青岛公馆高层住宅设计.doc

青岛公馆高层住宅设计完成日期： 指导教师签字： 答辩小组成员签字： 摘 要本设计是青岛地区一高层住宅。主体二十层，一梯两户，总建筑面积11047.2m2。设计包括部分，建筑设计和结构设计。建筑设计部分包括总体布局、平面与竖向交通、建筑朝向与选型以及防火和疏散要求。主要进行了建筑设计构思，平面布局、立面设计、剖面设计以及防火和疏散设计。该设计平面布局合理、满足功能要求。结构计算较全面、详实。满足设计任务书的要求。结构采用剪力墙结构体系。结构设计包括荷载计算（重力荷载、风荷载、水平地震荷载）剪力墙、楼板。在荷载内力计算的基础上，进行了内力组合，取最不利荷载进行了配筋计算。在配筋计算中，进行了相应的构造配筋，计算结果较准确。关键词：住宅；结构设计；剪力墙结构abstractthis design is a high-rise buildings in qingdao city. its main body is 20 storeys with one staircase for eight. its construction area is11047.2.the design includes two chapters,architecture design and structural design.architecture design includes the total layout, plane and the perpendicular transportat-ion, the orientation of the building and chooses the size,and the design of fireproof and dispersion.the planes arrangement is reasonable,and its semblance is succinct and generous，which satisfies the functions requirement.the design whose plane is reasonable,satisfies the functions requirement.structural design is fairly full and accurate,and also satisfies the requirement of the designing task.the structural system adopts shear wall.the structure design includes the loading calculation (the gravity loading,the wind loading) the design of shear wall, and floor and the foundation .on the basis of calculating the internal force,i make the combination of internal force,and choose the most disadvantageous force to design the steel reinforcing bar.the result is fairly exact. key words: residential buildings; structural design ;shearing wall struture青岛公馆设计目 录青岛公馆高层住宅设计i摘 要iii1建筑设计21.1工程概况21.2 总平面布局和平面功能分区21.2.1 总平面布局21.2.2 平面功能分区21.3 防火及安全疏散设计31.3.1 防火及安全疏散32结构设计42.1 工程概况42.2 结构设计说明42.2.1 结构布置42.2.2 建筑材料的选取42.2.3 构件尺寸初选42.3 重力荷载计算42.3.1 屋面及楼面的永久荷载标准值42.3.2各构件自重52.3.3重力荷载代表值72.4 地震作用下内力计算72.4.1 水平地震作用标准值72.4.2地震作用下层间剪力82.4.3 地震作用下总剪力墙内力92.5 横向风荷载作用下内力计算102.5.1 风荷载标准值102.5.2 风荷载作用下层间剪力112.5.3 风荷载作用下总剪力墙内力122.6 剪力墙计算132.6.1类别判定132.6.2 等效抗弯刚度计算172.6.3 水平荷载组合计算192.7 竖向荷载作用下结构内力计算202.7.1 荷载计算202.7.2内力计算（jlq3）222.7.3 jlq3（实体墙）内力组合242.8 剪力墙截面设计242.9 屋楼面板设计272.9.1 楼板设计272.9.2 屋面板设计342.10 板式楼梯设计402.10.1设计示意图402.10.2基本资料412.10.3 梯段板设计422.10.4 平台板设计432.10.5 平台梁设计44三pkpm软件计算453.1、位移比、层间位移比控制493.2 周期比控制613.3 层刚度比控制623.4 层间受剪承载力之比控制633.5刚重比控制653.6 剪重比控制653.7 轴压比验算743.8 pkpm 输出图形75参 考 文 献77致 谢781建筑设计1.1工程概况 本设计是一高层住宅。