济南怡和花苑3住宅楼设计毕业设计.doc

济南怡和花苑3#住宅楼设计毕业设计目 录中文摘要.IAbstract.第一章 建筑设计1.1 工程设计概况.11.2 设计资料.11.3 设计思想.11.4 建筑设计说明.11.5 构造做法.3第二章 结构设计2.1 结构选型及计算简图.42.2 荷载统计.72.3 风荷载及地震荷载计算.142.4 竖向荷载下内力计算.182.5 风荷载下内力计算. 412.6 内力组合.472.7 框架梁柱设计.572.8楼板设计. . 642.9 楼梯设计.682.10 基础设计. 72总结.77参考文献.78毕业设计图纸目录.79济南怡和花苑3#住宅楼设计土木工程专业 刘国庆 指导教师 李刚 摘要：本次毕业设计为济南怡和花苑3#住宅楼设计。设计内容包括建筑设计和结构设计两部分。该住宅楼为五层现浇混凝土框架结构，位于济南章丘，抗震设防烈度为6度，总建筑面积约4200 平方米。建筑设计部分：主要包括建筑平面设计、建筑立面设计以及建筑剖面设计等。在结构设计中，采用D值法进行风荷载作用下的结构内力计算，分层法进行竖向荷载作用下的结构内力计算；根据规范进行内力组合，找出最不利的内力组合，进行构件计算；然后进行梁柱等的截面校核及配筋计算，楼板按弹性计算双向板配筋。整个设计遵循钢筋混凝土框架设计的基本设计原则，保证了工程的安全可靠。 关键词 ： 住宅楼；框架结构；结构设计；内力计算；内力组合 The Design of Jinan Yihe City Garden Residential Building 3#Student majoring in Civil Engineering Liu Guoqing Tutor Name Li Gang Abstract: the graduation design is the design of Jinan Yihe City Garden residential building. The design includes architectural design and structural design of two parts. For the five - storey residential building cast-in-situ concrete frame structure, located in Jinan Yihe Zhangqiu City, seismic fortification intensity is 6 degrees, the total construction area of about 4200 square meters. Architectural design: including architectural graphic design, facade design and building profile design. In structure design, with the D value method to calculate the internal force of the structure under wind load, internal force calculation of the structure under vertical loads were stratified method; the combination of internal force according to the norms, find out the most unfavorable combination of internal forces the component, calculation; and then checking cross-section and reinforcement beam column calculation according to the elastic calculation of two-way slab, slab reinforcement. The basic design principles of reinforced concrete frame design, guarantee the safety of project.Keywords: residential building; frame structure; structural design; calculation; the combination of internal forcesI第一章 建筑设计1.1 工程概况 本工程为济南市怡和花苑3#住宅楼设计，工程位于山东省章丘市，建筑面积约4200平方米。采用现浇混凝土框架结构，室内设计标高0.000，室内外高差为0.45米。1.2 设计资料1、工程地质条件： 承载力特征值280kpa;属于I 类场地，设计地震分组为第二组。