4000㎡快捷酒店设计土木工程快捷酒店设计计算书毕业论文

'本科生毕业论文(设计)4000㎡快捷酒店设计　　　　　　　　　 摘要快捷酒店设计，批准的建筑面积为4000㎡左右，建筑主体为5层，首层层高4.25m，标准层层高3.3m，总建筑高度17.45m。拟采用钢筋混凝土框架结构，楼板与楼盖采用全现浇形式。借鉴以往的快捷酒店设计资料、现行的国家和地方的法规和规范，结合指导老师的指导，根据当地的现有情况满足该课题的各项要求。在充分理解快捷酒店设计任务要求的基础上，使建筑设计达到房间设置合理、使用方便、设计方法正确、步骤清晰完整。设计过程中，准备阶段主要工作为：收集必要的设计原始资料，做好设计前的调查研究工作，参考同类型设计的文字及图纸资料；学习有关的国家法律法规及规范，建筑设计的依据性文件等。本设计的主要内容包括快捷酒店的建筑方案设计和结构计算。其中结构设计计算是重点。采用手算进行空间结构计算分析，并采用一榀框架计算框架进行计算。其计算内容主要有：竖向荷载和风荷载、水平地震作用计算，各种荷载作用下框架内力分析及水平荷载作用下框架侧移验算，内力组合及框架梁、框架柱配工程筋计算，楼板配筋计算，楼梯和基础设计计算等。关键词钢筋混凝土框架结构；内力组合；配筋计算；柱下独立基础； AbstractQuickhoteldesign,approvedconstructionareaof4000㎡orso,buildingsubjectfor5layers,layersofthefirsthigh4.25m,3.3mhighstandardlayeruponlayer,thetotalconstructionheightof17.45m.Isusedtosteelreinforcedconcreteframestructure,floorandflooradoptsfullcast-in-situform.Referencingpastquickhoteldesignmaterial,thecurrentnationalandlocallawsandregulationsandstandard,andunionguideteacher"sguidance,accordingtolocalconditionsmeetexistingthesubjecttorequirements.Fullunderstandingofhotelinquickdesigntaskrequiresthebasisofarchitecturaldesignroomtosetreasonable,useconvenient,designmethodcorrectly,stepsareclearandcomplete.Intheprocessofdesign,preparationforthemainjobisto:gatherthenecessarydesignoriginalmaterial,wellbeforethedesignoftheinvestigationandresearch,referencetypedesignwithwordsanddrawings;Learnaboutthestatelawsandregulationsandthestandard,architecturaldesignbasisfileetc..Themaincontentofthisdesignincludingshortcuthotelarchitecturedesignandstructurecalculation.Structuredesignofcalculationisthekey.Byhandspacestructurecalculationisanalyzed,andahingedframebyframecalculationiscalculated.Thecalculationformain:verticalloadandwindload,horizontalseismiccalculation,allkindsofloadforceanalysisframeworkandthehorizontalloadframeworklaterallink,andthecombinationofinternalforceofthebeamandcolumnframewithsteelengineeringcalculation,slabreinforcementcalculation,stairandbasicdesigncalculations,etc.KeyWords：Reinforcedconcreteframestructure;Internalforcecombination;Reinforcementcomputing;Undercolumnindependentfoundation; 目录摘要IAbstractII引言11设建筑计21.1设计资料21.1.1工程概况21.1.2设计资料21.2建筑方案31.2.2平面设计31.2.3具体建筑方案32．