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公司办公楼土木工程毕业论文计算书

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'本科毕业设计说明书题目:*******楼设计(方案**) 山东建筑大学毕业设计说明书目录摘要IIIABSTRACTIV前言1第一部分建筑设计1.1建筑概况21.2采光、通风、防火设计21.3建筑细部设计21.4方案构思31.5设计过程31.6建筑做法3第二部分结构设计2.1结构选型及布置42.1.1结构选型42.1.2结构布置42.1.3截面尺寸42.1.4计算简图62.2荷载统计72.2.1恒荷载标准值72.2.2活荷载标准值142.2.3雪荷载标准值172.2.4风荷载标准值172.3内力分析182.3.1恒荷载作用下的内力分析18IV 山东建筑大学毕业设计说明书2.3.2.活荷载作用下的内力分析252.3.3风荷载作用下的内力分析292.4内力组合342.5.截面设计372.5.1框架梁设计372.5.2框架柱设计422.5.3屋面板设计462.5.4楼梯设计502.5.5雨篷设计552.5.6基础设计57谢辞65参考文献66IV 山东建筑大学毕业设计说明书摘要本文为**********楼设计计算书。该楼建筑面积******平方米左右,根据建筑设计、抗震方面等的要求,确定合理的结构形式和结构布置方案,确定框架、基础的形式。根据要求采用了钢筋混凝土结构。本设计中选取一榀主框架以及屋面板进行截面设计及配筋计算。首先根据框架布局确定各构件尺寸,进行恒载、活载及风荷载的统计。然后采用分层法进行竖向荷载作用下的结构内力计算,水平风荷载采用D值法进行计算。之后进行内力组合分析,找出最不利内力组合,进行构件计算和截面面配筋。楼板采用弹性理论设计,并进行柱下独立基础和柱下联合基础的配筋设计。除此之外,还进行了楼梯和雨篷的设计计算。最后,根据计算结果,按照相应的构造要求,绘制了结构施工图,并写出了相应的设计说明。本设计的特点之一,运用了大学四年所学过的很多理论,计算中多种计算方法得到体现,如D值法,弯矩分配法,分层法等,使自己掌握了多方面的知识。关键词:框架结构;结构设计;内力计算;弹性理论;钢筋混凝土IV 山东建筑大学毕业设计说明书ABSTRACTDesignationforaOfficeBuilding(******)表达错误较多,仅参考。Thispaperwastodesignabuildingoffice.Thisbuildingareacoveredabout****sparemeters.Accordingtothebuildingdesignandtheanti-shockresistance,reasonablestructuralschemeandstructuralfoundationplanandtheformofframeandbasisweredetermined.Furthermore,reinforcedconcretestructurewereadaptedbasedontherequirements.Onelateralframeandslabwereselectedandcalculatedinthispaper.First,depthandwidthofsectionsaredetermined,anddeadload,liveload,windloadaredetermined.Thentheinternalforcesofthestructureunderverticalloadwerecalculated.TheD-methodwasusedforcalculatingthewindload.Afterthecombinationofinternalforces,themostunfavorablecombinationofinternalforceswasidentified.Thenthenecessaryreinforcementinbeamsandcolumnswasdetermined.Theelastictheorywasusedforcalculatingslab.Inaddition,thesingle-foundationandcombinedfoundationweredesigned.Thestairwayandcanopywerealsodesigned.Finallyaccordingtothecalculatedresultsanddetail,blueprintsofthestructurehadbeencompleted.Oneadvantageofthisdesignwasthatmanytheoriesstudiedinuniversityinfouryearswasused.Besidesmanykindsofcomputationalmethodswasreflectedinthecombination,likethemethodofdecimalreductiontime,moment-distribution,stratificationandsoon,whichhelpedmetograspthevariousbranchesofknowledge.KeyWords:framestructure;structuraldesign;internalforcecalculation;elastictheory;reinforcedconcrete IV 山东建筑大学毕业设计说明书前言毕业设计是大学本科教育培养目标实现的重要阶段,是毕业前的综合学习阶段,是深化、拓宽、综合教和学的重要过程,是对大学期间所学专业知识的全面总结。通过毕业设计,可以将以前学过的知识重温回顾,对疑难知识再学习,对提高个人的综合知识结构有着重要的作用。通过毕业设计,使我们在资料查找、设计安排、分析计算、施工图绘制、口头表达等各个方面得到综合训练,具备从事相关工作的基本技术素质和技能。目前,我国建筑中仍以钢筋混凝土结构为主,钢筋混凝土造价较低,材料来源丰富,且可以浇筑成各种复杂断面形状,节省钢材,承载力也不低,经过合理设计可以获得较好的抗震性能。