【正文】 中學(xué)教學(xué)樓結(jié)構(gòu)設(shè)計畢業(yè)論文目 錄1 引 言 12 建筑設(shè)計說明 2 設(shè)計理念 2 工程概況 2 部位做法 2 設(shè)計依據(jù) 3 方案說明 3 建筑設(shè)計圖示 33 結(jié)構(gòu)設(shè)計說明 9 工程概況 9 設(shè)計依據(jù) 9 地質(zhì)條件 9 建筑樓面活荷載 10 材料 11 樓板 11 梁、柱 11 其他 114 結(jié)構(gòu)選型和布置 12 結(jié)構(gòu)選型 12 12 估算截面尺寸 15 15 15 165 框架線剛度和各樓層側(cè)移剛度計算 17 梁柱線剛度計算 17（D值法） 196 豎向荷載及其內(nèi)力計算 21 恒載標(biāo)準(zhǔn)值計算（自重均為線密度） 21 屋面 21 樓面 21 梁自重 21 柱自重 22 墻 22 樓梯 22 門窗 23 活載標(biāo)準(zhǔn)值計算 23 豎向荷載內(nèi)力計算（分層法） 23 25 28 307 水平荷載計算 38 風(fēng)荷載作用下荷載和內(nèi)力計算 38 38（D值法） 39 水平地震作用荷載和內(nèi)力計算 44 44（底部剪力法） 47（D值法） 488 框架的內(nèi)力組合 56 框架梁的內(nèi)力組合 56 框架柱的內(nèi)力組合 57 579 截面設(shè)計 64 框架梁截面設(shè)計 64(受彎) 64（受剪） 69 框架柱截面設(shè)計 71(偏心受壓) 71(受剪) 7410 樓梯設(shè)計（采用平行雙跑樓梯） 75 基本資料 75 梯段板設(shè)計 75 平臺板設(shè)計 76 平臺梁設(shè)計 7711 基礎(chǔ)設(shè)計 81 81 81 81 83結(jié)論 88謝辭 89參考文獻(xiàn) 9044中學(xué)教學(xué)樓設(shè)計1引 言本畢業(yè)設(shè)計為中學(xué)教學(xué)樓設(shè)計，總體設(shè)計原則是安全、經(jīng)濟、便于施工，又要滿足人們的使用和審美要求。 畢業(yè)設(shè)計是土木工程專業(yè)學(xué)生聯(lián)系課堂所學(xué)理論知識和設(shè)計中處理問題的紐帶。本設(shè)計是中學(xué)教學(xué)樓設(shè)計包括建筑設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計兩個部分。以結(jié)構(gòu)設(shè)計為主要內(nèi)容，即以結(jié)構(gòu)選型與布置、選取計算模型與結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析、地基設(shè)計、施工圖繪制為主線，將所學(xué)的三大力學(xué)、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計、土力學(xué)地基基礎(chǔ)等各學(xué)科的知識有機的聯(lián)系起來。建筑設(shè)計部分平面設(shè)計、立面設(shè)計、剖面設(shè)計、及相應(yīng)的構(gòu)件設(shè)計。本設(shè)計從畢業(yè)設(shè)計的任務(wù)書出發(fā)，從每個設(shè)計細(xì)節(jié)都嚴(yán)格遵循國家規(guī)范的要求。建筑設(shè)計主要以辦公樓設(shè)計規(guī)范為標(biāo)準(zhǔn)，闡明辦公樓設(shè)計的各個細(xì)節(jié)。結(jié)構(gòu)設(shè)計主要從受力計算和構(gòu)造措施兩個方面進(jìn)行構(gòu)件的相應(yīng)設(shè)計,受力分析計算，從計算圖的選取，內(nèi)力分析，以及配筋施工圖繪制，每一個細(xì)節(jié)做了詳盡的敘述。本設(shè)計從題目的初選到設(shè)計終稿的選定歷經(jīng)幾個月的時間，在設(shè)計的過程中得到了院領(lǐng)導(dǎo)的大力支持和關(guān)心，特別是指導(dǎo)老師老師的悉心指導(dǎo)，在此謹(jǐn)向她們表示衷心的感謝。 