宁波某高校教学楼设计【毕业论文】

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宁波某高校教学楼设计本科毕业设计土木工程宁波某高校教学楼设计AdesignofcollegebuildinginNingbo41 宁波某高校教学楼设计宁波某高校教学楼设计摘要:本次毕业设计是一幢高校教学楼设计，包括建筑设计和结构设计两部分内容。建筑面积约1900m2，主体结构为四层。建筑绘图采用天正软件，该软件是在CAD基础上开发的软件。结构部分为框架结构，整个框架计算使用PKPM软件，并对其中的一榀框架进行了详细的计算。基础采用桩基础，桩采用端承摩擦桩.整个建筑物符合合理利用有限资源的原则。关键词:高校教学楼；框架；桩基础。AdesignofcollegebuildinginNingboAbstract:Thegraduationdesignisacollegebuildingdesign,includingthearchitecturaldesignandstructuredesign.Thefour-storybuildinghasaconstructionareaof1872m2.BuildingdrawingdependsonTangentsoftware,whichisdevelopedonCADsoftware.Thebuildingisaframestructure.PKPMsoftwareisusedthroughthewholecalculationwork,andonePinoftheframeworkischosenfordetailedcalculation.Itisbasedonapilefoundationwhichgetsaforcebyfriction.Thedesignisundertheprincipleofusingthelimitedresourcesproperly.Keywords：collegebuilding；frame;pilefoundation.41 宁波某高校教学楼设计目　录1毕业设计任务书要求11.1主要目标11.2主要任务11.3主要内容和基本要求11.4主要成果12建筑设计说明22.1工程概况22.2设计依据22.3建筑做法23结构工程软件介绍53.1软件介绍53.2建模步骤54利用PMCAD和PK建模64.1PMCAD计算步骤65结构设计说明75.1总则75.2正常使用活载85.3钢筋混凝土结构部分85.4砌体部分95.5基础部分105.6其它106框架结构设计116.1结构平面布置116.2结构荷载计算116.3一榀框架结构计算137楼梯设计307.1楼梯说明307.2梯段板设计317.3平台板设计337.4平台梁设计347.5楼梯构造柱358楼板计算368.1板1荷载计算368.2板1配筋计算369基础设计389.1地质条件389.2桩选型389.3确定单桩承载力设计值389.4初选桩的根数389.5初选承台尺寸389.6计算桩顶荷载399.7承台受冲切承载力验算3941 宁波某高校教学楼设计9.8承台受剪承载力验算409.9基础梁配筋计算40参考文献42致谢4341 宁波某高校教学楼设计1毕业设计任务书要求1.1主要目标（1）完成宁波某高校教学楼设计（建筑面积约1900m2）；（2）熟练运用计算机辅助设计CAD软件绘制工程图；（3）对建筑设计领域的国家规范、标准及各强制性条文有更深入的了解；（4）巩固框架结构设计中的设计要点、计算方法；（5）学习教学楼文化，了解当前小学教学设计领域的现状，未来发展趋势；1.2主要任务完成建筑设计和结构设计两部分内容：（1）建筑设计部分包括考虑该教学楼的周围环境、使用要求后确定建筑方案，编制建筑设计说明书，绘制建筑设计施工图；（2）结构设计部分包括根据荷载、地基承载情况确定结构方案，进行结构计算，绘制结构设计施工图；1.3主要内容与基本要求1.3.1收集有关资料包括：建筑设计规范、建筑地点及拟建基地平面图，建筑物使用要求、自然条件、地质条件、施工条件等原始资料；1.3.2建筑设计：(1)按照原始资料初步确定建筑方案，包括外型设计和室内布局；(2)设计建筑平面、立面、剖面，编写设计说明；(3)绘制建筑施工图，包括建筑平面、立面、剖面图；(4)主要部位建筑构造详图及材料做法；1.3.3结构设计：(1)按照荷载情况、承载力情况确定结构方案，包括上部承重结构方案与布置、楼盖结构方案与布置、基础方案布置等；(2)进行结构设计计算，编写结构设计计算书，内容包括：荷载计算；地震作用计算；风荷载计算；荷载组合及内力分析；一榀框架设计；悬挑构件计算；基础及基础梁计算；其他必要的构件计算；(3)绘制结构施工图；1.4主要成果成果形式有下列部分：1.4.1设计说明书部分：41 宁波某高校教学楼设计中文摘要；文献综述；建筑设计说明书；结构设计说明书；结构设计计算书；参考资料及文献列名；外文翻译两篇；1.4.2图纸部分：建筑平面图、剖面图、立面图；建筑详图；楼板、梁、柱配筋图、基础配筋图、桩位布置图；部分结构大样图；2建筑设计说明2.1工程概况（1）本工程为宁波某高校教学楼，总建筑面积约为1900平方米，建筑层数为四层。