北碚区西山路1号住宅楼建筑设计毕业设计.doc

西南大学本科毕业论文 设计 1 北碚区西山路北碚区西山路 1 号住宅楼建筑设计毕业设计号住宅楼建筑设计毕业设计 目录 北碚区西山路北碚区西山路 1 号住宅楼建筑设计号住宅楼建筑设计 3 摘要 3 Beiei District of West Road No 1 residential building design 4 第一章第一章 文献综述文献综述 5 前言 5 1 住宅产业发展和现状 5 1 2 复苏成长期 1979 年 1995 年 5 1 3 变革发展期 1996 年至今 6 2 我国住宅产业所存在的主要问题 6 2 1 从科技发展领域看 7 3 对我国住宅产业的展望 7 4 总结 8 第二章第二章 建筑设计说明建筑设计说明 9 1 工程概况 9 2 设计依据和原则 9 2 1 设计依据 9 2 2 设计原则 9 3 建筑方案选择 10 4 建筑体型的设计 11 5 建筑平面的设计 12 5 1 使用房间的设计要求 12 5 2 使用房间的面积 形状和尺寸 12 5 3 门窗在房间平面中的布置 12 5 4 辅助房间的平面设计 13 6 建筑立面的设计 13 7 建筑剖面设计 13 8 细部构造的做法 14 8 1 屋面做法 14 西南大学本科毕业论文 设计 2 8 2 楼面做法 14 8 3 地面做法 14 8 4 散水做法 15 8 5 内墙做法 15 8 6 外墙做法 15 第三章第三章 结构设计说明结构设计说明 16 1 工程简介 16 2 主要设计条件 16 3 地基基础 16 3 1 地质土层概述 16 3 2 注意事项 16 4 材料 17 第四章第四章 结构设计计算书结构设计计算书 18 1 结构设计 18 1 1 结构布置简图 18 2 荷载计算 19 2 1 屋面及楼面的永久荷载标准值 19 2 2 梁 柱 墙 窗 门重力荷载计算 20 2 3 计算重力荷载代表值 20 3 横向框架侧移刚度计算 21 3 1 计算梁 柱的线刚度 21 3 2 计算柱的侧移刚度 21 3 3 框架计算简图 22 4 横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算 23 4 1 横向水平地震作用下的框架结构的内力计算和侧移计算 23 4 1 1 横向自振周期的计算 23 4 1 2 水平地震作用及楼层地震剪力计算 23 4 1 3 水平地震作用下的位移验算 24 4 1 4 水平地震作用下框架内力计算 25 4 2 横向风荷载作用下框架结构内力和侧移计算 30 5 竖向荷载作用下横向框架结构的内力计算 36 5 1 计算单元 36 5 2 荷载计算 36 5 3 内力计算 37 6 框架内力组合及截面配筋计算 51 6 1 荷载组合分项系数 51 6 2 柱的内力组合及配筋 底层 3 号柱 53 6 3 梁的内力组合及配筋 一层 3 号梁 58 西南大学本科毕业论文 设计 3 7 楼板计算 63 7 1 标准层楼板 63 7 2 顶层层楼板 78 8 楼梯计算 94 8 1 荷载和受力计算 94 8 2 配筋面积计算 96 8 3 配筋结果 96 9 基础设计 98 9 1 基础选型 98 9 2 基础平面布置 98 9 3 承台计算和配筋 101 参考文献参考文献 107 致谢致谢 108 第一章第一章 文献综述文献综述 前言 前言 住宅建设不仅关系到千家万户的切身利益 同时也影响着社会的安定和 谐以及我们整个国民经济的持续健康发展 改革开放以来 无论是城镇居民还 是农村居民的住宅建设都呈现出一种蓬勃发展的繁华景象 随着时代的发展 近年来 国家提出将将住宅建设作为国民经济的一个新的增长点以及居民新的 消费热点 住房制度也将由福利型分配向货币型分配方向转变 住宅建设开始 进入由 数量型 转向 质量型 的开发建设阶段 同时 以人为核心 的设计观念 和 可持续发展 方针也落实到了居住区规划与住宅设计中 通过规划设计的创 新活动 创造出各具地方特色 设施完善和达到符合新时代居民居住标准的居 住环境 从而使我国居民住宅建设获得整体性的提高 1 1 住宅产业发展和现状住宅产业发展和现状 建国以来 我国的住宅产业受历史变革 物质水平 家庭观念 国家经济体 质和宏观调控的政策等诸多因素的影响经历了从无到有 从缓慢起步到蓬勃发 展的历史进程 按照时间的顺序 我大致将我国住宅产业大致划分为三个阶段 分别是休眠期 复苏长期 变革发展期 1 1 休眠期 1949 年 1978 年 西南大学本科毕业论文 设计 4 新中国刚刚建立 尚处于百废待新的时期 当时的领导人提出 先生产 再生活 的口号 国家将建设重心都放在了如何重建这个新生的满目苍夷的社 会主义新中国上 以应对当时严峻的国内国际环境 在这个时期 到处都是轰 轰烈烈的生产运动 城镇住宅建设总量只有近 5 亿户 人均住房面积只有可怜 的 3 6M 这个时期 我国的住宅产业处于一种 休眠的状态 1 2 复苏成长期 1979 年 1995 年 十一届三中全会以后 邓小平同志站在整个国家的高度提出了改革开放这一 基本国策 整个国家的经济都呈现出一种从未有过的生机和活力 国家经济体 制改革给我国住宅产业发展输入了活力 我国的住宅产业也进入了探索和改革 发展时期 在这一时期 住宅产业的规划理论也取得突破性的进展 逐步形成 居住区 