土木工程毕业设计（论文）-小高层1#住宅楼建筑结构设计.doc

本科毕业设计（论文）成 果 材 料( 2017 届 )全套图纸加扣3012250582 题 目： 温州梧田新区E-1地块 小高层1#楼建筑结构设计 专 业： 土木工程 班 级： 13土木一 姓 名： 学 号： 指导教师： 职 称： 完成日期： 2017年4月12日 目 录一、任务书或开题报告二、毕业设计(论文)1.封面2.目录3.中文摘要、关键词4.英文摘要、关键词5.正文6.参考文献7、致谢三、毕业论文成绩评定相关附件1 毕业设计（论文）进展表2 毕业设计(论文)指导教师评分、评语表3 毕业设计(论文)评阅教师评分、评语表4 毕业设计(论文)答辩记录表5 毕业设计(论文)成绩评定表本科毕业设计（论文）计 算 书题 目温州梧田新区E-1地块小高层1#楼建筑结构设计专业土木工程班级13土木一学生姓名学号指导教师职 称讲师/副教授温州大学瓯江学院教务部制摘 要本次毕业设计，意义在于培养我们对文献、手册、规范的查，了解与学习整理分析的能力，并且通过对教学楼的主体的结构设计，施工图绘制等，让我们掌握和熟悉结构设计的基本步骤。另一方面用PKPM软件计算梁柱的配筋等。通过本次的设计，我们将把我们在大学中所学的理论知识运用到实际的工程中，实现对所学的知识的巩固和深化学习，培养我们综合运用所学知识和技能，分析和解决工程实际问题的能力。用己所学，为己所用，为自己以后踏上社会工作打下基础。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行综合全面的科学性考虑。 关键词：框架结构，荷载计算，内力计算，计算配筋 Abstract This graduation design, the significance lies in the cultivation of the literature, manuals, specifications, understanding and learning ability analysis, structure design and the main body of the teaching building, construction drawing, let us grasp and familiar with the basic steps of structural design. On the other hand, PKPM software is used to calculate the reinforcement of beam column. Through this design, we will put what we learn in the University of theoretical knowledge into practical engineering, implementation of knowledge to consolidate and deepen the learning culture, we apply the knowledge and skills, to analyze and solve engineering problems. With their own learning, for their own use, for their own social work to lay the foundation for the future.The whole structure in the design process, strictly follow the requirements of the relevant professional standards, reference to relevant information and the latest national standards, the design of all aspects of a comprehensive scientific considerations.Keywords: Frame Structure，Load Calculation， Internal force calculation， Calculation reinforcement 目 录1 荷载取值与计算11.1 恒荷载标准值计算11.1.1 面荷载11.2 活荷载标准值21.3 线荷载31.3.1 梁自重31.3.2 墙体荷载31.4 柱自重：42 单桩承载力计算52.1 