土木工程毕业设计（论文）-洛阳市嵩县滨河金典住宅小区2#楼设计

本科生毕业设计 题 目：洛阳市嵩县滨河金典住宅小区2#楼设计指导教师： XXX 职称： 工程师 学生姓名： XXX 学号： XXXXXXXX专 业： 土木工程 院 （系）： 建筑工程学院 答辩日期： 2014年05月18日 2014年05月18日郑州华信学院毕业设计 洛阳市嵩县滨河金典住宅小区2#楼设计目 录第1章 工程概况与设计基本条件 .1 1.1 工程概况 .1 1.2 自然条件 . 1第2章 建筑设计说明 . 22.1 设计依据 . 22.2 设计内容、建筑面积、标高 . 22.3 结构 . 22.4 各部分工程构造 . 2第3章 结构选型及结构布置. 33.1 结构承重方案选择 .33.2 结构布置图. 33.3 梁柱截面尺寸估算. 33.4 楼板厚度. 4第4章 确定框架计算简图及线刚度 . 54.1确定框架计算简图 .5 4.2相对线刚度计算 .6第5章 荷载计算. 7 5.1 恒载标准值计算 . 7 5.2 活载设计标准值计算 . 9 5.3 竖向荷载下框架受荷计算 . . 10 5.4 风荷载的计算 . 12 5.5 竖向荷载作用下框架结构内力分析 . 18第6章 内力组合 . 32第7章 截面设计 . 36 7.1框架梁的配筋计算. 367.2框架柱的配筋计算 . 437.3现浇板设计. 47第8章 基础设计 . 548.1边柱基础配筋计算. 53第9章 楼梯设计 . 56 9.1 梯段板设计 . . 56 9.2 平台板设计 . . 57 9.3 平台梁设计 . . 57致谢. 60参考文献 . . 61全套图 纸加扣 3346389411或301225058261郑州华信学院毕业设计 洛阳市嵩县滨河金典住宅小区2#楼设计第1章 工程概况与设计基本条件1.1 工程概况本工程为洛阳市嵩县滨河金典住宅小区2#楼，建筑面积3200，主体部分建筑高度为16.2米，长66米，宽为10米。本设计采用钢筋混凝土框架结构，柱下独立基础。1.2 自然条件地质条件：建设场地地处黄河泛平原区，地貌单元属黄河冲积平原，地势平坦，地面标高110m左右，由西南向东北微倾。勘察期间，在勘探深度12m以内未见到地下水，由于地下水位埋藏较深设计和施工中可不考虑其影响。地震设防：抗震设防烈度为6度。耐火等级：本工程耐火等级为二级，主要结构为钢筋混凝土构件，具有3小时以上的防火时效。第2章 建筑设计说明2.1设计依据：（1）洛阳市嵩县滨河金典住宅小区项目的立项批文。（2）洛阳市规划局嵩县分局提供的规划红线图;县规划局同意的规划方案。（3）国家及洛阳市有关建筑设计的规范和规定。2.2设计内容、建筑面积、标高：（1） 本次设计的题目为“洛阳市嵩县滨河金典住宅小区2#楼”。（2） 建筑面积：3200 m2，占地面积：343.43m2，主体结构五层，局部五层，建筑高度为16.2米。（3） 室内外高差0.1m，室外地面标高为-0.1m。2.3结构：（1） 本工程为钢筋混凝土现浇框架结构。底层：外墙240mm粉煤灰烧结多孔砖墙，内墙240mm砂加气混凝土砌块。（2） 本工程抗震设防烈度为6度。2.4各部分工程构造：（1）屋面：上人屋面40mm厚细石混凝土刚性防水 油毡一层 40mm厚挤塑聚苯板 4mmSBS防水卷材 20mm厚1:3水泥砂浆 50mm轻集料混凝土找坡层 10mm厚钢筋混凝土屋面板（2）楼面：10厚地砖楼面（包括水泥擦缝） 5厚1:1水泥细砂浆结合层 20厚1：3水泥砂浆找平层 现浇钢筋混凝土楼面 8mm厚地砖地面 第3章 结构选型及结构布置3.1结构承重方案选择根据建筑功能要求以及建筑施工的布置图，本工程确定采用框架承重方案，主要构件选型：(1)框架结构形式：现浇钢筋混凝框架、现浇楼盖；(2)墙体采用：粉煤灰烧结多孔砖 墙体厚度：240mm；(3)楼梯：采用板式楼梯；(4)基础采用：柱下独立基础；3.2结构布置图图 3.2-1 结构平面布置3.3梁柱截面尺寸估算3.3.1梁截面尺寸确定梁截面高度h= (1/81/12)l ， b=(1/21/3)h 该工程框架为纵横向承重，根据梁跨度可初步确定框架梁 梁：L1=bh=200mm500mmL2=bh=200mm400mm建筑抗震设计规范规定：截面宽度不宜小于200mm；截面高宽比不宜大于4,；净跨与截面高度之比不宜小于4。