某住宅楼2号轴框架结构设计与建筑制图 房屋建筑毕业设计说明书 土木论文.doc

宁波工程学院本科毕业设计(论文)中文摘要毕业设计（论文）计算说明书设计（论文）题目： 宁波市天合家园某住宅楼 2号轴框架结构设计与建筑制图 学 院 名 称： 建筑工程学院 专 业： 土木工程 学 生 姓 名： 陈绍樑 学 号： 09404010421 指 导 教 师： 马永政、陶海燕 职 称： 讲 师 2013年 4 月 20 日宁波工程学院本科毕业设计(论文)中文摘要摘 要本工程毕业设计遵循先结构，后基础的设计过程，根据任务书和指导书的要求，完成钢筋混凝土框架结构的宁波天合家园某住宅楼的结构设计、基础设计。本工程结构设计时密切结合建筑设计，力求经济合理，考虑毕业设计的特殊要求，以简化手算为主。结构设计主要包括以下几个部分：重力荷载计算；框架侧移刚度计算；横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算；竖向荷载作用下框架结构的内力计算；截面设计和配筋计算；楼梯设计；梁板设计和基础设计。关键词：钢筋混凝土，框架结构，结构设计1中文摘要abstractbefore graduation to follow this structure，after the foundation of the design process，according to mandate the requirements of books and instructions to complete reinforced concrete frame structure of multi-functional building in ningbo tianhejiayuan structure design, foundation design.the design of engineering structures closely integrated architectural design，and strive to economic rationalityconsider the special requirements of graduation project in order to hand-count-basedstructursl design include the following main parts；the calculation of gravity load；the framework of lateral stiffness calculation；transverse horizontal load structure under the framework of the calculation of internal force and displacement；vertical load structure under the framework of the internal force calculating；design and reinforced cross-section calculation；staircase design；beam design and foundation designkey words：reinforced concrete structure；frame structure；structure design1目录目 录1 工程概况及设计依据11.1 楼面做法11.1.1 普通楼面11.1.2 屋面做法11.2 设计依据12 楼板设计32.1 荷载计算：32.2 内力计算：42.3 板配筋计算53 梁柱截面设计113.1 框架梁柱截面尺寸确定113.1.1 框架梁截面尺寸初估113.1.2 框架柱截面初估123.1.2 结构平面布置图144 楼盖梁的设计154.1 梁的配筋计算154.1.1 kl7配筋计算154.1.2 kl2配筋计算175 框架设计计算205.1 梁柱线刚度计算205.2 恒荷载作用下结构内力计算215.2.1 恒荷载计算215.2.2 节点集中荷载标准值225.2.3 梁固端弯矩计算235.2.4 梁固端弯矩分配255.2.5 框架梁跨内最大弯矩及支座剪力计算285.3 活荷载作用下结构内力计算315.3.1 活荷载计算315.3.2 活荷载作用下框架内力计算335.4 