（2）主体结构为框架结构，设计合理使用年限为50年，结构安全等级二级。（3）设计耐火等级二级，屋面防水等级Ⅲ类，抗震设防类别乙类，抗震设防烈度6度。（4）本建筑物室内地坪标高0.000，室内外高差为0.450m。（5）本工程所注尺寸总平面图以米为单位，其余均以毫米为单位，标高均以米为单位，建筑施工图所注标高出特别注明外均为建筑完成面的标高。2.2设计依据(1)建设单位委托书，本工程的设计合同。(2)工程地质勘察单位的勘察报告。(3)国家现行建筑工程设计、加固有关规范、规程：《民用建筑设计通则》（GB50352—2005）《建筑设计防火规范》（GB50016—2006）《建筑抗震设计规范》（GB50011—2001）《屋面工程质量验收规范》（GB50208-2002）《砌体工程施工及验收规范》（GB50203-98）《建筑地面工程施工及验收规范》（GB50209-2002）《塑料门窗工程技术规范》（JGJ103-2008）《混凝土结构设计规范》（GB50010—2002）（4）本工程设计须经当地有关政府部门批准后方可施工建设。2.3建筑做法2.3.1墙体工程：（1）墙体材料：外墙标高-0.060m处设防潮层，防潮层做法为30mm厚防水砂浆防潮层（掺5%防水剂）。41 宁波某高校教学楼设计防潮层以下墙体采用MU10粘土砖；防潮层以上墙体采用MU10多孔粘土砖,均采用M5混合砂浆砌筑。（2）外墙面：①.弹性涂料外墙：10厚1：3水泥砂浆打底10厚1：2.5水泥砂浆抹平外墙涂料两度罩面②.勒脚：外墙上离室内地坪0.450m高，做法同外墙，颜色见建筑立面图（3）内墙面：①.涂料内墙：15mm厚水泥石灰膏砂浆打底抹平内墙涂料两度罩面②.踢脚(150mm高)：7mm厚1：2.5水泥砂浆抹光13mm厚1：3水泥砂浆底2.3.2门窗工程：除注明者外，外门外窗一般居墙中立樘，内门与开启方向的墙身平立樘2.3.3地面工程：素土夯实150厚3：7灰土夯实60厚C10混凝土20厚1：2.5水泥砂浆15厚1：3水泥砂浆找平5厚1：2水泥砂浆抹平找光2.3.4楼面工程:（1）普通楼面：10mm厚1:3水泥砂浆面层20mm厚1：2.5水泥砂浆抹面压实赶光现浇120mm厚钢筋混凝土楼板（2）卫生间楼面：41 宁波某高校教学楼设计8～10mm厚地面砖，干水泥擦缝20mm厚1:3干硬性水泥砂浆，结合层表面撒水泥粉素水泥浆一道（内掺建筑胶）现浇120mm厚钢筋混凝土楼板2.3.5防水泛水工程:①．凡卫生间楼地面完成面均较同层地面降低30mm。②．凡卫生间设有地漏者，地面均应向地漏方向作出不小于0.5%的排水坡。③．凡卫生间的墙采用砖墙，砌块或装配式板墙时者，均应在墙体位置（门口除外）用C20混凝土作出厚度同墙体，高度为180mm的墙槛。④．凡各种竖向管井壁上的检查门，门洞底面标高均平踢脚线顶的高度或按施工图施工。2.3.6平顶工程：白色乳胶漆两度罩面3mm厚细纸筋灰光面10mm厚1:1:4混合砂浆分层抹平（每层3～6mm）5mm厚1:0.5纸筋灰抹平钢筋混凝土楼板2.3.7屋面工程:（1）平屋面：40mm厚C20细石混凝土，内置φ4＠200，双向铺油毛毡隔离层一道20mm厚1:3水泥砂浆找平25mm厚挤塑型聚苯板保温板（FM250）SBS改性沥青防水卷材（二毡三油）20mm厚1:3水泥砂浆找平层20mm厚C20细石混凝土找2%坡，原浆压光现浇钢筋混凝土屋面结构层（2）雨篷天沟：银色反光保护膜两度高分子卷材两层30mm厚1:3水泥砂浆找平20厚C20细石混凝土找1%坡（最薄处20mm）41 宁波某高校教学楼设计25厚1：3水泥砂浆保护层现浇钢筋混凝土檐沟2.3.8雨水管:水斗均为UPVC制品，雨水管规格为φ100，雨水口、雨水斗做法参见95浙TJ-02，空调落水管采用UPVC管φ30，管下做一砖半窖井一只。2.3.9油漆工程:所有木门均做普通调和漆一底两度；所有钢制构件、金属预埋件均做防锈处理。