第一篇：某中学四层教学楼框架结构毕业设计

某中学四层教学楼框架结构毕业设计

编辑：admin 来源：毕业设计论文网 浏览次数：0 录入时间：2009-10-25 03:37:30 内容简介

某中学教学楼，设计要求建筑面积约4019m2，主体结构4层，层高均为3.9m，结构为钢筋混凝土框架结构。最大积雪厚度0.32m，基本雪压SO=0.4KN/M2,基本风压WO=0.4 KN/M2,土壤最大冻结深度0.09m。抗震设防烈度6度，设计地震分组第三组，耐火等级为二级.文件组成及目录

开题报告 中英文翻译 实习报告 任务书 计算书： 1 引言 1 2 建筑设计说明 2 2．1 工程概括 2 2．2 工程设计依据 2 2．3 建筑设计的目的和要求 2 2．4 建筑平面设计 3 2．5 建筑剖面设计 8 2．6 建筑体型和立面的设计 8 2．7 构造设计 9 3 结构设计说明11 3．1 工程概况11 3．2 设计主要依据和资料11 3．3 结构设计方案及布置13 3．4 变形缝的设置13 3．5 构件初估13 3．6 基本假定与计算简图14 3．7 荷载计算14 3．8 侧移计算及控制14 3．9 内力计算及组合15 3．10 基础设计15 3．11 施工材料1 引言 1 2 建筑设计说明 2 2．1 工程概括 2 2．2 工程设计依据 2 2．3 建筑设计的目的和要求 2 2．4 建筑平面设计 3 2．5 建筑剖面设计 8 2．6 建筑体型和立面的设计 8 2．7 构造设计 9 3 结构设计说明11 3．1 工程概况11 3．2 设计主要依据和资料11 3．3 结构设计方案及布置13 3．4 变形缝的设置13 3．5 构件初估13 3．6 基本假定与计算简图14 3．7 荷载计算14 3．8 侧移计算及控制14 3．9 内力计算及组合15 3．10 基础设计15 3．11 施工材料15 3．12 施工要求及其他设计说明16 4 设计计算书 16 4．1 设计原始资料16 4．2 结构布置及计算简图17 4．3 荷载计算19 4．4 地震作用计算30 4．5 竖向荷载作用下框架内力计算41 4．6 风荷载计算56 4．7 内力组合58 4．8 截面设计61 4．9 楼板设计69 4．10楼梯设计74 4．11 基础设计81 4．12 纵向连续梁设计94 5 电算部分 99 结论 154 致谢 155 参考文献 156 CAD图纸：

建筑设计说及门窗表 建筑总平面图 一层平面图 二层平面图 三层平面图 四层平面图 屋面平面图

北立面、南立面 东西立面图

剖面图，构造详图 主楼楼梯平面及构造图 辅助楼梯平面图 构造详图

结构设计总说明 基础平面布置图 基础详图1、2、3 一层结构平面布置图 二三层结构平面布置图 四层结构平面布置图 一层梁配筋图 二、三层梁配筋图 四层梁配筋图

一层柱配筋平面图

各层柱配筋平面图、配筋表 一~四层楼板钢筋表

底层楼梯平面图、侧面图、配筋图

第二篇：某四层教学楼毕业设计

人生最大的幸福，是发现自己爱的人正好也爱着自己。

本科毕业设计

设计题目 某高校教学楼设计(A区边框架设计)学 院 工 学 院

专 业 农业建筑环境与能源工程

毕业届别 2007届 姓 名 叶 有 飞

指导教师 刘 丽 霞

职 称 讲 师

甘肃农业大学教务处制 二〇〇七年七月

目 录

第一篇 毕业设计任务书 1 中英文摘要 4 第二篇 建筑设计 5

第一章 概述 6

第二章 总平面设计 7

第三章平面设计 8

第四章 立剖面设计 10

第五章 建筑构造设计 11 第三篇 结构设计 13

第一章 楼盖设计 14

第二章 楼梯设计 20

第三章 框架结构计算 27

第1节 水平地震作用下的内力计算 27

第2节 竖向荷载作用下的内力计算 39

第3节 内力组合 54

第4节 框架配筋计算 65 致谢 75 参考文献 76

第一篇 设计任务书 甘肃农业大学

本科生毕业设计（论文）任务书

专业 农业建筑环境与能源工程 学生姓名 _ 叶 有 飞_ 一.设计题目：某高校教学楼设计（A区边框架设计）二.设计资料 1.气象条件

风荷载：主导风向为冬季北偏东风 夏季东南风；基本风压

雪荷载：雪荷载标准值

2.该地区为地震区 需考虑抗震设防

设防烈度为8度第二组

3.工程地质资料

该工程地质条件为：场区地势平坦 填土层约0.5m 以下为一般粘土

建筑所在场地为Ⅰ类场地

地基承载力设计值；地下水位：-10m

4.屋面及楼面做法（见相关图集）三.设计要点

第一部分：教学楼建筑设计

主要包括建筑物的平面组合 立面效果及剖面细部构造 造型美观大方 色彩搭配得当

根据使用要求选择合理的开间及进深、楼梯间大小、层高 合理配置教室

考虑卫生间的细部要求

完成并提交的成果主要有：

1.绘制各层平面图及屋顶图平面图 2.立面图 3.剖面图 4.楼梯详图 5.单元放大图

第二部分：教学楼结构设计

进行梁柱计算应有正确的计算简图 选择合理的截面尺寸 满足抗震要求 依据梁、柱截面

通过计算确定梁、柱内力组合

依据梁、柱内力组合确定梁、柱截面的配筋 并且满足构造要求

完成并提交的成果主要有

1.确定梁柱截面尺寸及框架计算简图

2.荷载计算

3.框架纵横向侧移计算

4.框架在水平及竖向荷载作用下的内力分析

5.内力组合及截面计算

6.绘制各层结构平面图、框架配筋图、截面配筋图 四.毕业设计完成项目： 1.中英文摘要 2.设计总说明

3.教学楼建筑设计 4.教学楼结构设计

任务书发放时间：2006.3.1

毕业设计完成期限：2006.3.1-2006.6.10

指导教师： 刘丽霞

毕业设计工作领导小组负责人： 戚乐磊

某高校教学楼设计（A区边框架设计）叶有飞

（甘肃农业大学工学院土木工程系03农建班 730070）

摘要：某高校教学楼设计 建筑面积约为7500m2 整体五层 局部六层

采用现浇钢筋混凝土框架结构 建筑平面呈L型布置 造型美观大方 色彩搭配得当

本设计分为建筑和结构两大部分

建筑部分由设计总说明及建筑施工图组成；建筑设计确定：纵向柱距5.1m 横向6.9m 走廊3m 竖向层高3.3m 一层4.4m 结构部分以计算为主

包括楼盖设计、楼梯设计、框架设计及结构施工图设计等几部分；主要方法有底部剪力法、反弯点法、弯矩二次分配法等

关键词：建筑设计；结构设计；抗震验算；截面设计

A University Teaching Building Design(the A Area Frame Design)Ye You-fei(Gansu Agricultural University college of engineering 730070)Abstract: The area of this university teaching building is approximately 7500m2.It is a five-floor construction in the whole some part is six.Use the cast-in-place reinforced concrete portal frame construction.The construction plane assumes the L arrangement the modeling appearance is elegant color matching is appropriate.The architectural design determined that the distance of longitudinal column is 5.1m while transverse column is 6.9m and corridor is 3m;vertical height of floor is 3.3m as for the first floor this height is 4.4m.This design pides into the construction and the structure two major parts the construction part is composed of the design general rule and the building construction drawing.The structure part is primarily calculations including ceiling design staircase design frame design and structure construction drawing design and so on several parts.The main method is the bottom shearing force law the point of inflection law the curved distance two methods of distribution and so on.Keywords: Architectural design;Structure design;Anti-quake checking calculation;Cross section design