地质情况52.1.1 地下水情况52.2 持力层选取52.3 单桩承载力设计值的计算63 承台设计计算73.1 示意图73.2 作用在承台顶部荷载基本组合值73.3 配筋计算73.3.1 计算参数73.3.2 内力计算83.4 承台斜截面受剪计算83.4.1 承台底面处的最大剪力值83.4.2 截面判断83.4.3 构造配筋93.5 承台受弯计算93.5.1 确定最大单桩竖向力93.5.2 确定底面最大弯矩93.5.3 计算内力臂长度104 楼梯梯板设计计算114.1 计算参数114.1.1 荷载标准值：114.1.2 材料信息：114.2 配筋计算114.2.1 楼梯几何参数：114.2.2 荷载计算(取B=1m宽板带)：114.3 计算结果：(为每米宽板带的配筋)124.4 跨中挠度计算:134.4.1 计算永久组合弯距值Mq:134.4.2 计算受弯构件的短期刚度Bsk134.4.3 计算受弯构件的长期刚度B144.4.4 计算受弯构件挠度144.4.5 验算挠度154.5 裂缝宽度验算:154.5.1 计算准永久组合弯距值Mq:154.5.2 计算最大裂缝宽度165 结构荷载图(PKPM软件输出)176 梁板柱尺寸图(PKPM软件输出)207 梁板柱的配筋面积(PKPM软件输出)23致谢26参考文献271 荷载取值与计算1.1 恒荷载标准值计算1.1.1 面荷载屋面层(上人屋面)防水层：40厚C20细石混凝土内配6.5100200双向钢筋网片0.0425=1.00kN/m2隔离层：纸筋灰或低标号砂浆或干铺油毡0.10kN/m2找平层：20厚1：3水泥砂浆0.0220=0.40kN/m2钢筋混凝土结构板0.1225=3.00kN/m2合计：4.50kN/m2主楼楼面层木块地面0.70kN/m220厚1：3水泥砂浆找平0.0220=0.40kN/m2结构层：100mm厚现浇钢筋混凝土屋面板0.1025=2.50kN/m2抹灰层：10mm厚混合砂浆0.0120=0.20kN/m2合计：3.07kN/m2防滑地砖楼面（卫生间）10厚地砖铺实拍平，水泥砂浆擦缝0.20kN/m225厚1：4干硬性水泥砂浆，面上撒素水泥0.02520=0.5kN/m21.5厚聚氨酯防水涂料，面上撒黄沙,四周沿墙上翻150高0.02kN/m2刷基层处理剂一遍0.03kN/m215厚1：2水泥砂浆找平0.01520=0.3kN/m250厚C20细石混凝土找0.5%1%坡，最薄处不小于200.0525=1.25kN/m260或80厚C10混凝土0.0825=2.0kN/m2100厚轻质矿渣填料0.105=0.50kN/m2结构层：100mm厚现浇抗渗钢筋混凝土屋面板0.1025=2.50kN/m2抹灰层：10mm厚混合砂浆0.0120=0.20kN/m2合计：7.50kN/m21.2 活荷载标准值屋面和楼面活荷载标准值根据建筑结构荷载规范(GB500092012)第4.1.1条规定：活载：住宅2.0kN/m2卫生间、盥洗室2.5kN/m2走廊2.5kN/m2楼梯3.5kN/m2阳台2.5kN/m2屋面(上人）2.0kN/m2(不上人）0.5kN/m21.3 线荷载1.3.1 梁自重程序可自动算现结构梁自重。1.3.2 墙体荷载根据经验公式，大致可以估算含门时墙体线荷载为满布墙体的0.9倍，含窗时为0.8倍。1.3.2.1 主梁（200x600）梁上墙体荷载（层高2.8m，墙厚200）(2.8-0.6)m0.20m14kN/m3+0.20 kN/m2（2.8-0.6）2=7.04kN/m梁上墙体荷载（层高2.8m，墙厚200，含窗）0.8(2.8-0.6)m0.20m14kN/m3+0.20kN/m2（2.8-0.6）2=5.632kN/m梁上墙体荷载（层高3.6m，墙厚200，含门）0.9(2.8-0.6)m0.20m14kN/m3+0.20 kN/m2（2.8-0.6）2=6.336kN/m1.3.2.2 次梁梁上墙体荷载（层高2.8m，墙厚200）(2.8-0.4)m0.20m14kN/m3+0.20 kN/m2（2.8-0.4）2=7.68kN/m梁上墙体荷载（层高2.8m，墙厚200，含窗）0.8(2.8-0.4)m0.20m14kN/m3+0.20 kN/m2（2.8-0.4）2=6.144kN/m梁上墙体荷载（层高3.6m，墙厚200，含门）0.9(2.8-0.4)m0.20m14kN/m3+0.20 kN/m2（2.8-0.4）2=6.912kN/m1.4 柱自重：程序自动计算。