风荷载作用下结构内力计算355.4.1 横向框架在风荷载作用下的计算简图355.4.2 横向框架在风荷载作用下的位移计算365.4.3 横向框架在风荷载作用下的内力计算385.5 框架梁柱内力组合445.5.1 框架梁内力组合445.5.2 框架柱内力组合465.6 框架梁柱截面设计475.6.1 框架梁截面设计475.6.2 框架柱截面设计486 楼梯设计506.1 楼梯的主要尺寸506.1.1 踏步尺寸506.2 双跑平行现浇板式楼梯设计506.2.1 楼梯梯段斜板设计506.2.2 楼梯平台板设计一516.2.3 楼梯平台梁设计一526.2.4 楼梯平台板设计二536.2.5 楼梯平台梁设计二537 桩基础的设计557.1 调查研究，收集设计资料557.2 桩型的选择及几何尺寸的确定557.3 单桩承载力特征值的计算557.4 2轴框架桩基础设计557.4.1 初步确定b轴柱承台几何尺寸及桩数并布桩557.4.2 承台的设计计算567.4.3 绘制桩基配筋图57参考文献59致 谢60i宁波工程学院本科毕业设计(论文)计算说明书1 工程概况及设计依据本工程为宁波市天合家园某住宅楼的设计。建筑高度为16.0米。五层现浇钢筋混凝土框架结构。设计标高为，建筑耐火二级，抗震设防烈度为6度，主体结构合理使用年限为50年。1.1 楼面做法1.1.1 普通楼面 1）20厚1:2.5水泥砂浆找平2）钢筋混凝土现浇楼板3）10厚混合砂浆抹灰1.1.2 屋面做法 1） 40厚c20细石混凝土 2） 40厚挤塑聚带乙烯泡沫塑料板 3） 20厚1:3水泥砂浆找平 4） 3厚bac单面自粘改性沥青防水卷材 5） 100厚现浇钢筋混凝土板 6） 抹灰10厚混合砂浆1.2 设计依据1 颜德姮，程文瀼混凝土结构（上册）m第四版北京：中国建筑工业出版社，20092 颜德姮，程文瀼混凝土结构（中册）m第四版北京：中国建筑工业出版社，20093 刘立新，叶燕华混凝土结构原理m武汉：武汉理工大学出版社，201084 陈希哲土力学地基基础m北京：清华大学出版社，200445 李廉锟结构力学（上册）m第4版上海：高等教育出版社，200476 gb 50009-2001，建筑结构荷载规范s北京：中国建筑业出版社，20067 gb 50011-2010，建筑抗震设计规范s北京：中国建筑工业出版社， 20108 gb 50010-2002，混凝土结构设计规范s北京：中国建筑工业出版社， 20029 gb 50007-2002，建筑地基基础设计规范s北京：中国建筑工业出版社， 200210 jgj3-2002，钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程s北京：中国建筑业出版社， 200211 jgj 9494，建筑桩基技术规范s北京：中国建筑工业出版社，199512 03g3291，建筑物抗震构造详图j中国建筑标准设计研究院出版，200360宁波工程学院本科毕业设计(论文)计算说明书13 gb/t 501052001，建筑结构制图标准s北京：中国计划出版社，2002宁波工程学院本科毕业设计(论文)计算说明书2 楼板设计2.1 荷载计算：1）100mm厚板恒荷载标准值： 20厚1:2.5水泥砂浆找平： 0.0220=0.4kn/m2 100厚现浇楼板： 0.125=2.5kn/m2 10厚混合砂浆抹灰： 0.0117=0.17kn/m2 板面装修荷载： 1.1kn/m2 恒载小计： 4.17kn/m2活载标准值 2.5kn/m2荷载组合设计值： q+g=1.24.17+1.42.5=8.5kn/m2）120mm厚板恒荷载标准值： 20厚1:2.5水泥砂浆找平： 0.0220=0.4kn/m2 120厚现浇楼板： 0.1225=3kn/m2 10厚混合砂浆抹灰： 0.0117=0.17kn/m2 板面装修荷载： 1.1kn/m2 恒载小计： 4.67kn/m2活载标准值： 2kn/m2荷载组合设计值： q+g=1.24.67+1.42=8.4kn/m23）100厚屋面板恒载标准值： 40厚c20细石混凝土 0.0424=0.96kn/m2 40厚挤塑聚带乙烯泡沫塑料板 0.040.5=0.02kn/m2 20厚1:3水泥砂浆找平 0.0220=0.4kn/m2 100厚现浇钢筋混凝土板 0.125=2.5kn/m2 抹灰10厚混合砂浆 0.0117=0.17kn/m2活载标准值： 上人 