土木工程毕业设计（论文）-学生宿舍公寓设计.doc

四川大学锦江学院毕业论文（设计） 毕业论文（设计）题 目 学生宿舍设计 学 院 东坡学院学院 专 业 土木工程 年级 2013级 学生姓名 学 号 指导教师 - 60 - - - 列五中学生宿舍公寓摘要总建筑面积约为4400 m2,采用框架承重结构，主体结构层数为六层，层高均为3.3m，抗震设防烈度为7度。 本次设计分为建筑与结构设计两部分。本计算书包括了整个设计的计算过程。 设计的成果除建筑设计说明，总平面图；首层平面图、标准层、顶层平面图，正立面图、侧立面图；剖面图；主外墙大样图，节点大样图外还应包括结构设计的计算：荷载汇集；地震作用计算；风荷载作用计算；荷载组合及内力分析；一榀框架配筋计算；现浇板配筋计算；楼梯配筋计算；悬挑构件计算；基础及基础梁配筋计算；报告厅部分结构设计计算；薄弱层验算；其它必要的构件配筋计算。关键词：建筑设计 结构计算 结构布置 内力计算 配筋计算LIEWU school apartmentAbstractThe title of this thesis design is the apartment of XingZhi . Total construction area is about 4400 sq.m, frame structure, 6 floors. The height of all floor is 3.3m, the design strength of anti-earthquake is 7 degrees. This design is divided into two parts: architectural design and structure design. This thesis includes all the calculations of the design process and related elucidations. Among them, primarily there are the arrangement of structure, the selection of structure type, a complete calculation of one part of the frame (includes the calculation of load and force, combination of forces, design of section and calculation of reinforcement). Besides, there are design of column foundation, stairs, pored concrete slab and concrete awning etc. Keywords: architectural design structure design the arrangement of structure the calculation of load and force the calculation of reinforcement目录绪论 41工程概况 5 2建筑设计 52.1建筑设计原理概述 5 2.1.1建筑平面设计 52.1.2建筑立面设计 62.2建筑方案设计 72.2.1建筑平面设计 72.2.2建筑立面设计 72.2.3建筑剖面设计 82.3建筑材料及做法 82.3.1墙体工程 82.3.2门窗工程 82.3.3楼屋面做法 92.3.4散水做法 102.3.5落水管及雨水口 102.3.6其他构件 103结构设计 10 3.1结构设计基本信息 10 3.2构件尺寸 11 3.3荷载统计 11 3.4构件设计 14 3.4.1楼梯设计 14总结以及展望 19参考文献及致谢 20附录A 结构设计信息 23附录B 平面荷载校核 37附录C周期，振型，地震力 54附录D结构位移 60附录E现浇板配筋面积图附录F混凝土构建配筋验算简图附录G基础配筋信息绪论半个学期的毕业设计工作让我受益甚多，毕业设计是大学学习中的一个重要组成部分，它使我们所学的专业知识得到综合运用，起到很好的总结作用，且对即将工作打下基础。