常德锦江宾馆结构设计.doc

常德锦江宾馆结构设计第一部分 建筑设计说明1.1 .总平面设计 本设计为一幢6层宾馆，首层层高为3.3，二至六层层高均为3.3,考虑通风和采光要求，采用了南北朝向。设计室内外高差为0.45，设置了3级台阶作为室内外的连接。1.2.平面设计 本宾馆由客房及其他辅助用房组成。设计时力求功能分区明确，布局合理，联系紧密，尽量做到符合现代化宾馆的要求。（1） 使用部分设计1.客房：客房是本设计的主体，占据了本设计绝大部分的建筑面积。考虑到保证有足够的采光和较好的通风要求，故将宾馆南北朝向，东西布置。2.门厅：门厅是建筑物主要出入口的内外过渡，人流分散的交通枢纽，对于宾馆而言，门厅要给人一种开阔的感觉，给人舒适的第一感觉，因此，门厅设计的好坏关系到整幢建筑的形象。（2）交通联系部分设计走廊连接各个客房、楼梯和门厅各部分，以解决房屋中水平联系和疏散问题。过道的宽度应符合人流畅通和建筑防火的要求，本设计中走廊宽度为2.1。楼梯是建筑中各层间的垂直联系部分，是楼层人流疏散必经通道。本方案中设有两部双跑楼梯以满足需求。为满足疏散和防火要求，本宾馆设置了两部电梯。（3）平面组合设计 该宾馆采用内廊式，由于本建筑的特殊功能，各个客房与服务台都需要有必要的联系。1.3.立面设计本方案立面设计充分考虑了宾馆对采光的要求，立面布置了很多推拉式玻璃窗，样式新颖。通彻的玻璃窗给人一种清晰明快的感觉。在装饰方面采用瓷砖贴面外墙，窗框为银白色铝合金，色彩搭配和谐，给人一种亲切和谐放松自由的感觉，一改过去的沉闷和死板，使人可以轻松自在的在宾馆休息与生活。1.4.剖面设计根据采光和通风要求，各房间均采用自然光，并满足窗地比的要求，窗台高900。屋面排水采用有组织内排水，排水坡度为2%，结构找坡。为了符合规范要求，本设计中采用了两部电梯，满足各分区消防和交通联系的要求。1.5.建筑设计的体会 本建筑设计从方案构思到设计定稿得到老师的悉心指导，在设计的过程中注意到总平面布置的合理性、交通联系的方便，达到人流疏散和防火的要求，对房间的布置及使用面积的确定，达到舒适、方便。立面的造型及周围的环境做到相互协调；整个建筑满足各方面的需求。使人，建筑和环境进行完美的结合。 本次建筑设计我们把实习所学到的知识运用到其中，并通过翻阅大量的资料及在老师的指导下，设计中所遇到的问题得到一一解决。这次设计让我受益匪浅，既巩固了我们的专业知识，又积累了很多的经验。第二部分 结构设计计算书设计题目：常德锦江宾馆设计。第一章 设计说明1.1 工程概况本工程建筑功能为公共建筑，位于常德市区，使用年限为50年；建筑面积为5600，为六层框架结构，底层层高为4.25m，其余各层均为3.3m，室内外高差为0.45m，建筑总高度23.1m。1.2 设计资料1. 气象资料：（1）基本雪压 0.45KN/m2；（2）基本风压 0.4 KN/m2；年平均气温为25。2. 主导风向：夏季 东南风，冬季 西北风。3. 耐火等级：一级。4. 活荷载：宾馆2.0 KN/，走廊楼梯2.0 KN/，不上人屋面0.5 KN/。1.3 结构说明1. 结构体系：现浇钢筋混凝土框架结构，梁、板、柱均现浇。2. 抗震设防要求：设防基本烈度为7度二级，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度值为0.15g。3. 材料情况内外墙和楼梯间墙采用M10的蒸压灰砂砖（18KN/m3）；砌筑砂浆等级均为M5；混凝土：C30（基础、板）、C30（梁、柱）、C10(基础垫层)；纵向受力钢筋：HRB400；箍筋：HPB235级钢筋；楼盖，屋面板及楼梯平台板为现浇钢筋混凝土板；楼梯结构：采用钢筋混凝土板式楼梯。第二章 荷载计算2.1、结构选型2.1.1 结构体系选型：采用钢筋混凝土现浇框架结构（纵横向承重框架）体系。2.1.2 其它结构选型：（1）.屋面结构：采用混凝土现浇楼板，不上人屋面；（2）.楼面结构：采用混凝土现浇楼板；（3）.楼梯结构；采用混凝土板式楼梯；（4）.基础梁：采用钢筋混凝土基础梁；（5）.基础：采用钢筋混凝土柱下独立基础。2.2、结构布置：标准层楼面及屋面结构布置见结构施工图。2.3、框架结构荷载计算：选取AB7为框架计算单元。2.3.1 确定框架的计算简图：假定框架柱嵌固于基础顶面，框架梁与柱刚接。由于各层柱的截面尺寸不变，故梁跨等于柱截面行心之间的距离，底层柱高从基础顶面算至二层楼面，其顶柱标高根据地质条件室内外高差（-0.45m）等定为-0.95m，标准层高均为3.3m，底层高为4.25m.