某初级中学教学楼土木工程本科毕业设计计算书

'杭州广播电视大学毕业设计某初级中学教学楼目录第一部分：毕业设计计算书31.设计资料31.1工程概况及基本要求31.2设计条件31.2.1自然条件31.2.2工程地质条件31.3材料使用32建筑设计42.1建筑平面设计42.2建筑立面设计42.3建筑剖面设计52.4结构布置52.4.1结构体系52.4.2基础形式52.4.3梁柱结构布置形式52.4.4结构设计说明63框架结构计算73.1梁柱板截面的确定73.1.1柱截面尺寸的确定73.1.2梁尺寸确定73.1.3楼板厚度73.2基本假定与计算简图73.2.1基本假定73.2.2计算简图83.3梁柱刚度83.4竖向荷载计算93.4.1恒荷载标准值计算93.4.2活荷载标准值计算1054 杭州广播电视大学毕业设计某初级中学教学楼3.5竖向内力荷载计算113.5.1计算单元113.5.2内力荷载计算123.6竖向荷载作用下框架内力计算163.6.1梁柱的杆端弯矩计算163.6.2恒荷载作用下的框架内力计算173.6.3活荷载作用下的框架内力计算253.7风荷载作用下框架内力计算323.7.1风荷载标准值计算323.7.2风荷载内力值计算333.8抗震设计计算363.9框架内力组合计算及截面设计373.9.1底层框架梁柱内力组合计算373.9.2底层框架梁的截面设计383.9.4楼板配筋设计454楼梯设计474.1楼梯计算简图及计算公式474.2荷载计算474.3配筋面积计算484.4配筋结果计算495基础设计495.1工程地质资料495.2基础设计计算5154 杭州广播电视大学毕业设计某初级中学教学楼1.设计资料1.1工程概况及基本要求该建筑为杭州市某初级中学教学楼，建筑面积约8000m2。高度控制在24米下,层数五层。根据任务书的要求，综合运用所学的理论知识，遵循有关的设计规范，满足有关功能要求，详细收集有关资料，使设计能够满足教学建筑的性格。1.2设计条件1.2.1自然条件基本风压和基本雪压按建筑结构荷载规范取用。楼面和屋面活荷载按建筑结构荷载规范取用。该项目由一级或二级资质施工单位承建。该地区区域地震基本烈度为6度。1.2.2工程地质条件拟建场地地貌属冲洪积平原，地势平坦。地面标高为黄海高程6.79～8.56m。天然地面为杂填土。区内地下水属第四系孔隙潜水，受大气降雨补给而变化，地下水位埋深1m左右。水质对混凝土无侵蚀性。1.3材料使用1）钢筋：纵向受力钢筋采用热轧钢筋HRB400,其余采用热轧钢筋HRB335。2）混凝土：梁柱板均使用C30类型的混凝土。3）墙体：①外墙全部使用300mm厚的灰砂砖，=18kN/m3，,一侧为20mm的厚抹灰层，=17kN/m2，一侧墙体为水刷石墙面，=0.5kN/m2；②隔墙使用300mm厚的灰砂砖，=18kN/m3,两侧均为20mm厚的抹灰层。卫生间墙的两侧均是贴瓷砖，=0.5kN/m2③女儿墙使用300mm厚的蒸压粉煤灰加气混凝土砌块，=5.5kN/m3，两侧均为20mm厚的抹灰，墙高设计为900mm，另外上面为100厚混凝土盖顶。4）门窗类型：大门均为旋转玻璃门，=0.45kN/m2，办公室均为铝合门，54 杭州广播电视大学毕业设计某初级中学教学楼=0.2kN/m2；窗户均为铝合金窗，=0.35kN/m2。2建筑设计2.1建筑平面设计为满足建筑面积的要求以及层数限制，拟定该教学楼平面建筑设计尺寸开间为狭长型，尺寸约为82.8m×19m，并且本设计采用内廊式组合结构，以充分利用建筑使用空间。教学楼的主要建筑平面布置包括大厅、大教室、普通教室、教师办公室、开水房、厕所、楼梯以及走廊等。因此，结合满足建筑功能需要，均采用简单又方便的矩形开间，便于人流疏散。为满足建筑基本使用功能，满足教师的教学要求，故标准层中共设置有大教室1个、普通教室9个、大厅1个、教师办公室1个、开水房1个、卫生间一个，基本能满足初中教学楼的教室开间和面积要求。为满足防火要求，楼梯采用双跑楼梯式，共3个。在正大门处设置一个，在两侧门出均设置一个，满足建筑要求。楼梯宽度约取2.5m，台阶踏步尺寸约取b=300mm，h=150mm，级数由相应的层高空控制，详见楼梯详图。走廊根据防火要求以及内廊式建筑，只在中间处设置一道，走廊约宽为3m。便于下课时人流疏散。卫生间设置在偏中间的位置，每层均设有男女卫生间。