土木工程設(shè)計(jì)概述

1、土木工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)(畢業(yè)設(shè)計(jì))設(shè)計(jì)資料(1) 工程名稱：XXXX職業(yè)技術(shù)學(xué)校教學(xué)樓(2) 結(jié)構(gòu)形式：現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，(3) 工程概況：層高3.6m (首層4.2m),室內(nèi)外高差為600mm,基礎(chǔ) 頂面至室外地面的高度為500m m,不上人屋面。建筑面積(7.3X 2+3) x 4.2X 11 m2。(4) 基本風(fēng)壓：w°=0.4kN/m2，地面粗糙度為B類。(5) 基本雪壓：So=0.2 kN/m2。(6) 抗震設(shè)防烈度為6度，建筑場(chǎng)地屬H類。場(chǎng)地范圍內(nèi)無不良地質(zhì) 現(xiàn)象，地下水位不影響基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。該房屋屬乙(丙)類建筑，安全等級(jí)為二 級(jí)(7) 材料選用：鋼筋：鋼筋：梁柱主筋采

2、用HRB335級(jí)或HRB40C級(jí)鋼筋，箍筋，構(gòu)造鋼 筋采用HPB300級(jí)鋼筋?；炷粒壕捎肅30混凝土，基礎(chǔ)除墊層外也采用 C30混凝土。墻體：粘土空心磚，重度 =5.5 kN/m3 ;窗：鋁合金窗，=0.35 kN/m3 ;木門 =0.2 kN/m3(8) 墻體構(gòu)造：均采用加氣混凝土砌塊，并采用 20mn厚抹灰粉刷。女 兒墻高1000m m,兩側(cè)粉刷。(9) 建筑組成及相應(yīng)的建筑面積普通教室：30間，6372 m2/間；合班教室：6間，96100 m2/間；微機(jī)教室：2間，96100 m2/間； 語(yǔ)音教室：2間，96100m2/間；閱覽室：1 間，120 140 m2/間；辦公室：5 間，

3、1820 m2/ 間；教研室：1 間，160 200 */間復(fù)印打印室：1間，1820 m2/間；衛(wèi)生間：（男女各一間/層）,5060m2/層;樓梯（兩部）;其他以上設(shè)定建筑面積可在5%£圍內(nèi)調(diào)整。原有建國(guó)校區(qū)- 魯校區(qū)道曙廠C 、tr-擬建教學(xué)撥基地. . 90.GC”Jc追讎：廠-一一 憑迪原有建筑敎學(xué)區(qū)圖1-2擬建教學(xué)樓基地總平面圖建筑組成及布置1、根據(jù)任務(wù)書相應(yīng)房間面積要求確定平面布置圖，標(biāo)明各房間布置、使用功能、門窗尺寸。并確定柱網(wǎng)尺寸為7.2mx 4.2m。2、設(shè)計(jì)層數(shù)為6層，層高為3.6m，首層4.2m，總高度22.2m。3、房屋布置面積如下：普通教室：30 間4.2X

4、 2X7.2=61.2 m2;合班教室：6間4.2X 3X7.2=90.72 m2;微機(jī)教室：2間4.2X 3X 7.2=90.72 m2；語(yǔ)音教室：2間4.2X 3X 7.2=90.72 m2；閱覽室：1 間，4.2X4X7.2=120.96 m2；辦公室：5間4.2X7.2=30.24 m2；教研室：1 間，4.2X5X7.2=151.2 m2；復(fù)印室：1 間，4.2X7.2=30.24 m2；衛(wèi)生間：（男女各一間/層）4.2X 7.2=30.24桿; 樓梯（兩部）;4.2X 7.2=30.24 *;傳達(dá)室：1 間，4.2X 7.2=30.24 m2;以上設(shè)定建筑面積均符合任務(wù)書要求。 （

5、房屋布置圖如下）1層平面布置圖!«+£'ii>KlEHt/l© 砂1 2層平面布置圖&©雪&I®3 河卡Hw®4層平面布置圖<v>V>B-?*-S-V5層平面布置圖7J3IT二3*4河弋回卻血®69/6©©4hnF壹缸1+一7IAL- .戸3it+5屋結(jié)構(gòu)計(jì)算梁、柱截面尺寸估算梁截面尺寸估算1 1框架梁截面高度 h = ()1 =7200 (1/161/12) =450600。16 121 1截面寬度b =(§»h=200300,本結(jié)構(gòu)中