结构设计32.1结构方案选型32.1.1结构选型32.1.2基础选型32.1.3结构材料32.2构件基本尺寸确定42.2.1框架梁及次梁截面尺寸42.2.2柱截面尺寸42.2.3板厚确定52.2.4框架计算简图及梁、柱抗侧刚度52.3荷载计算72.3.1恒荷载计算72.3.4地震作用计算132.4内力计算192.4.1恒荷载作用下的内力计算192.4.2楼面活荷载作用下的内力计算262.4.3风荷载作用下的内力计算282.4.4水平地震作用下的内力分析322.5框架内力组合362.5.1框架梁内力组合372.5.2框架柱内力组合442.6框架截面设计492.6.1框架梁截面设计49 2.6.2框架柱截面设计592.7楼板计算612.8基础计算632.8.1工程地质资料632.8.2基础方案选型642.8.3基础设计642.9楼梯设计65参考文献70致谢71附录A图纸名称及编号72 引言作为一名即将毕业的土木工程专业的本科生，在大学几年的理论学习后，要结合社会的实际情况，检验一下所学习的专业知识是否专业和完善。毕业设计恰好就是一种最好的检验，可以使四年中所学习的知识得到综合利用，使得各方面的知识系统化和实践化。通过独立完成毕业设计，可以培养独立思考、独立工作的能力，以及调查、分析和查阅资料的能力。本次毕业设计题目为《4000㎡快捷酒店设计》，结构形式采用全现浇框架结构。在熟悉本课题设计任务书的基础上，结合当地的自然条件，施工技术水平，并查阅相关建筑设计的书籍和规范，独立完成快捷酒店工程的建筑方案设计，并最终绘制出建筑施工图。通过建筑方案的设计，对框架结构进行柱网布置和结构选型，并确定材料类型和截面尺寸。首先，通过现行规范选定房间作法，并以此计算框架结构各层的重力荷载代表值；其次，采用合适的计算方法对竖向荷载作用下框架结构的内力、水平地震荷载作用下框架结构内力及侧移进行计算；最后，通过以上的结构计算，对框架结构进行截面设计（梁、板、柱截面尺寸及配筋）、楼板设计（楼板尺寸及配筋）、楼梯设计（平台板、楼梯梁、梯段板截面尺寸及配筋）、基础设计（柱下独立基础的截面设计及配筋），使得截面的配筋满足构造要求。最后通过框架结构的结构设计及计算结果，绘制出框架结构的结构施工图。 1设建筑计1.1设计资料1.1.1工程概况（1）酒店的总建筑面积为4000㎡左右，4-5层，采用框架结构，层高为3.3m，柱网自定（2）房间种类设置及装修自定。（3）采用平屋顶有组织排水，有保温或隔热要求，檐口形式及屋面防水方案自定。（4）基本设防烈度为7度，设计地震分组为第三组。1.1.2设计资料场地面积：长×宽=80×60m，建筑平面设计可不考虑场地周边影响。最高气温：37℃。最低气温：-8℃。主导风向：夏季东南风，冬季西北风。基本风压：0.35KN/m2。基本雪压：0.5KN/m2。最大降雨量：60mm/h。地质水文情况：常年地下水位地表下6m，水质对混凝土没有侵害性。场地平坦，周围无相邻建筑物。自上而下土层分布情况为：1、填土（Qml）,褐黄色，松散，湿，以粘性土为主，局部含快石和植物根系，层厚1m，不宜作为拟建建筑物的基础持力层。2、粉质黏土（Qal+pl）,褐黄色，可塑，湿，含褐色铁锰氧化物结核，层厚1m，fak=200kPa，ES=7.7Mpa。3、粉质黏土（Qal+pl）,褐黄色，硬塑，湿，含褐色铁锰氧化物结核，该层未穿透，fak=200kPa，ES=7.7Mpa。场地土15m深度范围内无液化土层。 1.2建筑方案1.2.2平面设计详细请见平面图。1.2.3具体建筑方案该建筑东西方向长54.6m，南北方向长15.3m。地面以上建筑总高度为17.45m。根据设计要求，每层设835m2左右，其中首层分为普通客房、办公室、餐饮区、厨房、商务用房。普通客房和餐饮间面积为25.74㎡。商务客房面积为51.48㎡。