地震烈度为6度。 2、自然气候条件： （1）：基本风压为0.3KN/ （2）：基本雪压为0.3KN/1.3 设计思想住宅楼是我们长期居住生活的地方，各个房间的功能明确，而且，能满足我们日常生活的需要，卧室、客厅、厨房、卫生间、书房。客厅宽大明亮，采光好的位置，卧室阳光充足。框架结构能满足住宅楼的交错纵横的墙体，能灵活的区分各个房间，所以，该设计采用现浇框架体系。1.4 建筑设计说明1.4.1 平面设计本设计一共四个单元，两种户型，每户型约100m，每户设有卫生间、客1厅、书房厨房、卧室、阳台、餐厅，满足住户的日常生活。图1-1底层平面图考虑到主体建筑的平面布置和结构形式，应为今后发展、改造和灵活分隔创造条件。本工程设计为长方形，长约70米，宽15米。1.4.2 立面设计图1-2 济南怡和花园正立面图 建筑物在满足使用要求的同时，它的体型、立面以及内外空间的组合，还会给人们在视觉和精神上的某种感受。因此，我们在进行建筑设计时，尤其是在进行建筑物各部分的组合时，还必须注重其体型和立面的美观。【1】1.4.3 剖面设计确定房间的剖面形状和比例关系，确定房屋的层数和各部分的标高，研究竖向空间的处理，将平面、立面和剖面密切结合。为了防止室外雨水流入室内，防止建筑因为不均匀沉降使地面降低，为了满足建筑使用的要求，取室内外高差为450mm。图1-3 剖面图1.5 构造做法1.5.1 楼面做法 30mm厚水泥砂浆面层，10mm厚石灰抹灰，120mm厚钢筋混凝土板。1.5.2 屋面做法40mm厚C20细石混凝土，SBS改性沥青，20mm厚1：2水泥砂浆找平层，40mm厚水泥石灰焦渣砂浆2%找平，80mm厚矿渣水泥，120mm厚现浇钢筋混凝土板，10mm厚混合砂浆抹灰。1.5.3 卫生间做法 120mm厚现浇混凝土板，20mm厚1：3水泥砂浆打底，专用聚合物面砖胶凝剂，10mm防滑地砖。1.5.4 基础在建筑工程上，把建筑物与土壤直接接触的部分称为基础。它承受着建筑物的上部荷载，并将这些荷载传给地基。根据本设计的地质情况和设计的等级要求，该工程采用钢筋混凝土柱下独立浅基础。【2】第二章 结构设计2.1 结构选型及计算简图该结构选取8轴线作为内力计算的一榀框架如图2-1所示图2-1一榀框架图2.1.1截面的初步估算1. 框架梁截面的初步估计 框架梁截面高度（其中L=3900），截面宽度 故框架梁的，取框架梁的高度为，则梁的截面宽度，取框架梁的宽度为。 框架梁的截面2. 框架柱截面的初步估算 边柱的负载面积小于中柱的负载面积，故使中柱的截面尺寸符合设计要求，那么，边柱的截面尺寸也符合要求。 结构的荷载设计值为，底层中柱的轴力设计值为 公式（2-1）故取框架柱的截面尺寸为3. 板的截面的初步估算取板的厚度为2.1.2计算简图1、框架柱的线刚度计算 该工程采用现浇钢筋混凝土结构，对于中框架梁，使用，。 室内为高差-0.45m，基础顶面至室外地坪为-0.55，底层柱的计算高度 线刚度的计算公式 公式（2-2）HF跨梁FC跨梁CB跨梁上部各层住底层柱图2-2 一榀框架的相对线刚度令上部各层柱，则其余梁底层柱的相对线刚度为则HF跨梁的相对线刚度则FC跨梁的相对线刚度则FC跨梁的相对线刚度则底层柱的相对线刚度2.2荷载统计2.2.1荷载标准值计算1. 恒荷载标准值计算（1） 女儿墙200厚水泥蒸汽砖 200厚混凝土压顶 10厚水泥砂浆（双面） 合计 （2） 屋面40厚细石混凝土 SBS改性沥青防水层 20厚1：2水泥砂浆找平层 40厚水泥石灰焦渣砂浆2%找平 80厚矿渣水泥保温层 120厚现浇楼板结构层 10厚石灰抹灰 合计 （3） 标准层楼面30厚水泥砂浆 120厚现浇钢筋混凝土板 10厚石灰抹灰 合计 （4） 梁梁自重 三侧抹灰 合计 （5） 柱柱自重 10厚四面抹灰 合计 （6） 墙体 2.2.2风载、雪载标准值 根据工程所在地，采用山东省济南市地址气象资料，济南怡和花园的风荷载、雪荷载的设计值，。 屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，取最大值 由荷载规范查得： 活荷载：住宅楼楼面，不上人屋面。