住宅楼建筑结构设计土木工程毕业设计计算书.doc

编号 #大学毕业设计题 目#住宅楼建筑结构设计学生姓名#学 号#学 院#学院专 业#班 级#指导教师# 副教授二一#年#月#大学本科毕业设计（论文）诚信承诺书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文）（题目：#住宅楼建筑结构设计）是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。尽本人所知，除了毕业设计（论文）中特别加以标注引用的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。作者签名： 年 月 日 （学号）：毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日注 意 事 项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词 5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。4.文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订指导教师评阅书指导教师评价：一、撰写（设计）过程1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神 优 良 中 及格 不及格2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度 优 良 中 及格 不及格3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力 优 良 中 及格 不及格4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性 优 良 中 及格 不及格5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格建议成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）指导教师： （签名） 单位： （盖章）年 月 日评阅教师评阅书评阅教师评价：一、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格建议成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）评阅教师： （签名） 单位： （盖章）年 月 日 毕业设计（论文）报告纸教研室（或答辩小组）及教学系意见教研室（或答辩小组）评价：一、答辩过程1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况 优 良 中 及格 不及格2、对答辩问题的反应、理解、表达情况 优 良 中 及格 不及格3、学生答辩过程中的精神状态 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格评定成绩： 优 良 中 及格 不及格教研室主任（或答辩小组组长）： （签名）年 月 日教学系意见：系主任： （签名）年 月 日#住宅楼建筑结构设计摘 要本次毕业设计设计对象是一幢六层商住楼，整楼采用框架结构设计，整个设计过程根据规范以及相关资料进行。设计分为建筑设计与结构设计，建筑设计包括根据建筑方案绘制建筑施工图以及主要部位的建筑构造设计，建筑施工图使用CAD绘图软件绘制，图纸包括施工说明、各层平面图、正立面图、侧立面图、屋顶平面图以及剖面图。结构设计包括结构概念设计与结构设计计算，分手算与PKPM计算两部分进行。结构概念设计需要选择合理的体系进行结构平面布置与竖向设计，同时需要进行楼盖设计以及基础形式的选择并估算构件尺寸。结构设计计算通过选取横向一榀框架进行，首先计算层间荷载标准值与楼层纵横向的侧移刚度，然后使用D值法计算建筑在风荷载与水平地震荷载作用下的内力（包括剪力、弯矩与轴力），接着采用分层法求出竖向恒荷载与竖向活荷载作用下的内力。接下来开始内力进行不同情况下的组合，并通过计算给框架梁与框架柱配筋。然后是基础、楼梯与板的设计与配筋计算，本次设计采用柱下独立基础与板式楼梯。以上是手算过程，在基本参数都确定时就可以进行PKPM建模计算，并利用PKPM以及AutoCAD绘制结构施工图。关键词：内力计算，框架结构，构件设计The architectural and structural design of YiShanHuaTing residential buildingAbstractThe graduation project is a si#-storey commercial and residential design objects , the entire floor, using the framework of structural design, the entire design process carried out in accordance with specifications and related information . Design into the architectural design and structural design , architectural design, including drawing construction plans and major parts of the building construction design , construction drawings using CAD drawing software based on