1、学生：余程学生：余程1 题目：吉安市二中宿舍楼设计 学院： 建筑工程学院 专业： 土 木 工 程 班级：土木10级（本1）班 姓名： 余程 学号： 100912041 指导老师：贾燕翔起讫时间: 2014年2月2014年5月2目目 录录一一毕业设计任务书 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 7二工程资料和结构的截面选择- - - - - - - - - - - - - - -11三风荷载作用下的计算- - - - - - - - - - - - - - - - - -23四恒载作用下的计算- - - - - - - - - - - - - - - - -
2、 - 58五活载作用下的计算- - - - - - - - - - - - - - - - - - 75六横向框架在荷载作用下的内力计算- - - - - - - - - - - 87七内力组合和梁柱的配筋- - - - - - - - - - - - - - - - 100八楼梯的设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -104九楼板的设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -111一基础的设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 11631.1设计原
3、始资料设计原始资料1、工程概况：该宿舍楼四层现浇框架结构，属多层房屋范畴。其柱的平面布置如图2-1所示,现截取一榀框架进行计算，柱网尺寸如表2-1所示。一：毕业设计任务书一：毕业设计任务书42 、 一榀横向框架设计一榀横向框架设计 (1)工程名称：吉安市二中宿舍楼。（2）建设地点：吉安市。（3）工程概况：该建筑结构为4层，底层层高为4.2m，二层层高3.6m，三层层高3.6m，四层层高4.8m。室内外高差为0.15m。设计使用年限为50年。（4）基本风压为：w。= 0.3KN/，地面粗糙度为B类|5（5）基本雪压为：0.35 KN/，风载体型系数为1.3。（6）不考虑抗震设防要求。（7）设计使
4、用年限：50年，0=1.0。（8）活荷载为5.0 KN/。3、结构设计部分结构设计部分（1）设计计算部分1、楼盖结构计算（现浇板、次梁）；2、框架结构，可取一典型横向框架来计算：必须手算4、构件设计计算：楼梯、雨篷、现浇板。说明：第二部分必须手算，其余可电算。6（3）结构设计步骤：1、梁、柱的截面尺寸估算。2、确定框架的计算单元，计算简图。3、荷载计算。4、框架内力计算。5、框架内力组合。6、框架梁截面设计。7、框架柱截面设计。8、基础设计。4、构件设计计算：楼梯、现浇板。说明：第二部分必须手算，其余可电算。7（4）结构设计成果：1、结构设计计算书：手算及电算计算书各一份（一律为A4复印纸，顶
5、面装订），应包括毕业设计施工图中所有设计到的结构与构件设计。说明书力求说理充分，概念清楚，计算步骤明确，计算准确，条理清晰。2、图纸部分（1）结构施工图设计说明：材料及相应轻度等级，抗震构造要求，一般构造要求和施工要求等。（2）基础平面布置图（1:100）及部分基础详图（1:501:10）。|（3）标准层结构平面布置图1:100。（4）框架梁柱配筋图及详图（1:1001:50）。9、构件设计。8二：工程资料，结构的截面选择二：工程资料，结构的截面选择2.1设计资料设计资料2.2结构的截面选择结构的截面选择1）主梁截面尺寸的确定： 由以下2公式公式 确定梁截面尺寸的确定: 经计算，统一取为梁高h
6、=500mm 梁宽： b=240mm2）框架柱截面的初步估定：框架柱的截面尺寸一般根据柱的轴压比限值按下列公式估算111018hl11b32h12GNqSn9 式中 N 柱的组合的轴压力设计值；S按简支状态计算的柱的负载面积； q折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，可根据实际荷载计算，也可近似取1215kN/；考虑水平力产生的附加系数，风荷载或四级抗震时取1.05，三一级抗震等级时取1.051.15； 边柱轴向力增大系数，角柱取1.2，边柱取1.1，中柱 取1.0 ；n柱承受荷载的楼层层数；柱由框架梁与剪力墙连接时，柱轴力折减系数，可取0.70.8，纯框架时取1.0；11210柱截面尺寸根据
7、A由上式可得：边柱的尺寸：中柱的尺寸 ： 350mm400mm基础选用条形基础，基础埋深取2.2m(自室外地坪算起，肋梁高度取1.3m，室内外高度差0.5m1.11.2/cNf300400mmmm112.3建筑平面图建筑平面图标准层的平面图标准层的平面图屋面平面图屋面平面图12三：风荷载作用下内力计算3.1风荷载标准值根据任务书可得，吉安地区的基本风压： 垂直于建筑物表面上的风荷载标准值： s-风荷载体型系数s=1.3。 200.30/wkN m0kz s zww133.2计算风荷载作用下各楼层节点上集中力及各层剪计算风荷载作用下各楼层节点上集中力及各层剪力力在分析框架结构时，应该按静力等效原
8、理将分布风荷载转化为节点集中荷载，如下表和下表所示，表3-2 各层楼面处集中风荷载标准值 14其中F= 对于第四层：0/ 2()zszBhkN ) 12(0hBFzszi 图3-1 框架在风荷载作用下计算简图153.5 风荷载作用下的框架内力计算风荷载作用下的框架内力计算得到框架第i层层间剪力Vi后，分配到i层j柱的剪力Vij以及该柱上下端的弯矩 和 分别按下列各式进行计算：1ijsjDijVViDijuijM ijVyh1uijM ijVyh16图3.2 框架在水平荷载下的弯矩图17（1）梁端剪力0BM计算过程：取二层AB跨梁为例，二层AB跨梁受力如下：计算过程：取二层AB跨梁为例，二层AB
9、跨梁受力如下如下图3-4 风荷载作用下梁端剪力18四、恒载作用下的内力计算4.1相关荷载的计算相关荷载的计算1、屋面（板厚150mm）不上人 找平层：20厚水泥砂浆 0.02020=0.40kN/ m2防水层（刚性）：30厚C20细石混凝土防水 240.03=0.72 kN/ m2三毡四油防水层 ： 0.4 kN/ m2找平层：15厚水泥砂浆 0.01520=0.30kN/ m2找坡层：20厚水泥砂浆 0.02020=0.40 kN/ m2保温层：150厚的蛭石 0.75kN/ m2 合计： 4.77kN/m2 取5.0kN/m2192、楼面（厂房板厚150mm） 构造层 ：板面装修荷载 1.