由以上条件画出框架结构计算简图如2-1所示。2.3.2 框架梁柱线刚度计算：材料选用：框架梁：C混凝土 E3010kN/m框架柱：C混凝土 E3010kN/m横向框架梁尺寸确定：横向框架梁尺寸确定：h=(1/8l/12)l=8.4/88.4m/12=625mm937mm 取h=700mmb=(1/31/2)h=(1/31/2)700mm=233350mm 取b=300mm纵向框架梁尺寸确定：h=(1/8l/12)l =7.5m/87.5m/12=700mm1050mm 综合各种因素取h=800mmb=(1/31/2)h=(1/31/2)800mm=266400mm,取b=350mm框架柱:b=H/12=(3.3m+0.95m)/12=0.354m, 取bh=600mm600mm梁柱线刚度计算：考虑现浇楼板的作用，中框架梁截面惯性距取2I。横向框架梁：边跨梁：i=EI/l6.8610 kN中跨梁：iEI/l24.510 kN底层柱：iEI/l7.6210 kN其余各层柱：iEI/l9.8210 kN令i=1,则其余各杆的相对线刚度为：i= i= i= 框架梁、柱的相对线刚度如图2-1所示。作为计算各节点杆端弯矩分配系数的依据。图2-12.3.3荷载计算：1 恒载标准值计算（1） 屋面防水层（刚性）30厚C20细石混凝土防水 1.0 kN/m防水层（柔性）三毡四油铺小石子 0.4kN/m找平层：15厚水泥砂浆 0.015200.3 kN/m找坡层：40厚水泥石灰焦渣砂浆2%找平 0.04140.56 kN/m保温层：80厚矿渣水泥 0.0814.51.16 kN/m结构层：120厚钢筋混凝土楼板 0.12253.0 kN/m抹灰层：10厚混合砂浆 0.01170.17 kN/m 合计： 6.39 kN/m （2）标准层楼面 花岗石面层 20厚花岗石板铺实拍平，水泥浆檫缝 30厚1:3干硬性水泥浆，面上撒素混凝土 素水泥浆结合层一遍 自重 1.16 kN/m结构层：120厚钢筋混凝土楼板 0.12253.0 kN/m抹灰层：10厚板底抹灰 0.01170.17 kN/m 合计： 4.33kN/m(3)梁自重： 300700 梁自重： 250.30（0.7-0.10）4.5kN/m抹灰层：10厚混合砂浆 0.01（0.7-0.12）20.717=0.323 kN/m 合计： 4.823 kN/m梁自重： 350800 梁自重： 250.35（0.8-0.12）6.125kN/m抹灰层：10厚混合砂浆 0.01（0.8-0.12）20.817=0.374kN/m 合计： 6.499 kN/m （4）柱自重（600600）柱自重： 250.60.69.0kN/m抹灰层：10厚混合砂浆 0.010.64170.41 kN/m 合计： 9.41 kN/m（5）外纵墙自重（240厚蒸压灰砂砖，重度18.0 kN/m）标准层自重：标准层纵墙： 0.90.24184.10kN/m铝合金窗户： 0.352.40.84 kN/m瓷砖墙面 0.5 kN/m水泥粉刷内墙面 0.90.360.02=0.06 kN/m 合计： 5.5 kN/m标准层外纵墙自重：底层外纵墙： 0.90.2418=3.89kN/m铝合金窗户： 0.352.10.74 kN/m瓷砖贴面 0.50.90.45 kN/m混合砂浆内墙面 1.50.0117=0.26 kN/m 合计： 5.34kN/m（6）内横墙自重：（240厚蒸压灰砂砖，重度19.0 kN/m）标准层：内横墙自重： (4.2-0.9)0.241812.96kN/m混合砂浆墙面： 3.30.1721.02kN/m 合计： 13.98 kN/m底层：内横墙自重： （5.25-0.6-0.4）0.2419.019.38 kN/m水泥粉刷墙面： （4.2-0.6）2.00.360.020.05 kN/m 合计： 19.43 kN/m（10）内纵墙（240厚蒸压灰砂砖，重度18.0 kN/m）标准层：内纵墙自重： （3.90.6）0.2419.015.05 kN/m铝合金窗户： 0.352.40.84 kN/m水泥粉刷内墙面： 3.32.00.360.020.05kN/m 合计： 15.94kN/m底层：内纵墙自重： （5.25-0.6-0.4）0.2419.019.38 kN/m铝合金窗户： 0.352.40.84 kN/m水泥粉刷内墙面： 3.92.00.360.020.05 kN/m 合计： 20.27 kN/m2.