教室窗尺寸需要满足教室采光要求，对于大教室的窗布置，需要更加注意采光的需求。均采用铝合门，每个教室为满足人流疏散均设有前后两扇门，底层主入口设款约5.5米的旋转玻璃门，底层侧面次入口均设宽约为2.5米的玻璃门。2.2建筑立面设计本教学楼建筑大致为对称设计，共五层，采用不上人屋面。活动大厅基本设置于建筑的中轴线中间，并在旁边设楼梯，走廊设置在建筑物的中间。该教学楼的南立面是其主要立面，教学楼正大门设在南立面。该立面图中表示了立面上门窗位置、形式、外墙引条线、外墙勒脚、雨水管以及东、西门进口踏步、雨篷等的位置。因为本设计屋面为不上人屋面，故屋顶还需要设计女儿墙，以及相关不上人屋面的排水设施，并且标出了各楼层、进门台阶、雨篷的标高。54 杭州广播电视大学毕业设计某初级中学教学楼由于建筑物总宽度大于12m，故采用双坡排水。屋面采用刚性防火屋面，其构建简单，施工方便，造价较低。2.3建筑剖面设计为了防止室外雨水流入室内，防止建筑因为不均匀沉降使地面降低，为了满足建筑使用的要求，取室内外高差为450mm，层高约取3.6米，则总建筑高度约18米，具体高度由最终结构计算确定。楼梯踏步尺寸h=150mm，b=300mm，满足规范要求。为使踏步面层耐磨，防滑，采用20mm厚花岗岩饰面及3mm厚铜制成品防滑条。扶手采用70×120硬木扶手。栏杆采用Φ25圆钢，每步两根，高900mm。室内楼梯间为封闭式防火楼梯，楼梯门采用的防火门，并设有门窗，便于采光。外墙和大部分内墙采用240mm墙，卫生间等隔墙采用120mm墙。材料均为加气混凝土砌块，M5混合砂浆砌筑。2.4结构布置2.4.1结构体系该设计层数为5层，总建筑面积约8000米，不设电梯，故选定为钢筋混凝土框架结构，空间分隔灵活，有自重轻，承载力高，变形小，节省材料；具有可以较灵活地配合教学楼建筑平面布置的优点。2.4.2基础形式桩基础是在桩上或由桩构成的建筑物底座。桩基具有很大的竖向单桩刚度（端承桩）或群刚度（摩擦桩），在自重或相邻荷载影响下，不产生过大的不均匀沉降，并确保建筑物的倾斜不超过允许范围。通过经济条件比较，选取安全可靠、经济合理、技术先进和施工简便的地基基础方案。根据上部结构、工程地质、施工等因素，优先选用受力情况较好的桩基础。2.4.3梁柱结构布置形式按结构布置不同，框架结构可以分为横向承重，纵向承重和纵横向承重三种布置方案。本次设计的教学楼采用纵向承重方案，竖向荷载主要由纵向框架承担，54 杭州广播电视大学毕业设计某初级中学教学楼楼板为现浇板时，一般需设置次梁将荷载传至纵向框架。纵向框架还要承受纵向的水平风载和地震荷载。在房屋的横向则设置连系梁与纵向框架连接，这些联系梁与柱实际上形成了横向框架，承受平行于房屋横向的水平风荷载和地震荷载。纵向承重结构有利于横向教室开间的设计，整体受力更大，有利于教学楼设计，故本设计采用纵向承重形式，且梁柱结构布置形式如下：2.4.4结构设计说明本设计采用现浇混凝土结构，设计使用年限50年，结构安全等级为二级，建筑抗震设防为丙类，抗震设防烈度为6度，设计地震分组是第一组，框架的抗震等级为四级。本框架结构采用的混凝土强度等级和钢筋级别如下：结构的混凝土强度等级为C30，纵向受力钢筋采用HRB400级，其余钢筋采用HRB335级，其余各构件采用的钢筋级别按本条说明的钢筋符号（括号内）分别示于相应设计图纸内。混凝土保护层厚度：上部结构为一类环境，因此上部结构的板的纵向受力钢筋的保护层厚度为20mm，梁的纵向受力钢筋的保护层厚度为35mm，柱的保护层厚度为40mm。钢筋的锚固、截断和搭接：除设计图纸中另有表示或说明外，下部钢筋伸入支座的锚固长度为：板钢筋伸入支座的长度为120mm；考虑到支座处存在有横向压应力的有力作用，支座处的锚固长度可以比基本锚固长度略小，《混凝土结构设计规范》规定，钢筋混凝土梁简支端的下部纵向手拉钢筋深入支座范围内的锚固长度应符合：当V时，；当V＞时，带肋钢筋，光面钢筋，末端应做弯钩。54 杭州广播电视大学毕业设计某初级中学教学楼由于实际施工过程中出现不同情况，具体钢筋的截断、搭接应满足相关设计规范。本说明中未尽事宜，应遵照有关国家标准、施工规范和操作规程进行。3框架结构计算3.1梁柱板截面的确定3.1.1柱截面尺寸的确定柱截面尺寸：柱截面高度可取h=（1/15-1/20）H，H为层高；柱截面高度可取b=（1-2/3）h，并按下述方法进行初步估算。