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1、伊川锦泰住宅小区小学教学楼建筑与 结构设计伊川锦泰住宅小区小学教学楼建筑与结构设计摘要毕业设计题目为伊川锦泰住宅小区小学教学楼建筑与结构设计。抗震设防烈 度为7度；上部结构采用框架结构，框架抗震等级为二级；根底采用独立根底。毕业设计包括建筑设计、结构设计两局部。结构设计是重点。结构设计内容 包括：构件截面尺寸确实定、竖向和水平荷载计算、框架内力及侧移计算、内力 组合、框架梁柱截面配筋以及楼板、楼梯和根底设计。严格按有关结构设计标准 或规程进行结构设计，并且考虑了抗震计算和有关构造要求。在计算方法上，水 平地震作用采用“底部剪力法，风荷载和水平地震作用下框架内力计算采用D 值法，竖向荷载作用下框
2、架内力计算采用分层法。关键词：混凝土，框架结构，内力计算，配筋,第2章建筑构造设计建筑构造设计是确保建筑物正常使用和节约造价的重要手段，是确保建筑物 使用年限的重要组成局部。构造设计主要有以下几个方面：2.1屋面设计屋面排水方式排水方式的选择应考虑结构的形式、气候条件、建筑无使用特点等因素来考 虑，本建筑采用平屋面有组织外排水。屋面排水组织屋面适当划分排水坡、排水沟组织排水区，屋面排水坡度为2%,排水沟坡度 为1%。雨水管、雨水口设置：雨水管最大间距不超过18米，雨水管采用直径为 100mm的PVC雨水管，水斗为镀锌铁皮水斗。2屋面防水屋面防水采用双层SBS改性沥青防水卷材，屋面防水等级为3级
3、，耐久年限 为1。年。墙身构造由于考虑到普通粘土砖消耗大量土地，自重大，烧制过程中需消耗能源；故 本教学楼楼填充墙体设计为200厚的混凝土加气块墙，卫生间采用100厚轻质隔 墙。墙体具有足够的强度和稳定性，满足保温隔热的要求，以及防火、隔声、防 水、防潮、经济等要求。墙体的构造包括勒脚、墙身防潮、窗台、门窗过梁、窗 顶线和窗套等。勒脚为保护建筑物四周墙身的一段墙体面层，采用石材贴面。(2)防潮层在一根标高处设置水平防潮层。用防水砂浆(在水泥砂浆中掺入水泥用量的 3%5%的防水剂配置而成，铺设厚度为2025mmo(3)窗台为防止顺窗流下的水聚集在窗洞下部或沿窗下边与窗洞之间的缝隙向室内渗 流，也
4、为防止污染墙面应在窗洞处布靠室外一侧设置窗台。由于外墙饰面为外墙 砖易于冲洗的材料，可做不悬挑窗台，窗下墙的赃污可借窗上不断流下的雨水冲 洗干净。(4)门窗过梁过梁是在门窗洞口上设置的横梁，承受洞口上部墙体与其它构件(楼层、屋 顶等)传来的荷载，并将荷载传至窗间墙。由于门窗洞口尺寸较大，防止有较大 的震动荷载而产生不均匀沉降，本建筑采用钢筋混凝土预制过梁。过梁宽度同墙 厚，高度为200,过梁伸入两侧墙壁内不少于240。钢筋混凝土过梁施工方便、速 度快、省摸板和便于门窗动口上挑出装饰线条等优点。（5）构造柱本教学楼在楼梯间及女儿墙处设有构造柱。构造柱尺寸为200X200。施工时, 先砌墙，并留马
5、牙槎，后浇混凝土，混凝土标号C25；构造柱与女儿墙要有良好的 连接，墙与柱之间沿墙高500设26加。墙面装修墙面装修是墙体构造不可缺少的局部。外墙装修主要是为了保护外墙不受风、 霜、雨、雪、日照等自然因素破坏，提高墙体防水、防潮、防风化、保温、隔热 等的能力，同时也是为了提高建筑物的艺术效果；内墙装修主要是为了改善室内 环境，对与厕所等有水房间，墙面装修起到了防水、防潮的作用。本工程外墙均为天蓝色丙烯酸 涂料（除勒脚和柱子），其做法详见“室内外 装修一览表。内墙内侧采用20厚混合砂浆，面层采用白色过氯乙烯涂料。（1）楼层构造楼层是多层建筑物层与层之间的水平分隔构件，它承受作用在其上的活载和 构
6、件本身重力荷载，并将它们传给墙和柱，它在水平方向上起到水平隔板和连接 竖向构件的作用，保证竖向构件的稳定。本教学楼采用钢筋混凝土现浇整体式楼 （屋）盖。现浇整体式楼（屋）盖整体性好，抗震性、防水性好，便于开设孔洞, 可浇注成任意形状尺寸的构件。缺点是施工工序多，浪费模板，施工速度慢。（2）地层构造地层是建筑物内与土壤直接或接近土壤的水平构件，它承受作用在其上的全 部荷载，并将它们传给土壤。地层为实铺地层。基层一般为素土夯实；垫层采用 C10混凝土，厚度为100mm,上面做面层。（3）楼地面面层门厅、楼梯、走道楼地面面层采用花岗石地面。花岗石地面平整光滑耐磨、 整体性好、不起尘、不起砂、防水、易
7、于保持清洁。适用于洁净度高、经常用水 冲洗的场所。其余房间面层采用陶瓷地砖，其材质、性能较好。门窗构造门和窗是建筑物不可缺少的围护构件。门主要是室内外和房间之间的交通联 系而设定的，同时兼顾通风、采光和空间分隔。窗主要为采光、通风、观望而设 定的。门：出口门为铝合金平开门，其余全为平开实木门。窗：窗为70系列塑钢窗。卫生间窗玻璃选用磨砂玻璃，其余窗均为5mm厚 平板玻璃。为防止雨水与地面水侵入基地，应在建筑物四周靠近勒脚的室内在外墙面处 设置散水。散水具体做法详见“建施一05节点详图。m m m o第一局部建筑设计第1章 结构计算参考值1.1 结构计算中所用到的材料自重钢筋混凝土：25 KM病
