沈陽市英才小學綜合教學樓建筑結構設計計算書(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 ................................................................................................ 128 遼寧科技大學本科生畢業設計 第 1 頁 設計理 念 本設計設計題目是 ―沈陽市英才小學 綜合教學樓的建筑與結構設計 ‖，根據遼寧科技大學資源與土木工程學院下發 的 12 屆畢業生，綜合教學樓組畢業設計任務書。本設計總建筑面積 4720 平方米，建筑總高度 米，分四 層，層高 米，柱網 米。根據功能被分成兩個部分即教學部分和行政部分。此綜合教學樓設計就采用鋼筋混凝土框架結構。鋼筋混凝土框架結構做為常用的結構形式之一，其結構體系的特點為： 建筑平面布置靈活，使用空間大。 延性及抗震性能較好。 整體側向剛度較小，水平力作用下側向變形較大（呈剪切 型）。所以建筑高度受到限制。 非結構構件破壞比較嚴重。 框架結構是現代建筑的主要結構形式。框架結構使用的主要材料是的鋼筋混凝土，鋼筋混凝土是以混凝土材料為主，并根據需要配置受力的鋼筋、分布筋、箍筋，彎起筋等。框架結構是由梁，柱，節點及基礎組成的一種結構形式。框架結構按照結構布置的不同，主要分為橫向框架承重，縱向框架承重及雙向承重三種方案。橫向框架承重方案中，豎向荷載主要由橫向框架承擔，樓板為預制時應沿橫向布置，樓板為現澆時一般設次梁將荷載傳至橫向框架。橫向框架還要承受橫向的水平地震作用。在縱向框架承重方案中，豎向荷載主要由縱向框架承擔，預制樓板布置方式和次梁設置方向與橫向承重框架相反。雙向承重方案縱橫向均為主要受力方向。鋼筋混凝土結構充分利用了鋼筋、混凝土間能夠協同工作的機理，用抗拉強度很高的鋼筋來協助混凝土抵抗拉應力，大大提高了混凝土結構的抗拉強度。 混凝土的組成與分類 混凝土是由膠凝材料、骨料和水（有些品種的混凝土中可不加水），按適當的比例拌和而成的混合物，經一定時間后硬化而成的人造石材，簡寫為 ―砼 ‖。混凝土按所用膠凝材料分為水泥混凝土、石膏混凝土、瀝青混凝土、聚合物混凝土等。 水泥混凝土 又稱普通混凝土（簡稱為混凝土），是由水泥、砂、石和水所組成，另外還常加入適量的摻合料和外加劑。在混凝土中，砂、石起骨架作用，稱為骨料；水泥與水形成水泥漿，水泥漿包裹在骨料表面并填充其空隙。在硬化前，水泥漿起潤滑作 遼寧科技大學本科生畢業設計 第 2 頁 用，賦予拌合物一定的和易性，便于施工。水泥漿硬化后，則將骨料膠結為一個堅實的整體。 鋼筋混凝土（簡稱 RC），是經由水泥、粒料級配、加水拌和而成混凝土，在其中加入一些抗拉鋼筋，在經過一段時間的養護，達到建筑設計所需的強度。它應該是人類最早開發使用的復合型材料之一。 混凝土的優點及 缺點 混凝土之所以被廣泛應用于建筑業，是因為它具有很多優點。 原材料來源廣造價低 可塑性好 可調配性好 抗壓強度高。混凝土的抗壓強度一般為 20～ 40Mpa，有的可高達 80～ 120 Mpa，適合做結構材料。 與鋼筋的共同工作性好。混凝土熱膨脹系數與鋼筋相近，受力特點可以互補，且與鋼筋的粘結力較強，可制成鋼筋混凝土，擴大應用范圍。 耐久性好。混凝土一般不需要維護、維修及保養。 耐火性好。混凝土的耐火性遠比木材、鋼材、塑料等好，可經數小時 高溫作用仍保持其力學性質。 但普通混凝土也有不足之處，如自重大，比強度小（單位重量的強度）；抗拉強度低，脆性大；受拉時抗變形能力小、容易開裂；導熱系數大，保溫隔熱性差；硬化較慢，生產周期長等。 