3.3.2梁的计算跨度以上柱形心线为准，由于建筑轴线与墙轴线不重合，故建筑轴线与结构计算跨度相同。3.3.3柱截面尺寸及柱高度确定由已知条件查表可知该框架结构的抗震等级为四级，其轴压比限值=0.9,各层的重力荷载代表值近似取15 kN/m2，假定采用C30混凝土，查得=14.3 N/mm2。假定边柱及中柱的负载面积3.62.9 m2和3.6（2.9+1.2）m2由式 得各层柱截面面积为：边柱： mm2中柱： mm2根据上述估算结果并综合考虑其他因素，本设计柱截面尺寸取值为15层 400mm400mm。底层柱高度：h=2.3m+0.1m+0.5m=2.9m，其中2.3m为底层层高，0.1m为室内外高差，0.5m为基础顶面至室外地面的高度，其它柱高等于层高，即2.9m。3.4楼板厚度本工程结构采用双向板，板厚1/40=1/403600=90mm 。考虑到板的挠度、裂缝宽度的限制及在板中铺设管线等因素，根据经验取板厚h=100mm。第4章 确定框架计算简图及线刚度4.1确定框架计算简图取7号轴框架进行计算假定框架柱嵌固于基顶，一层柱高从基础顶面算至二层楼面，高为2.9m。其余层柱高从楼面算至上一层楼面（即层高），故可绘出框架计算简图：一榀框架。图4.1-1 框架计算简图 表4.1-1 横梁线刚度计算结果梁 号截 面bh（m2）跨度L（m）I0=bh3/12 m4边 框 架 梁中 框 架 梁Ib=2.0I0（m4）Kb=EIb/L（kNm）Ib=2.0 I0（m4）Kb=EIb/L（kNm）L10.20.55.82.110-34.210-32.17104L20.20.44.21.110-32.210-31.57104L30.20.43.61.110-32.210-31.8.104表4.1-2 柱线刚度柱号（Z）截面（m2）柱高度h（m）惯性矩Ic=bh3/12（m4）线刚度KcKc=EIc/hZ10.40.42.92.1310-32.21104Z20.40.42.92.1310-32.211044.2相对线刚度计算对于中框架梁取AB跨梁:BC跨梁:底柱:其余柱:令=1.0，则其余杆件的相对线性刚度为： 第5章 荷载计算5.1恒载标准值计算（1）屋面恒载 40mm厚细石混凝土刚性防水 0.96kN/m2 油毡一层 0.03kN/m2 40mm厚挤塑聚苯板 0.02kN/m2 4mmSBS防水卷材 0.0002kN/m2 20mm厚1:3水泥砂浆 0.4kN/m2 50mm轻集料混凝土找坡层 0.7kN/m2 10mm厚钢筋混凝土屋面板 2.5kN/m2 合计4.61kN/m2 （2）楼面恒载 10厚地砖楼面（包括水泥擦缝） 0.6kN/m2 5厚1:1水泥细砂浆结合层 0.0520=0.1kN/m2 20厚1：3水泥砂浆找平层 0.0220=0.4kN/m2 现浇钢筋混凝土楼面 0.125= 2.5kN/m2 合计3.6kN/m2 （3）梁自重： 梁自重（bh=200500）： 250.20.5=2.5kN/m 抹灰层：10厚混合砂浆 0.0117(0.5-0.1)2+0.2=0.17kN/m 合计2.67kN/m 梁自重（bh=200400）： 250.20.4=2.0kN/m 抹灰层：10厚混合砂浆 0.0117(0.4-0.1)2+0.2=0.136kN/m 合计2.14kN/m （4）柱自重（bh=400400mm） 梁自重 250.400.40=4kN/m 抹灰层：（10厚混合砂浆） 170.010.400.40=0.272kN/m 合计4.272kN/m （5）外纵墙自重（有窗） 标准层： 纵墙 1.10.2418=4.75kN/m 