8、水泥砂浆：20 KN/mKN/m混合砂浆：17 KN/m3KN/m2KN/m2KN/m2塑钢窗：KN/m2KN/m21.2 楼面均布活荷载标准值KN/m2KN/m2KN/m2KN/m2KN/m2结构计算中系数取值结构重要性系数： 7永久荷载分项系数： 七可变荷载分项系数：re第2章结构布置及楼板计算2.1 结构布置结构平面布置简图结构平面布置简图如图2-1所示:图27 结构平面布置简图2.1.1 梁板柱截面尺寸混凝土强度等级为 C25 ( ft =1.ZI N/mmfc=U.9N/nvn2 )；纵向受力钢筋采用HR&35级(/v =3Q0N/mm2 )箍筋采用 HPB300 级fy = 270
9、N/nvn2 )主梁：h 二(1/121/8)L = (1/8-1/12) X7200 = 900mm600mm取 h=600mmb = (1/3l/2)h = 200mm300mm 取 b=250mni连系梁：边跨BC、ED段)梁取hWOOmm b=250mm中跨(CD 段)梁取 h=300mni b=250mm次梁：h = (1/18-1/12)L = (1/18-1/12) X7200 = 400mm-600mm取 h=500mni, b=250mm柱截面:500mmX 500mm现浇板计算2.1.2 板厚/7 9上=%=1.85 = 86.7mm且力=80160吹加故取h = 100m
10、m4545荷载计算取1m板宽为计算单元30mm厚水磨石地面（面层,20加加水泥砂浆打底） 0.65 x 1.0 = 0.65 XN/m100mm钢筋混）疑土板重:25x0.1x1.0 = 2.5KN/m10口加混合砂浆抹灰层：17 x 0.01x1.0 = 0.17 KN/m恒荷载标准值 恒荷载设计值 活荷载标准值 活荷载设计值 总荷载设计值恒荷载标准值 恒荷载设计值 活荷载标准值 活荷载设计值 总荷载设计值gk = 0.65 + 2.5 + 0.17 = 3.32 KN/mg = T2gk = 3.984 KN/mqk = 2.0 x 1.0 = 2.0 KN/mq =- 2.8 KN/mg
11、 + q = 3.984 + 2.8 = 6.784 KN/m双向板荷载传递内力计算图2-2双向板(mm)如以下图所选双向板为四边固定板 跨中弯矩因工也因工也7200= 0.54 ,由？混凝土结构？附表10.2= 0.0398,0.0130由附表 10.2 1(6 )查得：)查得：%2= 0.0582, a Qy /Mx = Mxl + Mx2 = 0.0190 ； /。=3.9机那么:ax (g + ax2 3= 0.0398x(3.9 +2.89 2)x 3.92 + 0.0582X X 3.92 = 4.448K7V 2M =M +My2=a+av2-l()22 q2 8= 0.0130
12、x(3.9 + )x3.92+0.0190xx3.92 =1.4537GV- 22支座弯矩 因二幽7200= 0.54 ,由？混凝土结构？附表10.2(6 )查得：=-0.0817,0： =-0.0571;那么：4yM： +2 =-8.326KN-M； =a；(g + 9)/； =-0.057 lx 6.7 x3.92 = 5.8193- 截面配筋计算70 mm70 mm截面有效高度%：短边方向跨中截面%工=100 -20 = 80mm 长边方向跨中截面%、. = /iOv-10 = 80-10支座截面h。= 100 - 20 = 80mm表27板截面配筋计算截面跨中短向跨中长向支座短向支座长
13、向M( N mm)4.448 xlO61.453xl06-8.326xl06-5.819x1()6M a -0.0560.0280.0930.0677-2%0.0580.0280.0980.069A，=小4mm2) fy19178368325配筋4)815068 2004)810068150实配(加/)335251503335最小配筋率验算：f1 270.45 4 = 0.45 x = 0.0019 Mmax = 221.67KN加即截面属于第一类T型截面故梁按4X/= 2400X 600的单筋矩形截面梁进行计算配筋计算%max = 0399正截面承载力计算正截面承载力计算Mnrix 221.