今后几十年,钢筋混凝土结构仍将活跃在我国的建筑业上。框架结构体系的主要特点是平面布置比较灵活,能提供较大的室内空间,对于自选商场类楼房是最常用的结构体系。多层建筑结构的设计,除了要根据建筑高度、抗震设防等级等合理选择结构材料、抗侧力结构体系外,要特别重视建筑体形和结构总体布置。建筑体形是指建筑的平面和立面;结构总体布置指结构构件的平面布置和竖向布置。建筑体形和结构总体布置对结构的抗震性能有决定性的作用。毕业设计的三个半个月里,在指导老师的帮助下,经过查阅资料、设计计算、论文撰写以及图纸绘制,加深了对规范等相关内容的理解,巩固了专业知识,提高了综合分析、解决问题的能力。并熟练掌握了AutoCAD/天正和结构设计软件PKPM,基本上达到了毕业设计的目的与要求。框架结构设计的计算工作量很大,在计算过程中以手算为主,后面采用建筑结构软件PKPM进行电算,并将电算结果与手算结果进行了误差分析对比。由于自己水平有限,难免有不妥和疏忽之处,敬请各位老师批评指正。70 山东建筑大学毕业设计说明书第一部分建筑设计1.1建筑概况该公司办公楼位于济南市某交通干道旁,室外地坪绝对标高27.20米,建筑面积约*****m2,钢筋混凝土框架结构,主体结构4层,每层层高均为3.6m,无地下室,室内外高差0.45m。填充墙采用蒸压粉煤灰混凝土砌块,外墙300m,内墙200mm。夏季主导风向为南、西南风,冬季为东北风,抗震设防烈度为6度(0.05g),第二组;建筑等级:耐火等级为Ⅱ级不考虑抗震设计计算,采取抗震构造措施。设计使用年限50年1.2采光、通风、防火设计1.采光、通风设计在设计中选择合适的门窗位置,取得良好的效果以便于通风。2.防火设计本工程耐火等级为二级,建筑的内部装修、陈设均应做到难燃化,以减少火灾的发生及降低蔓延速度,公共安全出口设有三个,可以方便人员疏散。在疏散门处应设有明显的标志。各层均应设有手动、自动报警器及高压灭火水枪。1.3建筑细部设计1、建筑热工设计应做到因地制宜,保证室内基本的热环境要求,发挥投资的经济效益。2、建筑体型设计应有利于减少空调与采暖的冷热负荷,做好建筑围护结构的保温和隔热,以利节能。3、采暖地区的保温隔热标准应符合现行的《民用建筑节能设计标准》的规定。4、室内应尽量利用天然采光。5、为满足防火和安全疏散要求,设有三部楼梯。6、办公楼内的布置与装修以清新自然为主,楼道和楼梯铺大理石地面,卫生间的地面铺防滑地板砖,墙面贴瓷砖。70 山东建筑大学毕业设计说明书1.4方案构思设计采用目前国内通用的钢筋混凝土结构。本设计充分考虑到总体规划提出的要求、建筑高度、抗震设防烈度和周围环境的关系,确定本结构的建筑平面布置简单、规则。由于场地限制,整体形状呈L形;结构具有较好的整体性;因建筑物长度较大,且呈L形,为满足设计要求,设置了两条伸缩缝;同时考虑到结构不同使用功能的需求,建筑平面布置较为灵活,可以自由分割空间,选用框架结构;立面注意对比与呼应、节奏与韵律,体现建筑物质功能与精神功能的双重特性。1.5设计过程建筑设计根据建筑用地条件和建筑使用功能、周边城市环境特点,首先设计建筑平面,包括建筑平面选择、平面柱网布置、平面交通组织及平面功能设计;其次进行立面造型、剖面设计;最后设计楼梯和卫生间。本设计满足建筑单位的使用要求,技术措施合理,同时,通风、采光、消防等技术指标均满足相应的规范和规定。1.6建筑做法1.屋面做法:保护层:现浇40厚C20细石混凝土。防水层:4厚高聚物改性沥青卷材防水层;结合层:配套基层及卷材胶黏剂;保温层:40mm厚现场喷涂硬质发泡聚氨脂;找坡层:1:8水泥膨胀珍珠岩找坡2%最薄处40厚;找平层:20厚1:3水泥砂浆;结构层:100mm厚钢筋砼屋面板。2.楼面做法:地面:5mm厚500mm*500mm陶瓷地板砖;结合层:15mm厚1:1水泥砂浆黏贴;找平层:20mm厚1:3水泥砂浆;结构层:100mm现浇钢筋混凝土板。3.顶棚做法:V形轻型钢龙骨吊顶(一层9mm纸面石膏板,无保温层)4.墙体做法:内墙:打底层:15厚1:1:6水泥石灰混合砂浆打底找平;粘结层:5厚1:0.3:3水泥石灰砂浆面层;70 山东建筑大学毕业设计说明书面层:喷内墙涂料。外墙:打底层:15mm厚1:3水泥砂浆打底;粘结层:5mm厚1:1水泥砂浆粘结层;面层:陶瓷面砖贴面。第二部分结构设计2.1结构选型及布置2.1.1结构选型本工程选用钢筋混凝土框架结构。选择框架结构的原因:目前在多高层房屋设计中,框架结构是应用最多的结构体系之一,由于设计任务书中要求建筑物使用空间多样化,能灵活分割,采用框架结构即可最大限度的满足任务书中的要求,而且框架结构整体性好,抗震性能好。2.1.2结构布置结构布置图见(图2.1)图2.1柱网、梁布置图2.1.3截面尺寸70 山东建筑大学毕业设计说明书2.1.3.1梁a.框架梁:纵向L=5400mm梁高h=(1/10-1/15)L=(360-540)mm取h=500mm梁宽b=(1/3-1/2)h=(170-250)mm外墙厚300mm,取b=300mm。边跨橫向L=6600mm梁高h=(1/10-1/15)L=(440-660)mm取h=600mm梁宽b=(1/3-1/2)h=(200-300)mm取b=300mm中间跨取h=450mm取b=300mmb.次梁:纵向布置梁跨度L=5400mm梁高h=(1/12-1/18)L=(300-450)mm取h=400mm梁宽b=(1/3-1/2)h=(135-200)mm取b=200mm2.1.3.2板板跨L=3300通常取板厚h=(l/50-l/35)=(66-94)mm,考虑板埋设管线,板厚取h=100mm2.1.3.3柱柱的尺寸根据轴压比公式确定:μ=N/bha.边柱,q取10kN/m2μ=0.9=14.3N/mm2设计值1.2×178.2×4=855.36kN柱截面面积A=N/μ=66461.5mm2则b=h=258mm取柱截面尺寸为b×h=500×500mm,满足要求b.中柱:A2=5.4×(6.6/2+2.4/2)=24.3m270 山东建筑大学毕业设计说明书N2=A2q=24.3×10=243kN设计值N=1.2×N2×n=1.2×243×4=1166.4kN则柱截面积A=N/fcμ=90630mm2则b=h=305mm取柱的截面尺寸为b×h=500×500mm,满足要求2.1.4计算简图结构计算简图如(图2.2)所示,室内外高差为450mm,根据地质资料初步确定基础顶面离室外地面为500mm。