土木工程毕业设计（论文）-唐山市唐钢家园一号住宅楼设计.doc

华北理工大学建筑工程学院学 号：201114350202毕业设计说明书GRADUATE DESIGN设计题目：唐山市唐钢家园一号住宅楼设计学生姓名：专业班级：11土木2班学 院：建筑工程学院指导教师： 教授 副教授2015年6月10日87摘 要近年来，随着经济建设的发展和人口的数量增加，住房建设用地日趋紧张。新建高 层建筑越来越高。为了满足抗震等条件的要求，新的结构形式在不断的发展，其中剪力 墙结构就广泛用于高层住宅。因此，对高层住宅剪力墙结构的力学性能进行研究具有具 有重要的理论和实现意义。本设计为唐山市唐钢家园一号住宅楼设计。建筑面积约7000平方米，地下一层，地上十二层，层高2.9米，总高度42米。本设计在确定剪力墙布局之后，先进行了重力荷载计算、风荷载计算、水平地震作用计算，然后根据结构在水平地震作用和竖向荷载作用下的内力计算进行内力组合，选取最安全的结果计算配筋并绘图。整个结构在设计过程中，严格遵循相关的专业规范的要求，参考相关资料和有关最新的国家标准规范，对设计的各个环节进综合全面的科学性考虑。关键词：剪力墙结构；高层建筑；住宅 AbstractWith the economic development and population increasing,construction land is increasingly getting tense, and tall building are getting higher and higher. To meet the requirements of conditions, such as seismic, structural from has also developed continuously, on a wide range of shear wall structure for high-rise residential. To meet the requirements such as seismic conditions,the shear wall structure form on a wide range for high-rise residential building has developed continuously. Therefore,it is significance to study the theory and practices of the mechanical properties of the tall residential shear wall structures.The design is a 12-storey residential building structural design, belonging to TangGangJiaYuan block, one of the commercial housing blocks numbered 1. The area, above the ground floor, is about 7000 square meters, the building here takes a shear-wall structure, with a total of 12 floors above the ground and 1 floor below the ground ,and 2.9 meters height a storey, and the total height is 42m.The design after determinating shear-wall structure layout has carried on the first level the calculating the gravity load, calculating the wind load and calculating the function of level earthquake. According to calucating the structural endogenous force of the level earthquake,the wind load, the vertical load ,carried on the endogenic force combination,then selected the safest result computation to match the muscle and to draw a chart. The entire structure in the design process, the strict deference related specialized standard request, the reference correlation data and the related newest national standards standard, carries on the synthesis comprehensive scientific nature consideration to design each link. In brief, is suitable, the security, the economy, easy to operate is this design principle. Key word: Shear wall structure; tall building; residential building 目 录摘 要1Abstract2绪 论11.1 前言11.2 工程概况1第二章 建筑部分设计32.1 设计依据32.2 建筑概况32.3 交通联系部分的设计32.4 墙体材料选用42.5 内装修做法42.6基础42.7 剪力墙结构52.8 建筑设计依据5第三章 结构部分设计63.1 工程概况63.1.1 建筑地点、建筑名称、建筑类型、建筑介绍63.1.2 剪力墙与层高63.1.3 剪力墙截面尺寸初步确定73.2 荷载统计73.21荷载计算73.22填充墙荷载计算（标准值）：103.2.3 梁上均布荷载统计103.3 结构及平面布置的选择11第四章 总信息12第五章 周期、地震力与振型输出文件23第六章 位移输出文件49第七章 混凝土构件的配筋验算55第八章 板裂缝验算56第九章 楼梯计算书61第十章 JCCAD计算结果文件66第十一章 施工部分设计6911.1 工程概况6911.2 施工条件6911.3 施工部署6911.3.1 施工方案6911.3.2 施工顺序6911.4 施工进度表7011.5 施工准备工作7011.5.1 现场准备7011.5.2 技术准备7011.5.3 施工用水、生活用水7311.5.4 施工用电7411.5.5 施工机械7411.6 主要施工方法7511.6.1 土方工程7511.6.2 基础工程7611.6.3 钢筋工程7711.6.4 混凝土工程8011.6.5 模板工程8111.6.6 砌筑工程8111.6.7 屋面工程8211.6.8 装饰工程8311.6.9 脚手架工程8311.7 劳动力、施工机具、主要材料需要量计划8311.8 施工平面图的布置8411.9 质量安全措施8411.9.1 质量措施8411.9.2 安全措施84参考文献86谢 辞87 绪 论 1.1 前言随着生活水平的提高，人们对高层住宅的安全性要求也越来越高。近年来，地震等自然灾害频发，而剪力墙结构的抗震性能非常优秀，虽然在空间的使用上不如框架结构灵活，但应用与对空间使用要求不是太高、对安全性要求很高的高层住宅之中，也是非常合理的。因此，将来的高层住宅楼设计会趋向于使用抗震、抗灾性能良好的剪力墙结构。毕业设计是毕业前的最后一次大型的课题设计，在刘老师的指导下，将要运用我们大学四年所学的全部专业知识来完成。通过这次设计，使我们对将来的民用建筑以及工业建筑的设计、施工、管理等各个环节有所了解，熟悉工程建筑设计与施工的整个过程，同时熟练使用各种绘图、计算软件。我的毕业设计题目是唐山市唐钢家园一号住宅楼设计。在毕业设计前期，我温习了一些以前学过的课程，并且查看了建筑抗震设计规范、混凝土结构设计规范、建筑结构荷载规范、高层建筑混凝土结构技术规程等相关书籍来加以充实和辅助本次毕业设计。 在毕业设计的前期和中期，我们在指导老师的指导下开始接触一些新的结构设计软件，并结合自己的所学专业知识进行建筑、结构设计。顺利完成了建筑平、立、剖面设计，结构建模，绘制结构平面图，SATWE、JCCAD、墙梁柱的施工图计算等。