活荷载标准值计算：（1）屋面和楼面活荷载标准值： 不上人屋面：0.5 kN/m 楼面：宾馆 2.0 kN/m走廊：2.0kN/m（2）雪荷载：SS=1.00.0.45=0.45 kN/m屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，两者中取较大值。2.3.4竖向荷载作用下框架受荷总图：板传至梁上的三角形荷载或梯形荷载等效为均布荷载，所选一榀框架板传荷载示意图如图1-2所示：图2-21.A-B（C-D）轴间框架梁：屋面板传荷载：恒载：6.393.9/212（1.95/7.5）（1.95/7.5）2=21.93 kN/m活载：2.01.9512（1.95/7.5）（1.95/7.5）26.864 kN/m楼面板传荷载：恒载：3.731.9512（1.95/7.5）（1.95/7.5）212.801 kN/m活载：2.01.9512（1.95/7.5）（1.95/7.5）26.864kN/m 梁自重：3.87 kN/m.A-B（C-D）轴间框架梁均布荷载为：屋面梁：恒载梁自重板传荷载 3.8721.9325.8 kN/m 活载板传荷载6.86kN/m楼面梁：恒载梁自重板传荷载+墙自重 3.8721.93+13.9839.78kN/m 活载板传荷载6.86kN/m2.B-C轴间框架梁：屋面板传荷载：恒载：6.391.25/829.59 kN/m活载：2.01.25/823.00 kN/m楼面板传荷载：恒载：3.731.25/829.59kN/m活载：0.53/25/823.0kN/mB-C轴间框架梁均布荷载为：屋面梁：恒载梁自重板传荷载 3.879.5915.23 kN/m 活载板传荷载3.0 kN/m楼面梁：恒载梁自重板传荷载3.875.610.16 kN/m 活载板传荷载3.0 kN/m3.A轴柱纵向集中荷载计算：顶层柱荷载：女儿墙自重：（做法：240厚高900,100厚高100的混凝土压顶,） 0.240.918250.10.24+（120.24）0.56.67kN/m顶层柱恒载女儿墙自重梁自重板传荷载 6.677.83.87（7.8-0.6）1.956.395/87.8+25.8/426.54225.001 kN顶层柱活载板传活载 1.952.05/87.86.867.51/4244.738 kN标准层柱恒载墙自重梁自重板传荷载 5.643.613.98（7.84.2）1.956.395/87.53.877.239.78/26.54286.986 kN标准层柱活载板传活载 2.01.955/87.5+6.546.86/240.713kN基础顶面恒载底层外纵墙自重基础梁自重1.2180.24（7.8-1.820.6+6.54/2）2.5（7.2+6.54/2）14.993.6228.553 kN 5.B轴柱纵向集中荷载计算：顶层柱恒载梁自重板传荷载 3.87（7.80.6）1.955/86.397.5+25.8/426.54+9.59/421.56+ 12(1.2/7.5)(1.2/7.5)1.26.397.5232.937kN顶层柱活载板传活载=1.952.05/87.8+1.22.00.957.52.163.0/216.62kN标准层柱恒载墙自重梁自重板传荷载 3.87（7.80.6）13.98(1.8-0.6)+39.78/26.545.6/21.56+1.953.735/87.51.23.730.957.5328.955 kN标准层柱活载板传活载1.20.952.07.53.0/422.161.955/827.839.35kN基础顶面恒载基础梁自重墙自重50.241810.47+0.25（7.8+6.54+1.56-0.6）229.977kN6. C轴柱纵向集中荷载计算等同于B轴柱纵向集中荷载计算.7. D轴柱纵向集中荷载计算等同于A轴柱纵向集中荷载计算.则可以画出一榀框架在竖向荷载作用下的受荷总图如图2-3所示：图2-3第三章、内力计算3.1风荷载作用下的内力计算与位移验算根据设计任务书知道有关风荷载的参数，并根据建筑结构荷载规范GB5009-2001知，作用在屋面梁和楼面梁处的集中风荷载标准值：基本风压0.4 kN/m；-风压高度变化系数，地面粗糙为C类；-风荷载体型系数，由建筑物的体型查得1.3；-风振系数取1.0; h-下层柱高；h-上层柱高，对于屋顶女儿墙取2倍高度；B迎风面的宽度，B为8.4m。