因此求得底层计算高度为0.5+0.45+3.6=4.55m。各梁柱构件的线刚度比经过计算后列于图中,其中在求梁截面惯性矩时考虑到现浇楼板的作用,取I=2Io(Io为不考虑楼板翼缘作用的梁截面惯性矩)。边跨梁:ib=2Ec×(1/12)×0.3×0.63/6.6=16.36×中间梁:ib=2Ec×(1/12)×0.3×0.453/2.4=18.98×上部各层柱ic=Ec×(1/12)×0.5×0.53/3.6=14.47×底层柱ic=Ec×(1/12)×0.5×0.53/4.55=11.45×假设上部各层柱相对线刚度为1,则底层柱线刚度为0.79,边跨梁线刚度为1.13,中间跨梁线刚度为1.31,结构计算简图见(图2.2)70 山东建筑大学毕业设计说明书图2.2结构计算简图2.2荷载统计2.2.1恒荷载标准值2.2.1.1屋面恒荷载标准值40厚C20细石混凝土。0.04×24=0.96kN/m220厚1:3防水水泥砂浆,喷涂2厚合成高分子防水层,4厚高聚物改性沥青卷材防水层;0.02×20+0.25=0.65kN/m240mm厚现场喷涂硬质发泡聚氨脂;0.04×7=0.28kN/m21:8水泥膨胀珍珠岩找坡2%最薄处40厚;0.04×3.8=0.16kN/m220厚1:3水泥砂浆;0.02×20=0.4kN/m2100mm厚钢筋砼屋面板。0.1×25=2.5kN/m270 山东建筑大学毕业设计说明书V形轻型钢龙骨吊顶(一层9mm纸面石膏板,无保温层)0.12kN/m2屋面恒荷载合计5.07kN/m22.2.1.2楼面恒荷载标准值陶瓷地板砖+15mm厚1:1水泥砂浆0.55kN/m220mm厚1:3水泥砂浆找平;0.02×20=0.4kN/m2100mm现浇钢筋混凝土板。0.1×25=2.5kN/m2V形轻型钢龙骨吊顶(一层9mm纸面石膏板,无保温层)0.12kN/m2楼面恒荷载3.57kN/m22.2.1.3梁自重标准值纵向框架梁:边跨:(0.6-0.1)×0.3×25=3.75kN/m中跨:(0.45-0.1)×0.3×25=2.63kN/m横向框架梁:(0.5-0.1)×0.3×25=3kN/m横向次梁:(0.4-0.1)×0.2×25=1.5kN/m2.2.1.4柱自重标准值b×h=500mm×500mm框架柱自重:0.5×0.5×25=6.25kN/m抹灰层:10厚混合砂浆17×0.01×0.5×4=0.34kN/m合计6.60kN/m70 山东建筑大学毕业设计说明书2.2.1.5外纵墙自重标准值纵墙0.3×(3.6-0.5)×5.5=5.11kN/m铝合金窗0.95kN/m贴瓷砖外墙面0.50kN/m水泥粉刷内墙面0.36kN/m合计6.0kN/m2.2.1.6内墙自重标准值墙自重:0.2×(3.6-0.6)×5.5=3.3kN/m墙面粉刷:0.72kN/m合计4.1kN/m2.2.1.7女儿墙自重(墙高1100mm,200mm砼压顶)自重0.24×1.1×18+25×0.24×0.2=5.36kN/m外侧墙面砖加内侧抹灰0.86kN/m合计6.22kN/m70 山东建筑大学毕业设计说明书图2.3框架恒荷载受力图以底层框架梁受力计算为例,其它层见表格2.2.1.8线荷载计算KM(NQ)梁梁自重均布荷载:=3.75kN/m板传递来三角形荷载:3.57×3.3=11.8kN/m将三角形荷载等效为均布荷载:计算公式:橫墙:总和70 山东建筑大学毕业设计说明书q=3.75+6.27+4.1=14.12kN/mMN段梁梁自重均布荷载:=2.63kN/m板传递来三角形荷载:3.57×2.4=8.6kN/m将三角形荷载等效为均布荷载:计算公式总和:q=2.63+5.38=8.01kN/m2.2.1.9集中荷载:K(Q)点集中荷载:梁自重均布荷载:=3kN/m板传递来梯形荷载:3.57×1.65=5.9kN/m计算公式纵向填充墙及窗户:M(N)点集中荷载:梁自重均布荷载:=3kN/m70 山东建筑大学毕业设计说明书板传递来梯形荷载:3.57×1.65=5.9kN/m计算公式3.57×1.2=4.3kN/m计算公式内横向填充墙及门:KM(NQ)中点集中荷载梁自重均布荷载:=1.5kN/m70 山东建筑大学毕业设计说明书板传递来梯形荷载:3.57×3.3=11.8kN/m计算公式2.2.1.10节点弯矩计算由于节点集中力有偏心,在节点产生弯矩:由建筑图知道,K(Q)节点偏心距为100mm,M(N)节点偏心距为150mm。底层:其他各层计算结果汇总见表2.1表2.1框架恒荷载计算结果汇总表层号KM(NQ)线荷载MN线荷载K(Q)点集中荷载M(N)点集中荷载KM(NQ)中点集中荷载K(Q)点弯矩M(N)点弯矩70 山东建筑大学毕业设计说明书单位kN/mkN/mkNkNkNkN.mkN.m412.6411.1888.182.383.78.81-12.35314.148.0175.68562.17.56-12.75214.148.0175.68562.17.56-12.75114.148.0175.68562.17.56-12.75注:逆时针为正2.2.2活荷载标准值根据《荷载规范》查得:上人屋面:2.0kN/m2楼面:办公室:2.0kN/m2走廊:2.5kN/m2以底层框架梁受力计算为例,其它层见表格2.2.2.1线荷载计算KM(NQ)梁板传递来三角形荷载:2.0×3.3=6.6kN/m将三角形荷载等效为均布荷载:计算公式:MN段梁板传递来三角形荷载:将三角形荷载等效为均布荷载:70 山东建筑大学毕业设计说明书计算公式2.2.2.2集中荷载:K(Q)点集中荷载:板传递来梯形荷载:1.65×2.0=3.3kN/m计算公式M(N)点集中荷载:板传递来梯形荷载:2.0×1.65=3.3kN/m计算公式2.5×1.2=3kN/m70 山东建筑大学毕业设计说明书计算公式KM(NQ)中点集中荷载板传递来梯形荷载:2.0×3.3=6.6kN/m计算公式其他各层计算结果汇总见下表2.2.2.3节点弯矩计算:由于节点集中力有偏心,在节点产生弯矩:由建筑图知道,K(Q)节点偏心距为100mm,M(N)节点偏心距为150mm。