由于設(shè)計者的水平有限，設(shè)計中錯誤及不當(dāng)之處在所難免，敬請老師和專家指正，以便及時修正完善。2 建筑設(shè)計說明 設(shè)計理念隨著時代的發(fā)展，國內(nèi)外的各類建筑都有了日新月異的變化，教育建筑作為其重要組成部分也必然要具有了這個時代的風(fēng)格。教學(xué)建筑的發(fā)展其本質(zhì)是跟隨教學(xué)理念、方針變化而變化的。在我國素質(zhì)教育已成了中小學(xué)的主旋律，這更加迫切的需要學(xué)校的硬件設(shè)施得以完善,中學(xué)學(xué)校教學(xué)樓的建設(shè)更是重中之重。教學(xué)樓是為人們學(xué)習(xí)提供最為良好環(huán)境的建筑，縱觀教學(xué)建筑的發(fā)展歷史，無不體現(xiàn)著人類文化，文明的歷史進(jìn)程和時代特征[1]。 教學(xué)樓建筑設(shè)計同設(shè)計其他類型建筑一樣有許多共同點，也有許多不同的特點和要求。因此，在整個設(shè)計過程中，我本著“安全，適用，經(jīng)濟，美觀”的原則，在滿足設(shè)計任務(wù)書要求前提下，完成了建筑設(shè)計這一環(huán)節(jié)，合理的選擇框架，并為的結(jié)構(gòu)設(shè)計做好前提準(zhǔn)備了。 工程概況 （1）建設(shè)地點：（2）工程名稱：中學(xué)教學(xué)樓（3）建筑設(shè)計使用年限：50年[2] （4）建筑防火：等級二級（5）建筑抗震設(shè)防烈度：六度[2]（6）建筑主體：五層框架結(jié)構(gòu)，（7）建筑高度：（8）建筑面積：約為8000 m2 ，紅線范圍為110m55m，用地2495㎡。（9）設(shè)計標(biāo)高：室內(nèi)外高差：500mm 部位做法 墻身做法：墻身均采用250厚水泥空心磚塊，內(nèi)外墻粉刷為水泥砂漿抹灰，外墻貼瓷面磚。樓面做法：地面磚樓地面，100厚現(xiàn)澆鋼筋砼樓板，20厚板底抹灰。屋面做法：本設(shè)計為上人屋面，并做防水層和保溫層，具體做法詳見外墻大樣圖[3]。 門窗做法：塑鋼窗和木門。衛(wèi)生間:低于走廊10mm。 設(shè)計依據(jù) 。(3) 相關(guān)建筑設(shè)計規(guī)范： ［1］《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（GB 500162006) ［2］《民用建筑設(shè)計通則》（GB 503522005） ［3］《建筑制圖標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 501042010） ［4］《中小學(xué)校建筑設(shè)計規(guī)范》（GB50099—2011） 方案說明（1）主體部分屋頂為上人屋頂，教室、實驗室應(yīng)能容納50名學(xué)生，階梯教室要求能夠放映幻燈和小電影。（2）教室、實驗室應(yīng)有黑板、講臺、實驗臺、洗槽、水、電等教室、實驗室備[4]。 (3）主要入口處應(yīng)設(shè)門廳，門廳或走廊內(nèi)可設(shè)置學(xué)生作業(yè)展出、墻報、布告欄等設(shè)施[4]。（4）每層均應(yīng)設(shè)置男女廁所[4]。（5）主體部分可設(shè)計成外廊式或內(nèi)廊式。（6）立面裝修要求明朗、簡潔、活潑，反映學(xué)校的建筑特點，并滿足街景要求。 建筑設(shè)計圖示1. 教學(xué)樓柱網(wǎng)布置平面圖見21。 。 。 圖21 教學(xué)樓柱布置平面圖圖22 一層平面圖布置圖 圖23 教學(xué)樓正立面圖 圖24 教學(xué)樓背立面圖圖25 教學(xué)樓樓梯剖面圖，CAD繪制的各個建筑施工圖詳見附圖建施1～8。3 結(jié)構(gòu)設(shè)計說明 工程概況（1）結(jié)構(gòu)類型：現(xiàn)澆混凝土框架結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)為鋼筋混凝土獨立基礎(chǔ)；（2）建筑結(jié)構(gòu)安全等級：二級；（3）地上部分為一類環(huán)境，地下部分為二b類環(huán)境； （4）抗震設(shè)防烈度：六度，所屬的設(shè)計地震分組為第一組，場地類別為II類，設(shè)計特征周期Tg= ；（5）建筑抗震等級：四級[2]； （6）基本風(fēng)壓：0 =（R=50年）[5]；（7）抗震設(shè)防：乙類建筑[6]。 