主体20层，一梯两户，总建筑面积11047.2m2。设计包括部分，建筑设计和结构设计。该设计平面布局合理、满足功能要求。结构计算较全面、详实。满足设计任务书的要求。结构采用剪力墙结构体系。结构设计包括荷载计算（重力荷载、风荷载、剪力墙、楼板。在荷载内力计算的基础上，进行了内力组合，取最不利荷载进行了配筋计算。在配筋计算中，考虑了构造和抗震要求，并进行了相应的构造配筋，计算结果较准确。1.2 总平面布局和平面功能分区 1.2.1 总平面布局 该住宅楼共为二十层，一层至二十均为住户房间。一梯两户，并且对称布置，这种布置对抗侧力有利。每套居室室内的平而布置厨房靠近客厅，卫生间靠近卧室，各种居住行为各得其所。1.2.2 平面功能分区卧室因为是休息的地方所以要求动、静分开的同时，同时也要求同其它房间分隔开来；各人生活各得其所，具有良好的私密性。对房间的要求是隔声效果好，卧室之间不应穿越，同时必须直接采光，自然通风。客厅本设计中采用了大客厅分别与厨房、卫生间、卧室相邻，成为连接各房间的交通枢纽。起居室内布置家具的墙面直线长度应大于3m。厨房 厨房是家务劳动中心。厨房应该有直接的采光、自然通风，并宜布置在套内近入口处。卫生间卫生间的主要功能包括便溺，漱洗，沐浴，其居住标准、生活水平、自然条件、生活习惯不同，设施标准具有较大的差别。本设计方案中采用的是公共使用的厕所和浴室。公共使用的厕所的设置与卧室和客厅都较靠近。这样就大大方便了住户。1.3 防火及安全疏散设计1.3.1 防火及安全疏散 各套户型的进户门均采用防火门，如某一住户发生火灾可及时关闭防火门，防止火势蔓延，使住户有足够的时间脱离危险区，保证了住户的生命安全，进入楼梯入口的门为乙级防火门，耐火极限为1.2小时，该楼梯是发生火灾时居民疏散的主要通道采用封闭式楼梯间，可以有效地减少火灾造成的人身伤亡，为了有利于消防员及时运送消防器材和救护伤员，设计时在电梯前室入口，同样设置了乙级防火门。1.防烟楼梯 根据规范规定设置防烟楼梯，楼梯间入口处设有前室，前室内设有送风排烟竖井，供疏散人员一经到达前室，就达到了第一个安全地点，如果烟一旦入前室，基本上可以从竖井排除。2.消防电梯 规范规定塔式高层住宅必须设置消防电梯，楼层内每单元共设置一部梯，即消防电梯兼做普通载客电梯，发生大火灾时，消防员可以乘消防电梯迅速入火场，及时运送消防器材和救护伤员。2结构设计2.1 工程概况 该20层高层住宅楼，采用现浇钢筋混凝土剪力墙结构，主体结构高度为56.0m，一层到二十层高为2.8m，女儿墙高度0.6m，结构总高度58.4m。该工程抗震设防烈度为7度，场地类别为类，设计地震分组为二组，基本风压0.6kn/，地面粗糙度为b类。 2.2 结构设计说明2.2.1 结构布置 该剪力墙结构平面布置对称，凸出、凹进尺寸符合规范要求；结构侧向刚度沿竖向变化均匀，无刚度突变；每个独立墙肢段的高宽比均大于4，且墙肢长度均小于8m。剪力墙门洞口上下对齐，成列布置，形成了明确的墙肢和连梁。选用现浇楼板，各层楼板厚度均为120mm。 2.2.2 建筑材料的选取 剪力墙结构的混凝土强度等级：选用c35，钢筋采用hrb335和hrb400级。2.2.3 构件尺寸初选剪力墙厚度按三级抗震等级设计时底部加强部位不应小于楼层高度的1/20且不应小于160mm，其他部位不应小于楼层高度的1/25且不小于160mm，本工程剪力墙采用双排配筋，剪力墙截面的厚度均为：内墙200mm，外墙200mm。2.3 重力荷载计算2.3.1 屋面及楼面的永久荷载标准值（1） 屋面及楼面的永久荷载不上人平屋面：防水层 0.01kn/m240mm厚硬质聚氨酯泡沫保温层 0.50.04=0.02kn/m22%焦渣混凝土找坡（200厚） 16.00.20=3.20kn/m2120厚钢筋混凝土楼板 0.12028=3.36kn/m220厚板底粉刷抹平 0.02017=0.34kn/m2_合计 =6.93kn/ 一般楼面：20厚水磨石面层 0.02022=0.44kn/m22厚纯水泥砂浆一道 0.00220=0.04kn/m220厚1：2水泥砂浆结合层 0.02020=0.40kn/m2120厚钢筋混凝土楼板 0.12028=3.36kn/m220厚板底粉刷抹平 0.02017=0.34kn/m2_合计 =4.6kn/（2）屋面及楼面活荷载查建筑结构荷载规范本建筑楼面活载为：一般楼面 2.0 kn/不上人屋面 0.5 kn/阳台 2.5 kn/2.3.2各构件自重（1）外墙：6厚水泥砂浆罩面 0.00625=0.15kn/12厚水泥砂浆 0.01225=0.30kn/200厚钢筋混凝土墙 0.2025=5.00kn/20厚水泥石灰砂浆找平 0.0225=0.50kn/30厚稀土保温层 0.03 4=0.12kn/_合计 =6.07kn/（2）内墙：15厚水泥石灰膏砂浆打底（两面） 0.015142=0.42kn/ 5厚水泥石灰膏砂浆罩面（两面） 0.005142=0.14kn/ 200厚钢筋混凝土墙 0.20025=5.00kn/_合计 =5.56kn/（3）女儿墙：6厚水泥砂浆罩面 0.00625=0.15kn/12厚水泥砂浆打底 0.01225=0.30kn/200厚钢筋混凝土墙 0.20025=5.00kn/20厚水泥砂浆找平 0.02025=0.50kn/ _合计 =5.95kn/（4）隔墙自重 （粉煤灰泡沫砌块砌体）15厚水泥石灰膏砂浆打底（两面） 0.015142=0.42kn/ 5厚水泥石灰膏砂浆罩面（两面） 0.005142=0.14kn/ 200厚隔墙 0.2008.5=1.70kn/_合计 =2.26kn/（5）门窗重量 普通木门 0.2 kn/普通钢板门 0.45 kn/乙级防火门 0.45 kn/塑钢窗 0.45 kn/ （6） 梁自重 bh=200mm400mm 梁自重 0.20（0.400.10）25=1.50 kn/m10厚水泥石灰膏砂浆 0.01（0.4-0.10）214=0.084 kn/m 合计 =1.584kn/m2.3.3重力荷载代表值重力荷载代表值g1g19项 目单位面积重量（kn/）面 积（）重 量(kn)外墙6.07253.361537.90内墙5.56 480.92673.80隔墙2.26103.32233.50楼板4.6 552.36 2540.86屋面板6.93529.683670.68女儿墙5.9572.24429.83 门23.247窗25.52梁1.584kn/m47.6m75.40楼面活荷载2.0697.761395.52g1g19总竖向荷载=7110.227kn顶层竖向荷载代表值 g20=8240.047+429.83（女儿墙）=8669.88kn全楼总恒载标准值： 197110.227+8669.88=143764.193kn全楼活载标准值：201395.52+1395.52=29305.92kn全楼总竖向荷载设计值：1.2157479.28+1.429305.92=230003.424kn2.4 地震作用下内力计算 2.4.1 水平地震作用标准值 地震作用按6度类场地，地震动参数区划的特征周期分组按二组考虑，则tg=0.4，采用底部剪力法计算。由于，故需考虑顶部附加地震作用， 全楼总重力荷载代表值： 因tgt1.5，因此考虑风压脉动的影响，风振系数取 确定结构基本周期= 0.05n=0.0520=1s， = 0.61=0.6 kns2/m2 由建筑结构荷载规范可知，脉动增大系数=1.38，脉动影响系数=0.52，振型系数。 则风振系数 各个面不同高度的分布荷载：各楼层处的集中风荷载：2.5.2 风荷载作用下层间剪力楼层风荷载计算见下表楼层12.80.0511.0340.80652106.14297.19225.60.1011.0720.83616110.04616.22438.40.1511.1080.86424113.73955.332411.20.201.03361.1340.91423120.311347.4725140.251.1121.1611.00700132.521855.28616.80.301.17961.1831.08846143.242406.432719.60.351.24121.2021,16370153.143001,554822.40.401.29081.2221.23033161.913626.784925.20.451.33841.2411.29554170.494296.34810280.501.3861.2591.36108179.125015.3601130.80.551.43121.2761.42444187.465773.7681233.60.601.47041.2931.48296195.166557.3761336.40.651.50891.3091.54062201.757343.7001439.20.701.54881.3241.59948210.498251.20815420.751.5821.3401.65351217.609139.2001644.80.801.61281.3561.70583224.4910057.1521747.60.851.64361.3711.75763231.3011009.881850.40.901.6741.3861.80973238.1612003.2641953.20.951.7021.4011.85991244.7613021.23220561.001.731.4151.90940152.568526.560注：风压高度变化系数，查高层建筑混凝土结构技术规程表3.2.3得。 风荷载体形系数。