居住小区 住宅组团的规划结构 并配套有较完善的公建 如 医院 百货商店等 经过十几年的探索和发展 我国的住宅建逐步的设步入了产业化 发展轨道 成为整个国民经济中的一个重要行业 住宅产业逐渐复苏 1992 年 邓小平到广东沿海考察发表了改变著名的南巡讲话 南巡讲话的推动 下 住宅与房地产业得到了有利的政治 经济环境 1993 年到 1995 年 我国 的住宅与房地产业又经历了顶峰 相持 理性回落和平稳发展的艰难过程 这 一时期 我国的住宅建设进入了高速发展时期 住宅建设方面提出了 全面规划 合理布局 综合开发 配套建设 的社会化大生产的方针 这表明我国的住宅建 设注重提高住宅的质量 提出住宅建设走规模效益的道路 同时 全国开展了 城市住宅小区建设试点工作 使我国住宅建设取得了前所未有的成绩 从规划 设计理念 施工质量 住宅成果的应用等方面 推动了住宅科技的发展 引导 了住宅产业的健康发展 1 3 变革发展期 1996 年至今 1996 年 召开的中央经济工作会议上指出 明确的提出了要把住宅建设作 为国民经济新的增长点 国家科委建设部制定的 2000 年小康型城乡住宅科技 产业工程 的顺利实施以及几年在国民经济中的不断探索和实践 初步构建了住 宅产业现代化的总体框架 在分配 流通领域 以城镇住房货币化分配为核心 西南大学本科毕业论文 设计 5 政策 构建住宅商品化 社会化的新体制 以物业管理为基本制度 提高住宅 消费的市场化程度 较好地满足了群众日益提高的住房需求 这一系列变革 标志着我国住宅产业逐步走向持续健康发展阶段 经过几十年的改革 探索和 发展 我国住宅建设顺利完成了由计划经济型方式向市场导向型方式的转变 住 宅产业进入了持续 健康发展的新时期 需求决定着生产 生产适应需求 需 求刺激生产是市场经济的客观规律 保护需求 培育需求和刺激需求的核心是 住宅的质量和成本 提高住宅质量 降低住宅生产成本的根本出路是依靠科技 创新和科技进步 推进住宅产业现代化是新时期住宅产业发展的必然趋势 通 过加快推进住宅产业现代化 不断提高住宅的综合质量 提高住宅生产的劳动 生产率 降低住宅成本是新时期住宅产业发展的根本目标和任务 2 我国住宅产业所存在的主要问题 目前 随着市场经济体制的逐步深化 住宅产业的宏观调控 市场体系在 不断完善 分析和研究我国住宅产业发展 应从基础抓起 重点集中于建立完 善的住宅现代化体系 我国住宅产业现代化体系受体制和国情影响 起步较晚 还处在探索阶段 与国外发展国家相比还有较大差距 2 1 从科技发展领域看 2 1 1 住宅建设还未摆脱粗放型生产方式 住宅产业的缺陷暴露明显 主要表 现概括为 二高二低 物质消耗高 能源消耗高 生产率低 科技进步对住 宅产业发展的贡献率低 2 1 2住宅技术的发展仍以单项技术推广应用为主技术 上缺乏有效的集成和整合 尚未形成完整系列的建筑体系 尤其是国外已比较 通用的钢结构住宅 木结构住宅 装配式住宅 混凝土砌块等新型建筑体系缺 乏相应的配套技术及相关规范 标准 推行起来难度较大 难以形成规模效益 2 1 1 住宅产品的工业化水平还较低 尚未形成系列化 规模化生产体系 住 宅部品的配套性 通用性差 生产规模小 特别是规范住宅部品生产的模数协 调工作滞后 阻碍了住宅标准化 通用化住宅部品体系的形成 2 2 从体制方 面看 2 2 2 推进住宅产业现代化的工作机制尚不健全 缺乏统筹全局 统一协调的 领导决策机制和有效的工作机制 除部分省 市外 不少地方还没有建立开展 西南大学本科毕业论文 设计 6 住宅产业现代化的工作机制 缺乏具体的目标 步骤和措施 住宅产业现代化 的工作主要局限在住宅小区的示范 试点项目上 未能形成引导住宅发展的产 业链条以及与产业现代化相适应的成套技术体系 2 2 3 缺乏有效的经济 技术政策作保障 缺乏必要的优惠政策支持和调控手 段 难以形成以市场为导向的自我发展 创新 完善的市场激励机制 3 对我国住宅产业的展望 住宅产业的发展对个人还是整个国民经济都有着重要的作用 牵一发而动 全身 住宅产业健康持续发展 可以提过我们人民的物质生活水平 也可以保 证国民经济的持续稳定的发展 有利于我们社会主义现代化建设 因此 从事 住宅建设的人员应精心耕耘 积极创建未来世纪的美好家园 同时 作为住宅 建设人员也应遵循以下原则 3 1 未来住宅建设应以人为本 住宅使用主体是人 住宅建设应以创造方便 舒适的居住生活环境 并能 培育个性 展示才华 要体现出对人的关怀作为首要原则 3 2 未来住宅建设应能可持续发展 我国拥有着庞大的人口 对住宅的数量要求是非常的大的 然而我国的资源 是有限的 再加上部分的资源是非可再生的 因此在未来的住宅建设时要着重 强调经济与资源节能型消费 要提倡节能 节地 节材 并建立起使有限的资 源和能源可持续再利用的住宅体系 3 3 未来住宅建设应充分注意环境保护 现在环境保护是每个产业进行都必须注意的一个重要问题 住宅的建设不 能以毁坏环境作为代价 而应该注重与周边环境的和谐 保护我们赖以生存的 环境 创造良好的室内外居住环境是我们未来的唯一选择 3 4 未来住宅建设应充分反映科技进步 21世纪是高科技的社会 高科技已经融入了人们生活中的方方面面 我们可以预知 智能化系统的设施将成为未来住宅不可缺少的装备 智能化住 宅通讯与管理系统以及智能化住宅综合管理系统等等 使新世纪住宅与高科技 和信息化社会相协调和适应 