2.3.10其它:卫生间地面低于室内地面30mm并设地漏，并向地漏方向做0.5%泛水；外墙窗上、雨篷、窗台、檐口均需粉出滴水线；水、电留孔需在施工过程中事先留置，杜绝事后开凿和返工。3结构工程软件介绍3.1软件介绍PKPM是一个系列，除了建筑、结构、设备（给排水、采暖、通风空调、电气）设计于一体的集成化CAD系统以外，目前PKPM还有建筑概预算系列（钢筋计算、工程量计算、工程计价）、施工系列软件（投标系列、安全计算系列、施工技术系列）、施工企业信息化（目前全国很多特级资质的企业都在用PKPM的信息化系统）。PMCAD是整个结构CAD的核心，它建立的全楼结构模型是PKPM各二维、三维结构计算软件的前处理部分，也是梁、柱、剪力墙、楼板等施工图设计软件和基础CAD的必备接口软件。　PMCAD也是建筑CAD与结构的必要接口。　用简便易学的人机交互方式输入各层平面布置及各层楼面的次梁、预制板、洞口、错层、挑檐等信息和外加荷载信息，在人机交互过程中提供随时中断、修改、拷贝复制、查询、继续操作等功能。　自动进行从楼板到次梁、次梁到承重梁的荷载传导并自动计算结构自重，自动计算人机交互方式输入的荷载，形成整栋建筑的荷载数据库，可由用户随时查询修改任何一部位数据。由此数据可自动给PKPM系列各结构计算软件提供数据文件，也可为连续次梁和楼板计算提供数据。　绘制各种类型结构的结构平面图和楼板配筋图。包括柱、梁、墙、洞口的平面布置、尺寸、偏轴、画出轴线及总尺寸线，画出预制板、次梁及楼板开洞布置，计算现浇楼板内力与配筋并画出板配筋图。画砖混结构圈梁构造柱节点大样图。　作砖混结构和底层框架上层砖房结构的抗震分析验算。41 宁波某高校教学楼设计　统计结构工程量,并以表格形式输出。3.2建模步骤（1）绘制各层平面的轴线，形成网格，各层网格平面可以相同，也可以不同；（2）楼层定义，柱等布置；（3）柱，梁，墙，洞口和支撑在平面网格和节点上的布置，卫生间楼板错层30mm；结构楼面信息修改：输入荷载、活载的形式；（4）各层结构主要参数，如混凝土强度等级，楼板厚度等；（5）输入各层层高；（6）输入总层数，楼层组装；（7）各荷载标准层上的楼面恒，活荷载；（8）抗震设计，风荷载，材料等信息；(9)绘图参数；（10）形成PK文件；（11）绘制结构内力图(12)画板、梁、柱、基础施工图。4利用PMCAD和PK建模4.1PMCAD计算步骤4.1.1PMCAD建筑模型和荷载输入：（1）轴线输入和网格形成：各层平面的轴线网格，各层网格平面根据实际情况而定。（2）构件定义：柱、梁等截面数据。本设计使用框架填充墙，所以这里填充墙不定义。（3）楼层定义：柱，梁，墙，洞口和支撑在平面网格和节点上的布置。需要几个结构标准就布置几个，在换标准层前注意本层信息里面修改自己的参数，可根据实际情况修改结构的主要参数，如楼板厚度、混凝土强度等级等。（4）荷载定义：在这里定义楼面恒荷载和活荷载。在PMCAD中第三步中可以根据实际各楼板的不同情况来修改。（5）楼层组装：进行结构标准层和荷载标准层的组装，并确定材料信息，设计参数，抗震信息，。（6）保存文件并退出。4.1.2输入楼板：楼板错层：根据情况通常将卫生间楼板下沉30mm，每个标准层修改后退出。41 宁波某高校教学楼设计4.1.3输入荷载信息：（1）楼面荷载：这一步将对第一步的楼面恒、活荷载进行修改。按照卫生间、走廊等不同楼面的不同做法，对恒荷载进行修改。（2）梁间荷载：这里主要输入填充墙传来的恒荷载。采用多孔砖，容重取18KN/m2。240砖墙荷载0.24´18=4.32KN/m2。框架梁下净高3.3-0.6=2.7m,梁上线荷载为4.32´2.7=11.66KN/m。如墙上开洞则按洞口大小将梁上线荷载乘以折减系数得出新的线荷载。（3）各标准层设置好以后，保存文件退出，并生成传到基础的数据。4.1.4形成PK文件：这里形成第一榀框架的文件。4.1.5画结构平面图4.1.6PK数据交互输入和计算：生成内力计算图。4.1.7结构内力配筋计算：生成梁、柱、板等施工图5结构设计说明5.1总则5.1.1工程结构设计使用规范和计算软件：《混凝土结构设计规范》（GB50009-2001）《国家建筑标准设计平面整体表示方法》（03G101-1）《混凝土结构设计规范》(GB50010—2002)《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2002)《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）《建筑结构制图标准》(GB/T50105—2001)《混凝土结构施工平面整体表示方法制图规则和构造详图》(现浇混凝土楼面与屋面板)(04G101—4)《混凝土结构施工平面整体表示方法制图规则和构造详图》(现浇混凝土框架、剪力墙、框架剪力墙、框支剪力墙)(03G101—1)《混凝土结构施工平面整体表示方法制图规则和构造详图》(现浇混凝土板式楼梯)(03G101—2)结构设计软件：PKPM(2005版)5.1.2本工程结构设计合理使用年限为50年。