我这次毕业设计的题目是学生宿舍楼，通过这次的毕业设计，使我对整个毕业设计的设计思路、方法有了深刻的理解。而这些又主要体现在建筑设计和结构设计两个方面：建筑设计中包括了建筑总平面图、建筑平面图、剖面图、立面图及建筑构造详图。本设计从建筑到结构是一个较为完整的设计过程，通过毕业设计复习和巩固了以前所学知识；本次毕业设计培养了我进行独立设计的基本能力，为毕业后的工作打下了一定的基础。为以后的工作了一个良好的开端。同时，在设计中，一方面要把以前所学的知识运用进去，熟悉国家有关规范、条例和规程，同时，要学会使用甚至熟练掌握PKPM结构计算软件；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，防火要求和管理自动化水平高，并且要求考虑节能和无障碍设计。因此，通过这次毕业设计，也拓宽了非本专业知识面。通过建筑设计和结构设计两部分完成了本次毕业设计的任务。在此，再次向在设计中对我进行过指导的老师表示衷心的感谢！1工程概况学生宿舍楼设计，建筑面积为4400m2，按规划要求，层数为6层，框架结构。设计原始资料：夏季通风：室外空气计算温度 28 度；冬季采暖：室外空气计算温度为-13 度，室内计算温度：卫生间、楼梯间、大厅为 16 度，其他均为 18 度；全年主导风向为偏东风，冬季平均风速0.7m/s，基本风压w0=0.30kN/。降雨量为333.2，日最大降雨量71.8，时最大降雨量27，抗震设防烈度7度，地震分组第三组。3.工程地质条件场地土自上而下依次为： 杂填土（层厚：0.4-1.0m），成分以粉土为主，含有生活及建筑垃圾。 砾石土（层厚3m），垂直及水平分布较均匀，为可塑性状态、中等压缩性、弱失陷性，属级非自重失陷性黄土，土的重度为19kN/m3，孔隙比为0.8，液性指数为0.833,承载力特征值为。 细砂层（层厚0.6-1.7m），砂质较纯净，分选性好，主要成份为石英长石，稍密，潮湿。 卵石层（层厚1.6-4.1m），成份以花岗岩、石英岩、闪长岩为主、潮湿，中密，承载力特征值为，压缩模量ES=60MPa。2建筑设计2.1 建筑设计原理概述2.1.1 建筑平面设计根据学生宿舍楼的内容和使用功能要求结合自然条件、经济条件、技术条件（包括材料、结构、施工），来确定房间的大小和形状，确定房间和房间之间以及室内与室外之间的分隔与联系方式和平面布局，使学生宿舍楼的平面组合满足实用、经济、美观和结构合理的要求。房间布设综合考虑三个方面的要求：1、使用方面的要求：任何房间的布设不但都应有必须的面积和体积，适宜的形状和尺寸，以适合内部家具和设备的布置和使用活动的要求，而且还必须与其它房间和室外有合理的分隔与联系。2、房间平面尺寸和形状：房间的平面尺寸和形状，主要是由室内使用活动的特点、家具、设备的布置方式，以及采光、通风、音响等室内环境来决定的。此外在满足使用要求的同时，构成和组合房间的技术、经济条件，以及人们对室内空间视觉上的要求，也是确定房间平面尺寸和形状的重要因素。主要有： 房间的平面尺寸和形状，应满足采光、通风、音响等室内环境要求。 房间的平面尺寸和形状，应考虑空间组合和结构、施工的可能性与经济的要求。 房间的平面尺寸和形状，应考虑室内使用活动的特点，必须满足功能的要求。 房间的平面尺寸和形状，应很好地考虑与家具、设备的尺寸相配合，便于家具、设备的布置，并保证使用活动所需的面积。在一幢建筑物中，房间不是孤立存在的，它的尺寸和形状应考虑与其它房间进行组合的可能，应满足结构上和经济上的要求。3、审美方面的要求：不管什么房间都应根据具体情况，考虑室内空间体形、比例、色彩、装饰以及家具、设备布置等问题，以满足人们精神上和审美上的要求。4、环境方面的要求：任何房间一般都应有良好的采光，通风和日照等自然环境条件，而且在房间内一般还应有与使用要求相适应的卫生技术设备。给水、排水、照明、采暖等。