高校宿舍楼设计 土木工程毕业设计结构计算书

'前言毕业设计是大学本科教学计划中最后一个重要的教学环节，是对自身综合应用所学的土木工程基础理论的培养，也是进行房屋建筑设计或科学研究的综合训练，是前面各个教学环节的继续、深化和拓宽，是培养自身综合素质和工程实践能力的重要阶段。毕业设计的目的在于使我们受到结构工程师所必须的综合训练，有利于向工作岗位过渡。本毕业设计课题为《高校宿舍楼设计》，要求对此分别进行建筑部分设计和结构设计两部分。建筑部分要完成建筑方案比较、分析、确定；绘制建筑施工图和编写建筑设计说明书。结构设计包括结构选型及结构布置；主要框架的荷载计算、内力分析、截面设计；楼梯、基础、雨篷、梁板的计算；绘制结构施工图。本设计的内容涉及了建筑、结构两大方面，全面地包含了土木工程建工方向专业所学知识，是一次全面的设计演练。同时，设计研究的内容具有相当的深度和难度，是对设计人员的一次综合考核。设计应达到的技术要求为满足实际施工要求，即所设计的内容正确、可行。为此，设计过程中要以设计规范为准绳，严格控制各设计内容满足规范和相关条例的要求。限于时间和经验等方面的原因，在设计中难免有不尽合理和完善之处，敬请指正。69 摘要本次毕业设计是一宿舍楼的设计，包括建筑设计和结构设计两部分内容。本建筑东西长50m，南北宽25m，设置一道抗震缝（兼沉降缝和伸缩缝），各层层高均为3.2m。建筑设计是在总体规划的前提下，根据设计任务书的要求，综合考虑基地环境、使用功能、综合选型、施工、材料、建筑设备、建筑艺术及经济等。着重解决了建筑物与周围环境、建筑物与各种细部构造，最终确定设计方案，画出建筑施工图。结构设计是在建筑物初步设计的基础上确定结构方案；选择合理的结构体系；进行结构布置，并初步估算，确定结构构件尺寸，进行结构计算。结构计算包括荷载计算、变形验算、内力分析及截面设计，并绘制相关的结构施工图。本设计抗震设防烈度为7度，设计地震分组为一组，抗震等级为3级；场地类别为Ⅱ类，只考虑横向水平地震作用，选用横向承重框架体系。混凝土除框架柱采用C45外，其余均采用C30；主梁、柱纵向受力筋和基础钢筋采用HRB400级钢筋，楼梯梁、次梁、雨篷梁纵向受力筋采用HRB335，其余均采用HPB235级。楼盖结构平面的主梁沿横向布置，次梁沿纵向布置，板、次梁均按考虑塑性内力重分布设计。框架竖向内力分析采用弯矩二次分配法，水平内力分析采用D值法。采用柱下独立基础总之，适用、安全、经济、使用方便是本设计的原则，两部分空间合理，连接紧凑，主次分明，使建筑空间的舒适度加以提高。关键词：框架结构；建筑设计；结构设计；柱下独立基础69 AbstractThisdesignisaschemeofalibrarybuildingitincludestwoparts-architecturedesignandstructuredesign.Thebuildingis50mthroughthelongplane,and25mthroughtheshortplane,andsetsup1seismicjoints(ofthesettlementjointandjoints).thelayersare3.2mhigh.Inthearchitecturedesign.Inthearchitecturedesignandstructuredesigningthearchitecturedesign,Icompressivelyconsiderthebaseavermentusingfaction,structuretype,constructionbuildingmaterialsequipmentarchitectureeconomyandarchitectureeconomyandarchitectureartact..ThenImainlysolveusingspaceinthisbuildingandcoordinationbetweeninsideandoutsideconditions.Inthestructuredesign,determinethestructuredesignbasedonarchitecturefirstdesign.Selecttherightstructuretype.Precedestructurearrangementandsizesofstructurecomponentstocalculate.Allworkaboutcalculationincludingloadestimationdeformtest.Mechanicsanalysisandselectiondesign,Intheend,drawingalltheblueprintsofarchitectureconstructionandstructureconstructor.Thebasicquake-degreedesignisseven.Thequakedesignisforonegroup、seismicratingisforthethree,andthesquareisⅡ.Olnyconsideringthequakeontheplane,itshouldbechosenfortheplane-strength-settingsystem.ConcreteadoptsC45forthecolumn,andothersaboptC30.ThesteelintheframeworkandthebasementadoptsHRB400,andinthebeamsofthestairs、secondarybeamandflashingadoptsHRB335,andothersadoptHPB235.Thestructureplaneofthestoreyalongthemaingirderinthetransversesideandthesubordinategirderalongthelengthwaysside.Thesubordinategirderaccordingastheredistributingoftheinternalforce.Verticalstratificationoftheuseofinternalforces,thesecondmomentdistributionmethod,thelevelofinternalforcesusingDvaluemethod.Thefoundationisindividualfooting.69 Inaword,suitable,safety,economyandusefacilitateistheprincipleofdesign,twoparts`spacereasonable,joincompact,primaryandsecondarydistinct,makethecomfortabledegreeofbuildingspacerise.Keywords:framestructure;architecturedesign;structuredesign;individualfoundation69 目录1建筑设计11.1设计资料11.1.1建筑环境和地点11.1.2自然条件11.1.3建筑设计要求21.1.4各部分工程构造31.2总平面设计31.3建筑平面设计41.3.1休息区设计要点41.3.2辅助部分设计要点：41.3.4楼梯设计要点：41.3.5防火与疏散41.4建筑立面设计51.4.1立面造型51.4.2外墙装饰51.4.3门窗设置：51.5建筑剖面设计61.5.1剖面设计基本要求61.5.2楼梯设计82结构设计102.1设计题目102.2设计条件102.2.1工程地质勘探资料102.2.2气候条件102.2.3结构设计资料102.2.3.1工程情况102.2.3.2设计标高102.2.3.3楼面做法102.2.3.4屋面做法102.2.3.5墙体做法102.2.3.6活荷载102.2.3.7上部结构方案112.2.3.8下部结构方案112.3结构计算112.3.1构件材料选用112.3.2构件截面初估112.3.3框架结构计算简图122.3.4框架侧移刚度的计算1469 