鋼筋和混凝土是兩種全然不同的建筑材料，鋼筋的比重大，不僅可以承受壓力，也可以承受張力；然而，它的造價高，保溫性能很差。而混凝土的比重比較小，它能承受壓力，但不能承受張力；它的價格比較便宜，但是卻不堅固。而鋼筋混凝土的誕生，解決了這兩者的缺陷問題，并且保留了它們原來的優點，使得鋼筋混凝土成為現代建筑物建造的 首選材料。 混凝土的發展 1824 年英國人阿斯普丁 ()發明硅酸鹽水泥 年法國人朗姆波 ()制造了第一只鋼筋混凝土小船 1872 年在紐約建造第一所鋼筋混凝土房屋 遼寧科技大學本科生畢業設計 第 3 頁 混凝土結構的開始應用于土木工程距今僅 150 多年。 與磚石結構、鋼木結構相比，混凝土結構的歷史并不長，但發展非常迅速，目前混凝土結構已成為土木工程結構中最主要的結構，而且高性能混凝土和新型混凝土結構形式還在不斷發展。 （ 1）第一階段 ——鋼筋混凝土發明至本世紀初 從鋼筋混凝土的發明至本世紀初，鋼筋 和混凝土的強度都比較低，主要用于建造中小型樓板、梁、柱、拱和基礎等構件。 計算理論：結構內力和構件截面計算均套用彈性理論，采用容許應力設計方法。 （ 2）第二階段 ——從 20 世紀 20 年代到第二次世界戰爭前后 1928 年法國杰出的土木工程師 發明了預應力混凝土，可以用來建造大跨度結構。 計算理論：前蘇聯著名的混凝土結構專家格沃茲捷夫開始考慮混凝土塑性性能的破損階段設計法， 50 年代又提出更為合理的極限狀態設計法，奠定了現代鋼筋混凝土結構的基本計算理論。 （ 3）第三階段： ——第二次世界戰爭以后至今 二戰以后到現在，隨著建設速度加快，對材料性能和施工技術提出更高要求，出現裝配式鋼筋混凝土結構、泵送商品混凝土等工業化生產技術。高強混凝土和高強鋼筋的發展、計算機的采用和先進施工機械設備的發明，建造了一大批超高層建筑、大跨度橋梁、特長跨海隧道、高聳結構等大型工程，成為現代土木工程的標志。 遼寧科技大學本科生畢業設計 第 4 頁 建筑設計總說明 本設計是根據遼寧科技大學資源與土木工程學院土木專業畢業設計題目中的教學樓組的任務書的要求進行設計的。此設計采用鋼筋混凝土框架結構，墻體材料為普通灰沙磚和水泥空心磚， 七度抗震設防 （一般學校應該按照八度設防，但如果剛度分布均勻可按七度設防） ，屬于三級框架，乙類建筑。 設計原始數據 1．場地：沈陽 市近郊 2．耐久年限： 50 年 3．防火等級：二級 4．自然條件： （ 1） 最大凍結深度： （ 2）工程相對標高 ? （室內地坪）相當于絕對標高 。 （ 3）相對地下水位 （最高）， （最低）。 （ 4）本地區抗震設計烈度為七度。 （ 5）本地區最高月平均氣溫 ℃ ，極端歷史高溫 39℃ ；本地區最低月平均氣溫℃ ，極端歷史低溫 35℃ 。 （ 6）風向：夏季主導風向為 南風，冬季主導風向為西北風。 （ 7）基本風壓值： W0 =2mKN （ 8）基本雪壓值： S0 =2mKN （ 9）據建設部下發最新文件樓頂不設置水箱，城市生活用管網水頭為 ,足夠生活用水壓，消防用水采用室外消防水池。 （ 10） 利用附近鍋爐房的集中供暖 ，不再單獨設置。 平面設計 本綜合教學樓采用平面形狀為 L 形，采用單內廊式的平面組合形式，房間布置在走廊兩側，房間的開間為 ，進深為 ，走廊寬為 ，教學樓總長為 ，主教學樓總寬 。 遼寧科技大學本科生畢業設計 第 5 頁 根據設計任務書的要求，本教學樓共 設了普通教室 18 間，教師辦公室 15 間，黨政辦公室 13 間，史地教室、 自然實驗室，多功能教室， 音樂教室、體育器材室、微機室、教師閱覽室、學生閱覽室各 1 間、合班教室 1 間，每層均設有男女廁所，廁所均設有前室。 