万盛花园7楼6层住宅设计毕业论文.doc

郑州华信学院毕业设计 万盛花园7#住宅楼设计 万盛花园7楼6层住宅设计毕业论文 目 录绪 论11 设计概况21.1建设项目名称21.2设计资料21.2.1地质条件21.2.2荷载条件21.2.3抗震设防烈度21.2.4.建筑物安全等级22 结构计算书32.1结构布置方案及结构选型32.1.1结构承重方案选择32.1.2主要构件选型及尺寸初步估算42.2确定结构计算简图52.2.1计算单元52.2.2 框架柱高度52.2.3 框架梁柱的线刚度62.3框架荷载计算72.3.1 恒荷载标准值计算72.3.2 活荷载标准值计算82.3.3 竖向荷载下框架受荷82.3.4 风荷载计算102.3.5 恒载内力计算112.3.6 活载内力计算162.3.7 风荷载的内力计算202.3.8 内力组合222.4板的计算252.4.1板的设计资料252.4.2板的荷载计算252.4.3板的内力计算（塑性理论）252.4.3.1弯矩计算252.4.3.2 配筋验算262.5梁的计算26 2.5.1梁正截面受弯承载力的计算262.5.2梁斜截面受剪承载力计算282.5.3梁的挠度和裂缝验算292.6框架柱的计算302.6.1 框架柱配筋截面的设计302.6.2柱正截面承载力的计算312.6.3柱斜截面承载力的计算352.7楼梯的计算362.7.1设计资料362.7.2楼梯的结构计算362.8基础的设计402.8.1设计资料402.8.2 基础的截面设计及验算403 PKPM计算结果47结 论70致 谢72参考文献73 4 郑州华信学院毕业设计 万盛花园7#住宅楼设计 1 设计概况1.1建设项目名称 万盛花园7#6层住宅。1.2设计资料1.2.1地质条件1.回填土，厚0.5m，r=16KN/m，fak=80KPA,ES=300MPA；2.粘性素填土，厚0.5m，r=18KN/m，fak=130KPA,ES=500MPA；3.残积性亚粘土，后1.5m，r=20KN/m，fak=220KPA,ES=500MPA；4.一般亚粘土，厚1.5m，r=20KN/m，fak=200KPA,ES=500MPA；5.一下为风化岩石，fak=300KPA,ES=6001000MPA；6.地下水位埋深-1.5m；7.土方开挖按三类土考虑。1.2.2荷载条件 基本风压为：0.5kN/m2（B类场地），无雪荷载。1.2.3抗震设防烈度 六度，冻土深度不考虑。1.2.4.建筑物安全等级丙级，合理使用年限为50年。2 结构计算书2.1结构布置方案及结构选型2.1.1结构承重方案选择 根据该房屋的使用功能及建筑设计的要求，进行了建筑平面、立面及剖面设计，其标准层建筑平面、结构平面和剖面示意图分别见图纸。主体结构共6层，层高1层为2.6m，26层为3m。本工程采用框架承重结构方案，框架平面柱网布置见图2.1.1。 图2.1.1-1 柱网布置图2.1.2主要构件选型及尺寸初步估算2.1.2.1主要构件选型1.柱、梁板结构形式：现浇钢筋混凝土结构2.墙体厚度：外墙:240mm，内墙:240mm3.基础采用：柱下独立基础2.1.2.2梁柱截面尺寸估算1.主要承重框架 因为梁的跨度较接近（5400mm4500mm）,可取跨度较大者进行计算.取L=5400mm h=(1/81/12)L=675mm450mm 取h=550mm. 满足b200mm且b 500/2=250mm故主要框架梁初选截面尺寸为：bh=250mm550mm2.次要承重框架 取L=4200mm h=(1/121/15)L=350mm280mm 取h=400mm 故次要框架梁初选截面尺寸为：bh=250mm400mm 3.框架柱 h=(1/121/15)H=1/121/18)3000=250167 取b=400 ，h=（12）b取b=h 因此柱的截面尺寸：bh=400mm400mm2.2确定结构计算简图2.2.1计算单元图2.2.1-1 计算单元2.2.2 框架柱高度底层H1=2600+1000=3600mm；其他各层H2=H3=H4=H5=H6=3000mm框架计算简图如图2.2.2-1。