14、671X106八. IlldXa =s ajb；% 1.0 X11 .9 X 2400 x 5652d2xa、=1 Jl 2x0.024 = 0.024%工瓦耐: L0xW.9x2400x565x0.024 =1fy最小配筋率验算:360f1 430.45 人=0.45 x 上=0.0017 0.002 故取 p. = 0.002fy360minAmin =-Z?)x = 0.002x250x600+(2400-250)x 100 = 730/W 1292.72W即配筋满足要求选配纵向受力钢筋为4C20(As = 1275mm2)斜截面承载力计算”=坛理 : 5657。“86 Vmax = 1
15、23. 15KN 即截面尺寸满足要求0.7 fQho = 0.7 xl.27 x 250 x 565 x 10-3 =125 51 KN Vmax = 123.15KN即按构造配筋d 人出=6mms p . = (1),=K sv - Xsv,min / minbs”左二生丝= 0.00127360选箍筋为68双肢箍，那么 = 2,4讨=50.3“外? v SO见么 s =:= 316mm 取 s = 300mm250x0.00127沿全梁均匀布置箍筋C8200The construction and structural design of the primary school ofresi
16、dential district of YichuanAbstractThis graduation design topic is The construction and structural design of the primaryschool of residential district of Yichuan. The earthquake forcitication intencity of thebuilding is 7 degree. The Frame to the upper structure was according to the height of thebui
17、lding. The aseiscuis classes of the frame is 2. And the foundation of the building areIndependent foundation under column.This design is divided into two parts.One is the architectural design,the other is construction design.The structure design is emphasis the graduation design, and the content of
18、the graduated design mainly are: deciding the size of cross-section the for the frame structure, calculating the internal force and defonnation of the frame structure under the action of wind load and earthquake action, analysing the internal force of frame caused by vertical permanent and variable
19、loads. The Equivalent base shear methodto calculate horizontal earthquake action is adopted and the D value method“ is used to calculate internal force caused by horizontal earthquake and wind loads,and the separated floor method，z is adpoted to calculate internal force of the frame structure under
20、the action of vertical load.Key words： concrete,Frame structure, calculation for internal force, reinforcement第3章楼梯计算3.1材料（4）39001800 300 1800图37楼梯详图本设计采用钢筋混凝土板式楼梯，混凝土采用C30级(fc=4.3N/jwnft=A3N/mm2 );平台梁中受力钢筋采用印?囱35级= 3007V/mm2 ),其余采用 HPB300 级(fy = 210N/mm2 )平台梁截面高度 h= (1/81/12) 1= (1/81/12) X3900=325
