石家庄地区高层点式住宅建设毕业论文.doc

石家庄地区高层点式住宅建设毕业论文目 录第1章 建筑设计11.1 高层住宅特点11.2 总体布局11.3 平面交通21.4 竖向交通21.5 建筑物的朝向21.6 户型设计3第2章 结构计算72.1 工程概况72.2 主体结构布置72.3 材料选用及剪力墙截面尺寸的确定72.4 剪力墙类型的判断及刚度计算.72.5 重力荷载计算（标准值）162.6 风荷载计算182.7 水平地震作用计算202.8 结构水平位移验算.242.9 水平地震作用下结构内力计算252.10 风荷载作用下结构内力计算292.11 竖向荷载作用下结构内力计算322.12 内力组合342.13 SW-3（整体小开口）截面设计372.14 楼梯设计432.15 整体式双向板肋梁楼盖设计472.16 桩基础结构设计52结 论58参考文献59致 谢6065 大庆石油学院本科生毕业设计（论文）第1章 建筑设计1.1 高层住宅特点1 高层住宅作为住宅的一种类型，除了具备各类住宅的许多共性外，还具有其个性，与多层住宅相比，其根本特点是“高”，并由此产生了一系列问题。首先，由于建筑高度增加，已不能再用步行来作为楼层间的联系方式，而是以电梯作为主要的垂直交通工具，为了有效利用电梯，需要组织方便、安全而又经济的公共交通体系，从而对高层住宅的平画布局和空间组合有一定的要求。 其次，由于建筑高度的增加，而大大增加了建筑的垂直荷载和水平荷载，为保证建筑结构的安全，需要使用相应的建筑材料和结构体系，不同结构体系对建筑布局有不同的要求，不像多层住宅中常用的砖混结构那样随意。 第三，在供水、供电、疏散、防火、防烟及安全上都有了与多层建筑不同的、更高的标准和要求。 第四，建筑高、重量大，近地面大气层对它周围环境都产生了影响，从而在许多设施、建筑构造及局部处理上都要与之相适应。 第五，由于高层建筑的重量大，居住人数多，而出现高密度居住，对居民的心理状态、社会环境、城市结构的动态平衡、居住区的空间组织等都带来了新的问题。 第六，由于高层住宅的兴建，居住区和城市由水平向发展转向垂向发展，使经济评价方法和范围发生了变化。 第七，新的结构形式随之而来的新的施工方式，同时也影响到设计方法和建筑管理。综上所述，高层住宅并不是多层住宅的简单加高而已，高层住宅与多层住宅的差异，也就是高层住宅的特点，认识和掌握这些特点，对进行高层建筑设计和科研工作是非常必要的。1.2 总体布局该住宅楼共为十层，顶部设有一个电梯机房，一层至十层均为住户房间。一层分六户，并且对称布置，平面的中心是连接住户与楼梯的走廊，这种布置对抗侧力有利。每套居室室内的平而布置基本上按“大客厅，小卧室”的要求确定的，并且厨房靠近客厅，卫生间靠近卧室，各种居住行为各得其所。1.3 平面交通交通枢纽设置在建筑中心，电梯和楼梯通过前室连接，各户之间通过走廊连接，并且各住户离楼梯、电梯很近，这样的交通路线简捷流畅，同时在紧急情况下，用户可以迅速疏散。1.4 竖向交通由于建筑物的层数，住户的实际情况，本建筑中设有两部电梯，同时兼防火电梯用，根据估算两部电梯完全满足要求。除了设置电梯本设计中也设计置了楼梯，在点式住宅中，虽设置了足够量的电梯，但是楼梯仍不能省掉。它有如下作用：1.作为住宅下面几层，特别是2至3层的居民的主要垂直交通方式。2.作为居民的短距离的层间交通。3.作为非常情况下的疏散交通。楼梯的位置，踏步的尺寸和数量，从考虑高层住宅的特点和一些建筑要求的方面做了设计和计算，楼梯采用人工照明，楼梯兼作防烟楼梯。1.5 建筑物的朝向选择合理的住宅朝向是住宅区建筑物布置首先考虑的问题，影响建筑物朝向的因素很多，如地理纬度、地段环境、局部气候特征及建筑用地条件等。北方住宅的朝向以朝南为主，点式住宅如本设计的建筑不可避免使四分之一朝东西，一半朝南北。这种选择主要考虑以下几点：(1)炎热的夏季尽量减少太阳光直射居室外墙或直射室内。(2)夏季有良好的通风，冬季避免冷风吹袭。(3)冬季能有适量的阳光射入室内。(4)尽量适合建筑组合的需要。(5)拟建建筑的交通与已有道路尽量融合一体。(6)充分利用地形。