a）框架柱承受竖向荷载为主时，可先按负荷面积估算出柱轴力，再按轴心受压柱验算。考虑到弯矩影响，适当将柱轴力乘以1.2-1.4的放大系数。b）对于有抗震设防要求的框架结构,为保证柱有足够的延性,需要限制柱的轴压比,柱截面面积应满足下列要求。c)框架柱截面高度不宜小于400mm,宽度不宜小于350mm。为避免发生剪切破坏，柱净高与截面长边之比不宜大于4。根据上述规定并综合考虑其他因素，设计柱截面尺寸取值500500mm。3.1.2梁尺寸确定框架梁截面高度取梁跨度的l/8~l/12。该工程框架为纵横向承重，根据梁跨度可初步确定框架梁纵向主梁截面尺寸为300mm×500mm、次梁全跨取同一截面尺寸为250mm×500mm。3.1.3楼板厚度楼板为现浇双向板，板厚近似取h>1/40=1/406300=157mm(:柱的短跨)。考虑到板的挠度、裂缝宽度的限制及在板中铺设管线以及经验板厚取100mm。3.2基本假定与计算简图3.2.1基本假定平面结构假定：该工程平面为正交布置，可认为每一方向的水平力只由该方向的抗侧力结构承担，垂直于该方向的抗侧力结构不受力。由于结构体型规整，结构在水平荷载作用下不计扭转影响。54 杭州广播电视大学毕业设计某初级中学教学楼3.2.2计算简图在横向水平力作用下，连梁梁对墙产生约束弯矩，因此将结构简化为刚结计算体系。基础采用桩基础，基础顶面距离室外地坪0.65m，室内外高差为0.45m,框架结构计算简图如图所示，取顶层柱的形心线作为框架柱的轴线，梁轴线取至板底，2-4层柱高度即为层高3.6m，底层柱高度从基础顶面取至一层板底，即h1=3.6+0.45+0.65=4.7m。选用④轴框架计算简图见下图2。4轴框架计算简图3.3梁柱刚度横梁线刚度ib计算表层次类别Ec/(N/mm2)b×h/mm2Io/mm4L/mmEcIo/L(N.mm)1.5EcIo/L2EcIo/L1-5边跨3.0×104250×5002．6×10980000.975×10101.46×10101.95×101054 杭州广播电视大学毕业设计某初级中学教学楼中跨3.0×104250×5002．6×10930002.6×10103.9×10105.2×1010柱线刚度ic计算表层次hc/mmEc/(N/mm2)b×h/mm2Ic/mm4EcIc/hc/(N.mm)147003.0×104500×5005.21×1093.33×10102-436003.0×104500×5005.21×1094．34×10103.4竖向荷载计算3.4.1恒荷载标准值计算屋面：刚性防水屋面(有保温层)：40厚C30细石砼内配直径6间距150双向钢筋0.8kN/m220厚1:3水泥砂浆找平0.02x20=0.4kN/m270厚水泥防水珍珠岩块或沥青珍珠岩保温层0.07x10=0.7kN/m220厚1:3水泥砂浆找平层0.02x20=0.4kN/m2100厚结构层　　　　　　　　　0.10x25=2.5kN/m212厚板底抹灰　　　　　　　　　　　　　0.012x20=0.24kN/m2合计　　　　　　　　　5.79kN/m2楼面：水磨石地面(10mm面层,20mm水泥砂浆打底，素水泥打底)0.65kN/m2100厚钢筋砼板结构层　　　25×0.10=2.50kN/m212厚水泥沙浆　　　　　　　　　　　　　　0.012×20=0.25kN/m2合计4.14kN/m2梁自重：纵向主跨梁b×h=300×500mm梁自重25×0.3×(0.5-0.10)=3.75kN/m抹灰层：12厚水泥砂浆＜0.012×(0.5-0.10)×2+0.012×0.3＞×20＝0.312kN/m合计4.062kN/m2横向次跨梁b×h=250×500mm梁自重25×0.25×(0.5-0.10)=3.00kN/m抹灰层：12厚水泥砂浆＜0.012×(0.5-0.10)×2+0.012×0.25＞×20＝0.26kN/m54 杭州广播电视大学毕业设计某初级中学教学楼合计3.26kN/m2柱自重：　b×h=500×500mm柱自重25×0.50×0.50=6.25kN/m抹灰层：12厚水泥砂浆0.012×0.50×4×20＝0.48kN/m合计6.73kN/m外纵墙自重：标准层：纵墙（240灰砂砖）　　　　　