拉萨路小学教学综合楼（方案2）毕业论文
2022-07-02 10:07
论文总字数：70813字
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第一章 结构选型和布置 3
1.1工程概况及设计资料 3
1.1.1工程概况 3
1.1.2设计资料 3
1.2结构选型和结构布置 5
1.2.1结构选型 5
1.2.2结构布置 5
第二章 计算简图和荷载计算 7
2.1确定计算简图 7
2.2 材料强度等级 7
2.3 构件截面尺寸初估 8
2.3.1柱截面尺寸初估 8
2.3.2梁截面尺寸初估 8
2.3.3楼板厚度初估 8
2.4荷载计算 9
第三章 框架内力计算 19
3.1恒载作用下的框架内力计算 19
3.2活载作用下的框架内力 30
3.3 风荷载作用下内力计算 38
3.4地震作用下横向框架的内力计算 41
1、0.5（雪 活）重力荷载作用下横向框架的内力计算 41
2、地震作用下横向框架的内力计算 49
第四章 框架内力组合 55
第五章 框架楼柱截面设计 67
第六章 楼梯结构计算设计 82
6.1梯段板计算 83
6.2休息平台板计算 84
6.3 梯段梁TL1计算 84
第七章 现浇楼面板设计 86
7.1荷载计算 88
7.2 配筋计算 91
第八章 基础设计 93
8.1 荷载计算 93
8.2确定基础底面积 94
8.3 抗震验算 95
8.4 地基变形验算 96
8.5基础结构设计 （混凝土选用c30） 98
第九章 软件分析结果与手算结果比较 104
表9-1 恒载软件分析结果与手算结果比较 122
图9-1 机算恒载内力图 126
图9-2 机算活载内力图 129
图9-3 机算左风弯矩图 130
图9-4 机算左震弯矩图 131
第一章 结构选型和布置
1.1工程概况及设计资料
1.1.1工程概况
该工程来自于拟建项目工程，位于江苏南京市，该工程为拉萨路小学教学综合楼（方案2），结构体系采用多层钢筋混凝土框架结构，横向3跨，中间跨度3m。房屋总高约23m，共5层，建筑场地约49m *16m，在正常情况下，本工程的合理设计使用年限为50年。
1.1.2设计资料
1、气象资料
基本风压值：0.4kN/m2
基本雪压值：0.65kN/m2
- 工程地质资料
根据勘测报告，拟建工程场地土分布较为均匀，表面为杂填土；无液化土层分布，地下水位埋深3.2-4.8m，地下水对钢筋混凝土无侵蚀性。
表1-1 场地土层描述一览表
层号 | 地层名称 | 颜色 | 状态 | 特征描述 | 厚度（米） 最小/最大 |
1 | 杂填土 | 灰色 | 松散 | 主要由风化碎石混杂粘性土组成。全场分布。 | 1.8 |
2 | 粉质粘土 | 褐黄色 | 可塑 | 含铁锰质斑点，夹青灰色条带。干强度高，韧性高。 | 17.3 |
3 | 粉质粘土 | 褐黄色 | 硬塑 | 局部可塑，含铁锰质结核，干强度高，韧性高，无摇振反应。 | 1.85 |
4 | 粉质泥岩 （强风化） | 灰黄色 | 岩芯呈密实砂土状，夹有未完全风化岩碎块，遇水极易软化。岩体基本质量等级为Ⅴ级。 | 1.0-5.12 | |
5 | 粉质泥岩 （中风化） | 灰黄色 | 以短柱～柱状为主，裂隙较发育，钻探时未发现漏浆现象。岩体基本质量等级为Ⅳ级。 | 未钻穿 |
表1-2 地基土承载力特征值确定一览
层号 | 岩土层名称 | 经验法fak | 公式法 fak | 综合 确定值fak | |
土工法 | 标准贯入 | ||||
kPa | kPa | kPa | kPa | ||
②1 | 粉质粘土 | 205 | 175 | 176 | 282 |
②2 | 粉质粘土 | 270 | 235 | 260 | 326 |
③1 | 粉泥岩（强风化） |
|
|
| 354 |
③2 | 粉泥岩（中风化） |
|
|
| 1680 |
表1-3 桩基设计参数一览
层号 | 地层名称 | 钻孔灌注桩 | 人工挖孔桩 | ||
桩端土 端阻力 特征值 | 桩周土 侧阻力 特征值 | 桩端土 端阻力 特征值 | 桩周土 侧阻力 特征值 | ||
qpa(kPa) | qsiai(kPa) | qpa(kPa) | qsiai(kPa) | ||
②1 | 粉质粘土 |
| 30 |
| 28 |
②2 | 粉质粘土 | 400（l=6m） | 36 | 500 | 34 |
