瑞都花园住宅楼设计设计计算书

青岛农业大学毕业论文（设计）题 目： 青岛城阳瑞都住宅楼设计 姓 名： 学 院： 建筑工程学院 专 业： 班 级： 学 号： 指导教师： 2011 年 6 月 5 日目录摘要: .Abstract:.第一部分 建筑设计 .11.1 工程概况.11.2 建筑设计说明 .1第二章 结构设计 .62.1 结构设计说明 .62.2 荷载计算 .102.3 内力计算 .182.4 横向框架内力组合 .332.5 框架梁柱配筋计算 .432.6 楼梯设计 .482.7 楼板设计.512.8 基础设计.53致谢 .58参考文献 .59I青岛城阳瑞都小区住宅楼设计土木工程 指导老师 摘要:本设计是青岛城阳丽都小区住宅楼设计。占地面积 760 平方米。考虑建筑布置的要求，结构选型选择框架结构。结构布置尽量满足实用、耐久、美观三方面的要求。设计主要包括两大部分:建筑设计和结构设计。建筑设计根据其使用要求、自然条件、建筑造型及建筑功能和布置的需要进行平面布置和空间组织；本工程采用钢筋混凝土框架形式；结构设计部分选择了一榀典型框架计算内力并内力组合，通过最不利内力组合计算结构配筋、绘制各主要承重构件结构施工图。关键词：住宅楼 框架结构 结构设计Design of the Qingdao Ridu Community Residencial BuildingStudent Majoring in Civil Engineering Tutor Name Abstract: This is a design about the residential building of Qingdao Ridu Community.Taking the requirement of architectural distributions into consideration, I choose the frame as the structure. The structural distributions try to meet the requirements in 3 aspects of utility, durability and aestthetics . The design is composed of architectural design and structural design. Architectural design carry out plan assign with space organizing according to requirement of use, natural conditions, constructional model and function and collocation; This project adopts the form of the reinforced concrete frame, and in the part of structural design one pin typical frame is selected to calculate the stresses caused by the direct and indirect actions. After the determination of the internal force, the combination of internal force is made by using the excel software, whose purpose is to find one or several sets of the most adverse internal force, which is the basis of protracting the reinforcing drawings of the components. Key words: residential building； frame structure； structural design- 1 -第一章建筑设计1.1 工程概况该地点位于青岛市城阳区，建筑总高 18.9m，共 5 层，室内外高差为 0.450m，层高均为 3.3m，设地上 2.4m 储藏室，总面积约 3300m。每层 3 个单元，单元平面类型为一梯两户，95m 2户型为两室两厅一厨一卫；115m 2户型为三室两厅一厨一卫；130m 2户型为三室两厅一厨二卫，配置合理，档次分明，有相应的起居、卫生和储藏空间。采用钢筋混凝土框架结构。1.2 建筑设计说明1.2.1 设计概要本工程为青岛瑞都花园小区住宅楼设计，地处青岛市。