2.2.3竖向荷载计算三角形 （公式2-3） 矩形 （公式2-4）图2-3一榀框架板传荷载分布图1. HF框架梁（1）、屋面梁屋面板传荷载 梁自重 （2）、楼面梁2. FC框架梁（1）屋面梁板传荷载 （2）楼面梁4. .CB框架梁（1）屋面梁板传荷载 （2）楼面梁板传荷载 柱纵向集中荷载计算（1） H轴柱纵向集中荷载计算a顶层梁自重 板传荷载 女儿墙自重 b标准层梁自重 板传荷载 墙自重 （2） F轴柱纵向集中荷载a顶层梁自重 板传荷载 b标准层梁自重 板传荷载 墙自重 （3） C轴柱纵向集中荷载a顶层梁自重 板传荷载 b标准层梁自重 板传荷载 墙自重 （4） B轴柱纵向集中荷载a顶层梁自重 板传荷载 女儿墙自重 b标准层梁自重 板传荷载 墙自重 荷载统计如图2-4所示图2-4 荷载统计图2.3 风荷载与地震荷载计算2.3.1 风荷载标准值计算 为简化计算，将计算单元内外墙面的分布风荷载化为等量作用于屋面梁和楼面梁处的集中风荷载标准值，计算公式如下4： 公式(2-5) 式中：基本风压0.3kN/m 风荷载体型系数，本工程H/B=0.424,取=1.3 风压高度变化系数 风振系数，当房屋高度小于30米时取1.0 集中风荷载 公式(2-6) 一榀框架各层节点的受风面积， 下层柱高 上层柱高，对于顶层为女儿墙高度的2倍层次(m)(kN)51.31.01.1314.452.81.80.30.437(2.8+1.8)/26.6=15.186.69 41.31.01.0511.652.82.80.30.4372.82/26.6=18.48 7.5731.31.01.08.852.82.80.30.4372.82/26.6=18.487.2121.31.01.06.052.82.80.30.4372.82/26.6=18.487.2111.31.01.02.83.252.80.30.437(2.8+3.25)/26.6=19.968.56表2-1 风荷载标准值计算表2-2横向HB轴25层D值计算构件名称H轴柱0.380.165608F轴柱0.650.258763C轴柱0.630.248412B轴柱0.360.155758表2-3底层HB轴D值计算构件名称H轴柱0.520.4010286F轴柱0.890.4812343C轴柱0.860.4812343B轴柱0.490.4010286风荷载作用下框架楼层层间位移与层高之比的计算，计算如表2-4 表2-4 风荷载作用下框架楼层层间位移与层高之比的计算 层数F(KN)/h56.676.67285410.841047.5714.24285411.781037.2121.45285412.691027.2128.66285413.591018.5637.22452582.9410=0.0052 侧移验算：对于框架结构，楼层间最大位移与层高之比的限值为6，本框架结构的层间侧移与层高之比的最大值满足3.5910=18.110的要求，则框架抗侧移刚度满足要求。2.3.2地震作用计算 本工程济南民用住宅，设计采用济南市抗震设防标准、设防烈度为6度，可不进行地震作用计算。2.4 竖向荷载下内力计算2.4.1恒载作用下框内力计算1、 横梁固端弯矩的计算：受力简图如图2-8所示： 公式（2-7） 公式（2-8）HF跨固端弯矩顶层 标准层 FC跨固端弯矩顶层标准层CB跨固端弯矩顶层顶层2. 各节点杆端分配系数的确定（公式2-9）表2-5 各节点杆端分配系数表节点左梁（）右梁（）上柱（）下柱（）H50.4610.539F50.3780.2820.331C50.3310.2800.389B50.4190.581H40.3690.3150.315F40.2970.2110.2480.248C40.2380.2020.2800.280B40.2650.3680.368H30.3690.3150.315F30.2970.2110.2480.248C30.2380.2020.2800.280B30.2650.3680.368H20.3690.3150.315F20.2970.2110.2480.248C20.2380.2020.2800.280B20.2650.3680.368H10.4030.3450.252F10.3120.2270.2670.195C10.2580.2180.3030.221B10.2940.4080.2983.力矩分配计算如下所示：图2-5恒载作用下顶层弯矩分配图图2-6恒载作用下标准层弯矩分配图图2-7恒载作用下底层弯矩分配图4. 对节点不平衡弯矩进行再次分配： ：跨中弯矩 公式（2-10）表2-恒载作用下的跨中弯矩层号HFFCCB55.7012.8541.6244.3310.9324.2034.0910.8824.6424.0710.8924.7312.1210.5430.08梁剪力的计算梁端剪力: =+ (2-11）柱轴力： =+ （2-12）表2-6 恒载作用下HF梁端剪力计算层号（kN/m）（m）（kN）511.282.413.54-4.359.19-17.8947.212.48.64-3.175.48-11.7337.212.4 8.64-3.245.32-11.8027.212.48.64-3.205.36-11.7617.212.48.64-2.905.66-11.46表2-7 恒载作用下FC梁端剪力计算 层号（kN/m）（m）（kN）514.933.324.63-9.7814.85-34.4149.343.315.41-5.429.99-20.8339.343.315.41-5.3110.10-20.7229.343.315.41-5.3110.11-20.7119.343.315.41-5.3610.05-20.77表2-8 