毕业设计（论文）-南湖水岸D型住宅楼设计.doc

学号： 24092600431 南湖学院毕业设计题 目：南湖水岸D型住宅楼设计作 者届 别2013系 别建筑与化学工程系专 业土木工程指导老师李明职 称讲师完成时间2013.05III摘 要 本工程为框架住宅楼，位于岳阳市南湖水畔。建筑纵向长度38.4m，横向长度12.3m，房屋总高度25.2m, 层高3.3m，室内外高差450mm，总建筑物面积2982m2。建筑物坐北朝南，底层为架空的私家车库、上部为住宅，建筑功能要求比较高, 以满足住户的使用要求。在确定框架计算简图和荷载之后，先用迭代法计算竖向荷载（恒载及活荷载）作用下的结构内力（弯矩、剪力、轴力），然后采用底部剪力法计算水平地震作用大小，进而用D值法求出在地震及风荷载作用下的框架内力。用Excel软件进行内力组合，选取最不利组合进行框架设计；基础设计；楼盖现浇板的设计，最后绘制了房屋结构施工图。关键词：住宅 框架结构 结构设计 抗震设计 内力组合Abstract This project framework for residential property, located in Yueyang City of South Lake Garden. Construction of a 38.4m length of the vertical and horizontal length of 12.3m, the total housing high 25.2m, and the height of 3.3m. Indoor and Outdoor 450mm height difference, total building area of 2982m2. Buildings sit north to south, the bottom as a private garage, the upper residential construction functional requirements are relatively high. to satisfy the requirement. In determining the framework and schematic load calculation, first iteration method using vertical load (dead load and live load) under the Internal Forces (bending moment, shear and axial force), Then calculate the base shear horizontal seismic impact, then with the value derived D seismic and wind loads under the framework of internal force. Using Excel software portfolio for internal forces to select the most unfavorable combination framework design; Infrastructure design; Floor Slab and the plate design of the staircase design, rendering the final structure of the housing construction plans. Keywords : Residential Frame Structure Structural Design Seismic Design Internal Force combination 目录第一章 工程概况1第二章 结构选型及结构布置22.1 结构承重方案选择22.2 主要构件选型22.3 梁、柱截面尺寸估算22.4 结构计算简图3第三章 荷载计算63.1 荷载标准值计算63.2 活载设计标准值83.3 竖向荷载下框架荷载计算8第四章 内力计算124.1 框架荷载计算124.2 节点不平衡弯矩计算144.3 框架内力计算174.4 风荷载计算284.5 水平地震作用计算33第五章 框架内力组合39第六章 梁、柱截面的设计与配筋476.1 框架柱截面的设计与配筋476.2 框架梁截面的设计与配筋55第七章 基础设计607.1 B柱独立基础设计607.2 E柱独立基础设计637.3 C柱独立基础设计67第八章 现浇板设计718.1 标准层板的配筋718.2 屋顶层板的配筋748.3 客厅屋面、楼面板配筋76参考文献78总结79致谢80南湖学院毕业设计第一章工程概况1.1建设项目名称：南湖水岸D型住宅楼1.2建设地点：湖南省岳阳市 1.3设计资料：1.3.1 地质水文资料：地形概述：拟建场地地形平缓，地面标高在50.0055.00之间。