中城花园住宅楼设计

青岛农业大学毕业论文（设计）题 目：姓 名：学 院：专 业：班 级：学 号：指导教师：2011年 5 月 28 日- 1 -目录摘要: .IABSTRACT: .I第一章 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 .42.1 结构设计说明 .42.2建筑做法说明 .42.3 结构布置及计算模型的确定 .52.4 荷载计算 .102.5 内力计算 .212.6 横向框架内力组合 .572.7 框架梁柱配筋计算 .672.8 楼板的设计 .732.9 楼梯设计 .782.10 基础设计 .81总结 .85致谢 .86参考文献 .87毕业设计图纸目录 .88I中城花园住宅楼设计土木工程 指导教师 摘要:本设计是中城花园住宅楼设计。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，遵循建筑可持续发展，使建筑和环境相结合，超越了单纯形式的层面，结构设计包括结构选型，结构布置，梁、板、柱、基础的配筋计算，又综合运用PKPM，天正等软件对计算结构进行验算与调整。关键词：建筑设计；框架结构；结构设计A Design of the Zhongcheng Community Residential BuildingAbstract: The design is about the residential building of Zhongcheng Community. Taking the requirements of architectural arrangements into account, the frame structure is the top choice. The structural layout should try to meet 3 different requirements: utility, durability and aesthetics. The design mainly contains 2 parts- architectural design and structural design. Architectural design carries out plane layout and space organization according to its operating requirements, natural conditions, structure model and function. This project adopts the form of the reinforced concrete frame structure, and follows the law of sustainable development of the building to combine the building with the environment, and surpass the level of the simple form. The structural design includes the structure form selection, the layout of the structure, the reinforcement calculation of girder, plank, pillar IIand groundwork and the calculation and adjustment of the structure with the help of PKPM and the TARCH software. Key words: architectural design； frame structure； structural design1第一章 建筑设计1.1工程概况工程名称：中城花园住宅楼设计建设地点：本工程位于山东省青岛市城阳区地面粗糙度：B 类建筑类型：现浇框架结构1.2 建筑设计说明1.2.1 设计概要结构类型：现浇5层框架结构，每单元为一梯二户。建筑面积：占地面积800，总建筑面积4800，其中有10户型建筑面积为80；有10户型建筑面积为90；有10户型建筑面积为110；有10户型建筑面积为120。每户设地下室为贮藏间，面积自定。住宅房：80户型为两室两厅一厨一卫；90户型为两室两厅一厨一卫；110户型为三室两厅一厨二卫，120户型为三室两厅一厨二卫。楼梯间为公滩面积，每户设计面积误差不超3%；总建筑面积不超过10%。1.2.2建筑设计的依据人体尺度和人体活动所需的空间尺度。家具、设备的尺寸和使用它们的必要空间。1.2.3立面剖面设计立面设计是在满足房间的使用要求和技术经济条件下，运用建筑造型和立面构图的一些规律，结合平面的内部空间组合进行的。进行立面设计时要考虑房屋的内部空间关系，相邻立面的协调，各立面墙面的处理和门窗安排，满足立面形式美观要求，同时还应考虑各入口，雨篷等细部构件的处理。使住宅楼立面尽量简洁、大方。在建筑的南立面设计有阳台，供用户使用。建筑剖面考虑的是建筑物各部分高度，建筑层数和空间结构体系。确定房间净高时，主要考虑房间的使用性质，室内采光通风及设备设置和结构类型。综合考虑这些因素，设计层高为3.0 。m21.2.4装饰在装饰上外墙下部做勒脚，勒脚以上部分各层分隔处做蓝色压条间隔线其他墙面采用白色涂料涂抹，尽量使其显出整个建筑物的和谐，突出重点，创造出与建筑物身份相称的典雅。配上白色的塑钢窗。足以给人一种朴实无华的美感。室内采用彩色水磨石地面，在卫生间内采用瓷瓦楼面。1.2.5楼梯的设计要求：楼梯梯段净高不小于2200 ，平台部分的净高应不小于2000 。梯段的mm起始、终了踏步的前缘与顶部凸出物内边缘的水平距离应不小于150 。为了适用和安全，每个梯段踏步一般不超过18步，也不应小于3步。梯段坡度的选择要从攀登效率、节约空间、便于人流疏散等方面考虑。一般在人流量大、安全标准较高或面积充裕的场所，其坡度可较平缓，适宜坡度30左右。本工程楼梯的确定：本工程中底层采用双跑不等跑楼梯，其他楼层全部采用双跑等跑楼梯。1.2.6细部构造总说明1.勒脚勒脚是墙身接近室外地面的部分，一般情况下，其高度为室内地坪与室外地面的高差部分。它起着保护墙身和增加建筑物立面美观的作用。由于它容易受到外界的碰撞和雨、雪的侵蚀，遭到破坏，同时地表水和地下水的毛细作用所形成的地潮也会造成对勒脚部位的侵蚀。所以，在构造上必须采取相应的防护措施。本工程设水平砂浆防潮层。也就是在需要设置防潮层的位置铺设防水砂浆。防水砂浆能克服油毡防潮层的缺点，但由于砂浆系脆性材料，易开裂。故不适于地基会产生微小变形的建筑中。为了提高防潮层的抗裂性能，采用混凝土防潮层。2.散水本工程做散水，宽度600 ，坡度3%。m3.楼地面工程（1）内地面混凝土垫层酌情设置纵横缝（平头缝），细石混凝土地面面层设置分格缝，分格缝与垫层缩缝对齐，缝宽20 ，内填沥青玛蹄谛脂。3（2）室内经常有水房间（包括室外阳台）应设地漏，楼地面用1：2.5水泥砂浆（掺3%防水粉）作不小于1%排水坡度坡向地漏，最薄处为20厚，地面最高点标高低于同层房间地面标高20 。 m4.屋面工程（1）屋面采用平屋顶，加女儿墙。具体做法依照房屋建筑学统一规范 。1（2）屋面排水采用加雨水管外排水。（3）凡管道穿屋面等屋面留洞孔位置须检查核实后再做防水材料，避免做防水材料后再凿洞。4第二章 结构设计2.1 结构设计说明2.1.1 工程概况1. 工程名称：庆丰小区住宅楼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，结构考虑抗震，设防烈度为6度，类场地。4. 工程概况：本工程为6层框架结构，占地面积800 ，总建筑面积4800 ，。一梯两2m2m户，对称布置，共四个单元。层高3m，室内外高差 0.600 。设计使用年限50年。2.1.2 设计资料1. 气象资料：(1) 基本风压：W=0.5 。2kN/m(2) 基本雪压：基本雪压S =0.35 。02/2. 活荷载 ：2楼面活载均布活荷载标准值：2.0 。2k/厨房楼面均布活荷载标准值：2.0 。Nm浴室、卫生间楼面均布活荷载标准值：2.0 。 2/走廊、楼梯均布活荷载标准值：2.0 。k/屋面均布活荷载标准值：非上人屋面：0.5 。