architectural drawing program , including the construction drawings illustrate layers plan , front elevation , side elevations, roof plan and cross-sectional view . Conceptual design including structural design and structural design calculations considered breaking up with PKPM calculate two parts. Structural concept design needs to choose the right system for structural layout and vertical design , while the need for floor -based design and the choice of form and estimate component size. Structural design calculations by choosing a transverse specimens of the framework , the first inter-layer load standard value calculated lateral stiffness and vertical and horizontal to the floor , then use the D value method to calculate the internal forces building under wind loads and horizontal seismic loads ( including shear , moments and a#ial forces ) , followed by the use of vertical stratification obtained under constant vertical load and internal forces of live loads . Then began a combination of internal forces under different circumstances , and by calculating the reinforcement frame to frame beam and column . Then the foundation , stairs and board design and reinforcement calculation , the design uses an independent foundation under the stairs with a plate column . These are the hand count process , the basic parameters are determined at the time can be calculated PKPM modeling and use AutoCAD drawing PKPM and construction drawing .Key Words：Internal force calculation; Frame structure; Component Design目 录摘 要iAbstractii第一章 工程概况11.1 工程名称11.2 工程地点11.3 建筑参数11.4 抗震设防11.5 工程地质条件11.6 材料选用1第二章 结构布置及计算简图22.1 柱网布置图22.2梁、柱截面尺寸初步确定32.3 框架结构的计算简图3第三章 重力荷载计算53.1屋面及楼面永久荷载标准值53.2屋面及楼面可变荷载标准值53.3梁、柱、门、墙、窗重力荷载计算53.4重力荷载代表值6第四章 框架侧移刚度的计算84.1横向框架侧移刚度计算84.2纵向框架侧移刚度计算104.3刚度验算12第五章 水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算135.1横向水平地震作用下框架结构的内力和侧移计算135.2横向风荷载作用下框架结构内力和侧移计算18第六章 竖向荷载作用下框架结构的内力计算226.1 横向框架内力计算226.2 横向框架内力组合27第七章 截面设计407.1 框架梁407.2 框架柱477.3 楼板54第八章 基础设计588.1设计资料588.2独立基础设计58第九章 楼梯设计629.1楼梯板计算629.2平台板计算639.3平台梁计算64第十章 PKPM电算结果6610.1抗震分析6610.2内力分析76参考文献82致谢83v 柱下独立基础底面尺寸试算表柱号荷载效应的标准组合附加轴力地基承载力特征值基础埋深基础面积确定作用在基础底部的弯矩偏心距计算计算Pma#及判断剪力V#剪力Vy轴力N弯矩M#弯矩My初算面积基础长宽比长边L#短边By确定基础名称实际面积M#基底My基底e#eyPma#判断(kN)(kN)(kN)(kN*m)(kN*m)(kN)(kPa)(m)(m2)(m)(m)(m2)(kN*m)(kN*m)(m)(m)(kPa)14.510.21320.4-16.16.8150254.21.55.78 1.00 2.42.4JC-15.7622.8522.10.0140.013304.531.2fa=305.04kPa2110.81967.6-17.11.3150254.21.58.33 1.00 33JC-4918.617.50.0080.007273.251.2fa=305.04kPa3010.51998.6-16.7-0.1150254.21.58.45 