底层:70 山东建筑大学毕业设计说明书其他各层计算结果汇总见表2.2表2.2框架活荷载标准值计算结果汇总表层号KM(NQ)线荷载MN线荷载K(Q)点集中荷载M(N)点集中荷载KM(NQ)中点集中荷载K(Q)点弯矩M(N)点弯矩单位kN/mkN/mkNkNkNkN.mkN.m43.5315.1226.130.241.52-3.9233.53.7515.1228.8430.241.52-4.3323.53.7515.1228.8430.241.52-4.3313.53.7515.1228.8430.241.52-4.332.2.3雪荷载标准值Sk=0.30kN/m2活荷载和雪荷载两者不同时考虑,一般取其中较大值。2.2.4风荷载标准值基本风压w0=0.45kN/m2风压标准值计算公式为wk=βzμzμsw0因结构为刚度较大多层框架,结构高度H=15.5m<30m,可取βz=1.0,对于矩形平面μs=1.3;μz查荷载规范。将风荷载换算成作用于框架每层节点的集中荷载,计算过程列于表2.3,表中z为框架节点离室外地面的高度,A为一榀框架各层节点的受风面积表2.3风荷载计算层βzμsZ(m)μzW0A(m2)PW(kN)41.01.315.51.1310.4515.6610.3670 山东建筑大学毕业设计说明书31.01.311.251.0330.4519.4411.7521.01.37.651.000.4519.4411.3711.01.34.051.000.4521.8712.79注:地面粗糙程度为B类图2.4风荷载标准值图(kN)2.3内力分析2.3.1恒荷载作用下的内力分析恒载(竖向荷载)作用下的内力计算采用分层法,结构内力可用力矩分配法计算,并可利用结构对称性取二分之一结构计算。分层法除底层以外,其余各层柱的线刚度应乘以0.9的修正系数,且传递系数,由1/2改为1/3,以考虑假设的柱上下端与实际情况的出入。70 山东建筑大学毕业设计说明书图2.5框架恒载等效图2.3.1.1弯矩计算顶层固端弯矩:标准层及底层固端弯矩:70 山东建筑大学毕业设计说明书节点分配系数顶层:中间层:底层:70 山东建筑大学毕业设计说明书2.3.1.2内力计算弯矩的计算过程如图2.6,图2.7,图2.8,将相邻两层由分层法求得的内力叠加,作为原框架结构的内力,梁端剪力可根据梁上竖向荷载引起的剪力与梁端弯矩引起的剪力相叠加而得,柱轴力可由梁端剪力和节点集中力叠加而得。图2.6恒载底层框架力矩分配图70 山东建筑大学毕业设计说明书图2.7恒载框架标准层力矩分配图图2.8恒载框架顶层力矩分配图70 山东建筑大学毕业设计说明书跨中弯矩:框架梁在实际恒荷载分布荷载作用下按简支梁计算的跨中弯矩如图2.9:图2.9恒荷载简支梁跨中弯矩图图2.10恒荷载弯矩图(括号内为跨架梁在柱边缘弯矩值)70 山东建筑大学毕业设计说明书图2.11恒荷载剪力图(括号内为跨架梁在柱边缘剪力)图2.12框架梁在恒荷载作用下经调幅柱边缘处弯矩图70 山东建筑大学毕业设计说明书2.3.2.活荷载作用下的内力分析本工程采用满布荷载近似法考虑活荷载不利布置的影响,内力分析方法采用分层法计算,分层法除底层以外,其余各层柱的线刚度应乘以0.9的修正系数,且传递系数,由1/2改为1/3,以考虑假设的柱上下端与实际情况的出入图2.13框架活载等效图2.3.2.1弯矩计算顶层固端弯矩:标准层及底层固端弯矩:70 山东建筑大学毕业设计说明书求各节点分配系数各节点的分配系数同活荷载作用下的相同直接应用即可。2.3.2.3内力计算弯矩的计算过程如图2.14、图2.15、图2.16,将相邻两层由分层法求得的内力叠加,作为原框架结构的内力,梁端剪力可根据梁上竖向荷载引起的剪力与梁端弯矩引起的剪力相叠加而得柱轴力可由梁端剪力和节点集中力叠加而得。图2.14活载框架底层力矩分配图70 山东建筑大学毕业设计说明书图2.15活载框架标准层力矩分配图图2.16活载框架顶层力矩分配图跨中弯矩:70 山东建筑大学毕业设计说明书框架梁在实际活荷载分布荷载作用下按简支梁计算的跨中弯矩如图2.17:图2.17活载简支梁跨中弯矩值图2.18活载弯矩图(括号内为柱边缘弯矩值)70 山东建筑大学毕业设计说明书图2.19活载剪力图(括号内为柱边缘剪力值)图2.20框架梁在活荷载作用下经调幅柱边缘处弯矩图2.3.3风荷载作用下的内力分析2.3.3.1风荷载作用下的内力分析表2.3框架在风荷载作用下的层间剪力计算表层次各层风载Pj(KN)层间剪力Vi(KN)70 山东建筑大学毕业设计说明书410.3610.36311.7522.75211.7533.86112.7946.652.3.3.2柱的侧移刚度计算底层柱的侧移刚度柱DK=∑ib/icαc=(0.5+K)/(2+K)Dz=αc×12ic/hj2边柱(2根)1.13/0.79=1.430.5610.257中柱(2根)(1.13+1.31)/0.79=3.090.7050.323底层∑D=0.257×2+0.323×2=1.16表2.4上层柱的侧移刚度柱DK=∑ib/(2ic)αc=K/(2+K)Dz=αc×12ic/hj2边柱(2根)1.13×2/(2×1)=1.130.3610.334中柱(2根)(1.13×2+1.31×2)/(2×1)=2.440.5500.509∑D=0.334×2+0.509×2=1.6862.3.3.3计算框架内力用D值法求解,以顶层计算为例,其余各层列于表中。K轴线柱:D/∑D=0.334/1.686=0.198,则=0.198×10.36=2.05KN反弯点的高度由K=1.13查表得因I=1,1,所以,,顶层不考虑,则=+=0.35770 山东建筑大学毕业设计说明书柱端弯矩:柱顶=(1-0.357)×3.6×2.05=4.75kN.m柱底=0.357×3.6×2.05=2.63kN.mC轴线柱:D/∑D=0.509/1.686=0.302,则=0.302×10.36=3.13KN反弯点的高度由K=2.44查表的因I=1,1所以,,顶层不考虑,则=+=0.45柱端弯矩:柱顶=(1-0.422)×3.6×3.13=6.51KNm柱底=0.422×3.6×3.13=4.76KNm表2.5柱端弯矩、剪力表层数K轴M轴D/∑DV(KN)y(m)(KNm)(KNm)D/∑DV(KN)y(m)(KNm)(KNm)40.1982.050.3574.752.630.3023.130.4226.514.7630.1984.510.4508.927.300.3026.870.47213.0611.6720.1986.710.45713.1111.040.30210.220.50018.4018.4010.22210.330.57919.8027.230.27812.990.55026.6032.50求梁端弯矩:两端的剪力由梁端的弯矩求得。