西南大学本科毕业论文 设计 7 3 5 未来住宅建设应推进住宅产业现代化 推进住宅产业现代化的技术手段是 建立符合住宅产业化的住宅建筑体系 建立完善的质量控制体系 建立住宅性能综合评价体系等 在住宅建设过程中 以科技进步为核心 从而全面提高住宅建设质量 改善住宅使用功能和居住环 境 4 总结 当前 我国的住宅产业处于高速发展的时期 住宅产业作为国民经济第二 产业中的一个重要组成部分 对整个国家经济的发展做出了重要的贡献 同时 人们不再以为追求楼房的大 宽 多 一个温馨 舒适现代化的住宅逐渐成为 绝大部分民众的需求 第二章 建筑设计说明 1 工程概况 本工程名称 北碚区西山路 1 号住宅楼 根据该房屋的使用功能及建筑设计要求 进行了平立面及剖面的设计 该 工程主体结构为十层 首层层高 3 6m 2 10 层高为 3 0m 电梯间和楼梯间凸 出顶层楼面 2 8m 屋顶层设电梯机房 结构采用现浇钢筋混泥土框架结构 填 充墙都为 190 厚的混泥土空心小砌块 建筑面积为 5617 5 每层为四户 分 A B 两种户型 详细见建筑平面图 A 户型为四室两厅两卫 建筑面积为 119 1 B 户型为三室两厅两卫 119 1 室内标高为 0 000m 室内外高差为 600 2 设计依据和原则 西南大学本科毕业论文 设计 8 2 1 设计依据 2 1 1 人体尺度和人体活动所需的空间尺度建筑物中设备的尺寸 踏步 窗台 栏杆的高度 门洞 走廊 楼梯的宽度和高度 以至各类房间的高度和面积大 小 都和人体尺度以及活动所需的空间尺度直接或间接有关 因此人体尺度和 人体活动所需的空间尺度 是确定建筑空间的基本依据之一 2 1 2 办公用品 设备的尺寸和使用它们必要的空间 2 1 3 温度 湿度 日照 雨雪 风向 风速等气候条件 2 1 4 地形 地质条件和地震烈度 设计时主要考虑 选择对抗震有利的场地和地基 房屋设计的体型 应该 尽可能规整 简洁 避免在建筑平面及体型上的凸凹 采用必要的加强房屋整 体性的构造措施 不做或少做地震时容易倒塌脱落的建筑附属物 女儿墙等须 作加固处理 从材料选用和构造做法上尽可能减轻建筑物的自重 特别是减轻 屋顶和围护墙的重量 2 1 5 建筑模数和模数制 2 2 设计原则 2 2 1 满足建筑功能要求满足建筑物的功能要求 为人们的生产和生活活动创造良好的环境 是建筑设计的首要任务 合理设置 门窗洞口的大小 合理安排厕所办公室以及会议室的位置大小 采光和通风要 好 2 2 2 采用合理的技术措施 正确选用建筑材料 根据建筑空间组合的特点 选择合理的结构 施工方 案 使房屋坚固耐久 建造方便 缩短工期 2 2 3 具有良好的经济效果 建造房屋是一个复杂的物质生产过程 需要大量的人力 物力和资金 在 房屋的设计和建造中 要因地制宜 就地取材 尽量做到节省劳动力 节约建 筑材料和资金 设计和建造房屋要有周密的计划和核算 重视经济领域的客观 规律 讲究经济效果 房屋设计的使用要求和技术措施 要和相应的造价 建 筑标准统一起来 西南大学本科毕业论文 设计 9 2 2 4 考虑建筑美观要求 建筑物是社会的物质和文化财富 它在满足使用要求的同时 还需要考虑 如人们对建筑物在美观方面的要求 考虑建筑物所赋予人们在精神上的感受 建筑设计要努力创造具有我国时代精神的建筑空间组合与建筑形象 历史上创 造的具有时代印记和特点的各种建筑形象 往往是一个国家 一个民族文化传 统宝库中的重要组成部分 2 2 5 符合总体规划要求 单体建筑是总体规划中组成部分 单体建筑应符合总体规划提出的要求 建筑物的设计还要充分考虑和周围环境的关系 例如原有建筑的状况 道路的 走向 基地面积大小以及绿化等方面和拟建建筑物的关系 新设计的单体建筑 应是所在基地形成协调的室内外空间组合 良好的室外环境 3 建筑方案选择 根据设计资料可选用框架结构 框架结构是由梁和柱刚性连接的骨架结构 其传力途径为板 梁 柱 基础 地基 选择依据 1 优点多 钢筋混凝土造价低 材料资源丰富 易于就地取材 耐久性好 不需要经常保养和维修 耐火性好 整体性好 对于抵抗地 震作用具有较好的性能 具有可塑性 可以根据需要浇制成各种形式和尺寸的 构件 合理的发挥材料性能 节约钢材 降低造价 2 建筑功能强 框架结构建筑平面布置灵活 可以做成有较大空间的房间 而 且分隔灵活 也可以用隔墙分隔成小空间 或拆除隔墙改为大房间 使用灵活 外墙采用非承重墙体 使立面设计灵活多变 可采用轻便隔墙和外墙 可大大 降低房间自重 节约材料 3 从结构的受力性能来分析 对于地震地区来说 框架结构 不仅受竖向荷载 还受水平地震作用 在水平力作用下 框架的侧移由两部分组成 第一部分由 梁柱的弯曲变形产生 第二部分由柱的截面尺寸变形产生 弯曲变形 框架的 抗侧移刚度主要取决于梁柱的截面尺寸 通常 梁柱截面惯性矩小 侧向变形 较大 4 建筑体型的设计 西南大学本科毕业论文 设计 10 4 1 反映建筑功能要求和建筑类型的特征 不同功能要求和建筑类型 具有不同的内部空间组合特点 房间的外部形 象也相应地表现这些建筑类型的特征 本设计为住宅楼 为充分利用建筑空间 十层全做住宅 且矩形的体型节约了占地面积 也利于结构的抵抗外力的能力 4 2 结合材料性能 结构构造和施工技术的特点 该结构为钢筋混凝土结构 墙体位混泥土空心小砌块围护墙 由于墙体并 不承重 