荣威塑胶公司研发大楼设计建工系毕业设计

1、. 本科生毕业设计 毕业设计题目 学 生 姓 名 所 在 学 院 建筑科学与工程学院 专业及班级 指 导 教 师 完 成 日 期 2016年5月27日 摘 要 本工程为扬州荣威塑胶公司研发大楼设计，主体五层、局部三层。食堂层高4m,主体底层层高为4m，其余各层为3.6m，局部五层为4 m，室内外高差为0.45m，建筑总高度为23.3m。占地面积为1199.4m²,建筑面积为4883.3m²。经过各方案比较论证，该工程上部结构采用横向承重的钢筋混凝土框架结构方案。因为该工程抗震设防烈度为7度，所以只需考虑水平地震作用。首先用底部剪力法求出水平地震作用，然后利用D值法来完成水平

2、地震作用下的一榀框架的内力计算。再采用弯矩二次分配法分别完成了竖向恒载和活载作用下的内力计算。考虑结构构件的地震作用效应与其它荷载效应的基本组合及无地震作用荷载效应的基本组合两种情况，对框架内力进行组合，得出框架梁柱的控制截面处的内力，进而完成了梁柱截面的配筋计算。最后进行基础、零星构件的设计，利用PKPM软件对本工程进行结构设计。关键词：建筑设计、结构设计、弯矩二次分配法、内力组合、强柱弱梁、强剪弱弯 ABSTRACTThe project is the design for Yangzhou Rongwei plastic company R & D building ,the p

3、rincipal part of the structure has five stories and the other has three stories.The layer height of the ground floor of the major structure is 4m, and the rest of the each layer are 3.6m,local five layers are 4m, then height difference between indoor and outdoor is 0.45m. Total building height is 23

4、.3m.The layer height of the dining room is 4m, total height 13.1m. The floor area is 1199.4m2,and the built-up area is 4883.3m2.After analysis, the frame structure of supporting weight in transverse bearing system of reinforced concrete is adopted for the superstructure of this building .As the anti

5、-earthquake degree is 7, only should consider horise earthquake.Firstly the bottom shear method is applied to calculate the stress of a frame under horizontal earthquake. Secondly the D value method is applied to calculate the stress of a frame under horizontal earthquake. Secondly the stress under

6、vertical dead load and the live load is calculated by the double-moment-divided method. Considering the two cases: one is the basic combination of the earthquake and the other is basic combination of the other load . The load effect combination is carried off. So according to the stress and of beams

7、 and columns, the section design is finished .The design of foundation and other members are carried on. The software of PKPM is applied to design the pictures of the structure construction. KEYWORD: architectural design, structural design, double-moment-divided method, load effect combination, stro

8、ng colom and week bean, strong shear capacity and week bearing capacity目 录1工程概况.6 1.1 结构布置.6 1.2 设计资料.6 1.3 选用材料.72结构方案设计.8 2.1 结构方案确定.8 2.2构件几何尺寸确定.8 2.3计算简图.113水平地震作用计算.15 3.1 荷载计算.15 3.2 重力荷载代表值计算.20 3.3 水平地震作用计算.264竖向荷载计算.44 4.1 恒载计算.44 4.2 活载计算.585框架内力计算.69 5.1 弯矩计算.69 5.2梁端剪力计算.75 5.3柱轴力计算.786

9、框架内力组合.82 6.1 规范的有关规定.82 6.2控制截面.85 6.3KJ-6框架梁内力不利组合.85 6.4框架梁内力组合.87 6.5KJ-6框架柱内力组合.937框架截面设计.103 7.1 KJ-6框架梁配筋计算.103 7.2 KJ-6框架柱配筋计算.1138基础设计.120 8.1 确定地基承载力.120 8.2 基础截面尺寸的确定.120 8.3 弯矩及剪力计算.122 8.4 基础梁配筋.126 8.5 基础底板配筋计算.1289楼梯设计.129 9.1 梯段板计算.129 9.2 平台板计算.130 9.3 平台梁计算.131 参考文献.133辞谢.1341 工程概况