2.0kn/m2 不上人 0.5kn/m2荷载组合设计值 上人 q+g=1.23.091.42=6.51kn/m2 不上人 q+g=1.353.09+0.71.42=4.66kn/m2宁波工程学院本科毕业设计(论文)计算说明书2.2 内力计算：由于板块较多且计算过程相同，故只以一块双向板和一块单向板为例列出计算过程，其余板块见内力计算表(1)板块1 双向板图2-1 板块1尺寸l1/l2=2200/3600=0.61 m1=0.0489 m2=0.0133m=0.0489+0.20.0133=0.0516m=0.0133+0.20.0489=0.0231跨中最大弯矩：m1=mql=0.05168.42.22=2.1kn.m m2=mql=0.02318.42.22=0.939kn.m支座最大弯矩： m=0.1085 m=0.0781 m=mql=0.10858.42.22=4.4kn.m m=mql=0.07818.42.22=3.18kn.m(2)板块12 单向板图2-2 板块12尺寸l1/l2=2100/7800=0.27 单向板跨中最大弯矩：m1=1/10ql=1/108.42.12=3.7kn.m支座最大弯矩：m=1/14ql=1/148.42.12=2.65kn.m表2-1 二层楼板内力计算表楼板l1/l2属性m1（kn.m）m2（kn.m）m1（kn.m）m2（kn.m）b10.61双向板2.10.9394.43.18b20.86双向板3.90.5742.32.3b30.65双向板3.231.66.885.12b40.83双向板0.860.5360.0981.88b50.64双向板1.490.623.113.11b60.85双向板3.452.137.546.17b71双向板3.853.118.98.15b80.76双向板2.821.645.964.85b90.95双向板3.343.057.97.6b100.76双向板5.192.62118.48b110.62双向板0.530.221.110.81b120.27单向板3.7-2.65-b130.44单向板2.17-1.55-b140.44单向板3.03-2.17-2.3 板配筋计算保护层厚度取20mm，钢筋采用hrb335,混凝土采用c25板块1配筋： 板底配筋：短跨，= （满足） 选用10200，实（满足） 长跨：，选用8200（满足）板顶配筋：短跨，= （满足） 选用10200，实（满足） 长跨：，= （满足） 选用10200，实（满足）板块2配筋： 板底配筋：短跨，= （满足） 选用10200，实（满足） 长跨：，选用8200（满足）板顶配筋：短跨，= （满足） 选用10200，实（满足） 长跨：， 计算过程同短跨，选用10200，实 由板块内力弯矩可知，b3-b9、b11板顶短跨选用10200，长跨选用8200，板底长短跨均用10200。板块10配筋： 板顶配筋：短跨，= （满足） 选用10160，实（满足）长跨：，= （满足） 选用10100，实（满足）板底配筋：短跨，= （满足） 选用10200，实（满足） 长跨：，选用构造钢筋8200（满足）板块12配筋：板底配筋：短跨，= （满足） 选用10200，实 （满足） 长跨：由于单向板长跨方向不受力，即采用构造配筋8200（满足）板顶配筋：短跨，= （满足） 选用10200，实（满足） 长跨：单向板长跨不受力，采用构造配筋8200即可。b13、b14有内力弯矩可知配筋与b12相同即可满足。表2-2 二层板配筋表楼板截面选配钢筋实际配筋（mm）b1板底短10200393长8200251板顶短10200393长10200393b2板底短10200393长8200251板顶短10200393长10200393b3板底短10200393长8200393板顶短10200393长10200393b4板底短10200393长8200393板顶短10200393长10200393b5板底短10200393长8200393板顶短10200393长10200393b6板底短10200393长8200251板顶短10200393长10200393b7板底短10200393长8200251板顶短10200393长10200393b8板底短10200393长8200251板顶短10200393长10200393b9板底短10200393长8200251板顶短10200393长10200393b10板底短10200393长8200251板顶短10160491长10100503b11板底短10200393长8200251板顶短10200393长10200393b12板底短10200393长8200251板顶短10200393长10200251b13板底短10200393长8200251板顶短10200393长10200393b14板底短10200393长8200251板顶短10200393长102003933 