1.6 户型设计2在分析了我国目前城市人口结构和家庭组成及发展趋势，再结合该地区的实际居住条件决定采用二种户型配套使用，由于目前城市正由主干型转换为核心型。二种户型可以满足不同层次和不同人口的家庭的需要。我国是发展中国家，在居住水平上尚难达到高标准、高要求，只能在满足基本功能的条件下，尽量改善住宅的居住条件，使设计更能体现以“以人为本”的设计风格。1.6.1 卧室：因为是休息的地方所以要求动、静分开的同时，同时也要求同其它房间分隔开来；各人生活各得其所，具有良好的私密性。对房间的要求是隔声效果好，同时必须直接采光，通风良好。1.6.2 客厅：根据中国特色，客厅具有起居室、会客室、餐厅的多种功能。本设计中采用了大客厅分别与厨房、卫生间、卧室相邻，成为连接各房间的交通枢纽。1.6.3 厨房：厨房的主要功能是炊事，有的厨房还同时兼有进餐或洗涤的功能，厨房是家务劳动中心。其设计基本要求是：(1)有适当的面积，以满足设备和操作活动的要求，其空间尺寸要便于布置设备和方便操作，并能充分利用空间解决好贮藏的问题。(2)设备的布置及尺寸要适宜于操作，有利于减少体力消耗。(3)有良好的室内外环境，有利于排除有害气体及保持清洁。(4)有利于住宅户内设备管线的合理布置。基于以上要求，本设计中采用二种型式厨房，均满足尺寸要求，并设一个排烟气的窗口，一部分还设置了储藏用的阳台，满足通风要求。1.6.4 卫生间：卫生间的主要功能包括便溺，漱洗，沐浴，其居住标准、生活水平、自然条件、生活习惯不同，设施标准具有较大的差别。其设计要求为；(1)在满足设备及人体活动空间要求的前提下，力求布置紧凑，设备的尺寸和安装要符合人体工程学要求，以便尽可能减少人的体力消耗。(2)厕所、卫生间是用水较多的场所，其建筑材料的选用及主要注意防水及排水并便于清洁，地面和墙裙应选用防水、又不致于过滑的材料，地面要设置一定坡度。(3)厕所、卫生间产生的蒸汽及其臭味要组织好通风予以排除。最好采用外窗直接通风，否则采用通风道或设小功率排气扇等措施。排风道的排气口应设在接近顶棚的位置。暗厕所，卫生间采用人工照明，有条件的可通过高窗从邻近房间直接间接采光。(4)厕所、卫生间是管道比较集中的空间，平面组合要兼顾管线组合，用水设备要尽可能互相靠近，以便几件行政管理器具共用上下立水管。本设计方案中采用的是公共使用的厕所和浴室。公共使用的厕所的设置与卧室和客厅都较靠近。这样就大大方便了住户。地面均采用防水地面砖，墙壁贴有色瓷砖，地面低于室内地面20mm。设计1%的坡度以防水流入室内。1.6.5 楼梯本设计中，楼梯宽度为1.05m，满足要求。楼梯踏步宽300mm。踏步高175mm。均满足要求。1.6.6 大门入口的朝向 高层住宅的人口最好放在冬季主导风的背面，因为在迎风面上，越接近建筑物根部中心位置，其风压值越大，如果在这个位置设入口。就成了泄风口，再加上入口必然与垂直交通相连，电梯井与楼梯井就成了披风简，因此会加剧风的烈度，所以人口要尽量避免开向迎风面，有时受总体限制不得不将入口置于迎风面上时，入口就需做适当处理，本设计的高层住宅选择北向入口，因为该地区冬季主导风向为西北风，所以选择合理。1.6.7 设施与设备 公共设备有电话线、配电设备、宽带网线等。室内有抽油烟机、浴缸、配有热水器喷头、可视门铃等。1.6.8 阳台及栏杆阳台是楼层住户与大自然相联系的部分。它按其使用性质可分为生活阳台和服务阳台，阳台设计中问题有尺寸、朝向、通风、视线、排水安全及附属设施几个方面。由于高层住宅的窗台距地面较高，再加之周围风速较大，易使产生心理上危险感，因此栏杆比多层住宅稍高，采用1.0m高的阳台钢筋混泥土栏杆，坚固耐用、通风、采光良好的同时给人以安全、舒适的感觉。采用八字形阳台使建筑物看上去更加美观。1.6.9 垃圾道 生活垃圾是住宅中必然要产生的废物。目前我国公民每天的垃圾产生量是0.5公斤，高层住宅中垃圾的排放量主要采用以下几种方法：(1)集中服务管理的方法，即住户规定的时间将生活垃圾装在塑料筒内，由大楼的管理人员按时收集送出，此种方式对建筑设计比较简单，但需良好管理。(2)垃圾道输送方式，设置专门的管道并进行垂直运输，即垃圾道，但在进行设计中，对垃圾倾倒口，管街都应以足够的重视。