5、确定房间的平面尺寸和形状，还必须考虑建筑的总体条件，如地形、朝向等的影响以及房间内部空间形象的要求。在一般建筑中，使用房间最常见的平面形状是矩形，因为梁板结构的布置以矩形最为经济，而且矩形平面一般也有利于室内家具的布置和满足使用活动的要求，在建筑组合设计中，也便于上下左右灵活组合。本次学生宿舍楼设计全部为矩形，且都能满足上述要求。2.1.2 建筑立面设计1、建筑外形首先反映建筑物的性格；2、建筑外形应反映内部空间和空间组合的情况；3、建筑外形还反映不同的技术条件、不同的自然条件以及不同的民族特点。本次工程立面窗户采用统一的铝合金窗户，使平面自然、美观、大方。2.1.3 建筑剖面设计1、考虑房间的使用性质和活动的特点；2、考虑采光、通风、空气容量等卫生要求；3、考虑室外室内空间比例的要求；4、考虑结构和构造要求；5、考虑经济要求。 2.2建筑方案设计2.2.1 建筑平面设计 建筑平面是表示建筑物在水平方向房屋各个部分的组合关系。在平面设计中，始终需要从建筑整体空间组合的效应来考虑，紧密联系建筑剖面和立面，分析剖面、立面的可能性和合理性；平面设计是整个建筑设计的关键，建筑设计首先从平面设计开始。本酒店设计综合考虑了建筑立面、建筑剖面、建筑技术、建筑经济、建筑形象等因素，使平面设计尽善尽美。1、本工程的布局与建设单位的管理方式和服务手段相适应，其分区明确，联系方便，保证了环境。2、宿舍房间的隔墙和楼板都符合隔声规范的要求；本工程的宿舍间采用天然采光；宿舍的净面积符合任务书要求。3、本工程的防火设计等级为二类，耐火等级为二级。4、本工程的安全疏散距离符合规范要求。2.2.2 建筑立面设计 一栋建筑物不仅要有完美的平面布局，还要有美观的建筑形象，建筑形象主要由建筑造型艺术处理和立面装饰来体现。建筑体型和立面相当重要。本建筑在立面上处理上采用虚实分明，建筑外观的虚实关系主要是由功能和结构要求决定的，充分利用这两方面的特点巧妙的处理虚实关系，可以获得轻巧生动、坚实有力的外观形象。另外，通过凹凸的处理可以加强光影变化，增强建筑物的体积感，丰富立面的效果。本建筑外墙装饰一三层采用有岩石质感的剁假石墙面，三层以上采用材质光洁的瓷砖墙面。2.2.3 建筑剖面设计剖面设计确定建筑物各部分高度，建筑层数，建筑空间的组合与利用，以及建筑剖面中的结构、构造关系等。它与平面设计是两个不同的方面反映建筑物内部空间的关系。 1、建筑物层高根据房屋的使用性质、要求、建筑结构和施工材料要求来确定。本建筑层高3.3m，楼梯平台与平台之间的净高和倾斜梯段之间的净高不小于2.2m。本建筑楼梯采用平行双跑楼梯，每个梯段为12个踏步，每个踏步高150mm，宽300mm，满足使用要求。2、室内外地面高差为防止室外雨水流入室内，并防止地面过潮而设置的。室内外高差过小，不能很好地起到作用；考虑建筑物性质，本建筑室内外高差设计为0.45m。2.3 建筑材料及做法2.3.1 墙体工程外墙：1、水泥粉刷外墙面2、10mm厚水泥砂浆压实抹平5、240mm蒸压粉煤灰砖墙内墙：1、水泥粉刷墙面2、120mm蒸压粉煤灰砖墙女儿墙：1、20mm厚水泥砂浆2、卷材防水（四层做法）3、10mm厚水泥混合砂浆找平4、240mm蒸压粉煤灰砖墙卫生间墙：1、贴瓷砖墙面2、防水涂料3、10mm厚水泥砂浆压实抹平4、10mm厚水泥砂浆打底5、240mm蒸压粉煤灰砖墙2.3.2门窗工程门窗采用铝合金质，容重为0.35KN/m3房间中窗子的大小、形式和位置，对室内采光、通风、日照和使用等功能要求，对建筑物的门面构图，都有很大关系，在设计时应根据各方面要求综合考虑，由于一层较高相应的窗户高度也应高于上部窗户，又考虑到朝阳的一面窗户要有变化故顶层的窗户尺寸比下部窗户小得多，来突出立面多样性的效果。一、窗的大小根据采光要求确定窗口面积的同时，还应结合通风要求、朝向、建筑节能、立面设计、建筑经济等因素综合考虑。二、窗的位置在设计窗的位置时，考虑了下列问题1）窗的位置应很好地考虑房间内部的使用情况； 2）窗户有通风的作用，因此房间的窗户位置应与门的位置一起考虑，最好把窗开在门对面的墙上或离门较远的地方，以使房间尽可能得到穿堂风； 3）窗子的位置还考虑了立面的要求，使立面构图整齐协调，不致杂乱无章，影响立面的效果。