第二篇 建筑设计 第一章 概述

各类建筑物在进行设计时

应根据建筑物的规模、重要性和使用性质

确定建筑物在使用要求、使用材料、设备条件等方面的质量标准 并且相应确定建筑物的耐久年限和耐火等级

本设计为某高校教学楼（A区、B区）设计 属于非生产性公共建筑 在设计过程中 要综合考虑它的功能、美观、总体规划、经济效果以及技术措施等建筑设计的要求 本设计为钢筋混凝土框架结构

一 建筑设计的内容

房屋的设计

一般包括建筑设计、结构设计和设备设计等几部分 它们之间既有分工 又相互密切配合

由于建筑设计是建筑功能、工程技术和建筑艺术的综合 因此它必须综合考虑建筑、结构、设备等工种的要求 以及这些工种的相互联系和制约

某高校教学楼（A区、B区）设计中建筑设计的内容包括：总平面设计、平面设计、立剖面设计、建筑构造设计等几部分

二 建筑设计的过程

建筑设计一般分为初步设计、技术设计和施工图设计 本设计为某高校教学楼（A区、B区）设计属于小型工程 则在建筑设计工程中只包括初步设计和施工图设计两阶段

具体设计过程如下：

设计前的准备阶段

包括：熟悉设计任务书、收集必要的设计资料、设计前的调查研究及学习有关政策规范等 初步设计阶段

这是建筑设计的第一阶段 主要任务是提出设计方案 施工图设计阶段

属于建筑设计的最后阶段

在本设计中此阶段的主要内容包括：确定全部工程尺寸和用料 绘制建筑、结构与全部施工图纸 编制工程说明书和结构计算书等

第二章 总平面设计

本工程为教学楼 位于兰州市某高校校园内 主体五层 局部六层 总建筑面积为

一 设计依据 《总图制图标准》GB/T50103-2001 《民用建筑设计通则》JGJ37-87 《建筑设计防火规范》GB16-87 某高校校区总体规划图 二 场地概况

