邯青岛理海岸阳光宾馆建筑及结构设计 毕业设计.doc

摘 要钢筋混凝土结构具有良好的受力性能，能充分发挥混凝土及钢筋的力学性能，比钢结构耐火时间长。钢筋混凝土框架结构的优点：空间布置灵活、有一定的水平抗侧力，结构抗震性能优良，该结构体系可用于学校、医院、宾馆、住宅等民用及一些工业厂房。如在地震多发地，使用混凝土框架结构体系必须进行抗震设计。本设计是根据建筑结构荷载设计规范（gb500092001）、建筑抗震设计规范(gb500112001)、建筑地基基础设计规范（gb50007-2002）、混凝土结构设计规范（gb500102002）、建筑结构制图标准( gb/t 50105-2001)，并按毕业设计任务书的要求且基于autocad、天正建筑、pkpm等专业软件完成的。设计内容包括建筑设计、结构设计、施工组织设计三大部分。设计成果主要包括建筑方案的确定、建筑平面设计、建筑立面设计、结构平面布置及选型、框架结构的计算、基础和楼梯的计算、施工进度计划的制定、施工组织设计方案的确定，手工绘制的一榀框架和基础的结构施工图，电脑绘制的建筑施工图、平法结构施工图、基础和楼梯施工详图、施工网络进度计划图、施工组织设计总平面图等。按照结构计算过程及毕业设计文本格式要求编制了结构计算书。本设计建筑功能齐全，结构安全、合理，施工布置及进度安排合理。关键词：建筑设计,结构设计，施工组织设计,内力计算，配筋计算abstract reinforced concrete structure with good mechanical properties and more longer fire-resistant time than steel structure can give full play to concrets and reinforcing steels mecahnical properties.there are many advantages of reinforced concrete frame structure,such as flexible arrangement of space,a certain level of lateral force resisting system and wonderful earthquake resistance of structure.this kind of structure can be used in schools, hospitals,hotels,residential and some industrial plants. in earthquake prone zone,when we use concrete frame structure,we should carry out seismic design.the current housing construction in shanghai is the second level of earthquake, seismic intensity of 7 degrees. this design is for sub-highrise building.this design was accomplished according to the load code for the design of building structures (gb50009-2001), code for seismic design of building (gb50011-2001), code for design of building foundation (gb50007-2002) , code for design of concrete structures (gb50010-2002) , “standard for structural drawings”(gb/t 50105-2001), and in accordance with the requirement of the “book of design task”, and by means of use of the professional design software such as the autocad2004，tc7.0、pkpm2005 etc. the contents of design include the design of architecture, structure and construction schedule. the main results