根据其使用功能，所处环境等，满足人们使用方便，安全等要求，进行了合理的建筑设计。建筑以简单明朗为主要风格，在满足人们生产生活等物质功能的要求的同时，而且要满足人们精神文化方面的要求。设计意图：简洁的结构体系和功能布置，让人们在工作时可以心情舒畅。设计原则：以人为中心的原则，便于人们的工作和生活。结构形式为框架结构。不仅为室内各种大型活动提供了理想的使用空间，同时，各种形式的空间结构也极大地丰富了建筑物的外部形象，使建筑物的体型和立面，能够结合材料的力学性能，结合结构的特点，而且具有很好的表现力，并且施工简便。1.2.2 建筑设计依据使用房间的面积大小，主要是由房间内部活动特点，使用人数的多少，家具设备的多少等因素决定的。初步确定了使用房间的面积的大小后，还需要进一步确定房间平面的形状和具体尺寸。房间平面的形状和尺寸，主要是由室内使用活动的特点，家具布置方式，以及采光，通风，音响等要求所决定的。在满足使用要求的同时，构成房间的技术经济条件，以及人们对室内空间的观感，也是确定房间平面形状和尺寸的重要因素。- 2 -初步拟定柱的截面尺寸为 450450，梁的截面尺寸为 250500。在设计中，考虑到工程多层的特性，考虑其功能要求满足使用需要，采用大空间的布置形式。不但赋予建筑实用属性，同时也要赋予它美观的属性，强调建筑美是客观存在的，建筑的审美价值在于其包含的社会伦理和生活内容的价值。1.2.3 使用部分平面设计建筑平面中各个使用房间和辅助房间，是建筑平面组合的基本单元。本设计在使用平面设计中充分考虑了以下几点：注意了房间的面积、形状和尺寸满足室内活动和设备合理布置的要求；门窗的大小和位置考虑了房间的出入方便，疏散安全，采光通风良好要求；房间的构成注意使结构布置合理，施工方便，也要有利于房间之间的组合，所用材料应符合相应的建筑标准；室内空间，以及顶棚、地面、各个墙面和构件细部，应考虑人们的使用和审美要求 1。对于辅助房间的平面设计，通常根据建筑物的使用特点和使用人数的多少，先确定所需设备的个数，根据计算所得的设备数量，考虑在整幢建筑中辅助房间的分布情况，最后在建筑平面组合中，根据整幢房屋的使用要求适当调整并确定这些辅助房间的面积、平面形式和尺寸。以下是各房间的类型：1、起居室（卧室）与过渡空间紧密相连，以起居室为核心，合理组织户内交通流线及户内各房间的入口。起居室中间设敞亮的门窗，使起居室在满足功能的同时，将室外的优美环境最大限度地融入户内，提高居住质量。2、餐厅与厨房联系便捷，与起居室可分可合，并使餐厅与起居室在空间上加以区别，方便使用。3、厨房厨房不穿越其他空间，保证了洁污分离，提高户内卫生标准。厨房设计做到标准化，为成套厨房设备进入家庭提供技术条件，按炊事流线布置洗池、操作台、炉灶，充分利用空间。4、卫生间户内公用卫生间尽可能做到分室布置，外间布置洗台和洗衣机，里面为便溺和洗浴空间，方便使用。卫生间部分做到自然通风采光，设计做到标准化，管道集中，- 3 -隐蔽设置，便于整体化设计。5、阳台每户均设有南阳台，南向阳台结合卧室布置，并考虑花盆的安全搁置和空调室外机与阳台的统一处理，以利于垂直绿化，美化环境。1.2.4 交通联系部分设计交通联系部分要求把各个房间以及室内交通合理协调起来，同时又要考虑到使用房间和辅助房间的用途，减少交通干扰。楼梯是垂直交通联系部分，是各个楼层疏散的必经之路，同时又要考虑到建筑防火要求，本建筑采用板式双跑楼梯（底层储藏室为单跑） 。本设计中交通联系部分设计能满足下列要求：交通线路简捷明确，联系通行方便；人流通畅，紧急疏散时迅速安全；满足一定的通风采光要求；力求节省交通面积，同时考虑空间组合等设计问题 2。1.2.5 平面组合设计建筑平面的组合设计，一方面，是在熟悉平面各组成部分的基础上，进一步从建筑整体的使用功能、技术经济和建筑艺术等方面，来分析平面组合的要求；另一方面，还必须考虑总体规划、基地环境对建筑单体平面组合的要求。即建筑平面组合设计须要综合考虑建筑本身提出的，以及总体环境对单体建筑提出的内外两方面的要求。1.2.6 立面设计立面设计是为了满足使用功能和建筑外形美观的需要进行的。同时，还可起到改善环境条件、保护结构等作用。同时还要考虑建筑的耐久性、经济性，以及正确处理与施工技术的关系。建筑立面可以看成是由许多构部件所组成：包括墙体、梁柱、墙墩等构成房屋的结构构件，门窗、阳台、外廊等和内部使用空间直接连通的部件，以及台基、勒脚、檐口等主要起到保护外墙作用的组成部分。恰当地确定立面中这些组成部分和构件的比例和尺度，运用节奏韵律、虚实对比等规律，设计出体型完整、形式与内容统一的建筑立面，是立面设计的主要任务。