21、488mm,取 h=350mm,取 b=200mm。踏步取150X300 (mm),平安等级为二级，构件重要系数为：ro3.2梯段板的计算h = (-)/0 =(-)x (3300+ 200) = 117- 140mm 取板厚 120mm25 30 25 30322荷载计算取1m板宽为计算单元楼梯斜板的倾角：cosa= J =300=0894J/十/a/3002+1502恒荷载计算水磨石面层：踏步自重：梯段板自重：15mm厚石灰砂浆抹灰:0.3 + 0.15 03xl.0x0.65 = 0.9750.15xl.0x25 = l.875KN/m0 12x 1.0 x 25 = 3.356 KN/
22、m cosa”x 1.0 x 17 = 0.285 KN/m cosa恒荷载标准值：gk = 0.975 +1.875 + 3.356 + 0.285 = 6.491 KN/m恒荷载设计值：g = 12gk = 1.2 x 6.491 = 7.789 KN/m活荷载计算活荷载标准值：以=l.0x2.5 = 2.5 KN/n活荷载设计值：q = Axqk =3.5 KN/m总荷载设计值：g + q = 7.789 + 3.5 = 11.289 KN/m计算跨度：/。=/+6 = 11x300+200 =3500mm跨中弯矩：m =(g + q)l = 2 =13829KNm1010% =无 -
23、20 = 120 - 20 = 100 mmM13.829 xlO6 s ajcbh2=0.097 0.002 即取pmin = 0.0024 fy270那么 Amin =Pmin = 00024 X 1000 X 120 =288/71/7? 628 xl5% = 94.2/nm2 o且4 1000 X 120 x 0.15% = 1807?tm2根据标准构造要求垂直于受力方向的分布筋选用中6200,板面构造钢筋选用中8200。lG=ln+b = 2100 -100 + 200 = 2200/71/71/? = (-)/0 =(-)x 2200 = 73 88mm 取 h=80mm25 30
24、25 30荷载计算取1m板宽为计算单元水磨石面层80mm混凝土板15厚的板底抹灰恒荷载标准值 活荷载标准值 总荷载设计值Q.65kN/m20.08x25 = 2.00/m20.015x17 = 0.26/m22.9 W/m22.5kN/m2g + 4 = (L2 x 2.91 +1.4 x 2.5) x 1.0 = 6.99kN/m计算跨度：4 =/+ = 2100 100+200 =2200 mm跨中弯矩：M= (g + q)l =-Lx6.99x2.22 =3.38KN加 1010% = /z - 20 = 80 20 = 60mmM _3.38xl06ajcbh -2=0.066 0.0
25、02 即取 pmin = 0.0024fy270那么 A = p.hh = 0.0024 xl000x80 = 192 mm? 0.002 即取pmin = 0.0022 fy300那么 Amin = PmM = 0.0022 x 200 x 350 = 154利/ V = 54.44左N。可按构造要求 配置6200。第4章框架计算设计根本资料抗震设防烈度：7度根本风压：0.4 KN/”/建筑结构平安等级：II级材料：梁柱混凝土均选用C30级（九=1.43 NI荷，九=43N I mm?）梁柱受力钢筋均选用HRBW0级（fy =360N/mm2 ）箍筋均选用HPB300级.力=270/mzn2
26、 ）取一根完整结构（3号轴）、荷载分布均匀的具有代表性框架作为计算单元。4.2.1 确定框架的计算简图框架中梁柱均为整表达浇，节点可以简化为刚结点，底层柱与根底的连接点也 可以简化为刚结点计算简图中尺寸确实定框架跨度取柱的截面形心轴线之间的距离，近似取轴线间距；框架柱的高度：底层取底层层高加1.3m；其余各层取各层层高，即梁面到梁面之间的距离250x700250x400250x700(=)coi_n X(_ni_nXX500500250x700250x400250x700sXs250x700250x400250x700C=)s=i_ni_ni_ni_n250x710250x400250x700
27、500500XX=)C=DCO=) i_ni_ni_nXi_n7/77/77/777图47框架计算简图4.2.2 计算梁柱的线刚度根据地质资料，确定根底顶面离室外地面为600mll1,室内外高差600mm,由此 求得底层结构层高为5. 5m。梁柱构件的线刚度计算后列于图2,其中在求梁截面 惯性矩时考虑到现浇楼板的作用，边跨梁取1=21。,中跨梁取1=21。I。为不考虑 楼板翼缘作用的梁截面惯性矩）OHD、CB跨梁:= 19.85xW4Em3” 0.25 x0.73 .2EI 2Ex ，HD=r=一厂 0.25 x0.330F7 2ExDC 跨梁：iDC = 4.69x10-4石加3DC I2.