2/2.1.3 设计思路设计面积4800 。2m总建筑面积4950 ，误差满足要求。2.2建筑做法说明1. 墙身做法：工程为框架结构，内墙和外墙采用加气混凝土砌块，用M5混合砂浆砌筑。5外墙作法为：刷涂料墙面 ，20厚石灰粗沙料刷层。2. 屋面做法：结构层100厚现浇混凝土板；找坡层40厚水泥石灰焦渣砂浆找坡；找平层15厚水泥砂浆；保温层80厚矿渣水泥；SBS防水层；抹灰层10厚混合砂浆。3. 标准层楼面：面层25厚干硬性水泥砂浆，素水泥砂浆填缝；结构层100厚现浇钢筋混凝土板；抹面层10厚水泥砂浆天棚抹灰。4. 卫生间、厨房楼地面做法：面层，10厚300300防滑陶瓷地面砖，稀水泥浆填缝；结合层： 1:2干硬性水泥砂浆结合层最薄处20厚，从门口向地漏找坡1%；素水泥砂浆一道；高分子聚合物水泥复合防水涂料1厚，四周沿墙刷起150高；结构层：100厚现浇钢筋混凝土板；板底抹面层：10厚水泥砂浆天棚抹灰。5. 底层楼面做法：20厚1:2水泥砂浆抹面压光；素水泥砂浆结合层一道；100厚C15素混凝土； 70厚卵石垫层，下为素土夯实。6. 水泥砂浆顶棚做法：钢筋混凝土板用水加10%火碱清洗油腻，1:1:4水泥石灰砂浆中层8厚；1:2.5水泥砂浆7厚；喷石灰浆两道，共厚10 。m7. 门窗做法：户内采用木门，户门采用防盗门，窗子采用塑钢窗。2.3 结构布置及计算模型的确定2.3.1 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，按不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板式楼梯；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 ：3混凝土：采用C30；钢筋：纵向受力钢筋采用热轧钢筋HRB335，其余采用热轧钢筋HPB235；6墙体：外墙、分户墙采用加气混凝土砌块，其尺寸为240 200 600mm，重量 = 6kN/m ； 2窗：钢塑门窗， = 0.35 ；2kN/m门：木门， = 0.2 。平面结构布置如图2-1所示:图2-1 结构平面布置图7竖向结构布置如图2-2所示：图2-2 竖向结构布置图82.3.2 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=(1/101/18)L=316570 ，截面宽度：b= m(1/31/2)/h，。本结构取：h=500 ，b=200 ，板厚100 。m2、 框架柱截面尺寸：底层框架柱尺寸估计：中柱受力最大，则中柱的轴力设计值为N=(1.11.2)N v,取1.2.N v=受力面积（1214）KN/N=1.2125.7（1.5+1.9） 6=1674.06 。kN结构采用C30混凝土, fc =14.3N/ ，m则柱的轴压比为： 1cNbhf故确定取柱截面尺寸为b h 400 400 。 =为了简化施工，各柱截面从底层到顶层不改变。3、确定框架计算简图框架柱嵌固于基础顶面，框架梁与柱刚接，底层柱高从基础顶面算至二层楼面，室内外高差0.60 ，基础顶面至室外地坪通常取 0.50 ， mm所以底层柱高度h=0.5+0.6+3=4.1 ，其余各层柱高从楼面算至上一层楼面（即层高），故均为3.0 。 见图2-2。 2.3.3 框架梁柱线刚度计算工程采用现浇钢筋混凝土结构，结构采用C30混凝土Ec=310 。43N/mEc混凝土弹性模量左右跨梁： EI/L=3.010 71/120.20(0.5)3/5.7i梁=2.20104 kNm9底层柱：EI/h=3.010 71/120.4(0.4)3/4.1=1.56104i底 柱 kNm其余各层柱：EI/h=3.010 71/120.4(0.4)3/3=2.13104i余 柱令 1.0 , 其余各杆的相对线刚度为：余 柱1.95/2.130.92； i梁1.56/2.130.73；i底 柱框架梁柱的相对线刚度计算简图，如图2-3所示：10图2-3 梁柱相对线刚度2.4 荷载计算2.4.1 荷载标准值计算1、 恒荷载标准值计算(1) 标准层楼面面 层：25厚干硬性水泥砂浆，素水泥砂浆填缝 0.02520= 