图2.2.2-1 框架计算简图2.2.3 框架梁柱的线刚度i左边梁=EI/L=E22.55.53/4.512=15.41E10i右边梁=EI/L=E22.55.53/5.412=12.84E10iZ1=EI/L=E44/3.612=5.93E10iZ2=EI/L=E44/312=6.56E10令iZ1=1，则其余杆件：i左边梁=2.60，i右边梁=2.17，iZ2=1.12.3框架荷载计算2.3.1 恒荷载标准值计算2.3.1.1 屋面恒荷载 毡四油屋面防水层 0.35kN/m21:3水泥沙浆找平层20mm 0.0220 =0.4kN/m21:8水泥炉渣找坡 40mm 0.0418=0.72kN/m2现浇钢筋混凝土100mm 0.125=2.5kN/m2混合砂浆板底抹灰10mm 0.0117=2.5kN/m2 合计4.14kN/m2 2.3.1.2 楼面恒载 1:3干硬性水泥砂浆结合层上洒2厚素水泥 1.16kN/m2 水泥结合层一道 现浇钢筋混凝土板100mm 0.125=2.5kN/m2 混合砂浆板底抹灰 10mm 0.0117=2.5kN/m2 合计3.83kN/m22.3.1.3 梁自重 1.主要框架梁 梁自重 250.25(0.55-0.1)=2.81KN/m混合砂浆抹灰10mm 170.01(0.55-0.1)2=0.15kN/m 合计2.96kN/m2. 次要框架梁 梁自重 250.25(0.4-0.1)=1.88KN/m混合砂浆抹灰10mm 170.01(0.4-0.1)2=0.1kN/m 合计1.98kN/m2.3.1.4 柱自重 柱自重 250.40.4=4KN/m混合砂浆抹灰10mm 170.010.44=0.27kN/m 合计4.27kN/m2.3.1.5墙自重及两面抹灰主要框架梁间墙 0.24(3-0.55)18=10.58KN/m次要框架梁间墙 0.24(3-0.4)18=11.23KN/m水泥砂浆抹灰 0.3632=2.16KN/m2.3.2 活荷载标准值计算上人屋面:2.0KN/ 楼面:2.0KN/2.3.3 竖向荷载下框架受荷板传至梁上的三角形或者梯形荷载,方法等效为均布荷载，荷载传递示意图见图2.3.3-1 图2.3.3-1短向分配公式为： 5aq/8 （2.3-1）长向分配公式为： （2.3-2）2.3.3.1 轴AB间框架梁 1.屋面板传荷载 恒载：4.142.11-2(2.1/4.5)2+(2.1/4.5)32=8.04KN/m 活载：2.02.10.4622=0.97KN/m 2.楼面板传荷载 恒载：3.832.10.4622=7.43KN/m 活载：22.10.4622=3.88KN/m 梁自重：2.96KN/m AB轴间框架梁均布荷载 屋面梁：恒载=梁自重+板传荷载=2.96+8.04=11KN/m 活载=0.97KN/m 楼面梁：恒载=梁自重+板传荷载=2.96+7.43=10.39KN/m 活载=3.88KN/m2.3.3.2 轴BD间框架梁 1.屋面板传荷载 恒载：4.142.11-2(2.1/5.4)2+(2.1/5.4)32=11.10KN/m 活载：2.02.10.6382=1.34KN/m 2.楼面板传荷载 恒载：3.832.10.6382=10.18KN/m 活载：22.10.6382=5.36KN/m 梁自重：2.96KN/m 3.BD轴间框架梁均布荷载 屋面梁：恒载=梁自重+板传荷载=2.96+11.1=14.06KN/m 活载=1.34KN/m 楼面梁：恒载=梁自重+板传荷载=2.96+10.18=13.14KN/m 活载=5.36KN/m2.3.3.3 轴A柱纵向集中荷载的计算 女儿墙自重=250.60.2=3KN/m 1.顶层柱恒载=女儿墙自重+梁自重+板传荷载 =34.2+1.98(4.2-0.4)+3.8335/84.2=83.39KN 顶层柱活动=板传活载=2.02.15/84.2=3.94KN2.标准层柱恒载=墙自重+梁自重+板传活载 =(11.23+2.16)(4.2-0.4)+1.98(4.2-0.4)+3.835/84.2 =83.39KN 标准层柱活载=22.15/84.2=16.88KN2.3.3.4 轴B柱纵向集中荷载计算 1.顶层柱恒载=梁自重+板传荷载 =1.98(4.2-0.4)+41.142.15/84.22=14.06KN/m 顶层柱活载=0.52.15/84.22=7.88KN/m 2.标准层柱恒载=梁自重+板传荷载+墙身重=1.98(4.2-0.4)+3.833 5/84.22+(11.23+2.16) (4.2-0.4)=113.55KN 标准层柱活载=235/54.52=33.76KN2.3.3.5 轴D柱纵向集中荷载的计算1.顶层住恒载=挑檐沟自重+梁自重+板传荷载=34.2+1.98 （4.2-0.4)+4.1435/84.2=52.7KNKN/m 顶层住活载活载=3.94KN/m2.标准层柱恒载=83.39KN 标准层柱活载=16.88KN2.3.4 风荷载计算2.3.4.1集中风荷载标准值 为了简化计算，作用在外墙面上的风荷载可近似用在屋面梁河楼面梁处的等效集中荷载替代。