2 单桩承载力计算2.1 地质情况根据任务书的自制资料：土层分布及性质见下面：层序岩土名称层厚（m）压缩模量（MPa）地基承载力特征值（kPa）钻孔灌注桩侧阻力特征值（kPa）钻孔灌注桩端阻力特征值（kPa）(1)填土0.5(2)粘1.53.08010(3)-1淤泥7.08.01.0405(3)-2淤泥夹粉砂10.012.06.05025(3)-3粉砂夹淤泥3.05.04.28020(4)-1卵石3.05.06.525030800(4)-2粉砂夹粉质粘土1.03.04.818025400(4)3卵石1.03.56.5300351500(5)中风化4.09.06.5200015040002.1.1 地下水情况本工程勘察期间测得稳定地下水位埋深为0.61.67，高程2.563.13m，地下水位年变化幅度约23m，常年水位可取3.5m，本工程抗浮设计时的抗浮水位高程采用室外设计高程。地下水位对混凝土结构不具腐蚀性。本工程的0.00相当于绝对标高为4.80m。2.2 持力层选取考虑到地质基础较差，有淤泥等软弱下卧层，故应考虑做桩基础，首选摩擦-端承桩，本计算选用预应力混凝土管桩（D=400）。考虑到为小高层住宅，故单柱柱底内力荷载较大，宜选用岩石层。故选取层土中风化作为基础持力层，基础进入持力层深度为2.0m。2.3 单桩承载力设计值的计算按（基础规范公式8.5.6-1）计算： 3 承台设计计算3.1 示意图图3-1：承台计算示意图3.2 作用在承台顶部荷载基本组合值选取轴交轴柱柱底内力进行承台配筋计算：F=2225.700kNMx=-12.500kNmMy=-4.700kNmVx=-20.000kNVy=46.600kN3.3 配筋计算3.3.1 计算参数1.承台总长Bx=C+A+C=1.000+1.800+1.000=3.800m2.承台总宽By=C+C=1.000+1.000=2.000m3.承台根部截面有效高度ho=H-as=1.200-0.120=1.080m4.圆桩换算截面宽度bp=0.8d=0.80.400=0.320m3.3.2 内力计算1.各桩编号及定位座标如上图所示:1号桩(x1=-A/2=-0.900m,y1=0m)2号桩(x2=A/2=0.900m,y2=0m)2.各桩净反力设计值,计算公式:Ni=F/n+Myxi/xi2+VxHxi/xi2N1=2225.700/2+(-4.700)(-0.900)/(-0.900)22)+(-20.000)1.200(-0.900)/(-0.900)22)=1128.794kNN2=2225.700/2+(-4.700)0.900/(0.90022)+(-20.000)1.2000.900/(0.90022)=1096.906kN3.4 承台斜截面受剪计算配筋信息水平分布筋直径：18mm，间距：sv=100mm箍筋直径：18mm，间距：sh=100mm受拉筋最小配筋率：min= 0.20%箍筋最小配筋率：svmin= 0.15%水平分布筋最小配筋率：shmin= 0.15%箍筋面积：Asv=509mm2水平分布筋面积：Ash=509mm23.4.1 承台底面处的最大剪力值V=omax(|N1|,|N2|)=1128.794kN2.计算梁截面有效高度和腹板高度ho=H-as=1200-120=1080mmhw=ho=1080mm3.4.2 截面判断lo=min(1.15(A-ls),A)=1702mmlo/H=1702/1200=1.4182.0,取lo/H=2.000。V=omax(|N1|,|N2|)=1128.794kNb=2C=2000mm当hw/b=1080/2000=0.5404时V(1/60)(10+lo/H)(cfcbho)/o=(1/60)(10+2.000)(1.014.320001080)/1.0=6177.600kN截面符合条件。3.4.3 构造配筋lo/H=1702/1200=1.4182，取=0.25按照输入钢筋面积计算受剪承载力:V(1.75/(+1)ft_bbho+(1/3)(lo/H-2)fyvAsvho/sh+(1/6)(5-lo/H)(fyhAshho/sv)/o混规(G.0.3-2)=(1.75/(0.250+1)1.4320001080+(1/3)(2.000-2)3605091080/100+(1/6)(5-2.000)(3605091080/100)/1.0=5313.695kN3.4.3.1 验算最小配筋率:箍筋配筋率sv=Asv/(bsh)=402/(2000100)=0.20svmin=0.153.4.3.2 箍筋满足最小配筋率水平分布筋配筋率sh=Ash/(bsv)=402/(2000100)=0.20shmin=0.15水平分布筋满足最小配筋率3.5 