表2.6梁端弯矩剪力及柱的轴力计算表层次边跨(KM、NQ)中跨MN柱轴力L(m)(KN)L(m)(KN)K、Q柱M、N柱70 山东建筑大学毕业设计说明书44.756.61.183.013.502.42.92±1.18±0.73311.556.63.008.259.572.47.98±4.18±2.73220.416.65.2013.9316.142.413.45±9.38±6.09130.846.67.8320.8424.162.420.13±17.21±11.12“±”号表示风荷载可能左右两个方向作用于框架,当风荷载反方向作用于框架是轴力将变号。计算梁内剪力时,以各梁为脱离体,将梁的左右端弯矩之和除以该梁的跨度即得。计算柱内轴向力时,自上而下逐项叠加节点左右的梁端剪力。当风荷载从K侧作用时,梁柱的弯矩、剪力、轴力如图2.21、图2.22、图2.23。图2.21风荷载下弯矩图70 山东建筑大学毕业设计说明书图2.22风荷载剪力图图2.22风荷载轴力70 山东建筑大学毕业设计说明书2.3.3.4风荷载作用下的侧移验算水平荷载作用下的层间侧移可按下式计算△μj=Vj/∑Djk各层的层间位移求得后,顶点位移为各层层间位移之和,框架在风荷载作用下的侧移计算如表表2.6框架在风荷载作用下的侧移计算表层次各层风载Pj(KN)层间剪力Vi(KN)侧移刚度∑D()层间侧移△μj()△μj/hj410.3610.361.60.0651.8311.7522.751.60.1423.9211.7533.861.60.2125.9112.7946.650.800.58312.8层间侧移最大值<1/550,满足要求,=∑△μj=1.28mm,满足要求。2.4内力组合可以考虑四种内力组合形式,即:1.2恒+1.4活,1.2恒+1.4风,1.2恒+1.40.9(活+风),1.35恒+0.7*1.4*活。由于未考虑活荷载不利布置,故在组合时活荷载取1.05系数。各层梁的内力组合结果如下表所示。梁的内力组合取每层柱顶和柱底两个控制截面,柱内力组合形式见表2.7。70 山东建筑大学毕业设计说明书表2.7柱内力组合70 山东建筑大学毕业设计说明书表2.8梁内力组合70 山东建筑大学毕业设计说明书2.5.截面设计2.5.1框架梁设计(以4层KM跨梁为例,说明计算过程)2.5.1.1梁的正截面受弯承载力计算从梁的内力组合表中选出KM跨跨间截面及支座截面的最不利内力(支座截面的内力为支座边缘控制截面的内力)支座边缘处:=85.04kN.m=101.05kN.m跨中弯矩:M=220.13kN.m梁跨内截面下部受拉,可按T形截面进行配筋计算,支座边缘截面梁上部受拉,可按矩形截面计算。翼缘的计算宽度:按梁的计算跨度lo考虑:边跨bf’=l/3=6600/3=2200mm;按梁(纵肋)净距考虑:bf’=b+Sn=300+3050=3350mm按翼缘高度考虑:所以取bf’=1500mm和800mm。梁内纵向钢筋选用HRB400(fy=fy’=360N/mm2)ξb=0.518下部跨间截面按单筋T形截面计算,因为:α1fchf’bf’(ho-hf’/2)=1.0×14.3×100×1500×(560-100/2)=1093.95KN.m>220.13KN.m 属于一类T形截面70 山东建筑大学毕业设计说明书实配322(As=1140mm2)K支座截面:实配:316,=603M支座截面:70 山东建筑大学毕业设计说明书实配316As=603mm2其他层的配筋计算结果见表2.9表2.9梁配筋计算结果汇总表70 山东建筑大学毕业设计说明书2.5.1.2梁斜截面受剪受弯承载力计算箍筋采用HPB300级钢筋,KM跨:V=147.20kN由属厚腹梁﹥V截面尺寸满足要求。按构造要求配筋,取双肢筋φ8@200,则%﹥%,满足要求。其他层梁的斜截面受剪承载力配筋计算结果见下表2.102.10梁斜截面受剪承载力配筋表2.5.1.3挠度的验算:以顶层KM跨梁为例说明计算过程70 山东建筑大学毕业设计说明书(1)荷载的计算梁跨中所承受的弯矩(标准值):,屋面活荷载的准永久值系数,风荷载的准永久值系数,楼面活荷载的准永久值系数,风荷载的准永久值系数。(2)计算相关系数梁左:(3)挠度验算S按简支梁取值=,得:查表得:,故满足要求。70 山东建筑大学毕业设计说明书其他验算见下表2.11:表2.11梁的挠度计算表2.5.2框架柱设计2.5.2.1框架柱正截面承载力计算以底层边柱为例。由K柱内力组合表,考虑到柱端弯矩较小,支座中心处的弯矩与支座边缘的弯矩偏差不大,且按支座中心算是偏于安全的,故采用对称配筋。K轴柱:(=0.518)选最不利组合:柱顶:①,②,③柱底:①,②,③以第一种不利组合为例计算:柱顶:(﹥)70 山东建筑大学毕业设计说明书小偏心受压()按构造配筋。418,Asmin=0.002bh=0.002×450×450=405mm2柱底:﹤N为小偏心受压,(﹥)小偏心受压()按构造配筋。418,Asmin=0.002bh=0.002×450×450=405mm2其他各柱正截面受弯承载力计算配筋如表2.12:70 山东建筑大学毕业设计说明书表2.12柱正截面受弯承载力计算配筋表70 山东建筑大学毕业设计说明书2.5.2.2垂直于弯矩作用平面的受压承载力验算按轴心受压构件验算:查表:0.9×0.985×(14.3×500×500+360×2281)=3897kN﹥,满足要求。按构造配筋2182.5.2.3斜截面受弯承载力计算以K轴柱为例:一层最不利组合剪跨比﹥3(取)=1072.5kN﹤N取N=1072.5N﹤0按构造配筋。