作用在屋面梁和楼面梁节点处的集中风荷载标准值： WK=zszo(hi+hj)B/2 （2.3-3）此建筑地面粗糙度为B类，计算过程见表2.3.4-1。表2.3.4-1 集中风荷载标准值离地高度zzso/KN/hi/mhj/mWK/KN17.61.21.561.30.5307.6714.61.131.491.30.53313.7911.61.041.431.30.53312.188.611.331.30.53310.895.611.211.30.5339.912.611.11.30.52.638.41 2.3.4.2侧移刚度D横向侧移刚度D值的计算见表2.3.4.2-1 表2.3.4.2-1横向16层D值构件名称i=ib/2icc=i/2+iD=cic12/hA轴柱215.41E10-40.53514038 KN/m/26.56E10-4=2.3B轴柱2(15.41E10-4+12.84E10-4)0.68317922 KN/m/26.56E10-4=4.3D轴柱212.84E10-40.513120 KN/m/26.56E10-4=2.0D=14038+17922+13120=45080 KN/m2.3.4.3风荷载作用下框架的层间侧移风荷载作用下框架的层间侧移公式为： j=Vj/Dij （2.3-4）第一层的层间侧移值求出后，就可以计算个楼板标高处侧移值的顶点侧移值，各层楼板标高处的侧移值是该层以下各层层间侧移之和。顶点侧移是所有各层层间侧移之和。框架风荷载作用下侧移的计算见表2.3.4.5 表2.3.4.5 风荷载作用下框架侧移计算层次Wj/KNVj/KND/(KN/m)j/mj/h67.6773.67450800.00021/15000513.7921.46450800.00051/6000412.1833.64450800.00071/4286310.8944.53450800.00101/300029.9154.44450800.00121/250018.4162.85345250.00181/1667=j=0.0054m2.3.5 恒载内力计算2.3.5.1 恒荷载作用下框架的弯矩计算 1.固端弯矩计算 顶层： AB跨： MA6B6=-ql2/12=-114.52/12=-18.56KNm MB6A6=18.56KNm BD跨： MB6D6=-14.065.42/12=-34.17KNm MD6B6=34.17KNm 标准层： AB跨 ： MAiBi=-10.394.52/12=-17.53KNm MDiBi=17.53KNm BD跨： MBiDi=-13.145.42/12=-31.93KNm MDiBi=31.93KNm 2.梁柱相对线刚度 计算各节点的弯矩分配系数ij，如表2.3.5.1-1。 用弯矩分配法计算框架内力，传递系数为1/2，各节点分配2次即可。 表2.3.5.1-1 恒载力矩分配上柱下柱左梁右梁上柱下柱左梁右梁下柱上柱0.2970.7030.4430.1870.3700.4260.5740.004.2610.086.920.002.925.77-19.89-10.0661.253.465.041.14-9.942.88-3.18层0.00-1.40-3.311.620.000.701.380.200.100.004.11-8.3332.140.004.76-36.9617.36-13.140.2290.2290.5420.3730.1580.1580.3110.4960.2520.2522.492.495.885.372.282.284.48-12.53-6.36-6.3652.131.252.692.941.461.14-6.272.24-3.18-5.03层-0.90-0.90-2.140.390.170.17-0.332.041.041.043.722.84-11.1026.233.913.59-33.3923.68-8.50-10.350.2290.2290.5420.3730.1580.1580.3110.4960.2520.2522.492.495.885.372.282.284.48-12.53-6.36-6.3631.251.252.692.941.141.14-6.722.24-3.18-3.184-0.90-0.9-2.140.390.170.17-0.332.041.041.04层2.842.84-21.9926.233.593.59-33.3923.68-8.50-8.500.2290.2290.5420.3730.1580.1580.3110.4960.2520.2522.492.495.885.372.282.284.48-12.23-6.36-6.3621.251.272.692.941.141.14-6.722.24-3.26-3.18层-0.91-0.91-2.140.210.090.17-0.332.081.061.062.832.83-11.1026.053.513.59-33.3923.72-8.56-8.480.2340.2130.5530.3780.1600.1460.3160.5080.2340.2582.542.316.017.693.252.95 