18×(3.6-0.5-1.8)×0.24=5.18kN/m铝合金门窗　　　　　　　　　　　　　　　0.35×1.8=0.63kN/m水泥粉刷外墙面　　　　　　　　　0.36×(3.60-1.80)=0.65kN/m水泥粉刷内墙面　　　　　0.36×(3.60-1.80)=0.65kN/m合计7.11kN/m2底层：纵墙（240灰砂砖）18×(4.7-1.80-0.50-0.40)×0.24=8.20kN/m　　　　铝合金门窗　　　　　　　　　　　　　　　0.35×1.8=0.63kN/m釉面砖外墙面　　　　　　　　0.5×(4.5-1.80-0.50)=1.1kN/m水泥粉刷内墙面0.54kN/m合计11.77kN/m内纵墙自重：标准层：纵墙（240灰砂砖）　　　　　18×(3.60-0.50)×0.24=12.96kN/m水泥粉刷墙面　　　　　　　　0.36×(3.60-0.5)×2.00=2.16kN/m合计15.12kN/m底层：纵墙（240灰砂砖）18×(4.7-0.50-0.40)×0.24=15.98kN/m水泥粉刷墙面　　　　　　　　　　　　0.36×4.10×2=2.95kN/m合计18.93kN/m3.4.2活荷载标准值计算屋面和楼面活荷载标准值不上人屋面：　0.5楼面：教室2.0走道2.554 杭州广播电视大学毕业设计某初级中学教学楼雪荷载　　　　　0.45其中，屋面和楼面活荷载与雪荷载不同时考虑，两者中取大值。3.5竖向内力荷载计算3.5.1计算单元取4轴线横向框架进行计算，如下图阴影部分所示。计算单元的选取本次设计的教学楼纵向柱距为6.30m,横梁跨度为8.00m，单区格板为6.30m×8.00m。L1/L2=1.3<2所以按双向板传递荷载，板上荷载分配如下图所示。板面荷载分配图54 杭州广播电视大学毕业设计某初级中学教学楼3.5.2内力荷载计算该框架的楼面荷载由主梁传给柱，即计算单元范围内的楼面荷载先传递给框架梁，再以集中力的形式穿给框架，作用于各节点上。为了计算的方便性，可以将梁上的三角形与梯形荷载按下列各式换成等效的均布荷载计算：三角形：公式（1）梯形：公式（2）其中，一、A-B、C-D轴间框架：屋面板荷载：恒载活载楼面板荷载：恒载　活载梁自重A-B、C-D轴间框架均布荷载：屋面梁：恒载=梁自重+板传荷载活载=板传荷载楼面梁：恒载=梁自重+板传荷载活载=板传荷载二、B-C轴间框架梁均布荷载：54 杭州广播电视大学毕业设计某初级中学教学楼屋面板传荷载：恒载　活载楼面板荷载：恒载　活载梁自重B-C轴间框架梁均布荷载屋面梁：恒载=梁自重+板传荷载活载=板传荷载楼面梁：恒载=梁自重+板传荷载活载=板传荷载三、A、D柱纵向集中荷载计算顶层柱：女儿墙自重(做法:墙高900mm,100mm砼压顶)：顶层柱恒载=女儿墙自重+梁自重+板传荷载顶层柱活载＝板传荷载=54 杭州广播电视大学毕业设计某初级中学教学楼标准层柱：标准层柱恒载=墙自重+梁自重+板传荷载四、B、C柱纵向集中荷载计算顶层柱：顶层柱恒载=梁自重+板传荷载标准层柱：标准层柱恒载=内纵墙自重+梁自重+板传荷载基础顶面恒载=底层内总墙+基础梁自重54 杭州广播电视大学毕业设计某初级中学教学楼由以上结果得，横。活荷载作用下框架的均布荷载、集中荷载受荷总图如下图。结构在进行梁柱的布置时柱轴线与梁的轴线不重合，因此柱的竖向荷载对柱存在偏心，图中未显示出实际柱纵向集中荷载的偏心距e=100mm。括号内荷载为活载，框架梁上数值为均布荷载，其他为集中荷载，图中数值均为标准值。框架竖向恒、活载标准值分布图（e=100mm）柱纵向集中荷载对柱产生偏心，则在恒载和活载作用下的偏心矩如下图，括号内数值为活载作用下产生偏心距。54 杭州广播电视大学毕业设计某初级中学教学楼竖向恒载、活载引起的偏心弯矩3.6竖向荷载作用下框架内力计算3.6.1梁柱的杆端弯矩计算横向框架边跨梁：i=(2EC×1/12×0.25×0.53)/8.0=6.51×10-4ECm3横向框架中跨梁：i=(2EC×1/12×0.25×0.53)/3.0=17.36×10-4ECm3标准层层柱：i=(EC×1/12×0.5×0.53)/3.6=14.47×10-4ECm3底层柱：i=(EC×1/12×0.5×0.53)/4.7=11.08×10-4ECm3由前面所算得的梁、柱的线刚度，求出各节点的弯矩分配系数:荷载作用下框架的计算简图如下图所示:54 杭州广播电视大学毕业设计某初级中学教学楼荷载作用下的受荷简图则荷载作用下框架的弯矩计算按下面公式求得：梁端柱端弯矩采用弯矩分配法计算。