2.4荷载计算152.4.1竖向荷载作用152.4.1.1恒荷载标准值计算152.4.1.2屋面、楼面可变荷载标准值及基本风压172.4.1.3竖向荷载作用下框架受荷总图172.4.1.4竖向荷载作用下框架的内力计算202.4.2、横向风荷载作用272.4.2.1风荷载标准值的计算272.4.2.2风荷载作用下的位移验算282.4.2.3风荷载作用下框架侧移计算292.4.2.4风荷载作用下框架的内力计算302.4.3水平地震作用312.4.3.1重力荷载代表值的计算312.4.3.2地震作用下框架结构内力332.5横向框架内力组合372.5.1AB跨中弯矩：（计算简图见前面）382.5.1.1恒荷载：382.5.2BC跨跨中弯矩392.5.3柱端弯矩设计值的调整442.5.3.1A柱：442.5.3.2B柱：442.6截面设计452.6.1框架梁452.6.1.1正截面受弯承载力的计算：452.6.2框架柱482.6.2.1剪跨比和轴压比验算：482.6.2.2截面尺寸复核：492.6.2.3柱正截面承载力计算492.6.2.4柱斜截面受剪承载力计算502.6.3楼板设计522.6.3.1楼板类型及设计方法的选择：522.6.3.2设计参数：522.6.3.3内力计算：522.6.3.4截面设计：532.7基础设计542.7.1选择基础材料542.7.2选择基础埋置深度552.7.3求地基承载力特征值fa552.7.4初步选择基底尺寸552.7.5验算持力层地基承载力562.7.6计算基底净反力5769 2.7.7基础高度（采用阶梯形基础）572.7.8变阶处抗冲切验算592.7.9配筋计算602.7.9.1基础长边方向602.7.9.2基础短边方向612.7.9.3基础长边方向622.7.9.4基础短边方向63参考文献65致谢辞6669 青岛工学院毕业设计1建筑设计本建筑根据“青岛工学院土木工程08级毕业设计任务书”设计。建筑名称为“高校学生宿舍楼”。本商场建筑设计按照可持续发展战略的原则，正确处理人与建筑和环境的相互关系，考虑保护生态环境，防止污染和破坏环境；贯彻节约用地、节约水电、能源、材料的原则；本设计综合考虑了建筑物的防火、抗震、抗风与采光要求、以人为本，满足人们的使用要求。本着适用、安全、经济、美观的原则，对图书馆的柱网尺寸、面积、层高以及荷载等设计应有较大使用上的灵活性，符合现代化的文化、休闲要求。本建筑采用现浇钢筋混凝土框架结构，现浇钢筋混凝土楼盖，共五层。1.1设计资料1.1.1建筑环境和地点本建筑位于云南大理，规划批准用地和建设用地界线见图1.1.1所示。图1.1.1建筑设计要求：在临道路两边新建筑必须从地界线后退10米，交通入口设在离开交叉路口不少于30米。1.1.2自然条件（1）工程地质勘探资料69 青岛工学院毕业设计不考虑地下水位的影响（2）气候条件根据气象部门提供的资料，主要风向全年为西北风，夏季为东南风，基本风压为：0.5KN/m2；年平均降雨量为710mm，年最高温度为39℃，最低温度为－12℃，冻土深度为0.6m；最大积雪厚度为200mm，基本雪压为0.25KN/m2。（3）地震设防烈度地震设防烈度：7度设计基本地震加速度值为0.10g地震分组为第一组场地类别为Ⅱ类1.1.3建筑设计要求本楼主要为满足学生住宿要求和社团活动的要求，建筑标准根据目前高校的住宿条件和社团活动要求确定，建筑标准可以适当提高。（1）建筑的组成1）室外部分：包括自行车存放处、室外活动场所、室外绿化设施等。2）房间组成：（1）学生宿舍。（2）公共卫生间，面积自定，要求满足住宿学生的使用要求。（3）传达室，面积自定。（4）门厅，自定。（5）社团活动房间。社团活动面积为300平米，根据个人的调研结果确定，要求社团活动房间至少分为三类并布局合理。69 青岛工学院毕业设计（6）小卖部50平米。（2）建筑设计内容1）建筑设计图纸（1）总平面图：建议比例1：500～1：1000。（2）底层平面图：建议比例1：100。（3）其它层平面图：1：100。（3）剖面图：建议比例1：50～100。（4）立面图：建议比例1：100。（5）构造节点详图：建议比例1：20。2）建筑设计说明书说明书要言简意赅、图文并茂，主要阐述设计指导思想，具体内容可参考下列条目：（1）前言：说明拟设计建筑的意义、用途及设计依据。（2）建筑设计概况：总平面图中场地位置的选择，建筑物规模等。（3）设计方案比较，分析其可行性。（4）立面设计特点及其立面表现说明。