所以立面上门窗的设置和开启游乐很大的灵活性 可以在不同的层或 同一层不同的位置采用 不同的窗户 有的可以用横向有的可以用纵向的窗户 柱子采用外露的柱子 形成节奏鲜明的立面构图 显示了框架房屋的外形特点 4 3 掌握建筑标准和相应的经济指标 建筑体形和立面的设计 应该遵循设计方针政策 根据房屋的使用性质 和规模 严格掌握国家规定的建筑标准和经济指标 建筑外型设计的任务 应 该在合理满足使用要求的前提下 用较少的投资建造起简洁 明朗 朴素 大 方以及和周围环境协调的建筑物来 4 4 适应基地环境和建筑规划的群体布局 单体建筑是规划群体中的一个局部 拟建房屋的体型 立面 内外空间组合 以至建筑风格等方面 要认真考虑和规划中建筑群体的配合 同时 建筑物所 在地区的气候 地形 道路 原有建筑物以及绿化等基地环境 也是影响建筑 体型和立面设计的重要因素 4 5 符合建筑造型和立面构图的一些规律 必须符合建筑造型和立面构图的一些规律 例如比例尺度 完整均衡 变化 统一 以及韵律和对比等等 5 建筑平面的设计 西南大学本科毕业论文 设计 11 5 1 使用房间的设计要求 1 房间的面积 形状和尺寸要满足室内实用活动和家具 设备合理布置的要 求 2 门窗的大小和位置 考虑房间的出入方便 疏散安全 采光通风良好 3 房间的构成应使结构构造布置合理 施工简便 也要有利于房间之间的组 合 所用材料要符合相应的建筑标准 4 室内空间以及地面 墙面和构件细部 要考虑人们的使用和审美要求 5 2 使用房间的面积 形状和尺寸 使用房间面积的大小主要是考虑房间内部活动的特点 使用人数的多少等 另外还要满足人们对室内空间的观感 这也是确定房间平面形状的和尺寸的重 要因素 5 3 门窗在房间平面中的布置 门窗的大小和数量是否恰当 它们的位置和开启方式是否合适 对房间的 平面使用效果也有很大影响 5 3 1 门的宽度 数量和开启方式 房间平面中门的最小宽度 是由通过人流多少和搬进房间家具 设备的大 小决定的 该设计中房间内门的宽度取 900mm 门的数量根据防火要求如果室 内人数多于 50 人或房间面积大于 60 平方米时至少需要两个门 门厅对外出入 口的总宽度 应不小于通向该门厅的过道 楼梯宽度的总和 5 3 2 房间平面中门的位置 房间平面中门的位置应考虑室内交通路线简洁和安全疏散的要求 门的位 置还对室内使用面积能否充分利用 以及组织室内穿堂风等关系很大 门一般 设置在紧贴墙 不设置垛 5 3 3 窗的大小和位置 房间中窗的大小和位置 主要根据室内采光 通风要求来设置 采光方面 窗的大小直接影响到室内照明是否足够 窗的位置关系到室内照度是否均匀 5 4 辅助房间的平面设计 西南大学本科毕业论文 设计 12 厕所等辅助房间通常是根据建筑物的使用特点和使用人数的多少 先确定所 需设备的个数 根据计算所得的设备数量 考虑在整幢建筑物中厕所的粪检情 况 最后在建筑平面组合中 根据整幢房屋的使用要求适当调整并确定这些辅 助房间的面积 平面形势和尺寸 6 建筑立面的设计 建筑立面是表示房屋四周的外部形象 立面设计是由许多构部件所组成的 恰当的确定立面中组成部分和构部件的比例和尺度 运用节奏韵律 虚实对比 等规律 设计出体型完整 形式与内容统一的建筑立面 是立面设计的主要任 务 6 1 尺度和比例 尺度正确和比例协调 是使立面完整统一的重要方面 比例协调首先要求结 构和构造的合理性 同时也要符合立面构图的美观要求 6 2 节奏感 突出墙面的柱子简单的把立面进行了竖向划分 使整个结构既整体统一又富 有节奏变化 6 3 材料质感和色彩配置 材料采用白色瓷砖贴面 平整而光滑的瓷砖 感觉比较轻巧 以白色为主的 立面色调 常使人感觉明快 清新 6 4 重点及细部处理 建筑物的主要出入口和楼梯间等部分 是人们经常经过和接触的地方 在使 用上要求这些部位的地位明显 易于找到 在建筑立面设计中也对楼梯间及出 入口的立面适当进行重点处理 立面中一些构件的构造做法应给于一定的注意 7 建筑剖面设计 建筑剖面设计主要是确定建筑物在垂直方向上的空间组合关系 重点解决 西南大学本科毕业论文 设计 13 建筑物各部分应有的高度 建筑层数 建筑空间的组合和利用 以及建筑剖面 中结构和构造关系等问题 对于住宅建筑先确定平面设计 通过平面设计再设 计剖面 因此在平面设计的基础上我对该建筑选择了剖面位置 再进剖面设计 从剖面中可以清晰的看到首层层高为 3 6m 2 10 层层高为 3 0m 首层楼梯梯 段高为 1 8m 其它层为 1 5m 高 由建筑剖面可知 10 层之间的空间组合 8 细部构造的做法 8 1 屋面做法 1 饰面层 10厚防滑地砖 素水泥浆擦缝 2 结合层 20厚1 3水泥砂浆 3 隔热层 50厚的膨胀珍珠岩隔热层 4 防水层 2厚聚胺脂防水涂料 5 找平层 20厚1 2 5水泥砂浆 6 结构层 100厚钢筋混凝土屋面板 7 顶棚抹灰 15厚水泥石灰浆打底 5厚纸筋灰批面 8 2 楼面做法 1 饰面层 10厚地砖 素水泥浆 2 找平层 20厚的1 3水泥砂浆找平层 3 结构层 现浇100厚的钢筋混凝土楼板 4 顶棚抹灰 3厚细石粉面 8厚水泥石灰膏砂浆 8 3 地面做法 1 10 厚地砖 素水泥浆 2 素水泥浆结合层一道 3 20 厚 1 3 水泥砂浆找平层 西南大学本科毕业论文 设计 14 4 60 厚 C15 混凝土 5 100 厚碎石或碎砖夯实灌 M2 