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住宅楼结构设计及节材分析毕业论文目录第一部分31.框架结构设计41.1工程概况41.1.1屋面做法:41.1.2楼面做法:41.1.3可变荷载标准值：41.2构件尺寸确定51.3结构计算简图51.4恒荷载计算61.4.1屋面框架梁线荷载的标准值:61.4.2楼面框架梁线荷载标准值71.4.3屋面框架节点集中荷载标准值71.4.4楼面框架节点集中荷载标准值81.5活荷载计算101.6荷载转化111.6.1活载作用下141.7水平荷载计算151.7.1风荷载标准值计算：161.7.2求柱的侧向刚度161.7.3确定反弯点高度171.7.4确定柱端弯矩191.7.5求梁端弯矩201.7.6楼层侧向位移211.8弯矩调幅221.9内力组合251.10构件配筋计算431.10.1梁的设计431.10.2柱的设计452.双向板设计502.1板的计算简图502.2荷载计算502.2.1按弹性理论计算512.2.2按塑性理论计算523.楼梯设计553.1楼梯的资料553.2梯段板的计算563.3平台板的计算573.4平台梁的计算584.桩基础设计614.1工程概况614.2勘察目的与任务614.3场址工程地质条件624.4岩土工程分析与评价654.5桩基础验算684.5.1地质质料684.5.2选择桩型和桩长694.5.3单桩承载力设计值的确定694.5.4桩基承载力验算704.5.5桩身结构计算704.5.6承台计算71第二部分735.建筑结构总信息：746.周期、地震力与振型输出文件867.SATWE位移文件108第三部分1258.节材分析1268.1项目基本信息概况1268.2项目节材评估依据及标准1268.3项目所在地材料供应情况1278.4项目建筑结构方案分析1288.5项目节材评估1288.6评估结论129参考文献137致谢138电算简图1391. 框架结构设计1.1 工程概况工程名称：高教博园1号住宅楼建筑面积：6008m，结构选型形式：框架结构建筑层数、层高：总层数为九层，底层层高2.80（结构高度4.00，为架空层）m，二层九层层高2.80m建设地点及环境：该建筑位于大学城，南临黄山东路，道路红线宽42米，东面是规划道路，道路红线宽24米，北、西两侧是其他办公用地，建筑控制线南面退道路红线38米，形成绿化广场，东面退道路红线6米，西、北退用地红线3米。设计使用年限：50年抗震及设防烈度：6度，结构按3级抗震设计。1.1.1 屋面做法:采用50mm厚C20细石混凝土，20mm厚1:3水泥砂浆找平，60mm厚挤塑聚苯板保温层，20mm厚1:3水泥砂浆找平层，合成高分子防水卷材一层，20-150mm厚轻质混凝土找坡（坡度2%）现浇钢筋混凝土屋面板。1.1.2 楼面做法:15mm厚1:2白水泥彩色石子磨光打蜡，刷素水泥结合层一道，20mm厚水泥砂浆找平层，现浇钢筋混凝土楼面1.1.3 可变荷载标准值：建设地点基本（重现期50年），场地粗糙程度属B类，组合值系数=0.6。建设地点基本雪压（重现期50年），组合值系数=0.7。不上人屋面可变荷载标准值，组合值系数=0.7。办公室楼面可变荷载标准值，组合值系数=0.7。走廊、楼梯可变荷载标准值，组合值系数=0.7。1.2 构件尺寸确定中跨（BC）梁：边梁（AB）(CE): 边柱（A轴、D轴）连系梁：中柱（B轴、C轴）连系梁：A柱B柱E柱截面为： C柱截面为：现浇楼板厚100mm。1.3 结构计算简图（1）计算梁、柱线刚度（同时由资料可知底层层高为4.0m，其他各层为2.8m）依据 1）梁： 2）柱：可知：AB,CE跨梁：BC跨梁：上部柱:底层柱：1.4 恒荷载计算1.4.1 屋面框架梁线荷载的标准值:50mm厚C30细石混凝土：0.0525=1.2520mm厚1:3水泥砂浆找平：60mm厚挤塑聚苯板保温层：0.060.5=0.0320mm厚1:3水泥砂浆找平层：20-150mm厚轻质混凝土找坡：120mm厚现浇钢筋混凝土屋面板：0.1225=3.0屋面恒荷载： 7.035边跨（AB，CD跨）框架梁自重：0.20.525=2.5梁侧粉刷： 2.7722（0.5-0.1）0.0217=0.272中跨BC跨框架梁自重：0.20.425=2.0侧梁粉刷： 2.2042（0.4-0.1）0.0217=0.204因此，作用在顶屋框架梁上的线荷载为：1.4.2 楼面框架梁线荷载标准值15mm厚1:2白水泥彩色石子磨光打蜡：0.0150.65=0.009820mm厚1:3水泥砂浆找平层：0.0220=0.4100mm厚现浇钢筋混凝楼板：0.1025=2.5楼面恒荷载： 2.91边跨框架梁及侧梁粉刷 2.77边跨填充墙自重 0.20（2.8-0.45）12=5.64kN/m(采用混凝土空心砌块) 10.01kN/m墙面粉刷（2.8-0.45）0.02217=1.6kN/m 中跨框架梁及侧梁粉刷 2.2kN/m填充墙自重 