在毕业设计后期，主要进行施工图的设计以及修改和计算书的整理，并且在每次的上课过程中得到了老师的审批和指正，使我完成了任务，在此表示衷心的感谢。根据住宅的使用要求和代表性，随着这类建筑要求、时间、地点的不同，其建筑设计、结构设计、施工设计和各种技术的要求也不同，而随着社会的发展，技术的进步，计算机辅助设计扮演了越来越重要的角色，由于自己的水平有限，再设计时候难免有不妥和疏忽的地方，敬请各位老师批评指正。1.2 工程概况建筑基地：河北省唐山市建筑结构形式：现浇钢筋混凝土剪力墙结构本工程总建筑面积：6910.52 建筑基地面积：492.78m2建筑层数：地上十二层，地下一层主体建筑高度：42.0m抗震设防烈度：8 度，第一组抗震设防类别：丙类建筑物安全等级：二级抗震等级：二级场地类别：二类场地土类型： 中软场地土，最大冻结深度 0.8 米地基承载力标准值：f=300KPa持力层: 粉质粘土设计使用年限: 50 年气象水文地质资料：温度：最热月平均 25.4，最冷月平均-8.8，最热日平均 29.4，极端最高 39.6相对湿度：最热月平均 78%，最冷月平均 54%主导风向：夏季-东、东南向，冬季-西、西北向降水量：年平均-610 毫米，年最大-931 毫米最大降雪深度：180 毫米 第二章 建筑部分设计2.1 设计依据本工程为唐山市唐钢家园一号住宅楼设计，来源于工程实际。2.2 建筑概况本工程位于河北省唐山市，用地平面呈矩形，为现浇钢筋混凝土剪力墙结构。本地区抗震抗震基本烈度为 8 度，抗震等级为二级。1、除标高以米为单位外,其余全部尺寸均以毫米为单位。2、本工程总建筑面积为 6910.52 ，建筑基地面积为 492.78m2。3、本建筑主要功能是住宅。4 、建筑层数为 12 层，主体建筑总高度为 42.0m，工程设计等级为二级。5、本工程建筑类别为二类，耐火等级为一级，设计使用年限为 50年。6、结构类型为剪力墙结构。7、建筑总平面位置见总平面位置图。2.3 交通联系部分的设计 交通联系部分是人流通行和集散不可缺少的内容，这部分设计的主要内容有：（1）交通路线简捷，明快，联系方便。（2）人流通畅，紧急疏散时迅速安全。（3）力求节省交通面积，同时应考虑空间处理等问题。结合本建筑的具体要求，设置以下交通联系部分：1.楼梯疏散交通楼梯设计主要依据使用要求和人流通行情况确定梯段宽度和休息平台的宽度，选择适当的楼梯形式，考虑整幢建筑的楼梯数量，以及楼梯间的平面位置和空间组合。楼梯的位置应布置均匀，导向明确，显明易找，楼梯应靠外墙设置，即提高安全性能，又便于通风采光。2.电梯垂直交通电梯设计主要分人梯和消防电梯，根据规范的要求、使用功能及人员使用舒适度等方面设计电梯的尺寸和性能。 2.4 墙体材料选用1.墙体材料：本工程填充墙材料为加气混凝土砌块。2.墙体厚度：图中剪力墙 200，轴线居中，内墙按建筑图纸布置。 图 2-1 建筑平面布置图 2.5 内装修做法室内装修做法：（1） 地面：普通地砖。（2） 踢脚：楼梯间、电气间、设备间刷素水泥浆踢脚，高度 120，其他房间均为地砖踢脚，高度 100。（3） 内门：木内门。（4） 楼梯栏杆：铁艺花饰栏杆、木扶手。（5） 窗帘盒：木窗帘盒，内留预埋铁。2.6基础1.混凝土：基础垫层C15 基础：C35(1)本设计地基土持力层其承载力标准值为300Kpa(2)基础经过开槽以后，经有关单位验槽以后才能进行基础施工。若在施工过程中有异常现象，应及时通知设计等有关单位，并且协商解决。基础回填土压实系数r=0.96(3)梁、板、剪力墙混凝土等级：地下一层和地上1-3层为C35，,4-12层和电梯机房为c30.2.所有填充墙采用100厚加气混凝土块砌筑，砌筑砂浆等级为M5，砌筑容重不大于5.5KN/。2.7 剪力墙结构1、该剪力墙的结构重要性系数为 1.0。2、所有孔洞必须预留,不得后凿.除厕所外,其它各室的洗手盆上下水及暖气立管预留孔洞与设备图配合施工. 设备管道穿楼板首先留洞,但钢筋不断开,待管线安装完毕后二次浇筑混凝土。3、梁柱钢筋在节点处的锚固参见。4、填充墙的砌法及拉筋的设置按规范施工。其它未详事宜均按国家现行建筑工程施工质量验收统一标准和我省颁发的各项规程执行。2.8 建筑设计依据1GB 50223-2010，建筑工程抗震设防分类标准S.北京：中国建筑工业出版社,2010年。205系列建筑标准设计图集S.北京：中国建筑工业出版社,2005年。