- 4 -建筑立面设计的步骤，通常根据初步确定的房屋内部空间组合的平剖面关系，例如房屋的大小、高低、门窗位置，构部件的排列方式等，描绘出房屋各个立面的基本轮廓，作为进一步调整统一，进行立面设计的基础。设计时首先应该推敲立面各部分总的比例关系，考虑建筑整体的几个立面之间的统一，相邻立面间的连接和协调，然后着重分析各个立面上墙面的处理，门窗的调整安排，最后对入口门廊、建筑装饰等进一步作重点及细部处理。完整的立面设计，并不只是美观问题，它和平、剖面的设计一样，同样也涉及使用要求、结构构造等功能和技术方面的问题，但是从房屋的平、立、剖面来看，立面设计中涉及的造型和构图问题，通常较为突出。本工程中建筑立面设计力求给人一种均衡、和谐的感觉，建筑与环境融于一体，充分体现了建筑物的功能与美观，通过巧妙组合，使建筑物创造出了优美、和谐、统一而又丰富的空间环境，给人以美的享受。以下是房屋各环节的构造和建筑设计措施：本次设计的住宅楼为平屋面，其坡度比较平坦，流水速度比较缓慢，有时甚至在屋顶表面形成一层薄薄的水层，因此平屋顶的防水原则应该时在导、堵结合的前提下，以堵为主。平屋顶防水主要有两种方法及柔性防水和刚性防水。结合住宅楼的特点，我们采取刚性防水，就是利用水泥及其制品（水泥砂浆、混凝土、钢筋混凝土）的抗渗性做成的屋面防水层。刚性防水的其特点是刚性防水层的基本材料时水泥、沙、石子，它的基本防水原理时利用水泥制品的密实性来抵抗水分的渗透，因此它的抗渗能力与制品的密实程度有密切的关系。提高刚性防水材料的密实性主要时通过改进颗粒级配、和控制水灰比级良好的施工质量。为了进一步提高抗渗性能，在防材料可以入加入一些防水剂。1.2.7 剖面设计建筑剖面图是表示建筑物在垂直方向房屋各部分的组合关系，剖面设计主要表现为建筑物内部结构构造关系，以及建筑高度、层高、建筑空间的组合与利用。它和房屋的使用、造价和节约用地有着密切关系，也反映了建筑标准的一个方面。其中一些问题需要平、剖面结合在一起研究，才具体确定下来。本工程为青岛丽都小区住宅楼，按照设计任务书要求，共设计 5 层，层 3.3m，垂直交通采用楼梯，没有设计电梯。门的高度根据人体尺寸来确定，窗高要满足通风采光要求。 1.2.8 屋顶设计- 5 -屋顶是房屋最上层覆盖的外围护结构，其主要功能是用以抵御自然界的风霜雨雪、太阳辐射、气温变化和其他外界的不利因素，以使屋顶覆盖下的空间，有一个良好的使用环境。因此，要求屋顶在构造设计时注意解决防水、保温、隔热以及隔声、防火等问题。在结构上，屋顶又是房屋上层的承重结构，它应能支承自重合作用于屋顶的各种活荷载，同时还起着对房屋上部的水平支撑作用。因此，要求屋顶在构造设计时，予以解决屋顶构件的强度、刚度和整体空间的稳定性问题。本建筑采用平屋顶。1.2.9 楼梯设计楼梯是房屋各层间的垂直交通联系部分，是楼层人流疏散的必经通路。在设计中要求楼梯坚固、耐久、安全、防火；作到上下通行方便，便于搬运家具物品，有足够的通行宽度和疏散能力；此外，楼梯还有一定的美观要求。楼梯设计主要根据使用要求和人流通行情况确定梯段和休息平台的宽度；选择适当的楼梯形式；考虑整个建筑的楼梯数量；以及楼梯间的平面位置和空间组合。楼梯的宽度和数量也是根据通行人数的多少和建筑防火要求决定的，楼梯形式的选择主要以房屋的使用要求为依据。楼梯的基本要求。首先在建筑设计上满足功能要求，保证通行畅通和美观。第二在结构、构造方面，要求楼梯四周必须有坚固的墙、柱或框架来支承，有较高的刚度，楼梯间必须有良好的采光、通风，楼梯须有适当坡度，中途须有休息平台。第三是防火与安全的要求，楼梯须有足够的通行和疏散能力，楼梯四周须有耐火墙体，至少为一砖墙。楼梯间内不准有凸出部分，以免阻碍人流。最后要符合施工和经济要求。楼梯的数量主要根据楼层人数多少和建筑防火要求来确定。当建筑物中，楼梯和远端房间的距离超过防火要求的距离。1.2.10 门和窗的设计门的设计与布置：对门的设计主要考虑了以下几点：1、根据功能确定门的大小2、根据使用具体要求确定门的数量3、窗的设计和布置房间中窗子的大小、形式和位置，对室内采光、通风、日照和使用等功能要求，- 6 -对建筑物的装门面构图，都有很大关系，在设计时应根据各方面要求综合考虑。4、窗的大小一般住宅的窗面积不应小于地板面积的 1/7。窗子的大小、数量，还应考虑经济条件和当地的气候条件。 5、窗的位置在设计窗的位置时，考虑了下列问题:窗的位置应很好地考虑房间内部的使用情况。窗子大都兼有通风的作用，因此房间的窗子位置应与门的位置一起考虑，最好把窗开在门对面的墙上或离门较远的地方，以使房间尽可能得到穿堂风。6、窗的形式窗的形式不仅考虑了采光、通风的要求，而且还考虑比例造型的美观，因为窗是建筑外形和室内艺术造型的重要内容。