四層教學樓畢業(yè)設(shè)計計算書

1、邵 陽 學 院 畢 業(yè) 設(shè) 計（論文） 1 建筑設(shè)計說明1.1 總平面設(shè)計1.2 平面設(shè)計本教學樓由教室,大、小會議室，教師休息室以及功能房組成。根據(jù)多功能教學的要求，教學樓功能、布局、聯(lián)系合理。1.2.1 使用部分設(shè)計 （1）教室：為了確保有充分的照明和良好的通風，以及場地要求，南北朝向，東西布置。 （2）門廳：門廳是建筑物的出入口，門廳起到人流分散的作用。因此，門廳設(shè)計應(yīng)考慮美觀和功能要求。1.2.2 交通聯(lián)系部分設(shè)計走廊連接教室、樓梯和門廳各部分，各房間的水平方向的聯(lián)系和疏散人群的問題由走廊完成。過道的寬度應(yīng)滿足人流暢通和建筑物的防火要求，過道寬度2.4m。各層間的垂直方向的聯(lián)系，各樓層

2、人群的疏散由樓梯完成。本教學樓由于消防疏散問題兩部樓梯以中間對稱布置以滿足規(guī)范要求。1.2.3 平面組合設(shè)計由于場地面積以及建筑面積和功能的要求，該教學樓采用內(nèi)廊式，以及在教室的旁邊設(shè)置了相關(guān)的輔助設(shè)施。1.3 立面設(shè)計由于教學樓的對采光的要求，立面上布置了充分的玻璃窗，盡量拉通窗，樣式鮮明、美觀。在外墻裝飾上采用貼瓷磚，窗框為鋁合金，明亮的色彩搭配。立面上給人一種清新的感覺，符合教學樓的氣質(zhì)。1.4 剖面設(shè)計根據(jù)采光和通風規(guī)范要求，各房間均采用自然光采光，并配有照明設(shè)備，由規(guī)范 得窗臺高900mm。1.5 建筑設(shè)計的體會間的使用面積,舒適和方便。外觀的形狀和周圍環(huán)境相互協(xié)調(diào)。我們已經(jīng)學會了實

3、踐中使用的知識架構(gòu)設(shè)計,和瀏覽大量的數(shù)據(jù),在指導老師的解答下,設(shè)計中的難題被解決。我受益很多,不僅加強了我們的專業(yè)知識,并積累了大量的經(jīng)驗。建筑設(shè)計有很多的可變性，因此，細節(jié)繁多，我花了較多時間完成建筑設(shè)計。2 結(jié)構(gòu)選型及布置設(shè)計題目：雅禮中學（邵陽）綜合教學樓。設(shè)計資料：見設(shè)計任務(wù)書。2.1 結(jié)構(gòu)選型2.2 結(jié)構(gòu)布置2.2.1 結(jié)構(gòu)布置2.2.2 結(jié)構(gòu)布置圖的具體內(nèi)容和要求3 框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算3.1 確定框架的計算簡圖選取KJ2為教學樓框架計算單元，如圖3.1所示?？紤]整體一致性，以及保證安全，開間取4.75m來計算。圖3.1 板傳荷載示意圖圖3.2 計算簡圖及相對線剛度3.2 框架梁柱尺寸

4、確定混凝土強度等級： 框架梁：， 中間梁：h=450mm， b=300mm；框架柱： 。3.3 框架梁柱線剛度計算邊跨梁：中跨梁： 底層柱： 其余各層柱： 3.4 框架各種荷載計算及受荷總圖3.4.1 恒載標準值計算（1）屋面：（不上人）05ZJ001二層厚或改性瀝青卷材面層卷材表面帶綠頁巖保護層刷基層處理一遍厚水泥砂漿找平層厚（最薄處）水泥加氣混凝土碎渣找2%坡干鋪厚加氣混凝土砌塊自重： 結(jié)構(gòu)層：100mm厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 合計：（2）各層走廊樓面： 水磨石地面 120mm厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 10mm厚混合砂漿天棚抹灰 合計：（3）各層樓面：水磨石面層 120mm厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 10m