10、本工程为扬州荣威塑胶公司研发大楼设计，主体五层、局部三层。食堂层高4m，主体底层层高为4m，其余各层为3.6m，局部五层为4 m，室内外高差为0.45m，建筑主体高度19.25m，总高度为23.3m。1.1 结构布置本工程采用全现浇框架结构体系楼盖，二层至五层及屋顶均采用肋梁楼盖体系结构，基础采用柱下单向条形基础。1.2 设计资料1.2.1 自然资料（1）基本风压值：o=0.35kN/m2，常年主导风向为东南风。（2）基本雪压值：S o=0.35kN/m2。1.2.2 地质水文资料根椐地质勘察报告，建筑场地类别为类场地。（1）土壤情况及性质为：持力层在自然地面以下1.5m，为亚粘土，无软弱下卧

11、层。地基承载力：180kPa（2）地基基础设计地基基础设计等级为丙级，中软场地土，类场地，地基不液化；地下水位在地表下1.6m处，地下水对基础混凝土和钢筋均无侵蚀。（3）场地平整后，绝对标高（85年高程系）为8m，室内外高差0.45m。1.2.3 结构抗震抗震设防烈度为七度（0.15g，第一组），结构抗震等级为三级。1.2.4 结构环境资料±0.000以下环境类别为二a类，±0.000以上环境类别为一类。1.2.5 荷载资料根据建筑结构荷载规范（GB50009-2012）及用户要求，楼屋面活荷载如下：楼面： 2.0 kN/m2楼梯： 3.5 kN/m2屋面（不上人）： 0.

12、5 kN/m2走廊： 2.5kN/m2卫生间： 2.5kN/m2阳台： 2.5kN/m21.3 选用材料1.3.1 混凝土强度等级基础垫层为C10(15)；基础混凝土为C25；底层至顶层梁、板、柱均为C35。1.3.2 钢筋梁、柱钢筋：纵筋采用HRB400级钢筋，箍筋采用HRB400级钢筋；基础、现浇板钢筋：均采用HRB400级钢筋。基础箍筋：采用HRB400级钢筋。1.3.3 墙体 采用实心砖 ，小卫生间隔墙采用120厚轻质隔墙。2 结构方案设计2.1结构方案的确定 2.1.1 几个指标 （1）结构安全等级：三级 （2）设计使用年限：50年 （3）抗震设计类别：丙类 根据GB50011-20

13、10（3.1.1） （4）设计地震分组：第一组 根据GB50011-2010（附录A） 抗震设防标准：取本地区抗震设防烈度 根据GB50011-2010（3.1.3） （5）混凝土结构环境类别：基础与屋顶的楼面为二（a）类 其他为一类 根据GB50010-2010 （3.4.1） 裂缝控制等级为三级 根据GB50010-2002（3.3.4） 2.1.2 结构方案 本工程结构方案选择：钢筋混凝土现浇整体式框架结构 选择这种结构体系的优点在于：整体性好，抗震性能好，抗风能力强，对工艺复杂、 构件类型较多的建筑适应性好。 本工程承重方案选择：横向框架承重2.2构件几何尺寸的确定 2.2.1 板厚

14、根据混凝土结构设计规范（GB50010-2010）10.1，民用建筑双向板最小厚度为80mm,双向板厚不宜小于短跨计算跨度的1/50；民用建筑单向板最小厚度为60mm，单向板厚宜取跨度的1/40（连续板）。4500÷40=113mm 本工程楼面板厚取120mm，阳台板厚与雨棚板厚取100mm，楼梯板厚与楼梯平台板厚取120mm。 2.2.2 框架梁 本工程均为现浇结构，采用矩形梁。 框架梁高：h=（1/81/12）L（L为梁跨度），一般取1/10 L （1）纵向框架梁： A轴线：13轴线 h=（1/81/12)×6000=500750mm，取h=600mm b= (1/31

15、/2)×600=200300mm，取b=250mm B轴线：1012轴线 h=（1/81/12)×4500=375563mm，取h=400mm b= (1/31/2)×400=134200mm，取b=250mm C轴线：13轴线 h=（1/81/12)×6000=500750mm，取h=600mm b= (1/31/2)×600=200300mm，取b=250mm D轴线：45轴线 h=（1/81/12)×4200=350525mm，取h=400mm b= (1/31/2)×400=134200mm，取b=250mm 514