of design contain the architectural program determined, the architectural plane design, the architectural elevation design, the structural layout selection, the artificial calculation of a frame structure and artificial calculation of a foundation and a stairs, the construction schedule formulated, design of constructional arrangement, the structural construction drawings done by hand for a frame and a foundation, the architectural construction drawings and the structural construction drawings and the detail drawings of construction and drawings of network plans of construction and the total plane drawing of constructional organization design by means of computer. the “calculation book” was drawn up according to the calculation process and the requirement of text format . the degree of depth and scope of design met the requirement of the “book of design task”. this building finished possesses completely architectural function, safe and reasonable structure. the scene arrangement and time schedule of construction is reasonable too.key words： architectural design, structural design, design of construction organization, calculate of internal force , calculate of reinforcements目 录前言11 建筑设计31.1 课题背景 31.2 构造做法 31.3 平面布置 42 结构设计52.1截面尺寸估算 52.2框架计算 62.3荷载计算 824框架内力计算122.5地震作用计算272.6风荷载312.7框架截面设计382.8地基设计403 施工组织设计46 3.1编制依据46 3.2工程概况46 3.3荷载473.4技术经济条件473.5工程施工条件及特点4736土方工程473.7测量工程483.8钢筋工程503.9模板工程523.10混凝土工程 553.11回填土工程 583.12架子工程 583.13砌筑工程 583.14平屋面工程 583.15外墙装饰，装修 593.16内墙装饰，装修 603.17吊顶工程 623.18楼，地面工程 623.19门窗工程 633.20给排水，通风空调专业设备的安装 643.21雨季施工 643.22保证工期措施 653.23质量保证措施 66结论69致谢71参考文献73附录75前 言土木工程专业的毕业设计是综合性和实践性极强的一个教学环节，是理论与实际相结合的训练阶段；是学习，研究与实践成果的全面总结；是学生综合素质与工程实践能力培养效果的全面检验；是毕业及学位资格认定的重要依据；是衡量高等教育质量和办学效益的重要评价内容。我们通过运用所学的基础理论、专业知识和基本技能进行建筑、结构、施工设计，涉及建筑、结构、施工、设备、给排水和相关学科的基础知识。毕业设计的时间较短，我们本次毕业设计仅需完成邯青岛理海岸阳光宾馆建筑及结构设计，包括对单体住宅对的结构概念设计、结构体系的确定、建模、荷载计算、结构计算、内力分析、截面配筋设计、结构构件细部、专业计算机程序的应用并掌握不同结构体系的设计计算方法和结构施工图的完整的表达方式。同时完成通过对建筑单体的平面、立面、剖面及建筑详图的合理选用，基本掌握建筑设计的全过程，并完成完整的建筑施工图纸。 