0.20（2.8-0.5）12=5.52kN/m 9.28kN/m墙面粉刷（2.8-0.5）0.02217=1.56kN/m因此，作用在中间层框架梁上的线荷载为：1.4.3 屋面框架节点集中荷载标准值边柱连系梁梁自重0.20.453.725=8.325kN粉刷0.02（0.450.1）23.717=0.88kN1m高女儿墙自重：13.70.2012=8.88kN连系梁传来的屋面自重顶层边节点集中荷载中柱连系梁自重0.20.53.725=9.25kN粉刷0.02（0.5-0.1）23.717=1.0kN连系梁传来的屋面荷载顶层中节点集中荷载顶层中节点集中荷载1.4.4 楼面框架节点集中荷载标准值边柱连系梁自重：粉刷：墙体自重：3.70.2(2.8-0.45)12=20.87kN墙体粉刷：3.70.0222.817=7.04kN框架柱自重：0.40.52.825=14kN（柱子粉刷算在墙体之中）连系梁传来的楼面自重：中间层边节点集中荷载中柱连系梁自重：9.25kN粉刷：1.0kN墙自重：3.7(2.8-0.5)0.212=20.42kN墙粉刷：3.7(2.8-0.5)20.0217=5.79kN框架柱自重：柱B=14kN（柱子粉刷算在墙体之中）柱C=28kN（柱子粉刷算在墙体之中）连系梁传来的楼面荷载：中间层终结点集中荷载：e）恒荷载作用下的结构简图如图：1.5 活荷载计算不上人屋面活荷载0.5KN/m2，住宅楼面活荷载2.0KN/m2，走廊楼面活荷载2.5KN/m2。活荷载计算值如下：/m楼面活荷载作用下的计算简图如恒载计算简图1.6 荷载转化（同时列出弯矩分配系数如下）梯形转化为均布荷载的公式为：三角形转化为均布荷载的公式为：恒载作用下（）屋面恒荷载内力利用弯矩分配,各杆固端弯矩为:顶层：b)标准层：（根据弯矩二次分配法计算结果，得整个结构弯矩图见附图一，二）计算梁端剪力梁平衡受力及柱轴力如下：顶层集中力：标准层集中力：梁平衡受力图由梁的平衡条件可得：和可知恒荷载标准值作用下梁剪力、柱轴力表如下：（单位：KN）恒载下梁端剪力(剪力方向向上为正)编号63.51 58.03 9.41 16.72 67.73 79.77 948.63 47.21 11.22 18.00 55.37 60.94 848.91 46.93 11.49 17.73 55.09 61.22 748.91 46.93 11.49 17.73 55.09 61.22 648.91 46.93 11.49 17.73 55.09 61.22 548.91 46.93 11.49 17.73 55.09 61.22 448.91 46.93 11.49 17.73 55.09 61.22 348.91 46.93 11.49 17.73 55.09 61.22 249.29 46.55 11.33 17.89 54.32 61.99 1恒载下柱轴力（轴力方向向下为正）编号柱A柱B柱C柱E9106.79 123.01 140.01 123.05 8216.97 250.64 296.59 245.54 7327.43 378.27 452.62 368.31 6437.90 505.89 608.65 491.09 5548.36 633.51 764.69 613.86 4658.82 761.14 920.72 736.63 3769.28 888.76 1076.75 859.40 2879.75 1016.39 1232.78 982.17 1990.59 1143.48 1388.20 1105.71 1.6.1 活载作用下顶层：b)标准层：（根据弯矩二次分配法计算结果，得整个活载下结构弯矩图见附图三，四）计算梁端剪力梁平衡受力及柱轴力如下：顶层集中力：标准层集中力：梁平衡受力图由梁的平衡条件可得：可知活荷载标准值作用下梁剪力、柱轴力表如下：（单位：KN）活载下梁端剪力(剪力方向向上为正)编号93.78 3.85 2.71 -1.20 3.13 6.12 815.51 14.87 2.38 5.10 1.90 19.35 715.46 14.92 2.65 4.83 1.86 19.39 615.46 14.92 2.65 4.83 1.86 19.39 515.46 14.92 2.65 4.83 1.86 19.39 415.46 14.92 2.65 4.83 1.86 19.39 315.46 14.92 2.65 4.83 1.86 19.39 215.46 14.92 2.65 4.83 1.86 19.39 115.46 14.92 2.65 4.83 1.86 19.39 活载下柱轴力（轴力方向向下为正）编号柱A柱B柱C柱E95.57 9.78 5.16 7.91 828.24 40.34 25.47 34.42 750.86 71.22 45.47 60.97 673.49 102.10 65.47 87.52 596.11 132.98 85.48 114.07 4118.74 