场区地势平坦 填土层约为 以下为一般粘土

建筑所在场地为Ⅰ类场地

地基承载力设计值；地下水位：

本工程中场地原为学校绿地

三 总平面布置

根据场地概况

本工程平面采用L型布置 主体采用南北走向

为了满足采光、通风等条件 以及充分利用规划用地 局部采用东西走向 南面为该工程的正面 前为校内主要通道路线 面对学生公寓和家属区

有利于满足交通流畅要求；北面为办公用地；西面是图书馆、实验楼、校医院等；东面是体育用地

教学楼四周环绕马路 位居学校中心地带

如此布置能够满足消防等要求 该地区主导风向为冬季北偏东风 夏季东南风

设计为南北及东西走向 通风效果也属最佳

四 总平面布置图

详见建筑施工图02 比例采用1：500

第三章平面设计

建筑平面是建筑在水平方向房间各部分的组合关系 本设计中

考虑各房间的使用要求以及合理性布置 综合建筑物框架结构的特点 初步确定柱网的布置

一 使用部分的平面设计

本设计中使用部分即为教室 在平面设计中

每一个教室即为一个基本单元 其形状采用矩形

面积为（其中大教室面积为）每个教室前后各设一道门 宽度均为

教室采光形式采用天然采光以及满足视听方面的要求下进行合理设计 使用部分还包括教师休息室、办公室以及卫生间 在首层中

设男女卫生间各两个 水房两个

面积为A区、B区；教师休息室一个 面积为；二～五层中 每层多设一间办公室 面积为

二 交通联系部分的设计

交通联系部分是人流通行和集散不可缺少的内容 这部分设计的主要内容有：

○1交通路线简捷、明快、联系方便；

○2人流通畅、紧急疏散时迅速安全；

○3满足一定的采光和通风要求；

○4力求节省交通面积 同时应考虑空间处理等问题

结合本建筑的具体要求 设置以下交通联系部分：

走廊--水平交通

本设计中 走廊采用内廊式

在建筑物中沿长向布置 其宽度为

这样可满足功能使用要求和防火疏散规定 考虑到内廊较长 利用自然光条件有限 所以结合灯光照明 楼梯--垂直交通

楼梯设计主要根据使用要求和人流通行情况确定楼梯宽度和休息平台的宽度 选择适当的楼梯形式 考虑整幢建筑的楼梯数量

以及楼梯间的平面位置和空间组合 楼梯的位置应布置均匀 导向明确 显明易找

楼梯应靠外墙设置 以便直接采光

在满足人流安全疏散要求的条件下 人至楼梯的最大距离不应超过 则在本设计中设三部楼梯 一部设在门厅正对面 属于主要楼梯

另外两部分别设在北侧和东侧端头部分

楼梯设计主要内容如下：

○1由及层高等因素确定；

○2楼梯间进深 开间 层高

设为11跑双跑楼梯；

○3休息平台的深度不应该小于梯段的宽度 则平台深度设为 梯段宽度设为；

○4梯段下净高和平台梁下净高设为 满足要求

三 建筑施工图

平面的组合形式及楼梯详见建筑施工图03 04 05 06

第四章 立剖面设计 一 立面设计

建筑立面是表示房屋四周的外部形象

是在满足房屋使用要求和技术经济条件的前提下 运用建筑造型和立面构图的一些规律 紧密结合平面、剖面的内部空间下进行的

本设计中

外立面上采用大面积的铝合金门窗 充分显示框架结构的特点 外墙面采用水刷石 建筑物室内外地坪差为 设三个的台阶

在正立面门厅处设雨蓬 设两根圆形承重柱 采用大理石挂面

二 剖面设计

建筑剖面图是表示建筑物在垂直方向房屋各部分的组合关系 剖面设计主要分析建筑物各部分应有的高度 建筑物的层数 空间的组合和利用

以及在建筑物剖面中的结构和构造关系等 层数的确定

根据建筑物的使用要求 城市规划要求 建筑物的功能

进而确定建筑物主体为五层 局部六层

局部突出层设为楼梯间 层高的确定

根据使用要求、采光、通风、感观和模数 确定层高为

满足教室的使用要求

而且在满足使用要求的前提下 降低层高可降低建筑物的造价 故应控制层高

三 建筑施工图

立面详见建筑施工图07 08 09 10 11

第五章 建筑构造设计 一 墙体

墙体的厚度应满足强度、稳定性、保温隔热、防火隔热等方面的要求 结合设计资料 取外墙为 内墙为

墙体采用灰砂砖填充

二 楼层

楼层地面由面层、结构层、抹灰层组成 考虑楼面荷载及板的跨度 除卫生间板厚取外 其余板厚取

面层为了保护结构层免受磨损和腐蚀 为室内提供美好的外观 并给人舒适的感觉 同时应注意防滑

楼层具体做法见图2-1所示

图2-1 楼板剖面 三 屋面结构

该屋面上设女儿墙 且为上人屋面

屋面的具体做法见图2-2所示

图2-2 屋面结构 四 屋面排水

屋面排水采用有组织排水 即屋面雨水顺坡流入雨水管 再入散水流入排沟

屋面排水详见建筑施工图12

五 变形缝

变形缝有三种

即伸缩缝、沉降缝和防震缝 伸缩缝

伸缩缝是将基础以上的建筑构件全部分开 并在两个部分之间留出适当的缝隙

以保证伸缩缝两侧的建筑构件能在水平方向上自由伸缩 缝宽一般在 沉降缝

沉降缝主要应在满足建筑物各部分垂直方向的自由沉降变形 故应将建筑物从基础到屋顶全部断开 本工程地基为一般地基 建筑高度为

故沉降缝宽度应取 防震缝

该地区为地震区 设防烈度为8度第二组 按照规范 防震缝一般取 变形缝设计

在设计时 缝宽以防震缝为主 构造以沉降缝为主

为了简单且能满足要求的前提下 使三缝合一 取变形缝宽度为

第三篇 结构设计

第一章 楼盖设计

一 确定计算简图及分区

本设计为某高校教学楼(A区、B区)设计中A区楼盖设计 为了便于计算此处选标准层楼盖进行设计计算 计算简图见图3-1所示

图3-1计算简图及区格网分区

由计算简图可知：Ⅰ

Ⅱ

由此可知

该标准层现浇楼盖为双向板肋形楼盖 其区格网分区见图3-1所示

二 设计资料

板厚选用120mm 20mm厚水泥砂浆面层 15mm厚混合砂浆顶棚抹灰 楼面活荷载标准值 混凝土为

钢筋为HPB235级 恒荷载分项系数1.2 活荷载分项系数1.3 三 荷载计算 mm厚水泥砂浆面层 板自重 15 mm厚混合砂浆顶棚抹灰

恒荷载标准值

表3-1 弯矩计算（）

区格 A B

计算简图

跨内

支座 计算简图

续表3-1 弯矩计算（）

区格 C D

计算简图

跨内

支座 计算简图

恒荷载设计值 活荷载设计值 合计 四 按弹性理论计算

在求各区格板跨内正弯矩时 按恒载满布及活载棋盘式布置计算 取荷载：

在作用下

各内支座均可视作固定

某些区格板跨内最大正弯矩不在板的中心点处；在的作用下 各区格板内四边均可视为简支 跨内最大正弯矩则在板的中心点处 计算时

可近似取二者之和作为跨内最大正弯矩值

在求各中间支座最大弯矩时

按恒载及活荷载均满布各区格板计算 取荷载

进行内力计算

计算简图及计算结果见表3-1所示

由表3-1可见

板间部分支座弯矩是不平衡的 实际应用时

可近似取相邻两区格板支座的平均值 即：

A-B支座： B-D支座： C-D支座：

而A-A支座、A-C支座、B-B支座弯矩是平衡的 实际应用时 可直接按相邻两区格板支座弯矩值计算

五 配筋计算

各跨中

支座弯矩都已求得

考虑A区格板四周与梁整体连接 乘以折减系数0.8 即近似按算出相应钢筋截面面积 取跨中及支座截面： 具体计算见表3-2所示

六 阳台板计算 阳台板宽度为

故按照悬挑板进行设计 取板宽为计算单元 板厚度取

荷载计算：

mm厚水泥砂浆面层 板自重 15 mm厚混合砂浆顶棚抹灰

恒荷载标准值

恒荷载设计值 活荷载设计值

合计

弯矩计算：

配筋计算：

钢筋选配 实际配筋面积 副筋选配

支座：

配筋计算：

钢筋选配 实际配筋面积

支座；

配筋计算：

钢筋选配 实际配筋面积

表3-2 双向板配筋计算 截面

()

选配钢筋 实配面积

跨

中 A区格 方向 方向

0.8×3.20 0.8×1.72 100 90 128 76.8 φ8＠200 φ8＠200 251 251

B区格 方向 方向 8.29 5.31 100 90 416 296 φ8＠120 φ8/10＠200 419 322 C区格 方向 方向 3.26 1.66 100 90 163 92 φ8＠200 φ8＠200 251 251

D区格 方向 方向 9.70 6.87 100 90 486 383 φ10＠160 φ10＠200 493 393 支座 A-B 7.71 100 386 φ10＠200 393 A-C 3.59 100 180 φ8＠200 251 A-A 0.8×3.59 100 143 φ8＠200 251 B-D 15.50 100 777 φ10＠100 785 B-B 13.73 100 689 φ12＠160 707 C-D 9.50 100 476 φ10/12＠200 479

七 板配筋图

详见结构施工图15

第二章 楼梯设计 一 设计资料

某高校教学楼(A区)楼梯设计平面布置如图3-2所示

根据《建筑结构荷载规范》的规定 教学楼楼梯的活荷载标准值为 采用的混凝土

钢筋为HPB235级（）和HRB335级（）

板面做法：水磨石面层 自重标准值 板底混合砂浆20mm厚 自重标准值

图3-2平面布置图 二 楼梯类型判断

故采用板式楼梯进行设计

三 计算单元选用

取1m的梯段宽为一个计算单元

四 计算简图 如图3-2所示

取两者较小值为 五 计算尺寸确定 1 斜板

故斜板厚度取踏步尺寸确定

根据建筑性质

本设计为教学楼公共建筑 及构造要求

可以确定踏步尺寸为 如图3-3所示

平台梁尺寸

根据规范

平台梁为 图3-3楼梯踏步尺寸平台板

平台板厚度取

六 楼梯斜板计算荷载计算

水磨石面层

结构层

斜板自重

板底抹灰

恒载标准值 恒载设计值 活载标准值

活载设计值 2 内力计算

配筋计算

斜板厚 则

钢筋选取 实际配筋

构造要求

1)梯段板中按构造要求配分布钢筋

2)副钢筋选配

七 休息平台板计算平台板荷载

水磨石面层

结构层

抹灰层

恒荷载标准值

恒荷载设计值

活荷载设计值

合计内力计算

配筋计算

平台板厚 按单向板设计 板宽

钢筋选配 实际配筋

八 休息平台梁计算平台梁荷载

梯段板传来

平台梁传来

平台梁自重

梁侧抹灰

合计 2 内力计算 1.取计算跨度:

弯矩设计值:

剪力设计值: 3 配筋计算 1)截面尺寸验算

满足要求 2)纵向受力钢筋计算

倒L形截面近似按矩形截面计算

钢筋选配218+120 实际配筋面积

构造要求验算： 满足要求 3)箍筋计算

不能简化计算 按计算配制箍筋

验算最小配筋率：

故按最小配筋率选配箍筋

由构造要求得： 可选用双肢

故箍筋可选用

则 既可选

故选用双肢箍筋为

4)架立钢筋选配

按构造要求 故架立钢筋选配214

九 楼层处平台板设计 1 板厚

取 按板宽计算

荷载与休息平台板荷载相同 既

截面设计

计算跨度 ：

弯矩设计值 ：

平台板有效高度：

钢筋选配 实际配筋面积

十 楼层处平台梁设计

平台梁截面尺寸：荷载计算

梯段板传来

平台梁传来

平台梁自重

梁侧抹灰

合计截面设计

取计算跨度：

弯矩设计值：

剪力设计值：配筋计算 1)截面尺寸验算

满足要求 2)纵向受力钢筋计算

倒L形截面

近似按矩形截面计算

钢筋选配218+114 实际配筋面积

构造要求验算： 满足要求 3)确定是否按简化计算配制箍筋

故可以简化计算 按最小配筋率配制箍筋

按构造要求： 取双肢

取

箍筋最大间距 4)计算最小配筋率及选配箍筋

由得

故箍筋选双肢

十一 楼梯承重柱设计

为了使楼梯荷载以集中荷载的形式传递给框架结构 在休息平台梁处设两根构造柱

截面尺寸：

受力钢筋选配412 面积为

箍筋选配双肢

十二 楼梯设计配筋图

详见结构施工图16

第三章 框架结构计算

钢筋混凝土框架结构是由梁、柱通过节点连接组成的承受水平荷载和竖向荷载的结构体系

墙体只起围护和隔断作用

框架结构具有建筑平面布置灵活、室内空间大等优点

广泛用于多层厂房、商店、办公楼、医院、教学楼及宾馆等建筑中

由于梁、柱截面有限 侧向刚度小

在水平荷载作用下侧移大 属于柔性结构

本工程为抗震地区五层建筑设计

主要内容包括水平地震作用、竖向荷载作用、内力组合及配筋等几部分

第1节 水平地震作用下的内力计算

虽然地震作用来自任意方向 但在抗震设计时

一般只需且必须对结构纵、横两个主轴方向进行抗震计算 在本设计中

仅就横向框架在水平地震作用下的内力进行计算 主要采用的方法有底部剪力法、D值法等 设计资料

混凝土：采用

钢筋：纵向受力钢筋采用热轧钢筋 其余采用热轧钢筋

墙体：采用灰砂砖 其尺寸为 重度

窗：铝合金窗 重度

门：木门 重度 梁、柱尺寸的初步确定 1)框架横梁截面尺寸

框架横梁截面高度 截面宽度 本结构中 取

则框架横梁的截面尺寸为

2)框架柱截面尺寸

本设计为教学楼 可以假定柱截面尺寸为 计算简图确定

框架柱编号及其截面尺寸如图3-4所示 为了简化施工

各柱截面从底层到顶层不改变

现以○14轴线框架进行计算 框架计算单元如图3-4所示 框架柱嵌固于基础顶面 框架梁与柱连接

由于各层柱的截面尺寸不变

故梁跨等于柱截面形心轴线之间的距离 底层柱高从基础顶面算至二层楼面 室内外高差为

基础顶面至室外地坪通常取 故基顶标高至的距离定为 二层楼面标高为 故底层柱高为

其余各层柱高从楼面算至上一层楼面 故均为

由此可绘出框架的计算简图如图3-5所示

图3-4 结构平面布置图

图3-5 计算简图 重力荷载代表值计算 1)荷载计算

A.恒载标准值计算 ○1屋面

找平层： 15mm厚水泥砂浆 防水层（刚性）：40mm 厚细石混凝土防水 防水层（柔性）：三毡四油铺石子 找平层： 15mm厚水泥砂浆 找坡层： 40mm厚水泥石灰焦渣砂浆找平保温层： 80mm厚矿渣水泥 结构层： 120mm厚现浇钢筋混凝土板 抹灰层： 15mm混合砂浆

合 计： ○2标准层

面 层：20mm厚水泥砂浆面层 结构层：120mm厚现浇钢筋混凝土板 抹灰层：15mm混合砂浆

合 计： ○3梁自重

自 重： 抹灰层：10mm厚混合砂浆

合 计： ○4柱自重

自 重： 抹灰层：10mm厚混合砂浆

合 计： ○5外纵墙自重 标准层

纵墙： 铝合金窗： 水刷石外墙面： 水泥粉刷内墙面：

合 计： 底层

纵墙：

铝合金窗： 水刷石外墙面： 水泥粉刷内墙面：

合 计： ○6内纵墙自重

纵墙：

铝合金窗： 水泥粉刷内墙面：

合 计： ○7内隔墙自重

内隔墙： 水泥粉刷内墙面：

合 计： ○8女儿墙自重

女儿墙： 水泥粉刷内墙面：

合 计： ○9楼顶间自重

屋 面： 墙 体： B.活荷载标准值计算

○1屋面和楼面活荷载标准值 由《荷载规范》查得：

上人屋面： 楼面： ○2雪荷载标准值

屋面活荷载和雪荷载不同时考虑 两者中取较大值

2)重力荷载代表值的计算

屋面处重力荷载代表值=结构和构配件自重标准值+0.5×雪荷载标准值

楼面处重力荷载代表值=结构和构配件自重标准值+0.5×楼面活荷载标准值

其中结构和构配件自重取楼面上、下各半层高范围内（屋面处取顶层的一半）的结构及构配件的自重

○1屋面处的重力荷载标准值计算

女儿墙和楼顶间的重力荷载代表值的计算：

屋面板结构自重值及构造层自重标准值：

顶层的墙重：

○2其余各层楼面处重力荷载标准值的计算

○3底层楼面处重力荷载标准值的计算

○4屋顶雪荷载标准值的计算

○5楼面板活荷载标准值的计算

○6总重力荷载代表值的计算

屋面处；屋面处结构和构件自重雪荷载标准值

（设计值为）

楼面处：楼面处结构和构件自重活荷载标准值

（设计值为）

底层处： 底层处结构和构件自重活荷载标准值

（设计值为）

故各质点的重力荷载代表值如图3-6所示 框架梁、柱刚度计算 1)框架梁的线刚度计算

本设计中楼面的做法为现浇式 对于边框架梁取 边跨梁： 中跨梁：

图3-6 各质点重力荷载代表值 2)框架柱线刚度计算 ○A轴～○D轴底层柱： ○A轴～○D轴其余各柱： 3)框架梁、柱相对线刚度计算 令

则其余各杆件的相对线刚度为：

框架梁柱的相对线刚度如图3-5所示 作为各节点杆端弯矩分配系数的依据

4)柱侧移刚度的计算

各层每一根柱的D值见表3-3和表3-4；各层柱的总D值见表3-5和表3-6

表3-3 横向2～5层D值的计算 构件名称

○A轴和○D轴柱 0.57 0.222 22408 ○B轴和○C轴柱 1.88 0.485 48954

表3-4 横向底层D值的计算 构件名称

○A轴和○D轴柱 0.76 0.457 19460 ○B轴和○C轴柱 2.51 0.667 28403

表3-5 横向2～5层总D值的计算 构件名称

数量

○A轴和○D轴柱 22408 20 448160 ○B轴和○C轴柱 48954 20 979080

表3-6 横向底层总D值的计算 构件名称

数量

○A轴和○D轴柱 19460 20 389200 ○B轴和○C轴柱 28403 20 568060

表3-7假想顶点位移计算结果 层号9635.48 9635.48 1427240 0.0068 0.1091 4 8513.58 18149.06 1427240 0.0127 0.1023 3 8513.58 26662.64 1427240 0.0187 0.0896 2 8513.58 35176.22 1427240 0.0246 0.0709 1 9202.97 44379.19 957260 0.0463 0.0463 结构基本自振周期的计算

用假想顶点位移计算结构的基本周期 结果见表3-7

结构基本自振周期考虑非结构墙影响折减系数 则结构的基本周期为： 多遇水平地震作用计算

由于该工程所在地区抗震设防烈度为8度第二组 场地土为Ⅰ类

由《建筑抗震设计规范》查得：

由于 故

则不需要考虑顶部附加水平地震作用的影响 即取

图3-7 楼层水平地震作用标准值计算

如图3-7所示 对于多质点体系

结构底部总纵向水平地震作用标准值：

质点的水平地震作用标准值

楼层地震剪力及楼层层间位移的计算过程见表3-8

表3-8 和的计算 层号(kN)(m)

(kN)(kN)(m)5 9635.48 17.6 169584.4 490779.3 1863.95 1863.95 1427240 0.00131 4 8513.58 14.3 121744.2 490779.3 1338.12 3202.07 1427240 0.00224 3 8513.58 11.0 93649.4 490779.3 1029.33 4231.40 1427240 0.00296 2 8513.58 7.7 65554.6 490779.3 720.53 4951.93 1427240 0.00347 1 9202.97 4.4 40493.1 490779.3 445.07 5397.00 957260 0.00564

楼层最大位移与楼层层高之比： 满足位移要求 水平荷载作用下内力计算

框架柱剪力和柱端弯矩计算采用D值法 计算过程和结果见表3-11和表3-12 其中

反弯点相对高度y值已在表3-9和表3-10中求得

公式： ； ；

表3-9 ○A轴和○D轴框架柱反弯点位置计算 层号

3.3 0.57 0.29 0 0 0 0.29 0.96 4 3.3 0.57 0.35 0 0 0 0.35 1.16 3 3.3 0.57 0.44 0 0 0 0.44 1.45 2 3.3 0.57 0.50 0 0-0.0325 0.47 1.55 1 4.4 0.76 0.67 0-0.0125 0 0.66 2.90

表3-10 ○B轴和○C轴框架柱反弯点位置计算 层号

3.3 1.88 0.39 0 0 0 0.39 1.29 4 3.3 1.88 0.44 0 0 0 0.44 1.45 3 3.3 1.88 0.49 0 0 0 0.49 1.62 2 3.3 1.88 0.50 0 0 0 0.50 1.65 1 4.4 2.51 0.56 0 0 0 0.56 2.46