5.1.3工程概况41 宁波某高校教学楼设计本工程为宁波某高校教学楼设计，面积为1900m2。建筑层数：四层建筑结构类型：框架结构建筑安全等级：二级设计使用年限：50年建筑场地类别：Ⅱ类设计耐火等级：二级屋面防水等级：Ⅲ类抗震设防类别：丙类抗震设防烈度：6度建筑抗震等级：四级地面粗糙程度：C类5.1.4本建筑物室内地坪标高0.000，室外地坪标高﹣0.450。5.1.5全部尺寸除注明外，均以毫米（mm）为单位，标高以米（m）为单位。5.1.6除按本说明要求外，本工程施工尚应遵守各有关设计规范及规程。5.2正常使用活载5.2.1本工程主要部位使用活载的标准设计值如下表（按照《建筑结构荷载规范》GB50009-2001取值）。表4-1楼面用途教室值班室楼梯走廊卫生间屋面（不上人）荷载（KN/m2）2.02.02.52.50.55.2.2本设计基本风压为0.5KN/m2，基本雪压为0.3KN/m2。5.3钢筋混凝土结构部分5.3.1各部位混凝土强度等级、钢筋种类除特别说明外均按下表取用：41 宁波某高校教学楼设计表4-2结构部分混凝土强度等级钢筋种类结构部分混凝土强度等级钢筋种类桩承台C20HPB235HRB335钢筋混凝土柱C25HPB235HRB335基础梁C25HPB235HRB335钢筋混凝土梁C25HPB235HRB335楼梯C25HPB235HRB335钢筋混凝土板C25HPB235HRB335注：结构构件主筋混凝土保护层厚度应根据其所在部位的环境类别按有关设计规范施工。板：20mm柱：35mm梁：30mm承台：70mm5.3.2板：（1）在同一断面的接头钢筋截面面积不得超过钢筋总截面面积的1/4。（2）端跨板板角处均需正交放置长度1/4短向板跨、直径为φ8且不小于该负筋至今的双向面筋，面筋间距为100mm。（3）双向板之低筋，其短向筋放在下层，长向筋放在短向筋之上。（4）配有双层钢筋的一般楼板，均应加设支撑钢筋，每平方米设置一个。（5）开洞楼板除注明做法外，当开洞小于300mm时不设附加筋，板筋绕过洞边，不需切断。（6）跨度大于4m的板，要求板起拱L/400；5.3.3梁：（1）设备管线需要在梁侧开洞，或埋件时应该严格按照设计图纸要求进行配置，孔洞不得后凿。（2）梁上立柱及楼梯平台梁支柱位置见结构平面图或结构详图，柱立筋锚入梁内40d。（3）跨度L≥6m的支撑梁，应按施工规范要求起拱；5.4砌体部分（1）砌筑材料：防潮层以下墙体均采用MU10粘土砖;防潮层以上部分采用MU10多孔粘土砖，均采用M5混合砂浆砌筑。（2）砌体墙的水平长度大于5m或墙端部设有钢筋混凝土柱时，应在墙中间或墙端部加设构造。构造柱的混凝土强度为C20，纵筋采用4φ12，箍筋用φ6@200，其柱脚及及柱顶在主体结构中预埋4φ12纵筋，该纵筋伸出主体结构500mm。施工时需先砌墙体然后浇注，墙与柱的接结筋应在砌墙时预埋。41 宁波某高校教学楼设计（3）钢筋混凝土柱与后砌的非承重墙交接用2φ6@500钢筋连接，该钢筋沿钢筋混凝土墙或柱高度每隔500mm预埋，锚入混凝土墙或柱外伸1000mm（抗震设计），500mm（非抗震设计）。（4）砌体墙中的门窗洞及设备预留洞，其洞顶均需设过梁，统一按下述处理：根据国家建筑标准设计图集浙G100—94选用，荷载为1级；当洞与结构梁底的距离小于上述各类过梁的高度时，过梁均需与结构梁（板）浇成整体。5.5基础部分（1）桩基工程需验收合格后才能进行基础垫层施工。（2）在进行承台和底板施工前，应事先按设计要求对标高和轴线进行校准，同时做好防水措施，以防冲刷新灌注的混凝土。（3）当承台、基础梁和地下室底板的钢筋层次关系复杂，除图纸中已明确外，施工单位应提出施工方案，经设计确认后方可下料。（4）在浇灌基础混凝土前，应认真检查基础钢筋及墙、柱插筋的数量，位置是否正确，设备管线、底板凹坑有否遗漏，防雷接地系统是否满足要求。5.6其它(1)管线竖向穿过框架梁时,管线直径不得大于梁宽的1/5，且应离开柱边不小于1米。柱上不宜预留接线（开关）盒，当必需预留时，截面尺寸≤800mm的柱在同一截面只容许留一个，且不得损伤主筋或箍筋。(2)防雷接地:沿建筑物周围基础梁，梁内两根主筋与桩身主筋焊接。防雷接地，必须有两根主筋焊接接地，上与屋面避雷带焊接，下与承台主筋焊接。