南京某大学学生活动中心设计（方案二）毕业论文
2021-12-20 20:16:46
论文总字数：62853字
摘 要
土木工程毕业设计是每个土木工程本科毕业生必须经历和完成的项目，它作为大学四年学习的最后和最重要的环节，极大地考察了我们综合运用知识的能力以及实践能力。通过这次的毕业设计，我的专业能力得到了极大的锻炼和提高，它是我人生的一次宝贵经历。
本毕业设计课题是大学生活动中心设计，该活动中心为5层钢筋混凝土框架结构，建筑面积为5400平方米，场地为Ⅱ类，抗震设防烈度7度。本工程采用钢筋混凝土框架结构，基础形式为桩基础。本毕业设计计算书内容包括结构选型与布置，计算简图与荷载计算，一榀横向框架的内力计算，框架的内力组合，框架梁、柱截面计算，楼梯结构设计，楼面板设计，桩基础计算，软件分析结果与手算结果比较。一共9章。
文中有出错遗漏处还请各位老师教授指正批评。
关键字:大学生活动中心 框架结构 7度设防 桩基础 电算校核
Design of student activity center of a university in Nanjing
Abstract
Civil engineering graduation design is a project that every civil engineering undergraduate must experience and complete. As the last and most important part of the four-year study, it greatly examines our ability to comprehensively apply knowledge and practice. Through this graduation project, my professional ability has been greatly exercised and improved, which is a precious experience of my life.
This graduation design topic is a college student activity center, the center for five layer reinforced concrete frame structure, the construction area of 5400 square meters, the venue for Ⅱ class, seismic fortification intensity of 7 degrees. This project adopts reinforced concrete frame structure, the foundation form is pile foundation. This graduation design calculation book includes the structure selection and layout, the calculation diagram and the load calculation, the calculation of the internal force of a transverse frame, the combination of the internal force of the frame, the calculation of the frame beam and column section, the design of the stair structure, the design of the floor panel, the calculation of the pile foundation, and the comparison of the software analysis results and the manual calculation results. There are nine chapters.
If there are any mistakes or omissions, please correct them.
Key words: computer calculation and verification of 7-degree fortification pile foundation of university student activity center frame structure
目录
第一章 结构选型与布置 4
1.1 工程概况及设计资料 4
1.1.1. 工程概况 4
1.1.2. 设计资料 5
1.1.3. 2.工程地质资料 5
1.2 结构选型与结构布置 8
1.1.4. 结构选型 8
1.1.5. 结构布置 9
第二章 计算简图与荷载计算 11
2.1. 确定计算简图 11
2.2. 梁、柱截面尺寸 11
2.3. 材料选择 11
2.4. 荷载计算 11
2.4.1. 恒荷载标准值 11
2.4.2. 横向框架上作用的恒荷载标准值 13
2.4.3. 横向框架上作用的活荷载标准值 15
2.4.4. 风荷载计算 15