计算步骤为：（1）将原框架分为5个敞口单元，除底层柱外的其于各层柱的相对线刚度乘以0.9。（2）用弯矩分配法计算每一个敞口单元的杆端弯矩，底层柱的传递系数为0.5，其余各层柱的传递系数为1/3。（3）将分层法所得到的弯矩图叠加，并将节点不平衡弯矩进行再分配。3.6.2恒荷载作用下的框架内力计算恒载作用下杆端初始弯矩为：屋面：楼面：顶层弯矩分配法计算：(单位kN·m)54 杭州广播电视大学毕业设计某初级中学教学楼弯矩图为：(单位kN·m)54 杭州广播电视大学毕业设计某初级中学教学楼标准层弯矩分配法计算：(单位kN·m)弯矩图为：(单位kN·m)54 杭州广播电视大学毕业设计某初级中学教学楼底层弯矩分配法计算：(单位kN·m)弯矩图为：(单位kN·m)54 杭州广播电视大学毕业设计某初级中学教学楼将各层分层法求得的弯矩图叠加，叠加后框架内各节点弯矩并不一定能达到平衡，为提高精度，可将节点不平衡弯矩再分配一次进行修正，过程如下：顶层弯矩二次分配计算：(单位kN·m)顶层-标准层弯矩二次分配计算：(单位kN·m)54 杭州广播电视大学毕业设计某初级中学教学楼标准层弯矩二次分配计算:(单位kN·m)底层弯矩二次分配计算：(单位kN·m)故恒荷载作用下内力总图分别为：(单位kN·m)54 杭州广播电视大学毕业设计某初级中学教学楼梁端剪力：柱轴力：故柱轴力梁剪力图为：(单位kN·m)54 杭州广播电视大学毕业设计某初级中学教学楼在竖向荷载作用下，可以考虑梁端塑性变形内力重分布而对梁端负弯距进行调幅，以备内力组合时用，调幅系数为现浇框架：0.8~0.9，本设计取0.8。调幅后弯矩图如下图：（单位kN·m）54 杭州广播电视大学毕业设计某初级中学教学楼3.6.3活荷载作用下的框架内力计算活载作用下杆端初始弯矩为：屋面：楼面：顶层弯矩分配法计算：（单位kN·m）弯矩图为：（单位kN·m）54 杭州广播电视大学毕业设计某初级中学教学楼标准层弯矩分配法计算：（单位kN·m）54 杭州广播电视大学毕业设计某初级中学教学楼弯矩图为：（单位kN·m）底层弯矩分配法计算：（单位kN·m）54 杭州广播电视大学毕业设计某初级中学教学楼弯矩图为：（单位kN·m）将各层分层法求得的弯矩图叠加，叠加后框架内各节点弯矩并不一定能达到平衡，为提高精度，可将节点不平衡弯矩再分配一次进行修正，过程如下：顶层弯矩二次分配计算：(单位：kN/m)54 杭州广播电视大学毕业设计某初级中学教学楼顶层-标准层弯矩二次分配计算：(单位：kN/m)标准层弯矩二次分配计算:(单位：kN/m)54 杭州广播电视大学毕业设计某初级中学教学楼底层弯矩二次分配计算：(单位：kN/m)故活荷载作用下内力总图分别为：(单位：kN/m)54 杭州广播电视大学毕业设计某初级中学教学楼活荷载作用下的内力也采用分层法，同样采用弯矩分配法计算，考虑弯矩调幅，并将梁端节点弯矩换算成梁端柱边弯矩值，调幅系数取0.8，其最后内力图如下图：(单位：kN/m)54 杭州广播电视大学毕业设计某初级中学教学楼3.7风荷载作用下框架内力计算3.7.1风荷载标准值计算本设计地区基本风压为，所设计的建筑地市区，风压高度变化系数按C类地区考虑，风压体型系数迎风面为0.8，背风面为0.5。由于房屋的高度不大，风振系数都取为1.0。计算宽度取6.3m。为简化计算，将风荷载换算成作用于框架每层节点上的集中荷载，计算过程如下表所示，表中Z为框架节点之室外地面的高度，A为一榀框架每层节点的受风面积。计算公式为：风荷载标准值计算层次51.31.00.8219.10.4511.345.4441.31.00.7515.50.4522.689.9531.31.00.7411.90.4522.689.8221.31.00.748.30.4522.689.8211.31.00.744.70.4540.9517.73所以，该框架在风荷载作用下的标准值示意图见下图：(单位：kN/m)54 杭州广播电视大学毕业设计某初级中学教学楼3.7.2风荷载内力值计算内力计算采用D值法1、K值计算标准层边柱中柱底层边柱中柱2、侧向刚度D及剪力计算顶、标准层边柱：中柱：底层边柱：54 杭州广播电视大学毕业设计某初级中学教学楼中柱：顶层边柱剪力：中柱剪力：四层边柱剪力：中柱剪力：三层边柱剪力：中柱剪力：二层边柱剪力：中柱剪力：底层边柱剪力：中柱剪力：3、反弯点确定及柱端弯矩计算由附表查得，即54 杭州广播电视大学毕业设计某初级中学教学楼54 杭州广播电视大学毕业设计某初级中学教学楼风荷载作用下框架结构内力图如下所示：(单位：kN/m)3.8抗震设计计算本工程地处浙江省杭州市，其抗震信息如下：54 杭州广播电视大学毕业设计某初级中学教学楼抗震设防烈度：6度；设计地震分组：第一组；建筑抗震设防类别：丙类建筑。