3GB/T 50001-2010，房屋建筑制图统一标准S.北京：中国建筑工业出版社,2010年第三章 结构部分设计3.1 工程概况 我设计的是唐山市唐钢家园1号住宅楼，层数为地上12层，地下一层，属于高层住宅，采用剪力墙结构。题目来源于工程实际。3.1.1 建筑地点、建筑名称、建筑类型、建筑介绍建筑地点：唐山市建筑名称：唐山市唐钢家园一号住宅楼建筑类型：高层住宅，地下 1 层，地上 12 层，现浇钢筋混凝土剪力墙结构。建筑介绍：本建筑所在地区地震设防烈度八度。建筑总面积为6910.52 平方米，建筑基地面积为 492.78 平方米，剪力墙厚为 200mm（地下室外墙厚 250mm），100mm 厚填充墙采用加气混凝土砌块。3.1.2 剪力墙与层高剪力墙与层高：本住宅楼采用剪力墙采用对称布置，层高均取 3.0m，如下图所示： 图 3-1 剪力墙布置图 Fig. 3-1 The shear wall arranges the diagram3.1.3 剪力墙截面尺寸初步确定根据高层建筑混凝土结构技术规程规定：按三、四级抗震等级设计的剪力墙的截面厚度，不应小于 160mm，一字形独立剪力墙的底部加强部位尚不应小于180mm，其他部位不应小于层高或剪力墙无支长度的 1/20，且不应小于 160mm，所以各部位剪力墙均为 200mm，符合要求。3.2 荷载统计 3.21荷载计算楼面荷载计算（标准值）：1、起居室、卧室： 装修面层2830 0.03x20= 0.6kN/60厚C15细石混凝土垫层 0.06x24= 1.44kN/板底抹灰 0.5kN/ 板厚(mm)100110120130180恒载(kN/)5.045.295.545.797.04活载(kN/)2.0 2、卫生间： 810厚防滑地砖 0.01x20=0.2kN/ 20厚1：3干硬性水泥砂浆结合层 0.02x20=0.4kN/50厚C15细石混凝土填充层 0.05x24=1.20kN/板底抹灰 0.5kN/ 板厚(mm)8090100恒载(kN/)4.34.554.8活载(kN/)2.0（设浴缸时4.0） 3、厨房：810厚防滑地砖 0.01x20=0.2kN/ 20厚1：3干硬性水泥砂浆结合层 0.02x20=0.4kN/ 50厚C15细石混凝土填充层 0.05x24=1.20kN/板底抹灰 0.5kN/ 板厚(mm)8090100恒载(kN/)4.34.554.8活载(kN/)2.04、内封阳台：装修面层2830 0.03x20= 0.6kN/60厚C15细石混凝土垫层 0.06x24= 1.44kN/板底抹灰 0.5kN/ 板厚(mm)100110恒载(kN/)5.045.29活载(kN/)2.5 5、楼梯： 810厚防滑地砖 0.01x20=0.2kN/ 20厚干硬性水泥砂浆结合层 0.02x20=0.4kN/板底抹灰 0.5kN/ 板厚(mm)100110120130140150恒载(kN/)6.06.36.77.17.47.8活载(kN/)3.5（跃层室内楼梯2.0） 8、门厅、电梯厅（走廊）：装修面层2830 0.03x20= 0.6kN/60厚C15细石混凝土垫层 0.06x24= 1.44kN/板底抹灰 0.5kN/ 板厚(mm)100110120恒载(kN/)5.045.295.54活载(kN/)3.5 9、屋面1坡屋面： 卧瓦层 （按30厚水泥砂浆计算自重） 0.6/cos30=0.69kN/35厚C20细石混凝土面层 0.04x24/cos30=1.11kN/15厚1：3水泥砂浆找平层 0.02x20=0.4kN/板底抹灰 0.5/cos30=0.6kN/ 板厚(mm)100110120130140150恒载(kN/)6.06.36.66.77.07.3活载(kN/)0.5（不上人屋面） 10、坡屋面下顶层楼顶平楼面：双面抹灰 1.0kN/ 板厚(mm)100110120恒载(kN/)3.53.754.0活载(kN/)2.0 11、屋面2不上人平屋面： 40厚C20细石混凝土面层 0.04x24=0.96kN/ 20厚1：3水泥砂浆找平层 0.02x20=0.4kN/ 平均110厚1：8水泥膨胀珍珠岩找坡层 0.11x6=0.66 kN/板底抹灰 0.5kN/ 板厚(mm)100110120130140150恒载(kN/)6.26.56.77.07.27.5活载(kN/)0.5（不上人屋面） 