表3-11 横向水平地震荷载作用下○A轴和○D轴框架柱剪力和柱端弯矩的计算 层号

1863.95 1427240 22408 0.016 29.82 0.29 69.87 28.54 4 3202.07 1427240 22408 0.016 51.23 0.35 109.89 59.17 3 4231.40 1427240 22408 0.016 67.70 0.44 125.11 98.30 2 4951.93 1427240 22408 0.016 79.23 0.47 138.57 122.89 1 5397.00 957260 19460 0.020 107.94 0.66 161.48 313.46

表3-12 横向水平地震作用下○B轴和○C轴框架柱剪力和柱端弯矩的计算 层号

1863.95 1427240 48954 0.034 63.37 0.39 127.56 81.56 4 3202.07 1427240 48954 0.034 108.87 0.44 201.19 158.08 3 4231.40 1427240 48954 0.034 143.87 0.49 242.13 232.64 2 4951.93 1427240 48954 0.034 168.37 0.50 277.81 277.81 1 5397.00 957260 28403 0.030 161.91 0.56 313.46 398.95

框架梁端弯矩和梁剪力以及柱轴力的计算过程和计算结果见表3-13

公式 梁端弯矩：

梁 剪 力：

柱 轴 力： 表3-13 横向水平地震作用下梁端弯矩、剪力及柱轴力（以受压为正）标准值计算 层号

AB跨（或DC跨）BC跨 柱轴力

(kN·m)

(kN·m)(m)(kN)

(kN·m)

(kN·m)(m)(kN)A柱 N(kN)B柱 N(kN)5 69.87 38.65 6.9 15.73 88.91 88.91 3.0 59.27-15.73-43.54 4 138.43 85.67 6.9 32.48 197.08 197.08 3.0 131.38-48.21-142.44 3 184.28 121.26 6.9 44.28 278.95 278.95 3.0 185.97-92.49-284.13 2 236.87 154.67 6.9 56.74 355.78 355.78 3.0 237.19-149.23-464.58 1 284.37 179.15 6.9 67.18 412.12 412.12 3.0 274.75-216.41-672.15 横向水平地震作用下的弯矩、剪力和轴力图见图3-8 图3-9 图3-10

图3-8 横向水平地震作用下M图（kN·m）

图3-9横向水平地震作用下V图（kN）

图3-10 横向水平地震作用下N图（kN）

第2节 竖向荷载作用下的内力计算

竖向荷载作用主要是指建筑物本身的自重、一些活荷载及雪荷载等 主要采用的方法有弯矩二次分配法等 竖向荷载下框架受荷总图 1)○A轴～○B轴间框架梁 楼梯传给梁的荷载:

图3-11 板传荷载示意图 图3-12 各层梁上作用的荷载

确定楼梯传递给梁的荷载时 要考虑楼梯的承重方式

一般分为墙承重和柱承重两种 本设计中采用柱承重 楼梯内受力梁总共有四根 其中两根包于纵墙内

另为两根介于平台板和梯段板之间 均称为平台梁

通过平台梁将楼梯荷载传递给与之相邻的梁上

休息处平台梁传荷载：

楼层处平台梁传荷载： 屋面板和女儿墙传给梁的荷载：

确定板传给梁的荷载时 要一个区格板一个区格板的考虑 本设计中均为双向板 沿四角点作线

将区格板分为四个小块

每小块板上的荷载传递给与之相邻的梁

本结构中所选框架的屋面荷载传递示意图见图3-11和图3-12所示

恒载：

活载：

○A轴～○B轴间框架梁的荷载为：

屋面梁 ：恒载=梁自重+板传荷载= 活载=板传荷载

楼面梁 ：均布荷载=梁自重+墙自重

集中荷载=休息平台梁传荷载

集中荷载=楼层平台梁传荷载

（注：楼面梁中恒载中已含活载）2)○B轴～○C轴间框架梁

楼面板和女儿墙传给梁的荷载：

恒载：

活载：

楼面板传给梁的荷载：

恒载：

活载：

○B轴～○C轴间框架梁的荷载为：

屋面梁：恒载=梁自重+板传荷载

活载=板传荷载

楼面梁：恒载=梁自重+板传荷载

活载=板传荷载 3)○C轴～○D轴间框架梁 屋面板和女儿墙传给梁的荷载：

恒载：

活载：

楼面板和墙传给梁的荷载：

恒载：

活载：

○C轴～○D轴间框架梁的荷载为：

屋面梁：恒载=梁自重+板传荷载= 活载=板传荷载= 4)○A轴柱纵向集中荷载的计算

顶层柱恒载=女儿墙自重+梁自重+板传荷载

= 顶层柱活载=板传荷载= 标准层柱恒载=墙自重+梁自重+楼梯传荷载 = 标准层柱活载=楼梯传荷载= 基础顶面恒载=底层外纵墙自重= 5)○B轴柱纵向集中荷载的计算 顶层柱恒载=梁自重+板传荷载

= 顶层柱活载=板传荷载= 标准层柱恒载=梁自重+板传荷载+楼梯传荷载 = 标准层柱活载=楼梯传荷载+楼梯传活载

= 6)○C轴柱纵向集中荷载的计算 顶层柱恒载=梁自重+板传荷载

= 顶层柱活载=板传荷载= 标准层柱恒载=墙自重+梁自重+板传荷载 = 标准层柱活载=板传荷载= 基础顶面恒载=底层内纵墙自重= 7)○D轴柱纵向集中荷载的计算

顶层柱恒载=女儿墙自重+梁自重+板传荷载

= 顶层柱活载=板传荷载= 标准层柱恒载=墙自重+梁自重+板传荷载 = 标准层柱活载=板传荷载= 基础顶面恒载=墙自重= 框架在竖向荷载作用下的受荷总图如图3-13所示（图中数值均为标准值）由于○A、○D二轴线的纵梁线分别与该二轴柱的外边线齐平故此二轴上的竖向荷载与柱轴线偏心 各偏 同时

为了达到美观和使用方便的要求 教学楼走廊内没有突出柱

则○B、○C二轴上竖向荷载与柱轴线也偏心 各偏

图3-13 竖向受荷总图 2 重力荷载代表值的计算

1)作用于屋面处均布重力荷载代表值的计算

恒载：

活载：

2)作用于楼面处均布及集中重力荷载代表值的计算

恒载：

活载：

3)由荷载代表值在屋面处引起的固端弯矩

恒载：

活载：

4)由荷载代表值在楼面处引起的固端弯矩

恒载：

活载：

5)分配系数的计算

表3-14 分配系数的计算 层号

相对线刚度 分配系数

A轴（D轴）B轴（C轴）A轴（D轴）B轴（C轴）

上柱 下柱 右梁 上柱 下柱 左梁 右梁 上柱 下柱 右梁 上柱 下柱 左梁 右梁 顶层1.0 0.57 1.310.35 0.20 0.45 标准层 1.0 1.0 0.57 1.0 1.0 0.57 1.31 0.39 0.39 0.22 0.26 0.26 0.15 0.33 底层 1.0 0.75 0.57 1.0 0.75 0.57 1.31 0.43 0.32 0.25 0.28 0.21 0.16 0.35

6)弯矩二次分配、梁端剪力及柱轴力的计算

用弯矩分配法求解重力荷载代表值下的弯矩 首先将各节点的分配系数填在相应的方框内 将梁的固端弯矩填写在框架相应的位置 然后将节点放松

把各节点不平衡弯矩同时进行分配

假定远端固定进行传递（不向滑动端传递）；右（左）梁分配弯矩向左（右）梁传递；上（下）柱分配弯矩向下（上）柱传递 实际上

弯矩二次分配法

只将不平衡弯矩分配两次 将分配弯矩传递一次

计算过程及结果见图3-

14、图3-15 表3-15～表3-27 弯矩图见图3-16和图3-17

图3-14 恒载作用下横向框架弯矩的二次分配

图3-15 活载作用下横向框架弯矩的二次分配

图3-16 竖向恒荷载作用下框架弯矩图（括号内为调幅值）

图3-17 竖向活荷载作用下框架弯矩图（括号内为调幅值）

表3-15 竖向恒载作用下AB跨梁端剪力的计算 层 号

均布 A端 B端30.35-2.77 101.94 107.48 4 25.55 86.23 70.87 6.9 88.15 64.61-92.4 1.91 154.67-6.16 3 25.25 86.23 70.87 6.9 88.15 64.61-92.4 2.06 154.82-6.31 2 25.25 86.23 70.87 6.9 88.15 64.61-92.4 1.98 154.74-6.22 1 25.25 86.23 70.87 6.9 88.15 64.61-92.4 3.41 156.17-7.65