结构设计计算2.1 结构设计说明2.1.1 工程概况1 工程名称：瑞都花园住宅楼2 建设地点：本工程位于山东省青岛市城阳区。 3 本设计采用青岛市的地质、气象资料，6 度设防。4 工程概况：建筑面积 3300，5 层框架结构，层高 3.3m。设一层储藏室，层高2.4m，室内外高差-0.450m。 。5 气象资料：(1) 基本风压： W=0.43 kN/m2。(2) 基本雪压：基本雪压 S =0.25kN/。06 活荷载：楼面活载均布活荷载标准值：2.0 kN/m 2。- 7 -走廊、楼梯均布活荷载标准值：2.0 kN/m 2 。7 门窗做法：铝合金窗，木门。2.1.2 结构布置与选型该工程采用现浇钢筋混凝土框架结构1 屋面、楼面结构：现浇钢筋混凝土屋面板，按上人屋面的使用荷载取用；2 楼梯结构：采用现浇钢筋混凝土楼梯；3 基础：采用机械与人工开挖独立基础。本建筑的材料选用如下：混凝土：采用 C30；钢筋：HRB335 HRB400墙体：外墙、分户墙采用普通砖，其尺寸为 240mm120mm60mm，重量 =15 kN/m2； 窗：钢塑门窗， =0.35 kN/m2；门：木门， =0.2 kN/m2。平面结构布置如图 2-1 所示。竖向结构布置图如图 2-2 所示。图 2-1 平面结构布置图- 8 -图 2-2 竖向结构布置图- 9 -图 2-3 结构计算一榀框架2.1.3 梁柱截面尺寸的估计（1） 框架横梁截面尺寸：框架横梁截面高度 h=(1/121/8)L, 截面宽度：b= (1/31/2)/h，板厚 h/L50经计算本结构取：h=500mm,b=250mm,板厚 100mm。且 h/b=2V 符合要求0cfbh=0.71.43250465=116.37kNV.7t构造配筋。- 46 -表 2-16 梁斜截面强度计算一层 六层截面A 右 B 左 B 右 D 左 A 右 B 左 B 右 D 左设计剪力 V （kN）50.26 80 83.31 90.31 59.78 92.01 104.78 121.92RE（kN）42.72 68 70.81 76.81 50.39 78.21 89.06 103.63bh （mmmm）250500 250500 250500 250500 250500 250500 250500 2505000.25 0bhfc415.6 415.6 415.6 415.6 415.6 415.6 415.6 415.60Nb 为小偏压 选用 M 大 N 大最不理组合 M=33.40 N=1710.33kN =1.25H=4.375kNm 0l19mm =20mm0MeNae=39mm0ia1 取 =11 6.5.143507.cfAN1=121.722 20111()(9.7)134045ileh- 48 -=1.7250+225+35=276mm2ishe31710.0.64.45bcoNfbh 所以为大偏压。 21 -.0cosysefAh最小纵配筋率根据要求 7：查得 ，故：min=0.6 2s,is,i%450A67.52m查附表，得：每侧实配：3 18（ ） 2sA=33、柱斜截面受剪承载力计算：B 轴柱：一层：最不利内力组合M=3.40kNm17V.5因为剪跨比 3,2noHh所 以 取 因为 20.3.145086.73kNM10()2fcfhb经判别属第一类 T 形截面=0.027 =0.986 622109.51043scMfbh ss215.0=228.62mm ,选配 3 12， =339 mm60.985syAf2sA2配置 6200 箍筋，则斜截面受剪承载力0025.17. hsAfbhfVvytcs=0.71.432502951.2521056.6/200295=94.44kN V=25.02kN，- 52 -满足要求。2.7 楼板设计板的混凝土强度等级采用 C30， =14.3N/ ， =1.43N/ ；钢筋的等级采cf2mtf2m用 HRB235， =300N/ 。yf2m双向板肋梁楼盖结构布置图如图 2-22 所示:图 2-22 双向板肋梁楼盖结构布置图2.7.1 荷载计算值：q=1.32=2.6kN/m2 g=1.24.33=5.20kN/m2g+q/2=5.2kN/m2 q/2=1.3kN/m g+q=7.8kN/m21、跨度计算：内跨：支承中心线间距离边跨：取（1.025 +b/2）与（ + ）两者中的小值1nl1nl2bh为梁板边跨的净跨长，b 为第一内支座的支承宽度1nl- 53 -2.7.2 弯矩计算：按弹性理论设计：连续双向板跨中最大正弯矩，活荷载分布情况可分解为满布荷载 g+q/2 及隔间布置 q/2，对前一种荷载可近似认为各区格板都固定支撑在中间支承上，对后一种荷载情况，可近似认为各区格板在中间支承处是简支的。