12、楼梯间：恒载(kN/)7.0活载(kN/)3.5 13、 窗 下 外 墙 高 1200 （ 含 降 梁 100+ 加 窗 重 ）2.5x1.2+0.5x1.3=3.65KN/m14、内填充墙高（2.9-0.4）2.3x（2.9-0.4）=5.75KN/m3.22填充墙荷载计算（标准值）：1、外墙1：200厚空心砖（含砂浆） 1.5kN/外贴石材+内抹灰 1.35kN/恒载： 2.85kN/2、外墙2：200厚空心砖（含砂浆） 1.5kN/外贴面砖+内抹灰 1.0kN/恒载： 2.5kN/3、外墙3：200厚空心砖（含砂浆） 1.5kN/外涂料+内抹灰 0.8 kN/恒载： 2.3kN/4、内墙1：200厚空心砖（含砂浆） 1.5kN/双面抹灰 0.8kN/恒载： 2.3kN/5、内墙2：100厚加气砼砌块（含砂浆） 0.8kN/双面抹灰0.8kN/恒载： 1.6kN/3.2.3 梁上均布荷载统计100 厚填充墙下梁均部荷载：5.50.12.4202.40.04=3.24KN/m100 厚填充墙下连梁均部荷载：5.50.12.3202.30.04=3.11KN/m200 厚填充墙下连梁均部荷载：5.50.22.3202.30.06=5.9KN/m200 厚楼梯间填充墙下梁均部荷载：5.50.22.65202.650.06=5.52KN/m3.3 结构及平面布置的选择高层住宅不但能满足人们日常生活的需要，而且还能满足城镇化过程中对建筑面积需求量大的要求。在较高的高层建筑中，现浇钢筋混凝土剪力墙结构的整体性好，刚度大，在水平荷载作用下侧向变形小，承载力要求也容易满足。墙体同时也作为围护及房间分隔构件。竖向荷载由楼盖直接传到墙上，因此剪力墙的间距取决于楼板的跨度。一般情况下，剪力墙间距为38m，适用于要求较小开间的建筑。当采用大模板、滑升模板等先进施工方法时，施工速度很快，可节省砌筑隔断等工程量。因此，剪力墙结构在住宅建筑中广泛的应用。高层住宅的发展优势明显，与我国现阶段基本国情相符，并与国家提倡节约资源、实现集约化发展的政策相一致。通过发展高层住宅解决现有城市存在的问题，已经成为我国现阶段城市发展的必然趋势，在建设实践中，发展高层住宅也越来越多地被各地认同，建设发展势头迅猛。随着高层住宅的普及，城市管理者和居民对高层住宅的建设要求日益提高，建筑设计者和开发商也在改变观念、更新设计手法，以配合城市的发展要求和住宅的市场需求，将一些新的设计理念和发展思路融入到高层住宅的设计之中。随着生活水平的提高，人们对高层住宅的安全性要求也越来越高。近年来，地震等自然灾害频发，而剪力墙结构的抗震性能非常优秀，虽然在空间的使用上不如框架结构灵活，但应用与对空间使用要求不是太高、对安全性要求很高的高层住宅之中，也是非常合理的。因此，将来的高层住宅楼设计会趋向于使用抗震、抗灾性能良好的剪力墙结构。根据高规中 7.1.2 条规定剪力墙不宜过长，较长的剪力墙宜设置跨高比交大的连梁将其分成长度较均匀的若干墙段，各墙段的高度与墙段长度之比不宜小于 3，墙段长度不宜大于 8m。除此规定之外，根据近年来户型的买卖趋势多青睐于中小户型，因此本次住宅设计多选择中小的室内空间设计，如上图 3-1 剪力墙布置图中所示的空间设计。第四章 总信息 图 4-1PKPM 模型图 总信息 结构材料信息: 钢砼结构 混凝土容重 (kN/m3): Gc = 27.00钢材容重 (kN/m3): Gs = 78.00 水平力的夹角 (Rad): ARF = 0.00 地下室层数: MBASE= 1 竖向荷载计算信息: 按模拟施工加荷计算方式 风荷载计算信息: 计算X,Y两个方向的风荷载 地震力计算信息: 计算X,Y两个方向的地震力 特殊荷载计算信息: 不计算 结构类别: 剪力墙结构 裙房层数: MANNEX= 0 转换层所在层号： MCHANGE= 0 墙元细分最大控制长度(m) DMAX= 2.00 墙元侧向节点信息: 内部节点 是否对全楼强制采用刚性楼板假定 否 采用的楼层刚度算法 层间剪力比层间位移算法 结构所在地区 全国 风荷载信息 修正后的基本风压 (KN/m2): WO=0.40 风荷载作用下舒适度验算风压(KN/m2): WOC=0.40 地面粗糙程度: B类 结构基本周期（秒）: T1=0.49 是否考虑风振: 是 体形变化分段数: MPART=1 各段最高层号: NSTi=15 