表3-16 竖向恒载作用下BC跨梁端剪力的计算 层号

19.18 3 28.77 1.23 30.00 27.54 4 9.70 3 14.55-9.05 5.50 23.60 3 9.70 3 14.55-8.15 6.40 22.70 2 9.70 3 14.55-8.08 6.47 22.63 1 9.70 3 14.55-9.63 4.92 24.18

表3-17 竖向恒载作用下CD跨梁端剪力的计算 层号

30.35 6.9 104.70-3.12 101.58 107.82 4 35.53 6.9 122.58-0.34 122.24 122.92 3 35.53 6.9 122.58-0.66 121.92 123.24 2 35.53 6.9 122.58

第三篇：五层框架结构教学楼 基础毕业设计

XXX大学本科毕业设计 场地工程地质条件

1.1 工程概述

XX中学位于XX市XX区北部的，深南路的东侧。本次拟建的XX中学综合楼位于该校主路以东100米左右，主教学楼以北50米左右。

XX中学综合楼由XX区政府投资兴建。整体规划由XX规划设计院完成。施工图设计单位待定。广东省基础工程公司承揽了岩土工程详细勘查工作。拟建的XX中学综合楼为五层框架结构，建筑面积约1.3万平方米，拟建建筑物的重要性等级为Ⅱ级。

1.2 场地地形地貌

拟建场地位于凤凰山山前洪积倾斜平原与西乡河冲洪积平原的交汇处。拟建场地原始地形起伏较大。XX中学综合楼东南角发育古河道，呈东北～西南向分布。经历年平整农田回填。现地形平坦。

1.3 场地岩土工程条件

场地地表普遍分布有一层耕土。该场地第四系堆积层约140米厚，其上部主要为粉质粘土、粉土、中砂、细砂和粉砂。在地表下26米深度范围内，土层可以分为三大层。第一大层系埋深8米以内土层，其上部以粉质粘土层为主，呈软塑～可塑状态；往下逐渐相变为粉土质粘土夹粉土，以软塑状态为主，局部呈流塑，埋深4米左右夹一层厚度小于1米的棕褐色粉质粘土。第二大层系粉质粘土层，上部以硬塑状态为主，往下逐渐过渡呈可塑～硬塑状态，含较多结核、碎石、局部富集成层。该层顶面埋深8米左右，厚度约7米。第三大层主要为粉质粘土与粉土互层，埋深约15米。

据本次勘探资料，古河道穿过XX中学综合楼区，最大深度约11.20m。根据现场勘探并结合室内土工试验指标，按各土层形成年代由新而

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老分述如下：

①层填土（Q4）：由地表平整农田的填土和新近堆积层组成。填土主要为黄褐色粉质粘土。古河道中的新近堆积层为粉土夹砂，粉土、粉砂呈饱和，稍密状态。填土包括古河道中发育的新近堆积粉土夹砂在内的土层最大厚度达11.20米。此层土密实程度差异较大，属高压缩性土。

①—1层粉土夹砂（Q4）：上部为黄褐色、褐灰色、灰褐色粉土夹粉质粘土，粉土为饱和中密状态，粘粒（＜0.005mm）含量均大于10%；粉质粘土饱和，以软塑状态为主，局部流塑状态。中下部为灰褐色、青灰色粉土夹砂，粉土呈饱和稍密状态，粘粒含量大于10%，砂以透镜体状态不规则的穿插在粉土中，呈松散状态，含大量白色螺壳。本层分布于古河道中，层厚约0.37m～9.20m，一般厚6.43m左右。粉土中砂透镜体最大厚度可达2.50m，一般厚2.00m左右。

②—1层粉质粘土（Q4a1+p1新新）：灰褐色、黄褐色，饱和，以可塑状态为主，局部呈硬塑状态。含少许白色螺壳及黑色铁锰氧化物，属中等压缩性土。

②—2层粉质粘土（Q4a1+p1）：灰黄色、灰褐色，饱和，呈可塑～软塑状态。含少许白色螺壳及黑色铁锰氧化物，此土层局部相变为粉土，属中等偏高压缩性土。

②—3层粉质粘土（Q4a1+p1）：灰黄色，饱和，呈软塑～流塑状态。本层局部相变为粉土或粉砂。属中等偏高压缩性土。此层除古河道发育地段外，全场地均有分布。

③层粉土(Q4a1+p1)：棕红色、棕褐色，饱和，以可塑状态为主，局部呈硬塑状态，局部相变为粉土、粉砂。含铁锰氧化物，属中等压缩性土。此层除古河道发育地段外，全场地均有分布。

④层粉质粘土（Q4a1+p1）：灰黄、黄褐色，饱和，软塑～流塑状态，含铁锰氧化物、白色螺壳等，局部相变为粉土、粉砂。属中等偏高压缩性土。此层除古河道发育地段外，全场地均有分布。

⑤层粉质粘土（Q4a1+p1）：灰黄色、黄褐色，饱和，可塑状态，局部为硬塑状态。含钙质结核。此层为④层与⑥层粉质粘土过渡层，呈上软下硬趋势。属中等压缩性土。此层除古河道发育地段外，全场地均有分

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布。

⑥层粉质粘土（Q3a1+p1）：以灰褐色、黄褐色为主，底部为棕黄色，按土的状态划分为⑥—1与⑥—2层。⑥—1层以硬塑状态为主，局部呈坚硬状态。⑥—2层呈可塑～硬塑状态。该层中含较多钙质结核，局部含量达20%～30%，钙质结核含量高直接影响桩的贯入，故⑥—1层中钙质结核含量高的层段划分为⑥—1a。

⑥—1层粉质粘土（Q3a1+p1）：灰褐色、黄褐色，饱和，可塑～硬塑状态，含钙质结核，白色螺壳及少许铁锰结核。属中等偏低压缩性土。⑥—1a以上的⑥—1层以灰黄褐色为主。⑥—1a以下的⑥—1层粉质粘土为灰黄褐色～棕黄褐色。

⑥—1a层粉质粘土夹结核（Q3a1+p1）：灰褐色、黄褐色，饱和，可塑状态，局部坚硬状态，钙质结核含量高，达20%～30%，最大粒径为30mm。局部夹有粉土、粉砂；属中等偏低压缩性土。

⑦—1层粉土（Q3a1+p1）：红褐色、黄褐色，饱和，粉土、粉砂以中密状态为主，粉砂为红褐色，粉质粘土呈可塑～硬塑状态。属中等～中等偏低压缩性土。

⑦—2层粉质粘土夹粉土、粉砂（Q3⑧层粉土、粉砂夹粉质粘土（Q3a1+p1a1+p1）：粉质粘土以红褐色为主，可塑～硬塑状态，粉土、粉砂以黄褐色为主，呈稍密～中密状态。）：红褐色、黄褐色，饱和，粉土、粉砂以中密状态为主，粉砂为红褐色。粉质粘土呈可塑～硬塑状态。属中等～中等偏低压缩性土。本层未揭穿。

1.4 水文地质条件

拟建场地位于凤凰山洪积与西乡河冲洪积平原交汇处，是地下水的滞流区，也是地下水的滞流带，近几年来地下水位埋深最小的为0.40米；地下水位埋深最大的为3.30米，变化幅度在1.53米左右。其变化主要受大气降水的影响。