設(shè)計依據(jù)［1］《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB 500092012)［2］《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（GB 500162006)［3］《民用建筑設(shè)計通則》（GB 503522005）［4］《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》 (GB500102011)［5］《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》 (GB500112010)［6］《國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計圖集》(11G1011) 、(11G1012)、（11G1013）［7］《建筑制圖標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 501042010）［8］《地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GB50072011）［9］《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011—2010） 地質(zhì)條件 （一）基本條件（1）基礎(chǔ)底面持力層為碎石層，地基承載力以160—260kN/m2設(shè)計。（2）最高氣溫39℃，最低氣溫2℃,氣候?qū)賮啛釒Ъ撅L(fēng)氣侯，四季分明，春秋平分，冬長夏短，干濕明。 （3）主導(dǎo)風(fēng)向：夏季東南風(fēng)，冬季西北風(fēng)（見風(fēng)玫瑰圖）。 （4）。（5）場地土為II類。 （二）場地土條件 （1）鉆探場地平坦，場地高程為7m； （2）場地土層（自上而下分布）； （3）素填土層：黃色，稍濕，松散，容重； （4）耕土：灰黑色、濕、容重； （5）粉質(zhì)粘土I：黃色，可塑，中壓縮性，無搖振反應(yīng)，斷面稍有光澤，干強度和韌性中等，夾粉土層，～，容重； （6）粘土：黃色，可塑，中壓縮性，無搖振反應(yīng)，斷面光澤，干強度和韌性高，～，容重； （7）粉質(zhì)粘土Ⅱ：黃色，可塑，中壓縮性，夾粉土薄層，見銹斑，厚6m，容重； （8）碎石層：中密，厚5～8m； （9）地下水位：～。 主要土層的物理力學(xué)指標(biāo)見下表31：表31 土層的物理力學(xué)指標(biāo)土層壓縮系數(shù)壓縮模量E粉質(zhì)粘土Ⅰ120～140—8～10粘土90～100—7～8粉質(zhì)粘土Ⅱ180～200800~10025～30碎石層160～260—— 1600~180030～35 建筑樓面活荷載（1） 上人屋面活荷：；（2） 走廊、樓梯活荷載：；（3） 衛(wèi)生間樓面活荷載為：；（4） 教室樓面活荷為： KN/m2；（5） 實驗室、閱覽室、會議室：；（6） 書庫、儲藏室：[5]。 材料（1） 混凝土等級：現(xiàn)澆柱、梁、板均采用C30；（2） 鋼筋等級：HRB400，HRB335；（3） 墻體：177。，M5混合砂漿砌筑。 樓板（1） 板的設(shè)計說明詳見各結(jié)施圖及國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計圖集《混凝土結(jié)構(gòu)施工圖平面整體表示方法肢體規(guī)則和構(gòu)造詳圖》（11G1011）；（2） 板的厚度為100mm，保護(hù)層厚度為25mm[7]； （3）HRB400鋼筋錨固所注長度不包括彎鉤長度，錨固長度為35d(根據(jù)11G1011可知)，板中受力筋的短向鋼筋放在長向鋼筋之上[8]。 