 ..................................... 63 首層框架梁撓度驗(yàn)算 ..................................... 63 框架柱截面設(shè)計(jì) ............................................... 64 柱軸壓比驗(yàn)算 ........................................... 64 柱正截面設(shè)計(jì) ........................................... 65 柱斜截面設(shè)計(jì) ........................................... 67 10 樓板設(shè)計(jì)（雙向板） ............................................... 69 11 樓梯設(shè)計(jì) ......................................................... 71 12 基礎(chǔ)設(shè)計(jì) ......................................................... 77 參考文獻(xiàn) ............................................................ 83 致謝 ................................................................ 84 臨沂大學(xué)建筑學(xué)院 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 前言 本畢業(yè)設(shè)計(jì)為費(fèi)縣某小學(xué)辦公樓設(shè)計(jì)，該辦公樓結(jié)構(gòu)類型為框架結(jié)構(gòu)，層數(shù)五層，建筑面積約為 。對(duì)于土木工程專業(yè)的學(xué)生來說畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)大學(xué)所學(xué)所有專業(yè)知識(shí)綜合考核的一次大練兵，可以將以往所學(xué)的基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課進(jìn)行綜合應(yīng)用。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要包括四大部分內(nèi)容：建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)施工圖以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工圖。建筑設(shè)計(jì)主要依據(jù)相應(yīng)的建筑設(shè)計(jì)規(guī)范、要求以及當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)等條件來確定建筑設(shè)計(jì)總說明進(jìn)而確定建筑設(shè)計(jì)施工圖。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)則主要依據(jù)確定的建筑設(shè)計(jì)施工圖來進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算進(jìn)而繪制出相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工圖。 由于本人水平有限，加之時(shí)間倉(cāng)促，本設(shè)計(jì) 中不免有許多的不足之處，熱忱的歡迎各位老師不吝改正。 臨沂大學(xué)建筑學(xué)院 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 1 建筑設(shè)計(jì)說明 項(xiàng)目概況總述 本項(xiàng)目名稱為費(fèi)縣某小學(xué)辦公樓設(shè)計(jì)，建設(shè)地點(diǎn)為山東省臨沂市費(fèi)縣?？偨ㄖ訑?shù)為五層，總建筑面積約為 ，占地面積約為 。結(jié)構(gòu)體系為鋼筋混凝土多層框架結(jié)構(gòu)，屬于二級(jí)建筑設(shè)計(jì)，抗震設(shè)防烈度 7 度，耐火等級(jí)二級(jí)，耐久、采光等級(jí)為三級(jí)。 項(xiàng)目設(shè)計(jì)依據(jù) 本項(xiàng)目主要的設(shè)計(jì)依據(jù)有： 《中小學(xué)校建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB50099— 2021； 《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》 GB50016— 2021； 《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB50010— 2021； 《屋面工程技術(shù)規(guī)范》 GB50345— 2021； 《工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制性條文》（房屋建筑部分） 2021 年版； 《城市道路和建筑物無障礙設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB50763— 2021； 《建筑給排水設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB50015— 2021。 