1.00 33JC-4916.715.850.0070.007276.261.2fa=305.04kPa4010.71994.2-16.90150254.21.58.44 1.00 33JC-4916.916.050.0070.007275.761.2fa=305.04kPa5010.71993.8-16.90150254.21.58.43 1.00 33JC-4916.916.050.0070.007275.711.2fa=305.04kPa6010.71994-16.90150254.21.58.43 1.00 33JC-4916.916.050.0070.007275.731.2fa=305.04kPa7010.71994-16.90150254.21.58.43 1.00 33JC-4916.916.050.0070.007275.731.2fa=305.04kPa8010.71994-16.90150254.21.58.43 1.00 33JC-4916.916.050.0070.007275.731.2fa=305.04kPa9010.71994-16.90150254.21.58.43 1.00 33JC-4916.916.050.0070.007275.731.2fa=305.04kPa10010.71993.8-16.90150254.21.58.43 1.00 33JC-4916.916.050.0070.007275.711.2fa=305.04kPa110.110.71994.2-16.90150254.21.58.44 1.00 33JC-4917.0516.050.0070.007275.761.2fa=305.04kPa120.110.61998.8-16.70150254.21.58.45 1.00 33JC-4916.8515.90.0070.007276.281.2fa=305.04kPa13-0.710.81969-17.1-1.2150254.21.58.34 1.00 33JC-4918.1517.40.0080.007273.411.2fa=305.04kPa14-4.59.31288.7-14.7-7150254.21.55.66 1.00 2.42.4JC-15.7621.4520.950.0130.013297.961.2fa=305.04kPa153.3-13.71094.520.44.9100254.21.54.70 1.00 2.42.4JC-15.7625.3525.450.0190.019259.931.2fa=305.04kPa160.5-181511.2270.7100254.21.56.34 1.00 2.62.6JC-26.7627.7527.70.0150.015286.921.2fa=305.04kPa170-17.71539.926.6-0.1100254.21.56.45 1.00 2.62.6JC-26.7626.626.650.0140.014290.21.2fa=305.04kPa180-17.81541.726.6-0.1100254.21.56.46 1.00 2.62.6JC-26.7626.626.80.0140.015291.121.2fa=305.04kPa190-17.7155226.5-0.1100254.21.56.50 1.00 2.62.6JC-26.7626.526.650.0140.014292.111.2fa=305.04kPa200-17.71551.326.6-0.2100254.21.56.50 1.00 2.62.6JC-26.7626.626.750.0140.0142921.2fa=305.04kPa210-17.81541.926.6-0.2100254.21.56.46 1.00 2.62.6JC-26.7626.626.90.0140.015291.151.2fa=305.04kPa220-17.81541.926.6-0.1100254.21.56.46 1.00 2.62.6JC-26.7626.626.80.0140.015291.151.2fa=305.04kPa230-17.7155226.5-0.1100254.21.56.50 1.00 2.62.6JC-26.7626.526.650.0140.014292.111.2fa=305.04kPa240-17.71551.326.6-0.2100254.21.56.50 1.00 2.62.6JC-26.7626.626.750.0140.0142921.2fa=305.04kPa250-17.81541.926.6-0.2100254.21.56.46 1.00 2.62.6JC-26.7626.626.90.0140.015291.151.2fa=305.04kPa260-17.71540.226.6-0.2100254.21.56.45 1.00 2.62.6JC-26.7626.626.750.0140.015290.881.2fa=305.04kPa27-0.6-18151127-1100254.21.56.34 1.00 2.62.6JC-26.7627.9280.0150.015286.891.2fa=305.04kPa28-3.3-13.11086.919.6-5.2100254.21.54.67 1.00 2.42.4JC-15.7624.5524.850.0180.018257.31.2fa=305.04kPa293.214.41093.1-22.54.8100254.21.54.69 1.00 2.42.4JC-15.7627.326.40.020.019260.261.2fa=305.04kPa300.518.71510.4-29.20.8100254.21.56.34 