（5）各组成房间的使用功能说明。（6）主要房间的采光、通风、朝向、遮阳等问题是如何考虑和解决的。（7）出入口、走廊、楼梯等设计如何满足功能需要、安全疏散和防火规范要求。（8）建筑各主要部件（如：基础、墙身、框架、楼地板层、楼梯、屋顶、门窗等）的材料选用、构造形式、特点要求及施工方法等必要的文字说明。（9）建筑物的技术经济指标、设计的优缺点和尚待解决的问题等。1.1.4各部分工程构造（1）设计标高：室内设计标高±0.000，室内外高差0.450m。（2）楼面做法：40mm厚水磨石面层20mm厚水泥砂浆找平层100mm厚钢筋混凝土板20mm厚水泥砂浆板底抹灰(3)屋面做法20mm厚细石混凝土保护层40厚C20细石混凝土刚性防，三毡四油铺小石子柔性防水69 青岛工学院毕业设计聚苯乙烯板隔热层2%找坡20mm厚1：3水泥砂浆找平层100mm厚钢筋混凝土板20mm厚1：3水泥细砂浆板底抹灰(4)墙体做法外墙和内墙采用实心砖。1.2总平面设计宿舍楼建筑基地宜选择在远离交通喧闹区的适宜位置。宿舍楼建筑应有不少于两个面的安全通道出入口；宿舍楼周围设净宽度不小于4m的运输、消防道路。宿舍楼建筑的主要出入口前，应按当地规划及有关部门要求，应设相应的集散场地及供自行车与汽车使用的停车场地。总平面布置应合理安排好设备机房、附属设施和地下建筑物，并考虑环境与绿化设计，其主体部分有良好的朝向和日照。宿舍楼建筑按使用功能分为休息区、活动区和辅助三部分，建筑内外应组织好交通、人流应避免交叉，并应有防火、安全分区。总平面图如图1.1.2所示：图1.2.1总平面示意图1.3建筑平面设计1.3.1休息区设计要点根据学生数量对房间数进行设计，保证学生的休息舒适以及充足的个人空间，衣物放置空间。减轻学生的学习压力，每个人都配备足够大的储物柜。休息区应符合防火规范的规定设置消防通道，并应符合防盗、通风、防潮等要求。69 青岛工学院毕业设计1.3.2辅助部分设计要点：辅助部分应根据宿舍楼规模大小、人数需要而设置。包括晾晒台、洗漱间和厕所用房，以及各种建筑设备用房和配电室等。本设计活动区均设在顶层，每层设有配电室和变电室，消防中心和空调中心设在顶层。宿舍楼建筑厕所位置宜方便使用，卫生用具按使用人数设置，男厕按每60人设大便器一具，每30人设小便斗一具。女厕按每30人设大便器一具。盥洗室应设污水池1个，并按每35人设洗脸盆1个。本设计中在一到五层均设有卫生间，顶层并设有浴室，卫生间布置见平面图。1.3.4楼梯设计要点：宿舍楼的楼梯分为消防楼梯、专用楼梯。在进行楼梯设计时，务必采用合理均衡的布局形式、确保宿舍楼内所有地点的避难距离基本相同，使学生无论是在日常生活中，还是发生火灾、地震等紧急情况时，都能够安全避难。本设计共有四部楼梯，主要楼梯三部，设在宿舍楼人流交集中的出入口处，可以较好的达到疏散人流的要求。另一步楼梯，用作消防备用。1.3.5防火与疏散宿舍楼的吊顶和一切饰面装修，应符合建筑物耐火等级规定，并采用非燃烧材料或难燃烧材料。如设有上下层相连通的开敞楼梯等开口部位时，应按上下连通层作为一个防火分区，其建筑面积之和不应超过防火规范的规定。防火分区应采用防火墙分隔，如有开口部位设防火门窗或防火卷帘并装有水幕，本设计在自动扶梯周围设有防火卷帘并装有水幕。宿舍楼的每一防火分区安全出口数目不应少于两个；宿舍楼内任何一点至最近安全出口直线距离不宜超过20m。安全门净宽度不应小于1.40m，并不应设置门槛宿舍楼疏散人数的计算，可按每层房间的面积总数乘以换算系数来确定：第一、二层，每层换算系数为0.85；第三层，换算系数为0.77；第四层及以上各层，每层换算系数为0.60。1.4建筑立面设计建筑立面是表示房屋四周的外部形象。立面设计和建筑体型组合一样，也是在满足房屋使用要求和技术经济条件的前提下，适用建筑造型和立面构图的一些规律，紧密结合平面、剖面的内部空间组合进行的。1.4.1立面造型69 青岛工学院毕业设计立面造型设计着重研究建筑物的体量大小、体型组合、立面及细部处理等。在满足使用功能和经济合理性的前提下，运用不同的材料、结构形式、装饰细部、构图方法等创造出预想的意境，从而不同程度地给人以庄严、挺拔、明朗、轻快、简洁、朴素、大方、亲切的印象，加上建筑物体型庞大、与人们的目光接触频繁，因此具有独特的表现力和感染力。