163.86 105.48 140.62 3141.36 194.74 125.48 167.16 2163.99 225.62 145.48 193.71 1186.61 256.50 165.48 220.26 1.7 水平荷载计算1.7.1 风荷载标准值计算：因为高度H=26.40 m30m,可取=1，=1.3，可查建筑结构荷载规范，将风荷载换算成作用于框架每层节点上的集中荷载，横向受载长度为3.3m，计算过程如下表：风荷载离地高度层间剪力4.0 1.0 1.31.00 0.611.228.75 73.98 6.8 1.0 1.31.00 0.69.247.21 65.23 9.6 1.0 1.31.00 0.69.247.21 58.02 12.4 1.0 1.31.06 0.69.247.64 50.81 15.2 1.0 1.31.13 0.69.248.14 43.17 18.0 1.0 1.31.19 0.69.248.58 35.03 20.8 1.0 1.31.24 0.69.248.94 26.45 23.6 1.0 1.31.29 0.69.249.30 17.51 26.4 1.0 1.31.33 0.67.928.22 8.22 1.7.2 求柱的侧向刚度边柱中柱一般层底层 边柱中柱一般层A0.31 1062671539 E0.35 11915B0.53 17876C0.23 31122底层A0.54 6366 43694 E0.58 6742B0.71 8292C0.47 222941.7.3 确定反弯点高度层数第9层（m=9，n=9，h=2.8）反弯点高度柱号A0.910.350/00.350.98B2.220.450/00.451.26C0.610.250/00.250.7E1.080.350/00.350.98层数第8层（m=9，n=8，h=2.8)A0.910.40000.41.12B2.220.450000.451.26C0.610.350000.350.98E1.080.40000.41.12层数第7层（m=9，n=7，h=2.8)A0.910.450000.451.26B2.220.460000.461.28C0.610.40000.41.12E1.080.450000.451.26层数第6层（m=9，n=6，h=2.8)A0.910.450000.451.26B2.220.50000.51.40C0.610.450000.451.26E1.080.450000.451.26层数第5层（m=9，n=5，h=2.8)A0.910.450000.451.26B2.220.50000.51.40C0.610.450000.451.26E1.080.450000.451.26层数第4层（m=9，n=4，h=2.8)A0.910.450000.451.26B2.220.50000.51.40C0.610.450000.451.26E1.080.450000.451.26层数第3层（m=9，n=3，h=2.8)A0.910.50000.51.40B2.220.50000.51.40C0.610.450000.451.26E1.080.50000.51.40层数第2层（m=9，n=2，h=2.8)A0.910.500-0.050.451.26B2.220.50000.51.40C0.610.500-0.050.451.26E1.080.50000.51.40层数第1层（m=9，n=1，h=4.0)A1.290.6300/0.632.52B3.150.5500/0.552.20C0.840.650-0.03/0.622.48E1.540.600/0.62.401.7.4 确定柱端弯矩层数层间剪力柱号98.22A10626715391.22 1.20 2.22 B178762.05 2.59 3.16 C311223.58 2.50 7.51 E119151.37 1.34 2.49 817.51A10626715392.60 2.91 4.37 B178764.38 5.51 6.74 C311227.62 7.47 13.86 E119152.92 3.27 4.90 726.45A10626 715393.93 4.95 6.05 B178766.61 8.51 9.99 C3112211.51 12.89 19.33 E119154.41 5.55 6.78 635.03A10626715395.20 6.56 8.01 B178768.75 12.25 12.25 C3112215.24 19.20 23.47 E119155.83 7.35 8.98 543.17A10626715396.41 8.08 9.87 B1787610.79 15.10 15.10 C3112218.78 23.66 28.92 E119157.19 9.06 11.07 450.81A10626715397.55 9.51 11.62 