自然地表1m内为填土，填土承载力特征值：80Kpa；填土下层为3m厚粘土，粘土承载力特征值：220Kpa；粘土下层为强风化岩，风化岩承载力特征值：350Kpa，地下水位较深，不考虑其影响。1.3.2 气象资料：温度：最热月平均30.1度，最冷月平均4.2度，夏季极端最高39.8度，冬季极端最低-8.5度。相对湿度：最热月平均73%。全年主导风向：全年为偏南风，夏季为西南风，地面粗糙程度为B类。 基本风压为：0.40kN/m2基本雪压为：0.55kN/m21.3.3 抗震设防要求：地震设计烈度为7度，抗震等级为三级。设计分组第一组、二类场地、特征周期g=0.35s、amax=0.081.3.4施工条件和能力：工程所需预制构件和其它建筑材料供应地点均在10KM以内，运输条件良好。设备条件：有各类塔吊、自行式起重机、井架、砼搅拌机、灰浆机等，供工地选用。水电条件均由业主保障供应。劳动力供应情况：劳动力由建筑公司统一调配，能够满足施工中劳动力的需要。第二章结构选型及结构布置2.1 结构承重方案选择根据建筑功能要求以及建筑施工的布置图，本工程确定采用框架承重方案，框架梁、柱布置参见结构平面图。2.2 主要构件选型（）框架结构形式：现浇钢筋混凝框架、现浇楼盖。砼采用30.（）墙体采用：混凝土灰砂砖（自重18KN/m3）； 墙体厚度：240mm。（）楼梯：采用板式楼梯。（）基础采用：柱下独立基础。2.3 梁柱截面尺寸估算框架梁的截面宽度不宜小于250mm，截面高宽比小于4，梁净跨与截面高度之 比宜大于4.（） 主要承重框架:取跨度较大者进行计算.纵向（B、C、D轴）：取L=4200mm h=(1/81/12)L=525mm350mm 取h=450mm. 225mm150mm 取b=250mm 框架梁（纵向）初选截面尺寸为：bh=250mm450mm横向： 取L=6000mm h=(1/81/12)L=750mm500mm 取h=600mm300mm200mm 取b=250mm故框架梁（横向）初选截面尺寸为：bh=250mm600mm （） 其他梁： 取L=3600mm h=(1/81/12)L=450mm300mm 取h=350mm175mm117mm 取b=200mm故次要框架梁初选截面尺寸为：bh=200mm350mm （3）框架柱:3400=340mm227mm 3300=330mm220mm3000=300mm200mm b=(12/3)h 取b=h 按轴力估算： B列柱： C列柱： E列柱： 按轴压比验算： B列柱: C列柱: E列柱: 故框架柱初选截面尺寸为： B列柱：bh=400mm400mm C列柱：bh=500mm500mm E列柱：bh=400mm400mm2.4 结构计算简图2.4.1确定框架计算简图取轴框架进行计算，框架的计算单元如图2.1 轴结构布置图所示。 假定框架柱嵌固于基顶，架空层柱高从基础顶面算至一层楼面，高为3.40m。其余层柱高从楼面算至上一层楼面（即层高），故均为3.30m，由此可绘出框架计算简图。2.4.2 相对线刚度计算 横向框架梁线刚度的计算： 对于中框架梁取I=2I0表2.1 框架梁线刚度图类别E (KN/m2)bh (mm)I=2I0=2bh3/12 (m4)L (m)i=EI/L (KNm)BC跨3.01070.250.620.250.63/124.56.0104CE跨3.01070.250.620.250.63/126.04.5104表2.2 框架柱线刚度图轴次E (KN/m2)bh (mm)I=bh3/12 (m4)L (m)i=EI/L (KNm)架空层标准层架空层标准层B3.01070.40.40.44/123.43.31.891041.94104C3.01070.50.50.54/124.601044.73104E3.01070.40.40.44/121.891041.94104 令C轴标准层柱i=1.0,则其余各杆件的相对线刚度标于图2.2 梁、柱线刚度图中。 