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1、内蒙古科技大学本科生毕业设计题 目：包头市民族路小学教学楼建筑结构设计（方案一）学 号：0605119209专 业：土木工程班 级：土木2006-3班第一章 结构布置- 6 -1.1设计题目- 6 -1.1.1工程概况- 6 -1.1.2 地质、水文及资料- 6 -1.2 框架体系结构布置- 7 -1.2.1柱网布置- 7 -第二章 结构构件截面尺寸的确定- 9 -2.1 框架梁尺寸的初选- 9 -2.1.1框架梁截面尺寸初选- 9 -2.2 柱截面尺寸初选- 9 -2.3板的尺寸确定- 11 -2.4平面框架承重方案- 11 -第三章 材料选取及计算- 12 -3.1材料选取- 12 -3.
2、2 计算单元的选取- 12 -3.3 计算简图的确定- 12 -第四章 荷载计算- 14 -4.1 工程做法- 14 -4.1.1屋面做法（倒置式不上人）- 14 -4.1.2 顶棚的做法（石灰砂浆顶棚）- 14 -4.1.3楼面做法（细石混凝土）- 14 -4.1.4卫生间做法（水泥砂浆防水楼面）- 15 -4.1.5 内墙做法- 15 -4.1.6外墙做法- 15 -4.1.7地面做法（自重1.2）- 16 -4.1.8女儿墙做法- 16 -4.1.9踢脚做法- 16 -4.2 屋面及露面可变荷载标准值- 17 -第五章 楼层集中重力荷载代表值计算- 18 -5.1 梁、柱自重- 18 -
3、5.2 各层墙体自重- 19 -5.2.1一层墙体重- 20 -5.2.2 二五层墙体重- 21 -5.2.3女儿墙自重- 21 -5.2.4屋面的自重- 21 -5.2.5楼面的自重- 21 -5.2.6地面的自重- 22 -5.2.7 屋、楼面活荷载- 22 -5.3 各层集中质量- 22 -第六章 水平地震作用下框架的侧移验算- 25 -6.1 横梁线刚度- 25 -6.2 横向框架侧移刚度计算- 25 -6.2.1横梁线刚度的计算过程见表6.1，混凝土等级为C30- 25 -6.2.2 柱线刚度计算- 26 -6.2.3柱的侧移刚度D值的计算- 26 -6.3 横向框架自振周期- 31
4、 -6.5 水平地震作用及楼层地震剪力计算- 32 -6.6 水平地震作用下位移计算- 34 -6.7 水平地震作用下横向框架的内力分析- 35 -6.7.1横向框架第5轴柱端弯矩及剪力计算- 35 -6.7.1水平地震作用下梁端剪力及柱轴力计算- 36 -第七章 竖向荷载作用下横向框架结构的内力计算- 40 -7.1 计算单元的选取- 40 -7.2 荷载计算- 41 -7.2.1 恒载计算- 41 -7.2.2活载计算- 44 -7.3 利用弯矩二次分配法计算框架弯矩- 50 -7.3.1固端弯矩的计算及计算简图见表7.3- 50 -7.3.2传递系数及分配系数- 98 -7.3.3 弯矩
5、分配- 100 -7.3.4 梁端剪力及柱轴力计算- 107 -第八章 内力组合- 111 -8.1 内力组合：- 111 -第九章 截面设计1169.1 横向框架梁截面设计1169.1.1梁控制截面及内力1169.1.2 AB跨梁正截面配筋计算1169.1.3 BC跨梁正截面配筋计算1169.1.4主梁斜截面设计1169.2 柱截面设计1169.2.1 柱正截面承载力计算1169.2.2 柱斜截面承载力验算1169.3 节点设计1169.3.1 节点核心区受剪水平截面验算1169.3.2节点核心区截面抗剪强度验算116第十章 楼板设计11610.1 楼板平面布置11610.2 设计资料116
6、10.3 楼板设计116第十一章 次梁设计11611.1 计算简图11611.2 次梁设计11611.2.1 荷载计算11611.2.2 内力计算11611.2.3 截面配筋计算116第十二章 楼梯设计11612.1 楼梯板设计11612.1.1 荷载计算11612.1.2配筋计算11612.2 平台板设计11612.2.1 荷载计算11612.2.2 配筋计算11612.3 平台梁设计11612.3.1 荷载计算11612.3.2 截面设计11612.3.3 平台梁斜截面受剪承载力及箍筋配筋计算116第十三章 基础设计11613.1 设计资料11613.2 内力组合11613.3 地基承载力
7、设计值11613.4 验算荷载作用下的基底反力11613.5 抗冲切承载力验算11613.6 配筋计算11613.7 联合基础设计11613.7.1 尺寸设计11613.7.2 配筋计算116第一章 结构布置1.1设计题目包头市民族路小学教学楼建筑结构设计1.1.1工程概况本设计是包头市民族路五层现浇钢筋混凝土框架结构小学教学楼，位于包头市团结大街北，建筑总面积为5297.4，本工程为二级抗震等级。1.1.2 地质、水文及资料1.冬季采暖室外计算温度为-20，绝对最好温度33.4，绝对最低温度-30.4；2.年平均降雨日数：91.8天；3.日最大降雨量：100.8；4.月最大降雨量：229.2