2.4.5. 地震荷载计算 16
第三章 框架内力计算 22
3.1. 恒载作用下的框架内力 22
3.1.1. 弯矩分配系数 22
3.1.2. 杆件固端弯矩 24
3.1.3. 节点不平衡弯矩 26
3.1.4. 内力计算 26
3.2. 活载作用下的框架内力 34
3.2.1. 杆件固端弯矩 34
3.2.2. 最不利组合 35
3.2.3. 节点不平衡弯矩 35
3.3. 风荷载作用下的位移及内力计算 41
3.4. 地震作用下横向框架的内力计算 44
3.4.1. 0.5（雪＋活）重力荷载作用下框架内力计算 44
3.4.2. 地震作用下横向框架的内力计算 53
第四章 框架内力组合 56
4.1. 弯矩调幅 56
4.2. 框架梁、柱的内力组合 58
4.3. 框架梁、柱的控制截面及最不利内力 68
第五章 框架梁、柱截面设计 69
5.1. 框架梁的配筋计算 69
5.2. 框架柱的配筋计算 75
第六章 楼梯结构设计 88
6.1. 梯段板计算 88
6.1.1. 荷载计算 88
6.1.2. 内力计算 89
6.1.3. 配筋计算 89
6.2. 休息平台板计算 90
6.2.1. 荷载计算 90
6.2.2. 内力计算 90
6.2.3. 配筋计算 90
6.3. 梯段梁TL1计算 91
6.3.1. 荷载计算 91
6.3.2. 内力计算 91
6.3.3. 配筋计算 91
第七章 楼面板设计 93
7.1. 设计资料 93
7.2. 楼面板的计算 93
第八章 桩基础设计 98
8.1. 荷载计算 98
8.2. 工程地质条件 99
8.3. 单桩竖向承载力验算 100
8.3.1. 单桩竖向承载力特征值 100
8.3.2. 竖向承载力验算 101
8.4. 承台设计 102
8.4.1. 计算参数 102
8.4.2. 柱对承台的冲切验算 103
1. 计算和 103
2. 冲跨比 103
3. 冲切系数 103
4. 承台受桩冲切的承载力应满足下式： 103
8.4.3. 桩对承台的冲切验算 104
8.4.4. 承台斜截面受剪验算 104
8.4.5. 承台受弯计算 106
8.4.6. 承台构造设计 106
8.5. 桩身设计 107
8.5.1. 桩身结构设计 107
8.5.2. 桩身构造设计 107
第九章 软件分析结果与手算结果比较 108
结构选型与布置
工程概况及设计资料
工程概况
本工程为南京某大学的一栋学生活动中心楼，其合理设计使用年限为50年。采用钢筋混凝土框架结构设计体系，抗震设防烈度7度，场地为Ⅱ类，设计地震加速度0.10g。方案二为3跨五层对称结构（7.5m 3.0m 7.5m），每层纵向布置10个6 m的开间，设计层高为3.9m。 |
设计资料
工程地质资料
场地地下水 拟建场地地下水类型为潜水，主要补给来源为大气降水。勘察期间测得稳定水位为0.75-1.8米，根据场地水分析试验结果，该场地地下水对混凝土无侵蚀性对钢结构呈弱腐蚀性。 场地抗震评价 由野外波速试验及室内土工试验结果，根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)划分标准： a）市地震基本烈度为7度，不考虑远震，只考虑近震； b）场地地面下20.00m深度范围内无液化土层分布； c）建筑场地类别为Ⅱ类。 3.荷载资料 （1）活荷载取值：查《建筑结构荷载规范》GB50009-2012，见表 1-2。 |
表 1-1 活荷载取值
序号 | 类别 | 活荷载标准值（kN/m2） |
1 | 上人屋顶活荷载 | 2.0 |
2 | 一般房间活荷载 | 4.0 |
3 | 走廊 | 2.5 |
4 | 楼梯 | 3.5 |
5 | 卫生间 | 2.5 |
（2）屋面构造
表 1-2 屋面
构造层 | 材料重度 |
C20 细石混凝士 30 厚 | 24kN/m³ |
4 厚 SBS 政性沥青防水层 | 0.4kN/㎡ |
1：3 水泥砂浆找平层 20 厚 | 20kN/m³ |
焦查混凝土状撕=3%，最薄处 20 厚 | 20kN/m³ |
聚苯保温板 80 厚 | 0.5kN/m³ |
钢筋混凝土楼板 | 25kN/m³ |
混合砂浆抹面 15 厚 | 17kN/m³ |
（3）楼面构造
表 1-3 楼面
构造层 | 材料重度 |
水磨石地面 | 0.65kN/㎡ |
1：2.5 水泥砂浆抹面压实赶光 20 厚 | 20kN/m³ |
20 厚素水泥浆结合层一道 | 20kN/m³ |
钢筋混凝土楼板 | 25kN/m³ |
混合砂浆抹面 15 厚 | 17kN/m³ |
（4）外墙构造
表 1-4 外墙
构造层 | 材料重度 |
1：2.5 水泥砂浆找平 6 厚 | 20kN/m³ |
50 厚聚苯保温砂浆 | 20kN/m³ |
1：3 水泥砂浆扫毛 12 厚 | 20kN/m³ |
200 厚加气混凝土砌块 | 7.35kN/m³ |
混合砂浆抹面 20 厚 | 17kN/m³ |
（5）内墙构造
表 1-5 内墙
构造层 | 材料重度 |
混合砂浆抹面 20 厚 | 17kN/m³ |
200 厚加气混凝土砌块 | 7.35kN/m³ |
混合砂浆抹面 20 厚 | 17kN/m³ |