在设计中，一方面要把所学的知识运用到设计、施工中去，熟悉国家有关规范、条例和规程并知道如何去查找规范里的相关条文；另一方面，由于现代化建筑一般都具有密度大，高度高，功能多，设备复杂，装修豪华，防火要求和管理自动化水平高，需要各工种交叉配合。因此，通过这次毕业设计，扩大我们非本专业知识面也是十分重要的。本次毕业设计的主要内容为建筑方案设计、现浇框架结构设计和砌体结构设计。根据设计任务书，结构设计规范，住宅建筑规范，地质勘察报告等工程资料，结合客观施工条件，完成了如下工作：1. 建筑及结构的设计2. 绘制建筑施工图一套3. 绘制结构施工图一套 由于毕业设计是一种初步的尝试，涉及专业知识比较多，加上条件和水平所限，不可避免地存在疏漏与错误，敬请学院资深专家、教师批评指正。 1建筑设计11课题背景工程名称：青岛海岸阳光宾馆毕业设计建筑面积：3563.4m2 建筑层数及各层高度：地上四层，建筑总高度为13.2m，各层高度为3.3m。设计标高：室内地坪 结构形式：框架体系，楼板采用现浇抗震设防烈度：6度12构造做法121 墙体 墙体均为后砌非承重墙， 以下墙体为 水泥砂浆 混凝土多孔砖砌筑，墙厚为240砂浆填实，卫生间隔墙（墙厚240水泥砂浆， 混凝土多孔砖砌筑，其余墙体用 水泥砂浆， 混凝土多孔砖砌筑，墙厚240.1.2.2屋面及楼面本工程楼地面采用水泥楼地面，面厚度均按预留。卫生间较本层楼地面低，向地漏找泛水。屋面为上人屋面，屋面排水采用为平屋面外排水。1.2.3楼梯做法楼梯采用不锈钢扶手，铸铁栏杆，辅防滑地砖。1.2.4门窗外墙采用古铜色铝合金门窗，内墙采用木门木窗和玻璃窗。1.2.5工程防水散水：混凝土散水。楼面做法： 花岗岩饰面 1:2.5水泥砂浆底 纯水泥浆一道 120mm混凝土楼板 上人屋面做法： 200厚高分子卷材 1:3水泥砂浆找平 憎水珍珠岩保温层 1:3水泥砂浆找平 1:6水泥焦渣找坡 板底 厚粉刷抹平 有吊顶1.2.6 其他排水管采用 钢管，雨水管为 钢管，施工时结构、水暖电等专业图纸密切结合，并符合验收标准，本工程其他配件如生活洁具等由甲方自定。1.3平面布置示意图根据使用功能，本工程柱位平面布置如图1-1，遵循均匀、分散、对称、周边的原则，沿建筑物全高布置，柱网的布置除满足房屋使用要求外，力求构件类型规格统一。图1-1柱位平面布置2结构设计2.1截面尺寸估算2.1.1梁截面尺寸估算由混凝土结构设计1 知，梁宽不小于200mm，梁高不大于4倍梁宽，梁净垮不小于4倍梁高。一般情况下，框架梁的截面尺寸可按下列公式估算： 式中 -梁的计算跨度； -梁的截面高度； -梁的截面宽度。据此选取粱截面：边框架梁：250mm600mm ，中间框架梁：250mm300mm。21.2柱截面尺寸估算根据规范，柱截面宽b不小于250mm，柱净高与截面高度之比不宜小于4。框架柱的截面尺寸可按下列公式估算： 式中 -第层层高； -柱的截面宽度； -柱的截面高度。由上可知，该框架柱均采用6006500 mm2，选用c30混凝土（底层柱采用c35混凝土）。取顶层柱的形心线作为框架柱的轴线；梁轴线取至板底，24层柱高度即为层高，为3.3m；底层柱高度从基础顶面取至一层板顶，即。并根据以下假定： 各榀框架自身平面内刚度无限大，平面外刚度很小；楼板为刚度无限大平板。得框架结构简图如图2-1-1所示： 图2-1框架结构编号简图213板厚估算现浇楼板厚：根据混凝土规范10.1.1，对于民用建筑楼板，双向板最小厚度为，单向板最小值为。而且，根据经验可知：为了使单向板具有一定的刚度，其厚度应不小于板跨度的（连续板）、（简支板）或者（悬臂板）。为了使双向板具有一定的刚度，其厚度应不小于板跨度的（连续板）、（简支板）。故而，（单向板） （双向板）本工程板绝大多数为双向板，且本工程跨度一般为，故取。22框架的计算简图221确定计算单元计算单元如图2-3 图2-2计算单元2.2.2线刚度计算各梁、柱构件的线刚度经计算后列于图2-4.其中在求梁截面惯性矩时考虑到现浇楼板的作用，取为(为不考虑楼板翼缘作用的梁截面惯性矩)。