教學樓內設置樓梯三部，其中門梯的進深為 ，兩端部樓梯的開間為 m，樓梯的踏步尺寸為 300 150bh? ? ? 2mm ，梯段凈寬為 2760mm，不小于 m，滿足通行和防火的要求。 立面設計 本設計為一棟 四 層的建筑，層高為 ~ 。采用主附體相結合，做到協調統一，立面造型上有很好的節奏感，再配上裝飾和線條的劃分，給人以美觀、新穎、和諧、的特點。 剖面設計 給人以整體的樓梯立面感覺，踏步的布置與層高要求的關系，還能使室內外高差的變化一目了然。 建筑做法 梁板混凝土采用 C25，柱混凝土采用 C25，鋼筋主筋采用 HRB335 級鋼筋；板、箍筋采用 HPB300 級鋼筋，一層外墻墻體采用 MU15 普通灰砂磚，其他墻體采用 MU10水泥空心磚，女兒墻采用 MU15 礦渣磚，砌筑砂漿采 用 M5 混合砂漿。 一些主要構造的做法 1．屋面（從上到下）： 20mm 厚細石混凝土保護層 SBS 屋面防水 （改性瀝青） 20mm 厚 1： 3 的水泥砂漿找平層 2%的水泥爐渣（找坡）最薄處 20mm ，最厚處 170mm 20mm 厚苯板 100mm 鋼筋混凝土板 20mm 厚混合砂漿天棚抹底 2．樓面（從上到下）： 10mm 厚 地磚 1： 3 的 20mm 厚水泥砂漿找平層 100mm 鋼筋混凝土板 遼寧科技大學本科生畢業設計 第 6 頁 20mm 厚混合砂漿天棚抹底 3．墻體： 外內墻厚度分別為 370mm 、 240mm 。一層內外墻墻體采用普通灰砂磚，其他墻體采用水泥空心磚，女兒墻采用 MU15 礦渣磚。 外墻裝飾：彩色涂料 涂面。 內墻裝飾：乳膠漆墻面，用于走廊，樓梯間；釉面磚墻面，用于衛生間；水泥砂漿粉刷，用于踢腳線暗柱。 4．廁所（從上到下）： 白色面磚 20mm 厚 1： 3 水泥砂漿找平層 30mm 厚細石混泥土 二氈三油防水層 冷底子油一道 20mm 厚 1： 3 水泥砂漿表面壓光 100mm 厚現澆鋼筋混凝土板 20mm 厚混合砂 漿刮大白 5. 基礎：邊柱 基礎采用鋼筋混凝土柱下獨立基礎， 基 礎 埋 深 m 。 ： 中央大廳的大門采用 五扇 對開門 ，窗采用 塑 鋼窗等。 7．樓梯： (1) 實心扶手，輕金屬欄桿，高度為 。 (2) 180 厚鋼筋混凝土樓梯板； 30mm 厚水磨石面層； 20mm 厚的水泥砂漿抹灰。 (3) 防滑條 6mm 厚鋼條防滑條。 8．墻裙： 1： 2 水泥砂漿摻 5%防水劑 20mm 厚，純水泥漿粘藍色釉面瓷片。 9．散水、勒腳、踢腳：（ 1）散水采用 10mm 厚 1： 1 水泥砂漿隨打隨抹光； （ 2） 80mm 厚 C15 混凝土面層 ； （ 3） 800mm 厚爐渣 ； （ 4）素土夯實； （ 5）勒腳采用 1： 3 水泥砂漿抹面，高度為 600mm ； （ 6）踢腳采用 1： 2 水泥砂漿 10mm 厚 。 10． L 形拐角處，設置抗震縫和伸縮縫，二縫合一。 11． 圖上未注明和本 表未說明者，均按國家有關規范 及該地區有關規定執行。 遼寧科技大學本科生畢業設計 第 7 頁 圖 底層平面 圖 遼寧科技大學本科生畢業設計 第 8 頁 結構設計說明 設計依據 1．本設計是根據統一下發的 09 屆土木工程專業畢業設計題目中綜合教學樓組的畢業設計任務書的具體要求進行設計的。 2．本設計的建筑結構工程君按國家現行各有關設計規范：《建筑結構荷載規范》、《建筑結構抗震規范》、《混凝土結構設計規范》、《中小學校建筑設計規范》、《建筑結構制圖標準》、《建筑結構設計手冊》、《建筑地基基礎設計規范》等相關規定進行的。 自然條件 1．土質： 0~ 為雜 填土； ~ 為 粘土，地基容許承載力特征為 190Kpa；~ 為粉 土，容許承載力特征值為 200 Kpa， 以上