第三章 荷载计算3.1恒载标准值计算 屋面恒载 40厚C30细石混凝土（双向4150）， 表面压光 0.3厚塑料薄膜隔离层 0.0424=0.96KN/m 40厚膨胀珍珠岩保温层 0.0415=0.60KN/m 1.5厚合成高分子防水涂料 刷基层处理剂一遍 20厚1：2.5水泥砂浆找平层 0.0220=0.4KN/m 120厚现浇钢筋混凝土板 ，结构找坡3% 0.1225=3.00 KN/m 20厚混合砂浆抹灰 0.0217=0.34KN/m 合计 5.30KN/m住宅楼面恒载 大理石面层，水泥砂浆填缝 30厚1：3干硬性水泥砂浆，面上撒2厚素水泥 水泥结合层一道 1.16 KN/ 结构层：120厚现浇钢筋混凝土 0.12253.00 KN/抹灰层：10厚混合砂浆 0.01170.17 KN/ 合计： 4.33 KN/厕所楼板恒载 陶瓷砖地面 0.65 KN/ 15厚1：2水泥砂浆找平 0.015200.30KN/ 40厚C20细石混凝土 0.04240.96KN/ 300厚1：6水泥炉渣垫层 0.3144.2KN/ 20厚1：2.5水泥砂浆保护层 0.02200.4KN/ 15厚聚氨脂涂料防水层 0.05KN/ 20厚1：2.5水泥砂浆找平层 0.02200.4KN/ 120厚钢筋混凝土板 0.12253.00KN/ 20厚混合砂浆板底抹灰 0.02170.34KN/ 合计： 10.30KN/梁自重（bh=250450） 梁自重 250.25(0.45-0.12)=2.06KN/m 抹灰层：10厚混合浆 0.0117(0.45-0.12)2+0.25=0.15KN/m =2.21 KN/m 梁自重（bh=250600mm） 梁自重 250.25(0.60-0.12)=3.00KN/m 抹灰层：10厚混合浆 0.0117(0.60-0.12)2+0.25=0.21KN/m =3.21KN/m 梁自重（bh=200350mm） 梁自重 250.25(0.35-0.12) =1.44 KN/m 抹灰层：10厚混合浆 170.01(0.35-0.12)2+0.20=0.112KN/m =1.55KN/m基础梁（bh=250mm600mm） 250.250.60=3.75KN/m 外纵墙自重 架空层： 纵墙 （3.4-2.0-0.45-0.55）0.2418=1.73KN/m 卷帘们门 2.00.4=0.80KN/m 面砖外墙面 0.950.5=0.48KN/m 水泥粉刷石内墙面 0.450.36=0.16KN/m =3.17KN/m 标准层：纵墙 (3.3-1.5-0.45)0.2418=5.83KN/m 铝合金窗 0.351.5=0.53KN/m 面砖外墙面 1.80.5=0.9KN/m 水泥粉刷内墙面 1.80.36=0.65KN/m =7.91KN/m内纵墙自重 标准层： 纵墙 （3.3-0.45）0.2418=12.31KN/m 水泥粉刷内墙面 2 3.30.36=2.38KN/m =14.69KN/m柱子自重 柱自重（bh=500500mm） 柱自重 250.50.5=6.25kN/m 抹灰层：10厚混合浆 0.010.5417=0.34kN/m =6.59kN/m 柱自重（bh=400400mm） 柱自重 250.40.4=4kN/m 抹灰层：10厚混合浆 0.01(0.4+0.4)217=0.272kN/m =4.272kN/m天沟尺寸图女儿墙天沟自重（做法：墙高1200，100厚的砼压顶） 0.241.218+0.1240.24+0.01（1.32+0.24）17=6.24 KN/m天沟自重：0.380.1+（0.3-0.1）0.124=1.39KN/m =7.63KN/m3.2 活载设计标准值 屋面和楼面活荷载标准值根据荷载规范查得： 上人屋面 2.0 KN/ 楼面、厕所 2 KN/ 雪荷载 KN/ 屋面活荷载和雪荷载不同时考虑，两者中取较大值2.0KN/m23.3 竖向荷载下框架荷载计算 3.3.1屋顶层板传荷载计算： KN/m KN/m KN/m KN/m KN/m KN/m KN/m