倾倒口是垃圾的入口，为了使用方便，其平面位置室设置在交通枢纽等公共空间附近。由于高层住宅的垃圾道长，因而披风作用很大，由于上下层倾倒垃圾的可能性很大，为防止下层轻质垃圾由上层的倾倒口飞出倾倒口直采用翻斗门，不能直接往管道里倒垃圾而要倒在翻斗内，待门关闭后垃圾由翻斗内落入管道内。垃圾道要光滑而无棱角，无凸出物，否则容易挂结污物，而将管道堵死，特别是在北方，凸出物挂住垃圾后，会形成冰疙瘩，使管道被冰冻物堵死。本设计采用第一种方式。1.6.10 防火设计 住户与前室间设置了甲级防火门，其耐火极限为1.2小时，如某一住户 发生火灾可及时关闭住户的进户防火门，防止火势蔓延，使住户有足够的时间脱离危险区，保证了住户的生命安全，进入楼梯入口的门为甲级防火门，耐火极限为1.2小时，该楼梯是发生火灾时居民疏散的主要通道采用封闭式楼梯间，可以有效地减少火灾造成的人生伤亡，为了有利于消防员及时运送消防器材和救护伤员，设计时在电梯前室人口，同样设置了甲级防火门。(1)防烟楼梯 根据规范规定设置防烟楼梯，楼梯间人口处设有前室，前室内设有送风、排烟竖井，供疏散人员一经到达前室，就达到了第一个安全地点，如果烟一旦侵入前室，基本上可以从前室排除。(2)消防电梯 规范规定塔式高层住宅必须设置消防电梯，楼层内共设置两台电梯，其中一台是消防电梯，平时可兼做普通载客电梯，发生大火灾时，将另一台电梯立即降到首层停止使用，消防员可以乘消防电梯迅速进入火场，及时运送消防器材和救护伤员。1.6.11 使用房间的分类从使用房间的功能要求分类。住宅中的房间有客厅、餐厅、卧室、卫生间和厨房。A户型（三室二厅） 建筑面积 105.72 m2主卧室的面积 24.40m2卧室1的面积 12.75 m2卧室2的面积 13.40 m2客厅的面积 17.22 m2餐厅的面积 6.25 m2厨房的面积 7.00 m2卫生间的面积 5.70 m2B户型 （二室二厅） 建筑面积 87.52 m2主卧室的面积 14.62 m2卧室1的面积 12.60 m2客厅的面积 25.92 m2餐厅的面积 8.21 m2厨房的面积 9.41 m2卫生间的面积 5.40 m2C户型（二室二厅） 建筑面积 92.08 m2主卧室的面积 17.68m2卧室1的面积 13.00 m2客厅的面积 20.81 m2餐厅的面积 6.15 m2厨房的面积 6.72m2卫生间的面积 7.26 m21.6.12 门窗在房间平面中的布置二种户型的入户门宽为1000mm、卧室门均为宽900mm，其中入户门为防盗门，卧室门为木门；卫生间门宽700mm、厨房门宽为800mm，采用1000mm的门可使一个携带东西的人方便的通过也能搬进书柜等尺寸较大的家具；700mm的门稍大于一个人通过宽度，这些较小的门扇，开启时可以少占室内的使用面积这对平面紧凑的核心式住宅显得更加重要。窗的高度1.5m。阳台采用落地拉门高度2.4m。因设计中使用了最新的地热式供暖方式，窗的面积可以相应的增大了。窗的位置考虑采光和通风的要求设置，使各房间的采光均满足规范所规定的窗地比的要求。第2章 结构计算2.1 工程概况景鑫3#高层住宅楼，采用现浇钢筋混凝土剪力墙结构，墙下条形桩基，主体结构高28m，层高为2.8m，突出屋面的电梯机房高为3.9m，结构总高度为31.9m。该工程抗震设防烈度为7度，场地类别为类，设计地震分组为第二组，基本风压为0.35kN/m,地面粗糙度为B类，基本雪压 s0=0.3kN/m2;该房屋为丙类建筑。2.2 主体结构布置3 该剪力墙结构平面简单、规则、对称，凸凹、凹进尺寸符合规范要求；结构的侧向刚度沿竖向变化均匀，无刚度突变；结构的高宽比为H/B=28/24.8=1.13100.988=0.922壁式框架XSW-22.21811.7949.5760.026230.87.05100.812100.692=0.922整体小开口 续表2-3 墙号Ibj0IInIbj0aj2/ lbj3In/I类型XSW-52.66834.05631.3880.048510.88.74100.922100.876=0.925整体小开口XSW-937.54273.52235.980.097140.83.3100.863=0.948联肢墙XSW-101.26711.810.5330.027090.89.48100.893=0.948联肢墙XSW-113.762725.1621.3970.01754.42100.85100.9647=0.87壁式框架 （双肢墙）（多肢墙）2.4.2 剪力墙刚度计算：（1）各片剪力墙刚度计算XSW-4、XSW-7（实体墙）表2-4 XSW-4、XSW-7（实体墙）编号H(m)bh(mm)Aw(m2)Iw(m4)Ec(kN/m2)107EcIeq(kNm)107XSW-4280.24.80.961.84321.22.85.028XSW-7280.22.60.520.29291.20.814 .XSW-3、XSW-6、XSW-8.（整体小开口）（）表2-5 XSW-3、XSW-6、XSW-8.（整体小开口）墙号H(m)A(m2)I(m4)Ec107EcIeq107XSW-3281.245.4891.22.814.4859XSW-61.38.421.598XSW-81.15.25213.798. XSW-2、XSW-5、XSW-9、XSW-10、XSW-11(双肢墙) 由于水平地震作用近似于倒三角形分布，故可以由公式中的倒三角形荷载分布的算式计算联肢墙的等效刚度，计算结果见表，其中，为各列连梁的刚度系数之和 ，为连梁与墙肢的刚度比，为墙肢轴向变形影响系数，系数由公式计算得到，为墙肢的剪切变形影响系数；Ec同前。由于水平地震作用近似于倒三角形分布由公式： EcIeq=EcIj/1+(a-1)+3.642表2-6 XSW-2、XSW-5、XSW-9、XSW-10、XSW-11(双肢墙)墙号DjIji22aAj2EcIeq107XSW-20.052462.21839.7449.7030.80.07361.480.0057423.978XSW-50.097022.66861.0976.3880.80.039652.040.00532.228XSW-90.192837.548.69510.890.7950.20364.60.0312285.63XSW-100.054181.26771.8489.8710.80.03421.480.0032815.601XSW-110.034933.76316.61519.5360.850.12871.920.0070440.52XSW-1、XSW-12（壁式框架） 壁式框架梁柱轴线由剪力墙连梁和墙肢形心轴线确定，壁梁与壁柱的刚域长度按公式计算，Kb=，Kc=分别为壁梁和壁柱线刚度。根据梁柱线刚度比可求得柱的侧移刚度修正系数，进而计算得到柱的侧移刚度及壁式框架的剪切刚度。刚域长度的取法：lb1=a1-hb/4; lc1=c1-bb/4。 表2-7 XSW-1壁梁等效刚度的计算墙号梁号bb hb(mm)Ib(m4)l0(m)l(m)hb/l0vEcI(kNm2)Kb(kNm)XSW-1左10.20.40.00111.43.050.2860.79825.48.33左21.252.41.040.75916.56.87左31.8530.7030.87411.53.83左41.74.050.2350.85435.68.79XSW-12左0.21.30.03661.853.80.7030.404358.894.42中1.553.30.8390.322318.596.52右1.852.90.7030.404159.555表中：v-考虑剪切变形的刚度折减系数；I=Ibv(l/l0)3,Kb=EcI/l 表2-8 XSW-1壁柱等效刚度的计算楼层bc