第四系土层中含孔隙潜水，勘察期间钻孔所揭示的楼区的地下水位埋深为1.66米～3.30米。本场地地下水对混凝土不具腐蚀性；对钢筋

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混凝土结构中的钢筋具弱腐蚀性。由于拟建场地地下水位埋藏浅，地下水对地面建筑物基础与建筑物底层的地面防水、防潮带来不利影响。该场地最大冻土深度0.31米。据资料可知：①—1层的渗透系数为0.9m／d；②—1层、②—2层的渗透系数为0.02 m／d；②—3层的渗透系数为0.15 m／d；本场地内不存在对地下水和地表水的污染源。

1.5 地震效应分析

1.5.1 地震烈度

根据《中国地震烈度区划区》（1990），XX市地震基本烈度为7度。拟建建筑物为框架结构，根据《建筑抗震设计 《建筑桩基技术规范》（JGJ 94—94）》（GB50011—2001）之规定，应按7度进行抗震设防。设计基本地震加速度值为0.10g。本拟建场地为建筑抗震不利场地。

1.5.2 场地土类型和建筑场地类别

根据资料，本场地20米深度范围内均系中软场地土；埋深60m以下第四系堆积层的Vse 值大于500m/s，故本场地覆盖层厚度为60米，大于50米，建筑场地类别为Ⅲ类。

1.5.3 液化判别

根据《建筑抗震设计 《建筑桩基技术规范》（JGJ 94—94）》（GB50011—2001）之规定，建筑场地20米深度范围内存在饱和粉土、砂层时，应进行液化判别。

本建筑场地20米深度范围内存在饱和粉土、粉砂为古河道中赋存的①—1层粉土夹砂，其下③层粉质粘土夹粉土，⑦—1层粉土、粉砂夹粉质粘土，根据土工试验成果表明，粉土层中的粘粒（＜0.005min）含量均大于10%，设防烈度为7度时，系非液化土；且⑦—1层粉土、粉砂夹粉质粘土地质年代为第四系晚更新世(Q3)，该层可判定为不液化土层。

对①—1层中的粉砂透镜体的液化判别：根据煤炭工业部武汉设计研究院一期详勘在钻孔边布设了专门液化判别孔。对古河道中赋存①—1

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层粉质粘土夹粉土、粉砂进行液化判别，液化判别结果表明，为不液化土。本次勘探中XX中学综合楼东南角的小部分为古河道，通过拟建建筑物的规模小，可以不考虑液化土层的影响。

1.6 场地内各土层的物理力学性质

本次勘查采用钻探取样室内试验结合原位测试的方法进行，以获取场地土的物理力学性质指标，各项试验指标分别统计列表如下：

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土的物理力学性质分层统计表（表1）

层编号 岩土名称 层厚(m)1.94 6.48 1.05 1.45 1.45 1.29 1.94 1.10 1.83 2.6 4.50 5.00 重力密度r（KN/m³)

19.8 19.7 19.8 19.8 19.8 19.7 20.1 20.4 20.4 20.7 20.1 20.0

压缩模量承载力特桩侧阻力桩端阻力Es0.1-0.2 征值标准值标准值

fak(Mpa)qsin(Kpa)qpk(Kpa)4 7.0 6.5 6.0 4.0 6.0 3.5 7.0 15.0 12.0 9.0 11.0

160 120 90 160 80 160 350 250 230 220 16 23 20 15 23 15 23 32 30

1100 1000 素填土 粉土加砂 粉质粘土 粉质粘土 粉质粘土 粉质粘土③

夹粉土

④ 粉质粘土 ⑤ 粉质粘土

⑥1 粉质粘土

粉质粘土 ⑥1a

夹结核

⑥2 粉质粘土

粉土、粉 ⑦1 砂夹粉质粘土 粉土、粉 ⑦2 砂夹粉质粘土土 粉土、粉⑧ 砂夹粉质粘土 ①

①1 ②

1②

2②3

6.00 20.3 9.0 200

5.00 21.0

8.8 220

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各层岩土工程地质条件评价和基础方案比较

2.1 岩土工程条件分析与评价

2.1.1 场地稳定性

本场地地形平坦，属稳定场地，适宜建筑建筑物。有关断层影响问题，在选址阶段已有专题论述，详见相关资料。

2.2 场地土层分布特点

⑪因校区位于凤凰山山前洪积倾斜平原与冲洪积平原交汇处，第四系山前洪积物与河流相冲洪积物相互穿插堆积。土层分布空间变化较大。受古河道的影响，增加了浅部地基土的不均匀性。

⑫埋深约8.0米以内的土层（即④层及④层以上各层）堆积年代较新，由于地下水埋藏浅，其固结强度较差，土质软弱，尤其是②—3层及④层，呈软塑～流塑状态。该二土层的静探比贯入阻力平均值分别为0.80MPa与0.78MPa，其地基承载力低，系中等至高压缩性土，不宜作为五层建筑物的天然地基持力层。

⑬⑤层粉质粘土呈上软下硬趋势，系④层粉质粘土与⑥层粉质粘土之间过渡层，厚薄不均，亦增加了地基土的不均匀性。

⑭⑥层粉质粘土呈现上硬下软特性。⑥—1层为硬塑状态，属中等偏低～低压缩性土。⑥—2层呈可塑～硬塑状态，系中等～中等偏低压缩性土。⑦层以下各土层多系粉质粘土与粉砂、粉土互层，粉质粘土呈可塑～硬塑状态，系中等～中等偏低压缩性土。故⑥层以下土层可作为多层建筑物的桩基的持力层。

⑮⑥—1层粉质粘土中含多量结核，并局部富集。根据静力触探贯入情况分析，预制桩及沉管桩难以穿透此层，从成桩可能性考虑单独划出⑥—1层，以便桩型选用。

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2.3 基础型式分析与选择

2.3.1 天然地基

因浅部地基土（包括①层、①—1层、②层、③层及④层）各土层的物理力学性质差异较大，多系高压缩性土，且②—3层粉质粘土与④层粉质粘土承载力特征值仅90KPa、80KPa。故五层框架不宜选用天然地基方案。

2.3.2 复合地基

采用复合地基方案时，桩型可采用粉喷桩或水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）。CFG桩适用于处理粘性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基。CFG桩的桩身材料有碎石、粉煤灰和水泥组成。成桩功以类似灌注桩，桩身质量较容易保证。水泥粉煤灰碎石桩地基竣工验收时，承载力检验应采用复合地基载荷试验。

由于拟建建筑物均为五层框架结构的建筑物，上部结构荷载较大，经地基处理的复合地基承载力难以满足设计要求，故五层框架不宜选用复合地基方案。

2.3.3 桩基础

拟建场地⑥层粉质粘土及⑥—1a层粉质粘土夹结核强度较高，具中等偏低至低压缩性，埋深较大，可作为桩端持力层。当采用桩基方案时，应考虑⑥—1a层对成桩的影响。建议采用复打沉管桩，以进入⑥—1层或⑥—1a层1m～2m为宜。复打沉管桩的桩基参数见表6。沉管桩及在施工中有噪音，由于拟建建筑物与新校区学生的学习生活地点有一等的距离，故对新校区学生的学习生活影响不大。

2.4 古河道的分析

古河道形成与第四系全新世，由于古河水的向下侵蚀作用而形成，XXX大学本科毕业设计

根据前期资料结合本次勘探可分析，该古河道呈弯曲状经过新校区场地。XX中学综合楼东南角发育古河道，呈东北～西南向分布，一般深度9.0m左右，最大深度10.90m。古河道的存在对建筑物的稳定性不构成威胁。