其余各柱斜截面受剪承载力计算如表2.13表2.13柱斜截面受剪承载力计算配筋表70 山东建筑大学毕业设计说明书2.5.3屋面板设计设计资料:楼板板厚100mm,屋面板厚100mm,选用C30混凝土,钢筋采用HRB400级钢筋,箍筋采用HPB400级钢筋,屋面恒荷载标准值为5.07kN/m,屋面活荷载标准值为2.0kN/m,楼面恒荷载标准值为3.57kN/m,楼面活荷载标准值为2.0kN/m。楼道恒荷载标准值为3.57kN/m,楼道活荷载标准值为3.5kN/m。以屋面板为例计算板配筋。按弹性理论进行设计,计算A、B、C、D四个区格板块配筋2.5.3.1荷载设计值q=1.3×2.0=2.6kN/m2g=1.2×5.07=6.08kN/m2g+q/2=6.08+2.6/2=7.38kN/m2q/2=1.3kN/m2g+q=2.6+6.08=8.68kN/m2计算跨度,计算结果见表2.14。70 山东建筑大学毕业设计说明书2.5.3.2弯矩计算跨中最大弯矩为当内支座固定时g+q/2作用下的跨中弯矩值与内支座铰支时在q/2作用下的跨中弯矩值之和。设计当中混凝土的泊松比取0.2;支座最大负弯矩为当内支座固定时g+q作用下的支座弯矩。根据不同的支撑情况,整个楼盖可以分为A、B、C、D四种区格板。A区格板:l01/l02=0.622,邻边简支、邻边固支,由表格查得l01,l02方向的跨中弯矩系数分别为0.0491、0.0174,支座弯矩系数分别为-0.1084,-0.0781;周边简支时,由附表查得l01,l02方向的跨中弯矩系数分别为0.0805,0.0248.B区格板:l01/l02=0.639,一边简支、三边固支,由表格查得l01,l02方向的跨中弯矩系数分别为0.0375、0.0113,支座弯矩系数分别为-0.0801,-0.0572;周边简支时,由附表查得l01,l02方向的跨中弯矩系数分别为0.0799,0.0265C区格板:l01/l02=0.595,一边简支、三边固支,由表格查得l01,l02方向的跨中弯矩系数分别为0.0381、0.0101,支座弯矩系数分别为-0.0818,-0.0571;周边简支时,由附表查得l01,l02方向的跨中弯矩系数分别为0.0815,0.0236.D区格板:l01/l02=0.611,四边固支,由表格查得l01,l02方向的跨中弯矩系数分别为0.0359、0.0080,支座弯矩系数分别为-0.0788,-0.0571;周边简支时,由附表查得l01,l02方向的跨中弯矩系数分别为0.0813,0.0251.各区板分别算得的弯矩值,列于表2.14表1.14按弹性理论计算的弯矩值区格项目ABCDl01(m)3.453.453.33.3l02(m)5.555.45.555.470 山东建筑大学毕业设计说明书l01/l020.6220.6390.5950.611(0.0491+0.2×0.0174)×7.38×3.452+(0.0805+0.2×0.0248)×1.3×3.452=5.94(0.0375+0.2×0.0113)×7.38×3.452+(0.0799+0.2×0.0265)×1.3×3.452=4.81(0.0381+0.2×0.0101)×7.38×3.32+(0.0815+0.2×0.0236)×1.3×3.32=4.44(0.0359+0.2×0.0080)×7.38×3.32+(0.0813+0.2×0.0251)×1.3×3.32=4.24M2(0.0174+0.2×0.0491)×7.38×3.452+(0.0248+0.2×0.0805)×1.3×3.452=3.02(0.0113+0.2×0.0375)×7.38×3.452+(0.0265+0.2×0.0799)×1.3×3.452=2.31(0.0101+0.2×0.0381)×7.38×3.32+(0.0236+0.2×0.0815)×1.3×3.32=1.99(0.0080+0.2×0.0359)×7.38×3.32+(0.0251+0.2×0.0813)×1.3×3.32=1.81m1"(-0.1084)×8.86×3.452=-11.43(-0.0801)×8.86×3.452=-8.45(-0.0818)×8.86×3.32=-7.89(-0.0788)×8.86×3.32=-7.60m1""00-7.89-7.60m2"(-0.0781)×8.86×3.452=-8.24(-0.0572)×8.86×3.452=-6.03(-0.0571)×8.86×3.32=-5.51(-0.0571)×8.86×3.32=-5.51m2""0-6.030-5.5170 山东建筑大学毕业设计说明书2.5.3.3截面设计截面有效高度:一类环境类别板的最小混凝土保护层厚度15mm,假定选用10钢筋,则l01方向跨中截面的h01=100-15-10/2=80mm,l02方向截面的h02=80-10=70mm,支座截面的h0=80mm。截面设计用的弯矩:因楼盖周边有梁与板整浇,故所有区格的跨中弯矩及支座弯矩减少20%。界面配筋计算以板A跨中配筋为例,其余见表格2.15。查表:fc=14.3N/mm2,ft=1.43N/mm2,fy=360N/mm2,α1=1.0,ξb=0.518。跨中配筋,可以实取8@200AS=251.5mm2最小配筋率验算:As/bh=251.5/(1000×100)=0.0.25%,此值小于0.45ft/fy=0.45×1.43/360=0.18%,同时大于0.2%,满足要求。