0.5 2kN/m结构层：100厚现浇钢筋混凝土板 0.125=2.511抹面层：10厚水泥砂浆天棚抹灰 0.117= 0.17 2kN/m合 计： 3.17 (2) 梁自重自 重： 0.20.525=2.5 2kN/m抹 灰：梁底抹灰+两侧抹灰 (10厚混合砂浆) 0.01 (0.5 0.1)217=0.1362k/合 计： 2.64 Nm(3) 柱自重 自 重： 0.40.425=4 k/抹灰层：10厚混合砂浆(四面抹灰) 0.010.4417=0.27 Nm合 计： 4.27 k/(4) 卫生间、厨房楼地面面 层：水泥砂浆填缝，10厚300300防滑地砖 0.34 2kN/m结合层：20厚干硬性水泥砂浆结合层 0.0220=0.4素水泥砂浆一道结构层：100厚现浇钢筋混凝土板 0.125=2.5 2kN/m抹面层：10厚水泥砂浆天棚抹灰 0.0117=0.17 合 计： 3.41 2k/(5) 阳台恒载面 层：20厚水泥砂浆抹面 0.220=0.4 2kN/m结构层：100厚现浇钢筋混凝土板 0.125=2.512抹面层：15厚水泥砂浆天棚抹灰 0.0117=0.17 2kN/m合 计： 3.07 (6) 外纵墙自重铝合金窗 0.351.2=0.42 kN窗间墙 60.24（3.0-1.2-0.5）=1.94水泥粉刷内、外墙面 0.36 (3.0-1.2-0.5) 2=0.936 K合计： 3.23 N(7)内横墙自重横墙： 6（3-0.5）=3.6 /Km粉刷： 0.36 （3-0.5）2=1.8 N合计： 5.4 /(8) 屋面SBS防水层 0.40 2kN/m找平层：15厚水泥砂浆 0.015 20 =0.30m3/找坡层：40厚水泥石灰焦渣砂浆找坡 0.04 14 =0.56k2k/保温层：80厚矿渣水泥 0 .08 14.5 =1.163N/m100mm厚钢筋混凝土楼盖 0.1 25 =2.50mk2k/抹灰层：10厚混合砂浆 0.01 17 =0.17 3/合计： 5.09 2kN/m2、 活荷载标准值计算楼面活载均布活荷载标准值：2.0 2kN/m13厨房楼面均布活荷载标准值：2.0 2kN/m浴室、厕所楼面均布活荷载标准值：2.0 /走廊、楼梯均布活荷载标准值：2.0 2屋面均布活荷载标准值：不上人屋面：0.5 k/3 、风载、雪载标准值根据工程所在地，工程采用山东省青岛市地质气象资料，风载荷、雪荷载取青岛市的风载、雪载设计值，即：风载取W=0.5 ，雪载取S 0=0.35 。2kN/m2kN/m屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，计算时取两者中较大者 5 。2.4.2 竖向荷载计算确定板传递给梁的荷载时，要一个板区格一个区格的考虑，确定每个板区格上的荷载传递时，先要区分此板区格是单向板还是双向板，若为单向板，可沿板的短跨作中线，将板上荷载平均分给两长边的梁；若为双向板，可沿四角作45线，将区格板分为四小块，将每小块板上的荷载传递给与之相邻的梁，板传至梁上的三角形梯形荷载可等效为均布荷载 。短跨方向传递5aq/8，长方向传递1 2(a/2b) 2+(a/2b) 3aq。6 由平面结构布置图中选一榀进行荷载计算，框架单元板传力路线如图2-4所示：14图2-4 板传力线路图屋面板传给梁的荷载: 三角形：P = P P=（gq） 公式（2-1）058012l梯形：P =（1 2 ）P 公式（2-2）03012l1、AB轴间框架梁 1.9.45723.0.215715屋面板：恒载： 5.09 =7.633.922310.4.kN/m5.09 =7.0323.1/1.0kN/m活载：0.5 =0.793.922310.4.kN/m0.5 =0.6923.1/1.48kN/m楼面板传给梁的荷载：恒载：3.17 +3.17 =9.383.922310.4.22310.1kN/m活载：2 +2 =5.923.922310.4.22310.1k/梁自重标准值： 2.68 kN/mAB轴间框架梁均布荷载为：屋面梁：恒载=梁自重板传荷载=2.6412.02=14.66 kN/m16活载=板传荷载=1.48 kN/m楼面梁：恒载=梁自重板传荷载+墙传荷载=2.68+9.38+5.4=17.64 kN/m活载=板传荷载=5.92 kN/mBC轴间框架梁同AB3、柱纵向集中荷载计算（1）C轴柱纵向集中荷载的计算顶层：恒载=梁自重板传荷载+女儿墙自重=34.23.903.9.690.546()6.122 kN活载=板传活载=0.5 .1.kN标准层：恒载=墙自重梁自重 +板传荷载= 3.93.907.81.2()6.85kN活载=板传荷载= 2=5.853.902kN（2）因A轴柱纵向力较C轴柱小，且差值很小。