湾里风情某栋住宅楼设计毕业设计.doc

南昌航空大学 毕业论文湾里风情某栋住宅楼设计毕业设计目录前言3第一章 建筑设计说明41建筑概况42设计资料4第二章 结构设计说明51 结构方案选取51.1竖向承重体系选取51.2水平向承重体系选取62楼梯方案的选择63 建筑材料的选择64 基础形式选取65 结构布置计算7第三章：楼盖设计71 楼面梁格布置图72 荷载设计值72.1活荷载标准值72.2恒荷载标准值83 弹性性理论计算板9第四章 框架计算121结构选型122设计资料133荷载计算133.1恒荷载标准值计算163.2活荷载标准值164框架计算简图及梁柱线刚度174.1确定框架计算简图174.2 框架梁柱线刚度计算175 竖向荷载作用下框架结构内力计算185.1单元计算195.2 A-B轴轴间框架梁195.3 B-C轴线间框架梁195.4C-D轴轴间框架梁195.5 A轴柱纵向集中荷载计算195.6 B轴柱纵向集中荷载的计算215.7D轴柱纵向集中荷载计算235.8 梁上节点集中荷载计算236横向风荷载作用下侧移计算236.1集中风荷载标准值246.2风荷载作用下的水平位移验算267竖向荷载作用下框架结构内力计算267.1单元计算267.2各节点的分配系数：277.3固端弯矩计算：297.4恒载作用下的内力计算327.5活载作用在AB轴的内力计算367.6活载作用在BD轴的内力计算418风荷载作用下的内力计算449内力组合4910截面设计与配筋计算6110.1 框架柱截面设计6210.2 框架梁截面设计72第五章 楼梯设计841设计资料841.1楼梯概况841.2楼梯结构布置图842 楼梯板设计852.1楼梯板倾斜角：852.2 板厚853荷载计算853.1恒载853.2活载853.3截面设计854 平台板设计864.1 荷载计算864.2 截面设计865 平台梁设计875.1 荷载计算875.2 截面设计87第六章 基础设计881基础概况882荷载计算：883.基础设计：88设计小结94参考文献96致谢97前言毕业设计是在校完成本科学习的最后一个实践环节，它的目的是通过设计，将大学四年所学的基础理论和专业技能知识融会贯通，达到学以致用的目的，来具体地分析和解决一个实际问题。在做毕业设计的过程中，所学知识得到疏理和运用，它既是一次检阅，又是一次锻炼。在做完毕业设计后，能使自己的动手和动笔能力得到提高，增强跨入社会的竞争能力。目前各大城市都不约而同的在建造大户型的房屋，对那些中低收入的家庭来说这无疑限制了他们购买房屋的能力，因此在这次毕业设计中我选择了中小户型为设计题目，我认为将来中小户型将是房屋建筑中的主要类型。我的设计题目是风格雅园某栋住宅楼，根据设计任务书的要求，此次设计的内容主要是框架多层住宅楼的结构体系布置、利用结构设计软件PKPM建立计算模型、参数设置和计算分析，熟悉相关设计规范规程，能按要求绘出相关的结构施工图。其中，在结构设计部分，结构设计的内容包括：结构方案的选择和确定、结构计算书的编制和结构施工图的绘制。结构计算书包括构件截面尺寸选择、荷载计算和框架内力计算、荷载内力组合、框架配筋和基础设计等。最后，利用PKPM等专业软件来校正计算结果。其中本次设计地上建筑面积为1651.33平方米，层数为4层，不设地下室。第一层至第4层均为居民住宅。结构形式为框架结构，层高3.0米，总高12.00米，一梯两户，两室两厅一卫一厨。 第一章 建筑设计说明1建筑概况1.1设计题目 风格雅园某栋住宅楼设计1.2建筑面积 1651.33m21.3建筑总高度 12.450m（室外地坪算起）1.4建筑层数 4层1.5结构类型 框架结构1.6工程概况 层数为4层，层高3.0m；框架结构；不考虑抗震设防；耐火等级二级；防水等级三级；安全等级为二级；底层室内设计标高0.000；室内外高差为450mm设计使用年限50年。2设计资料2.1气象资料基本风压：0.4KN/m2；主导风向：南，东南（全年）；基本雪压：0.45KN/m2。2.2结构要求 钢筋混凝土框架结构，内、外墙体均采用普通砖，现浇钢筋混凝土楼板。2.3地质条件 场地平坦，地面粗糙度为B类，土质均匀，无不良地质发育，该建筑属丙类建筑；地基土为厚度较大的粘性土层，地基土承载力fak =200 kPa，地下水埋藏较深，不考虑地下水影响。2.4地震设防 抗震设防烈度为6度。2.5材料要求 （1）钢筋：框架梁、柱的纵向受力钢筋采用HRB335钢筋，纵向构造钢筋采用HRB335钢筋，箍筋采用HPB235钢筋；板的受力钢筋采用HPB235钢筋，构造钢筋采用HPB235钢筋。（2）混凝土：框架梁、柱、楼面板和屋面板采用C30级混凝土，基础采用C30级混凝土，基础垫层采用C20级混凝土。基础单独施工，柱筋插入，浇至基础顶面。