KN/m3.3.2标准层板传荷载计算： KN/m KN/m KN/m KN/m KN/m KN/m KN/m KN/m KN/m KN/m KN/m KN/m KN/m KN/m KN/m KN/m KN/m KN/m KN/m KN/m第四章 内力计算4.1框架荷载计算BC框架梁屋面板传荷载： 恒载=梁自重+女儿墙天沟自重+板传荷载 =3.21+7.63+7.102=25.04 KN/m 活载=板传活载=2.682=5.36 KN/m楼面板传荷载： 恒载=梁自重+墙自重+板传荷载=3.21+14.69+5.802=29.50 KN/m 活载=板传活载=2.682=5.36 KN/m CE框架梁屋面板传荷载： 恒载=梁自重+板传荷载=3.21+8.082=19.37 KN/m 活载=板传活载=3.052=6.1 KN/m楼面板传荷载（C1/D）： 恒载=梁自重+墙自重+板传荷载=3.21+14.69+8.182=34.26 KN/m活载=板传活载=1.592=3.18KN/m 楼面板传荷载（1/DE）： 恒载=梁自重+墙自重+板传荷载=3.21+14.69+4.772=27.44 KN/m 活载=板传活载=2.062=5.12 KN/m集中力计算 在标准层板传荷载示意图中D轴小梁对9轴小梁的集中力 恒载 F1=（1.651.5+2.031.5）2=2.76 KN 活载 F2=（0.761.5+0.941.5）2=1.275 KN在标准层板传荷载示意图中1/8轴小梁对D轴小梁的集中力恒载 F3=（1.220.92.25+2.761.8+8.182.71.35+2.351.80.9）2.7=15.21 KN活载 F4=（0.560.92.25+1.2751.8+1.592.71.35+1.091.80.9）2.7=4.07KN在标准层板传荷载示意图中D轴小梁对9轴梁的集中力 恒载 F5=（1.651.50.75+15.211.5+4.833.61.8+6.762.12.55）3.62=51.20 KN 活载 F6=（0.761.50.75+4.071.5+2.233.61.8+1.312.12.55）3.62= 15.80KNE轴柱纵向集中荷载： 顶层柱：恒载=女儿墙天沟自重+梁自重+板传荷载 =7.633.6+2.21(3.6-0.4)+5.963.6=56.00KN 活载=板传荷载 =1.881.82=6.77 KN 其他层柱:恒载=墙自重+梁自重+板传荷载 =7.913.6+2.21(3.6-0.4)+4.833.6=52.94 KN 活载=2.231.82=8.03 KN C轴柱纵向集中荷载： 顶层柱：恒载=梁自重+板传荷载 =2.21(3.6-0.5)+(5.96+5.96)1.82=49.76kN 活载=(1.88+1.88)1.82=13.54 KN 其他层柱： 1/8轴小梁传给C轴框架梁的恒载集中力为 F7=1.220.9+2.76+8.182.7+2.351.8-15.21=14.96KN (恒载) F8=0.560.9+1.275+1.592.7+1.091.8-4.07=3.96KN (活载) C轴框架梁对9轴框架柱的集中力即为C轴框架柱的板传荷载。 C轴框架梁对9轴框架柱的集中力F9=2.031.50.75+14.961.5+4.873.61.8+6.762.12.55/3.6=25.69KN (恒载 )F10=0.941.50.75+3.961.5+2.253.61.8+1.312.12.55/3.6=7.94KN (活载 )故其他层柱的恒载=墙自重+梁自重+板传荷载 =14.693.6+2.21(3.6-0.5)+25.69=85.43KN 活载=板传荷载F10=7.94KN B轴柱纵向集中荷载： 顶层柱：恒载=女儿墙天沟自重+梁自重+板传荷载 =7.633.6+2.21(3.6-0.4)+5.963.6=56.00 KN 活载=1.883.6=6.77 KN其他层柱：恒载=墙自重+梁自重+板传荷载 =7.913.6+2.21(3.6-0.4)+4.873.6=53.08 KN 活载=2.253.6=8.10 KN 柱子重力计算 柱子（400400mm）标准层柱子重力 G1=4.272 KN/m3.3m=14.10 KN底层柱子重力 G2=4.272 KN/m3.4m=14.53 KN 柱子（500500mm）标准层柱子重力 G3=6.59 KN/m3.3m=21.25 KN底层柱子重力 G4=6.59 KN/m3.4m=22.41KN框架受荷见图4.1 框架受荷总图。