承台受弯计算3.5.1 确定最大单桩竖向力Nmax=max(N1,N2)=1128.794kN3.5.2 确定底面最大弯矩M=oNmax(0.5A-0.5bc)=1.01128.794(0.51.800-0.50.500)=733.716kNm3.5.3 计算内力臂长度3.5.3.1 计算截面受压区高度d=0.8+0.04lo/H=0.8+0.041702/1200=0.857z=d(ho-0.5x)1fc_bbx=fyAs;M=fyAsz=fyAsd(ho-0.5x);=1fcbxd(ho-0.5x);令A=1fc_bbd=1.0014.320000.857=24502.57mm2x=(Ahosqrt(A2ho2-2AM)/A=(24502.571080sqrt(24502.57210802-224502.57733.716106)/24502.57=28.092mm受拉钢筋种类HRB400，b=0.518xbho0.5181080.000=559.059mm属于适筋情况，受压区高度满足要求。因为x0.2ho=0.21080=216mm,所以取x=216mm。3.5.3.2 计算内力臂长度z=d(ho-0.5x)=0.857(1080-0.5216)=832.74mm计算纵向受拉钢筋As=M/(fyz)o=733.716106/(360832.74)1.0=2447mm23.5.3.3 验算配筋率=As/(bh)=2447/(20001200)=0.10=0.10min=0.2，不满足最小配筋率要求，故取As=minbh=0.2020001200=4800mm2 。选择钢筋19C18, 实配面积为4835mm24 楼梯梯板设计计算根据设计资料，楼梯使用活荷载标准值为3.5kN/m2，踏步面层采用30mm厚水磨石，底面为20mm厚混合砂浆抹灰层，采用C30混凝土，相应参数为：fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2，梁中纵向受力钢筋采用HRB400级钢筋，fy=360N/mm2，其余钢筋采用HRB400级钢筋，fy=360N/mm2。楼梯结构平面布置图及剖面图详见建筑图纸。4.1 计算参数4.1.1 荷载标准值：可变荷载：q=3.50kN/m2面层荷载：qm=1.50kN/m2栏杆荷载：qf=1.20kN/m永久荷载分项系数:G=1.20可变荷载分项系数:Q=1.40准永久值系数:q=0.504.1.2 材料信息：楼梯使用活荷载标准值为3.5kN/m2，踏步面层采用30mm厚水磨石，底面为20mm厚混合砂浆抹灰层，采用C30混凝土，相应参数为：fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2，梁中纵向受力钢筋采用HRB400级钢筋，fy=360N/mm2，其余钢筋采用HRB400级钢筋，fy=360N/mm2。Rs=20kN/m34.2 配筋计算4.2.1 楼梯几何参数：踏步高度：h=0.1400m踏步宽度：b=0.2700m计算跨度：L0=L1(b1b2)/2=2.43(0.200.20)/2=2.63m梯段板与水平方向夹角余弦值：cos=0.8884.2.2 荷载计算(取B=1m宽板带)：4.2.2.1 梯段板：面层：gkm=(BBh/b)qm=(110.14/0.27)1.50=2.28kN/m自重：gkt=RcB(t/cosh/2)=251(0.13/0.8880.14/2)=5.41kN/m抹灰：gks=RSBc/cos=2010.02/0.888=0.45kN/m恒荷标准值：Pk=gkmgktgksqf=2.285.410.451.20=9.34kN/m恒荷控制：Pn(G)=1.35PkQ0.7Bq=1.359.341.400.713.50=16.04kN/m活荷控制：Pn(L)=GPkQBq=1.209.341.4013.50=16.11kN/m荷载设计值：Pn=maxPn(G),Pn(L)=16.11kN/m4.2.2.2 正截面受弯承载力计算：左端支座反力:Rl=21.18kN右端支座反力:Rr=21.18kN最大弯矩截面距左支座的距离:Lmax=1.32m最大弯矩截面距左边弯折处的距离:x=1.32mMmax=RlLmaxPnx2/2=21.181.3216.111.322/2=13.93kNm考虑支座嵌固折减后的最大弯矩:Mmax=1Mmax=0.8013.93=11.14kNm同理可知支座负筋计算面积：As=As=305.96mm24.3 