（3）（3）墙体：内外墙均采用普通砖，其尺寸为240mm115mm53mm，重度=18KN/m3。外墙采用瓷砖贴面=0.5KN/m2，内墙采用水泥砂浆=0.36KN/m2。隔墙60厚，墙面采用水泥砂浆抹面。（4）窗：铝合金窗=0.4KN/m2；（5）门：钢框门=0.45KN/m2。2.6技术要求 满足工程施工图深度要求。第二章 结构设计说明1 结构方案选取1.1竖向承重体系选取选择合理的抗侧力结构体系，进行合理的结构或构件布置，使之具有较大的抗侧刚度和良好的抗风、抗震性能，是结构设计的关键。同时还须综合考虑建筑物高度、用途、经济及施工条件等因素。常见的竖向承重体系包括砖混结构体系、框架结构体系、剪力墙结构体系、框架-剪力墙结构体系及筒体结构体系等。框架结构体系：由梁、柱构件通过节点连接而成，其具有建筑平面布置灵活、造型活泼等优点，可以形成较大的使用空间，易于满足多功能的使用要求。在结构受力性能方面，框架结构属于柔性结构，自振周期长，地震反应较小，经合理设计可具有较好的延性性能。其缺点是结构的抗侧刚度较小，在地震作用下侧向位移较大。本设计为四层的多层结构，根据住宅的功能使用性进行结构布置。经各方案比较筛选，本工程选用框架结构的竖向承重体系。1.2水平向承重体系选取常见的横向承重体系包括：现浇楼盖、叠合楼盖、预制板楼盖、组合楼盖等。本设计采用现浇肋梁楼盖结构，现浇楼盖可分为肋梁楼盖、密肋楼盖、平板式楼盖和无粘结预应力现浇平板楼盖等。肋梁楼盖结构具有良好的技术经济指标，可以最大限度地节省混凝土和钢筋的用量，能充分发挥材料的作用，结构整体性好，抗震性能好，且结构平面布置灵活，易于满足楼面不规则布置、开洞等要求，容易适用各种复杂的结构平面及各种复杂的楼面荷载。2楼梯方案的选择整体式楼梯按照结构形式和受力特点不同，可分为板式楼梯、梁式楼梯、剪刀式楼梯和圆形楼梯、螺旋楼梯等。其中，应用较为经济的、广泛的是板式楼梯和梁式楼梯，剪刀式楼梯、圆形楼梯和螺旋式楼梯属于空间受力体系，外观美观，但结构受力复杂，设计与施工较困难，用钢量大，造价高，在实际中应用较少。板式楼梯由梯段板、平台板和平台梁组成。梯段板为带有踏步的斜板，其下表面平整，外观轻巧，施工支模方便，但斜板较厚，结构材料用量较多，不经济。故当梯段水平方向跨度小于或等于3.5时，才宜用板式楼梯。结构中的楼梯采用板式楼梯。3 建筑材料的选择梁柱、基础、楼梯均采用C30的混凝土，用以提高整个结构的强度。由于施工工艺的改进，技术的提高，提高混凝土的强度不会引起整个结构的造价大幅提高。4 基础形式选取本设计的基础形式选取边柱、中柱均采用柱下独立基础。多层框架结构的基础，一般有柱下独立基础、条形基础、十字形基础、片筏基础，必要时也可采用箱形基础或桩基等。基础类型的选择，取决于现场的工程地质条件、上部结构荷载的大小、上部结构对地基上不均匀沉降及倾斜的敏感程度以及施工条件等因素，还应进行必要的技术经济比较。5 结构布置计算根据该房屋的使用功能及建筑设计的要求，进行了建筑平面、立面及剖面设计。楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚度为120mm。一般情况下，框架结构是一个空间受力体系。为方便起见，常常忽略结构纵向和横向之间的空间联系，忽略各构件的扭转作用，将纵向框架和横向框架分别按平面框架进行分析计算。由于通常横向框架的间距相同，作用于各横向框架上的荷载相同，框架的抗侧刚度相同，因此，各榀横向框架都将产生相同的内力与变形，结构设计时一般取中间有代表性的一榀横向框架进行分析即可。第三章：楼盖设计1 楼面梁格布置图2 荷载设计值2.1活荷载标准值q=2.0kN/m2(标准层) q=0.5kN/m2(屋面)2.2恒荷载标准值 标准层：20厚水泥砂浆面层：0.02m20KN/m3 =0.4 kN/m2 15厚水泥砂浆找平层 ：0.015m20kN/m3=0.3kN/m2 结构层：120厚现浇钢筋混凝土楼板 0.12m25kN/m3=3.0kN/m2 抹灰层：10厚混合砂浆 0.01m17kN/m3=0.17kN/m2 恒载标准值： gk =3.87kN/m2 线恒载设计值： g=1.2 gk =1.23.87kN/m = 4.644 kN/m 线活载设计值： q=1.42.0kN/m=2.8kN/m 合计 ： p=g+q=7.444kN/m 顶层屋面： 保护层：30厚水泥蛭石砂浆 0.03m7kN/m3=0.21kN/m2 防水层：10厚高聚物改性沥青防水卷材一道 0.01m0.4kN/m3=0.004kN/m2 找平层：20厚1：3水泥砂浆 0.02m20kN/m3=0.4kN/m2 保温层：120厚水泥聚苯保温板0.12m1.13kN/m3=0.136kN/m2 找坡层：1：6水泥焦渣找坡最薄处30厚，最厚处110厚 （0.03m+0.11m）0.516kN/m3=1.12kN/m2 结构层：120厚现浇钢筋混凝土板 0.12m25kN/m3=3.0kN/m2 抹灰层：10厚混合砂浆 0.01m17kN/m3=0.17kN/m2 恒载标准值： gk =5.04kN/m2 3 弹性性理论计算板 板的梁格布置图选轴所在的一榀框架进行计算。