恒载作用下CB梁端剪力计算 层号（kN/m）（m）（kN）519.713.938.43-9.5428.89-47.97412.123.923.63-7.5916.04-31.22312.123.923.63-7.4116.22-31.04212.123.923.63-7.3816.25-31.01112.123.923.63-7.1616.47-30.79 表2-9 恒载作用下柱的剪力层号LH柱F柱上下上下52.82.801.171.424.301.782.1742.81.181.781.060.680.960.5932.81.181.781.060.680.960.7422.81.781.060.680.960.590.5913.81.270.790.540.950.450.37层号LC柱B柱上下上下52.81.252.351.2916.528.418.9042.82.892.742.015.246.424.1632.82.742.721.956.426.544.6322.84.583.222.796.187.714.9613.81.750.820.924.22.11.66 表2-10 恒载作用下柱的剪力45层号总剪力柱轴力FH跨HC跨CB跨H柱F轴C柱B柱59.1917.8914.8534.4128.8947.979.199.19+12.0=21.217.89+14.85=32.7432.74+12.01=44.7534.41+28.89=63.363.3+12.01=75.3147.9747.97+12.01+5945.4811.739.9920.8316.0431.2221.2+5.48=26.6836.68+12.01=38.6944.75+22.73+9.29=66.4766.47+12.0175.31+20.83+16.04=112.18112.18+12.01=124.1959.98+31.22=91.291.2+12.01=103.2135.3211.8010.1020.7216.2231.0438.69+5.32=44.0144.01+12.01=56.0278.48+11.8+10.1=100.38100.38+12.01=112.39124.19+20.72+16.22=161.13161.13+12.01=173.14103.21+31.04134.25+12.0125.3611.7610.1120.7116.2531.0156.02+5.36=61.3861.38+12.01=73.39112.39+11.76+10.05=134.26134.26+12.01=146.27173.14+20.71+16.25=210.1210.1+12.01=222.11146.22+31.01=177.23177.23+12.01=189.2415.6611.4610.0520.7716.4730.7973.39+5.66=79.0579.05+4.29*3.8=95.35146.27+11.46+10.05=167.78167.78+4.29*3.8=184.08222.11+20.77+16.47=259.35259.35+4.29*3.8=275.65189.24+30.79=220.03220.03+4.29*3.8=236.33图2-8恒载作用下的梁柱的弯矩图图2-9恒载作用下的梁柱的剪力图图2-10恒载作用下的梁柱的轴力图2.4.2活载恒载作用下的内力计算1、 横梁固端弯矩的计算：受力简图如图2-8所示：HF跨固端弯矩顶层 标准层 FC跨固端弯矩顶层标准层CB跨固端弯矩顶层顶层2、力矩分配计算如下图所示：图2-8活载作用下的顶层弯矩分配图2-9活载作用下的标准层弯矩分配图2-10活载作用下的标准层弯矩分配3.对节点不平衡弯矩进行再次分配。因为弯矩太小，不再进行二次分配4.跨中弯矩 层号HF梁FC梁CB梁50.2951.302.6041.466.7711.5531.466.7711.5521.466.7711.5511.45.2311.90表2-11梁弯矩的计算梁端剪力: =+ 柱轴力： = 表2-12活载作用下HF梁端剪力计算层号（kN/m）（m）（kN）50.752.40.9-0.320.58-1.2243.02.43.6-1.222.38-4.8233.02.4 3.6-1.222.38-4.8223.02.43.6-1.222.38-4.8213.02.43.6-1.192.41-4.79表2-13 活载作用下FC梁端剪力计算 层号（kN/m）（m）（kN）51.033.31.7-0.950.75-2.6544.133.36.81-6.100.71-12.9134.133.36.81-6.100.71-12.9124.133.36.81-6.100.71-12.9114.133.36.81-3.763.05-10.572-14 