三、窗的形式窗的形式不仅考虑了采光、通风的要求，而且还考虑比例造型的美观，因为窗是建筑外形和室内艺术是造型的重要内容。2.3.3楼屋面做法1、100厚钢筋砼板2、12厚水泥沙浆3、水磨石地面(10mm面层,20mm水泥砂浆打底，素水泥打底)屋面：1、 刚性防水屋面(有保温层) 2、 40厚C20细石砼内配直径4间距150双向钢筋3、20厚1:3水泥砂浆找平 4、70厚水泥防水珍珠岩块或沥青珍珠岩保温层5、20厚1:3水泥砂浆找平层6、12厚板底抹灰7、100厚结构层2.3.4散水做法1、20厚C20细石混凝土2、70厚碎石垫层3、素土夯实向外坡2%注：散水宽度应在施工图中注明；每隔10m留伸缩缝一道，墙身与散水设15mm宽沥青砂浆嵌缝。2.3.5落水管及雨水口 落水管及雨水管只画出设计预留位，具体安装尺寸和类型由安装公司提供。2.3.6其他构件台阶：1、花岗岩面层2、30mm厚1：3干硬水泥砂浆结合层3、素水泥浆结合层一道4、100mm厚C15现浇混凝土5、150mm厚3:7灰土6、素土夯实3结构设计3.1 结构设计基本信息地基：选砾石层为持力层，地基承载力为300kN/m,地下水位在地表以下4.5m，无侵蚀性； 基本风压值：0.3 KN/m； 地面粗糙度：C类； 抗震设防：烈度7度，第三组； 设计基本地震加速度值：0.10g； 框架抗震等级：三级； 场地类别：类； 设计使用年限：50年； 结构安全等级：二级； 基础等级：乙级；3.2 构件尺寸1、框架柱 抗震等级三级，一层六层混凝土强度C40 最大支撑面积：(7.8+7.8)/2(7.7+2.4)/2=39.39m2一层三层：N=1.2539.39156=4431.36kN截面：=4431.36103/(0.8519.1)= 272951mm2 =522mm，取600mm2、梁截面尺寸 主梁：最大跨度7700mm h=7700（1/121/8）=541962mm，取600mm b=（1/21/3)h=200300mm，取300mm 次梁：最大跨度7500mmh=7500（1/181/12)=417mm625mm，取600mm b=（1/21/3)h=200300mm，取300mm3.3 荷载统计3.3.1楼屋面活荷载标准值 不上人屋面：0.5kN/m2卫生间、其他走廊：2kN/m23.3.2楼屋面恒荷载标准值屋面：刚性防水屋面(有保温层) ： 40厚C20细石砼内配直径4间距150双向钢筋0.8 KN/m2 20厚1:3水泥砂浆找平 0.02x20=0.4 KN/m2 70厚水泥防水珍珠岩块或沥青珍珠岩保温层 0.07x10=0.7 KN/m2 20厚1:3水泥砂浆找平层 0.02x20=0.4 KN/m2100厚结构层 0.10x25=2.5 KN/m212厚板底抹灰0.012x20=0.24 KN/m2合 计 5.04KN/m2楼面：水磨石地面(10mm面层,20mm水泥砂浆打底，素水泥打底)0.65KN/m2100厚钢筋砼板 250.10=2.5 KN/m212厚水泥沙浆0.01220=0.24 KN/m2合 计 3.39KN/m2梁自重：1，主梁一 bh=300600mm梁自重 250.3(0.6-0.1)=3.75KN/ m2抹灰层：12厚水泥砂浆20=0.192 合 计 3.943KN/m22，主梁二 bh=300500m梁自重 250.3(0.6-0.1)=3 KN/ m2抹灰层：12厚水泥砂浆20=0.168 KN/ m2合 计 3.168KN/m2柱自重：bh=mm柱自重 250.50.5=6.25KN/m抹灰层：12厚水泥砂浆 合计 6.73KN/m墙体：无窗外墙：蒸压粉煤灰砖墙15KN/m3 水泥砂浆 20KN/m3墙厚240mm 抹灰 20mm 墙高 2.8米线荷载 15x0.24x2.8+o.o2x20x2.8x2=12.64合计 12.64KN/m2有窗外墙：窗重0.35kn/m2(15x2x2x0.2+20x2x2x0.02x2)、4.8=3.212.32-3.2+0.3=9.42 合计 9.42 KN/m2内墙： 15x0.12x2.8+20x0.02x2.8x2=7.28 合计 7.28KN/m2楼板恒载：水磨石地面 0.65100厚结构层 2.5 12厚水泥砂浆 0.24合计 活载：宿舍 走道 3.4楼梯设计3.4.1楼梯设计 一、基本资料： 采用平行双跑楼梯 砼C25，钢筋HPB235，开间：3.9m，层高：3.3m。