5 混合砂浆垫层 碎石垫层 6 素土夯实 8 4 散水做法 混凝土散水 1 50 厚 C15 混凝土撒 1 1 水泥砂子 压实赶光 2 100 厚碎砖或道渣垫层 3 素土夯实向外坡 3 8 5 内墙做法 纸筋 麻刀 灰墙面 1 刷 喷 内墙涂料 2 2 厚纸筋 麻刀 灰抹面 3 9 厚 1 3 石灰膏砂浆 4 5 厚 1 3 9 水泥石灰膏砂浆打底划出纹理 5 刷加气混凝土界面处理剂一道 8 6 外墙做法 1 刷 喷 涂料 2 厚细纸筋 麻刀 石灰膏抹面 3 6 厚 1 0 2 2 水泥石灰膏砂浆找平层 4 6 厚 1 1 6 水泥石灰膏砂浆刮平扫毛 5 6 厚 1 0 5 4 水泥石灰膏砂浆打底扫毛 刷一道加气混凝土界面处理剂 西南大学本科毕业论文 设计 15 第三章 结构设计说明 1 工程简介 本工程主体结构为10层钢筋混泥土框架结构体系 占地面积约为5617 5 总建筑面积为5617 75 首层高3 6m 2 10层高为3 0m 无地下室 使用年限 为50年 室内外高差为600mm 建筑物的重要性类别为二类 抗震等级为三级 安全等级二级 基础设计为乙级 框架柱 梁 楼面板 屋面板 楼梯均为现 浇 基础采用桩基础 2 主要设计条件 2 1 基本雪压 0 0 2 KN m 2 2 基本风压 0 4 2 KN m 2 3 抗震设防烈度 7度 2 4 场地类别 类 2 5 楼屋面活荷载 2 0 2 KN m 2 6 机房活荷载 7 0 2 KN m 2 7 楼梯间活荷载 3 5 2 KN m 3 地基基础 3 1 地质土层概述 表3 1 1 工程地质条件勘察表 Table 3 1 1 engineering geological condition table 层号 岩土名称 土层深度 m 土层性质 1 杂填土 0 4 2 松散 2 细砂 4 2 7 0 松散 稍密 3 砂质粘性土 7 0 9 5 可塑 4 砂质粘性土 9 5 12 5 硬塑 西南大学本科毕业论文 设计 16 5 砂质粘性土 12 5 16 5 坚硬 6 花岗岩 16 5 18 5 全风化 3 2 注意事项 3 2 1 坑开挖应尽可能采取可靠的支护措施 施工期间应采取有效的防排水措 施 并尽可能缩短地基土的暴露时间 3 2 2 基础回填用原土分层回填夯实 压实系数不小于0 94 4 材料 4 1 混泥土基础垫层 C15 圈梁及构造柱 C20 基础 墙 柱 梁 板 C30 4 2 钢筋直径小于或等于10为 级钢 大于10为 级3钢 4 3 填充墙材料为190混泥土空心小砌块 西南大学本科毕业论文 设计 17 第四章 结构设计计算书 1 结构设计 1 1 结构布置简图 根据住宅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 填充墙采用 190 厚混凝土空心小砌块 楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混 凝土结构 板厚度取 100mm 构件布置简图如下 图1 1 1构件布置图 Figure 1 1 1bottom component layout 1 2 选择承重方案 该建筑住宅楼 房间布局较规则 采取横向沉重的方案 取轴线 8 计算 1 3 梁 柱截面尺寸估算 1 3 1 梁截面尺寸估算 西南大学本科毕业论文 设计 18 横向框架梁 横向框架梁最大计算跨度为 6000 横向框架梁 h 1 10 1 18 l 1 10 1 18 6000 600mm 334mm 取 h 500mm 横向框架梁宽 b 1 2 1 3 h 1 2 1 3 500 250mm 167mm 取 b 200mm 纵向框架梁 纵向框架梁高 h 1 10 1 18 l 1 10 1 18 5600 560mm 312mm 取 h 500mm 纵向框架梁宽 b 1 2 1 3 h 1 2 1 3 500 250mm 167mm 取 b 200mm 其他非框架梁取 200 400 1 3 2 柱截面尺寸估算 1 首层中柱 按轴压比限值考虑 本结构框架抗震等级为三级 住宅荷载相对较小 取 楼层数 弯矩对中柱0 85 N 2 k 15kN m q10n 影响较小 取 柱负荷面积1 1 2 3 14mmNfc 25 1 以上数据代入式 AC 得 2 23 9 2 6 33 3 2 1 20 6 mA k Nc qA n f 于是 22 15 0 maAc ma40 0 首层边柱负荷面积 取 1 2 其余参数与中柱 2 13 35m 2 6 33 3 2 0 6 A 相同 可得 则 22 243 0 maAc ma50 0 为安全考虑 柱的截面都取 500 500 的正方形截面 其他层亦取该截 面 2 荷载计算 2 1 屋面及楼面的永久荷载标准值 屋面荷载标准值 活荷载 2 0kN 上人屋面 饰面层 10 厚防滑地砖 素水泥浆擦缝 0 01m 20kN m3 0 2kN m2 结合层 20 厚 1 3 水泥砂浆 0 02m 20kN m3 0 4kN m2 隔热层 50 厚的膨胀珍珠岩隔热层 0 05m 10kN m3 0 5kN m2 防水层 2 厚聚胺脂防水涂料 0 13kN m2 西南大学本科毕业论文 设计 19 找平层 20 厚 1 2 5 水泥砂浆 0 02m 20kN m3 0 4kN m2 结构层 100 