梁：,， ， 混凝土的弹性模量边跨梁bc,cd线刚度：中跨梁cd线刚度：柱：，混凝土的弹性模量非底层柱：底层柱线刚度：图2-3梁、柱线刚度（单位：）2.3 荷载计算2.3.1竖向恒荷载计算：屋面框架线荷载标准值 40mm厚高分子卷材 20mm厚1：3水泥砂浆找平 60mm厚憎水珍珠岩保温层 20mm厚1：3水泥砂浆找平 50mm厚1:6水泥焦渣找坡 120mm厚钢筋混凝土板 20mm厚板底粉刷抹平 吊顶 屋面恒载标准值： 边跨bc框架梁自重 梁侧粉刷 边跨梁bc上恒载： 中跨cd框架梁自重 梁侧粉刷 中跨梁cd上恒载： 边跨cd框架梁自重=bc跨=4.23kn/m 由图2-3-1板上荷载向梁传递图可以求得框架梁上的恒荷载为：图2-4板上荷载向梁传递图, , ， ,楼面框架梁线荷载标准值 20mm厚花岗岩饰面 20mm厚1：3水泥砂浆找平 5mm纯水泥浆一道 120mm厚钢筋混凝土板 20mm厚板底粉刷抹平 吊顶 楼面恒载标准值： 4.8kn/m2边跨（bc、de）框架梁自重及梁测粉刷 墙自重 边跨梁重： 中跨cd框架梁自重及梁测粉刷 中跨cd梁重 由图2-5板上恒载向梁传递图可以求得框架梁上的恒载为： , , 屋面框架节点集中荷载标准值 边柱连系梁自重 粉刷 女儿墙自重 连系梁传来屋面自重 顶层边节点集中力荷载 顶层中柱连系梁自重 粉刷 连系梁传来屋面自重 顶层中柱节点集中力荷载 楼面框架节点集中荷载标准值边柱连系梁自重 梁测粉刷 连系梁上墙自重 边柱自重 边柱粉刷 连系梁上窗自重 楼面边节点集中力荷载 中柱节点集中力荷载 中柱连系梁自重 梁测粉刷 边柱自重 边柱粉刷 联系梁上墙自重 门自重 楼面中柱节点集中力荷载 次梁节点集中力荷载 楼面次梁连系主梁自重 粉刷 次梁上墙自重 标准层次梁节点点集中力荷载 恒载作用框架的计算。将非均布荷载转化成均布荷载的形式，计算图如图2-6所示。其中，由梯形转化为均布荷载的公式为： 图2-5a由三角形转化为均布荷载的公式为：图2-5b 1-2a2+a3=0.866屋面等效恒荷载：bc梁上恒载 cd梁恒载 de梁恒载 楼面等效恒荷载：bc梁上恒载 cd梁恒载 de梁恒载 2.3.3竖向活荷载计算屋面框架梁线荷载标准值 上人屋面活荷载标准值 2.0kn/m2 楼面活荷载标准值 2.0kn/m2 走廊活荷载标准值 2.0kn/m2 屋面框架梁节点集中活荷载 边跨梁b节点集中活载： 中跨梁c节点集中活载： 同理d节点 p4d=4.875kn/m 同理e节点 p4e=6.755kn/mb,e轴柱活载 6.75/23.9=13.172knc，d轴柱顶层活载6.755/25/83.9/23.9+6.755/20.8663.9/2=31.047kn 2.4框架内力计算2.4.1竖向恒荷载作用下的内力计算基本假定：多层框架的侧移很小可忽略不计；每一层框架梁上的竖向荷载只对本层的梁及与本层梁相连的框架柱产生弯矩和剪力，忽略对其他各层梁、柱的影响。在此基本假定的基础上，恒荷载作用下的内力计算采用分层法。为了减小误差，在用力矩分配法计算时，上层柱和中层柱的线刚度取0.9倍，顶层和中间层向柱端的传递系数取1/3，底层柱的线刚度仍取1.0倍，向柱底的传递系数仍取0.5。梁柱线刚度如图2-4-1所示。框架的节点梁柱弯矩分配系数计算如图2-4-2所示2-6梁、柱线刚度（单位：）图2-7框架节点分配系数利用分层法计算，结构计算简图如图2-8所示：图2-8分层后恒荷载作用的计算简图用分层法计算顶层，计算过程如下：计算屋面杆端固端弯矩： 同理 表2.1 顶层二次弯矩分配法计算节点b4c4dc杆端位置b4下b4右c4左c4下c4右dc弯矩分配系数0.7320.2680.2560.6990.045-1.000固端弯矩-90.40590.405-21.686-10.844第一次弯矩分配66.17624.229-17.592-48.635-3.092弯矩传递传递完成-8.79612.1153.092第二次弯矩分配6.4392.357-3.101-8.468-0.4540.545结果72.615-72.61581.827-56.503-25.323-7.207说明：其中“b4下”指节点b4下方杆件即四层柱上部控制截面。 “b4右”指节点b4右方杆件即第四层梁bc。 “c4左”指节点c4左方杆件即第四层梁cb。 “c4下“指节点c4下方杆件即第四层柱上部控制截面。 “c4右”指节点c4右方杆件即第四层梁cd。 “dc”指梁dc跨中。如下表格同理。同理以cd跨中点为对称轴的de跨数值上一bc跨相同。计算标准层（2-3层）杆端弯矩：m3bc=-1/12g3abl2bc=-1/1231.6272=-129.115kn.m次梁集中荷载产生弯矩： 同理 表2.2 标准层二次弯矩法计算节点b3c3dc杆端位置b3上b3下b3下右c3左c3上c3下c3右dc弯矩分配系数0.4230.4230.1540.150.4120.4120.026-1.000固端弯矩-157.719200.625-19.938-9.696第一次弯矩分配66.71566.71524.289-27.103-74.443-74.443-4.698弯矩传递传递完成-13.11512.1454.698第二次弯矩分配5.7325.7322.087-1.822-5.004-5.004-0.3160.316结果72.44772.447-144.895183.845-79.447-79.447-24.9524.682同理以cd跨中点为对称轴的de跨数值上与bc跨相同。