5、m厚混合砂漿 合計： （4）框架梁自重： 梁自重： 10mm厚混合砂漿 合計：3.86梁自重： 10mm厚混合砂漿 合計：2.69（5）基礎(chǔ)梁自重： 梁自重： （6）框架柱自重： 柱自重： 合計： （7）外縱墻自重底層： 縱 墻： 鋁合金窗： 貼瓷磚外墻面： 水泥粉刷內(nèi)墻面： 合計：標準層： 縱 墻： 鋁合金窗： 貼瓷磚外墻面： 水泥粉刷內(nèi)墻面： 合計： （8）內(nèi)縱橫墻自重標準層：墻體： 水泥粉刷墻面： 合計： 底層：墻體： 水泥粉刷墻面： 合計： 3.4.2 活荷載標準值計算（1）活荷載標準值： 查得：不上人屋面： 樓面：教室 走廊: （2）雪荷載：取屋面活荷載與Sk中最大值。3.4.3豎向

6、荷載作用下框架受荷總圖（1）A-B,C-D軸間框架梁：屋面板傳荷載：板傳至梁上荷載如圖3.1所示，用均布荷載替換三角形荷載和梯形荷載：恒載： 活載： 樓面?zhèn)鱽砗奢d：恒載： 活載： 梁自重： 軸框架梁均布荷載為：屋面梁： 恒載=梁自重+板傳恒荷載= +=活載=板傳活荷載=樓面梁： 恒載=梁自重+板傳恒荷載=+=活載=板傳活荷載=（2）軸間框架梁：屋面板傳荷載：恒載： 活載： 樓面?zhèn)鱽砗奢d：恒載： 活載： 梁自重： 軸間框架梁荷載為：屋面梁： 恒載=梁自重+板傳荷載=+=活載=板傳荷載=樓面梁：恒載=梁自重+板傳荷載=+=活載=板傳荷載=（3）、軸柱縱向集中荷載的計算：頂層柱：采用外天溝女兒墻自重

7、：（做法：墻高900，100的混凝土壓頂）頂層柱恒載女兒墻自重梁自重板傳荷載71.38kN頂層柱活載板傳活載標準層柱恒載墻體自重+梁自重+板傳荷載 =69.39標準層柱活載板傳活載基礎(chǔ)頂面恒載底層外縱墻自重+基礎(chǔ)梁自重= （4）B、C柱集中荷載計算頂層柱恒載梁自重+板傳傳載 +=頂層柱活載=板傳活載=6.06 標準層柱恒載梁自重板傳荷載+墻自重=+=標準層柱活載板傳活載 =26.78基礎(chǔ)頂面恒載基礎(chǔ)梁自重+墻自重=19.66(4.75m-0.4m)+2(4.75-0.4)=94.22圖3.3 豎向受荷總圖（單位：KN）3.5 風荷載作用下的位移驗算與內(nèi)力計算3.5.1 風荷載作用下的位移驗算與

8、內(nèi)力計算（1） 集中風荷載標準值計算基本風壓0.45kN/m；-風壓高度變化系數(shù)，地面粗糙度為C類；-風荷載體型系數(shù)，根據(jù)建筑物的體型查得；-風振系數(shù)；-下層柱高；-上層柱高；B迎風面的寬度。表3.1 集中風荷載標準值離地高度Z/m14.850.741.01.30.453.61.85.5511.250.741.01.30.453.63.67.407.650.741.01.30.453.63.67.404.050.741.01.30.454.053.67.87 （2）風荷載作用下的位移驗算橫向框架的側(cè)移剛度D的計算 側(cè)移剛度如表3.2和3.3所示：表3.2 橫向2-4層D值的計算構(gòu)件名稱A柱0.