(3)框架、梁、柱主筋上未经设计人员同意，不得加焊任何附件（如预埋钢板）。(4)本结构施工图应与其它专业施工图密切配合施工，管道穿楼、屋面。(5)回填土应在外墙防水防潮层完成并验收合格后方可回填,回填时应分层夯实，不得损伤防水防潮层回填土的压实系数不得小于0.94。(6)本说明未及之处,均按下列施工及验收规范、规程执行:《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2001）《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）《建筑地基基础工程施工质量验收规程》（GB50202-2002）《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002）《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）《地下防水工程质量验收规范》（GB50202-2002）41 宁波某高校教学楼设计《砌体工程施工质量验收规范》（GB50203-2002）其它的现行有关规范、规程及标准。(7)本设计未考虑高温及冬雨季施工措施,施工单位应根据有关施工规范。6框架结构设计6.1结构平面布置6.1.1梁、柱截面尺寸初选：（1）主要承重框架：因为主梁最大跨度为6600mm，所以取L＝6600mm，475～825mm，取h＝600mm；mm,取b＝250mm。故主要框架梁初选截面尺寸为：b×h=250mm×600mm；次梁初选截面尺寸为：b×h=250mm×600mm；由于走廊跨度为2400mm，相对最大跨度较小，所以走廊梁初选截面尺寸为250×400。(2)柱截面选取初估柱截面为350mm×350mm，具体布置见柱布置图。6.1.2确定结构计算简图：⑴三个假设：①平面结构假定：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；②不考虑水平荷载作用下的扭转作用；③楼板在自身平面内在水平荷载作用下，框架之间不产生相对位移6.1.3结构平面布置图如下：41 宁波某高校教学楼设计图6-1结构平面布置图6.2结构荷载计算6.2.1普通楼面：10mm厚1:3水泥砂浆面层0.010×20=0.2KN/m220mm厚1：2.5水泥砂浆抹面压实赶光0.020×24=0.48KN/m2120mm厚现浇钢筋混凝土楼板0.12×25=3KN/m23mm厚纸筋灰抹平0.003×16=0.048KN/m210mm厚1:1:4混合砂浆分层抹平0.010×17=0.17KN/m22mm厚纸筋灰光面0.002×16=0.032KN/m2白色乳胶漆两度罩面0.02KN/m2恒载合计3.95KN/m26.2.2卫生间楼面：瓷砖地面（包括20mm厚水泥砂浆）0.55KN/m2水泥浆一道（内掺建筑胶）0.02KN/m2120mm厚现浇钢筋混凝土楼板0.12×25=3KN/m23mm厚纸筋灰抹平0.003×16=0.048KN/m210mm厚1:1:4混合砂浆分层抹平0.010×17=0.17KN/m22mm厚纸筋灰光面0.002×16=0.032KN/m2白色乳胶漆两度罩面0.02KN/m2恒载合计3.84KN/m241 宁波某高校教学楼设计6.2.3屋面荷载（不上人）：40mm厚C20细石混凝土0.040×24=0.96KN/m2铺油毛毡隔离层一道0.25KN/m220mm厚1:3水泥砂浆找平0.02×20=0.4KN/m225mm厚挤塑型聚苯板保温板（FM250）0.25×0.5=0.013KN/m2SBS改性沥青防水卷材（二毡三油）0.35KN/m220mm厚1:3水泥砂浆找平0.02×20=0.4KN/m220厚C20细石混凝土找2%坡，原浆压光0.02×20=0.4KN/m2120mm厚现浇钢筋混凝土楼板0.15×25=3KN/m23mm厚纸筋灰抹平0.003×16=0.048KN/m210mm厚1:1:4混合砂浆分层抹平0.010×17=0.17KN/m22mm厚纸筋灰光面0.002×16=0.032KN/m2白色乳胶漆两度罩面0.02KN/m2恒载合计6.05KN/m26.2.4其余：木门：钢铁门：钢框玻璃窗：6.3一榀框架结构计算取5轴线作为一榀框架进行设计，结构计算简图如下：41 宁波某高校教学楼设计图6-2结构计算简图41 宁波某高校教学楼设计利用PKPM软件的一榀框架计算功能，计算出框架中5轴所受的横载和活载值及其内力图如下。