第一层杆端弯矩分配如下表： 表2.3 第一层二次弯矩法节点b1c1dc杆端位置b1上b1下b1右c1左c1上c1下c1右dc弯矩分配系数0.4730.3540.1730.1680.4650.3440.023-1.000固端弯矩-157.719200.625-19.938-9.696第一次弯矩分配74.655.83227.285-30.355-84.019-62.156-0.459弯矩传递传递完成-15.17813.6430.459第二次弯矩分配7.1795.3732.626-2.292-6.344-4.693-0.3140.314结果81.77961.205-142.986181.621-90.363-66.849-20.7118.923同理以cd跨中点为对称轴的de跨数值上与bc跨相同。屋面层边跨跨中弯矩为：标准层边跨跨中弯矩为：m4bcmax=1/8g4bclbc2=1/831.6272=193.67kn/m 所以分层法得到各层弯矩图2-9：2-9a恒荷载作用下的顶层弯矩图单位（）2-9b 恒荷载作用下的标准层弯矩图单位（）2-9c 恒荷载作用下的底层弯矩图单位（）叠加分层法计算结果将各层分层法求得的弯矩图叠加，可得整个框架结构在恒荷载作用下的弯矩图。由于分层法计算的误差，叠加后框架各节点的弯矩并不一定能达到平衡。为了提高精度，将节点不平衡弯矩再分配一次进行修正，修正后得到恒荷载作用下整个结构的弯矩图（如图2-4-5所示）。图2-10 恒载作用下的弯矩图单位（）图2-11 调幅后恒载作用下的弯矩图单位（）计算梁剪力 vl=vq+vm vr=vq-vmvq;梁上均布荷载引起的剪力=ql/2vm：梁端弯矩引起的剪力计算结果如图2-12所示图2-12 恒载作用下框架剪力单位（）计算柱轴力 依据节点的平衡条件，由以上剪力图叠加节点集中荷载可得到框架柱轴力即，计算结果如图2-13所示：图2-13 恒荷载作用下轴力图单位（）柱端剪力v=（mc上+mc下）/h如表2.4 表2.4柱剪力 层数边柱(kn) 中柱(kn) 4 43.134 38.732 3 44.299 44.824 2 41.208 45.103 1 23.78 25.8952.4.2竖向活荷载作用下的内力计算计算屋面杆端固端弯矩： 表2.5 顶层二次弯矩分配法节点b4c4dc杆端位置b4下b4右c4左c4下c4右dc弯矩分配系数0.7320.2680.2560.6990.045-1.000固端弯矩-27.5827.58-10.16-5.08第一次弯矩分配20.197.39-4.46-12.18-0.78弯矩传递传递完成-2.233.70.78第二次弯矩分配1.630.6-0.95-2.59-0.170.17结果21.82-21.8225.87-14.77-11.11-4.13计算标准层（2-3层）杆端弯矩： 表2.6三层二次弯矩分配法计算节点b3c3dc杆端位置b3上b3下b3下右c3左c3上c3下c3右dc弯矩分配系数0.4230.4230.1540.150.4120.4120.026-1.000固端弯矩-27.5827.58-10.16-5.08第一次弯矩分配11.6711.674.25-2.61-7.18-7.18-0.45弯矩传递传递完成-1.31-2.130.45第二次弯矩分配0.550.550.2-0.32-0.88-0.88-0.060.06结果12.2212.22-24.4426.78-8.06-8.06-10.67-4.57活荷载作用下第一层节点弯矩如下表： 表2.6一层二次弯矩分配法节点b1c1dc杆端位置b1上b1下b1右c1左c1上c1下c1右dc弯矩分配系数0.4730.3540.1730.1680.4650.3440.023-1.000固端弯矩-27.5827.58-10.16-5.08第一次弯矩分配13.059.764.77-2.93-8.1-5.99-0.4弯矩传递传递完成-1.472.390.4第二次弯矩分配0.70.520.25-0.4-1.11-0.82-0.050.05结果13.7510.28-24.0326.64-9.21-6.81-10.61-4.63图2-14 活荷载作用下的节点弯矩图单位（）图2-15调幅后活荷载作用下的节点弯矩图单位（）图2-16 活荷载作用下节点剪力单位（） 