钢筋混凝土框架结构由于墙体仅起围护作用，这就给空间处理赋予了较大的灵活性。框架结构的立面开窗较自由，即可形成大面积独立窗，也可形成带形窗，甚至底层可以全部取消窗间墙而形成全部通透的形式。框架结构具有简洁、明快、轻巧的外部形象。随着现代新结构、新材料、新技术的发展，给建筑外形设计提供了更大的灵活性和多样性。特别是各种空间结构的大量运用，更加丰富了建筑的外观形象，使建筑造型千姿百态。本宿舍楼设计共五层，每层层高均为3.2m，总建筑高度18.8m，整体造型为矩形，满足宿舍大空间的要求，本建筑采用直线设计，虽形式简单，但简单的立面给人一种庄重的感觉，由此将立面成竖向划分，满足了建筑物的整体协调性，避免了因横向长度较纵向过长而造成立面比例的不均衡。简单而不为单调，突出而不喧宾夺主，增强了建筑的表现力，取得了完整统一、协调稳健的立面效果，在蓝天白云的衬托下给人以视觉上的美感。立面上的竖线条的处理使立面成竖向划分，给人以结构美，满足了建筑物的整体协调性。1.4.2外墙装饰宿舍楼设施外装修应注意与周边环境相协调，外装修及其材料应当反映出学生的心态、活力等元素，使学生能够从远处就可清晰地感受到它的温馨。1.4.3门窗设置：（1）门的设置房间门的作用是供人出入和各方间的交通联系，有时也兼采光和通风。根据《建筑设计防火规范》有关规定：第5.3.1公共建筑和通廊式居住建筑安全出口的数目不应少于2个，但符合下列要求的可做一个：一个房间的面积不超过60㎡，且人数不超过50人时，可设一个门；位于走道尽端的房间内有最远一点到房门口的直线距离不超过14米且人数不超过80人时，也可设一个向外开启的门，但门的净宽不应小于1.40m。民用建筑的疏散门还有以下要求：建筑中的疏散走道、安全出口、疏散楼梯以及房间疏散门的各自总宽度应经计算确定。安全出口、房间疏散门的净宽度不应小于0.9m，疏散走道和疏散楼梯的净宽度不应小于1.1m。对于有特殊用途的房间门的数量和总宽度应按每100人600mm宽计算，并结合人流通行方便分别设双扇外开门于通道外，且每扇门的宽度不应小于1400mm。双扇门的宽度可为1200—1800mm，四扇门的宽度可为2400—3600mm。（2）窗的设置69 青岛工学院毕业设计为获得良好的天然采光，保证房间足够的照度值，房间必须开窗。窗口面积大小主要根据房间的使用要求、房间面积、及当地日照情况等因素来考虑。设计时可根据窗地面积比（窗洞口面积之和与房间地面面积比）进行窗口面积的估算。其具体步骤为：1）查窗地面积比；2）根据房间面积计算窗洞口面积；3）确定洞口尺寸（考虑模数的要求）。本建筑采用多种不同尺寸的窗户：阅览室主要采用2400mm2700mm的大面积窗，并在靠走廊一侧设高窗，楼梯采用外挂的上下相通的玻璃窗，以增加立面效果，厕所采用高窗。总之，门窗位置的确定应满足以下要求：①门窗位置尽量使墙面完整，便于家具设备布置和合理组织人行通道；②门窗位置应有利于采光通风；③门的位置应方便交通，利于疏散。为避免窗扇开启时占用室内空间，大多数的窗采用外开方式；为使走廊平整，大多数门采用内开式。1.5建筑剖面设计剖面设计确定建筑物各部分高度，建筑层数，建筑空间的组合与利用，以及建筑剖面中的结构、构造关系等。它与平面设计是从两个不同的方面反映建筑物内部空间的关系。平面设计着重解决内部空间的水平方向上的问题，而剖面设计主要研究竖向空间的处理，两个方面同样都涉及到建筑的使用功能、技术经济条件、周围环境等问题。1.5.1剖面设计基本要求剖面设计本着矩形剖面简单、规整、便于竖向空间的组合，容易获得简洁而完整的体型，结构简单，方便施工的原则进行。即使有特殊要求的房间在尽可能满足使用要求的前提下，也优先考虑矩形剖面房间层高的确定，首先要满足人体活动及家具设备的要求，为此房间的净高必须大于2.2m；其次房间的高度要有利于天然采光和自然通风；第三，房间高度受结构高度及其布置的影响；第四，要考虑建筑经济效果，层高是影响建筑造价的一个重要因素，第五，空间比例关系应给人适宜的空间感受。建筑剖面的组合形式，主要由建筑物中各类房间的高度和剖面形状、房屋的使用要求和结构布置特点等因素决定的。