9、39412659B柱0.59219021C柱0.59219021D柱0.39412659=63360表3.3 橫向1層D值的計算構(gòu)件名稱A柱0.4765532B柱0.7738984C柱0.7738984D柱0.4765532=29032 -第j層的總剪力；-第j層所有柱的抗側(cè)剛度之和；-第j層的層間側(cè)移。由第一層的層間側(cè)移值計算各樓板標高處的側(cè)移值的頂點側(cè)移值，各層樓板標高處的側(cè)移值是該層以下各層層間側(cè)移之和，點側(cè)移是所有各層層間側(cè)移之和。j層側(cè)移 u頂層側(cè)移 u表3.4 風荷載作用下框架側(cè)移計算表層次/h45.55 5.55633600.000091/400003 7.4012.956336

10、00.00021/180002 7.4020.35633600.000331/110001 7.8728.22290320.000981/4000側(cè)移驗算：層間側(cè)移最大值：1/40001/550(滿足)（3）風荷載作用內(nèi)力計算：框架在風荷載下的內(nèi)力用D值法進行計算。其步驟為：框架柱反彎點位置，表3.5 框架柱反彎點位置軸號層號AD軸43.61.300.360000.361.3033.61.300.450000.451.6223.61.300.460000.461.6615.051.820.560000.562.02BC軸43.62.900.450000.451.6233.62.900.5000

11、00.501.8023.62.900.500000.501.8015.056.810.550000.552.78表3.6 風荷載作用下框架柱軸力與梁端剪力層梁端剪力/柱軸力/AB跨BC跨CD跨A軸B軸C軸D軸40.421.380.42-0.42-0.960.960.4230.914.050.91-1.33-4.104.101.3321.687.501.68-3.01-9.929.923.0113.2012.86 3.20-6.21-19.5819.586.21表3.7 風荷載作用下框架柱剪力和梁柱端彎矩的計算 軸 號A軸B軸層 號432143215.5512.9520.3528.225.551

12、2.9520.3528.226336063360633602903263360633606336029032126591265912659553219021190211902189840.200.200.200.190.300.300.300.311.112.594.075.361.673.896.118.751.301.621.662.021.621.801.802.782.995.137.9016.243.317.0011.0019.861.444.206.7610.832.717.0011.0024.3300002.996.5712.1023 2.99 6.5712.10230.323.

13、145.907.86 注：只考慮左側(cè)向風荷載作用3.6 內(nèi)力計算為了簡化計算，考慮如下單獨受荷情況：對于（1）（4）四種情況，采用分層法計算。第（5）種情況，采用D值法計算。3.6.1 豎向恒載作用下內(nèi)力計算結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算可采彎矩分配法計算，并可利用結(jié)構(gòu)對稱性取1/2結(jié)構(gòu)計算。注意除底層外，柱的線剛度需要乘以修正系數(shù)0.9，其它各層柱的彎矩傳遞系數(shù)取1/3，除底層柱外。線剛度修正：底層柱 i=2.47104 其他層柱 i=0.93.47104=3.12104（1）頂層列表計算，如表3.8。圖3.4 頂層計算簡圖表3.8 頂層桿端彎矩的計算結(jié)點DEABC桿端DAEBADABBABEBCCB分配系數(shù)

14、0.410.590.430.300.27固端彎矩（KNm） -105.06 105.06 -5.86 -2.93彎矩分配傳遞過程14.36 3.83-13.02-0.8343.0711.4861.99-28.0016.5231.00-55.998.26-3.55-39.06-2.48-35.15-2.2335.152.23最終彎矩（KNm）18.19-13.8554.55-54.5584.78-41.54-43.2434.45彎矩圖見下圖3.5。 圖3.5 頂層彎矩圖（KNm）（2）標準層列表計算，如表3.9圖3.6 標準層計算簡圖表3.9 標準層桿端彎矩的計算結(jié)點DIFGHEJ桿端DFIFF