hc(mm)Ic(m4)h0(m)h(m)hc/h0vEcI104(kNm2)Kc104(kNm)210左10.21.60.06832.82.80.5710.50596.5734.49左20.22.10.15442.80.750.372160.8257.44左30.21.50.056252.80.5360.53784.5730.2左40.22.10.15442.80.750.372160.8257.44中0.230.452.81.0710.225283.5101.251左10.21.60.06833.953.950.6270.45887.5931.28左20.22.10.15443.950.8240.328141.850.64左30.21.50.056253.950.5880.49177.3327.62左40.22.10.15443.950.8240.328141.850.64中0.230.453.951.1760.194244.4487.3表中： EcI=EcIcv(h/h0)3,Kc=EcI/h, Ec=2.8107kN/m表2-9 XSW-1壁柱的侧移刚度楼层h(m)柱号Kc(kNm)D=12cKc/h2(kN/m) 104Cf=hD(kN) 1042102.8左134.490.2420.1085.702212.08左257.440.2650.11710.286左330.20.3540.1516.98左457.440.220.0998.704中101.250.1740.0812.413.95左131.280.2420.33119.107649.75左250.640.30.34832.52左327.620.3870.37218.96左450.640.2490.33331.12中87.30.2020.31951.39表中：v-考虑剪切变形的刚度折减系数；I=Ibv(l/l0)3,Kb=EcI/l 表2-10 XSW-12壁柱等效刚度的计算楼层bc hc(mm)Ic(m4)h0(m)h(m)hc/h0vEcI104(kNm2)Kc104(kNm)210左10.22.50.26042.82.80.8930.295215.0976.82左20.22.70.32812.80.9640.264242.5386.62右20.22.10.15442.80.750.372160.8257.44右10.21.30.03662.80.4640.60762.2122.221左10.22.50.26043.953.950.9810.258188.1173.77左20.22.70.32813.951.0590.229210.3875.14右20.22.10.15443.950.8240.329142.2355.78右10.21.30.03663.950.510.56257.5922.58表中： EcI=EcIcv(h/h0)3,Kc=EcI/h, Ec=2.8107kN/m表2-11 XSW-12壁柱的侧移刚度楼层h(m)柱号Kc(kNm)D=12cKc/h2(kN/m) 104Cf=hD(kN) 1042102.8左176.821.230.38144.8512.708左286.622.2040.52469.47右257.442.6380.56950.03右122.222.4750.55318.8113.95左173.771.280.54361.31614.516左275.142.5410.6777.05右255.782.7160.68258.23右122.582.4360.66222.88（2） 总框架、总剪力墙刚度、刚度特征值：Cf=(1237.4962.89+1878.7823.95)/(2.89+3.95)表2-12 总壁式框架剪切刚度楼层h(m)Cf（kN）总壁式框架各层剪切刚度10总剪切刚度10XSW-1（1片）XSW-12（2片）2102.80212.08512.7081237.4961296.4313.95649.75614.5161878.782编号类型数量EcIeq(kNm2)总剪力墙等效刚度(kNm2)（107 kNm2）XSW-4实体墙15.028572.306XSW-740.814XSW-3整体小开口214.4859XSW-6221.598XSW-8113.798XSW-2联肢墙（双肢墙）223.978XSW-5132.2278XSW-91285.63XSW-10215.601XSW-11210.52表2-13 总剪力墙刚度刚度特征值：2.5 重力荷载计算（标准值）2.5.1 屋面荷载30厚细石混凝土保护层 0.0320=0.6 