B1787612.70 17.77 17.77 C3112222.10 27.85 34.04 E119158.46 10.66 13.03 358.02A10626715398.62 12.07 12.07 B1787614.50 20.30 20.30 C3112225.24 31.80 38.87 E119159.66 13.53 13.53 265.23A10626715399.69 12.21 14.92 B1787616.30 22.82 22.82 C3112228.38 35.76 43.70 E1191510.86 15.21 15.21 173.98A63664369410.78 27.16 15.95 B829214.04 30.89 25.27 C2229437.75 93.61 57.38 E674211.42 27.40 18.26 1.7.5 求梁端弯矩第九层第八层第七层第六层第五层第四层第三层第二层第一层1.7.6 楼层侧向位移侧向位移层号层间剪力总侧向刚度98.22715390.115 817.51715390.245 726.45715390.370 635.03715390.490 543.17715390.603 450.81715390.710 358.02715390.811 265.23715390.912 173.98436941.693 顶层总位移为：1.8 弯矩调幅换算公式：弯矩调幅至80将框架梁在各种荷载作用下经弯矩调幅并换算至柱边截面的弯矩如下表：框架梁在恒荷载作用下梁端剪力算到柱边截面：恒载弯矩调幅表：恒载层号剪力Vgb调幅前弯矩调幅后弯矩9AB左63.51 23.60 0.432.8426.27 58.79 14.51 AB右58.03 23.60 0.446.9337.54 53.31 26.88 BC左9.41 11.88 0.424.8119.85 7.03 18.44 BC右16.72 11.88 0.816.7713.42 11.97 8.63 CE左67.73 23.60 0.881.0364.82 58.29 41.51 CE右79.77 23.60 0.443.4134.73 75.05 19.72 8AB左48.63 18.61 0.436.6129.29 44.91 20.31 AB右47.21 18.61 0.440.2832.22 43.49 23.53 BC左11.22 13.28 0.414.3211.46 8.56 9.74 BC右18.00 13.28 0.86.865.49 12.69 0.41 CE左55.37 18.61 0.867.3753.90 47.93 34.73 CE右60.94 18.61 0.449.9539.96 57.22 28.52 2-7AB左48.91 18.61 0.434.5427.63 45.19 18.59 AB右46.93 18.61 0.439.6531.72 43.21 23.08 BC左11.49 13.28 0.415.2512.20 8.83 10.43 BC右17.73 13.28 0.88.386.70 12.42 1.74 CE左55.09 18.61 0.866.152.88 47.65 33.82 CE右61.22 18.61 0.446.9437.55 57.50 26.05 1AB左49.29 18.61 0.431.4225.14 45.57 16.02 AB右46.55 18.61 0.438.4730.78 42.83 22.21 BC左11.33 13.28 0.417.4813.98 8.67 12.25 BC右17.89 13.28 0.810.278.22 12.58 3.18 CE左54.32 18.61 0.865.3952.31 46.88 33.56 CE右61.99 18.61 0.441.4333.14 58.27 21.49 活载弯矩调幅表：活载层号剪力Vqb调幅前弯矩调幅后弯矩9AB左3.781.480.42.942.35 3.48 1.66 AB右3.851.480.42.762.21 3.55 1.50 BC左2.710.690.40.110.09 2.57 -0.43 BC右-1.20.690.84.413.53 -1.48 4.12 CE左3.131.480.820.5216.42 2.54 15.40 CE右6.121.480.411.198.95 5.82 7.79 8AB左15.515.90.410.578.46 14.33 5.59 AB右14.875.90.412.229.78 13.69 7.04 BC左2.383.40.44.473.58 1.70 3.24 BC右5.13.40.81.471.18 3.74 -0.32 CE左1.95.90.821.1416.91 -0.46 17.10 CE右19.355.90.415.4412.35 18.17 