6、取：h=600mmh=600mmh=500mm框架梁(AB、CD):b=300mm為便利框架梁BC同AB、CDb=300mm連系梁：b=300mm柱截面尺寸估算N2Ac- N -1.2 Nv,肌=負(fù)荷面積 14kN/m2層數(shù)恒荷載：12X 1/2X( 7.2+3)X 4.2X 6=1542.24KN活荷載：2 X 1/2X( 7.2+3)X 4.2X 6=257.04KN 預(yù)估柱軸力=1.2X恒荷載+1.4X活荷載=2210.54KN2由任務(wù)書二級(jí)抗震要求得卩n=0.75。fc=14.3 N/mmF22=206111mm2Zfc 0.75 14.3所以截面面積=453.99X 453.99mm

7、為方便計(jì)算，柱截面取500X 500mm荷載統(tǒng)計(jì)屋面二氈三油防水層0.35kN/m220mm厚1: 2水泥砂漿找平層0.4kN/m2100140厚(2%坡度)膨脹珍珠巖0.84kN/m：15mm厚白灰砂漿天花抹面0.26kN/m2V型輕鋼龍骨吊頂0.12kN/m2100厚鋼筋混凝土屋面板合計(jì)各層樓面10mm厚水磨石面層20厚水泥砂漿找平層V 型輕鋼龍骨吊頂100 厚鋼筋混凝土屋面板合計(jì)梁自重(1) 框架梁：b h=300 mm 600 mmAB、CD框架梁自重抹灰層：粉刷石膏砂漿合計(jì)BC框架梁自重抹灰層：粉刷石膏砂漿合計(jì)(2) 連系梁：b h=300 mm 500 mm次梁等其他梁自重抹灰層：

8、粉刷石膏砂漿2.5 kN/m_ -2_ -2kN/m ；門面積 2.5 X0.9=2.25m。窗面積 3X 1.8=5.4m。高窗面積 1 X 1.2=1.2m °(1)外墻自重0.240X( 3.6 X (4.2-0.5)-5.4) X 5.5 =10.454kN4.47 kN/m20.65kN/m20.4kN/m220.12kN/m22.5 kN/m223.85kN/m25 X 0.3X 0.6=4.5 kN/m 2X( 0.6-0.1 ) X 0.02 X 17=0.34kN/m4.84 kN/m4.5 kN/m 0.34kN/m 4.84 kN/m25X 0.3X 0.5=3

9、.75 kN/m2X( 0.5-0.1)X 0.02 X 17=0.27kN/m4.02 kN/m合計(jì)柱自重b h=500 mmX 500 mm柱自重抹灰層：粉刷石膏砂漿合計(jì)25X 0.5X 0.5=6.25 kN/m2X 0.02X 0.4X 17=0.27 kN/m6.52 kN/m墻自重墻體構(gòu)造米用加氣混凝土砌塊：丫 =5.5 kN/m11 / 69,木門 丫 =0.2 kN/m3,鋁合金窗， =0.35粉刷合計(jì)2X 17X(3.6 X (4.2-0.5)-5.4) X 0.02 =1.293kN11.747kN3.175kN/mO-O9 hORkg69b-9ri$(2)內(nèi)墻自重0.24

10、0X( 3.6 X (4.2-0.5)-2.25-1.2)X 5.5 =13.028kN粉刷2X 17X( 3.6 X (4.2-0.5)-5.4)X 0.02 =1.611kN合計(jì)14.639kN3.956kN/m(3) 橫墻自重粉刷合計(jì)0.240X( 3.6-0.6 ) X 5.5 =3.96 kN/mX 17X(3.6-0.6 ) X 0.02 =2.04 kN/m6.00kN/m女兒墻自重做法： 1000 mm 加氣混凝土砌塊 +粉刷 墻水刷石外墻面 水磨石面層合計(jì)屋面恒荷載 ：4.47 kN/m2 梁自重4.84 kN/m （粉刷已算）0.24X1X5.5=0.69 kN/m2X17

11、X0.02X1=0.73 kN/m0.24X0.3 =0.072 kN/m1.49kN/m將上述荷載轉(zhuǎn)化為頂層屋面線荷載：g6AB =g6CD=g 4BC=4 . 84 kN/mg6AB、=g6CD、= 4.47X 4.2=16.32 kN/mg6BC、=4.47X 3=13.41 kN/m樓面恒荷載 ：3.85 kN/m2 梁自重 4.84 kN/m （粉刷已算）墻：6.00 kN/m將上述荷載轉(zhuǎn)化為中間層框架梁上的線荷載gAB=gCD= 4.84+6=10.84N/mgBC=4.84 kN/mgAB、=gcD、=gBc、=3.85X 4.2=16.17 kN/mgBC'=3.85X