28、4 3 n Ex首层柱:=2一=9.47 xW4 Em3I 5.5厂 3Fj Ex25 层柱：i = = 13.36x10-43I 3.9屋面恒荷载20.40 kN/m22025x0.225x0.220.40 kN/m22025x0.225x0.230mm厚细石混凝土保护层三毡四油防水层20mm厚水泥砂浆找平层150mm水泥蛭石保温层100mm厚钢筋混凝土板X2/m2顶层边跨框架梁恒荷载屋面板传来的荷载:屋面板传来的荷载:3.9x l-2x 2x7.2 )(3.9 丫+ 7.8 + 9x5.03x7.8x3.9/2 = 94.90ZN28C.次梁重：D.屋面板传给次梁的荷载:那么中跨梁端集中力
29、为：9.76ZN61.67 kN31.67+94.90+9.76+61.67 = 198.00kN标准层梁端集中力边跨框架梁端A.外墙重：加气混凝土砌块自重陶瓷锦砖外墙面15mm厚石灰砂浆抹灰墙面总计KN/m2X7=1.4 KN/m20. 7 KN/m22XX17=0. 51 KN/m2那么外墙重2.61x（7.8 O.5）x（3.9 0.7）2x2.lx2.l = 37.95Z:NB.铝合金窗重:2x0.4x2.1x2.1 = 3.53C.框架梁重:4.06x7.8 = 3L67ZND.楼面板传来的荷载:8前言1第1章建筑设计22使用房间的平面设计22233建筑立面设计34房间的剖面形状4房
30、间的各局部高度4建筑层数及建筑空间的组合和利用4第2章建筑构造设计52.1屋面设计555555墙面装修66门窗构造6671.1 结构计算中所用到的材料自重81.2 楼面均布活荷载标准值81.3 结构计算中系数取值8第2章结构布置及楼板计算92.1 结构布置9结构平面布置简图92.1.1 梁板柱截面尺寸92.2 现浇板计算10板厚102.2.1 荷载计算（取1m板宽为计算单元）10内力计算112.2.2 截面配筋计算11E.楼面板传给次梁的荷载:E.楼面板传给次梁的荷载:2x xl3.93x7.2 = 50.15ZN4F.内墙传给次梁的荷载：内墙重：加气混凝土砌块自重X7=1.4KN/m总计那么
31、柱重为 8E.楼面板传给次梁的荷载：5QA5kNF.内墙传给次梁的荷载：19.49KVG.次梁重：9.76AN那么中跨框架梁端集中力为：36.60+1.68 + 31.67 + 64.34+50.15 + 19.49+9.76 = 213.69kNH.柱重：24.6LUV15mm厚石灰砂浆抹灰墙面2 XX 17=0. 51 KN/m21.91 KN/m2那么内墙传给次梁的荷载为：2x：xl.91x（）x7.2 = 23.38VG 次梁重：2x1x2.71x7.2 = 9.76 4 N4那么标准层边跨梁梁端集中力为：37.95 + 3.53+31.67 + 32.42+50.15 + 23.38+9.76 = 188.86k NH.柱重：X XKN/m6.31x3.9 = 24.6 WKN/m6.31x3.9 = 24.6 W中跨框架梁端A.内墙重：L91x（7.8 0.5）x（3.9 0.7）2xlx2.l = 36.60ZNB.门重：2xO.4xlx2.l = L68Z:NC.框架梁重：4.06x 7.8 = 31.67ND.楼面板传来的荷载：-x2.4x3.41x7.8 + -x3.41x7.8x3.9/2 = 64.34XO. 5X X本框架采用弯矩二次分配法计算计算节点弯矩分配系数13.36八 scNe、f4 一