kN/三毡四油防水层 0.40 kN/20厚1:3水泥砂浆 0.0220=0.4 kN/240厚膨胀珍珠岩 0.243.0=0.72 kN/20厚水泥砂浆找平层 0.0220=0.4kN/m2100厚现浇钢筋砼板 0.1025=2.5 kN/10厚水泥石灰膏砂浆打底 0.0114=0.14 kN/ 合计 =5.160kN/ 屋面活载（上人屋面） 2.0 kN/ 屋面雪荷载 0.3 kN/2.5.2 楼面荷载：8厚陶瓷地砖 0.00817.8=0.142 kN/20厚干硬性水泥砂浆找平层 0.0220=0.40 kN/100厚钢筋混凝土现浇板 0.1025=2.5 kN/10厚水泥石灰膏砂浆打底 0.0114=0.14 kN/合计 =3.182kN/ 卫生间；厨房地面荷载： 8厚陶瓷地砖 0.00817.8=0.142 kN/20厚干硬性水泥砂浆找平层 0.0220=0.40 kN/100厚钢筋混凝土现浇板 0.1025=2.5 kN/10厚水泥砂浆打底 0.0120=0.20 kN/合计 =3.242kN/ 阳台恒载：20厚水泥砂浆找平层 0.0220=0.4 kN/80厚钢筋混凝土现浇楼板 0.0825=2.0 kN/10厚水泥石膏砂浆 0.0114=0.14 kN/ =2.54kN/楼面活荷载查建筑结构荷载规范本建筑楼面活载为：住宅 2.0 kN/厨房、卫生间 2.0 kN/走道、门厅、楼梯 2.0 kN/阳台 2.5 kN/2.5.3 墙体自重外墙：12厚水泥砂浆 0.01220=0.24 kN/6厚水泥砂浆罩面 0.00620=0.12kN/200厚钢筋混凝土墙 0.2025=5.0 kN/20厚水泥砂浆找平 0.0220=0.4 kN/GRC增强水泥聚苯复合保温板 0.034=0.12 kN/合计 =6.89 kN/内墙： 5厚水泥石灰膏砂浆罩面（两面） 0.005142=0.14 kN/ 13厚水泥石灰膏砂浆罩面（两面） 0.013142=0.364 kN/200厚钢筋混凝土墙 0.2025=5.0 kN/合计 =5.504 kN/ 200厚空心砖墙 5厚水泥石灰膏砂浆罩面（两面） 0.005142=0.14 kN/ 13厚水泥石灰膏砂浆罩面（两面） 0.013142=0.364 kN/190厚空心砖墙 0.1914=2.66 kN/ 合计 =3.164 kN/ 女儿墙6厚水泥砂浆罩面 0.00614=0.12 kN/12厚水泥砂浆打底 0.01220=0.24 kN/100厚钢筋砼墙 0.125=2.5 kN/20厚水泥砂浆找平 0.0220=0.4 kN/ =3.36 kN/2.5.4 门窗重量 木门 0.2 kN/钢铁门 0.45 kN/甲级防火门 0.45 kN/塑钢窗 0.45 kN/ 2.5.5 设备重量 电梯桥箱及设备取 200kN2.5.6 梁自重重力荷载 梁250400的自重 0.20（0.4-0.1）25=1.875kN/m10厚水泥石灰膏砂浆 0.01（0.4-0.1）214=0.084 kN/m=1.959 kN/m2.6 风荷载计算6 基本风压Wo=0.35 kN/，该建筑高宽比小于1.5,所以z=1.0现确定结构基本周期T1 T1=0.05n=0.0510=0.5s 在风荷载的作用下沿房屋高度分布风荷载标准值，即： 图2.3楼层风荷载体型系数对于突出屋面的机房，风荷载体型系数s 近似取1.3表2-14 各楼层风荷载计算（）楼 层(m)(kN) 机 房31.91.4477.091.00013.823440.95410281.01.38615.751.00049.471385.16925.20.91.33815.201.00042.2521064.750822.40.81.29114.671.00040.715912.016719.60.71.24114.101.00039.424772.710616.80.61.18013.411.00037.506630.101514.00.51.11212.631.00035.317494.438411.20.41.03411.751.00033.129371.045