图6-3恒载图（KN）41 宁波某高校教学楼设计图6-4活载图（KN）41 宁波某高校教学楼设计图6-5恒载弯矩图（KN·m)41 宁波某高校教学楼设计图6-6恒载轴力图(KN)41 宁波某高校教学楼设计图6-7恒载剪力图(KN)41 宁波某高校教学楼设计图6-8活载弯矩包络图（KN·m)41 宁波某高校教学楼设计图6-9活载轴力包络图(KN)41 宁波某高校教学楼设计图6-10活载剪力包络图（KN）41 宁波某高校教学楼设计图6-11左风载弯矩图（KN·m)41 宁波某高校教学楼设计图6-12右风载弯矩图（KN·m)41 宁波某高校教学楼设计图6-13左地震弯矩图（KN·m)41 宁波某高校教学楼设计图6-14右地震弯矩图（KN·m)41 宁波某高校教学楼设计图6-15弯矩包络图（KN·m)41 宁波某高校教学楼设计图6-16轴力包络图(KN)41 宁波某高校教学楼设计图6-17剪力包络图（KN）41 宁波某高校教学楼设计图6-18配筋包络图(KN)41 宁波某高校教学楼设计7楼梯设计7.1楼梯说明各层楼梯结构布置图如下，层高3.300m，踏步尺寸150mm´300mm。采用C25混凝土,钢筋采用HRB235和HRB335，主受力筋为HRB335。楼梯上均布活荷载标准值q=2.5KN/m2。图7-1底层楼梯结构图41 宁波某高校教学楼设计图7-1标准层楼梯结构图7.2梯段板设计7.2.1底层梯段板设计楼梯板倾斜度：tanα=150/300=0.5,cosα=0.894设梯段板厚h=100mm，取1m宽板带进行计算。（1）荷载计算荷载分项系数:恒载分项系数γg=1.2，活载分项系数γq=1.4梯段板的荷载如下表：41 宁波某高校教学楼设计表7-1荷载种类荷载标准值（KN/m)10mm厚水泥砂浆面层三角形踏步混凝土斜板板底抹灰（0.30+0.15)×0.01×20/0.30=0.30.5×0.3×0.15×25/0.3=1.880.1×25/0.894=3.360.02×20/0.894=0.45恒载小计5.99活载2.5由表7-1得基本组合的总荷载设计值p=5.99×1.2+2.5×1.4=10.69KN/m（2）截面设计：板水平计算跨度L=3.0m弯矩设计值：M=1/8pL2=1/8×10.69×3.02=12.03KN·mh0=100-20=80mm12.03×106/(1.0×11.9×1000×802)=0.158=0.3990.1730.173×1000´80×1.0×11.9/300=548.99mm2。0.45×1.27/300=1.9×10-3<0.002，取=0.002。0.002×1000×100=200mm2<满足构造要求。选用φ10@130,=604mm2分布筋采用φ8@200，另在支座处配φ8@100,长度为680mm，详见楼梯施工图。7.2.2标准层梯段板设计（1）荷载计算荷载分项系数：恒载分项系数γg=1.2，活载分项系数γq=1.4梯段板的荷载如下表：41 宁波某高校教学楼设计表7-2荷载种类荷载标准值（KN/m)10mm厚水泥砂浆面层三角形踏步混凝土斜板板底抹灰（0.30+0.15)×0.01×20/0.30=0.30.5×0.3×0.15×25/0.3=1.880.1×25/0.894=3.360.02×20/0.894=0.45恒载小计5.99活载2.5由表7-2得基本组合的总荷载设计值：p=5.99×1.2+2.5×1.4=10.69KN/m（2）截面设计：板水平计算跨度L=3.0m弯矩设计值：M=1/8pL2=1/8×10.69×3.02=12.03KN·mh0=120-20=100mm=12.03×106/(1.0×11.9×1000×1002)=0.158=0.3990.1730.173×1000×80×1.0×11.9/300=548.99mm2。0.45×1.27/300=1.9×10-3<0.0020.002×1000×100=200mm2<满足构造要求。选用φ10@130,=604mm2分布筋采用φ8@200，另在支座处配φ8@100,长度为680mm，详见施工图。7.3平台板设计7.3.1荷载计算：设平台板厚h=120mm,取1m宽板带计算。平台板的荷载如下表：41 宁波某高校教学楼设计表7-3荷载种类荷载标准值（KN/m)10mm厚水泥砂浆面层120mm厚混凝土楼板板底抹灰0.01×20=0.20.12×25＝30.02×20=0.4恒载小计3.6活载2.5由表7-3得总荷载设计值：p=1.2×3.6+1.4×2.5=7.82KN/m7.3.2截面设计：板的计算跨度（平台梁取240mm宽，墙240mm厚）L=1.920m-0.120m=1.800m弯矩设计值：M=1/8pL2=1/8×7.82×1.8002=3.167KN·mh0=120-20=100mm3.167×106/(1.0×11.9×1000×1002)=0.027=0.3990.0270.027×1000×100×1.0×11.9/300=107.1mm2。