10、2kN/m2 结构层：100厚现浇钢筋混凝土板0.1025=2.5 kN/ m2 抹灰层：10厚的混合砂浆0.0117=0.17kN/ m2 合计：3.78 kN/ m2 取4.0kN/ m23.（卫生间板厚150mm） 下沉50mm 2.0kN/ m2 下沉350mm 8.8kN/ m2 4、墙体 外墙自重为 5.24kN/m205、门窗 门M-2为钢铁门，自重0.400.45 kN/ m2，窗C-2为钢框玻璃窗，自重0.400.45kN/ m2，为计算方便，将门和窗的自重均为0.43 kN/ m24.2荷载标准值的计算荷载标准值的计算4.2.1计算单元计算单元选取典型平面框架进行计算，以中
11、框架为例进行计算。取9-9轴线横向框架进行计算，如下图所示21对于板A， 板A属于双向板对于板B， 板B属于单向板对于板C ，板C属于双向板 （其中 为计算单元的长边和短边）1248001.032.04660ll1246602.5892.01800ll1258001.382.04200ll22经计算，可得到一二层的受外力图：23依次计算可得各层的受力简图24五、横向框架在活荷载作用下的计算五、横向框架在活荷载作用下的计算选取典型平面框架进行计算，以中框架为例进行计算。计算9-9轴线的横向框架，对于板A， 板A属于双向板对于板B， 板B属于单向板对于板C， （其中 为计算单元的长边和短边）图5.
12、1 板传递分配给计算单元中的梁的分配图25经计算，可得到第二、三、四层活载作用下最终计算简图26（二）屋面的活荷载的计算经计算后得到：27（三）横向框架在活荷载作用下的计算简图 汇总前面各层的计算简图，画出活荷载作用下的横向框架计算简图 图5.5 荷载作用下的横向框架计算简图28六六 、横向框架在荷载作用下的内力计算、横向框架在荷载作用下的内力计算（一）（一）横向框架在恒荷载作用下的内力计算横向框架在恒荷载作用下的内力计算1、计算弯矩分配系数例如：三根杆件汇交于10节点，如下图各杆件的分配系数计算如下10,50.330.1720.33 2 1.2510,150.330.1720.33 2 1.