建筑装修：该酒店外墙用240mm厚加气混凝土砌块，外贴瓷砖，内用15mm厚水泥砂浆抹灰：内墙用200mm厚加气混凝土砌块，两边各用15mm厚水泥砂浆粉刷；楼面铺面砖，板底用15mm厚水泥砂浆抹灰；屋面20mm厚单弄架空大阶砖隔热，自然形成天沟，20mm厚C20细砂石混凝土刚性防水、20mm厚三毡四油铺小石子柔性防水层，水泥砂浆找平层；散水为15mm厚水泥砂浆抹光，60mm厚C20混凝土加浆压光素土夯实。2．结构设计2.1结构方案选型2.1.1结构选型该结构总高度为17.45m，地震基本烈度为7度，在结构上根据建筑高度和使用要求，以及要求平面布置灵活，拟用钢筋混凝土框架结构。结构布置见图2．1。2.1.2基础选型根据地质勘查报告，拟采用柱下独立基础。2.1.3结构材料（1）混凝土强度等级：基础垫层C10 柱C30梁C25楼层板C25楼梯C20基础C20（2）钢筋：梁钢筋等级除箍筋和拉筋为HPB235外，其余均为HRB335；柱钢筋等级除箍筋和拉筋为HPB235外，其余均为HRB335；楼板钢筋等级为HPB235（3）钢筋接头形式：水平钢筋连接：采用绑扎连接；竖向钢筋连接：搭接机械连接。（4）混凝土保护层厚度：板20mm梁截面35mm柱40mm2.2构件基本尺寸确定2.2.1框架梁及次梁截面尺寸框架梁尺寸参考受弯构件按下式估算：梁高h=(1/8~1/12)L，梁宽b=(1/2~1/3)h，梁净跨与截面高度之比不宜小于4。梁的截面宽度b不宜小于200mm。次梁尺寸参考受弯构件按下式估算：h=(1/15~1/18)L，b=(1/2~1/3)h具体尺寸详见结构施工图。2.2.2柱截面尺寸柱截面的宽与高一般取层高的1/15～1/20，同时满足h≥l0/25、b≥l0/30(l0为柱计算长度)。同时，柱尺寸可由轴压比确定，可采用下式估算，然后再求边长：——轴压比限值(本结构抗震等级为三级，=0.9)——混凝土轴心抗压强度设计值——柱的轴向压力设计值，估算柱截面时，可取 ——恒载与活载的荷载分项系数的加权平均值，一般民用建筑房屋可近似取1.25；——楼层总荷载标准值，框架结构可取12～14kN/m。——欲确定的柱楼层负荷面积，可根据柱网尺寸确定；——欲确定的柱截面以上的楼层层数；——角柱轴力增大系数；——由于水平力使轴力增大系数。最后从建筑及结构刚度考虑，具体尺寸见结构施工图。2.2.3板厚确定根据构造要求和刚度要求，楼层板厚拟取为120mm,屋顶板厚取为120mm。走廊和卫生间板厚都为120mm。2.2.4框架计算简图及梁、柱抗侧刚度（1）确定计算简图图2－1所示框架结构体系纵向和横向均为框架结构，根据《高层建筑建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002）允许在纵、横两个方向将其按平面框架计算，本设计以第二榀框架为例，进行手算。框架柱嵌固于计基础顶面，框架梁与柱刚接。底层柱高从基础顶面算至二层楼面，室内外高差为-0.45m,基础顶面至室外地坪通常取－0.500m,故得到底层柱高4.25m。其余各层柱高从楼面算至上一层楼面，由此得到计算简图如图2.2所示。图2.1结构平面布置图 图2.2②轴计算简图（2）框架梁、柱的线刚度结构计算简图如图2.2所示，其中在求梁截面惯性矩时考虑到现浇楼板的作用，取I=2I0（I0为不考虑楼板翼缘作用的梁截面惯矩）AB、CD跨梁：I=2Ec×1/12×0.3×0.53/6.6=9.47×10-4Ec(m3)BC跨梁：I=2Ec×1/12×0.3×0.53/2.1=6.31×10-4Ec(m3)上部各层柱：I=Ec×1/12×0.5×0.53/3.3=15.78×10-4Ec(m3)底层柱： I=Ec×1/12×0.5×0.53/4.25=12.25×10-4Ec(m3)图2.2.1线刚度计算简图2.3荷载计算2.3.1恒荷载计算(1)屋面框架梁线荷载标准值:20mm厚1：2水泥砂浆找平0.02×20=0.4kN/m3100~140mm厚（2%找坡）膨胀珍珠岩（0.10+0.14）×2/2＝0.84kN/m2120mm厚现浇钢筋混凝土楼板0.12×25=3kN/m215mm厚纸筋石灰抹底0.015×16=0.24kN/m2——————————————————————————————————屋面恒荷载：7.6kN/m2框架梁自重0.3×0.5×25＝3.75kN/m梁侧粉刷2×(0.5-0.12)×0.02×17＝0.4184kN/m———————————————————————————————————— 