集中风荷载标准值离地高度Z/mW/( kN/m)h/mh/mW/kN20.520.881.01.30.43.3210.1916.950.7791.01.30.43.33.311.2313.650.741.01.30.43.33.310.6710.350.741.01.30.43.33.310.677.050.741.01.30.43.33.310.673.750.741.01.30.43.33.311.39求横向框架的侧移刚度计算：由前面所求梁柱线刚度求侧移刚度见下表所示：（1）风荷载作用下框架侧移计算：水平荷载作用下框架的层间位移按式中 V-第j层的总剪力;-第j层所有柱的抗侧刚度之和;横向2-6层D值的计算构件名称A轴柱0.216667B轴柱0.541670C轴柱0.541670D轴柱0.216667=14158330373303714158=94390kN/m横向底层D值的计算构件名称A轴柱0.478460B轴柱0.7212960C轴柱0.7212960D轴柱0.4784608460+12960+12960+846042840kN/m-第j层的层间侧移。第一层的层间侧移值求出以后，就可以计算各楼板标高处的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。j层侧移 u顶层侧移 u框架在风荷载作用下侧移的计算表：层次W/kN V/kN /（kN/m） /m /h62300231166760.00021/18000523.1871.431166760.00061/6000420.3394.611166760.00081/4500317.8112.411166760.0011/3600215.92128.331166760.00111/3273118.03146.361166760.00121/3750u=0.0053m 侧移验算：层间侧移最大值 1/32731/550(满足)A轴框架柱反弯点位置层号 h/mYyh/m63.30.50.20000.20.7253.30.50.40000.41.4443.30.50.40000.41.4433.30.50.450000.451.6223.30.50.50000.51.814.250.830.650000.653.9 B轴框架柱反弯点位置 h/m Yyh/m63.320.40000.41.4453.320.50000.51.843.320.50000.51.833.320.50000.51.823.320.50000.51.714.253.330.550000.553.32.风荷载作用下的内力计算A轴柱同于D轴柱，B轴柱同于C轴柱，3,用D值法进行计算，且修正高度y0，y与y为0，则由混凝土结构设计规范查出的y为反弯点高度y。梁端剪力、弯矩、柱轴力计算公式：M柱剪力h（1- y） M=柱剪力hy 表3-1 左风荷载作用下A轴所对应的横向中框架各柱剪力及弯矩计算柱楼层楼层剪力/kN柱剪力/kNyh/mMkN/mMkN/mMkN/mA轴柱同于D610.5870726152700.2162.291.305.282.975.28525.5270726152700.2165.511.4811.708.1314.67438.5870726152700.2168.331.6216.4913.4924.62350.0870726152700.21610.821.6221.4217.5334.91264.4570726152700.21613.921.6627.0623.1144.59174.512340054600.23317.363.346.8757.2969.98表3-1左风荷载作用下B轴所对应的横向中框架各柱剪力及弯矩计算柱楼层楼层剪力/kN柱剪力/kNyh/mMkN/mMkN/mMkN/mMkN/mB轴柱同于C610.5870726200930.2843.001.448.214.325.023.19525.5270726200930.2847.251.6216.0111.7512.447.89438.5870726200930.28410.971.6222.9117.7721.2113.45350.0870726200930.28414.221.8028.6225.6028.3918.00264.4570726200930.28418.301.8036.2732.9437.8624.01174.512340062400.26719.893.345.2465.6447.8530.33表3-2 风荷载作用下横向中框架梁端剪力及柱轴力计算层次654321AB跨同CD跨L/m6.06.06.06.06.06.0V1.724.527.6410.5513.7419.64BC跨L/m2.42.42.42.42.42.4V2.666.5811.211520.0125.28柱轴力N-1.72-6.24-13.88-24.43-38.17-57.81N-2.66-9.24-20.45-35.45-55.46-80.74做出风荷载作用下框架的内力图： 弯矩图如图3-1所示，剪力图如图3-2所示，轴力图如图3-3所示。