梁、柱（1）梁、柱的設(shè)計說明詳見各結(jié)施圖及國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計圖集《混凝土結(jié)構(gòu)施工圖平面整體表示方法肢體規(guī)則和構(gòu)造詳圖》（11G1011）；（2）梁、柱的混凝土保護(hù)層厚度均為25mm[7]；（3）混凝土柱錨入基礎(chǔ)梁的鋼筋應(yīng)在基礎(chǔ)施工時預(yù)埋，預(yù)埋鋼筋的直徑和數(shù)量同上部柱。 其他（1） 本工程已具備施工條件，完成“三通一平“水通、路通、電通、場地平整。（2）未經(jīng)技術(shù)鑒定或者設(shè)計許可，不得改變結(jié)構(gòu)的用途和使用環(huán)境。4 結(jié)構(gòu)選型和布置 結(jié)構(gòu)選型本次設(shè)計的教學(xué)樓結(jié)構(gòu)體系采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)體系，為橫向承重方案。屋面結(jié)構(gòu)、樓面結(jié)構(gòu)、樓梯結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土，又因為荷載不是很大，地基承載力較大 ，采用鋼筋混凝土柱下獨立基礎(chǔ)。選一榀框架進(jìn)行計算（第八軸），假定框架柱嵌固于基礎(chǔ)頂面，框架梁與柱剛接。由于各層柱的截面尺寸不變，故梁跨等于柱截面形心軸線之間的距離。底層柱高從基礎(chǔ)頂面算至一層板底，基頂標(biāo)高根據(jù)地質(zhì)條件， m，故底層柱高H1=++=。教學(xué)樓柱網(wǎng)布置平面圖及所選計算框架（橫向第8軸）和計算單元見下圖4443：圖41教學(xué)樓柱布置平面圖 圖42 KJ—8計算簡圖圖43 計算單元的選取 估算截面尺寸多層框架結(jié)構(gòu)為超靜定結(jié)構(gòu)，在內(nèi)力計算之前，先估算梁柱的截面尺寸及結(jié)構(gòu)所采用混凝土強度等級，以求得框架中各桿件的線剛度。 ⑴ 根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》，框架梁的截面尺寸宜符合下列各項要求：① 梁的截面高度不宜小于200mm； ② 截面高寬比不宜大于4； ③ 凈跨與截面高度之比不宜小于4[7]。 ⑵ 按照規(guī)范經(jīng)驗初步選定梁截面尺寸梁截面高度一般為其跨度的1/12～1/18梁截面寬度一般為其截面高度的1/3～1/2再綜合撓度控制，荷載等原因，初選梁截面尺寸為：橫向框架及縱向框架梁均為bh=250mm550mm，次梁為bh=200mm400mm。 估算柱截面尺寸 根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》，框架結(jié)構(gòu)柱的截面尺寸宜符合下列要求： ① 矩形截面柱，抗震等級四級時最小截面尺寸不宜小于300mm； ② 柱的剪跨比宜大于2； ③ 柱截面長邊與短邊的邊長比不宜大于3； ④ [7]。對于有抗震設(shè)防要求的框架結(jié)構(gòu)，為保證柱有足夠的延性，需要限制柱的軸壓比，柱截面面積應(yīng)滿足下式要求： （41） 式中： —為柱組合的軸壓力設(shè)計值；—按簡支狀態(tài)計算的負(fù)載面積；—折算在單位面積上的重力荷載代表值，可根據(jù)實際荷載計算，也可近似取9~15kN/ m2，本建筑選用11kN/ m2；β—為考慮地震作用組合后柱軸壓力增大系數(shù)，，；—為驗算截面以上樓層層數(shù)；—柱截面面積；—混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值，柱選用C30混凝土，=[mN]—框架柱軸壓比限值，此處可進(jìn)似取，即對一級、二級、三級和四級抗震等級，0.,75。本設(shè)計為二級抗震，中小學(xué)教學(xué)樓抗震等級提高一級。該建筑的底層中柱的截面面積為： 邊柱的負(fù)荷面積為： 中柱的負(fù)荷面積為：（+3/2）=邊柱：= 中柱：=假設(shè)柱截面為正方形，則邊柱和中柱截面寬度為338mm和388mm，所以選柱截面尺寸為：400mm400mm。 估算板厚(1) 板厚條件根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》、混凝土板的截面尺寸宜符合下列各項要求： ① 雙向板板厚為短邊的1/40～1/50