16、轴线，1518轴线 h=（1/81/12)×4500=375563mm，取h=400mm b= (1/31/2)×400=134200mm，取b=250mm 1415轴线 h=（1/81/12)×4000=334500mm，取h=400mm b= (1/31/2)×400=134200mm，取b=250mm E轴线：13轴线 h=（1/81/12)×6000=500750mm，取h=600mm b= (1/31/2)×600=200300mm，取b=250mm F轴线：13轴线 h=（1/81/12)×6000=500750

17、mm，取h=600mm b= (1/31/2)×600=200300mm，取b=250mm G轴线：45轴线 h=（1/81/12)×4200=350525mm，取h=400mm b= (1/31/2)×400=134200mm，取b=250mm 514轴线，1518轴线 h=（1/81/12)×4500=375563mm，取h=400mm b= (1/31/2)×400=134200mm，取b=250mm 1415轴线 h=（1/81/12)×4000=334500mm，取h=400mm b= (1/31/2)×400=1

18、34200mm，取b=250mm H轴线：13轴线 h=（1/81/12)×6000=500750mm，取h=600mm b= (1/31/2)×600=200300mm，取b=250mm 45轴线 h=（1/81/12)×4200=350525mm，取h=400mm b= (1/31/2)×400=134200mm，取b=250mm 514轴线，1518轴线 h=（1/81/12)×4500=375563mm，取h=400mm b= (1/31/2)×400=134200mm，取b=250mm 1415轴线 h=（1/81/12)&

19、#215;4000=334500mm，取h=400mm b= (1/31/2)×400=134200mm，取b=250mm （2）横向框架梁 13轴线：AF轴线 h=（1/81/12)×4000=334500mm，取h=400mm b= (1/31/2)×400=134200mm，取b=250mm FH轴线 h=（1/81/12)×5200=434650mm，取h=600mm b= (1/31/2)×600=200300mm，取b=250mm 418轴线：DG轴线 h=（1/81/12)×7500=625938mm，取h=700mm

20、b= (1/31/2)×700=234350mm，取b=250mm GH轴线 h=（1/81/12)×2700=225338mm，取h=400mm b= (1/31/2)×400=134200mm，取b=250mm 1012轴线：BD轴线 h=（1/81/12)×6000=500750mm，取h=600mm b= (1/31/2)×600=200300mm，取b=250mm其中，五层与屋顶的913轴线/DG轴线取800*250mm框架梁。 2.2.3 次梁 次梁高：h=（1/121/18）L（L为梁跨度） （1）楼主体外侧次梁： 取 h=400

21、mm，b=250mm （2）卫生间次梁与二级次梁：分别取 h=350mm，b=200mm h=200mm，b=200mm （3）楼梯间次梁： 取h=400mm，b=200mm 2.2.4框架柱 根据经验数据，一般楼面总荷载设计值可取11kN/m²，边柱系数取1.0，中柱系数取1.1，则柱轴力为: N=（1.0或1.1）×n×11×A（n为建筑总层数） 结构抗震等级为三级，查建筑结构荷载规范（GB50009-2012）得柱轴压比限制为0.85。选择C35混凝土，fk=16.7kPa。 D轴线与G轴线上框架柱均采用400 mm×500 mm的柱,其

22、他框架柱均采用400 mm×400 mm的柱。 对柱进行轴压比验算： KJZ6D： KJZ6G： KJZ6H： 各柱尺寸及布置图如下图 2.1 底层柱布置2.3计算简图 采用现浇框架结构，假定底层柱下端固接于基础顶面，梁柱节点为刚结。 2.3.1梁、柱计算跨度及计算高度 梁、柱的位置以杆件的轴线表示：横梁的轴线原则上取截面形心线；等截面柱的轴线取该截面的形心线，变截面柱的轴线取小截面的形心线。 横梁的计算跨度取柱中心线间的距离。 柱的计算高度按下述采用：底层柱高取基础顶面至二层楼面板顶的距离，其余各层柱高取层上、下楼（屋）面板顶间的距离，即层高。（1）梁计算跨度15层: DG轴横梁的