表2.15双向板截面配筋项目截面h0(mm)m(kNm)AS(mm2)配筋实有AS(mm2)跨中A区格l01方向800.8×5.94=4.75169.588@200251.5l02方向700.8×3.02=2.4185.708@200251.570 山东建筑大学毕业设计说明书B区格l01方向800.8×4.81=3.84136.518@200251.5l02方向700.8×2.31=1.8565.558@200251.5C区格l01方向800.8×4.44=3.55126.008@200251.5l02方向700.8×1.99=1.5956.478@200251.5D区格l01方向800.8×4.24=3.39120.338@200251.5l02方向700.8×1.81=1.4551.368@200251.5支座A-B支座800.8×8.24=6.59233.858@200251.5A-C支座800.8×11.43=9.14324.388@150335.0B-A支座800.8×6.03=4.82171.138@200251.5B-D支座800.8×7.60=6.08215.698@200251.5C-D支座800.8×5.51=4.41156.388@200251.5C-A支座800.8×7.89=6.31225.148@200251.5D-B支座800.8×7.60=6.08223.928@200251.5D-C支座800.8×5.51=4.41156.388@200251.52.5.4楼梯设计踏步面层为20厚水泥砂浆抹面,楼梯底面为20厚水泥砂浆抹灰,金属栏杆重0.1kN/m。楼梯活荷载标准值3.5kN/m,混凝土C30,钢筋HRB400。取板厚120mm,约为板斜长的1/30,板倾斜角tanα=150/300=0.5,cosα=0.894取1m宽板带计算。70 山东建筑大学毕业设计说明书图2.22楼梯图2.5.4.1踏步设计(1)恒荷载:大理石面层:(0.3+0.15)×0.65/0.3=0.98kN/m三角形踏步:1/2×0.3×0.15×25/0.3=1.88kN/m砼板自重:0.12×25/0.894=3.38kN/m板底抹灰自重:0.02×17/0.894=0.38kN/m金属栏杆自重0.1×=0.09kN/m-----------------------------------------------------------------------恒荷载标准值=6.71kN/m恒荷载设计值g=1.2×6.71kN/m=8.05kN/m活荷载设计值q=1.4×3.5kN/m=4.9kN/m恒荷载活荷载合计q+g=12.95kN/m(2)内力计算水平投影计算跨度为lo=3300mm70 山东建筑大学毕业设计说明书跨中最大弯矩M=(3)截面计算ho=h-=120-20=100mm选用10@150实配As=523mm2横向分布筋选用8@200,As=251mm2上部纵筋选用10@150实配As=523mm2横向分布筋选用8@200,As=251mm22.5.4.2平台板计算设平台板厚h=70mm,取1m板带作为计算单元(1)恒荷载计算平台板自重0.07×25×1.0=1.75kN/m板底抹灰自重0.02×17×1.0=0.34kN/m大理石面层自重0.65kN/m合计(恒荷载标准值)=2.74kN/m恒荷载设计值g=1.2×2.74=3.29kN/m活荷载设计值q=1.4×3.5=4.9kN/m合计g+q=8.19kN/m(2)内力计算计算跨度lo=70 山东建筑大学毕业设计说明书跨中最大弯矩M=(3)截面计算ho=h-as=70-20=50mm选用8@150实配As=352mm2分布筋选用8@200实配As=251mm2上部角筋选用8@200实配As=352mm2分布筋选用8@200实配As=251mm22.5.4.3平台梁设计(1)确定梁尺寸计算跨度估算截面尺寸:h=mm梁宽取b=200mm,高取h=400mm。(2).荷载计算梯段板传来:6.99×3.6/2=12.58kN/m平台板传来:2.74×2.0/2=2.74kN/m平台梁自重:0.20×(0.4-0.07)×25=1.65kN/m平台梁粉刷自重:[(0.4-0.07)×2+0.2]×0.02×17=0.29kN/m恒载标准值:g=17.26kN/m活载:70 山东建筑大学毕业设计说明书合计P=1.2g+1.4q=34.43kN/m(3)内力计算弯矩设计值:剪力设计值:(4)配筋计算平台梁按倒L形计算,受压翼缘取,梁的有效高度ho=h-ao=400-35=365mm﹥为第一类T形截面。选配316As=603mm2上部筋选配216As=402mm2受剪承载力计算0.25βcfcbho=0.25×1.0×14.3×200×365=261kN>V=57.67kN故截面尺寸满足要求=0.7×1.43×200×365=73.1kN>V=57.67kN按构造配箍筋,箍筋选用8@200。70 山东建筑大学毕业设计说明书2.5.5雨篷设计雨篷采用板式雨篷,挑出长度为1500mm,根部板厚为,板端为70mm。周边设置高150mm的凸沿以便有组织地排水。雨篷的尺寸见下图:图2.23雨篷尺寸图2.5.5.1内力计算取1m宽板带进行计算(1)荷载计算:恒载:20mm厚防水砂浆钢筋混泥土:板底抹灰恒荷标准值恒载设计值70 山东建筑大学毕业设计说明书活荷载活荷载标准值活荷载设计值因为>故取组合施工或检修中荷载标准值(集中力)设计值内力最大值发生在固定端情况2内力最大值发生在固定端两者取最大值计算,故取情况22.5.5.2配筋计算:混凝土采用C30,钢筋用HPB300)选中,()70 山东建筑大学毕业设计说明书分布筋选2.5.6基础设计2.5.6.1荷载计算:边柱基础承受的上部荷载(标准值)K、Q轴框架柱传来:MK=49.53kN.m,NK=1003.14kN,V=17.12kN中柱基础承受的上部荷载(标准值)M、N轴框架柱传来:MK=51.77kN.m,NK=1154.29kN,V=11.12kN2.5.6.2基础设计资料及形式的选择该工程层数不多,地基土较均匀且柱矩较大,故选择独立基础.取基础混凝土的强度等级为C30,ft=1.43N/mm2,fc=14.3N/mm2,钢筋采用HRB400,fy=360N/mm2,垫层100厚,采用C15素混凝土,每边比基础宽100mm.2.5.6.3边柱K、Q轴柱独立基础的计算设基础埋深为1.5m,基础高度为0.8m,则有效高度为h0=0.8-0.045=0.755m,基础持力层为第二层土为粉土,。1.基底尺寸的确定边柱:(1)地基承载力的修正由地质报告查表设基础宽度为3m,﹥(2)基础底面尺寸的确定70 山东建筑大学毕业设计说明书先按轴心荷载作用下估算基底面积将其增大10%—40%,初步选用底面尺寸为b×l=3m×3m2.基础底面尺寸验算﹤故该基础底面尺寸满足要求。图2.24柱下独立基础尺寸图验算基础高度基底净反力70 山东建筑大学毕业设计说明书选用基础高度合适。4.