6.41-12.83-5.91-6.5211.253.853.001.14-6.423.21-3.18层-1.19-1.09-2.821.220.520.471.010.020.0050.0052.601.22-10.4929.444.913.42-30.9322.33-5.91-9.7ABD3.梁的跨内最大弯矩计算顶层： AB跨： MA6B6max=-(MA+MB)/2+ql2/8=-(8.33+32.14)/2+114.52/8=7.61KNm BD跨MB6D6max=-(39.96+17.36)/2+14.065.42/8=-22.59KNm 其余各跨见图3.5.2图2.3.5.1-1 恒载作用下的弯矩图（单位KN/m）2.3.5.2 恒载作用下的框架剪力计算 MA=0 MA-MB-ql2-QB=0 = QB= MA-MB/2-ql/2 QA= MA-MB/2+ql/2图2.3.5.2-1恒载作用下的剪力图（KN）2.3.5.3恒荷载下框架的轴力计算图2.3.5.3-1恒载作用下的轴力图（单位/KN）2.3.6 活载内力计算2.3.6.1 楼面活荷载作用下下框架的弯矩计算 1.固端弯矩计算顶层：AB跨:MA6B6=-ql2/12=-0.974.52/12=-1.64KNm MB6A6=1.64KNmBD跨: MB6D6=-1.345.42/12=-3.26KNm MD6B6=3.26KNm标准层：AB跨 “MAiBi=-3.884.52/12=-6.55KNm MDiBi=6.55KNmBD跨: MBiDi=-5.365.42/12=-13.02KNm MDiBi=13.02KNm 2.具体计算步骤及结果见表2.3.6.1图2.3.6.1 活载力矩分配上柱下柱左梁右梁上柱下柱左梁右梁下柱上柱0.2970.7030.4430.1870.3700.4260.5740.000.390.970.720.000.300.60-1.95-0.9960.590.360.470.51-0.980.30-1.47层0.00-0.28-0.670.000.000.000.000.780.390.000.70-1.022.830.000.81-3.642.39-2.070.2290.2290.5420.3730.1580.1580.3110.4960.2520.2521.191.192.822.411.021.022.01-5.79-2.94-2.9450.200.601.211.410.150.51-2.901.01-1.47-0.50层-0.46-0.46-1.090.310.130.13-0.150.480.240.240.931.33-3.6110.681.301.66-13.768.72-4.17-3.200.2290.2290.5420.3730.1580.1580.3110.4960.2520.2521.191.192.822.411.021.022.01-5.79-2.94-2.9430.60.61.211.410.51051-2.901.01-1.47-1.474-0.55-0.55-1.310.180.070.07-0.150.960.480.48层1.241.24-3.8310.551.601.60-13.769.20-3.93-3.390.2290.2290.5420.3730.1580.1580.3110.4960.2520.2521.191.192.822.411.021.022.01-5.76-2.94-2.9420.600.611.211.410.510.52-2.901.01-1.51-1.47层-0.55-0.55-1.320.180.070.08-0.150.980.500.501.241.24-3.8410.551.601.60-13.769.22-3.91-3.910.2340.2130.5530.3780.1600.1460.3160.5080.2340.2581.221.112.882.451.040.94 2.04-5.93-2.73-3.0110.601.431.440.51-2.971.02-1.47层-0.48-0.43-1.120.390.160.150.320.230.110.121.340.68-3.3610.831.711.09-13.638.34-2.63-4.36ABD2.3.6.2 活荷载作用下梁的跨内最大弯矩活荷载作用下梁的跨内最大弯矩见图2.3.6.2-1。 