住宅楼设计施工组织设计.doc

宁波理工学院 毕业设计（论文）题 目 学府2-1#住宅楼设计 姓 名 赵腹生 学 号 3043230058 专业班级 04土木工程2班 指导教师 查支祥 分 院 土建分院 完成日期 2008年5月23日 摘要本设计主要进行了结构方案中横向框架7轴框架设计。在确定框架布局之后，先进行荷载统计，求出在竖向荷载（恒载及活荷载）作用下的结构内力，接着计算，风荷载作用下的结构内力（弯矩、剪力、轴力），然后进行内力组合，找出最不利的一组或几组内力组合。选取最不利的结果计算配筋并绘图。还进行了结构方案中的室内楼梯的设计，完成了平台板，梯段板，平台梁等构件的内力和配筋计算及施工图绘制。另外进行了楼板的配筋计算。关键词:框架；内力；配筋AbstractThe purpose of the design is to do the design in the longitudinal frames of axis 7.When the directions of the frames is determined, firstly proceed load statistic，Then the internal force (bending moment, shearing force and axial force ) in the structure under the wind loads can be easily calculated. After the determination of the internal force under the dead and live loads, and then proceed endogenous force combination，the combination of internal force can be made by using the Excel software, whose purpose is to find one or several sets of the most adverse internal force of the wall limbs and the coterminous girders, which will be the basis of protracting the reinforcing drawings of the components.The design of the stairs is also be approached by calculating the internal force and reinforcing such components as landing slab, step board and landing girder whose shop drawings are completed in the end. in addition proceed floor slab reinforce count.Keywords : frames；Endogenous force；reinforce目 录第1章：工程概况 11.1 工程资料11.2 柱网与层高1第2章：计算简图 22.1 框架计算单元22.2 梁柱截面尺寸22.3 梁、柱线刚度的计算32.4 竖向荷载框架的荷载与计算简图42.5 水平荷载框架的荷载与计算简图8第3章:竖向荷载作用下框架结构的内力计算 93.1 恒荷载作用下框架的内力计算93.2 活荷载作用下框架的内力计算23第4章:水平荷载作用下框架结构的内力计算 344.1 风载作用下计算框架的内力计算 344.2 风载作用下框架的内力图 40第5章:荷载组合和内力组合 425.1 横梁内力组合 415.2 框架柱的内力组合 41第6章:截面设计 496.1 框架横梁配筋 496.2 框架柱的配筋 49第7章:楼板设计 537.1 双向板的配筋计算 53第8章:楼梯设计 578.1 楼梯板的配筋设计 578.2 平台板的配筋计算 588.3 平台梁的配筋计算 58参考文献 60致谢 61第 1 章:工程概况1.1 工程概况建筑地点:鄞州区建筑类型:6 层住宅楼,框架结构基本风压:0.5kN/mm2防水等级:屋面防水等级为级地面粗糙类别：B类建筑介绍:建筑面积6476平方米,6层,建筑高度为19.3米。本工程建筑物耐火等级为二级，楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土框架结构，楼板厚度100mm，墙体为空心粘土砖。地质条件：经地质勘察部门确定，此建筑场地类别为类，设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g,设计地震分组为第一组，场地内不存在可能液化土层。