2-17活荷载作用柱轴力图活荷载作用下柱端剪力v=（mc上+mc下）/h 表2.7 活荷载作用下柱端剪力 层数边柱(kn) 中柱(kn) 4 9.24 6.13 37.264.92 2 6.944.58 142.642.5地震作用计算2.5.1地震作用各系数计算自振周期按以下经验公式计算： 集中于质点i的重力荷载代表值：各墙扣除门窗洞口加门窗粉刷的自重计算及计算表公式如下： 240mm墙面荷载门窗面荷载为：屋面板自重：5.3453.421.5=6130.9kn 女儿墙自重： 框架梁自重： 260.250.653.44+0.250.32.512=835.29kn框架梁粉刷：次梁自重： 次梁粉刷： 一标准层柱总重： 一标准层墙总重： 门窗自重：0.45（2.11.220+2.42.1+3.31.826+2.71.8=96.63kn楼面板自重：因此得：2.5.2地震作用下的内力计算本建筑高度小于40m，以剪切变形为主且质量和刚度较均匀，故采用底部剪力法计算。 质点i的水平地震作用计算本工程抗震设防烈度为6度，场地类别为二类，设计地震分组为第一组，特征周期，按抗震规范可查得： 地震影响系数最大值 max=0.04 衰减指数 阻尼调整系数 于是可以算得:结构弹性总水平地震作用（底部剪力标准值） 表2.8水平地震作用计算楼层i层底水平地震作用vi43.314.310765.225153942.7180.32574.14574.1433.31113811.76151929.360.316566.971141.1123.37.713811.76106350.5520.22394.731535.841444.715735.7269237.1680.144258.361794.214.3-54124.465481459.7981.0001794.2- 表2.9柱d值计算层柱编号1b7.360.4890.3971.8117.60.238c7.360.660.4361.9890.262d7.360.660.4361.9890.262e7.360.4890.3971.8110.2382b9.820.1830.1551.6777.610.22c9.820.2470.1982.1430.282d9.820.2470.1982.1430.282e9.820.1830.1551.6770.223b9.820.1830.1551.6777.610.22c9.820.2470.1982.1430.282d9.820.2470.1982.1430.282e9.820.1830.1551.6770.224b9.820.1830.1551.6777.610.22c9.820.2470.1982.1430.282d9.820.2470.1982.1430.282e9.820.1830.1551.6770.22变形验算： 表2.10 变形验算楼层层高总抗侧刚度i层底水平地震力层间位移1/550 备注4 3.3 763940574.140.00075 0.00023 0.001818 满足3 3.37639401141.110.00149 0.00045 0.001818 满足2 3.37639401535.840.00201 0.00061 0.001818 满足1 4.47600001794.20.00236 0.000720.001818 满足横向地震作用下框架内力分析根据以上各表的数据，用d值法计算如下：mc下=vy0h mc上=v(1-y0)h表2.11柱端弯矩计算楼层柱号c下c上4 b574.140.220.18353.300 8.49937.815c0.2820.24753.300 14.693 44.673 d0.2820.24753.300 14.693 44.673e0.220.18353.300 8.49937.8153 b1141.11 0.220.3335 3.300 30.699 61.351c0.2820.35 3.300 410297 76.694d0.2820.35 3.300 41.29776.694e0.220.3335 3.300 30.69961.3512 b1535.840.220.5 3.300 61.94661.946c0.2820.45 3.300 71.8686.946d0.2820.45 3.300 71.86 86.946e0.220.5 3.300 61.94661.9461 b1794.2 0.2380.7045 4.400 110.306 61.69c0.2620.67 4.400 153.978 75.84d0.2620.67 4.400 153.978 75.84e0.23807045