场地类型为Ⅱ类。我国《抗震规范》注明：一类和丙类建筑均按本地区设防累牍进行设计，6度设防的Ⅰ-Ⅲ类场地上的多层和高度不大的高层建筑可不进行地震作用的计算。对于本设计为5层的建筑，总高度约为18米的建筑，地震可不设防。故而无需计算地震作用。3.9框架内力组合计算及截面设计取底层梁和底层柱进行内力组合进行截面设计，其中梁的控制截面为梁端柱边及跨中，每层梁取5个控制截面；边柱和中柱均有2个控制截面。荷载组合时考虑三种荷载组合形式：（1）恒荷载+活荷载、（2）恒荷载+活荷载、（3）。内力组合使用的控制截面如图所示。3.9.1底层框架梁柱内力组合计算基本数据：混凝土C30fc=14.3N/mm2受力纵筋钢筋HRB400，==360N/mm2，其他钢筋HRB335==300N/mm2；底层框架梁柱内力组合计算过程见下表，弯矩以下部受拉为正，剪力以沿截面顺时针为正。底层框架横梁内力组合表层次位置内力荷载类型内力组合恒①活②风③1.2①+1.4②1.35①+1.0②1.2①+0.9(1.4②+1.4③)AM-83.42-34.83-6.48-148.87-147.45-152.1554 杭州广播电视大学毕业设计某初级中学教学楼1V89.1937.052.24107.03157.46156.53M-93.04-38.4-14.05-165.41-164.0-177.74V-92.14-37.92-2.24-163.66-162.31-161.17M-43.58-16.0737.42-74.79-74.9-119.69V44.241524.9574.0974.72-103.42跨中7129.193.79126.07125.04126.75-42.04-15.870-72.67-72.62-70.44底层柱内力组合计算过程见下表，弯矩以顺时针为正，轴力以受压为正。底层框架柱内力组合表层次位置内力荷载类型内力组合恒①活②风③1.2①+1.4②1.35①+1.0②1.2①+0.9×1.4（②+③)1A柱上M28.7014.5115.4854.7553.2572.21N1191.67251.567.021782.191860.311755.81A柱下M21.475.1936.1233.0334.1777.81N1274.44251.567.021881.511972.051855.14V--10.98--13.8B柱上M-19.98-8.52-28.96-35.9-35.49-71.2N1422.41270.3957.532085.442190.642120.07B柱下M-14.74-3.46-43.42-22.53-23.36-76.87N1547270.3957.532234.952358.842269.58V--15.4--19.43.9.2底层框架梁的截面设计根据横粱控制截面内力设计值，利用受弯构件正截面承载力和斜截面承载力计算公式，算出所需纵筋及箍筋并进行配筋。框架各层横梁采用同一种配筋方式，全跨梁截面尺寸，取底层横梁进行计算。54 杭州广播电视大学毕业设计某初级中学教学楼（1）AB梁：跨中最大弯矩，支座端最大弯矩，最大剪力。一、正截面受弯承载力计算跨中处：选配322()支座处：选配422()二、斜截面受剪承载力计算验算截面条件：，属厚腹梁54 杭州广播电视大学毕业设计某初级中学教学楼，截面符合要求梁端箍筋加密区取双肢箍8,S=150mm,加密区的长度取max(1.5h,500mm),取800mm，非加密区箍筋配置28@200，验算是否满足构造要求：故选配8@200，满足最小配箍率。故梁配筋截面图如下：（2）BC梁：，一、正截面受弯承载力计算54 杭州广播电视大学毕业设计某初级中学教学楼（支座处）选配225()二、斜截面受剪承载力计算验算截面条件：，属厚腹梁，截面符合要求因为，混凝土抗剪满足要求，故只需配构造箍筋。