小计4.17kN/m因此，作用在顶层框架上的线荷载为g5AB1=g5bc1=g5CD1=4.17kN/m(注：这里的下标5代表第五层，顶层框架梁)g5BC2=g5BC2=g5CD2=4.48×3.9=17.472kN/m(2)楼面框架梁线荷载标准值：25mm厚水泥砂浆面层0.025×20＝0.50kN/m2120mm厚现浇钢筋混凝土板0.12×25＝3kN/m215mm厚纸筋石灰抹底0.015×16＝0.24kN/m2——————————————————————————————————楼面恒荷载3.74kN/m2框架梁自重及梁侧粉刷4.17KN/m边跨填充墙自重0.24×（3.3-0.5）×19=12.678KN/m墙面粉刷（3.3-0.5）×0.02×2×17=1.904KN/m中跨框架梁及侧梁粉刷4.17KN/m因此，作用在中间层框架梁上的线荷载为gAB1=gCD1=4.17+12.768+1.904=20.842KN/mgBC1=4.17KN/mgAB2=gCD2=3.74×3.9=14.586KN/mgBC2=3.74×2.1=7.854KN/m(3)屋面框架结点集中荷载标准值边柱连系梁自重0.3×0.6×3.9×25＝17.55kN粉刷0.02×（0.6-0.12）×2×3.9×17＝1.273kN1.5m高女儿墙自重1.5×3.9×0.3×19=33.345kN粉刷1.5×0.02×2×3.9×17=3.978kN连系梁传来屋面自重1/2×3.9×1/2×3.9×4.48=17.035kN——————————————————————————————————顶层边节点集中荷载G5A=G5D=73.18kN中柱连系梁自重0.3×0.6×3.9×25=17.55kN粉刷0.02×（0.6-0.12）×2×3.9×17＝1.273kN连系梁传来屋面自重1/2×（3.9+3.9-2.1）×1.25×4.48=15.96kN1/2×3.9×1.95×4.48=17.0352kN ——————————————————————————————————顶层中节点集中荷载G5B=G5C=51.8182kN(4)楼面框架节点集中荷载标准值边柱连系梁自重17.55kN粉刷1.273kN窗自重3.0×1.5×0.45＝2.205kN窗下墙体自重0.24×0.9×3.6×17＝2.20kN/m2窗边墙体自重0.60×（3.3-1.4）×0.3×19＝6.5kN粉刷0.60×（3.3-1.4）×2×0.02×17＝0.7752kN框架柱自重0.5×0.5×3.3×25=20.625kN粉刷0.78×0.02×3.3×17=0.877kN连系梁传来楼面自重0.5×3.9×0.5×3.9×3.74＝14.22kN——————————————————————————————————中间层边节点集中荷载GA=GD=66.05kN中柱连系梁自重17.55kN粉刷1.273kN内纵墙自重3.6×（3.3-0.6）×2×0.02×17=6.61kN扣除门洞重加上门重-2.1×1.0×（5.24-2）=-10.58kN框架柱自重20.625kN粉刷0.877kN连系梁传来楼面自重0.5×（3.9+3.9-2.1）×1.25×3.74=13.32kN——————————————————————————————————中间层中节点集中荷载GB=GC=49.678kN(5)恒荷载作用下的结构计算简图如图2.3.1 图2.3.1恒荷载总用下的结构计算简图2.3.2楼面活荷载计算楼面活荷载作用下的结构计算简图如图2.3.2所示，图中各荷载值计算如下： 图2.3.2活荷载作用下的结构计算简图p5AB=p5CD=1.5×3.9=5.85kN/mp5BC=1.5×2.1=3.15kN/mP5A=P5D=0.5×3.9×0.5×3.9×1.5=5.70kNP5B=P5C=0.5×(3.9+3.9-2.1)×1.25×1.5+0.25×3.9×3.9×1.5=11.05kNPAB=pCD=2.0×3.9=7.8kN/mPBC=2.5×2.1=5.25kN/mPA=PD=0.25×3.9×6.6×2.0=12.87kN PB=PC=12.87+0.25×3.9×2.5×2.1=18.00kN2.3.3风荷载计算1.风压标准值计算公式为W=βz·μs·μz·ωo因结构高度H=17.45m<30m，可取βz=1.0；对于矩形平面μs=1.3；μz可查《建筑结构荷载规范》，将风荷载作用于框架每层结点上的集中荷载，计算过程如下表所示。