23、计算跨度为7500mm。 GH轴横梁的计算跨度为2700mm。 H轴外伸横梁的计算跨度为2120mm。伸臂梁简化为集中力和集中力矩作用于一层相应节点（2）柱计算高度：初步确定基础顶面至室内地坪距离为1m，则底层柱高： 4.0+1.0=5.0m二四层柱高： =3.6m五层柱高: =3.6m，=4.0m 2.3.2 梁柱线刚度 C35混凝土弹性模量： Ec=3.15107kN/m2（1）梁的线刚度：轴线B-D间的梁：11轴线，考虑板的影响，此段梁为中框架梁=N10、12轴线，考虑板的影响，此段梁为边框架梁= =N轴线D-G间的梁：613、1617轴线，考虑板的影响，此段梁为中框架梁=N5、14、1

24、5、18轴线，考虑板的影响，此段梁为边框架梁=N4轴线，考虑板的影响，此段梁为矩形框架梁=N轴线G-H间的梁：517轴线，考虑板的影响，此段梁为中框架梁=N4、18轴线，考虑板的影响，此段梁为边框架梁=N其中五层轴线D-H间的梁：913轴线，考虑板的影响，此段梁为中框架梁=N（2）柱的线刚度 底层：400 mm×400 mm=N400 mm×500 mm=N500 mm×500 mm=N二四层：400 mm×400 mm=N400 mm×500 mm=N五层：400 mm×400 mm=N400 mm×500 mm=N400

25、 mm×400 mm=N400 mm×500 mm=N 3 水平地震作用计算3.1 荷载计算 3.1.1恒荷载标准值 （1）不上人屋面三毡四油热铺绿豆砂一层 0.4 kN/m2 冷底子油一层 020厚1：3水泥砂浆找平层 20×0.02=0.4kN/m280厚矿渣水泥保温层 14.5×0.08=1.16kN/m2 20厚1：3水泥砂浆找平层 20×0.02=0.4 kN/m2120厚现浇钢筋砼屋面板 25×0.12=3.0kN/m210厚混合砂浆抹灰层 17×0.01=0.17 kN/m2合计 5.53kN/m2（2）标准层

26、楼面（地砖楼面）20厚1：3水泥砂浆找平层 17×0.02=0.34kN/m2120厚现浇钢筋砼楼面 25×0.12=3.0kN/m220厚混合砂浆抹灰层 17×0.02=0.34kN/m2合计 3.68kN/m2（3）标准层卫生间楼面 20厚1：3水泥砂浆找平层 （四周作圆弧状或钝角） 17×0.02=0.34kN/m2100厚现浇钢筋砼楼面 25×0.1=2.5kN/m220厚混合砂浆抹灰层 17×0.02=0.34kN/m2合计 3.18kN/m2（4）楼梯板恒载10厚1：4干硬性水泥砂浆找平层 0.13kN/m2撒水泥浆结合层

27、一道 0钢筋砼基层 4.67kN/m210厚水泥砂浆抹灰层 0.13 kN/m2合计 4.93kN/m2 （5）楼梯平台板恒载20厚1：4干硬性水泥砂浆找平层 17×0.02=0.34kN/m2撒水泥浆结合层一道 0钢筋砼基层 =3.0 kN/m220厚水泥砂浆抹灰层 17×0.02=0.34 kN/m2合计 3.68kN/m2（6）门窗门窗按0.6 kN/m2计算（7）外墙 刷（喷）内墙涂料 10厚1：2水泥砂浆抹面 17×0.01=0.17kN/m210厚1:3水泥砂浆打底 17×0.01=0.17kN/m2刷界面处理剂一道 0实心砖 19×

28、;0.24=4.56kN/m2刷界面处理剂一道 012厚1：3水泥砂浆打底 17×0.012=0.20kN/m28厚1:2.5石灰砂浆粉面 17×0.008=0.1 0kN/m2合计 5.24kN/m2（8）内墙 刷（喷）内墙涂料10厚1：2水泥砂浆抹面 17×0.01=0.17kN/m210厚1:3水泥砂浆打底 17×0.01=0.17kN/m2刷界面处理剂一道 0实心砖 19×0.24=4.56kN/m2刷界面处理剂一道 010厚1：3水泥砂浆打底 17×0.01=0.17kN/m210厚1：2.5石灰砂浆粉面 17×0