15、DFIFGGFGEGJGHHGEGJG分配系數(shù) 0.291 0.291 0.418 0.33 0.23 0.23 0.21固端彎矩（KNm） -77.41 77.41 -4.60 -2.30彎矩分配傳遞過程7.511.427.511.4222.534.2722.534.2732.35-14.696.1516.18-29.373.08-1.02-20.47-0.71-20.47-0.71-18.68-0.6418.680.64-6.82-0.24-6.82-0.24最終彎矩（KNm）8.938.9326.8026.80-53.6066.28-21.18-21.18-23.9217.02-7.06

16、-7.06 圖3.7 標準層彎矩圖（KNm）（3）底層 列表計算，如表3.10。 圖3.8 底層計算簡圖表3.10 底層桿端彎矩的計算結(jié)點KLMNIJP桿端KNKIKLLKLPLJLMMLNKIKJLPL分配系數(shù)0.240.310.450.350.190.240.22固端彎矩（KNm）-77.4177.41-4.60-2.30彎矩分配傳遞過程18.583.79 24.004.8934.83-15.797.1117.42-31.583.56-1.25-17.14 -0.68 -21.66 -0.85 -19.85 -0.78 19.850.789.29 1.908.00 1.63 -7.22 -

17、0.28 -8.57 -0.34最終彎矩（KNm）22.3728.89-51.2666.56-17.82-22.51-25.2318.3311.199.63-7.5-8.91彎矩圖見下圖3.9。圖3.9 底層彎矩圖（KNm）（4）柱端彎矩疊加，不平衡節(jié)點彎矩進行再一次彎矩分配，得框架彎矩總圖如圖3.10。圖3.10 分層法框架彎矩總圖（KNm）（5）恒荷載作用下的剪力圖和軸力圖如圖3.11、圖3.12圖3.11 恒荷載作用下的V圖（KN）圖3.12 恒荷載作用下的N圖（KN）3.6.2活載作用下的內(nèi)力計算本設(shè)計只考慮活載滿跨作用。（1）頂層列表計算，如表3.11。圖3.13 頂層計算簡圖表3.

18、11 頂層桿端彎矩的計算結(jié)點DEABC桿端DAEBADABBABEBCCB分配系數(shù)0.410.590.430.300.27固端彎矩（KNm） -7.95 7.95 -0.36 -0.18彎矩分配傳遞過程1.090.29-0.99-0.063.260.884.69-2.141.262.35-4.27 0.63-0.27-2.98-0.19-2.69-0.172.690.17最終彎矩（KNm）1.38-1.054.14-4.146.39-3.17-3.222.68彎矩圖見下圖3.14。圖3.14 頂層彎矩圖（KNm）（2）標準層列表計算，如表3.12。圖3.15 標準層計算簡圖表3.12 標準層桿

19、端彎矩的計算結(jié)點DIFGHEJ桿端DFIFFDFIFGGFGEGJGHHGEGJG分配系數(shù)0.2910.2910.4180.330.230.230.21固端彎矩（KNm）-31.831.8-1.80-0.90彎矩分配傳遞過程3.080.593.080.599.251.769.251.7613.3-6.052.536.65-12.091.27-0.42-8.43-0.29-8.43-0.29-7.70-0.277.700.27-2.81-0.10-2.81-0.10最終彎矩3.673.6711.0111.01-22.0227.21-8.72-8.72-9.777.07-2.91-2.91彎矩圖見

20、下圖3.16。圖3.16 標準層彎矩圖（KNm）（3）底層列表計算，如表3.13。圖3.17 底層計算簡圖表3.13 底層桿端彎矩的計算結(jié)點KLMNIJP桿端KNKIKLLKLPLJLMMLNKIKJLPL分配系數(shù)0.240.310.450.350.190.240.22固端彎矩（KNm）-31.831.8-1.80-0.90彎矩分配傳遞過程7.631.569.862.0214.31-6.512.937.16-13.011.47-0.51-7.06-0.28 -8.92-0.35 -8.17-0.33 8.170.333.82 0.783.29 0.67 -2.97-0.12 -3.53-0.1