计算结果：(为每米宽板带的配筋)4.3.1.1 计算结果(跨中)计算面积As：305.96mm2采用方案：C10200实配面积：393mm24.3.1.2 计算结果(支座)计算面积As：305.96mm2采用方案：C10200实配面积：393mm24.3.1.3 分布钢筋计算结果采用方案：C8500实配面积：201mm24.4 跨中挠度计算:Mq-按荷载效应的准永久组合计算的弯矩值4.4.1 计算永久组合弯距值Mq:Mq=3(Mgk+Mqk)=3(qgk+qqqk)L02/8=0.80(9.34+0.503.500)2.632/8=7.670kNm4.4.2 计算受弯构件的短期刚度Bsk1)计算按荷载荷载效应的两种组合作用下，构件纵向受拉钢筋应力sq=Mq/(0.87h0As)混规(7.1.4-3)=7.670106/(0.87105393)=213.819N/mm2)计算按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率矩形截面积:Ate=0.5bh=0.51000130=65000mm2te=As/Ate混规(7.1.25)=393/65000=0.604%3)计算裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数q=1.1-0.65ftk/(tesq)混规(7.1.22)=1.1-0.652.01/(0.604%213.819)=0.089因为q0.2，所以取q=0.24)计算钢筋弹性模量与混凝土模量的比值EE=ES/EC=2.00105/(3.00104)=6.6675)计算受压翼缘面积与腹板有效面积的比值f矩形截面，f=06)计算纵向受拉钢筋配筋率=As/(bh0)=393/(1000105)=0.374%7)计算受弯构件的短期刚度BSBsq=EsAsh02/1.15q+0.2+6E/(1+3.5f)混规(7.2.3-1)=2.001053931052/1.150.200+0.2+66.6670.374%/(1+3.50.0)=14.940102kNm24.4.3 计算受弯构件的长期刚度B1)确定考虑荷载长期效应组合对挠度影响增大影响系数当=0时，=2.0混规(7.2.5)2)计算受弯构件的长期刚度BBq=Bsq/混规(7.2.2-2)=14.940/2.000102=7.470102kNm24.4.4 计算受弯构件挠度fmaxk=53(qgk+qqqk)L04/(384B)=50.800.80(9.34+0.53.500)2.634/(3847.470102)=5.919mm4.4.5 验算挠度挠度限值f0=L0/200=2.63/200=13.150mmfmax=5.919mmf0=13.150mm，满足规范要求!4.5 裂缝宽度验算:4.5.1 计算准永久组合弯距值Mq:Mq=2(Mgk+Mqk)=2(qgk+qqk)L02/8=0.80(9.34+0.503.500)2.632/8=7.670kNm带肋钢筋,所以取值Vi=1.0因C=20；计算按荷载荷载效应的准永久组合作用下，构件纵向受拉钢筋应力sq=Mq/(0.87h0As)混规(7.1.43)=7.670106/(0.87105.00393)=213.819N/mm计算按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率矩形截面积:Ate=0.5bh=0.51000130=65000mm2te=As/Ate混规(7.1.25)=393/65000=0.604%因为te1.000%，所以取te=1.000%计算裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数=1.1-0.65ftk/(tesq)混规(7.1.22)=1.1-0.652.01/(1.000%213.819)=0.489计算单位面积钢筋根数nn=1000/s=1000/200=5计算受拉区纵向钢筋的等效直径deqdeq=(nidi2)/(niVidi)=5102/(51.010)=104.5.2 计算最大裂缝宽度max=crsq/ES(1.9C+0.08deq/te)混规(7.1.21)=1.90.489213.819/2.0105(1.920+0.0810/1.000%)=0.1172mm0.30mm,满足规范要求致谢 毕业设计即将结束，全职的学生生活也随之画上句号。即将走上社会的我，回想大学的生活感慨颇多。在这四年的时间里，认识了很多老师和同学，不论