2.5 结论与建议

⑪本场地地形平坦，属稳定场地，适宜选作建筑场地。⑫各土层的地基设计参数见表1。

⑬勘探期间XX中学综合楼区地下水位埋深为1.66m～3.30m。近几年来地下水位埋深最小的为0.4m；地下水位埋深最大的为3.30m，变化幅度在1.53m左右。地下水对混凝土不具腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具弱腐蚀性。①—1层的渗透系数为0.9m／d；②—1层、②—2层的渗透系数为0.02 m／d；②—3层的渗透系数为0.15 m／d。

⑭本场地的地震基本烈度为7度。地表下20m深度范围内的土层系中软场地土，属Ⅲ类建筑场地。本拟建场地为建筑抗震不利地段。

⑮本场地浅部地基土为软土，且分布不均匀，加上由于古河道的存在，不宜作为拟建建筑物的天然地基持力层。

⑯建议采用桩基，采用⑥—1层或⑥—1a层作为桩端持力层。桩基选用时应综合考虑各因素，由于⑥层粉质粘土中钙质结核分布规律性差，有些地段其上部不含钙质结核的土层后度较薄，有的地段⑥—1a层中粉质粘土相对较软，均影响施工时桩长控制，增加了预制桩的截桩和接桩工作量，故建议采用复打沉管灌注桩，一旦沉管中有水，应采用导管浇灌混凝土。施工时应防止缩颈和断桩现象的发生。

⑰沉管桩基在施工中有噪音，由于拟建建筑物与新校区学生的学习生活地点有一定的距离，故对新校区学生的学习生活影响不大。

⑱桩端进入⑥—1a层1m，桩径450mm的复打沉管灌注桩。

XXX大学本科毕业设计 A区KZ3柱下桩基方案设计计算

该教学楼A区长为43.9米，宽为23.8米，采用框架结构，每层高4.2米，共五层，查《岩土工程勘察规范》（GB 50021—2001）得出该场地类型为C类。

3.1 风荷载计算

⑪楼高H

H54.221m

⑫柱子最大承担上部荷载面积（即柱KZ3）S

S7.25.539.6m2 ⑬单根柱子承担房屋自重产生的荷载P

P39.65183564kN

⑭风引起的荷载计算

wkzszw0

式中 wk— 风荷载标准值;z— Z高度处风振系数;s— 风荷载体型系数;z— 风荷载高度变化系数;w0— 基本风压（kN/㎡）。

根据《建筑结构荷载规范》（GB 50009—2001）查得:焦作地区z1.0,uz1.8,w00.45,迎风面us0.8，背风面us0.5；可得 wk1(0.80.5)1.80.451.053kN/m2

标准值转化为设计值ak

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wak1.4wk 1.41.0531.474kN/m2

风荷载产生的剪力V

VwkHL 1.474217.2 222.264kN风荷载产生的力矩M

M

1wkLH2211.4747.2212 22340.122kNm由于该排有四根柱子且惯性矩都相等，故： 每根柱子承担的剪力为

11V222.264 4 455.566kN每根柱子承担的力矩为

11M2360.722 4 4585.031kNm3.2 桩型选择和持力层确定

根据地质勘察报告，建议桩端进入⑥—1a层1m，大于2d，即大于0.9m，满足 《建筑桩基技术规范》（JGJ 94—94）要求，即桩长为20m，桩径450mm的复打沉管灌注桩。

3.3 验算单桩承载力

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确定单桩竖向极限承载力标准值Quk QukQskQpkuqsikliqpkAp

式中 Qsk— 单桩极限摩阻力标准值（kN）；

Qpk— 单桩极限端阻力标准值（kN）；

u— 桩的横断面周长（m）；

Ap— 桩的横断面底面积（㎡）；

li— 桩周各层土的厚度（m）；

qsik— 桩周第i层土的单位极限摩阻力标准值（kPa）；

qpk— 桩底土的单位极限端阻力标准值（kPa）；

ud3.140.451.413m

3.140.452 Ap0.318m2

44Quk1.413(0.44106.42161.05231.45201.95151.29231.94151.1231.8332130)0.1591000513.075159672.075kNd23.4 确定桩数及桩的布置

3.4.1确定单桩竖向极限承载力设计值R，并确定桩数n及其分布

假设先不考虑群桩效应（即桩数不超过3）估算单桩竖向承载力设计值R：

RQsksQpkp

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式中 Qsk— 单桩总极限侧阻力标准值（kN）；

Qpk— 单桩总极限端阻力标准值（kN）；

s— 桩侧阻抗力分项系数；

p— 桩端阻力分项抗力系数。查表得：sp1.70，则：

R QsksQpkp513.0751591.71.7 672.0751.7395.338kN按轴力P和R估算桩数n为： n=P35649 R395.338由于n大于3，应考虑群桩效应和承台的效应确定R。姑且先取桩数n=9，装的布置按正方形排列，桩距sa=1600mm大于3d=1350mm，取边桩中心矩到承台边缘距离为500mm，布置如图（3-1）：

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图3--1桩的平面布置图

则承台底面尺寸为4.2m×4.2m。下面按桩数为9求单桩竖向承载力设计值R：

sQskpQpkcQck R spcieqckAciAceAcc其中 Qck，qck2fk，cc AAnccs— 侧阻群桩效应系数；

p— 端阻群桩效应系数；

c— 承台底土阻力群桩效应系数；

i— 承台内区土阻力群桩效应系数； cce— 承台外区土阻力群桩效应系数；

c— 承台底土阻抗力分项系数；

Qck— 桩基中相应于任一复合地基桩的承台底地基土总极限阻力标准值（kN）；，地基土极限qck— 承台底1/2宽度的深度范围内（l≤5m）抗力标准值；

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可按《《建筑桩基技术规范》（JGJ 94—94）中相应的地基土承载力标准值乘2取值；

Ac— 承台底地基土净面积（㎡）；

Aic— 承台内区的净面积（㎡）；

Ae—承台外区的净面积（㎡）； c fk— 承载力特征值（kPa）。

图3--2

由 saB3.6,c0.21得：fk250kPa dl查表和图3—2得：sp1.70，c1.70，s=0.856，p=1.491，ci0.126，ce0.696

Aic(3.20.45)213.323m2 Aec17.6413.3234.317mAc4.24.217.64m2

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eAiceAcccAcAcic 0.1260.26613.3234.3170.696 17.6417.64QckqckAcn50017.64 9980kNR sQskpQpkcQckspc513.075159980

1.4910.2661.701.701.70258.348139.452153.361551.141kN0.8563.4.2 按桩身强度验算承载力设计值

混凝土强度等级为C20（fc7.2N/mm2,ft0.9N/mm2）则有：

RlfcA10.87.215962.5915.624kN＞551.14kN 下面验算n=9是否合适，承台面积为4.2×4.2=17.64㎡，柱中心到承台边缘距离为500mm,布图如下图3—3：

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室内地平面室外地平面

查规范得XX市XX区的最大冻结深度为0.5m，则承台顶面距天然地基为0.5m，承台及土总体积为V24.24.21.526.46m3，承台体积

图3--3V14.24.2117.64m3，土的重度为m20kN/m。混凝土密度24.5kN/m3。

承台自重：GV124.5V220608.58kN

nPG3564608.587.6＜9 R551.14则桩数9根桩可以，确定承台底面尺寸及桩的排列如图3—4：

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***6004200图3--4桩的平面布置图

3.5桩基中各单桩受力验算

3.5.1单桩所受的平均竖向作用力

受力图为下图3—5：

V=55.566KNM=585.031KN.m003000006100***04200图3--5

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单桩所受的平均竖向作用力为

N PGn3564608.58 9463.62kN桩基中单桩最大受力Nmax、最小受力Nmin为 NmaxNminPGMyxiMxyi nnn22xyiii1i1式中 My— 作用于承台底面的外力对通过群桩形心的y轴的力矩设计值（kNm）；

Mx— 作用于承台底面的外力对通过群桩形心的X轴的力矩设计值（kNm）；

xi— 第i桩到y轴的距离（m）；

yi— 第i桩到x轴的距离（m）。

MyMVhi 585.03155.5661

640.597kNm MyMx