梁柱截面设计3.1框架梁柱截面尺寸确定3.1.1 框架梁截面尺寸初估kl1 h=5400=(450675) b=(129338)取h=550mm b=250mmkl2 h=5500=(458687) b=(131344)取h=550mm b=250mmkl3 h=7800=(650975) b=(186488)取h=750mm b=250mmkl4 h=5400=(450675) b=(129338)取h=550mm b=250mmkl5 h=4200=(350525) b=(100263)取h=400mm b=250mmkl6 h=6400=(533800) b=(152400)取h=600mm b=250mmkl7 h=4300=(358537) b=(102269)取h=400mm b=250mmkl8 h=3600=(300400) b=(86200)250mm取h=550mm b=250mmkl9 h=7800=(650975) b=(186488)取h=750mm b=250mmkl10 h=2600=(217325) b=(62163)取h=300mm b=250mmkl11 h=6500=(542812) b=(155406)取h=700mm b=250mmcl1 h=3600=(200300) b=(57150)取h=250mm b=150mmcl2 h=2200=(122183) b=(3592)取h=150mm b=150mmcl3 h=4300=(239358) b=(68179)取h=300mm b=150mmcl4 h=1800=(100150) b=(2975)取h=150mm b=150mmcl5 h=4200=(233350) b=(67175)取h=300mm b=150mm3.1.2 框架柱截面初估按轴压比估算，近似按n=1.25nk计算，设防烈度6级，抗震等级四级，柱轴压比限值0.9z4 n4=1.25153.0255=283.6kn a=283.6/(0.911.9)=26480mm b=h=163mm300mm 初选b=h=300mmz3 n3=1.25158.85=825kn a=825/(0.911.9)=77031mm b=h=278mm300mm 初选b=h=300mm由需符合最小柱截面要求得：z1、z5、z6、z7、z11初选面积均为300mm300mmz2 n2=1.251513.25=1237.5kn a=1237.5/(0.911.9)=115546mm b=h=340mm 初选b=h=400mmz8 n8=1.251510.1655=953kn a=953/(0.911.9)=88982mm b=h=298mmm故按第一类截面计算=0.033=0.034 =0.0341.09.6900365/360=297.8mm2选配4c10，实际as=314梁的支座处按矩形截面计算： =0.078/fy=199.5mm2选配3c 10，实际as=234斜截面受剪承载力计算a、截面尺寸复核=365-120=245mm因，截面尺寸按下式验算截面尺寸满足要求b、箍筋计算需按计算配置箍筋假定选用a8150双支箍筋，则斜截面受剪承载力为（满足要求）。4.1.2 kl2配筋计算截面尺寸为250mm550mm（1） 荷载计算表4-2 kl2荷载计算荷 载 种 类荷载标准值 ()钢筋混凝土梁自重20厚1:2水泥砂浆抹灰上面板传来荷载恒荷载合计蒸压加气混凝土砌块两侧20厚水泥砂浆抹灰合 计活荷载梁l1传来集中荷载31.623荷载设计值（由永久荷载控制）（2）计算简图为计算简便，取轴线间距为计算跨度，计算偏安全。梁的几何尺寸及计算简图如下图：图4-2 kl2的计算简图（3）内力计算为计算简便并使计算结果偏于安全，在计算跨中弯矩时采用两端铰支，计算支座弯矩时采用两端固定。