12、 3=11.55 kN/m屋面框架節(jié)點(diǎn)集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值：邊柱：次梁、連系梁自重16.88kN1m高女兒墻6.26kN連系梁傳來的屋面自重：72CX)3O0DSa=底乂高X 1/2= 4.2 X4.2 X 1/2 X 1/2 X4.47 =19.71kN 頂層邊界點(diǎn)集中荷載：G6A=G6D=42.85 kN中柱：梁自重+粉刷：16.88 kN傳來的屋面自重：S梯形=1/2(上底 + 下底)X 高=1/2(4.2+4.2-3) X 1/2 X 3X 4.47=20.12kNSA=19.71kN頂層中節(jié)點(diǎn)集中荷載：G6B=G6C=56.71 kN樓面框架節(jié)點(diǎn)集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值：中間層邊節(jié)點(diǎn)集中荷載：GA=

13、GD外墻自重：11.75 kN連系梁自重：16.88 kN樓面板傳來的SA =19.71 kN總計(jì)：71.81 kN柱自重：23.47kN中間層邊節(jié)點(diǎn)集中荷載：GB=GC內(nèi)墻自重：14.64 kN連系梁自重：16.88 kN樓面板傳來的S梯形=20.12 kN柱自重：23.47kN總計(jì)：75.11kN活荷載統(tǒng)計(jì)屋面和樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值上人屋面2.0kN/ m33g 邊 '=g6AB+(1-2 a +a ) x g6AB'=4.84+ (1-0.292 x 0.292+0.292 ) x 16.32=20.17 kN/m2房間2.0kN/ m走廊3.5kN/ m2雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值Sk

14、=1.0 x 0.40 kN/ m2屋面活荷載和雪荷載不同時(shí)考慮，兩者中取大值。板受荷載AB軸間梁上板：Ly/lx=7.2/4.2=1.71，按雙向板進(jìn)行計(jì)算，長(zhǎng)邊支承梁上荷載呈梯形分布，短邊支承梁 上荷載呈三角形分布；BC軸間梁上板：ly/lx=4.2/3=1.4，按雙向板進(jìn)行計(jì)算，長(zhǎng)邊支承梁上荷載呈梯形分布，短邊支承梁上荷 載呈三角形分布。恒荷載：a =1/2 X 4.2/7.2=0.292頂層:g 中 '=g6Bc+5/8g6Bc、=4.84+5/8X 13.41=13.22 kN/m1-5層、丄23,3、g邊'=gAB+(1-2 a +a ) X gAB=10.84+

15、(1-0.292 X 0.292+0.292 ) X 16.17=26.03 kN/mg 中 '=gBC+5/8gBC=4.84+5/8 X 11.55=12.06 kN/mG6B=G6C=91.48 kNG6A=G6D=49.92 +23.12=73.04kNGA=GD=74.62+19.98=94.60 kNGB=GC=84.1 kN活荷載:頂層：P6ab =P6cd=2 X 4.2=8.4 kN/mP6bc=2X 3=6 kN/mPsa=P6d=1/2 X 4.2X 1/2 X 4.2 X 2=8.82 kNP6B=P6c=1/2 (4.2+4.2-2.1)x 1.2 X 2 +

16、 8.82=16.38 kN中間層：Pab =Pcd=2 X 4.2=8.4 kN/mPbc=3.5X 3=10.5 kN/mPa=Pd=1/4X 4.2 X 7.2 X 2.0=15.12 kNPb=Pc=15.12+1/4X 4.2 X 2.1 X 3.5=22.84 kN風(fēng)荷載為簡(jiǎn)化計(jì)算，將計(jì)算單元范圍內(nèi)外墻面的風(fēng)荷載化為等量的作用于樓面 的集中風(fēng)荷載，計(jì)算公式為：% = p / / oA , A= （A + hj）B/2式中：0 基本風(fēng)壓，為0.4 kN/m2Jz 風(fēng)壓高度變化系數(shù)，地面粗糙度為 B類一風(fēng)荷載體形系數(shù)，=0.8-（-0.5）=1.3 （迎風(fēng)面、背風(fēng)面疊加）z 風(fēng)振系數(shù)，