厚钢筋混凝土屋面板 0 1m 25kN m3 2 5kN m2 顶棚抹灰 15 厚水泥石灰浆打底 5 厚纸筋灰批面 0 015 m 17kN m3 0 005 16kN m3 0 335kN m2 合计 5 965kN m2 楼面荷载标准值 饰面层 10 厚地砖 素水泥浆 0 01m 20kN m3 0 2kN m2 20 厚的 1 3 水泥砂浆找平层 20 0 02 0 40kN m2 现浇 100 厚的钢筋混凝土楼板 25 0 1 2 5kN m2 3 厚细石粉面 16 0 003 0 048kN m2 8 厚水泥石灰膏砂浆 14 0 008 0 112kN m2 合计 4 26kN m2 为了安全起见 屋面恒载取 6 5kN m2 楼面恒载取 5 0kN m2 2 2 梁 柱 墙 窗 门重力荷载计算 查规范得以下自重 外墙面为面砖墙面自重 0 5 KN m2 混凝土空心小砌块 11 8 KN m2 2 2 1 梁自重计算 纵横梁自重 0 2 0 5 25 2 5 KN m2 粉刷 0 5 0 1 0 048 17 0 326 KN m2 合计 2 826kN m2 次梁自重 0 2 0 4 25 2 0 KN m2 粉刷 0 4 0 045 17 0 306 KN m2 合计 2 06 KN m2 2 2 2 柱自重计算 柱自重 0 5 0 5 25 6 25 KN 西南大学本科毕业论文 设计 20 m2 贴面及粉刷 0 5 4 0 2 2 0 02 17 0 544 KN m2 合计 6 795 KN m 女儿墙自重 含贴面和粉刷 1 2 0 02 2 17 0 2 15 1 2 4 416 KN m2 内外墙自重 含贴面和粉刷 0 2 15 0 02 2 17 3 68 KN m2 2 3 计算重力荷载代表值 2 3 1 第 10 层的重力荷载代表值 屋面恒载 女儿墙 纵横梁自重 半层柱自重 半层墙自 0 5 活载 5777kN 2 3 2 2 9 层的重力荷载代表值 楼面恒载 上 下半层墙重 纵横梁自重 上 下半层柱 0 5 活荷载 9236kN 2 3 3 一层的重力荷载代表值 楼面恒载 上 下半层墙重 纵横梁自重 上 下半层柱 0 5 活荷载 9311kN 则框架总重力荷载代表值为 n i i G 1 10 n G1 G2 G3 G4 G5 G6 G7 G8 G9 G10 5777 8 9236 9331 10 1 i G 88996KN 3 横向框架侧移刚度计算 3 1 计算梁 柱的线刚度 1 梁线刚度计算梁柱混凝土标号均为 C30 EC 3 0 KN m2 在框架结 7 10 构中 现浇楼面或预制楼板但只有现浇层的楼面 可以作为梁的有效翼缘 增 大梁的有效刚度 减少框架侧移 考虑这一有利作用 在计算梁的截面惯性矩 时对现浇楼面的边框架梁取 对中框架梁取 0 5 1 II 0 0 2 II 表3 1 1 横梁线刚度计算表 西南大学本科毕业论文 设计 21 Tag3 1 1 Beam stiffness calculation table 类别 EC N mm2 b h mm mm I0 mm4 l mm ECI0 l N mm 2ECI0 l N mm 边横梁 1 3 104 200 5002 08 109 6000 1 04 1010 2 0 109 中梁 3 104 200 500 2 08 109 2100 2 97 1010 5 9 1010 边横梁 2 3 104 200 500 2 08 109 4500 1 37 1010 2 7 1010 表3 1 2 柱线刚度计算表 c I Tag3 1 2 Beam stiffness calculation table 层次 mm c h C E N mm2 b h mm mm c I mm4 c Cc E Ih N mm 13600 3 0 104 500 500 5 2 109 4 33 1010 2 103000 3 0 104 500 500 5 2 109 5 2 1010 3 2 计算柱的侧移刚度 柱的侧移刚度 D 计算公式 2 12 h i D c c 其中为柱侧移刚度修正系数 为梁柱线刚度比 不同情况下 c K c 取值不同 K 对于一般层 2 b c K K K 2 c K K 对于底层 C b K K K 0 5 2 c K K 表3 2 1 横向框架柱侧移刚度D计算表 Table3 2 1 transverse to the lateral stiffness of the frame column D calculation table 层次 层高 M h 柱 根 数 Kc 2 12 h i D c c N MM D 边柱1 0 40 375 18056 中柱2 1 5420 577 27781 1 3600 边柱1 0 5270 406 19548 93166 边柱1 0 480 194 11200 中柱2 1 8520 481 277702 103000 边柱1 0 6330 240 13855 80595 西南大学本科毕业论文 设计 22 3 3 框架计算简图 表3 3 1 框架计算简图 Table 3 3 1 frame calculation diagram 4 横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算 