铝合金窗 0.351.5=0.53kN/m 水刷石外墙面 0.51.5=0.75kN/m 水泥粉刷内墙面 0.361.5=0.54kN/m 合计：6.57kN/m 底层： 纵墙： 0.2418（3.05-2-0.4-0.4）=10.8kN/m 卷帘门： 20.2=0.4kN/m 水刷石外墙面 0.52.5=1.25kN/m 水泥粉刷内墙面 0.362.5=0.90kN/m 合计：12.95kN/m （6）外纵墙自重（无门窗） 标准层： 纵墙 2.50.2418=10.8kN/m 水刷石外墙面 0.52.5=1.25kN/m 水泥粉刷内墙面 0.362.5=0.9kN/m 合计：12.95kN/m （7）内纵墙自重 标准层： 纵墙 2.50.2418=10.8kN/m 水泥粉刷内墙面 22.50.36=1.8kN/m 合计：12.6kN/m (8) 内隔墙自重 标准层： 内隔墙 2.80.1218=6.05kN/m水泥粉刷石墙面 22.80.36=2.02kN/m 合计：8.07 kN/m (9) 阳台自重： 阳台自重 1.80.35+1.118=20.43kN/m 水刷石外墙面 1.10.5=0.55kN/m 水泥粉刷内墙面 1.10.36=0.396kN/m 合计：21.376 kN/m （10）凸窗自重 凸窗自重： 2.30.35+0.618=11.61kN/m 水刷石外墙窗 0.60.5=11.23kN/m 水刷石内墙窗 0.60.36=11.23kN/m 合计：12.12kN/m (11)女儿墙天沟自重（做法：墙高1200，100厚的砼压顶） 0.240.718+0.1240.24+0.01（0.82+0.24）17=3.91 kN/m天沟自重： 0.50.08+（0.3-0.08）0.0824=1.38 kN/m 合计：5.29kN/m5.2活载设计标准值计算屋面和楼面活荷载标准值根据荷载规范查得：上人屋面 2.0kN/楼面、厕所 2.0 kN/阳台 2.5 kN/雪荷载=1.00.35=0.35 kN/屋面活荷载和雪荷载不同时考虑，两者中取较大值。5.3竖向荷载下框架受荷计算图 5.2-1 板传荷载示意图框架内力计算恒载和活载计算：板传到梁上的三角形或梯形荷载，为简化计算近似等效为均布荷载。5.3.1 AB框架梁屋面板传荷载屋面板传荷载：恒载: 4.611.8(1-20.462+0.463)2=11.19 kN/m活载： 2.01.8(1-20.462+0.463)2=4.85 kN/m楼面板传荷载：恒载: 3.61.8(1-20.462+0.463)2=8.74 kN/m活载： 2.01.8(1-20.462+0.463)2=4.85 kN/m梁自重： 2.14kN/mAB轴间框架梁均布荷载为：屋面梁：恒载=板传荷载+梁自重 =11.19+2.14=13.33kN/m 活载=板传荷载=4.85kN/m楼面梁：恒载=梁自重+板传荷载=8.74+2.14=10.88 kN/m 活载=板传荷载 =4.85 kN/m5.3.2 BC框架梁屋面板传荷载恒载: 4.611.8(1-20.462+0.463)2=11.19 kN/m活载： 2.01.8(1-20.462+0.463)2=4.85 kN/m楼面板传荷载：恒载: 3.61.8(1-20.462+0.463)2=8.74 kN/m活载： 2.01.8(1-20.462+0.463)2=4.85 kN/m梁自重： 2.67kN/mBC轴间框架梁均布荷载为：屋面梁：恒载=板传荷载+梁自重=11.19+2.67=13.86kN/m 活载=板传荷载=4.85kN/m楼面梁：恒载=梁自重+板传荷载=8.74+2.67=11.41kN/m活载=板传荷载=4.85 kN/m5.3.3 A轴柱纵向集中荷载的计算顶层柱：女儿墙自重： 3.91kN/m檐沟自重: 1.38kN/m顶层柱恒载=女儿墙天沟自重+梁自重+板传荷载 =(3.91+1.38) 