1.2 柱网和层高采用柱距和跨度如图所示，层高取2.8m图1.2 结构布置图第 2 章:计算简图2.1 框架计算单元框架计算,见图2.1:图2.1 框架计算单元2.2 梁柱截面尺寸粱：横 向 :L1=5000, L2=4900,L3=4300 。取 大 值 进 行 计 算 ， 取L 5000mm 。h=(1/81/12)L=600mm400mm,取 h=500mm b=(1/21/3)h,取 b=250mm 横向框架粱初选截面尺寸为: bxh=250mmx500mm 纵向：L4400mm h=(1/81/12)L=550mm366mm,取 h=450mm b=250mm 纵向框架粱初选截面尺寸为 bxh=250mmx450mm 柱： 选用C25 框架结构体系为 1214 kN/mm2柱尺寸:500mmx500mm其中为轴向力放大系数取1.3为轴压比在非抗震设计时取0.9抗震设防6度时，进行非抗震设计，但要进行构造抗震措施。2.3、粱柱线刚度计算对于中框架粱取 I2Io(I=bh3/12)iBC=EI/L=E0m(0.5m)3/(124.9m)=11.0510-4EiAB= EI/L=10.0210-4EiCD=EI/L=12.0910-4E1 层柱iA柱= iB柱= iC柱= id柱= EI/L=E0.5m(0.5m)3/(123.7m)=14.0810-4E25 层柱iA柱= iB柱= iC柱= id柱=EI/L=E0.5m(0.5m)3/(122.8m)0.9=16.7410-4E顶层iA柱= iB柱= iC柱= id柱=EI/L=E0.5m(0.5m)3/(125.224m)0.9=8.9710-4E令 25 层柱，iA柱= iB柱= iC柱= id柱1.0，其余各杆件的相对线刚度一层柱 iA柱= iB柱= iC柱= id柱柱0.84二五层 iA柱= iB柱= iC柱= id柱柱=1.0顶层 iA柱= iB柱= iC柱= id柱柱=0.53底层柱高度=2.8+0.3+0.6=3.7 在竖向荷载作用下的内力近似时（分层法）假定：竖向荷载作用下，多层多跨框架的侧移可忽略不计每层梁上的荷载对其他各层梁的影响可忽略不计除底层各柱以外，可将其他各层立柱的线刚度均乘以0.9 折减系数并取它的传递系数为1/3（底层仍为1/2）图2.3竖向荷载作用下梁柱的相对线刚度图2.4 坚向荷载框架的荷载与计算简图2.4.1 恒荷载标准值计算(1)、屋面恒载:保护层:蓝灰色玻纤瓦 0.2kN/m2防水层:4 厚 SBS 沥青防水卷材 0.05 kN/m2找平层:20 厚 1:2 水泥砂浆 200.02=0.4kN/m2保温层:35 厚挤塑聚苯乙烯保温板 0.12 kN/m2找平层:20 厚 1:2 水泥砂浆 200.02=0.4kN/m2结构层:100 厚现浇钢筋混凝土板 250.1=2.5kN/m2 合计:3.67 kN/m2(2)、楼面恒载: (板厚与跨度 1/35 左右,取 100)水磨石地面 0.65 kN/m2100 厚现浇钢筋混凝土板 250.1=2.5kN/m210 厚混合砂浆抹灰层 200.01=0.2kN/m2 合计:3.35 kN/m2(3)、主梁自重: 0.50.2525=3.125 kN/m2两侧抹灰: (0.5-0.1)0.02220=0.32 kN/m2(4)、墙重（粘土空心砖） 2.8（0.5-0.1）4.5=10.8 kN/m22.4.2 竖向荷载下框架受荷总图 图2.4.2 双向板荷载传导图屋面：恒载梁自重（包括抹灰）q1=3.125+0.32=3.445 kN/m 板自重 AB, BC,CD轴:q2AB=q2BC=3.67 kN/m2(4.4/2+4.4/2)m=16.148 kN/m P1=1/24.44.423.67+4.43.445=32.92 kNP2=(1/24.44.4/23.67)2+4.43.445=45.68 kNP3=(1/24.44.4/23.67)2+4.43.445=45.68 kNP4=1/24.44.423.67+4.43.445=32.92 kNM1=P1e1=32.92(0.5-0.25)/2=4.115 kNmM1=P1e1=32.92(0.5-0.25)/2=4.115 kNm楼面：恒载梁自重 q1=3.445 kN/m 墙自重 q2=10.8 kN/m板自重 q2=3.35(4.4/2+4.4/2)=14.74 kN/mP1=1/24.44.4/23.35+4.43.445+10.84.4=78.892 kNP2=1/24.44.4/23.352+4.43.445+10.84.4=95.106kNP2=1/24.44.4/23.352+4.43.445+10.84.4=95.106kNP4=1/24.44.4/23.35+4.43.445+10.84.4=78.892 kNM1=P1e1=78.892(0.5-0.25)/2=9.862 