13、25 10,151.250.6540.33 2 1.25 29图5.6 计算弯矩分配系数301）均布荷载作用下的固端按弯矩，集中荷载作用在刚节点位置不产生弯矩例如：第四层AB段框架梁两端弯矩225.17 5.010.77.1212ABBAqlMMkN m 222.56 1.80.6912.1212DBBDqlMMkN m 25.19 4.89.97.12BCCBMMkN m 312）最终固端弯矩 见下表所示3）弯矩二次分配过程如图所示：32332、绘制弯矩图343、剪力图根据弯矩图，取出梁柱弯矩图，利用脱离体平衡条件，求出剪力，354、横载作用下的轴力图将柱两侧的两端剪力、节点集中力及柱轴力叠
14、加，即得柱轴力如下图所示：36（二）（二）横向框架在活荷载作用下的内力计算横向框架在活荷载作用下的内力计算1、计算弯矩分配系数371、绘制弯矩图 由各节点的弯矩分配，可得弯矩图382、剪力图（活荷载作用下）393、活荷载下的轴力图40七、内力组合和梁柱的配筋七、内力组合和梁柱的配筋（一）框架梁内力组合（一）框架梁内力组合1、对于一般的框架结构 ，内力组合一般只考虑以下4种组合形式：（1）.由可变荷载效应控制的组合： （7-1）（2）.由永久荷载效应控制的组合： （7-2）（3）.恒载，活载与风荷载作用下的组合： （7-3）恒载代表值活载代表值风荷载代表值2、组合见计算书1.21.4GKQKSS
15、1.350.98GKQKSS1.20.9 1.4GKQKWKSSSGKSGKSQKSWKS41（二）框架柱内力组合（二）框架柱内力组合选择第四层C轴线的框架柱为例进行内力组合，考虑恒荷载、活荷载、风荷载三种荷载1、效应组合，其过程如下表1、用于承载力计算的框架柱非抗震弯矩和轴力基本组合表42（三）、框架柱梁柱截面设计（三）、框架柱梁柱截面设计1、框架梁非抗震截面设计 （1） 选取最不利组合内力 表格数据如下 43（2） 框架梁正截面受弯承载力计算 第四层BC框架梁的截面尺寸为240mm500mm,混凝土及钢筋的相关材料信息如计算书。配筋过程如下表：44（3） 框架梁斜截面受剪承载力计算第四层B
16、C框架梁斜截面受剪承载力计算452、框架柱非抗震截面设计1、框架柱正截面受弯承载能力计算考虑框架柱同一截面的正负弯矩，故采用对称配筋 462、 框架柱斜截面受剪承载力计算第四层框架柱非抗震剪力基本组合的控制剪力值为42.87kN,与之相对应的轴力为58.56kN框架柱斜截面受承载力的计算过程见下表： 47七、楼梯的设计7.1楼梯板计算：（1）荷载计算： 基本组合的总荷载设计值： 所以取总荷载设计值 为进行内力计算。1.2 7.2 1.4 2.512.14/pkN m1.35 7.2 1.4 0.7 2.512.17/pkN m48（2）截面设计： 经计算用8125 ，As=403mm 。 分布
17、钢筋6300 ，每级踏步下一根。7.2平台板计算：平台板计算：设平台板厚 ，取 板宽计算平台板的荷载。（1）荷载计算： 有计算得出荷载的值，恒载取2.0kN/m 活载取5.0kN/m基本组合的总荷载设计值： 取总荷载设计值 11.128kN/m为进行内力计算。 1.2 3.44 1.4 5.011.128/pkN m1.35 3.44 1.4 0.7 5.09.554/pkN m49（2）截面设计： 按照般的配筋计算步骤： 选用8150， ，分布筋83007.3平台梁计算：平台梁计算：平台梁截面 ， b=200mm, h=400mm（1）荷载计算有计算得出荷载的值，恒载取17.9kN/m 活载
18、取14.44kN/m基本组合的总荷载设计值： 所以取总荷载设计值 51.004kN/m为进行内力计算。 1.2 17.90 1.4 14.4451.004/pkN m1.35 17.90 1.4 0.7 14.4438.32/pkN m50（2）截面设计：由计算可得：纵向受力筋选用 ，318 。As=763mm2斜截面受剪承载力计算： ，满足要求。箍筋配置 6250双肢箍筋 51八：板配筋计算8.1设计资料设计资料结构布置如下图所示，板厚150mm，A区格为宿舍，宿舍恒载为 楼面活载标准值 ，A区格为走廊，走廊恒载为 ，活荷载 ，混凝土为C30 , 。8.2荷载计算荷载计算宿舍及走廊的荷载 恒
19、载： 活载： 合计： 221.2 4.0/4.8/gKN mKN m221.4 5.0/7/qKN mKN m24.8711.8/PgqKN m528.3板的弯矩计算板的弯矩计算由计算简图可知，将楼板划分了A板，B板两种板块，均按照双向板计算，按塑性理论计算。 板的尺寸及区格板划分如下图所示：531）格板）格板A楼板计算：楼板计算： 1.跨内最大弯矩 经计算可得： xyMAMA、 20.0829 11.8 4.217.225xMAkN m 20.0570 11.8 4.211.86yMAkN m 2）格板格板B楼板计算：楼板计算：计算跨度：1.跨内最大弯矩 , 1.84.21.80.4284.
20、2xxyylLmLml， 220.0829 11.8 1.83.1690.0570 11.8 1.82.179xyMAkN mMAkN m 548.4配筋计算：配筋计算：55九：基础的设计9.1设计资料设计资料初选基础的埋深为2.2m。基础梁的截面尺寸为： 5001100mmmm图9-1 基础的计算简图9.2梁的弯矩计算：梁的弯矩计算：56弯矩分配见下图540-540950-1444-465-465824-824753-753443.1 -443.1836-836分配系数固端弯矩弯矩分配最后弯矩0.390.60930019415097-91.5-58.5-29.2517.811.44-59-388.9-5.4-4.1基础梁的弯矩图44383659.6553169.6据受力情况和弯矩图,依次求出其他梁的剪力，作出基础梁的剪力图,如下图所示5758谢谢各位老师，同学们！59