则，共22级踏步。二、梯段板设计： 确定板厚：斜板长 板厚 图29 楼梯尺寸图荷载标准值：栏杆自重 0.2KN/m30厚水磨石面层 0.13KN/m锯齿形斜板自重 20厚板底抹灰 合计 9.98KN/m活荷载标准值q 2.5 KN/m荷载设计值 P=1.2g+1.4q=1.29.981.42.5=15.48 KN/m第二：计算简图斜板计算简图可用一根假想跨度为的水平梁代替,其计算跨度取斜板水平投影长=3000mm,宽度取1米为计算单元。图30 斜板计算简图第三：内力计算考虑到斜板两端与来梁整浇,对板有约束作用,故跨中最大弯矩为:第四：配筋计算: 受力钢筋选12120, ,分布钢筋选8300，每一级踏步下设一根。三、平台板设计平台板宽度取一米为计算单元，按短跨方向的简支板计算，计算简图如下，计算跨度：由于平台板两端与梁整浇，受到约束作用，所以计算跨度取净跨，平台板厚取100mm。31 平台梁、板计算简图第一：荷载计算； 恒荷载标准值： 30厚水磨石 250.031=0.75KN/m 100厚结构层 250.11=2.5KN/m20厚板底抹灰 160.021=0.32KN/m 合计 3.57 KN/m活荷载标准值： 2.5 KN/m荷载设计值： P=1.2g+1.4q=1.23.57+1.42.5=7.78KN/m第二：内力计算：考虑到平台板与梁整浇有约束作用，所以跨中最大弯矩为：第三：配筋计算： 选用受力钢筋：6170, ；分布钢筋：6300四、平台梁设计第一：计算简图：平台梁截面尺寸为：300700，计算跨度为3000mm。第二：荷载计算： 恒载： 斜板传来荷载 11.813/2=17.72KN/m 平台板传来 3.571.75/2=3.12KN/m 30厚平台梁水磨石 250.030.25=0.19 KN/m 平台梁自重 250.250.4=2.5 KN/m 平台梁侧及底部20厚抹灰重 160.020.25+2（0.4-0.1）=0.27KN/m 合计 25.35 KN/m 活荷载标准值： 2.5（3/2+1.75/2）=5.94 KN/m 荷载设计值： P=1.223.8+1.45.94=36.88 KN/m第三：内力计算：跨中最大弯矩 平台梁支座处最大剪力为 第四：配筋计算：正截面受弯承载力计算（由于为边梁，截面为L形，截面取为 选配受力钢筋 320，第五：斜截面抗剪设计： 所以按构造配筋6300总结以及展望毕业设计是我在大学学习阶段的最后环节，是对所学基础知识和专业知识的一种综合应用，是一种综合的在学习，再提高的过程，在这以过程中有助与培养我的学习能力和独立工作的能力。在完成毕业设计的过程中，我完成了建筑施工图的绘制；梁、板、柱截面尺寸的确定及钢筋计算；荷载的计算；楼梯的设计；基础的设计；结构施工图的绘制。在这个过程中巩固了了CAD、PKPM的运用。通过这次毕业设计我全面的认识了一个建筑工程设计的全过程，其中因经验不足出现过很多错误，但是最后都通过查阅资料和请教老师得到了解决。最大的感触就是建筑设计是一件特别有意思的事，它融合了循规蹈矩与自主创新两种相矛盾的思想，关于安全规范是我们必须遵守的，关于舒适与美感是我们在遵循规矩是追求的。参考文献1蒲小琼,苏宏庆.建筑制图.修订第2版.成都：四川大学出版社，2011.82 中华人民共和国国家标准.混凝土结构设计规范（GB50010-2010）.北京：中国建筑工业出版社3中华人民共和国国家标准.建筑抗震设计规范（GB50011-2010）.