kNmM1=P1e1=78.892(0.5-0.25)/2=9.862 kNm2.4.2 活荷载标准值计算活载:屋面0.5 kN/m2q1=0.5(4.4 /2+4.4/2)=2.2kN/mP1=1/24.44.4/20.5=2.42 kNP2=2 P1=4.84P4= P1=2.42 kNP3 = P2=4.84 kNM1=P1e1=2.42(0.5-0.25)/2=0.303 kNmM4=P4e4=0.303 kNm楼面：活载q1=2.54.4=11 kN/m P1=1/24.44.4/22.5=12.1 kNP2=2 P1=24.2 kNP4= P1 =12.1 kNP3 = P2=24.2 kNM1=P1e1=12.10.125=1.513 kNmM4=P4e4=1.513kNm图2.4.1恒载作用下的荷载图图2.4.1活荷载作用下的荷载图2.5 水平荷载框架的荷载与计算简图2.5.1水平荷载作用下梁柱的相对线刚度图图图2.5.1 水平荷载作用下梁柱的相对线刚度图根据第二章2.1线刚度计算结果,各住线刚度乘以0.9在进行水平荷载作用下的内力计算时各梁柱的相对线刚度取iAOA1值为基准值2.5.2 风荷载的标准值基本风压w0=0.5 kN /m2风振系数房屋总高度小于30米,z=1.0风荷载体型系数s=0.8-(-0.5)=1.3风压高度系数按B类地区 根据Wk= z离地面高度Z（m）3.15.98.711.514.319.524z0.6870.8450.9561.0461.1211.239风荷载标准值：W1k=1.01.30.6870.5=0.477 kN /m2W2k=1.0 1.30.8450.5=0.549 kN /m2W3k=0.621 kN /m2W4k=0.68 kN /m2W5k=0.729 kN /m2W6k=0.805 kN /m2转化为集中荷载F6=0.8054.45.224/2=9.251 kNF5=4.4(2.6120.805+1.40.729)=13.751 kNF4=4.42.8(0.68+0.729)/2=8.685 kNF3=4.42.8(0.68+0.68)/2=8.020 kNF2=4.42.8(0.549+0.621)/2=7.263 kNF1=4.4(1.550.446+1.40.549)=6.428 kN图2.5.2 框架受风荷载作用简图第3章 竖向荷载作用下框架内力计算3.1 恒荷载作用下框架的内力计算3.1.1恒荷载作用下框架的梁端弯距计算屋面 楼面 Q=Q1+Q2=10.8+3.445=14.245kN/m623.1.2 恒荷载作用下用分层法计算框架的内力恒载：屋面(分层法)屋面:分层法计算见图3.3.2.1图3.3.2.1 屋面分层法计算法简图楼面:恒载第5层 分层法计算见图3.3.2.2图3.3.2.2 5层分层法计算法简图24 层分层法计算见图3.3.2.3图3.3.2.3 2-4层分层法计算法简图底层计算见图3.3.2.4图3.3.2.4 底层分层法计算法简图由于每段柱子既是上层的下柱，又是下层的上柱，上下层的荷载是同时存在的，所以由荷载引起的柱端弯矩应由上下两层的计算结果叠加并将节点不平衡力矩再进行一次分配。3.1.3 恒荷载作用下计算框架的剪力屋面Qab=4.32.20.5/4.316.148+3.445=21.208kN/M同理：Qcd=(24.797+3.445)=28.242 kN/M剪力计算:屋面：AB跨: Q左=(11.433-25.918)/4.3+21.2084.3/2=40.167kNQ右=(11.433-25.918)/4.3-21.2084.3/2=-51.027kNBC跨: Q左=(226.986-32.543)/4.9+27.8864.9/2=67.187kN Q右=(226.986-32.543)/4.9-27.8864.9/2=-69.455kNCD跨：Q左=(35.46-17.998)/5+24.7975/2=65.485kN Q右=(35.46-17.998)/5-24.7975/2=-58.501kN楼面Qab=4.32.20.5/4.314.74+14.245=30.459同理QbcQcd=39.7kN/M五层剪力:AB跨: Q左=64.214kN Q右=-66.76kNBC跨: Q左=93.63kN Q右=-97.899kNCD跨： Q左=93.581kN Q右=-90.819kN2-4层剪力:AB跨： Q左=64.325kN Q右=-66.649kNBC跨: Q左=96.766kN Q右=-97.764kNCD跨： Q左=93.228kN Q右=-91.172kN底层剪力：AB跨： Q左=64.251kN Q右=-66.723kNBC跨: Q左=96.687kN Q右=-98.143kNCD跨： Q左=93.498kN