8.72 2-7AB左15.465.90.411.028.82 14.28 5.96 AB右14.925.90.412.429.94 13.74 7.19 BC左2.653.40.44.193.35 1.97 2.96 BC右4.833.40.81.791.43 3.47 0.04 CE左1.865.90.820.8816.70 -0.50 16.90 CE右19.395.90.414.9311.94 18.21 8.30 1AB左15.575.90.49.987.98 14.39 5.11 AB右14.825.90.411.99.52 13.64 6.79 BC左2.623.40.44.933.94 1.94 3.56 BC右4.863.40.82.471.98 3.50 0.58 CE左1.665.90.820.3216.26 -0.70 16.54 CE右19.595.90.413.1310.50 18.41 6.82 风荷载弯矩调幅表风载层号剪力Vb调幅前弯矩调幅后弯矩9AB左0.68 0.42.221.78 0.68 1.64 AB右0.68 0.41.291.03 0.68 0.90 BC左2.72 0.41.871.50 2.72 0.95 BC右2.72 0.84.123.30 2.72 2.21 CE左0.94 0.83.392.71 0.94 2.34 CE右0.94 0.42.491.99 0.94 1.80 8AB左1.82 0.45.574.46 1.82 4.09 AB右1.82 0.43.813.05 1.82 2.68 BC左6.59 0.45.524.42 6.59 3.10 BC右6.59 0.88.977.18 6.59 4.54 CE左2.18 0.87.395.91 2.18 5.04 CE右2.18 0.46.244.99 2.18 4.56 7AB左2.97 0.48.967.17 2.97 6.57 AB右2.97 0.46.335.06 2.97 4.47 BC左10.85 0.49.177.34 10.85 5.17 BC右10.85 0.814.6911.75 10.85 7.41 CE左3.55 0.812.119.69 3.55 8.27 CE右3.55 0.410.058.04 3.55 7.33 6AB左4.16 0.412.9610.37 4.16 9.54 AB右4.16 0.48.486.78 4.16 5.95 BC左14.64 0.412.289.82 14.64 6.90 BC右14.64 0.819.9315.94 14.64 10.09 CE左4.95 0.816.4313.14 4.95 11.16 CE右4.95 0.414.5311.62 4.95 10.63 5AB左5.37 0.416.4813.18 5.37 12.11 AB右5.37 0.411.178.94 5.37 7.86 BC左19.34 0.416.1812.94 19.34 9.08 BC右19.34 0.826.3721.10 19.34 13.36 CE左6.43 0.821.7517.40 6.43 14.83 CE右6.43 0.418.4214.74 6.43 13.45 4AB左6.43 0.419.715.76 6.43 14.47 AB右6.43 0.413.4310.74 6.43 9.46 BC左23.21 0.419.4415.55 23.21 10.91 BC右23.21 0.831.6225.30 23.21 16.01 CE左7.71 0.826.0820.86 7.71 17.78 CE右7.71 0.422.0917.67 7.71 16.13 3AB左7.21 0.421.5817.26 7.21 15.82 AB右7.21 0.415.5512.44 7.21 11.00 BC左25.98 0.422.5218.02 25.98 12.82 BC右25.98 0.834.6327.70 25.98 17.31 CE左8.44 0.828.5622.85 8.44 19.47 CE右8.44 0.424.1919.35 8.44 17.66 2AB左8.66 0.426.9921.59 8.66 19.86 AB右8.66 0.417.6214.10 8.66 12.36 BC左30.29 0.425.520.40 30.29 14.34 BC右30.29 0.841.1432.91 30.29 20.80 CE左10.03 0.833.9327.14 10.03 23.13 CE右10.03 0.428.7422.99 10.03 20.99 1AB左9.28 0.428.1622.53 9.28 20.67 AB右9.28 0.419.6515.72 9.28 13.86 BC左37.87 0.428.4422.75 37.87 15.18 BC右37.87 