21、4 最終彎矩（KNm）9.1911.88-21.0726.91-7.34-9.27-10.37.604.603.96-3.09-3.67彎矩圖見下圖3.18。圖3.18 底層彎矩圖（KNm）（4）柱端彎矩疊加，不平衡節(jié)點彎矩進行再一次分配，得框架彎矩總圖如圖3.19。圖3.19 分層法框架彎矩總圖（KNm）（5）活荷載作用下的剪力圖、軸力圖如圖3.20、圖3.21。圖3.20 活荷載作用下的V圖（KN） 圖3.21 活荷載作用下的N圖（KN）4 內(nèi)力組合及內(nèi)力調(diào)整進行承載力計算時，采用荷載設(shè)計值對應(yīng)的內(nèi)力設(shè)計值，荷載設(shè)計值=fa，本設(shè)計分項系數(shù)為：恒載=1.2 活載風載 樓面活載可變荷載控制組

22、合考慮以下三種： (1) 1.2恒載+1.4活載 (2)1.2恒載+1.4風載 (3) 1.35恒載+0.98活載+0.84風載 按照最不利布置的原則內(nèi)力組合。計算承載力。4.1 內(nèi)力組合表4.1 框架梁內(nèi)力組合表（四層）桿件號ABBC截面位置A跨中 B左B右跨中內(nèi)力種類MVMMVMVM荷載分布恒-59.8283.6683.77-87.82 -91.44-41.3314.64-6.88活-6.315.294.95-7.64-7.95-2.430.90.25風2.990.42-2.99-0.420.321.38風-2.99-0.422.990.42-0.32-1.38內(nèi)力組合1.2+1.4-80

23、.6107.8107.5-116.1-120.9-53.018.8-7.91.2+1.4（或）1.35+0.98-86.9118.1117.9-126.0-131.2-58.220.6-9.01.2+1.26（+或）-83.5107.6-118.8-120.3-53.120.4注：1、表中系數(shù)0.98由1.40.7得出，1.26由0.91.4得出；風荷載產(chǎn)生跨中彎矩很小,略去以“”計；2、表中單位：M，V；3、不起控制作用的組合，能直接看出時未計算以“”表示。表4.2 框架梁內(nèi)力組合表（三層）桿件號ABBC截面位置A跨中B左B右跨中內(nèi)力種類MVMMVMVM荷載分布恒-64.4963.3747.

24、06-73.18-65.66-19.53 11.51-2.51活-24.138.5518.37-28.52-15.26-8.944.5-1.87風6.570.91-6.57-0.913.144.05風-6.57-0.916.570.91-3.14-4.05內(nèi)力組合1.2+1.4-111.288.087.2-127.7-100.2-36.022.1-5.631.2+1.4（或）1.35+0.98-110.793.981.5-126.7-103.6-35.119.9-5.21.2+1.26（+或）-116.188.0-132.0-99.2-38.724.6注：同表4.1。表4.3 框架梁內(nèi)力組合表

25、（二層）桿件號ABBC截面位置A跨中B左B右跨中內(nèi)力種類MVMMVMVM荷載分布恒-61.3663.1649.9-71.08-65.86-20.8611.51-3.84活-25.2122.5217.49-29.19-30.48-8.514.5-1.44風12.11.68-12.1-1.685.97.5風-12.1-1.6812.11.68-5.9-7.5內(nèi)力組合1.2+1.4-108.9107.384.4-126.2-121.7-36.920.1-6.61.2+1.4（或）1.35+0.98-107.5107.384.5-124.6-118.8-36.519.9-6.61.2+1.26（+或）

26、-120.6106.3-137.3-119.6-43.228.9注：同表4.1。表4.4 框架梁內(nèi)力組合表（一層）桿件號ABBC截面位置A跨中B左B右跨中內(nèi)力種類MVMMVMVM荷載分布恒-55.2862.653.97-69.03-66.42-23.6711.51-6.65活-22.7221.2919.37-27.93-31.71-9.664.5-2.59風233.2-23-3.27.8612.86風-23-3.2233.2-7.86-12.86內(nèi)力組合1.2+1.4-98.1104.991.9-121.9-124.1-41.920.1-11.61.2+1.4（或）-98.51.35+0.98