3.6+2.14(3.6-0.4)+4.611.85/83.6=44.56kN顶层柱活载=板传活载=2.01.85/83.6 =8.1kN标准层柱恒载=梁自重+板传荷载+墙自重 =2.14（3.6-0.4）+3.61.85/83.6+12.95(3.6-0.4-1.8)+6.571.8 = 51.38kN标准层柱活载=板传活载 =2.01.85/83.6 =8.1kN5.3.4 B轴柱纵向集中荷载的计算顶层柱：顶层柱恒载=梁自重+板传荷载 =2.14(3.6-0.4)+4.611.85/81.82+4.611.85/81.82=44.12kN顶层柱活载=板传活载=2.01.85/83.6 +2.01.85/83.6 =16.2kN标准层柱恒载=梁自重+板传荷载+墙自重 =2.14（3.6-0.4）+4.611.85/83.6+4.611.85/83.6+8.07（3.6-0.4）=70.01kN标准层柱活载=板传活载 =16.2kN5.3.5 C轴柱纵向集中荷载的计算顶层柱：顶层柱恒载=女儿墙天沟自重+梁自重+板传荷载 =(3.91+1.38) 3.6+2.14(3.6-0.4)+4.611.85/83.6=44.56kN顶层柱活载=板传活载=2.01.85/83.6 =8.1kN标准层柱恒载=梁自重+板传荷载+墙自重 =2.14(3.6-4)+3.61.85/83.6+12.96(3.6-0.4-1.5)+6.571.5 =53.30kN标准层柱活载=板传活载 =8.1kN5.4风荷载的计算作用在建筑物的屋面梁和楼面梁节点处的集中风荷载标准值:：基本风压为0.45 kN/m2风压高度变化系数,考虑到建设地位于某中型城市郊区,所以取地面粗糙度为 C类.风荷载体型系数,根据建筑物体型查得为1.3风震系数, ，对于建筑总高度不超过30m的取1.0下层柱高.上层柱高.:迎风面的宽度为3.6m.5.4.1集中风荷载标准值和设计值表5.4.1-1 集中风荷载标准值和设计值离地高度 (m)( kN/m)/m/m/kN14.001.1411.30.52.92.97.7411.101.0011.30.52.92.96.798.201.0011.30.52.92.96.795.301.0011.30.52.92.96.792.401.0011.30.52.452.96.265.4.2 D值计算表5.4.2-1 标准层D值计算构件名称A轴柱0.1454572B轴柱 0.2939239C轴柱0.1976212D=20023kN/m表5.3 一层D值计算构件名称A轴柱0.1454572B轴柱 0.2939239C轴柱0.1976212D=20023kN/m5.4.3风荷载作用下框架侧移表5.4.3-1 风荷载作用下框架侧移层号Wj/KNvj/KND/(KN/M)uj/myj/m57.747.74200230.00040.0001446.7914.53200230.00070.0002536.7921.32200230.00110.0003826.7928.11200230.00140.0004816.2634.37200230.00170.00059 U=0.0053m层间侧移最大值 0.00059 1/550(满足要求)5.4.4反弯点计算表5.4.4-1 A轴柱反弯点位置层号 52.90.340.350.000.000.000.351.01542.90.340.450.000.000.000.451.30532.90.340.500.000.000.000.501.4522.90.340.600.000.000.000.601.7412.90.340.900.000.000.000.902.61表5.4.4-2 B轴柱反弯点位置层号52.90.830.450.000.000.000.451.3142.90.830.500.000.000.000.501.4532.90.830.500.000.000.000.501.4522.90.830.550.000.000.000.551.6012.90.830.700.000.000.000.702.03表5.4.4-3 