图2.3.6.2 -1 活载作用下的弯矩图（KN.m）2.3.6.3 活荷载作用下框架剪力活荷载作用下框架剪力见图2.3.6.3-1。 图2.3.6.3-1活载作用下的剪力图（KN）2.3.6.4 活载作用下框架轴力活活载作用下框架轴力见图2.3.6.4-1。图2.3.6.4活载作用下的轴力图（KN）2.3.7 风荷载的内力计算框架在风荷载作用下的内力用D值法进行计算，第i层第m柱所分配的剪力 公式为 ： （2.3） 框架柱反弯点位置，y= y0+ y1+ y2+ y3，计算结果见下表。表2.3.7-1 A轴框架反弯点位置层号h/my0y1y2y3yyh/m632.30.420000.421.26532.30.450000.451.35432.30.470000.471.41332.30.500000.501.5232.30.500000.501.513.62.60.550000.551.98表2.3.7-2 B轴框架反弯点位置层号h/my0y1y2y3yyh/m634.30.450000.451.35534.30.50000.51.5434.30.50000.51.5334.30.50000.51.5234.30.50000.51.513.64.80.550000.551.98表2.3.7-3 D轴框架反弯点位置层号h/my0y1y2y3yyh/m6320.40000.41.25320.450000.451.354320.450000.451.353320.50000.51.52320.50000.51.513.62.20.550000.551.98表2.3.7- 4 风荷载作用下A轴框架柱剪力和梁柱弯矩的计算层Vi/KND(KN/m)Dim/(KN/m)Dim/DVim/KNyh/mMc上/(KN/m)Mcx下/(KN/m)Mb总下/(KN/m)67.6745080143080.3112.391.264.163.014.16521.4645080143080.3116.671.3511.01914.2433.6445080143080.31110.461.4116.6414.7825.64344.5345080143080.31113.851.520.7820.7835.53254.4445080143080.31116.931.525.425.446.18162.8534525111020.32220.241.9832.7940.0858.19 表2.3.7-5 风荷载作用下B轴框架柱剪力和梁柱弯矩的计算层Vi/KND(KN/m)Dim/(KN/m)Dim/DVim/KNyh/mMc上/(KN/m)Mcx下/(KN/m)Mcx左/(KN/m)Mcx右/(KN/m)67.6745080179220.3983.051.355.034.122.742.29521.4645080179220.3988.541.512.8112.819.237.7433.6445080179220.39813.391.520.0920.0917.9314.97344.5345080179220.39817.721.526.5826.5825.4421.23254.4445080179220.39821.671.532.5132.5132.2126.88162.8534525128310.37223.381.9837.8846.2938.3732.02表2.3.7-6 风荷载作用下C轴框架柱剪力和梁柱弯矩的计算层Vi/KND(KN/m)Dim/(KN/m)Dim/DVim/KNyh/mMc上/(KN/m)Mcx下/(KN/m)Mb总下/(KN/m)67.6745080131200.292.221.242.644521.4645080131200.296.221.3510.268.412.9433.6445080131200.299.761.3516.113.1824.5344.5345080131200.2912.911.519.3719.3732.55254.4445080131200.2915.791.523.6923.6943.06162.85345251105920.30719.291.9831.2538.1954.94表2.3.7-7 风荷载作用下框架柱轴力与梁端剪力层梁端剪力/KN柱轴力/KNAB跨VbABBD跨VbBDA轴NCAB轴D轴VbAB -VbBDNCBNCD61.531.16-1.530.340.341.1655.213.81-6.741.41.744.9749.687.31-16.422.374.1112.28313.559.96-29.973.597.722.24217.4812.95-47.454.5312.2335.19121.4616.10-68.915.3617.5951.292.3.8 内力组合各种荷载情况下的框架内力求得后，根据最不利有事可能的原则进行内力组合。