其中z为框架结点至室外地面的高度，A为一榀框架各层结点的受风面积，计算结果如下表所示风荷载计算层次βzμsz（m）μzωo（kN/m2）A(m2)Pw(kN)51.01.317.451.2020.3512.877.0441.01.314.151.1190.3512.876.5531.01.310.851.0230.3512.875.9921.01.37.550.9020.3512.875.2811.01.34.250.6460.3516.5754.87图2.3.3②轴框架在风荷载作用下的计算简图(单位：kN)2．风荷载作用下的侧移验算《建筑抗震设计规范》GB50011-2001表5.5.1“弹性层间位移角限值” 中规定：结构类型为钢筋混凝土框架的建筑，层间位移角。风荷载作用下的侧移验算过程见下表。风荷载作用下侧移验算层号H（mm）层剪力Vi（KN）抗侧移刚度和ΣDij(N/mm)层间侧移δ（mm）5330021.488288650.01561/1356891/55043300290.028288650.02591/1157631/55033300343.738288650.34991/85741/55023300409.528288650.41471/72341/55014250621.343679971.11281/42311/550由计算可知，风荷载作用下的侧移满足规范要求。2.3.4地震作用计算该建筑物的高度为17.45m<40m，以剪切变形为主，且质量和刚度沿高度均匀分布，故可以采用底部剪力法计算水平地震作用。一.重力荷载代表值计算1.各种构件的重力荷载代表值计算（1）荷载汇总构件上人屋面标准层楼面横梁次梁底层柱线荷载值4.483.744.175.126.25构件标准层柱外纵墙内纵墙次梁内横墙线荷载值6.252.26.613.7514.672（2）标准层的墙体重力荷载标准值G标墙=（54.6-0.5×7）×2.2×2+（54.6-0.5×7-6.6）×6.61×2+（6.6×2-0.5×3）×7×14.672=2014.7668kN（3）首层的墙体重力荷载标准值G首墙=（54.6-05×7-5×2）×2.2×2+（54.6-12-6.6-8.4-0.5×9）×6.61+（6.6×2-0.5×3）×7×14.672=1896.0738kN（4）首层柱的重力荷载标准值G首柱=6.25×4.25×28=743.75kN（5）标准层柱的重力荷载标准值G标柱=6.25×3.3×28=577.5kN（6）横梁的重力荷载标准值G横梁=4.17×15.3×7=446.607kN （7）纵梁的重力荷载标准值G纵梁=5.12×54.6×4=1118.208kN（8）女儿墙：1.5m高G女儿墙=1.5×0.3×19×54.6×2=933.66kN（9）次梁的重力荷载标准值G=3.75×15.3×10=573.25kN2.各楼层的重力荷载标准①恒荷载取100%，活载（学载）取50%计入组合②每层的楼梯不另行计算，而改考虑为楼梯间处板重原有的1.5倍计入荷载值③一般楼层取Gi=1.0恒+0.5活+1.0自重④横梁、柱分层总计，上下各半1）顶层G5恒=933.66+2014.77/2+577.5/2+446.607+573.75+1118.21+4.48×54.6×15.3=8110.8644kN2）标准层G2-4恒=2014.77×2/2+577.5+446.607+1118.21+3.74×54.6×15.3=7281.4082kN3）首层G1恒=2014.77/2+1896.07/2+743.75/2+577.5/2+1118.208+446.607+3.74×54.6×15.3=7305.1812kN3.屋面雪荷载标准值计算及活荷载标准值计算G雪=Q活=0.5×54.6×15.3=417.69kN两者不同时考虑，取大值参与计算，Q=417.69kN4.楼面活荷载标准值计算GE1=G1恒+0.5Q活=7305.1812+0.5×1682.226=8146.2942kNGE2-4=G2-4恒+0.5Q活=7281.4082+0.5×1682.226=8122.5212kNGE5=G5恒+0.5Q活=8110.8644+417.69×0.5=8319.7094kN二.