4 1 横向水平地震作用下的框架结构的内力计算和侧移计算 4 1 1 横向自振周期的计算 横向周期根据自振周期的经验公式 其中 N 为框架NT 1 0 08 0 1 结构层数 所以 0 8S 1 T 4 1 2 水平地震作用及楼层地震剪力计算 该建筑结构高度小于 30 6 40m 质量和刚度沿高度分布比较均匀 变形以 剪切为主 因此用底部剪力法来计算水平地震作用 首先计算总水平地震作用标准值即底部剪力 Ek F 西南大学本科毕业论文 设计 23 1Ekeq FG 式中 相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数 1 结构等效总重力荷载 多质点取总重力荷载代表值的 eq G 85 ieq GG85 0 特征分区为一区 又场地类别为 类 查规范得特征周期 0 35 g Ts 查表得 水平地震影响系数最大值 max 0 08 由水平地震影响系数曲线来计算 1 038 0 08 0 8 0 35 0 9 0 max1 T Tg 式中 衰减系数 0 05 时 取 0 9 则质点 I 的水平地震作用为 i F 1 ii iEkn jj j G H FF G H 式中 分别为集中于质点 I J的荷载代表值 分 别 i G j G i H j H 为质点 I J的计算高度 具体计算过程如下表 各楼层的地震剪力按 来计算 一并列入 1 n ik k VF 表中 表4 1 2 各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表 Table 4 1 2each particle transverse horizontal earthquake and seismic shear force calculation table 层次 i Hm i GkN i F kN i VkN 10 30 6 80595 14 76714 767 9 27 6 80595 23 01537 982 8 24 6 80595 21 62559 597 7 21 6 80595 19 77879 375 6 18 6 80595 17 5196 885 5 15 6 80595 14 881111 766 4 12 6 80595 11 965123 731 3 9 6 80595 8 856132 585 2 6 6 80595 5 661138 246 西南大学本科毕业论文 设计 24 1 3 6 93116 2 576140 872 4 1 3 水平地震作用下的位移验算 用 D 值法 即修正反弯点法 来验算 框架结构第 层的层间剪力和层间位移及框架结构顶点位移分别 ii V iu u 按下式来计算 n ik k i VF 1 s iiij j uVD 1 n k k uu 计算过程见下表 表中计算了各层的层间弹性位移角 eii uh 表4 1 3 横向水平地震作用下的位移验算 Table 4 1 3horizontal seismic displacemen checking 层次 i VkN i DN mm i umm i umm i hmm eii uh 10 14 767 80595 0 18411 397 3000 1 15789 9 37 982 80595 0 4711 213 3000 1 6382 8 59 597 80595 0 73910 743 3000 1 4054 7 79 375 80595 0 98510 004 3000 1 2495 6 96 885 80595 1 2029 019 3000 1 2496 5 111 766 80595 1 3877 817 3000 1 2163 4 123 731 80595 1 5356 43 3000 1 1954 3 132 585 80595 1 6454 895 3000 1 1823 2 138 246 80595 1 7153 25 3000 1 1749 1 140 872 93116 1 5131 535 3600 1 2379 由表中的数据可知 最大层间弹性位移角发生在第二层 1 1749 1 550 满 足规范规定的要求 西南大学本科毕业论文 设计 25 4 1 4 水平地震作用下框架内力计算 将层间剪力分配到该层的各个柱子 即求出柱子的剪力 再由柱子的剪力 和反弯点高度来求柱上 下端的弯矩 柱端剪力按下式来计算 1 ij ijis ij j D VV D 柱上 下端弯矩 按下式来计算 u ij M b ij M b ijij MVyh 1 u ijij MVy h 123n yyyyy 式中 I 层J柱的侧移刚度 H为该层柱的计算高度 ij D Y 反弯点高度比 标准反弯点高比 根据上下梁的平均线刚度 和柱的相对线刚 n y b k 度的比值 总层数 该层位置查表确定 c kmn 上下梁的相对线刚度变化的修正值 由上下梁相对线刚度比值 及 查 1 y 1 i 表得 上下层层高变化的修正值 由上层层高对该层层高比值 及 查表 2 yi 下层层高对该层层高的比值及 查表得 3 y 3 i 需要注意的是是根据表 倒三角形分布水平荷载下各层柱标准反弯点高度 n y 比查得 n y 选取边柱一号节点处进行计算 由计算简图知 3 0 8 休息平台受力钢筋 6 楼梯梁受力钢筋 14 受力钢筋最小间距 