框架在右风的作用下，其弯矩、剪力、轴力的方向与左风相反图3-1 框架风荷载作用下的（从左向右）M图（单位:KN.m） 图3-2 框架风荷载作用下的（从左向右）V图（单位:KN）图3-3 框架风荷载作用下的（从左向右）N图（单位:KN）3.2 横向水平地震作用下的位移验算与内力计算设计的建筑物的计算高度为20.75m，且质量和刚度沿高度均匀分布，本设计仅考虑水平地震作用即可，并可采用基底剪力法计算水平地震作用力。由于该结构的刚度比较均匀，可取一个计算单元进行计算。3.2.1 重力荷载代表值计算对于相关荷载在前面已经求出：作用于屋面梁及各层楼面梁处的重力荷载代表值为：屋面梁处：G结构和构件自重+50%雪荷载楼面梁处：G结构和构件自重+50活荷载其中结构和构件自重取楼面上下1/2层高范围内（屋面梁处取顶层一半）的结构及构件自重（包括纵、横梁自重、楼板结构层及构造层、纵横墙及柱的等的自重）顶层:女儿墙:4.777.22=68.69kN板:4.687.2(622.4)=485.22kN梁:4.09(6-0.5)22.08(2.4-0.5)+4.09(7.2-0.5)42.776.02=191.79kN柱:24.344=97.36kN墙:5.92(7.2-0.5)28.64(7.2-0.5)2(6-0.5)2=290.15kN顶层处重力荷载代表值：G=68.69485.22191.7924.34/2290.15/20.57.214.450%965.38 kN标准层: 板:3.547.214.4=367.03 kN 墙:290.15kN柱:97.38kN 梁: 191.79kN 合计:946.35 kN标准层处重力荷载代表值：GG= G946.35(27.2622.57.22.4)50%1054.35 KNG=1054.35/2+1054.35-8.64(7.2-0.5)2(6-0.5)2 /2=948.94KN底层: 板: 482.70 kN 墙:15.37.22=220.32 kN柱:40.564=162.24 kN 梁: 191.79kN G1054.35-8.64(7.2-0.5)2(6-0.5)2/2 +482.70+220.32+162.24+191.97+(27.2622.57.22.450%)/2=950.38 KN3.2.2 横向地震作用力计算由设计任务书资料，建筑所在地区地震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.15g，设计时考虑近震影响，场地土类型为密实中砂层地土，类建筑场地，设计地震分组为第一组，建筑结构阻尼比为，则结构的特征周期值T=0.35s,水平地震影响系数最大值0.12求基本自振周期值T由于H30m，建筑结构是填充墙体较多的框架结构按公式T=1.70.6 H=20.75m, B=17.1m(横向宽度)表3-3 横向地震作用下框架侧移计算层次层间相对位移6965.38965.38707260.01360.488451054.352019.73707260.02860.474841054.353074.08707260.04350.446231054.354128.43707260.05840.38782948.945077.37707260.07180.32941950.386027.75234000.25760.2576因为 所以=()1.00.12=0.042s，由抗震规范表4.2.1可知对于多质点体系，结构底部总横向水平地震作用标准值。