支座剪力： 跨中最大弯矩：已知最大弯矩在处，由计算得，在距a点2831mm处 支座最大弯矩： 正截面受弯承载力计算梁的跨中按t形截面进行承载力计算，其翼缘，假定选用c 10钢筋作为受力主钢筋，则截面有效高度为：判断t形截面： 故按第一类截面计算 选配4c 18，实际as=1017梁的支座处按矩形截面计算 ：选配4c16，实际as=804斜截面受剪承载力计算a、截面尺寸复核因，截面尺寸按下式验算截面尺寸满足要求。b、箍筋计算需按计算配置箍筋假定选用a8150双支箍筋，则斜截面受剪承载力为（满足要求）。5 框架设计计算为了便于设计计算，在计算模型和受力分析上做了不同程度的简化。以第2轴框架为例。底层层高2.5m，其余层层高均为2.9m。柱截面尺寸zc为400400mm，其余均为300300mm。由于顶层结构突变，故此框架以四层计算。图5.1 2轴框架立面图5.1梁柱线刚度计算在求梁截面惯性矩时，考虑到现浇楼板的作用，取5400跨梁线刚度 5.4=1.2844200跨梁线刚度 4.2=1.6512200跨梁线刚度 2.2=3.151底层柱线刚度 （m） （m）二四层柱线刚度 （m） （m）图5-2 梁柱截面线刚度 （单位：）5.2 恒荷载作用下结构内力计算5.2.1恒荷载计算四层框架梁线荷载标准值 框架梁自重 两侧20厚水泥砂浆抹灰 合计 3.438+0.36=3.798kn/m 屋面恒荷载 3.09kn/m2一三层框架梁线荷载标准值 框架梁自重 两侧20厚水泥砂浆抹灰 200厚外墙自重 内墙面粉刷 合计 7.307kn/m 楼面荷载 4.67kn/mac段集中力一三层框梁cl1线荷载 框梁自重 两侧20厚水泥砂浆抹灰 合计 1.042kn/m 楼面恒荷载 4.67kn/m g2=4.67*3.8/2=8.873kn/m支座剪力 屋顶无cl1梁5.2.2节点集中荷载标准值屋面框架节点集中荷载标准值图5.3 屋顶框架节点集中荷载 一三层框架节点集中荷载标准值图5.4 一三层框架节点集中荷载 5.2.3 梁固端弯矩计算采用分层法计算梁固端弯矩 四层图5.5 四层ac跨荷载简图图5.6 四层ce跨荷载截图 图5.7 四层eg跨荷载截图 一三层图5.8 一三层ac跨荷载简图图5.9 一三层ce跨荷载简图图5.10 一三层eg跨荷载简图5.2.4 梁固端弯矩分配1. 除底层外，柱线刚度0.9。2. 底层柱的弯矩传递洗漱为0.5，其余各层柱的传递系数为。3. 除底层外各柱线刚度相同，每层梁线刚度相同。分配系数如下：表5-1 各层梁固端弯矩分配系数楼层柱分配系数数值楼层柱分配系数数值四层a0.14二、三层a0.1230.860.754c0.357c0.3010.4590.3880.1840.155e0.329e0.3160.6290.6040.0420.04g0.062g0.0590.9380.883底层a0.153底层e0.0510.1190.040.7280.313c0.1920.5970.149g0.0740.2890.0580.3710.868 顶层弯矩分配：图5.11 顶层弯矩分配计算过程 （单位：）图5.12 顶层弯矩分配计算结果 （单位：）二、三层弯矩分配： 图5.13 二、三层弯矩分配计算过程 （单位：）图5.14 二、三层弯矩分配计算结果 （单位：）底层弯矩分配： 图5.15 底层弯矩分配计算过程 （单位：）图5.16 底层弯矩分配计算结果 （单位：）叠加各层弯矩：图5.16 恒载作用下弯矩叠加图（单位：）5.2.5 框架梁跨内最大弯矩及支座剪力计算四层： ac跨图5.17 四层ac跨荷载简图对a点取距，由得：21.712kn由得：求跨内最大弯矩，已知处弯矩最大，并且处距a点距离为米。假定对a点取距，求m其余结果见表格：表5-2 最大弯矩及支座剪力楼层梁v左（kn）v右(kn)x(m)m(kn.m)四层ac跨25.5221.7122.8736.577ce跨30.0926.9672.1262.886eg跨12.5867.0491.2892.582三层ac跨56.409174.1652.96353.808ce跨67.01437.7762、49831.332eg跨17.44118.9691.1639.927二层ac跨56.252174.0083.21375.45ce跨67.01437.7762、49831.332eg跨17.08719.3231.16410.314底层ac跨55.822173.5782.92149.823ce跨66.86637.9242.49731.534eg跨17.71418.6961.1619.496图5.18 