474.2 节点不平衡弯矩计算边柱集中荷载偏心距由此可以算出恒载作用下E轴屋顶层柱节点不平衡弯矩恒载作用下E轴架空(-1)5层柱节点不平衡弯矩恒载作用下C轴屋顶层柱节点不平衡弯矩恒载作用下C轴架空(-1)5层柱节点不平衡弯矩恒载作用下B轴屋顶层柱节点不平衡弯矩恒载作用下B轴架空(-1)5层柱节点不平衡弯矩同理，4.3 框架内力计算叠代法具体计算过程见叠代法计算各表。杆端不平衡弯矩计算 式中 南湖学院毕业设计 4.4 风荷载的计算1、作用在建筑物的屋面梁和楼面梁节点处的集中风荷载标准值: 基本风压为0.4 KN/m式中 :风压高度变化系数,考虑到建设地位于某中型城市郊区,所以取地面粗糙度为 B类. :风荷载体型系数,根据建筑物体型查得为1.3 :风震系数, =1+v/，对于建筑总高度不超过30m的取1.0 :下层柱高. :上层柱高. B:迎风面的宽度,为3.6m.表4.1 集中风荷载标准值和设计值离地高度 (m)( KN/m)/m/m/KN22.201.2911.30.43.32.67.1218.901.2311.30.43.33.37.6015.601.1511.30.43.33.37.1012.301.0611.30.43.33.36.559.001.0011.30.43.33.36.185.701.0011.30.43.33.36.182.401.0011.30.43.43.36.27 表4.2 标准层D值计算构件名称ac=i/(2+i)D=ac ic12/hB轴柱0.60710904C轴柱0.52623037E轴柱0.5379646D=43587KN/m表4.3 架空（-1）层 D值的计算构件名称ac=i/(2+i)D=acic12/hB轴柱0.61324137C轴柱0.53351079E轴柱0.54321381 D=96597KN/m表4.4 风荷载作用下框架侧移计算层号Wj/KNvj/KND/(KN/M)uj/myj/m67.127.12435870.00021/1650057.6014.72435870.00031/1100047.1021.82435870.00051/660036.5528.37435870.00071/471426.1834.55435870.00081/412516.1840.73435870.00091/3667架空(-1)6.2747.00965970.00051/6800U=uj=0.0039m层间侧移最大值 1/3667 1.4 Tg=1.40.35=0.49,由抗震规范可知尚须计算顶部附加集中水平地震作用。n=0.08T1+0.07=0.080.735+0.07=0.129结构总水平地震作用标准层：Fek=1Geg=0.0410.854094=142.61KN顶部的附加集中水平地震作用为： Fn=n Fek=0.129142.61=18.40KNGiHi=486.563.3+604.73.3+5+582.043.4=13562.13 KNFi=GiHiFek（1-n）/GiHi 表4.13 水平地震作用下框架侧移计算层Fi（KN）Vi(m)Due626.2226.22435870.0006527.9554.17435870.0012423.3177.48435870.0018318.6896.16435870.0022214.04110.20435870.002519.41119.61435870.0027-14.60124.21965970.0013一层：0.0027/3.3=1/12221/550满足要求表4.14 地震作用下B轴框架柱剪力和梁柱端的弯矩计算层/KND/KN/m/KN/m/KNyh/m/KN.m/KN.m/KN.m626.2243587109040.250 6.56 1.4911.91 9.77 11.91 554.1743587109040.250 13.55 1.4924.60 20.19 34.37 477.4843587109040.250 19.38 1.6531.98 31.98 52.17 396.1643587109040.250 24.06 1