17、因房屋高度小于 30m，所以z=1.0A風(fēng)受壓區(qū)面積：計(jì)算單元迎風(fēng)面寬度X受風(fēng)層高受風(fēng)層高：hi下層柱高（底層至室外地面），hj上層柱高（頂層至女兒墻頂）L=6.9各層樓面處集中風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值層數(shù)W°(kN/m2)61.251.01.30.451.251.01.30.441.141.01.30.4311.01.30.4211.01.30.4111.01.30.4底層:Wk=1 X 1.3X 1X 0.4X 3.9X4.2=8.52 kN二層:Wk=1 X 1.3X 1X 0.4X 3.6X4.2=7.86 kN三層:Wk=1 X 1.3X 1X 0.4X 3.6X4.2=7.86 kN

18、四層:Wk=1 x 1.3X 1.14X 0.4X 3.6X 4.2=8.96 kN五層：Wk=1 x 1.3x 1.25X 0.4X 3.6x 4.2=9.83 kN六層：Wk=1 x 1.3x 1.25X 0.4X (3.6x 1/2+1)x4.2=7.64 kN 內(nèi)力計(jì)算 恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下框架的內(nèi)力（附表：荷載計(jì)算） 采用力學(xué)求解器計(jì)算 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下框架的內(nèi)力（附表：荷載計(jì)算） 采用力學(xué)求解器計(jì)算 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下框架的內(nèi)力（附表：荷載計(jì)算） 采用力學(xué)求解器計(jì)算單位：kN內(nèi)力組合梁端柱端彎矩調(diào)幅適當(dāng)?shù)乃苄哉{(diào)幅，相當(dāng)于減少梁端負(fù)彎矩鋼筋，增加梁跨中正彎矩鋼筋，梁端調(diào)幅 0.85，

19、柱除底層外調(diào)幅 0.9計(jì)算結(jié)果見附頁(yè)）選取控制截面框架梁：以兩側(cè)梁端和跨中為控制截面梁端：取梁端最大負(fù)彎矩跨中：取跨總最大正彎矩 框架柱：以上下界面為控制界面： 取彎矩最大值下的剪力和軸力、軸力最大時(shí)的彎矩剪力、剪力絕對(duì)值最大的彎矩軸力內(nèi)力組合根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2001) 324、325確定基本組合的荷載分項(xiàng)系 數(shù)：由恒荷載 控制：1.35 恒荷載 +1.4活荷載由活荷載 控制： 1.2 恒荷載 +1.4 活荷載由風(fēng)荷載 控制：1.2恒荷載+0.9X 1.4 (活荷載+風(fēng)荷載)截面設(shè)計(jì)梁截面設(shè)計(jì) 根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 （ GB50010-2010）： 受彎構(gòu)件正截面承載力

20、計(jì)算。 （ ） 受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算。 （ ） 梁縱向鋼筋配筋（ ） 梁箍筋筋配筋（ ）并符合框架梁配筋要求進(jìn)行調(diào)整：梁端加密區(qū)要求配置箍筋（ ）、（ ） （框架梁、縱梁等均按照以上要求） 材料數(shù)據(jù)：框架梁、柱采用混凝土強(qiáng)度等級(jí) C30 ；墊層 C15. 框架梁主筋采用 HRB400 級(jí)鋼筋，框架柱采用 HRB335 級(jí)，箍筋，構(gòu)造 鋼筋采用 HPB300 級(jí)鋼筋。C30混凝土： fc=14.3N/mm2 ft=14.3N/mm2 a=1.0,&0.518鋼筋 HRB400： fy=360N/mm2設(shè) as=40mn則：h0=600-40=560mm構(gòu)件計(jì)算結(jié)果見配筋計(jì)算表格，以下

21、僅列出頂層AB跨梁配筋計(jì)算詳細(xì)過程。層計(jì)算公式框架梁AB左截面跨中截面右截面M (kN m)134.06106.30158.56ho (mm)560560560ho=6OO -40=560M0.1000.0790.118a S =2ai fcbh。0.1050.0820.126x = 1- J- 2as6V 0.35V 0.55V 0.35八aixfcbh。/2、As=f(mm)fy7015508392從=%bh(mm)336實(shí)配鋼筋416416416+2 12實(shí)配鋼筋面積(mm2 )8048041030層計(jì)算公式框架梁AB左截面右截面V(kN )137.95143.77%(mm)560560