1.00 2.62.6JC-26.7629.9528.850.0170.016288.651.2fa=305.04kPa31018.51539.1-28.7-0.2100254.21.56.45 1.00 2.62.6JC-26.7628.727.950.0160.015291.961.2fa=305.04kPa320.2191556-29.60.2100254.21.56.51 1.00 2.62.6JC-26.7629.928.70.0160.015294.641.2fa=305.04kPa330.520.71671.7-32.30.8100254.21.56.97 1.00 2.82.8JC-37.8433.0531.850.0160.016273.541.2fa=305.04kPa34-0.621.21680.2-33-1100254.21.57.00 1.00 2.82.8JC-37.8433.932.80.0170.016275.241.2fa=305.04kPa35-0.3191555.4-29.5-0.5100254.21.56.51 1.00 2.62.6JC-26.7629.95290.0160.016295.181.2fa=305.04kPa360.2191554.9-29.50.2100254.21.56.51 1.00 2.62.6JC-26.7629.828.70.0160.015294.471.2fa=305.04kPa370.520.71671.8-32.30.8100254.21.56.97 1.00 2.82.8JC-37.8433.0531.850.0160.016273.551.2fa=305.04kPa38-0.621.21680.1-33-1100254.21.57.00 1.00 2.82.8JC-37.8433.932.80.0170.016275.231.2fa=305.04kPa39-0.319.11556.5-29.6-0.5100254.21.56.52 1.00 2.62.6JC-26.7630.0529.150.0160.016295.361.2fa=305.04kPa40018.51538.8-28.7-0.1100254.21.56.45 1.00 2.62.6JC-26.7628.727.850.0160.015291.911.2fa=305.04kPa41-0.618.81510.3-29.2-1.1100254.21.56.33 1.00 2.62.6JC-26.7630.129.30.0170.016288.641.2fa=305.04kPa42-3.313.81085.3-21.6-5.1100254.21.54.66 1.00 2.42.4JC-15.7626.5525.80.020.019258.771.2fa=305.04kPa434.5-9.71318.814.46.9150254.21.55.78 1.00 2.42.4JC-15.7621.1521.450.0130.013303.531.2fa=305.04kPa441-10.41964.515.31.3150254.21.58.32 1.00 33JC-4916.816.90.0070.007272.361.2fa=305.04kPa450-9.81996.714.5-0.1150254.21.58.44 1.00 33JC-4914.514.80.0060.006274.971.2fa=305.04kPa460.3-10.82022160.3150254.21.58.541.00 33JC-4916.4516.50.0070.007278.931.2fa=305.04kPa47-2.3-16.71818.625-3.6150254.21.57.741.00 2.82.8JC-37.8428.4528.650.0130.013296.761.2fa=305.04kPa482.4-17.61847.626.33.6150254.21.57.861.00 2.82.8JC-37.8429.9300.0130.013300.661.2fa=305.04kPa49-0.2-10.5202415.6-0.4150254.21.58.551.00 33JC-4915.916.150.0070.007279.161.2fa=305.04kPa500.3-10.52023.115.60.3150254.21.58.551.00 33JC-4916.0516.050.0070.007279.061.2fa=305.04kPa51-2.3-16.71818.625-3.6150254.21.57.741.00 2.82.8JC-37.8428.4528.650.0130.013296.761.2fa=305.04kPa522.3-17.51847.626.33.5150254.21.57.861.00 2.82.8JC-37.8429.7529.750.0130.013300.661.2fa=305.04kPa53-0.2-10.82022.516.1-0.3150254.21.58.551.00 33JC-4916.416.50.0070.007278.991.2fa=305.04kPa540.1-9.81996.514.50150254.21.58.441.00 33JC-4914.6514.70.0060.006274.941.2fa=305.04kPa55-0.7-10.41966.115.3-1.2150254.21.58.321.00 33JC-4916.3516.80.0070.007272.551.2fa=305.04kPa56-4.6-8.81286.913-7.1150254.21.55.651.00 2.42.4JC-15.7619.920.30.0120.013296.931.2fa=305.04kPa87 第一章 工程概况1.1 工程名称#住宅楼建筑结构设计1.2 工程地点 #省#市#县1.3 建筑参数 本工程为钢筋混凝土框架结构商住楼，地上共六层，一层为商业区，层高4m，二层为商业办公区，层高为3.3m，三到六层为住宅区，层高为2.8m。