基础底板配筋沿橫跨方向实配12@200,As=1696.5mm2沿纵跨方向,实配12@200,As=1696.5mm270 山东建筑大学毕业设计说明书图2.25边柱布筋图2.5.6.4中柱M、N轴柱基础设计设基础高度及埋深同K、Q轴上基础1初步确定基地尺寸(1)地基承载力的深度修正设基础宽度为3m,70 山东建筑大学毕业设计说明书﹥(2)基础底面尺度先按轴心荷载作用下计算基底面积将其增大20%—40%,初步选用底面尺寸为b×l=6m×3m图2.26联合基础尺寸图计算基础内力净反力设计值70 山东建筑大学毕业设计说明书由剪力和弯矩计算结果绘出V、M图图2.27联合基础剪力图图2.28联合基础弯矩图受冲切承载力验算取其中一个柱进行冲切验算70 山东建筑大学毕业设计说明书受剪切承载力验算取其中一个柱4.基础底板配筋纵向配筋实配12@120,As=2827.5mm2沿长跨方向,按等效梁配筋,等效梁宽:实配12@200,As=1696.5mm2。70 山东建筑大学毕业设计说明书图2.29联合基础布筋图为了减少不均匀沉降和承担填充墙重量,基础设连梁,基础顶面标高同连梁地面标高。截面尺寸:LL-1为500mm*400mm,LL-2为300mm*400mm,配筋值均按构造配筋底部和上部配筋均为316,As=603mm270 山东建筑大学毕业设计说明书谢辞逝水流年中,大学的学习生活即将结束。在这四年里,幸运的我遇到了这么多对我传道授业解惑的老师、团结友爱的同学,正是在各位师长的关怀及同学们的帮助下,我才能从之前对土木的知之甚少到今天的熟练掌握。首先我要感谢我们的学校,优良的师资力量、完善的教学设备、优美的校园为我们提供了良好的教育环境,提供了良好的学习氛围,使得我们能够学习成长到今天。非常感谢我的毕业设计指导老师——张老师、蒋老师,各位师长对我的毕业论文进行了悉心的指导,并提出了很多宝贵的意见。也正是在各位老师的帮助下,使我们能够顺利的完成毕业设计,让我们把四年来所学的专业知识更系统地串联起来,更加牢固的掌握和运用,为日后的工作打下良好的基础。感谢各位老师对我的毕业设计进行指导,帮我解决了一些疑难问题,让我掌握的知识更加全面和完善。再次向所有辛勤教导我的师长、帮助我的同学致以最真挚的谢意!谢谢你们!70 山东建筑大学毕业设计说明书参考文献[1]GB50009—2012,建筑结构荷载规范[S].[2]GB50010-2010,混凝土结构设计规范[S].[3]GB50011-2010,建筑抗震设计规范[S].[4]GB500007-2011,建筑地基基础设计规范[S].[5]GB50016-2006,建筑设计防火规范[S].[6]GB50003-2011,砌体结构设计规范[S].[7]GBT50105-2010,建筑结构制图标准[S].[8]梁兴文,史庆轩.土木工程专业毕业设计指导[M].北京:科学出版社,2002.[9]包世华,方鄂华.高层建筑结构设计[M].北京:清华大学出版社,2001.[10]龙驭球,包世华.结构力学教程[M].北京:高等教育出版社,2001.[11]庄崖屏,江见鲸.钢筋混凝土基本构件设计[M].北京:地震出版社,2001.[12]同济大学.房屋建筑学[M].北京:中国建筑工业出版社,2000.[13]朱福熙,何斌.建筑制图[M].北京:高等教育出版社,2001.[14]韦定国,王庄良.抗震结构设计[M].武汉:武汉工业大学出版社,2002..[15]AmericanConcreteInstitute,CommentaryonBuildingCodeRequirementsforReinforcedConcrete(ACI318-83),section10.3,Detroit,MI,1985[16]InternationalConferenceOfBuildingOfficizls,UniformBuildingCode-1994,Section1910.5,Whittier,CA,1994.70 山东建筑大学毕业设计说明书毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作者签名:     日 期:     指导教师签名:     日  期:     使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名:     日 期:     70 山东建筑大学毕业设计说明书学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名:日期:年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权    大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日70 山东建筑大学毕业设计说明书注意事项1.设计(论文)的内容包括:1)封面(按教务处制定的标准封面格式制作)2)原创性声明3)中文摘要(300字左右)、关键词4)外文摘要、关键词5)目次页(附件不统一编入)6)论文主体部分:引言(或绪论)、正文、结论7)参考文献8)致谢9)附录(对论文支持必要时)2.论文字数要求:理工类设计(论文)正文字数不少于1万字(不包括图纸、程序清单等),文科类论文正文字数不少于1.2万字。3.附件包括:任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)。4.文字、图表要求:1)文字通顺,语言流畅,书写字迹工整,打印字体及大小符合要求,无错别字,不准请他人代写2)工程设计类题目的图纸,要求部分用尺规绘制,部分用计算机绘制,所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁,布局合理,文字注释必须使用工程字书写,不准用徒手画3)毕业论文须用A4单面打印,论文50页以上的双面打印4)图表应绘制于无格子的页面上70 山东建筑大学毕业设计说明书5)软件工程类课题应有程序清单,并提供电子文档5.装订顺序1)设计(论文)2)附件:按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)次序装订3)其它70'