0.854.8743.90 37.87 28.75 CE左12.60 0.845.2536.20 12.60 31.16 CE右12.60 0.433.4726.78 12.60 24.26 1391.9 内力组合用于承载力计算框架梁可变荷载控制下的内力组合：梁编号恒载活载左风右风及相应的V及相应的VV及相应的M组合方式值组合方式值组合方式值9-AB左M-36.93 -3.06 1.64 -1.64 1.2*+0.7*1.4*+1.4*-48.75 1.2*+1.4*+1.4*0.6*-49.98 V53.31 3.55 -0.68 0.68 67.41 69.51 中M46.33 2.63 0.37 -0.37 1.2*+1.4*+1.4*0.6*59.59 V0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 右M51.19 3.02 -0.90 0.90 1.2*+0.7*1.4*+1.4*63.13 1.2*+1.4*+1.4*0.6*64.90 V-68.23 -4.08 -0.68 0.68 -86.83 -88.16 9-BC左M-22.72 0.18 0.95 -0.95 1.2*+0.7*1.4*+1.4*-25.76 1.2*+1.4*+1.4*0.6*-27.81 V14.34 -1.34 -2.72 2.72 12.09 17.62 中M-9.44 -1.39 -0.90 0.90 1.2*+1.4*+1.4*0.6*-14.03 V0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 右M19.08 4.72 -2.21 2.21 1.2*+0.7*1.4*+1.4*24.43 1.2*+1.4*+1.4*0.6*27.65 V-14.16 -2.99 -2.72 2.72 -23.73 -23.46 9-CE左M-92.96 18.63 2.34 -2.34 1.2*+0.7*1.4*+1.4*-90.02 1.2*+1.4*+1.4*0.6*-87.44 V70.33 5.53 -0.94 0.94 88.50 92.93 中M65.46 -5.46 0.36 -0.36 1.2*+1.4*+1.4*0.6*71.21 V0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 右M49.22 9.64 -1.80 1.80 1.2*+0.7*1.4*+1.4*65.99 1.2*+1.4*+1.4*0.6*71.05 V-72.45 -3.43 -0.94 0.94 -91.62 -92.53 8-AB左M-40.56 -8.92 4.09 -4.09 1.2*+0.7*1.4*+1.4*-51.69 1.2*+1.4*+1.4*0.6*-64.60 V56.34 2.31 -1.82 1.82 67.32 72.37 中M30.94 10.44 0.70 -0.70 1.2*+1.4*+1.4*0.6*52.33 V0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 右M45.26 10.84 -2.68 2.68 1.2*+0.7*1.4*+1.4*61.18 1.2*+1.4*+1.4*0.6*67.24 V-65.20 -5.31 -1.82 1.82 -85.99 -87.20 8-BC左M-14.22 -3.86 3.10 -3.10 1.2*+0.7*1.4*+1.4*-16.51 1.2*+1.4*+1.4*0.6*-25.07 V13.80 1.44 -6.59 6.59 8.75 24.11 中M-0.44 -0.32 -1.38 1.38 1.2*+1.4*+1.4*0.6*-2.14 V0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 右M11.48 1.48 -4.54 4.54 1.2*+0.7*1.4*+1.4*8.87 1.2*+1.4*+1.4*0.6*12.03 V-14.99 -0.76 -6.59 6.59 -27.96 -24.59 8-CE左M-81.53 -18.18 5.04 -5.04 1.2*+0.7*1.4*+1.4*-108.60 1.2*+1.4*+1.4*0.6*-127.52 V69.10 3.18 -2.18 2.18 82.98 89.20 中M43.94 14.18 0.46 -0.46 1.2*+1.4*+1.4*0.6*72.97 V0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 右M54.90 13.33 -4.56 4.56 1.2*+0.7*1.4*+1.4*72.56 1.2*+1.4*+1.4*0.6*80.71