支座最大负弯矩近似按满布活荷载考虑，认为各区格板都固定在中间支座，楼盖周边仍按实际支承情况确定，然后按单块双向板计算各支座的负弯矩 11。根据不同的支承情况，把跨度接近的几个看做一种区格板进行计算配筋按略大的进行计算，整个楼盖可以分为 5 种区格板。取 1,2 进行计算为例。对于混凝土， =0.2。根据公式 m=表中系数p 求各区格板的弯矩值于表所示 ： 201l1 区格板： / =0.6 查表得：01l22 2(.367.6)5.3(.8.4).364.09m kNm2 70420811= =-0.07937.83.6 =-8.0121 2= =0.0571 7.83.6 =-5.7722表 2-20 按弹性理论计算的弯矩值区格 1 2 3 4 501l3.6 3.6 4.5 3.9 326 4.5 5.4 6 6/01l0.6 0.8 0.85 0.67 0.5m4.039 3.078 4.434 4.413 2.04521.691 2.087 3.343 3.267 1.7221-8.012 -6.712 -9.888 -9.298 -5.820- 54 -7.1.3 截面设计：采用 HRB335， 取 0.95，230yfmysfhmA095.截面有效高度： 方向跨中截面的 =80mm， 方向跨中截面的 =70mm，支座截面01l01h02l02的 =80mm。截面配筋计算结果及实际配筋如表所示：0h表 2-21 截面配筋计算M （mm 实（kNm） ） （mm截面 （mm） 配筋）Lo1 方向 80 4.039 177.15 8250 2011 区格L02 方向 70 1.691 84.76 6250 113Lo1 方向 80 3.078 135 8250 2012 区格L02 方向 70 2.087 104.16 6250 113Lo1 方向 80 4.434 194.47 8250 2013 区格L02 方向 70 3.343 167.57 8250 201Lo1 方向 80 4.413 193.55 8250 201跨中4 区格L01 方向 70 3.267 163.76 8250 20112 80 -8.012 351.4 8120 41914 80 -7.114 312.02 8150 33523 80 -9.888 433.68 8100 50334 80 -9.298 407.81 8100 503支座45 80 -7.114 312.02 8150 3352m-5.772 -5.651 -8.703 -7.114 -4.0010hsA2 sA2- 55 -2.8 基础设计采用钢筋混凝土独立基础，设基础总高度为 700mm。混凝土强度等级 C30，厚度为 100mm，每端伸出基础边 100mm,HRB400 级钢筋，地基承载力特征值 =280 =364akf2mN1.3akff2mN2.8.1 确定基础地面尺寸：基础埋置深度 d=1.5m B 轴力最大，所以以 B 轴进行布置。先按轴压比受压估算：= ，基础及基础上土的重力密度平均值 =20dfNAmak2170.35(642) m3kN由于偏心不大，将其增大 20%40%，初步选用底面尺寸为：选用 2.5m 的正方形。A=6.25m 2W=bl /6=1/62.42.4 =2.6m23Gk= bld=202.52.51.1=137.5kN m=0.026b/6=0.583.41750.82MeN基础边缘的最大和最小压力即=313.89,max 17.3.53.4017.58226kkkGVhpblW2mkN=267.63,axkkkl2mkN校核地基承载力：=290.76 =364 ，2min,ax,kkpp2kaf2k=313.891.2 =436.8 ，max,kafN故该基础底面尺寸满足要求。为 2.5m2.5m。- 56 -2.8.2 验算基础高度：地基净反力计算：=291.89,max170.3.417530.82526kkjNMVhplbW2mkN=273.65,inkkjlmN图 2-23 承载力分配简图冲切正方形的有效高度 =800-40=760mm，0h冲切破坏锥体最不利一侧斜截面上边 和下边长 分别为：tab=700mm， =700+2660=2020mm，taba1.362tm考虑冲切荷载对取用的多边形面积 =（2.5/2-1.1/2-2002hlhbAttl0.66）2.1 （ 2.1/2-1.1/2-0.66） =1.6m2=291.891.6=467.02kN ljljl ApFmax,0.7 =0.7