C轴柱反弯点位置层号52.90.490.400.000.000.000.401.1642.90.490.500.000.000.000.501.4532.90.490.500.000.000.000.501.4522.90.490.550.000.000.000.551.6012.90.490.750.000.000.000.752.185.4.5风荷载作用下剪力和梁柱端的弯矩计算按式计算各柱的分配剪力，然后按式 计算柱端弯矩。计算过程见表5.8，表5.9，表5.10。表中的反弯点高度比确定，其中标准反弯点高度比查顶点集中水平荷载作用下的相应值。表5.4.5-1 C轴柱风荷载作用下各层框架柱端弯矩层号层高(kN)(kN/mm)y52.97.742002345721.7670.340.351.7933.33142.914.532002345723.3180.340.454.3305.29232.921.322002345724.8670.340.507.0577.05722.928.112002345726.4180.340.6011.1677.44512.934.372002345727.8470.340.9020.4812.276表5.4.5-2 B轴柱风荷载作用下各层框架柱端弯矩层号层高(kN)(kN/mm)y52.97.742002392393.571 0.830.45 4.660 5.696 42.914.532002392396.704 0.830.50 9.721 9.721 32.921.322002392399.837 0.830.50 14.264 14.264 22.928.1120023923912.970 0.830.55 20.687 16.926 12.934.3720023923915.858 0.830.70 32.192 13.796 表5.4.5-3 B轴柱风荷载作用下各层框架柱端弯矩层号层高(kN)(kN/mm)y52.97.742002362122.401 0.490.40 2.785 4.178 42.914.532002362124.507 0.490.50 6.535 6.535 32.921.322002362126.613 0.490.50 9.589 9.589 22.928.112002362128.720 0.490.55 13.908 11.380 12.934.3720023621210.662 0.490.75 23.190 7.730 5.4.6风荷载作用下梁端弯矩、剪力及柱轴力计算梁端弯矩按式 计算，式中、分别表示节点左、右梁的线刚度。然后由平衡条件求出梁端剪力及柱轴力，计算过程见表5.11。表5.4.6-1 风荷载作用下梁端弯矩、剪力及柱轴力计算层号左梁右梁C柱轴力B柱轴力A柱轴力ll53.33 3.34 5.81.52 2.35 4.18 4.21.56 1.15 0.40 1.56 47.09 8.44 5.82.68 5.94 9.32 4.23.63 3.83 1.36 5.19 311.39 14.08 5.84.39 9.91 16.12 4.26.20 8.22 3.17 11.39 214.50 18.31 5.85.66 12.88 20.97 4.28.06 13.88 5.57 19.45 113.44 20.24 5.85.81 14.24 21.64 4.28.54 19.68 8.31 27.99 注：表中剪力和轴力的量钢为“kN”；弯矩的量钢为“kNm”；梁跨度的量钢为“m”。 