設(shè)計(jì)水文地質(zhì)條件及要求 氣候 境內(nèi)屬暖溫帶大陸性季風(fēng)型氣候，屬半濕潤(rùn)地區(qū)，四季分明，雨季集中在 78月，日照充足，年平均日照時(shí)數(shù)為 小時(shí)。 年平均氣溫為 ℃，年平均地溫 ℃ .年均降水量為 。主要風(fēng)向東南風(fēng)。年平均絕對(duì)濕度為 克 /立方米，年平均相對(duì)濕度為 52%。 臨沂市在近五年冬季 9℃為極端最低氣溫，在夏季 38℃為極端最高溫。在雨季 為日最大降水量。 工程地質(zhì)條件 根據(jù)工程地質(zhì)勘察部門實(shí)地考察，本項(xiàng)目的地基土層分布詳細(xì)情況如表 1 所示。 表 1 地基土層分布 土層編號(hào) 1 2 3 4 名稱 耕土 粉質(zhì)粘土 粉土 粉質(zhì)粘土 厚度（ m） — — — — 承載力特征（ kPa） — 80 110 100 注：持力層為第二層粉質(zhì)粘土。最大凍土厚度為 。 臨沂大學(xué)建筑學(xué)院 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 工程水文條件 地下水位：穩(wěn)定水位埋深 — ，地下水位對(duì)于基礎(chǔ)開挖沒有任何影響，且無腐蝕性。 活荷載說明 本設(shè)計(jì)為學(xué)校辦公樓設(shè)計(jì)各項(xiàng)活荷載必須滿足相應(yīng)要求，故在此列出通過查閱《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》 GB50009— 2021 獲得的各項(xiàng)必要活荷載。 ： kN/m2 ； ； kN/m2 ； ： （ 1）不上人荷載： kN/m2 ； （ 2）房屋活荷載： kN/m2 ； （ 3）走廊活荷載： kN/m2 ； （ 4）消防疏散樓梯板活荷載： kN/m2 ； 臨沂大學(xué)建筑學(xué)院 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總說明 確定結(jié)構(gòu)體系與材料 在當(dāng)今時(shí)代鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)成為目前我國(guó)土建工程中技術(shù)最為成熟、應(yīng)用最為廣泛的結(jié)構(gòu)形式之一，從目前經(jīng)濟(jì)水平和材料選取方面看，它具有取材非常方便、進(jìn)價(jià)較低、耐久性較好、維護(hù)費(fèi)用較低等優(yōu)點(diǎn)。 在眾多的鋼筋混凝土體系中，框架結(jié)構(gòu)體系具有以下優(yōu)點(diǎn)： ，方便分隔，可以產(chǎn)生較大的空間； ，結(jié)構(gòu)自重?。? 、抗震性能，合理設(shè)計(jì)時(shí)結(jié)構(gòu)具有較好的塑性變形能力； 60m， 15— 20 層以下的建筑。 綜上考慮，采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的框架結(jié)構(gòu)體系來作為本畢業(yè)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)體系。 建筑結(jié)構(gòu)布置要求 本項(xiàng)目為多層辦公樓框架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)布置應(yīng)該遵從以下原則： ，避開不利場(chǎng)地，采取措施保證地基穩(wěn)定性； ； ，剛度和承載力分布較均勻； ，要求簡(jiǎn)單、規(guī)則、均勻、對(duì)稱的平面布置。 綜上所述，矩形平面作為本辦公樓的平面布置，并力求其簡(jiǎn)單、規(guī)則、均勻、對(duì)稱，有利于結(jié)構(gòu)的抗震。 臨沂大學(xué)建筑學(xué)院 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 3 確定構(gòu)件截面尺寸 確定框架結(jié)構(gòu)梁的截面尺寸 根據(jù)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求，框架梁的截面尺寸應(yīng)該滿足如下要求： lh )12181( —?； hb )3121( —?； lh )181101( —?； 《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB50011— 2021 有關(guān)規(guī)定：矩形截面的寬度不宜小于 200mm，凈跨與截面高度之比不宜小于 4，高寬比不宜大于 4。 綜上考慮： 框架梁 跨 KL1： 9006007200)12181()12181( ——— ???? lh mm，故取800?h mm。 由 800?h mm得， 400267)3121( ??? hb — mm，故取 400?b mm。 框架梁 跨 KL2： 4132753300)12181()12181( ——— ???? lh mm，故取400?h mm。 由 400?h mm得， 202133)3121( —— ?? hb mm，故取 200?b mm。 框架梁 跨 KL3： 5633754500)12181()12181( ——— ???? lh mm，故取400?h mm。 由 400?h mm得， 202133)3121( —— ?? hb mm，故取 200?b mm。 