= （以17层为例）（以17层为例）297.192+616.224+955.322+1347.472+1855.28+2406.432+3001.554+3626.784+4296.348+5015.360+5773.768+6557.376+7343.700+8251.208+9139.200+10057.152+11009.88+12003.264+13021.232+8526.560=115101.308kn.m根据房屋底部弯矩相等的原则，将楼层处的地震作用换算成倒三角分布荷载，分布荷载的最大值为：2.5.3 风荷载作用下总剪力墙内力风荷载作用下总剪力墙内力计算 楼层 x/m003083.08115102.2412.83075.37106476.7625.63022.2597894.4538.43013.7189398.47411.22959.7681031.985142890.3997117.51616.82805.6064860.11719.62705.4257141.07822.42589.7949724.17925.22458.7642652.5710282312.3135969.451130.82150.4529717.961233.61973.1723941.271336.41780.4818682.531439.21572.3713984.9215421348.859891.601644.81109.916445.731747.6855.553690.471850.4585.791668.981953.2300.60424.4420560.000备注：总剪力墙剪力； 公式： 总剪力墙弯矩；公式：2.6 剪力墙计算 2.6.1类别判定 1.jlq2 （1）墙肢： 组合截面惯性矩： 净惯性矩： （2）连梁 截面面积： 连梁计算跨度： 连梁惯性矩： 连梁的折算惯性矩：（3）整体性系数 根据，查表得。由于，故jlq1属于整体小开口剪力墙。2.jlq8 （1）墙肢： 组合截面惯性矩： 净惯性矩： （2）连梁 截面面积： 连梁计算跨度： 连梁惯性矩： 连梁的折算惯性矩： （3）整体性系数 根据，查表得。由于，故jlq1属于整体小开口剪力墙。3.jlq9 （1）墙肢： 组合截面惯性矩： 净惯性矩： （2）连梁 截面面积： 连梁计算跨度： 连梁惯性矩： 连梁的折算惯性矩： （3）整体性系数 根据，查表得。由于，故jlq1属于整体小开口剪力墙。 4.其它剪力墙 其它剪力墙均未开洞，属于无洞口剪力墙。 2.6.2 等效抗弯刚度计算 无洞口剪力墙和整体小开口剪力墙在倒三角形分布荷载作用下的等效抗弯刚度公式均为： 小开口剪力墙折算惯性矩为 墙编号等效刚度比jlq1(2片)2.2222.79422.037e0.1635jlq2(2片)2.0418.73118.173e0.1348jlq3(2片)1.143.0873.059e0.0227jlq4(2片)1.143.0873.059e0.0227jlq5(2片)1.143.0873.059e0.0227jlq6(2片)0.420.1540.154e0.0014jlq7(2片)0.420.1540.154e0.0014jlq8(2片)0.982.5622.540e0.0188jlq9(2片)1.8015.26614.845e0.1101jlq10(3片)0.420.1540.154e0.0014jlq11(1片)0.720.7780.775e0.0058jlq12(1片)0.420.1540.154e0.0014=134.776e备注：各片墙的等效刚度比计算过程如下jlq1的等效刚度比=jlq2的等效刚度比=jlq3的等效刚度比=jlq4的等效刚度比=jlq5的等效刚度比=jlq6的等效刚度比=jlq7的等效刚度比=jlq8的等效刚度比=jlq9的等效刚度比=jlq10的等效刚度比=jlq11的等效刚度比=jlq12的等效刚度比=2.6.3 水平荷载组合计算荷载组合，同时考虑地震荷载和风荷载： 楼层地震荷载作用下风荷载作用下组合荷载/kn /kn.m/kn/kn.mv/knm/kn.m16052.20451895.13083.08115102.2412184.17748606. 826037.07418031.23075.37106476.7612153.71692508.035991.678384336.83022.2597894.4512020.33636690.145916.026350981.33013.7189398.4711910.03581433.555810.113318134.12959.7681031.9811696.81527019.165673.94285964.92890.3997117.5111422.67507718.975507.505254642.92805.6064860.1111087.60421839.985310.81224337.72705.4257141.0710691.64371636.595083.853195218.72589.7949724.1710234.71323398.1104826.636167455.42458.7642652.579716.89277405.6114539.158141217.22312.3135969.459138.14233939.6124221.42116673.72150.4529717.968498.48193281.0133873.4293994.181973.1723941.277797.884155710.2143495.1673348.221780.4818682.537036.38121508.2153086.63854905.251572.3713984.926213.9590955.7162647.85638834.731348.859891.605330.6064333.4172178.81425306.131109.916445.734386.3341922.0181679.5114488.89855.553690.473381.1324002.2191149.9456552.479585.791668.982315.0410854.820590.11981666.363300.60424.441188.002760.5因结构对称，水平荷载通过抗侧刚度中心，按各榀剪力墙的等效抗弯刚度分配水平力。 