多遇水平地震力作用计算及弹性位移验算楼层抗侧移刚度计算，采用D值法进行计算（1）横向2-5层D值计算构件名称计算简图σ=/2+D=σ×12ic/h2 A、D柱=(k1+k2)/2ic=2×9.47/2×15.78=0.6σ=0.6/2+0.6=0.23D=0.23×12×12.25×10-4×3×107/3.32=9280kN/mB、C柱=(k1+k2+k3+k4)/（2×15.78）=1σ=1/2+1=0.33D=0.33×12×12.25×10-4×3×107/3.32=13346.7kN/m一榀框架，ABCD柱各一根，框架抗侧移总刚度D=14×2×（9280+13346.7）=633547.6kN/m(2)横向1层D值计算构件名称计算简图σ=（+0.5）/（2+）D=σ×12ic/h2A、D柱=k1/ic=0.77σ=0.46D=0.46×12×12.25×10-4×3×107/4.252=11230kN/mB、C柱=(k1+k2)/ic=1.29σ=0.54D=0.54×12×12.25×10-4×3×107/4.252=13180kN/m一榀框架，ABCD柱各一根，框架抗侧移总刚度D=14×2×（11230+13180）=683480kN/m三、自震周期计算1、顶点位移及层间位移计算如下表所示层号Gi∑G(kN/m)Di(kN/m)△ui=∑G/Di(m)μTGi△iGi△i258319.718319.71633547.60.0130.1891572.43297.1948122.5216442.23633547.60.0260.1761429.56251.60 38122.5224564.75633547.60.0390.1501218.38182.7628122.5232687.27633547.60.0510.111901.60100.0818146.2940833.566834800.0600.060488.7829.332、采用顶点位移法，取ψt=0.65（考虑填充墙的周期折减系数）T1=1.7ψt=1.7×0.65×=0.480sΨt：考虑填充墙影响的周期折减系数，框架结构取值为0.6~0.73、采用能量方法，取ψt=0.65（考虑填充墙的周期折减系数）T1=2ψt=2×0.65×=0.510s综上所述，由于能量法与顶点位移法计算相差较小（0.003s）故取二者任意进行下一步计算均可，本设计取T1=0.510s。四、水平地震作用及弹性位移验算说明：对于以下两类建筑适用于底部剪力法①高度不超过40m，以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构②近似于单质点体系的结构故选取底部剪力法进行抗震计算、计算简图如下图所示图2.3.4.1水平地震计算简图（1）水平地震影响系数α1的计算结构基本周期取为顶点位移法的计算结果，T1=0.51s，由抗震规范可知，本结构的抗震设防烈度为7°，设计基本地基加速度为0.10g，场地类型为Ⅱ类，设计地震分组为第三组，故有Tg=0.45s，αmax=0.008 T1=0.510s<1.4Tg=0.63s，故不需考虑高振型的影响。Tgρmin*h/ho=0.27%满足条件。 （2）箍筋计算柱端剪力：V=（M上+M下）/H=（83.3+73.4）/3.3=40.42kN故可按构造配置箍筋，选用8＠150。2、B柱的配筋：（1）纵向受力钢筋：Mmax=101.05kN•mNmax=393.56kN1）求偏心距增大系数则mm2）判别大小偏心故属于小偏心受压3）计算钢筋面积 实配12φ16，As=2413.2mm2ρ=As/bho=2413.2/460*500=1.05%>ρmin*h/ho=0.27%满足条件。（2）箍筋计算柱端剪力：V=（M上+M下）/H=（101.18+100.21）/3.3=61.03kN故可按构造配置箍筋，选用8＠150。2.7楼板计算1、楼板按弹性理论计算以5层B4板（四边固定）为例。板的编号详见图2.37。2、材料：混凝土：C25，fc=11.9N/mm2,ft=1.27N/mm2。钢筋：HPB235,fy=210N/mm23、计算恒载荷标准值：gk=3.5恒载荷设计值：活荷载查<<荷载规范>>，活荷载设计值为：折算荷载：，各板内跨Lo取轴线间的矩离，边跨Lo取板净跨加梁宽度，但是由于两种取法跨度相差很小，为了方便计算，全部L0取轴线间矩。lx=3.9m，ly=6.6mlx/ly=3.9/6.6=0.59（注：lx、ly分别指短边和长边。）经查表得 （4）B7板配筋计算：1)X方向：，，（短向底筋在下）>所以按构造配，取，2)y方向：，，（长向底筋在上）<实配钢筋率实配，3)支座，，