选配Φ8@200满足最小配箍率。箍筋加密区配置同AB梁。故梁配筋图为：3.9.3底层框架柱的截面设计材料选用同框架梁，柱截面尺寸为500mm×500mm，则。(1)底层A边柱54 杭州广播电视大学毕业设计某初级中学教学楼故属于小偏心受压，选用N大M大的内力组合进行计算，采用对称配筋。最不利组合为柱计算长度，，所以，为小偏压按照构造配筋,最小总配筋率轴心受压构件全部纵筋应大于，同时一侧钢筋配筋率应大于0.2%。54 杭州广播电视大学毕业设计某初级中学教学楼所以选用418（）=2036＞=0.006×500×500=1500，满足要求。（2）底层B中柱故属于小偏心受压，选用N大M大的内力组合进行计算，采用对称配筋。最不利组合为柱计算长度，，所以，为小偏压54 杭州广播电视大学毕业设计某初级中学教学楼按照构造配筋,最小总配筋率轴心受压构件全部纵筋应大于，同时一侧钢筋配筋率应大于0.2%。所以选用418（）=2036＞=0.006×500×500=1500，满足要求。（3）垂直于弯矩作用平面的稳定计算底层满足要求。故柱截面配筋图为：54 杭州广播电视大学毕业设计某初级中学教学楼3.9.4楼板配筋设计在肋形楼盖中,四边支承板的长边与短边之比时可按双向板设计。所以本计算中选用的A、B跨，4、5轴间的区格板按单块双向板计算，其中，，。楼板计算示意图跨中最大弯矩发生在活载为棋盘式布置时，它可以简化当内支座为固定的作用下的跨中弯矩值与当内支座铰支时作用下的跨中弯矩值之和。支座最大负弯矩可近似按活载满布求得，即内支座固定时，作用支座弯矩，所有区格板可分为A、B类，计算弯矩时考虑泊松比影响，取。按弹性理论设计：（1）荷载设计值，，，54 杭州广播电视大学毕业设计某初级中学教学楼混凝土（2）配筋计算取1m板宽计算，，，跨中处：取最大弯矩选配8@120()满足支座处：取最大弯矩选配12@160()满足分布筋选配8@180。(3)挠度计算，54 杭州广播电视大学毕业设计某初级中学教学楼挠度可。4楼梯设计4.1楼梯计算简图及计算公式楼梯计算简图如下：计算公式如下：其中hh：楼梯梯板在不同受力段取不同的值,上图所示取楼梯梯板折算高度，在楼梯折板处取梯板厚度,在平台处取平台厚度,在楼板处取楼板厚度。4.2荷载计算荷载计算参数（单位kn/m）：装修荷载Qz=0.50；活载Qｈ=3.50；恒载分项系数1.2,1.35；活载分项系数1.４,1.４×0.7梯板负筋折减系数（ZJXS)=0.8取第一标准层楼梯荷载及内力为例计算及其示意图如下：单位(KN/m)其中：Qb－－梯板均布荷载；Qbt－－梯板弯折段均布荷载；Qｐ－－平台均布荷载；Qｗ－－楼面均布荷载；第1标准层第1跑：Qb=11.234Qbt=8.500；Qp=8.500Qw=8.500；54 杭州广播电视大学毕业设计某初级中学教学楼第1标准层第2跑：Qb=11.234Qbt=8.500；Qp=8.500Qw=8.500；4.3配筋面积计算楼梯板底筋－－Asbd(cm2)：按照两端简支求出Ｍmax,按照Ｍmax配筋楼梯板负筋－－Asbf(cm2)：梯板负筋弯矩取Ｍmax*ZJXS,按此弯矩照配筋楼梯平台如果两边都有支承,按照四边简支板计算,采用分离式配筋平台板底筋－－Aspd(cm2)平台板负筋－－Aspf(cm2)54 杭州广播电视大学毕业设计某初级中学教学楼标准层号跑数AsbdAsbfAspdAspf116.024.730.000.00126.024.730.000.004.4配筋结果计算配筋措施：楼梯梁保护层厚度：３0ｍｍ楼梯板及平台板保护层厚度：１５ｍｍ楼梯板受力钢筋>=8休息平台受力钢筋>=６楼梯梁受力钢筋>=１４受力钢筋最小间距：100mm非受力分布钢筋：受力钢筋<=8时,取6@300受力钢筋=12或者14时,取6@250受力钢筋>=14时,取8@250楼梯板分布筋每踏步至少：１6梯板和平台配筋结果：标准层号跑数梯板底筋梯板分布筋梯板负筋平台底筋平台负筋1110@1308@2008@1008@2008@2001210@1308@2008@1008@2008@200梯梁配筋结果：标准层号跑数梯梁1顶纵筋梯梁1底纵筋梯梁1箍筋梯梁２底纵筋梯梁２顶纵筋梯梁２箍筋112182188@200无无无122222228@200无无无5基础设计5.1工程地质资料54 杭州广播电视大学毕业设计某初级中学教学楼本工程场地地势平坦，地面高程一般为1.89~2.65m，场地地面属长江三角洲沼泽平原。