Q右=-90.902kN柱剪力计算：Q=(M柱上+M柱下)/h屋面：Qa=-(7.318+3.85)/5.224=-2.138kN Qb=-(1.171+1.459)/5.224=-0.503kN Qc=-(2.503+1.376)/5.224=-0.743kN Qd=-(13.883+6.23)/5.224=3.85kN五层：Qa=-(6.23+4.925)/2.8=-3.27kN Qb=-(2.447+2.216)/2.8=-1.665kN Qc=-(1.373+1.233)/2.8=-0.931kN Qd=-(10.987+9.051)/2.8=-7.156kN四层：Qa=-(3.429+3.429)/2.8=-2.45kN Qb=-(2.25+2.25)/2.8=-1.607kN Qc=-(1.318+1.318)/2.8=-0.941kN Qd=-(8.622+8.622)/2.8=-6.159kN三层Qa=-(3.429+3.429)/2.8=-2.45kNQb=-(2.25+2.25)/2.8=-1.607kN Qc=-(1.318+1.318)/2.8=-0.941kN Qd=-(8.622+8.622)/2.8=-6.159kN二层:Qa=-(3.429+3.429)/2.8=-2.45kN Qb=-(2.25+2.25)/2.8=-1.607kN Qc=-(1.318+1.318)/2.8=-0.941kN Qd=-(8.622+8.622)/2.8=-6.159kN底层：Qa=-(3.132+1.566)/3.7=-1.27kN Qb=-(1.692+0.846)/3.7=-0.686kN Qc=-(1.377+0.689)/3.7=-0.558kN Qd=-(6.6132+3.307)/3.7=-2.681kN3.1.4 恒载作用下计算框架的轴力柱自重：底层：0.50.53.725=23.125kN2-5层：0.50.52.825=17.5kN顶层：0.50.55.22425=32.65kNA轴：N6上=32.92+40.167=73.087 kNN6下=32.92+40.167+32.92=106.007 kNN5上=106.007+78.892+64.214=249.113 kNN5下=249.113+17.5=266.613 kNN4上=266.643+78.892+64.325=409.83 kNN4下=409.83+17.5=427.33 kNN3上=427.33+78.892+64.32=570.542kNN3下=570.542+17.5=588.042 kNN2上=588.042+78.892+64.32=731.254 kNN2下=731.254+17.5=748.754 kNN1上=748.754+78.892+64.251=891.897 kNN1下=891.897+23.125=915.022 kNB轴:N6上=45.68+67.187+51.027=163.894kNN6下= 163.894+32.92=196.814kNN5上= 196.814+95.106+96.631+66.76=455.311kNN5下= 455.311+17.5=472.811kNN4上= 472.811+95.106+96.766+66.649=731.332kNN4下= 731.332+17.5=748.832kNN3上= 748.832+95.106+96.766+66.649=1007.353kNN3下= 1007.353+17.5=1024.853kNN2上= 124.583+95.106+96.766+66.649=1283.374kNN2下= 1288.374+17.5=1300.874kNN1上= 1300.874+95.106+96.987+66.723=1559.39kNN1下= 1559.39+23.125=1582.515kNC轴：N6上=180.62kNN6下=213.54 kNN5上= 500.126kNN5下=517.626kNN4上= 803.724kNN4下=821.224 kNN3上= 1107.322kNN3下= 1124.822kNN2上= 1410.92kNN2下=1482.42kNN1上=1715.166kNN1下=1738.291 kND轴：N6上=91.421kNN6下=124.341kNN5上= 194.052kNN5下=311.552kNN4上= 481.616kNN4下= 499.116kNN3上= 669.18kNN3下= 855.744kNN2上= 873.224kNN2下=873.244kNN1上=1043.038kNN1下= 1066.163kN3.1.5 恒荷载作用下框架的内力图图3.1.5.1 恒荷载作用下的弯矩图(kNM)图3.1.5.2 恒荷载作用下的剪力图(kN)图3.1.5.3 恒荷载作用下的轴力图(kN)3.1.5.1 恒荷载作用下的弯矩图(kNM)3.1.5.2 恒荷载作用下的剪力图(kN)图3.1.5.3 恒荷载作用下的轴力图(kN)3.2 活荷载作用下框架的内力计算3.2.1恒荷载作用下框架的梁端弯距计算屋面:楼面：3.2.2活载作用下计算框架的内力.