29、.01=0.17kN/m2 刷（喷）内墙涂料 0 合计 5.24kN/m2（9）120隔墙双面抹灰板条隔墙 0.9 kN/m2合计 0.9kN/m2（10）食堂屋面女儿墙 乳胶漆（或涂料）一底二面 0 刮防水腻子一至二遍 0 6厚1：3聚合物水泥砂浆 20×0.012=0.24kN/m22-3厚NALC界面剂 020厚1：3水泥砂浆找平层 20×0.02=0.4 kN/m2240厚实心砖 19×0.24=4.56 kN/m2合计 5.24kN/m（11）主楼屋面女儿墙 乳胶漆（或涂料）一底二面 0刮防水腻子一至二遍 0 6厚1：3聚合物水泥砂浆 20×0

30、.012=0.24kN/m22-3厚NALC界面剂 020厚1：3水泥砂浆找平层 20×0.02=0.4 kN/m2240厚实心砖 19×0.24=4.56 kN/m2合计 5.24kN/m（12）雨篷多波型V-125建筑用压型钢板波高35mm厚，板厚6mm 自重0.065 kN/m2（13）底层楼地面恒载8厚地砖楼面，干水泥擦缝 =0.158 kN/m2撒素水泥粉（洒适量清水） 020厚1：2干硬性水泥砂浆粘结层 =0.4 kN/m2刷素水泥浆（或界面剂一道） 060厚C35砼 24×0.06=1.44kN/m2 100厚碎石夯实 14×0.1=1.4

31、kN/m2素土夯实 合计 3.40kN/m2（14）底层卫生间楼面（地砖楼面、防水）8厚地砖楼面，干水泥擦缝 19.8×0.008=0.158kN/m2撒素水泥面（洒适量清水） 020厚1：2干硬性水泥砂浆粘结层 20×0.02=0.4kN/m2刷素水泥浆（或界面剂一道） 040厚C35细石砼 24×0.04=0.96kN/m2防水层 0 厚1.8聚氨酯三遍涂膜防水层 0 60厚C35砼 24×0.06=1.44kN/m2 100厚碎石夯实 14×0.1=1.4kN/m2素土夯实 合计 4.36kN/m2 （15）框架梁线荷载 200×

32、;200梁： 25×0.2×0.2+(0.2-0.12)×2+0.2)×0.17=1.06kN/m 200×350梁： 25×0.2×0.35+(0.35-0.12)×2+0.2)×0.17=1.86 kN/m 250×400梁： 25×0.25×0.4+(0.4-0.12)×2+0.25)×0.17=2.64kN/m250×600梁： 25×0.25×0.6+(0.6-0.12)×2+0.25)×0.17

33、=3.96kN/m250×700梁： 25×0.25×0.7+(0.7-0.12)×2+0.25)×0.17=4.61kN/m250×800梁： 25×0.25×0.8+(0.8-0.12)×2+0.25)×0.17=5.27kN/m 平台梁250×400： 25×0.25×0.4+(0.4-0.12)×2+0.25)×0.17=2.64 kN/m （16）框架柱线荷载 400×400柱： 25×0.4×0.4+17

34、×(0.4+0.02×2)²-0.4×0.4)=4.57 kN/m 400×500柱： 25×0.4×0.5+17×(0.4+0.02×2)×(0.5+0.02×2)-0.4×0.5)=5.64 kN/m D=500圆柱： 25××0.25²+17×(0.27²-0.25²)=5.46 kN/m3.2重力荷载代表值计算 3.2.1 构件面积计算 （1）墙面积 一层：外墙 4.45×(62.2+10.2)&#

35、215;2+1.8×4)=676.4m² 扣台阶 0.45×(9+4.5+4.2)=7.97m² 扣门窗3.8×3.2+4.1×3.2×22.25×2.6+1.8×2.2×18+13.26×3.2+12.76×3.2=198.8m² 扣门洞 4.5×3.2=14.4m² 总计 676.4-7.97-198.79-14.4=455m² 240内墙 4×(7.5×5+2.7×3+4.2+4.5×3+4.0)=269.2m² 扣门窗 1.8×2.8+2.25×2.6×2+0.9×2.1×2=20.52m² 总计 269.2-20.52=249m² 120内墙 4×(4+2.7+4.5+0.3+1.82)=53.28m² 扣门窗 0.8×2+0.8×2=3.2m