0.45×1.27/300=1.9×10-3<0.002，取=0.0020.002×1000×120=240mm2>按构造要求配筋。选用φ8@200，=251mm2分布筋φ8@200，另在支座处配φ8@200，详见楼梯施工图。7.4平台梁设计7.4.1荷载计算：设平台梁截面:b×h=200mm×400mm平台梁的荷载如下表：41 宁波某高校教学楼设计表7-4荷载种类荷载标准值（KN/m)梁自重梁侧,梁底粉刷平台板传来梯段板传来0.20×(0.40-0.12)×25=1.400.02×(0.40-0.12)×2×17+0.20×0.02×17=0.2523.3×(1.92+0.12)/2=3.3665.99×3.0/2=8.985恒载小计15.58活载3.0×6.0/2=9.0由表7-4得总荷载设计值：p=1.2×14.00+1.4×9.00=29.40KN/m7.4.2截面设计梁的计算跨度：L=1.05Ln=1.05×(3.3-0.24)=3.213m内力设计值：M=1/8pL2=1/8×29.4×3.2132=37.94KN·mV=1/2pL=1/2×29.4×3.06=44.98KN截面按矩形梁计算：b=200mm，h0=400-30=370mm37.94×106/(1.0×11.9×200×3702)=0.12=0.3990.1280.128×200×370×1.0×11.9/300=375.72mm2。0.45×1.27/300=1.9×10-3<0.002，取=0.002.2×10-3×240×400=192mm2<满足构造要求。选用4φ12，=452mm2；斜截面受剪承载力计算：0.7×1.27×200×370=65.79KN>V=44.98KN，按构造要求配箍，选用φ8@200。7.5楼梯构造柱各楼层或基础至相应休息平台，截面取200mm×200mm，按构造配筋，纵筋4Φ10；箍筋φ6@100/200。其余详见楼梯施工图。41 宁波某高校教学楼设计8楼板计算由于每块板的长短跨之比都小于3，故板是按双向板进行设计计算的，这里仅以其中一块板为例，说明计算方法和计算过程，其他板的计算从略。8.1板1的荷载计算8.1.1荷载计算由前面计算可知，楼面恒荷载设计值楼面活荷载设计值则楼面荷载总设计值8.2板1的配筋计算8.2.1计算跨度：取该板为四周连续板，四周有梁，考虑内力折减系数0.8，钢筋采用分离布置，假设板的跨中钢筋在距支座处截断一半，则取8.2.2求x方向跨中截面钢筋：41 宁波某高校教学楼设计可按最小配筋率配筋。选配：Φ10@2008.2.3求x方向支座截面配筋：可按最小配筋率配筋。选配：Φ10@2008.2.4求y方向跨中截面配筋：可按最小配筋率配筋。选配：Φ10@2008.2.5求y方向支座截面钢筋：可按最小配筋率配筋。选配：Φ10@20041 宁波某高校教学楼设计9基础设计9.1地质条件表9-1土层土名及描述平均层厚（m）重度(KN/m3)极限侧阻力特征值（kpa）极限端阻力特征值（kpa）1杂填土0.57///2粘土1.8019.012/3淤泥质粉质粘土2.0417.66/4淤泥质粉质粘土4.6717.67/5-1粘土8.5118.5206505-2粉质粘土2.1318.5123505-3a粉质粘土3.0418.6235505-3b粉质粘土3.8618.51512505-3c粉土4.1218.72611506-1粉质粘土2.9918.4124506-2粘土4.7818.72810009.2桩选型本设计选用φ400混凝土预制桩，桩长为25m。9.3确定单桩承载力特征值单桩竖向承载力特征值：9.4初选桩的根数选轴D与轴5交处柱下基础为例进行设计，已知：F=927.0KNH=27.9KNM=40KN.M则桩的数n>(927/630.14)=1.47根，暂取2根。9.5初选承台尺寸桩距S=3×0.4=1.2m，承台边缘至桩中心距C=0.4m，则承台尺寸为800mm×2000mm。暂取承台埋置深度为1.5m，承台高度h为0.8m，桩顶伸入承台50mm，钢筋保护层为70mm，则承台有效高度为：。承台尺寸图如下：41 宁波某高校教学楼设计图8-1承台尺寸9.6计算桩顶荷载取承台及其上土的平均重度，桩顶平均竖向力：（927+200.82.01.5）/2=487.5符合要求。