图5.4.6-1 风荷载作用下柱弯矩图 图5.4.6-2 风荷载作用下梁弯矩图5.5竖向荷载作用下框架结构内力分析5.5.1恒荷载及内力分析 1、由3.3竖向荷载下框架受荷计算结果可得： 屋面AB轴 框架梁上板传荷载+梁自重=13.33kN/m 屋面BC轴 框架梁上板传荷载+梁自重=13.86kN/m 楼面AB轴 框架梁上板传荷载+梁自重=10.88kN/m 楼面BC轴 框架梁上板传荷载+梁自重=11.41kN/m可得：屋面AB轴框架梁上线荷载：=板传荷载+梁自重=13.33 kN/m 屋面BC轴框架梁上线荷载：=板传荷载+梁自重=13.86 kN/m 楼面AB轴框架梁上线荷载：=板传荷载+梁自重+墙重=10.88+12.95=23.83 kN/m 楼面BC轴框架梁上线荷载：=板传荷载+梁自重+墙重=11.41+12.12=23.53 kN/m所以框架中各层恒荷载作用下分布图如下：图5.5.1-1 框架中各层恒荷载作用下分布图2、 固端弯矩计算 表5.5.1-1 恒载固端弯矩楼层BC跨框架梁AB跨框架梁顶层底层及标准差3、节点分配系数计算 下面以第一层三个框架节点的杆端弯矩分配系数计算为例，说明计算方法。 其余节点的杆端弯矩分配系数计算结果见下图：图5.5.1-2 恒荷载下弯矩作用分配图图5.5.1-3 恒荷载弯矩图5、恒荷载作用下梁端剪力计算公式： 恒荷载作用下梁端剪力计算见表表5.5.1-2 恒载作用下梁端剪力BC跨梁端剪力层号荷载q（kN/m）跨度l（m）ql/2 （kN）M/l （kN）V左 （kN）V右（kN）V左 （kN）V右 （kN）5 13.86 5.80 40.19 1.21 38.98 41.40 37.59 40.01 4 23.53 5.80 68.24 2.30 65.94 70.54 63.59 68.19 3 23.53 5.80 68.24 2.44 65.80 70.68 63.45 68.33 2 23.53 5.80 68.24 2.44 65.80 70.68 63.45 68.33 1 23.53 5.80 68.24 2.01 66.23 70.25 63.88 67.90 AB跨梁端剪力5 13.33 4.20 27.99 3.49 24.50 31.48 23.17 30.15 4 23.83 4.20 50.04 4.30 45.74 54.34 43.36 51.96 3 23.83 4.20 50.04 4.54 45.50 54.58 43.12 52.20 2 23.83 4.20 50.04 4.54 45.50 54.58 43.12 52.20 1 23.83 4.20 50.04 4.82 45.22 54.86 42.84 52.48 图5.5.1-4 恒荷载下梁剪力图6.恒载作用下的柱轴力计算C轴柱：纵向荷载 表5.5.1-3 恒载下C轴柱轴力计算层号横梁剪力（kN）纵向荷载（kN）柱重 （kN)N (kN)C柱轴力（kN)537.95 22.71 12.3960.6673.05 73.05463.59 22.97 12.3986.56172.00 98.95363.45 22.97 12.3986.42270.81 98.81263.45 22.97 12.3986.42369.62 98.81163.88 22.97 12.3986.85468.86 99.24B轴柱：纵向荷载 表5.5.1-4 恒载下B轴柱轴力计算层号横梁剪力（kN）纵向荷载（kN）柱重 （kN)N (kN)B柱轴力（kN)563.18 22.52 12.3985.70 98.09 98.09 4111.55 18.43 12.39129.98 240.46 142.37 3111.45 18.43 12.39129.98 382.73 142.27 2111.45 18.43 12.39129.88 525.00 142.27 1110.74 18.43 12.39129.17 666.56 141.56 A轴柱：纵向荷载 表5.5.1-5 恒载下A轴柱轴力计算层号横梁剪力（kN）纵向荷载（kN）柱重 （kN)N (kN)A柱轴力（kN)530.15 22.71 12.3952.8665.25 65.25451.96 22.97 12.3974.931