③1 | 安山岩（强风化） | 500（l=6m） | 46 | 600 | 45 |
③2 | 安山岩（中风化） | 饱和单轴抗压强度frk=23.45MPa | |||
3、结构和场地地震效应
（1）本工程为多层框架结构，建筑结构的安全等级为三级。
（2）拟建场地抗震设防烈度7度，设计基本地震加速度值为0.10g。
（3）工程场地Ⅱ类。
4、荷载取值
按《建筑结构荷载规范》GB5009-2012采用。
（1）综合楼楼面活荷载标准值取2.5kN/m2，综合楼走廊，楼梯楼面活载标准值3.5kN/m2
（2）不上人屋面：活荷载标准值取0.7kN/m2，
（3）屋面构造：
保护层：20mm厚1:2.5或M15水泥砂浆，表面抹平压光，并设分隔缝
隔离层：200G/M2 聚酯无纺布
防水层：1.2厚合成高分子防水卷材两道
找平层：20MM厚1：2.5水泥砂浆
保温层：75厚挤塑板
找坡层：膨胀珍珠岩，坡度约3%，最薄处不得小于30MM
（4）楼面构造：水泥楼面：10厚1:2水泥砂浆面层压实抹光，15厚1:3水泥砂浆找平层，现浇钢筋混凝土楼面板，12厚纸筋石灰粉平顶；
（5）维护墙：维护墙采用200厚混凝土空心小砌块（容重2.36kn/㎡），M5混合砂浆砌筑，双面粉刷（容重3.6kn/㎡）。没开间采用3300×2100（b×h）通长塑钢窗。
本工程采用全现浇框架结构，由于开间不大，双向板的跨度超过经济跨度不多，楼面不设次梁。
1.2结构选型和结构布置
1.2.1结构选型
本工程选用钢筋混凝土框架结构。
1.2.2结构布置
- 平面布置
本工程为多层建筑，建筑高度较小，考虑建筑设计方案和抗震设防要求等因素，本工程柱网平面选用矩形内廊式布置，采用横向框架承重方案，其优点是简单，规则，对称有利于抗震和施工。
- 立面布置
本工程共5层，基底标高为设计相对标高-2.10m，柱子的高度底层为：h1=3.6 2.1-0.5=5.2m(初步假设基础高度0.5m)，二到四层柱高为3.6m。柱节点刚接，横梁的计算跨度取柱中心至中心间距离，
三跨为l=6000mm,3000mm,6000mm。
- 柱网布置及次梁设置
按照任务书要求，考虑建筑使用功能和结构经济性，本工程柱网布置为：横向三跨，跨度分别为6米、3米、6米；纵向10跨，跨度为4.83m。本工程的平面布置图如下（图1-1）：
图1-1 平面布置图
- 缝的设置
本工程地质条件良好，地质均匀，所以本工程可以不设沉降缝。本工程共长50米，小于现浇钢筋混凝土框架结构应设置伸缩缝的最大间距，故可不设置伸缩缝。本结构平面为矩形，房屋沿高度方向无错层，房屋各部分的刚度、高度和重量相差不大，故不设抗震缝。
- 基础方案
本工程建设场地和地基条件较好，荷载分布均匀，建筑层数小于7层，根据《建筑地基基础设计规范》规定，该建筑的地基属于丙级地基，本工程采用柱下独立基础，根据场地的地质条件，取第二层粉质粘土层为持力层，地基承载力特征值fak=282kPa。基础埋深取1.55米。
- 楼梯方案
根据建筑设计方案以及结构的经济性，本工程采用现浇板式平行双跑楼梯。
第二章 计算简图和荷载计算
2.1确定计算简图
本工程横向框架计算单元取图1-1轴线8框架计算，框架的计算简图假定底层柱下端固定于基础，按工程地质资料提供的数据，该场地为Ⅱ类场地土，地质条件较好，初步确定该工程基础采用柱下独立基础，挖去所有杂填土，基础置于第二层粉质粘土层上，基底标高为设计相对标高-2.1米。柱子的高度底层为：3.6 2.1-0.5=5.2米（初步假设基础高度为0.5米），其余各层均为3.6米。柱节点刚接，横梁的计算跨度取柱中心至中心间的距离，三跨分别为6米、3米、6米。计算简图见图2-1。
图2-1 计算简图
2.2 材料强度等级
混凝土：均采用C30级混凝土
受力钢筋采用HRB400钢筋，箍筋采用HPB300钢筋。
2.3 构件截面尺寸初估
2.3.1柱截面尺寸初估
框架柱截面尺寸应根据公式计算。式中：N，负荷面积×（12~14） kN/ m2×层数，为轴压比，可根据规范查出。
本结构中，边柱和中柱负荷面积分别为（9.663）m2 ，（9.664.5）m2，层数为5层，抗震设计等级为三级，轴压比限值=0.85，C30混凝土=14.3N/mm2。
边柱：
Nc=1.2×9.66×3×14×5= 2434.3kN
=200271mm2
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