当考虑结构塑性内力重分布的有力影响时，应力在内力组合之前对竖向荷载作用下的内力惊醒调幅，分别考虑恒荷载和活荷载由可变荷载效应控制的组合和永久荷载效应控制的组合，取最不利者。柱上端控制截面在上层的梁底，柱下端控制截面在下层的梁底。按轴线计算简图算得的柱端内力值，宜换算到控制截面处的值。为了简化计算，也可以采用轴线处内力值。各内力组合见下面表。 表2.3.8-1 用于承载力计算的框架梁由可变荷载效应控制的基本组合表（梁AB）层恒载活载左风右风Mmax及相应的VMmin及相应的V及相应的M组合项目值组合项目值组合项目值1左M-7.92-3.370.91-70.91+0.7+-81.14+0.7+-81.04V20.865.91-30.0430.0455.0455.04中M7.63.8113.88-13.88+0.7+24.15V右M-28.71-11.67-47.7147.71+0.7+-84.59+0.7+-84.59V-30.61-16.36-30.0430.04-72.1-72.1注：1.为1.2MGK和1.2VGK 2.为1.4MGK和1.4VGK表2.3.8-2 用于承载力计算的框架梁由永久荷载效应控制的基本组合表（梁AB）层恒载活载Mmax及相应的VMmin及相应的V及相应的M组合项目值组合项目值组合项目值1左M-8.91-2.31+-11.22+-11.22V23.474.1427.6127.61中M8.552.67+11.22V右M-32.3-8.17+-40.47+-40.47V-34.44-11.45-45.89-45.89注：1.为1.35MGK和1.35VGK 2.为1.40.7MQK和1.40.7VQK 表2.3.8-3 用于承载力计算的框架梁由可变荷载效应控制的基本组合表（梁BD）层恒载活载左风右风Mmax及相应的VMmin及相应的V及相应的M组合项目值组合项目值组合项目值1左M-28.22-14.2940.32-40.32+0.7+-78.54+0.7+-78.54V41.3322.47-22.5422.5479.679.6中M25.5311.9716.05-16.05+0.7+49.96V右M-18.66-8.33-72.4572.45+0.7+-96.94+0.7+-96.94V-37.51-15.06-22.5422.54-70.59-70.59注：1.为1.2MGK和1.2VGK 2.为1.4MGK和1.4VGK表2.3.8-4 用于承载力计算的框架柱由可变荷载效应控制的基本组合表（B轴柱）层恒载活载左风右风Nmax及相应的M、VNmin及相应的M、V及相应的N、V组合项目值组合项目值组合项目值1上M-4.1-1.5353.03-53.03+0.626.19+0.7+-58.2+0.7+47.86N1316.95460.0124.63-24.631791.741614.331663.59下M2.050.77-64.8164.81+0.649.96+0.7+-62.22+0.7+67.4N1335.4460.0424.63-24.63+0.61810.19+0.7+1632.78+0.7+1682.04V1.72036432.73-32.7322-30.5634.71注：1.为1.2MGK、1.2NGK、1.2VGK 2.为1.4MGK、1.4NGK、1.4VGK表2.3.8-5 用于正常使用极限状态验算的框架梁基本组合表（梁BD）层恒载活载左风右风MS,maxMS,min组合项目值组合项目值 1左M-23.52-10.2128.8-28.8+0.7+-59.47中M21.288.5511.46-11.46+0.7+38.73右M-15.55-5.95-51.7551.75+0.7+-71.472.4板的计算2.4.1板的设计资料 该楼面楼板按双向板计算，结构布置图见图4.1.1。双向板跨内和支座处所配钢筋选用HPB300级(fy=210 N/mm2)。其板厚100mm，采用C30(fc=14.3 N/mm2)。2.4.2板的荷载计算前面已经算得恒荷载标准值=3.83KN/恒荷载设计值：g=3.831.2=4.6 KN/活荷载设计值：q=21.3=2.6 KN/合计：p=g+q=7.2