kN顶点附加地震作用:根据下表-各层横向地震剪力计算可得 侧移验算:首层:0.00827/4.25=1/7251/550(满足)二层:0.00403/3.3=1/8931/550(满足)顶点位移:0.02449/20.75=1/9801/550(满足)表3-4 各层横向地震剪力计算层或m6965.3820.752316991341129.45156.78707260.0022251054.3517.452150944.24201.02707260.0028441054.3514.151771336.43237.45707260.0033631054.3510.851391728.62266.07707260.003762948.947.55911018.74284.81707260.004031950.384.25570211.73308.27234000.00827 表3-5左侧地震荷载作用框架各柱剪力及弯矩计算柱号层次层高h/m层间剪力层间刚度层间刚度ykN/mkN/mA和D63.3156.7870726152700.21633.861.240.3644.0278.0153.3201.0270726152700.21643.421.240.4164.2692.2243.3237.4570726152700.21651.291.240.4583.09101.5533.3266.0770726152700.21657.471.240.4593.10113.7923.3284.8170726152700.21661.511.240.46102.11119.5814.25308.272340054600.23371.832.080.55237.04193.94B和C63.3156.7870726200930.28444.531.980.4064.1296.1853.3201.0270726200930.28457.091.980.4592.49113.0443.3237.4570726200930.28467.441.980.45109.25133.5333.3266.0770726200930.28475.561.980.50136.37136.3723.3284.8170726200930.28480.891.980.50145.60145.6014.25308.272340062400.26782.313.370.55271.62222.24表3-6 左侧地震荷载作用下框架梁端弯矩、剪力及柱轴力计算层次654321AB跨同CD跨左右相反l/m6.06.06.06.06.06.078.01136.24164.01196.88212.68296.05V13.0022.7127.3432.8135.4549.34BC 跨l/m2.42.42.42.42.42.459.44109.48139.68151.79174.26227.3336.7467.6886.3493.83107.7140.51V40.0873.8294.18102.34117.49153.27柱轴力N-13.00-35.71-63.05-95.86-131.31-180.65N40.08113.9208.08310.42427.91581.18 V则可以求出横向框架在左侧地震作用下的弯矩图、剪力图、轴力图横向框架在左侧地震作用下的弯矩图如图3-4所示：横向框架在左侧地震作用下的剪力图如图3-5所示：横向框架在左侧地震作用下的轴力图如图3-6所示：在右震作用下的内力与在左震作用下的内力相反,只求左震作用即可. 图3-4 框架横向水平地震荷载作用下的（从左向右）M图（单位:KN.m）图3-5 框架横向水平地震荷载作用下的（从左向右）V图（单位:KN）图3-6 框架横向水平地震荷载作用下的（从左向右）N图（单位:KN）3.3 恒载作用下的框架内力计算梁端、柱端弯矩采用弯矩二次分配法进行计算，由于该榀框架结构和荷载均匀对称，故计算的时候采用半框架，梁端剪力可根据梁端竖向荷载引起的剪力和梁端弯矩引起的剪力相叠加而得。柱轴力可根据梁端剪力和节点集中力相叠加而得到，计算过程中还应考虑柱自重。求得杆端内力后，通过静力平衡条件，可求得相应的剪力和轴力，梁端剪力 V=VqVm式中：Vq梁上均布荷载引起的剪力，Vq1/2ql；Vm梁端弯矩引起的剪力，Vm 柱轴力 N=V+P式中： V梁端剪力； P节点集中力及柱自重3-7 各节点杆件分配系数节点节点总相对刚度左梁右梁上柱下柱顶层边柱5.4+4.34=9.740.5540.446中层边柱5.4+4.34+4.34=14.080.3840.3080.308底层边柱5.4+4.34+2.6=12.340.4370.3520.211顶层中柱5.4+3.33+4.34=13.070.4130.2550.332中层中柱5.4+3.33+4.34+4.34=17.410.3110.1910.2490.249底层中柱5.4+3.33+4.34+2.6=15.670.3440.2120.2780.1663.3.1恒载标准值作用下框架的杆端弯矩对于无荷载直接作用的杆件（如柱），将其柱端的弯矩连以直线，即为该杆件的