活载作用下CB梁端剪力计算 层号（kN/m）（m）（kN）51.093.92.32-1.261.06-3.5845.63.910.92-6.114.81-17.0335.63.910.92-6.114.84-17.0325.63.910.92-6.114.84-17.0315.63.910.92-6.54.42-17.42 表2-15 活载作用下柱的剪力层号LH柱F柱上下上下52.80.140.380.190.150.620.2842.80.380.380.270.620.620.4432.80.380.380.270.620.620.4422.80.380.380.270.620.620.4413.80.490.250.190.460.230.18 表2-16 活载作用下柱的剪力层号LC柱B柱上下上下52.80.051.160.43-0.92-2.57-1.2542.81.161.160.83-2.57-2.57-1.8432.81.161.160.83-2.57-2.57-1.8422.81.161.160.83-2.57-2.57-1.8413.80.410.20.16-3.04-1.52-1.2层号总剪力柱轴力FH跨HC跨CB跨H柱F轴C柱B柱50.581.220.752.651.063.580.580.581.971.973.713.713.583.5842.384.820.7112.914.8117.0314.7614.7619.519.533.4333.4332.6132.6132.384.820.7112.914.8117.0329.1429.1437.0337.0363.1563.1561.6461.4622.384.820.7112.914.8117.0343.5243.5254.5654.5680.8780.8790.6790.6712.414.793.0510.574.4217.4257.9357.9374.474.4107.86107.86120.09120.092-11活载作用下的梁柱的弯矩图2-12活载作用下的梁柱的剪力图2-13活载作用下的梁柱的轴力图2.5风荷载作用下的内力计算表2-17H轴各层反弯点高度层号52.80.380.190000.190.5342.80.380.280000.280.8132.80.380.490000.401.1222.80.380.500000.501.4013.80.520.750000.752.85表2-19F轴各层反弯点高度层号52.80.650.300000.300.8442.80.650.370000.371.0432.80.650.450000.451.2622.80.650.500000.501.4013.80.890.650000.652.47表2-20C轴各层反弯点高度层号52.80.630.30000.300.8442.80.630.370000.371.0432.80.630.450000.451.2622.80.630.500000.501.4013.80.860.650000.652.47表2-21B轴各层反弯点高度层号52.80.360.190000.190.5342.80.380.280000.280.8132.80.380.490000.401.1222.80.380.500000.501.4013.80.520.750000.752.85框架柱杆端弯矩、梁端弯矩的计算表2-22H轴端弯矩、梁端弯矩层数56.692854156080.1961.310.532.970.702.97414.262854156080.1962.790.815.552.676.25321.472854156080.1964.211.127.074.729.74228.682854156080.1965.621.407.877.8712.59137.2445258102860.2278.532.858.1024.3115.97表2-23F轴端弯矩、梁端弯矩层数56.692854187630.3072.050.844.021.722.383.36414.262854187630.3074.381.047.734.565.167.13321.472854187630.3076.591.2610.158.307.74910.7228.682854187630.3078.801.4012.3212.3210.3514.29137.2445258123430.27310.172.4713.5325.1216.2322.42表2-24C轴端弯矩、梁端弯矩层数56.692854184120.2951.970.843.861.652.373.14414.262854184120.2954.211.047.434.3