屋面 3.2.2.1屋分层法计算图4.7.3 第5层:图3.2.2.2 第五层分层法计算图4.7.3 第2-4层:图3.2.2.3 第2-4层分层法计算图4.7.4 底层:图3.2.2.4 底层分层法计算图3.2.3 活载作用下计算框架剪力屋面Qab=4.32.20.5/4.32.2=2.42kN/M同理,Qcd=2.687kN/M剪力计算:梁剪力:屋面:AB跨： Q左=4.923kN Q右=-5.483kNBC跨: Q左=6.384kN Q右=-6.596kNCD跨： Q左=6.992kN Q右=-6.444kN楼面：同理屋面，Qab=12.1 Qbc=16.651 Qcd=16.89五层：AB跨： Q左=25.042kN Q右=-26.988kNBC跨: Q左=40.444kN Q右=-41.156kNCD跨： Q左=43.204kN Q右=-41.246kN二-四层：AB跨： Q左=25.001kN Q右=-27.029kNBC跨: Q左=40.566kN Q右=-40.024kNCD跨： Q左=43.045kN Q右=-41.413kN底层：AB跨： Q左=25.421kN Q右=-26.609kNBC跨: Q左=40.52kNQ右=-41.08kNCD跨： Q左=43.166kN Q右=-40.284kN柱剪力计算: Q=(M柱上+M柱下)/h屋面：Qa=-0.598kN Qb=-0.154kN Qc=-0.173kN Qd=-1.076kN五层：Qa=-2.971kN Qb=-0.735kN Qc=-0.73kN Qd=-5.515kN四层：Qa=-2.774kN Qb=-0.742kN Qc=-0.675kN Qd=-4.683kN三层：Qa=-2.774kN Qb=-0.742kN Qc=-0.675kN Qd=-4.683kN二层：Qa=-2.922kN Qb=-0.871kN Qc=-0.531kN Qd=-5.1kN底层：Qa=-2.152kN Qb=-0.786kN Qc=-0.198kN Qd=-2kN3.2.4 活载作用下计算框架的轴力(计算过程同恒荷载下框架轴力计算)柱自重：底层：0.50.53.725=23.125kN2-5层：0.50.52.825=17.5kN顶层：0.50.55.22425=32.65kNA轴：N6上= 4.923+2.42=7.343kNN6下= 7.343+32.65=38.993kNN5上=39.993+12.1+25.042=54.135kNN5下=54.135+17.5=71.635kNN4上=108.736kNN4下=126.236kNN3上= 163.337kNN3下=180.837kNN2上=217.938 kNN2下= 235.438kNN1上= 272.948kNN1下=296.073kNB轴:N6上= 4.84+6.384+5.483=16.707kNN6下= 16.707+32.65=49.357kNN5上= 140.989kNN5下=158.489kNN4上=250.284kNN4下=267.784kNN3上= 359.579kNN3下=377.079kNN2上=468.874kNN2下= 486.374kNN1上= 477.683kNN1下=600.808kNC轴：N6上= 18.428kNN6下= 51.078kNN5上= 159.638kNN5下=177.138kNN4上=285.407kNN4下=302.907kNN3上= 411.176kNN3下=428.676kNN2上=536.946kNN2下= 554.445kNN1上= 662.891kNN1下=686.016kND轴：N6上=8.864 kNN6下= 41.514kNN5上= 94.86kNN5下=112.36kNN4上=165.873kNN4下=183.373kNN3上= 236.886kNN3下=254.386kNN2上=307.899kNN2下= 325.399kNN1上= 377.783kNN1下=400.908kN3.2.5 活荷载作用下框架的内力图图3.2.5.1 活荷载作用下的弯矩图(kNM)图3.2.5.2 活荷载作用下的剪力图(kN)图3.2.5.3 活荷载作用下的轴力图(kN)3.2.5.1 活荷载作用下的弯矩图(kNM)3.2.5.2 活荷载作用下的剪力图(kN)3.2.5.3 活荷载作用下的轴力图(kN)第4章：水平荷载作用下框架内力计算4.1 风荷载作用下框架的内力计算4.1.1 