建筑总高度为18.5m，无地下室。使用年限为50年，基础类型为柱下独立基础。1.4 抗震设防 抗震设防烈度为7度，建筑抗震重要性分类为乙类，建筑抗震等级为三级。设计基本地震加速度值为0.10g。场地条件为二类，设计地震分组为第三组。特征周期值Tg=0.45s。1.5 工程地质条件本工程地质条件分布如下：杂填土 粉质粘土 淤泥 粘土，无软弱下卧层，孔隙潜水为主要地下水类型。根据对临近场地水质的分析，可以判定地下水对混凝土无腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具有弱腐蚀性，对钢结构具有弱腐蚀性。具体土层的物理性质指标详见地质勘察报告中相应内容。荷载条件由规范查得如下：灌云基本风压为0.55kN/m2，基本雪压为0.40 kN/m2。1.6 材料选用楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚度取120mm。内外填充墙均采用为200mm厚的蒸压加气混凝土砌块。梁、板采用C30混凝土，一层柱子采用C35混凝土，二到六层采用C30混凝土。第二章 结构布置及计算简图2.1 柱网布置图图2.1 第一标准层柱网布置图图2.2 第三标准层柱网布置图2.2梁、柱截面尺寸初步确定2.2.1柱截面框架柱的截面尺寸一般根据柱子的轴压比限值来估算，该结构选用的C35混凝土轴心抗压强度，选用的C30混凝土轴心抗压强度，选用的三级钢筋HRB400强度设计值，结构抗震等级为三级，由公式：（2.1）（2.2） 式中取0.9，取，gE取12kN/m2，n为验算截面以上的楼层数，n等于5，为考虑地震作用组合后轴压比增大系数，边柱取1.3，中柱取1.25，F为柱子的负载面积，边柱和中柱的负载面积分别为4.81.65和3.64.1，由（1）和（2）得： 取柱子截面为正方形，则边柱和中柱的截面高度分别为203mm和271mm，根据上述计算结果并综合考虑其它因素，选取一层柱子为600600，二层柱子为500500，三到六层柱子均为300500。2.2.2梁截面梁截面高度按梁跨度的1/12-1/8进行估算，横梁一层采用300500，二到六层采用250500，纵梁一层采用300600，二到六层采用250600，次梁均采用200400。2.3 框架结构的计算简图框架结构的计算简图如图2.3所示，选取一榀框架进行计算。假定框架柱底部嵌固于基础顶面，框架梁与柱刚接。基础采用柱下独立基础，基础埋置深度1.7m，基础顶部至室外地坪高度为0.85 m。底层柱高从基础顶面算至一层板底，h=4+0.15+0.85=5 m，其余各层柱高分别为二层3.3m，三到六层2.8m。框架结构的计算单元简图如下： 图2.3 横向框架计算简图第三章 重力荷载计算3.1屋面及楼面永久荷载标准值 层面：30厚细石混凝土保护层220.03=0.66 kN/m2三毡四油防水层0.4 kN/m220厚水泥砂浆找平层200.02=0.4 kN/m2150厚水泥蛙石保温层50.15=0.75 kN/m2120厚钢筋混凝土板250.12=3 kN/m2V型轻钢龙骨吊顶0.25 kN/m25.46 kN/m2一到五层楼面：瓷砖地面（包括水泥粗砂打底）2.0 kN/m2120厚钢筋混凝土板250.12=3 kN/m2V型轻钢龙骨吊顶0.25 kN/m23.8 kN/m23.2屋面及楼面可变荷载标准值屋面均布活荷载标准值2.0 kN/m2住宅楼面活荷载标准值2.0 kN/m2书房活荷载标准值2.5 kN/m2浴室活荷载标准值2.5 kN/m2商场活荷载标准值3.5 kN/m2多层住宅楼梯2.0 kN/m2办公楼2.5 kN/m2一般阳台2.5 kN/m23.3梁、柱、门、墙、窗重力荷载计算梁、柱可根据截面尺寸、材料容重及粉刷等计算出单位长度上的重力荷载；对墙、门、窗等可计算出单位面积上的重力荷载，结果如下：表3.1 重力荷载标准值层次构件b mh m kN/m3g kN/ml mG kNG kN一横梁0.30 0.50 251.05 3.94 224.30883.18883.18纵梁0.30 0.60 251.05 4.73 240.501136.361136.36次梁0.20 0.40 251.05 2.10 39.6583.2783.27柱0.60 0.60 251.10 9.90 430.424261.162102.81二横梁0.25 0.50 251.05 3.28 224.30735.98735.98纵梁0.25 0.60 251.05 3.94 240.50946.97946.97次梁0.20 0.40 251.05 2.10 40.8585.7985.79柱0.50 0.50 251.10 6.88 300.302064.561768.74三到五横梁0.25 0.50 251.05 3.28 160.80527.63527.63纵梁0.25 0.60 251.05 3.94 183.20721.35721.35次梁0.20 0.40 251.05 2.10 56.70119.07119.07柱0.30 0.50 251.10 4.13 162.40669.901368.05六横梁0.25 0.50 251.05 3.28 140.70461.67461.67纵梁0.25 0.60 251.05 3.94 183.20721.35721.35柱0.30 0.50 251.10 4.13 1