（6）女儿墙构造
表 1-6 女儿墙
构造层 | 材料重度 |
1：2.5 水泥砂浆找平 6 厚 | 20kN/m³ |
50 厚聚苯保温砂浆 | 20kN/m³ |
1：3 水泥砂浆扫毛 12 厚 | 20kN/m³ |
200 厚加气混凝土砌块 | 7.35kN/m³ |
1：2.5 水泥砂浆找平 6 厚 | 20kN/m³ |
50 厚聚苯保温砂浆 | 20kN/m³ |
1：3 水泥砂浆扫毛 12 厚 | 20kN/m³ |
(7) 门窗
窗：0.40kN/m2
门：0.2kN/m2
结构选型与结构布置
结构选型
本工程选用钢筋混凝土框架结构。
结构布置
1.平面布置 本工程为多层建筑，建筑高度较小，考虑建筑设计方案以及抗震设防要求等因素， 本工程的平面现状选为方形，其优点是简单、规则，有利于施工和抗震。 2.立面布置 本大学生活动中心共五层，层高 3.9m，女儿墙高 1.2m，室内地面设计标高为±0.000，室内外高差 0.45m。 3.柱网布置及次梁设置 按设计任务书的要求，考虑到建筑的使用功能和结构的经济性，本工程柱网布置方式为：横向 3 跨，跨度分别为 7.5m、3m 和 7.5m；纵向 10 跨，每跨柱距6m。根据建筑设计方案，为满足房间分割要求以及合理设置楼板的经济跨度，本工程楼面需设置次梁。 4.基础方案 根据土层情况，采用混凝土预制桩，以粘土层作为桩端持力层。 5. 楼梯方案 根据建筑设计方案以及结构的经济性，本工程采用平行双跑的现浇板式楼梯。 平面结构布置见下图： |
图 1.1 结构平面布置图
计算简图与荷载计算
确定计算简图
本工程横向框架计算单元取图 1.1 结构平面布置中③号轴线所在框架，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，建筑场地类别为 2类场地，本工程采用桩基础，承台置于地下 2.5m 处，基底标高为设计相对标高-2.50m。柱子的高度为：h1=3.9 2.5-0.5=5.9m，二层至五层柱高近似采用层高为 3.9m。柱节点刚接，横梁的计算跨度取两柱中心线至中心线间的距离，三跨的计算跨度分别为： 7500mm，3000mm，7500mm。 |
梁、柱截面尺寸
材料选择
混凝土均采用 C30，受力钢筋采用 HRB400 钢筋，箍筋及板受力筋采用 HPB300 钢筋。 |
荷载计算
恒荷载标准值
① 屋面恒荷载标准值
30 厚 C20 细石混凝土 | 24×0.03=0.72kN/m2 |
4 厚 SBS 改性沥青卷材 | 0.4kN/m2 |
20 厚 1:3 水泥砂浆找平层 | 20×0.02=0.4kN/m2 |
最薄 20 焦渣混凝土 3%找坡层 | 20×0.2=0.4kN/m2 |
80 厚聚苯保温板 | 0.5×0.08=0.04kN/m2 |
120 厚钢筋混凝土屋面板 | 25×0.12=3 |
15 厚混合砂浆抹面 | 0.015×17=0.225 |
合计 | 5.22 |
② 楼面恒荷载标准值
本工程各层楼面结构布置及构造均相同，取标准层楼面计算。
水磨石地面 | 0.65 |
20 厚 1:2.5 水泥砂浆找平层 | 20×0.02=0.4 |
20 厚素水泥浆结合层 | 20×0.02=0.4 |
120 厚钢筋混凝土屋面板 | 25×0.12=3 |
15 厚混合砂浆抹面 | 0.015×17=0.225 |
合计 | 4.71 |
③ 梁自重（含粉刷层）标准值
300mm×650mm 主梁 | （0.65-0.12）×0.3×25 0.015× |
| （0.65-0.12）×17=4.11kN/m |
200mm×400mm 次梁 | （0.4-0.12）×0.2×25 0.015× |
| （0.4-0.12）×17=1.47kN/m |
④ 内墙自重（含粉刷层）标准值
20 厚混合砂浆抹面 | 17×0.02=0.34 |
200 厚加气混凝土砌块 | 7.35×0.2=1.47 |
20 厚混合砂浆抹面 | 17×0.02=0.34 |
合计 | 2.15 |
⑤ 外墙自重（含粉刷层）标准值
6 厚 1：2.5 水泥砂浆找平 | 20×0.006=0.12 |
50 厚聚苯保温砂浆 | 20×0.05=1.0 |
12 厚 1：3 水泥砂浆扫毛 | 20×0.12=0.24 |
200 厚加气混凝土砌块 | 7.35×0.2=1.47 |
20 厚混合砂浆抹面 | 17×0.02=0.34 |
合计 | 3.17 |
⑥女儿墙自重（含粉刷层）标准值
6 厚 1：2.5 水泥砂浆找平 | 20×0.0.006=0.12 |
50 厚聚苯保温砂浆 | 20×0.05=1.0 |
12 厚 1：3 水泥砂浆扫毛 | 20×0.12=0.24 |
200 厚加气混凝土砌块 | 7.35×0.2=1.47 |
12 厚 1：3 水泥砂浆扫毛 | 20×0.12=0.24 |
50 厚聚苯保温砂浆 | 20×0.05=1.0 |
6 厚 1：2.5 水泥砂浆找平 | 20×0.0.006=0.12 |
合计 | 4.19 |
⑦柱自重标准值
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