水平何载作用下框架结构的侧移计算风荷载作用下框架的各柱剪力表(单位：kN)：第六层ABCD0.397 1.3632.62.411.1740.4050.5650.5460.370.0850.1190.1150.0781.9812.7732.681.817第五层ABCD2.0270.7221.3771.2780.6220.2650.580.390.2370.3650.7990.5370.3264.1429,0676.0943.7第四层ABCD 2.0270.7221.3771.2780.6220.2650.580.5370.2370.3650.7990.5310.3265.70612.498.3955.096第三层ABCD2.027 0.7221.3771.2780.6220.2650.580.5370.2370.3650.7990.5310.3267.09115.2610.5196.386第二层ABCD2.027 0.7221.3771.2780.6220.2650.580.5370.2370.3650.7990.5310.3268.45818.51512.3047.554第一层ABCD0.655 0.430.8170.7640.3720.1770.290.2760.1560.1170.1920.1830.1039.53815.65314.928.3974.1.2 各柱反弯点高度yh计算:六层柱号yA1.3630.360.5360.37B2.60.4260.5360.426C2.410.420.5360.42D1.1740.350.5360.35五层柱号yA0.6220.41.8660.050.5360.45B1.3770.4181.8660.050.5360.468C1.2780.411.8660.050.5360.46D0.6220.361.8660.050.5360.41四层柱号yA0.7220.4110100.41B1.3770.4510100.45C1.2780.4510100.45D0.6220.410100.4三层柱号yA0.7220.450.45B1.3770.4680.468C1.2780.4650.465D0.620.450.45二层柱号yA0.7220.5101.32-0.0250.475B1.3770.5101.32-0.0070.498C1.2780.5101.32-0.0070.493D0.6220.5101.32-0.0250.475一层柱号yA0.430.770.75700-0.0350.77B0.8170.650.75700-0.0350.65C0.7640.6780.75700-0.0350.678D0.370.80.75700-0.0350.7654.1.3 风荷载作用下框架的内力值柱端弯矩：柱上端弯矩M =Vh(1y)上 柱下端弯矩M =Vhy下梁端弯矩：先求出每个节点柱端弯矩之和，然后按梁的线刚度进行分配柱端弯矩(单位：kN):A上A下B上B上C上C上D上D上六层6.523.8298.3156.1218.1455.8986.173.32五层637952191350611881921478561124248四层942665518556157371292810578856578三层10928935227311999715757136968.948.045二层12.42211.24926.28425.55621.0120.4311.10410.047一层8.11727.17420.27137.64517.77637.4287.29623.75梁端弯矩：(单位：kN)AB左B右C左C右D上六层6.52-4.3573.958-4.1783.967-6.17五层10.208-10.2859.342-7.7527.36-9.434四层14.645-15.94914.488-10.65910.119-12.808三层17.47-20.15718.344-13.5112.825-14.72二层21.368-24.75122.03-17.80416.902-19.15一层19.426-24.01321.814-19.618.606-17.3434.2 风荷载作用下框架的内力图图4.2 风荷载作用下框架的内力图第5章 荷载组合和内力组合5.1 横梁内力组合见附表5.1.1 , 5.1.2, 5.1.35.2 柱内力组合见附表5.2.1 , 5.2.2, 5.2.3, 5.2.4表5.1.1 AB梁跨内力组合表5.1.2 BC跨梁内力组合表5.1.3 CD跨梁内力组合表5.2.1 柱1内力组合表5.2.2 柱2内力组合表5.2.3 柱3内力组合柱3表5.2.4 柱4内力组合第6章:截面设计6.1 框架横梁配筋根据横梁控制截面内力设计值，利用受弯构件正截面承载力和斜截面承载力计算公式算出所需纵筋及箍筋并进行配筋弯矩调幅：考虑到塑性内力重分布，现浇框架的支座调幅系数可