9.7承台受冲切承载力验算计算公式：《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2002）自柱边到最近桩边的水平距离：=0.20m最不利一侧冲切面计算长度：=0.80m作用于最不利冲切面以外冲切力设计值：承台有效高度：=800-70=730mm冲跨比：=/=0.20/0.73=0.27441 宁波某高校教学楼设计冲切系数：=0.84/(＋0.2)=0.84/(0.274＋0.2)=1.772=1.772×0.80×1.00×1270.00×0.73=1314.26KN>F=927kN,符合要求。9.8承台受剪承载力验算计算公式：《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2002）(1)垂直X方向截面的抗剪计算X方向上自柱边到计算一排桩的桩边的水平距离：=0.2m计算截面处承台宽度：b=2=0.80m斜截面上最大剪力设计值：=543kN计算截面的剪跨比：＝/=0.2/0.73=0.274剪切系数：β=1.75/(＋1.0)=1.75/(0.274＋1.0)=1.374承台计算截面的计算宽度：==0.80m=1.00×1.374×1270.00×0.80×0.73=1019.07>=543,满足要求。9.9基础梁配筋计算采用如下计算模型：图8-2基础梁计算模型9.9.1基础梁承受荷载第一层墙体采用多孔砖，容重18kK/m3，墙厚240mm，统一对一层梁高采用600mm，则墙高为3.3-0.6＝2.7m，粉刷及外墙做法与上层结构相同，面荷载取0.8kN/m2，所以墙的总面荷载为18×0.24＋0.8＝5.12kN/m2，线荷载为5.12×2.7=13.82kN/m。基础梁先估算采用400×600截面，线荷载为0.4×0.6×25＝6kN/m。则q＝13.82+6＝19.82kN/m（一层墙荷载+基梁自重）。采用C25混凝土，fc＝11.9N/mm2，HRB335钢筋，。41 宁波某高校教学楼设计9.9.2基础梁截面尺寸梁宽取400mm，梁高取1/12承台中心距。取最长跨基础梁为计算对象，即中心距为6600mm的基础梁，根据其计算结果统一配筋。对于中心距为6600mm的基础梁，取梁高600mm，定义为JL。9.9.3JL配筋计算取as=30mm，0.2%400570=456mm20.12519.826.6002=107.9KN·m107.9106/(1.011.94005702)=0.0700.0730.0734005701.011.9/300=660.2mm2实配4Φ18，=763mm2>按照构造要求配箍筋，φ8@200，配筋详见施工图。41 宁波某高校教学楼设计参考文献[1]GB50009-2002．建筑结构荷载规范[S]．北京：中国建筑工业出版社，2002．[2]GB50011-2010．建筑抗震设计规范[S]．北京：中国建筑工业出版2010．[3]同济大学等．房屋建筑学[M](第四版)．北京：中国建筑工业出版社，2005．[4]国振喜等．建筑结构构造规定及图例[M]．北京：中国建筑工业出版社，2005．[5]贾莉莉等．土木工程专业毕业设计指导[M]．合肥：合肥工业大学出版社，2006．[6]GB50010-2010．混凝土结构设计规范[S]．北京：中国标准出版社，2010．[7]GB/T50105-2001．建筑结构制图标准[S]．北京：中国标准出版社，2005．[8]GB/T50001-2001．房屋建筑制图统一标准[S]．北京：中国计划出版社，2005．[9]王小洪等．建筑CAD-PKPM软件应用[M]．北京：中国建筑工业出版社，2006．[10]阎兴华．建筑抗震设计手册[M]．北京：中国建筑工业出版社，2005．[11]黄存汉．建筑结构设计手册[M]．北京：中国建筑工业出版社，2008．[12]朱慈勉.结构力学[M].北京:高等教育出版社,2004.[13]腾智明，朱金铨．混凝土结构及砌体结构(第二版)[M]．北京：中国建筑工业出版社，2003．[14]Qianyongmei，Pangping．CareersinCivilEngineering[M]．Beijing：Chemicalindustrypress，2004．[15]JayantRRow.ConceptsofStructuralSafety[EB/OL]http://www.brighthub.com/engineering/civil/articles/107525.aspx/2011-2-1141