北京：中国建筑工业出版社，20084中华人民共和国行业标准.高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ3-2010）备案号J 186-2010.北京：中国建筑工业出版社,20105中华人民共和国国家标准.建筑结构荷载规范GB50009-2012.北京：中国建筑工业出版社，20126中华人民共和国国家标准.建筑设计防火规范GB50016-2014.北京：中国计划出版社，20147中华人民共和国国家标准.房屋建筑统一标准GB50001-2010.北京：中国建筑工业版社，20108中华人民共和国国家标准.建筑地基基础设计规范GB50007-2011.北京：中国建筑工业出版社，20119中华人民共和国国家标准.民用建筑设计通则GB50352-2005.北京：中国建筑工业出版社，200510中华人民共和国国家标准.建筑结构可靠度设计统一标准GB50068-2001.北京：中国建筑工业出版社，200111中华人民共和国国家标准.办公楼设计规范JGJ67-2006.北京：中国建筑工业出版社，200612中华人民共和国国家标准.砌体结构设计规范GB50003-2011.北京：中国建筑工业出版社，201113郝献华,李章政.混凝土结构设计.第1版.武汉：武汉大学出版社，2013.1014郝献华,李章政.混凝土结构基本原理.第1版.武汉：武汉大学出版社，2013.1015柳炳康,沈小璞.工程结构抗震设计.第3版.武汉：武汉理工大学出版社，2012.7（2014.1重印）鸣谢 在我的毕业设计即将结束之际，我的全日制的学生生活也将圆满地画上句号。正在步向社会大门的我，回想起大学的生活有颇多的感慨。在这四年的大学生活中，认识了很多优秀老师和同学，在生活和学习的方方面面，他们都给予了我非常大的帮助。通过这四年大学的学习，我不仅仅是学到了许多文化知识，而且在做人的方面和为人处世的方面也是深有所得，在毕业快要离校的时候，我深深地表达我最诚恳的谢意！在此，特别感谢我的毕业设计指导老师刘洁老师，是她的这种严谨求实的治学态度、高度敬业的精神，还有兢兢业业、孜孜以求的工作态度对我产生了重要影响。每周刘老师老师都会给我们开一次会，根据我们的进度为我们讲解大家出现的一些问题，还用自己的言行耐心地指导我们在学习工作中应有的态度。正是有她的帮助与鼓励，我才能够顺利地将我的毕业设计完成。在毕业设计的过程中，老师和同学都给予了我极大的帮助。在此，向他们表达我深深的谢意。 最重要的是我还要感谢我的父母，她们为我默默地操劳，还支持我读完了大学，是他们的不辞辛苦的精神，成为我人生前进的动力！ 最后，感谢我的母校四川大学锦江学院，给了我这个学习进步的平台。 附录A 结构设计信息总信息 . 结构材料信息: 钢砼结构 混凝土容重 (kN/m3): Gc = 25.00 钢材容重 (kN/m3): Gs = 78.00 水平力的夹角(Degree): ARF = 0.00 地下室层数: MBASE = 0 竖向荷载计算信息: 按模拟施工1加荷计算 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 “规定水平力”计算方法: 楼层剪力差方法(规范方法) 结构类别: 框架结构 裙房层数: MANNEX = 0 转换层所在层号: MCHANGE= 0 嵌固端所在层号: MQIANGU= 1 墙元细分最大控制长度(m): DMAX = 1.00 弹性板细分最大控制长度(m): DMAX_S = 1.00 是否对全楼强制采用刚性楼板假定: 否 墙梁跨中节点作为刚性楼板的从节点: 是 计算墙倾覆力矩时只考虑腹板和有效翼缘: 否 墙偏心的处理方式: 传统移动节点方式 是否梁板顶面对齐: 否 是否带楼梯计算: 否 框架连梁按壳元计算控制跨高比: 0.00 墙梁转框架梁的控制跨高比: 0.00 结构所在地区: 全国 计算控制信息 . 计算软件信息: 32位 线性方程组解法: PARDISO 地震作用分析方法: 总刚分析方法 位移输出