采用C30混凝土，板内受力筋和分布筋均采HPB235，fy=210N/2 。 板A： 2L02/L01=4500/1500=33，按单向板进行计算；板B： L02/L01=4800/4500=1.072，按双向板计算。板C： L02/L01=4500/3000=1.50.25s，所以考虑风压脉动对结构发生顺风向风振影响计算过程见下表 集中风荷载标准值层次412.451.001.001.071.461.30.403.029.1439.450.760.711.001.351.30.403.03.09.4826.450.520.391.001.191.30.403.03.08.3513.450.280.151.001.071.30.403.453.08.076.2风荷载作用下的水平位移验算6.2.1 侧移刚度D见下表 横向2-4层D值的计算构件名称( kN/m)A轴柱0.5321906B轴柱0.6727693D轴柱0.4719426横向底层D值的计算构件名称( kN/m)A轴柱0.712921B轴柱0.7914582D轴柱0.65119986.2.2 风荷载作用下框架侧移计算水平荷载作用下框架的层间侧移可按下式计算:式中-第j层的总剪力 -第j层所有柱的抗侧移刚度之和 -第j层的层间侧移 第一层的层间侧移值求出以后,就可计算各楼板标高处的侧移值的顶点侧移值,各层楼板标高处的侧移值是该层以下各层层间侧移之和,顶点侧移是所有各层层间侧移之和 j层侧移 顶点侧移 框架在风荷载作用下侧移的计算见下表风荷载作用下框架侧移计算层次/kN/kN/( kN/m)/m/h49.149.14690250.00011/3000039.4818.62690250.00031/1000028.3526.97690250.00041/750018.0735.04395010.00091/3833=0.0017m侧移验算:层间侧移最大值1/38331/550 (满足)7竖向荷载作用下框架结构内力计算7.1单元计算取轴线横向框架进行计算，计算单元宽度为4.5m，由于纵向框架梁的中心线与柱的中心线不重和，因此在框架节点上作用有集中力矩。为简化计算，考虑如下几种单独受荷情况：（1）恒载作用；（2）活载作用于AB轴跨间；（3）活载作用于BC轴跨间；（4）活载作用于CD轴跨间；（5）风荷载作用（从左向右或从右向左）。对于第一、二、三、四种情况采用弯矩二次分配法进行计算。对于第四种情况框架在水平荷载作用下，采用D值法进行计算。7.2各节点的分配系数： N节点： O节点： P节点： K节点： L节点： M节点： H节点： I节点： J节点： E节点： F节点： G节点： 7.3固端弯矩计算：1、 均布恒载作用下的内力计算：框架梁层数简图固端弯矩 边跨框架梁屋顶 标准层 中间跨框架梁屋顶标准层2、集中恒载作用下的固端弯矩框架位置层次计算简图弯矩/（KN/m）右边跨梁顶层标准层 3、集中恒载作用下柱顶产生弯矩柱所在位置集中荷载/KN偏心距/m弯矩/KNmA柱层顶层74.210.17.42标准层77.640.17.76B柱层顶层73.850.1259.23标准层103.010.12512.88D柱层顶层79.960.18.0标准层85.840.18.584、均布活载作用下的固端弯矩框架位置层次计算简图弯矩/KNm 左 边 跨 梁顶层标准层 右 边 跨 梁顶层标准层 集中活载作用下的固端弯矩框架 位 置层次 计算简图弯矩/KNm右 边 跨 梁顶层标准层集中荷载下的偏心弯矩柱层次集中荷载/KN偏心距/m弯矩KNmA柱顶层3.160.10.32标准层12.660.11.27B柱顶层6.540.1250.82标准层26.160.1253.27D柱顶层3.570.10.36标准层14.290.11.437.4恒载作用下的内力计算 恒载作用下的弯矩二次分配计算（KN/m） 恒载作用下的弯矩图（KNm） 框架梁剪力计算表框架位置层数 左边跨梁412.3279.77193.96193.964.54-57.5827.86319.33103.13282.79282.794.54-80.7543.83219.97102.22282.79282.794.54-80.4144.17116.53109.98282.79282.794.54-82.8541.73 右边跨梁49