次梁 跨 L1： 4502504500)181101()181101( ——— ???? lh mm，故取 400?hmm。 由 400?h mm得， 202133)3121( —— ?? hb mm，故取 200?b mm。 綜述，各類梁的截面尺寸如表 2所示。 臨沂大學(xué)建筑學(xué)院 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 表 2 各類梁截面尺寸 樓層 框架梁與次梁 hb? 混凝土強(qiáng)度 C30 框架梁 hb? 混凝土強(qiáng)度 C30 15 層 跨 跨 跨 400200? 800400? 400200? 確定樓板和屋面板厚度 根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB50010— 2021 的相關(guān)要求，首先應(yīng)該保證現(xiàn)澆鋼筋混凝土板最小厚度?？紤]該項(xiàng)要求采用 100mm 鋼筋混凝土現(xiàn)澆板作為該辦公樓的屋面板和樓板的厚度。 確定框架柱的截面尺寸 根據(jù)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相關(guān)的規(guī)范和要求，應(yīng)該按照下列要求設(shè)計(jì)框架柱的截面尺寸：柱子的截面高度和寬度均不宜小于 300mm；截面高寬比不宜大于 3；剪跨比宜大于 2；抗震等級(jí)為二級(jí)的框架結(jié)構(gòu)，柱的軸壓比不宜超過 。 本設(shè)計(jì)采用柱軸壓比限值來估算柱子的截面尺寸： ? ? cN fNA ?? ， ngAN E39。?? A — 柱截面面積的大小； cf — 混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，本設(shè)計(jì)考慮 C30混凝土 ?cf N/mm2 ； N? — 框架柱軸壓比限值，本設(shè)計(jì)抗震等級(jí)為二級(jí)，取 N? ? ； N — 柱組合的軸壓比設(shè)計(jì)值； 39。A — 按簡(jiǎn)支狀態(tài)計(jì)算的柱子的負(fù)載面積的大小； Eg — 折算在單位建筑面積上的重力荷載代表值，本設(shè)計(jì)近似取 15kN/m2 ； ? — 考慮地震作用后柱軸壓力增大系數(shù)，本設(shè)計(jì)取 (另：梁的取 ）； n — 驗(yàn)算截面以上樓層層數(shù)（先確定首層，其他按首層算）。 故近似估算柱截面尺寸： ? ?? ? ? ?? ? 6 2 39。 ?????A mm2 0 6 9 4 95156 2 ?????N kN 3 ?? ?????cfNAb mm 故框架柱截面尺寸?。?500mm 500mm 臨沂大學(xué)建筑學(xué)院 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 4 框架結(jié)構(gòu)荷載計(jì)算 確定計(jì)算簡(jiǎn)圖 本工程項(xiàng)目為共豎向五層的橫向框架，軸線距離作為計(jì)算跨度的范圍，也就是以柱子的形心線距離為準(zhǔn)。對(duì)于梁軸線取至板的底部，底部柱子的高度取值為 ????h m，即從基礎(chǔ)頂面至一層板底的高度。對(duì)于 2— 5 層柱子的高度則取層高，即 ??h m。 計(jì)算簡(jiǎn)圖確定：取一榀框架計(jì)算單元如圖 1所示。 圖 1 計(jì)算單元簡(jiǎn)圖 進(jìn)行荷載計(jì)算 樓屋面恒荷載計(jì)算 （ 1）不上人平屋面荷載計(jì)算 1: 水泥砂漿抹平 20mm，密封膠嵌縫 1m 1m 分隔： ?? kN/m2 臨沂大學(xué)建筑學(xué)院 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 隔離層干鋪油氈一道： kN/m2 防水層（采用油氈防水）： kN/m2 1: 水泥砂漿找平層 20mm，并刷處理劑一道： ?? kN/m2 擠塑聚苯保溫板 70mm： ?? kN/m2 1:8 水泥珍珠鹽找坡層 2%（重量比） 40mm： ?? kN/m2 屋面板鋼筋混凝土 100mm： ?? kN/m2 紙筋灰涂刷抹底 15mm： ?? kN/m2 恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值小計(jì)： kN/m2 （ 2）辦公室樓面荷載計(jì)算 1: 水泥砂漿趕光壓實(shí) 20mm： ?? kN/m2 樓板現(xiàn)澆鋼筋混凝土 100mm： ?? kN/m2 紙筋灰涂刷抹底 15mm： ?? kN/m2 恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值小計(jì)： kN/m2 （ 3）廁所樓面荷載計(jì)算 小磁地面磚 10mm： 1: 水泥砂漿結(jié)合層 20mm： ?? kN/m2 C30 細(xì)石混凝土找平 30mm： ?? kN/m2 樓板現(xiàn)澆鋼筋混凝土 100mm： ?? kN/m2 紙筋灰涂刷抹底 15mm： ?? kN/m2 恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值小計(jì)： kN/m2 臨沂大學(xué)建筑學(xué)院 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 （ 4）樓梯間與走廊樓面荷載計(jì)算 陶瓷地面磚 10mm： ?? kN/m2 1: 水泥砂漿結(jié)合層 20mm： ?? kN/m2 樓板現(xiàn)澆鋼筋混凝土 100mm： ??