计算时可忽略不计，所以A、C轴纵向力相同。（3）B轴柱纵向集中荷载的计算顶层：恒载=梁自重+板传荷载=2.64 3.4 5.09 =38.66 +3.923.02217活载=0.5 3.923.022=2.86kN标准层：恒载= 3.93.907.8154()4.722k活载273.923.02=11.7kN框架在竖向荷载作用下的受荷总图如图2-5所示：18图2-5 框架恒载受力图由于A、C二轴的纵梁外边线分别与该二轴柱的外边线齐平。故此二轴上的竖向荷载与柱轴线偏心，A轴的偏心距80mm，C轴偏心距80mm。因数值较小，计算时忽略，按轴心受压计算。2.4.3 风荷载计算1、 风荷载标准值计算 719将计算单元范围内的外墙面上的分布风荷载，简化为等量作用于楼面处的集中风荷载，计算公式如公式2-3所示：公式(2-3)ZoW=w(+)Bhijs2S风荷载体形系数，本工程H/B=17.18/11.11=1.55，取 S =1.3。Z风压高度变化系数，本工程建设地点为城市郊区，取B类地面粗糙程度； 0风荷载基本风压值；hi下层柱高；hj上层柱高；B值计算单元迎风面积宽度，B=3.60 。m风振系数： Z=1+ Z/Z，此处大致取1.0。计算过程如表2-1所示：表2-1 各层楼面处集中风荷载标准值计算层数 离地高度 z z s 0 hi hj 风压力6 18.0 1.262 1.0 1.3 0.5 0.9 3 8.885 15.0 1.147 1.0 1.3 0.5 3 3 8.014 12.0 1.012 1.0 1.3 0.5 3 3 7.603 9.0 1.0 1.0 1.3 0.5 3 3 7.092 6.0 1.0 1.0 1.3 0. 5 3 3 7.091 3.0 1.0 1.0 1.3 0. 5 3 3 7.092 、风载作用下抗侧移刚度D的计算：位移计算时，各荷载值均采用标准值。抗侧移刚度D的计算如表2-22-3所示：表2-2 横向标准层D值计算20构件名称 2bci2ci21ciDh/kNmA轴柱 =i0.5/1.040.342 9656B轴柱 =i2.80.509 14456C轴柱 =1.040.342 9656D=9656+14456+9656=33768 kN/m表2-3横向底层D值计算构件名称 2bci0.52ci21ciDhkN/mA轴柱 1.04.73i0.56 6236B轴柱 .2.80i0.69 7684C轴柱 1.4i 0.56 6236D=20156KN3、 风载作用下抗侧移刚度D的计算水平荷载作用下框架的层间侧移按以下公式计算：Uj= Vj/Dij 公式(2-4)Vj第j层的总剪力；Dij第j层所有柱的抗侧移刚度之和；21Uj第j层的层间侧移。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 Wj Vj D juVj/h6 8.88 8.88 33768 0.26 1/115385 8.01 16.89 33768 0.50 1/60004 7.60 24.49 33768 0.73 1/41093 7.09 31.58 33768 0.94 1/31912 7.09 38.67 33768 1.15 1/26081 7.09 45.76 20156 2.27 1/1321侧移验算：对于框架梁结构楼层层间最大侧移与层高之比的限值为1/550,该工程的框架结构层间侧移 为1/13210.7tfbh 107.bVkN故可按构造配筋。箍筋加密区长度 取750 ，对于四级抗震框架结构梁箍筋最大max(1.5,0)bhm间距 ，最小直径6 。