27、-96.9105.491.8-120.6-120.7-41.419.9-11.51.2+1.26（+或）-123.9106.0-147.0-123.7-50.535.7注：同表4.1。 表4.5 框架柱的內(nèi)力組合表（四層）桿 件A柱（外柱）B柱（內(nèi)柱）截 面 位 置上端下端層間上端下端層間內(nèi) 力 種 類MNMNVMNMNV荷載分布恒59.82155.0-37.1174.3-26.9-46.5185.130.22201.321.3活6.318.82-10.928.05-4.8-5.214.918.8634.145.91風-2.99-0.421.44-0.421.11-3.31-0.962.71-

28、0.961.67風2.990.42-1.440.42-1.113.310.96-2.710.96-1.67組合值1.2+1.4max80.6198.3-39-63.124333.8max-59.8248.4-3948.7289.433.8min80.6198.3-39-63.1 24333.81.2+1.4（或）max76.0186.6-33.8-60.4223.527.9max-46.5209.7-33.840.1242.927.9min76.0186.6-33.8-60.4223.527.91.35+0.98max84.9217.9-41.0-67.9264.534.5max-60.826

29、2.8-41.049.5305.234.5min84.9217.9-41.0-67.9264.534.51.2+1.26（+或）max83.5197.6-39.7-66.5242.135.1max-60.1245.0-39.750.8285.835.1min83.5197.6-39.7-66.5242.135.1表4.6 框架柱的內(nèi)力組合表（三層）桿 件A柱（外柱）B柱（內(nèi)柱）截 面 位 置上端下端層間上端下端層間內(nèi) 力 種 類MNMNVMNMNV荷載分布恒27.84307.0-30.3326.3-16.2-23.4402.231.6421.515.3活13.2164.3-12.583.5-7

30、.13-10.796.310.3115.55.83風-5.13-1.33-4.2-1.332.59-7-4.1-7-4.13.9風5.131.334.21.33-2.597 4.174.1-3.9組合值1.2+1.4max-53.9508.5-29.4 52.3667.524.0 max-53.9 508.5 -29.452.3 667.524.0min-29.424.01.35+0.98max -53.2522.3-28.9 52.8682.226.4max-53.2 522.3 -28.952.8 682.2 26.4min-28.926.41.2+1.26（+或）max -57.4498

31、.4-31.7 59.7656.530.6max-57.4 498.4 -31.759.7 656.5 30.6min -31.7 30.6表4.7 框架柱的內(nèi)力組合表（二層）桿 件A柱（外柱）B柱（內(nèi)柱）截 面 位 置上端下端層間上端下端層間內(nèi) 力 種 類MNMNVMNMNV荷載分布恒31.0458.8-35.1478.0-18.4-32.0622.627.9641.916.6活12.8120.1-14.4139.3-7.54-10.4177.311.5196.56.09風-7.9-3.0-6.76-3.04.1-11-9.92-11-9.926.11風7.93.06.763.0-4.111

32、9.92119.92-6.11組合值1.2+1.4max-62.3 768.6 -32.6 -53.0995.328.4 max-62.3768.6-32.649.6 1045 28.4min -32.6-53.0 995.3 28.41.2+1.4（或）max-53.8761.0 28.5max -53.8761.028.5min 28.51.35+0.98max-61.5781.8-32.2 -53.41014 28.4 max-61.5 781.8-32.248.9105928.4min -32.2-53.4 1014 28.41.2+1.26（+或）max-76.0 752.9 -36.7-65.4983.0 35.3max-36.761.8103035.3min -36.7-65.4 983.0 35.3 表4.8 框架柱的內(nèi)力組合表（一層）桿 件A柱（外柱）B柱（內(nèi)柱）截 面 位 置上端下端層間上端下端層間內(nèi) 力 種 類MNMNVMNMNV荷載分布恒20.3610.0-11.2637-6.22-16.58