22、0.250cfcbh°601.55601.55> V> V0.7 ftbh0168> V168> VAsv = Vb- 0.42 ftbh。S1.25 fvyh0V 0V 0箍筋選取2 82 86Asv (mm2)101101s(mm)構(gòu)造要求構(gòu)造要求加密區(qū)箍筋最大間距100100加密區(qū)實(shí)配箍筋81008100箍筋加密區(qū)長(zhǎng)度950950非加密區(qū)實(shí)配箍筋82008200pAsvsv _bs0.202%0.202%Psv,min0.177%0.177%柱截面設(shè)計(jì)根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 （ GB50010-2010）：正截面受壓承載力計(jì)算 斜截面承載力計(jì)算 梁端加密

23、區(qū)要求配置箍筋（ ）、（） 并符合框架梁配筋要求進(jìn)行調(diào)整：設(shè)定加密區(qū)配筋柱計(jì)算見表）以下僅列出首層A柱計(jì)算結(jié)果計(jì)算公式框架柱AM(kN|_m)1.05E+089.37E+07N(kN )2.42E+052.17E+05Nb(kN )1808.59 （按大偏壓計(jì)算）MN(mm)434.77432.24ea（mm）20e (mm)454.77452.24l°(m)36000.5 fc AZi =0.0170.009名-1N1 o7.2h© =1.150.011h+ 1 l，Z|0rn =1 +hQc1400_l lh 丿1.00191.00192a/(mm)80x =(mm )

24、«1 fcb/33.8930.32e= he + h- as (mm)500.457523.372f x、Ne-oJcbx .h。一2As"=A ='丿ss仃仁fy (h0 as )979.731924.208(mm2 )Amin (mm2 )500實(shí)配鋼筋4 18實(shí)配鋼筋面積（mm2 ）1017計(jì)算公式框架柱AV(kN )6.65E+04N（kN）2.42E+050.20fcbh)(kN)6.58+E80.3fcA(kN)1.07+E6rHn扎=2ho3.911 05ftb% +0 056N2.19E+05h+1Asv(mm2 )352.1實(shí)配鋼筋8150雙向板設(shè)

25、計(jì)設(shè)計(jì)存在兩種板，均為雙向板，B1=7.2/4.2=1.7; B2=4.2/3=1.4iH何載統(tǒng)計(jì)：WB1、WB2恒荷載設(shè)計(jì)值g=1.2 4.47=5.36kN/m2活何載設(shè)計(jì)值q=1.4 2.0=2.80kN/m2LB1、恒荷載設(shè)計(jì)值g=1.2 3.85=4.62kN/m2活何載設(shè)計(jì)值q=1.4 2.0=2.80kN/m2LB2恒荷載設(shè)計(jì)值g=1.2 3.85=4.62kN/m2活何載設(shè)計(jì)值q=1.4 3.5=4.90kN/m2按彈性理論計(jì)算。取1m寬板帶作為計(jì)算單元。在求各區(qū)格板跨內(nèi)正彎矩時(shí)，按恒荷載均布及活荷載棋盤式布置計(jì)算WB1、WB2 荷載g 二g+q/2=5.36+2.80/2=6

26、.76kN/m2q =q/2=2.80/2=1.40kN/m2LB1荷載LB2荷載g = g+q/2=4.62+2.80/2=6.02kN/m2q =q/2=2.80/2=1.40kN/m2g = g+q/2=4.62+4.90/2=7.07kN/m2q =q/2=4.90/2=2.45kN/m2B1=4.2/7.2=0.58; B2=3/4.2=0.71。查表得彎矩系數(shù)：0.58對(duì)應(yīng)：MX=0.091、MY二0.0380.71 對(duì)應(yīng)：MX=0.072、MY二0.041II取LB2計(jì)算:板帶LB2l0x / l0y3/4.2=0.71跨 內(nèi)mx(0.072 X7.07 +0.038 x 2.4

27、532 = 5.42my(0.072 漢 7.07+0.038 漢 2.45 滬4.22 =10.62支 座mx'0.072 匯 7.07漢32 =4.58my'0.072 漢 7.07 =<4.22 =8.98LMB2Mbh0Ma s 2a1fcbhox-1- J1- NAs= a1xfcbh0(mm2) f yAs min跨 中l(wèi)x5.42E+061000900.0460.0479171.39200ly1.62E+071000 1900.1390.1513540.92200支 座I lx I4.58E+0610001900.0390.040144.26200ly8.98E+061000900.0770.080288.82200選擇配筋為：跨中8200122