各段体形系数: USi=1.30 地震信息 振型组合方法(CQC耦联;SRSS非耦联) CQC 计算振型数: NMODE= 18 地震烈度: NAF = 8.00 场地类别: KD = 2 设计地震分组: 一组 特征周期 TG = 0.35 多遇地震影响系数最大值 Rmax1 = 0.16 罕遇地震影响系数最大值 Rmax2 = 0.90 框架的抗震等级: NF = 3 剪力墙的抗震等级: NW = 2 活荷质量折减系数: RMC = 0.50 周期折减系数: TC = 0.90 结构的阻尼比 (%): DAMP = 5.00 是否考虑偶然偏心: 否 是否考虑双向地震扭转效应: 否 斜交抗侧力构件方向的附加地震数 = 0 活荷载信息 考虑活荷不利布置的层数 不考虑 柱、墙活荷载是否折减 不折减 传到基础的活荷载是否折减 折减 考虑结构使用年限的活荷载调整系数 1.00 -柱，墙，基础活荷载折减系数- 计算截面以上的层数-折减系数 1 1.00 2-3 0.85 4-5 0.70 6-8 0.65 9-12 0.6 调整信息 梁刚度放大系数是否按 2010 规范取值： 是 中梁刚度增大系数： BK=1.80 梁端弯矩调幅系数： BT=0.85 梁活荷载内力增大系数： BM=1.00 连梁刚度折减系数： BLZ=0.55 梁扭矩折减系数： TB=0.40 全楼地震力放大系数： RSF=1.00 0.2Qo 调整起始层号： KQ1=1 0.2Qo 调整终止层号： KQ2=0 0.2Qo 调整上限： KQL=2.00 框支柱调整上限： KZZL=5.00 顶塔楼内力放大起算层号： NTL=0 顶塔楼内力放大： RTL=1.00 框支剪力墙结构底部加强区剪力墙抗震等级自动提高一级: 是 实配钢筋超配系数 CPCOEF91=1.15 是否按抗震规范 5.2.5 调整楼层地震力 IAUTO525 =1 是否调整与框支柱相连的梁内力 IREGUKZZB=0 剪力墙加强区起算层号 LEVJLQJQ=1 薄弱层判断方式： 按高规从严判断 强制指定的薄弱层个数 NWEAK=0 配筋信息 梁箍筋强度 (N/mm2): JB=360 柱箍筋强度 (N/mm2): JC=360 墙水平分布筋强度(N/mm2) FYH=360 墙竖向分布筋强度(N/mm2) FYW=360 边缘构件箍筋强度(N/mm2) JWB=210 梁箍筋最大间距 (mm): SB=100.00 柱箍筋最大间距 (mm): SC=150.00 墙水平分布筋最大间距 (mm): SWH=200.00 墙竖向分布筋配筋率 (%): RWV=0.25 结构底部单独指定墙竖向分布筋配筋率的层数: NSW =0 结构底部 NSW 层的墙竖向分布配筋率: RWV1=0.00 梁抗剪配筋采用交叉斜筋时 箍筋与对角斜筋的配筋强度比: RGX=1.00 设计信息 结构重要性系数 RWO=1.00 柱计算长度计算原则: 有侧移 梁端在梁柱重叠部分简化: 不作为刚域 是否考虑 P-Delt 效应： 否 柱配筋计算原则: 按双偏压计算 按高规或高钢规进行构件设计: 是 钢构件截面净毛面积比: RN=0.85 梁保护层厚度 (mm): BCB=30.00 柱保护层厚度 (mm): ACA=30.00 是否按砼规范(7.3.11-3)计算砼柱计算长度系数: 否 剪力墙构造边缘构件的设计执行高规 7.2.17-4: 是 抗震设计的框架梁端配筋考虑受压钢筋: 否 荷载组合信息 恒载分项系数: CDEAD=1.20 活载分项系数: CLIVE=1.40 风荷载分项系数: CWIND=1.40 水平地震力分项系数: CEAH=1.30 竖向地震力分项系数: CEAV=0.50 特殊荷载分项系数: CSPY=0.00 活荷载的组合值系数: CDL=0.70 风荷载的组合值系数: CDW=0.60 重力荷载代表值效应的活荷组合值系数: CEAL=0.50 温度作用的组合值系数: 仅考虑恒载、活载参与组合: CDTDL=0.50 砼构件温度效应折减系数: CCT=0.40 地下信息 土的水平抗力系数的比例系数(MN/m4): M1=3.00 回填土容重 (KN/m3): Gso1=20.00 回填土侧压力系数: Rso1=0.5 外墙分布筋保护厚度 (mm): WCW=35.00 室外地平标高 (m): HOUT=-0.30 地下水位标高