框架恒载作用下弯矩图（单位：）图5.19 框架恒载作用下剪力图（单位：）图5.20 框架恒载作用下轴力图（单位：）5.3活荷载作用下结构内力计算5.3.1 活荷载计算 （1）一四层框架梁线荷载标准值 一四层活荷载标准值 2.0kn/m2 线荷载为： （2）一四层框架节点上的集中荷载a轴： 梁传来楼面荷载 作用在框架节点上的集中荷载力 c轴： 梁传来楼面荷载1 梁传来楼面荷载2 梁传来楼面荷载3 集中荷载： e轴： 梁传来楼面荷载1 梁传来楼面荷载2 集中荷载： g轴： 梁传来楼面荷载 集中荷载： 图5.21 活荷载作用下结构计算简图5.3.2 活荷载作用下框架内力计算框架在活荷载作用下的内力计算方法同恒荷载，直接得出内力图。图5.22 框架活载作用下弯矩图（单位：）图5.23 框架活载作用下轴力图（单位：）图5.24 框架活载作用下剪力图（单位：）5.4 风荷载作用下结构内力计算5.4.1 横向框架在风荷载作用下的计算简图(1)风压标准值计算公式为： 因为结构高度，可取，对于矩形平面，可查建筑结构荷载规范得。地面粗糙类别为b类(2)各层楼面处集中风荷载标准值计算 1)框架风荷载负荷宽度。 轴线框架的负荷宽度 2)各层楼面处集中风荷载标准值计算。表5-3 各层楼面处集中风荷载标准值层号离地面高度（m）(kn/m2)(m)(m)12.51.1711.30.52.52.98.0125.41.3811.30.52.92.910.1538.31.3811.30.52.92.910.15411.21.5211.30.52.90 5.59 图5.25 风荷载计算简图（单位：）5.4.2 横向框架在风荷载作用下的位移计算(1)侧移刚度d计算考虑梁柱的线刚度比，用d值法计算柱的侧移刚度，计算数据见表5.4表5-4 d值法计算侧移刚度楼层（kn/m）根数一般层：底层：一般层：底层：二、三、四层a轴2.0951046.120.75224201c轴6.6211044.430.69651871e轴2.09510422.920.92275021g轴2.09510415.040.88263061141415底层a轴2.71044.760.78404351c轴8.531043.440.721179191e轴2.710417.790.92476931g轴2.710411.670.89461381252185(2)风荷载作用下框架侧移计算风荷载作用下框架的层间侧移可按下式计算，即 表5-5 风荷载作用下框架侧移计算楼层45.595.591414150.000042.91.3610-5310.1515.741414150.000112.93.8310-5210.1525.891414150.000182.96.3110-518.0133.92521850.000132.55.3610-55.4.3 横向框架在风荷载作用下的内力计算(1)反弯点高点计算反弯点高度比按下式计算，即： 表5-6 反弯点高度比y计算楼层a轴c轴e轴g轴四层三层二层一层(2)柱端弯矩及剪力计算风荷载作用下的柱端剪力按下式计算，即 风荷载作用下的柱端弯矩按下式计算，即 表5-7 风荷载作用下柱端弯矩及剪力计算柱楼层vj(kn)dij（kn/m)d（kn/m)dij/dvij（kn）hyyh(m)mc上（knm)mc下（knm)a45.59 224201141450.159 0.89 2.90.45 1.31 1.42 1.17 315.74 224201141450.159 2.5 2.90.50 1.45 3.63 3.63 225.89 224201141450.159 4.12 2.90.50 1.45 5.97 5.97 133.9 404352521850.16 5.42 2.50.55 1.38 6.08 7.48 c45.59 651871141450.461 2.58 2.90.45 1.31 4.12 3.38 315.74 651871141450.461 7.26 2.90.50 1.45 10.53 10.53 225.89 651871141450.461 11.94 2.90.50 1.45 17.31 17.31 133.9 1179192521850.468 15.87 2.50.55 1.38 17.85 21.9 e45.59 275021141450.194 1.08 2.90.4