场地土层根据其成因、年代及工程性质的差异，可划分为7个工程地质层，各土层分布详见下土层特征表。地下水在埋土浅层表现为潜水，在第7层土层中表现为承压水，勘察测得的稳定地下水位埋深为0~0.7m，地下水年变化幅度为0.5~1.5m，基础设计时地下水位埋深可按年均常水位埋深0.5米考虑。场地地下水、土对混凝土无侵蚀性。杂填土①层土质松软不均匀不作为天然地基，其他均可作为天然地基承载。地基承载力特征值，根据静力触探试验及土工试验结果，综合本地区建筑经验，综合如下表所示：土层编号②③④-1④-2④-3⑤⑥（KPa）9060220140160100280拟建教学楼荷载较大，对地基强度及变形要求较大，采用天然地基适应性差，不能满足变形要求，故采用桩基础设计。天然地基沉降参数如下：土层编号②③④-1④-2④-3⑤⑥（kN/）18.717.519.518.419.218.819.7Es(MPa)4.92.78.111.97.25.48.8勘察表明，场地内分布区域第一硬土层④层、区域第二硬土层⑥层级砂质粉土⑦层，该三层均为相对硬土层。粘土⑥层，以硬塑状态为主，土的工程性质良好，其下午软弱层，是良好的桩基持力层，一般可选作对单桩承载力要求不高的多层建筑物的桩基持力层。综合上述，结合本工程特征，选用⑥层作为教学楼的持力层。对于预制桩，综合测定的桩侧摩阻力特征值和桩端端阻力特征值分别如下图所示：土层特征表土层编号土层厚度（m）①杂填土0.5②粘土1.910③淤泥质粘土1.98④-1粘土3.42790054 杭州广播电视大学毕业设计某初级中学教学楼④-2粉质粘土0~122700④-3粉质粘土7.324750⑤粉质粘土3.020⑥粘土6.0331300⑦砂质粉土8.43516005.2基础设计计算取④轴框架计算，根据工程地质资料，此次设计采用预应力混凝土管桩。桩型PC-500A(100)，混凝土强度等级为C60，螺旋箍筋规格，外径500mm，壁厚100mm。，桩长初选20m，分两节预制，开口型钢桩尖0.5m，桩顶嵌入承台100mm，承台埋深1.65m，采用混凝土C60。由内力组合可得柱底承受荷载组合值如下（取中柱B柱为例计算）：单桩竖向承载力特征值为：，故初选桩的根数：根，暂取4根可对称布置，则桩承台布置示意图如下：四桩承台示意图54 杭州广播电视大学毕业设计某初级中学教学楼四桩承台的截面尺寸为。承台高。承台底钢筋的混凝土保护层则承台的有效高度为：，取承台及其上土的平均重度，则符合要求。①柱边冲切验算冲切力，，（满足要求）。②角桩向上冲切验算，，，，54 杭州广播电视大学毕业设计某初级中学教学楼（满足要求）。③承台受剪切承载力计算，剪切系数计算截面剪力设计值满足④承台受弯承载力计算选用，沿平行轴方向均匀布置。又因承台中心对称，故沿平行轴方向同样均匀布置。承台上部构造钢筋采用。参考文献[1]《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)；[2]《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)；[3]《浙江省建筑软弱地基基础设计规范》(GBJ10-1-90)；[4]《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)；[5]《建筑抗震设计规范》(GBJ50011-2010)；[6]《高层建筑混凝结构技术规程》(JGJ3-2010)、(J186-2010)；[7]《建筑结构制图规范》(GB/T50105-2001)；[8]《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)；54 杭州广播电视大学毕业设计某初级中学教学楼[9]《结构力学》、《混凝土结构》和《土力学与地基基础》等教材；[10]《建筑抗震设计》郭继武编，高等教育出版社；[11]《混凝土结构抗震设计》施岚青编，地震出版社；[12]《建筑结构构造资料集》(上册)建筑工业出版社；[13]《建筑结构静力计算手册》；[14]《简明建筑结构设计手册》浙江大学编；54'