jlq3的等效抗弯刚度为：0.0227 层号vm层号vm2026.9762.6610220.576297.111952.55246.409232.337341.141876.75544.858242.708436.151799.57951.637251.699575.7716121.001460.376259.2911525.2215141.062064.695265.5211963.3314159.732758.244270.3613198.5413177.013534.623272.8614452.8712192.924387.482275.8915719.9311207.445310.431276.5816993.37 2.7 竖向荷载作用下结构内力计算 2.7.1 荷载计算ysw3（无洞口）在竖向荷载作用下的内力计算ysw3楼屋面的荷载传递方式见图为两块双向板，传到ysw3的为两个梯形荷载。（1） 恒载屋面：6.93（1.95+1.95）=27.027kn/m楼面：4.6(1.95+1.95)=17.94kn/m墙自重：5.562.8=15.568kn/m（2）活荷载屋面： 0.5 (1.95+1.95)=1.95kn/m楼面： 2.0 (1.95+1.95)=7.8 kn/m各楼层荷载、活载的分布如下图2.7.2内力计算（jlq3）取1.2作用下墙体的轴力计算楼层1.2楼屋面恒载（kn）1.2墙自重（kn）1.4楼屋面活荷载（kn）n（kn）n（kn）顶部底部20顶底121.62106.4910.23131.85238.3419顶底80.74106.4940.95360.03466.5218顶底80.74106.4940.95588.21694.717顶底80.74106.4940.95816.39922.8816顶底80.74106.4940.951044.571151.0615顶底80.74106.4940.951272.751379.2414顶底80.74106.4940.951500.931607.4213顶底80.74106.4940.951729.111835.6012顶底80.74106.4940.951957.292063.7811顶底80.74106.4940.952185.472291.9610顶底80.74106.4940.952413.652520.149顶底80.74106.4940.952641.832748.328顶底80.74106.4940.952870.012976.57顶底 80.74106.4940.953098.193204.686顶底80.74106.4940.953326.373432.865顶底80.74106.4940.953554.,553661.044顶底80.74106.4940.953782.733889.223顶底80.74106.4940.954010.914117.402顶底80.74106.4940.954239.094345.581顶底80.74106.4940.954467.274573.76 2.7.3 jlq3（实体墙）内力组合楼层n (kn)楼层n (kn) 顶层底层顶层底层20131.85238.34102413.652520.1419360.03466.5292641.832748.3218588.21694.782870.012976.5017816.39922.8873098.193204.68161044.571151.0663326.373432.86151272.751379.2453554.553661.04141500.931607.4243782.733889.22131729.111835.6034010.914117.40121957.292063.7824239.094345.58112185.472291.9614467.274573.76 2.8 剪力墙截面设计根据高层建筑混凝土结构技术规程剪力墙截面厚度取200mmjlq3（实体墙）截面设计根据高层建筑混凝土结构技术规程7.1.4规定，一般剪力墙结构底部加强部位的高度可取墙肢总高度的1/10和底层两层的较大。，故底部加强区取5.6m。以底层为例说明计算过程。内力：n=4573.76kn1、验算墙体截面尺寸满足要求注： n组合的轴向压力设计值；剪力墙截面有效高度，； 混凝土强度影响系数，当混凝土强度等级不大于c50时取1.0；当混凝土强度等级为c80时取0.8；当混凝土强度等级在c50和c80之间时，可按线性内插取用； 混凝土轴心抗压强度； 剪力墙截面剪力设计值2、正截面偏压承载力计算根据高规7.2.3条规