in(,8)4bhd梁斜截面受剪承载力计算如表2-19所示：表2-19 框架梁斜截面配筋计算梁跨 梁AB层 一五 六()bVkN119.14 86.90.25cofh336 336268.8 268.8.7125nbcoyvfASh00梁端加密区实配钢筋 8100 双肢箍8100双肢箍加密区长度取 750 m750 m非加密区实配钢筋 8150双肢箍 8150双肢箍注：本结构抗震等级为四级，核心区剪力较小，故框架节点可不进行抗震节点计算，仅按结构配置箍筋。 2.8 楼板的设计2.8.1设计荷载楼面恒载标准值：居民楼（h=100 ） m23.17kN/m楼面活载标准值： 2.0 2.8.2截面设计73混凝土强度等级为C30；板内受力纵筋为HRB335，其余为HRB335钢筋 。双向板肋梁楼盖结构布置图如图2-30所示：图2-30 双向板肋梁楼盖结构布置图荷载计算值：q=1.42=2.8kN/m g=1.23.17=3.80N/mp=g+q/2=5.20kN/m q/2=1.4kN/m g+q=6.6kN/m1.430.450.%.22tyf跨度计算：74内跨：支承中心线间距离边跨：取（1.025 +b/2）与（ + ）两者中的较小值 51nl1nl2bh为梁板边跨的净跨长，b为第一内支座的支承宽度， h为板厚。1nl、 分别为班的短跨与长跨的计算长度。012各区格板的计算跨度如表2-20所示：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。根据不同的支承情况，整个楼盖可以分为4种区格板。根据不同的支承情况，整个楼盖双向板可以分为3种区格板。单向板可分2个区格双向板计算: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如表2- 201l20所示 ：75表2-20 按弹性理论计算的弯矩值1 2 5l01 3.9 3.0 4.2l02 5.7 5.7 5.7021l0.68 0.53 0.75m1(0.0330+0.20.0106) 5.23.92+(0.078+0.20.0286) 1.43.92=4.87(0.0391+0.20.0048) 5.23.02+(0.0921+0.20.0196) 1.43.02=3.08(0.0296+0.20.0130) 5.24.22+(0.0620+0.20.0317) 1.44.22=4.46m2(0.0106+0.20.0330) 5.23.92+(0.0286+0.20.078) 1.43.92=2.30(0.0048+0.20.0391) 5.23.02+(0.0196+0.20.0921) 1.43.02=1.07(0.0130+0.20.0296) 5.24.22+(0.0317+0.20.0620) 1.44.22=2.841-0.07476.63.92=-7.50-0.08206.63.02=-4.87-0.07016.64.22=-8.162m-0.05706.63.92=-5.72-0.05706.63.02 =-3.39-0.05656.64.22 =-6.5876单向板计算：板3 0 1024023nhl mM=2.66KN.m板4：0 10270253nhl mM=3.43KN.m表2-21单向板配筋区格 3 4弯矩M 2.66 3.430.026 0.0330.026 0.033计算配筋As 105.34 152.58200 8200实际配筋 251 2511、截面设计：截面有效 高度：假定选用 8钢筋，则 l01方向跨中截面的 h01=80mm； l02方向跨中截面的 h02=70mm2200()()141=2gqlgqlM 则210scfbhs77；支座截面 h0=80mm。最小配筋率：0.45 0.2%故取 smin=0.31% 1.4305.%2tyf。截面设计时取用的弯矩设计值：中间跨的跨中截面及中间支座截面减小20%；边跨跨中截面及楼板边缘算起的第二个支座截面处，当 lb/l033.06kN，满足要求。2.10 基础设计设计基础的荷载包括:框架柱传来的弯矩、轴力和剪力（可取设计底层柱的相应控制力）；基础自重，回填土的重量