8、；5.年最大降雨量：673.4；6.地下水稳定水位：6.6-8.7；7.该市标准冻结深度：1.6；8.夏季主导风向为东南风，冬季为北风，最大风速为25；基本风压为0.55；9.最大积雪深度210，基本雪压0.25kN/m；10.冬季相对湿度55%，夏季相对湿度40%；11.地震设防烈度：8度，抗震设计基本加速度0.25g，抗震设计地震分组为第一组。12.工程地质概况见表1。表1 土层分布情况表土层厚度土的名称承载力标准值（）11.0杂填土9024.2粗砂土22034.3粉砂1804岩石层1.2 框架体系结构布置框架结构的优点是：平面布置灵活，既能获得较大的空间，也可分割为较小空间。以适应不同使
9、用功能的需求；建立的立面容易处理。若通过合理的设计，框架可以成为耗能能力强，变形能力大的延性框架。框架结构是高次超净定结构，既能承受竖向荷载，也能承受风荷载或水平地震作用等水平侧向力的作用。1.2.1柱网布置1.柱网布置应满足生产工艺的要求：本设计柱网布置方式采用对称等跨式布置。2.柱网布置应满足建筑平面布置的要求： 在教学楼与民用建筑中，柱网布置应与建筑分隔墙布置相协调，一般将柱子设在纵横建筑隔墙交叉点上，以尽量减少柱子对建筑使用功能的影响。柱网的尺寸还受梁跨度的限制，梁跨度一般在6-9m之间为宜。同时，在教学楼建筑中，一般是两边为教学楼，中间为走廊；可将柱子布置在走道两侧，或可取消一排柱子
10、，布置成为两跨框架。本设计建筑平面布置为前者。3.柱网布置要使结构变为合理： 柱网布置时，应考虑到结构在竖向荷载作用下内力分布均匀合理，各构件材料强度均能充分利用。4.柱网布置应方便施工： 建筑设计在结构布置时应考虑到施工方便，以加快施工进度，降低工程造价。现浇框架结构可不受建筑模数和构件标准的限制，但在结构布置亦应尽量使梁板布置简单规则，以方便施工。本设计柱网布置如下图： 一般情况下柱在两个方向均应有梁拉结，亦即沿房屋纵横方向均应布置梁系。因此，实际的框架结构是一个空间受力体系。沿建筑物长向的称为纵向框架，分别承受各自方向上的水平力，而楼面竖向荷载则依楼盖结构布置方式的不同而按不同的方式传递
11、；按楼面竖直荷载传递路线不同，承重框架的布置方案有横向框架，纵向框架和纵横向框架混合承重等几种，本设计采用纵横向框架混合承重方案。该方案由于纵横两个方向的框架共同承重，因此结构的空间刚度较大，结构的整体性较好，对结构抗震有利。第二章 结构构件截面尺寸的确定2.1 框架梁尺寸的初选根据建筑抗震设计规范(GB500112001)及混凝土结构设计规范(GB50010-2002)，梁的几何尺寸宜符合下列各项要求：（1） 梁截面高度小于或等于800mm，取50为模数；800mm以上取100为模数。（2） 现浇楼盖中，一般主梁至少要比次梁高50mm，以便施工。（3） 主梁截面宽度不小于200mm，次梁截面
12、宽度不应小于150mm一般在横向框架梁设计时，常取梁高hl/10,采用横向框架体系。为了防止框架梁发生剪切破坏，梁高h不宜大于1/4净跨。同时框架梁的截面宽度可取b=(1/21/3)h,为了使梁的两端节点传力可靠，梁宽不宜小于柱宽的1/2，且不小于250，以满足承载力，刚度和延性的要求。2.1.1框架梁截面尺寸初选KL-1: L=8100mmh=(1/151/10)8100=(540810)mm 取h=700mm.b=(1/31/2)h=(1/31/2) 700=(233350) mm 取b=300mm. KL-2: L=6600mm h=(1/151/12) 6600=(440660) mm
13、 取h=600mm. b=(1/31/2)h=(1/31/2) 600=(200300)mm 取h=300mm. 走道梁： L=3000mm ， 选截面为bh=300mm600mm 次梁： L=6600mmh=(1/181/12) 6600=(367550)mm 取h=500mmb=(1/31/2)h=(1/31/2)500=(167250)mm 取b=250mm2.2 柱截面尺寸初选1. 按照建筑抗震设计规范(GB500112001)第6.3.6，6.3.7条规定：（1） 柱截面的边长不宜小于300；（2） 柱剪跨比不宜大于2；（3） 柱截面长边与短边之比不宜大于3；2. 抗震设计时，要求柱
14、的轴压比满足下式要求：, N地震作用组合下的柱的轴向压力设计值；F按简支状态计算的负荷面积；折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，可近似12-15kN/;考虑地震作用组合的柱的轴向压力增大系数，边柱取1.3，不等跨内柱取1.25，等跨内柱取1.2；n验算截面以上的楼层层数；柱截面面积；框架柱轴压比限值，对一、二、三级抗震等级分别取0.7，0.8，0.9； 计算柱截面尺寸，只要底层柱的截面满足要求，则其余各层也满足要求。根据建筑设计抗震规范表6.1.2及混凝土结构设计规范表11.1.4得，本工程二级抗震等级，轴压比限值=08。将各层的重力荷载代表值g近似取13 kN/，根据混凝土结构设计规范（GB5