100 mm 非受力分布钢筋 受力钢筋 14时 取 8 250 楼梯板分布筋每踏步至少 6 各跑实际配筋结果 表8 3 2 梯板和平台配筋结果 Table 8 3 2 plates and platform reinforcement results 标准层号 跑数 梯板底筋 梯板分布筋 梯板负筋 平台底筋 平台负筋 1 1 12 100 8 200 12 100 8 150 8 200 1 2 8 130 8 200 8 150 无 无 2 1 8 130 8 200 8 150 8 150 8 200 2 2 8 100 8 200 8 130 无 无 表8 3 3 梯梁配筋结果 Table 8 3 3 ladder beam reinforcement 标准层号 跑数 梯梁1顶纵筋 梯梁1底纵筋 梯梁1箍筋 梯梁 底纵筋 梯梁 顶纵筋 梯梁 箍筋 1 1 2 16 2 16 8 200 无 无 无 1 2 2 16 2 16 8 200 无 无 无 西南大学本科毕业论文 设计 108 2 1 2 14 2 14 8 200 无 无 无 2 2 2 16 2 16 8 200 无 无 无 9 基础设计 9 1 基础选型 选取 3 号柱计算 柱底最大内力组合 89 80MkN m 2981 99NkN 35 53VkN 表9 1 1 拟建场地工程地质情况 Table 9 1 1the site engineering geological condition 层号 岩土名称 土层深度 m 土层性质 1 杂填土 0 4 2 松散 2 细砂 4 2 7 0 松散 稍密 3 砂质粘性土 7 0 9 5 可塑 4 砂质粘性土 9 5 12 5 硬塑 5 砂质粘性土 12 5 16 5 坚硬 6 花岗岩 16 5 18 5 全风化 7 花岗岩 18 5 25 6 强风化 根据以上地质情况 和上部结构荷载情况 选用混凝土预制桩基础 桩截 面采用管径为 500mm 的预应力管桩 桩长 14 2m 承台埋深取 4 8m 承台高 0 8m 桩顶伸入承台 50mm 钢筋保护层取 70mm 承台取用 C30 混凝土 9 2 基础平面布置 9 2 1 基桩竖向承载力标准值 由地质勘察报告可得 单桩竖向极限承载力标准值为 ppkisikppkskuk AqlquQQQ kN33 131649 56584 750 2 045001005 0702454413335 2102 24 0 2 查 土力学与基础工程 中的相应表格可得 80 0 s 64 1 p 西南大学本科毕业论文 设计 109 将以上各值代入公式得基桩竖向承载力设计值为 65 1 ps kNQQR ppkpssks 11 92665 1 49 56564 1 65 1 84 7508 0 按材料强度对基桩坚向承载力设计值进行验算 满足要求 kNAfAfR gyPcc 11 926 9 2 2 确定桩数和布桩 由于基础上部结构荷载弯矩很小 桩数N可按下式估算 承台面积近似 取 2 5 2 2 2981 992 54 8 20 3 8 926 11 FG n R 暂取 4 根 并取最小桩距 按矩形布置 如图 9 1 所33 0 51 5Sdm 示 9 2 3 初选承台尺寸 综上所述 并考虑到该桩基础为偏心受压 所以在偏心方向上取 则承台底面尺寸为 4 54 5 0 52 3Sdm 长边 ma8 28 15 02 短边 ma2 22 15 02 图9 1 桩布置图 Fig 9 1 pile layout 9 2 4 计算桩顶荷载设计值 9 2 4 1 水平承载力设计值的计算 主要影响深度为 2120 513 0 m hdm 西南大学本科毕业论文 设计 110 则影响深度范围内土层为 2 6M松散 稍密细砂 0 4M可塑砂质粘性 土查 土力学与基础工程 中表 8 12 可得 4 5 4mMNm 单桩在地面处水平位移容许值为 mmx10 mbkb f 99 0 5 04 05 19 05 05 1 1 对 C30 混凝土 有 24 100 3mmNEc 2 3 14mmNfc 4 44 0 047 0 64 99 0 14 3 64 m D I 则有 2910 0 1020 1 047 0 100 385 0 85 0 mNIEEI c 1 5 9 6 5 1 327 0 102 1 99 0 105 4 m EI mb 所以 0 464 4 2 14327 0 h 由 土力学与基础工程 中表 8 19 可查得 441 2 x 故单桩水平承载力设计值为 极限承载力 kNx EI x EI R x oa x h 9 171 33 9 2 4 2 单桩竖向承载力设计值计算 取承台及其上土的平均重度 则桩顶平均竖向力设计值 3 20mkN G 为 2981 99 1 2 20 4 8 2 8 2 2 919 16926 11 4 FG NkNRkN n max max 2 89 835 53 4 80 9 919 61 21113 3 20 90 6 i MVh x NNkNRkN x 0 8 803 6 09 02 9 08 446 1838 19 2 836 2 max min kN x xVhM NN i 西南大学本科毕业论文 设计 111 满足要求 9 2 5 桩顶水平位移验算 单桩水平荷载设计值为 在桩顶处 01 35 53 8 8