剖面设计中房间的形状除应满足使用要求以外，还应考虑结构类型、材料及施工的影响，长方形的剖面形状规整、简洁、有利于梁板式结构布置，同时施工也比较简单。即使有特殊要求的房间，在能满足使用要求的前提下，也宜优先考虑采用矩形剖面。（1）房间的剖面形状房间的剖面形状主要是根据使用要求和特点来确定，同时也要结合具体的物质技术、经济条件及特定的艺术构想考虑，使之既满足使用又能达到一定的艺术效果。（2）房间的层高69 青岛工学院毕业设计房间的剖面设计，首先需要确定房间的净高和层高。房间的净高使之楼地面到结构层（梁、柱）地面或顶棚下表面之间的距离。层高是指该层楼地面到上一层楼面之间的距离。房间的高度恰当与否，直接影响到房间的使用、经济以及室内空间的艺术效果，在通常情况下，房间高度的确定主要考虑以下几个方面：1)人体活动及家具设备的要求房间的净高与人体活动尺度有很大的关系。为保证人们的正常活动，一般情况下，室内最小净高应使人举手不接触到顶棚为宜。为此房间净高应不低于2.2m。不同类型的房间，由于使用人数不同、房间面积大小不同，对房间的净高要求也不同。卧室使用人数少、面积不大，有无特殊要求，故净高较低，常取2.8-3.0m,但不应小于2.4m；教室使用人数多，面积相应增大，净高宜高一些，一般常取3.30-3.60m；公共建筑的门厅是接纳、分配人流及联系各部分的交通枢纽，也是人们活动的集散地，人流较多，高度可较其它房间适当提高。除此之外，房间的家具设备以及人们使用家具设备所需的必要空间，也直接影响到房间的净高和层高。本建筑考虑以上各个方面，以及设计任务书的要求，最终选定主体部分层高为3.2m。2)采光、通风要求房间的高度应有利于天然采光和自然通风，以保证房间必要的学习、生活及卫生条件。当房间允许两侧开窗时，房间的净高不小于总深度的1/4。房间的通风要求，室内进出风口在剖面上的高低位置，也对房间的净高有一定的影响。除此以外，容纳人数较多的公共建筑，应考虑房间的正常气容量，保证必要的卫生条件。3）结构高度及其布置方式的影响在相同净高的情况下，结构布置不同，房屋的层高也相应不同。4）建筑经济效果层高是影响建筑造价的一个重要因素。因此，在满足使用要求和卫生要求的前提下，适当降低层高可相应减小房屋的间距，节约用地，减轻房屋自重，改善结构受力情况，节约材料。5）室内空间比例按照上述要求合理地确定房间高度的同时，还应注意房间的高宽比例给人以适宜的空间感觉。一般说来，面积大的房间高度要高一些，面积小的房间则可适当降低。房间层高的确定首先要满足人体活动及家具设备的要求，为此房间的净高必须大于2.2m,其次房间的高度要有利于天然采光和自然通风，第三，房间高度受结构高度及其布置的影响；第四，要考虑建筑经济效果，层高是影响建筑造价的一个重要因素，第五，空间比例关系应给人适宜的空间感受。69 青岛工学院毕业设计1.5.2楼梯设计（1）楼梯设计的要求：楼梯在剖面中的位置，是和楼梯在建筑平面中的位置以及建筑平面的组合关系密切联系在一起的，它作为建筑空间竖向联系的主要部件，其位置应明显，起到提示引导人流的作用，并要充分考虑其造型美观，人流通行顺畅，行走舒适，结合坚固，防火安全，同时还应满足施工和经济条件的要求。因此，需要合理的选择楼梯的形式、坡度、材料、构造做法，精心的处理好其细部构造。需要指出的是，为减少疲劳，梯段的踏步步数一般不宜超过18级，但也不宜少于3级，因为步数太少不易为人们察觉，容易摔倒。（2）楼梯尺度1）踏步尺度楼梯的坡度在实际应用中均有踏步高宽比决定。踏步的高宽比需根据人流行走的舒适、安全和楼梯间的尺度、面积等因素进行综合权衡。常用的坡度为1：2左右。楼梯踏步的踏步高和踏步宽尺寸一般根据经验数据确定，见表1.4.1。踏步的高度，成人以150㎜左右较适宜，不应高于175㎜。踏步的宽度（水平投影宽度）以300㎜左右为宜，不应窄于260㎜。该宿舍的楼梯踏步的高度取为150㎜，踏步的宽度取为300㎜。能够满足规定，该设计较为合理。2）梯段尺度梯段尺度分为梯段宽度和梯段长度。梯段宽度应根据紧急疏散时要求通过的人流股数多少确定。每股人流按500-600㎜宽度考虑。同时，需满足各类建筑设计规范中对梯段宽度的限定，如住宅≥1100㎜，公共建筑≥1300㎜等。梯段长度（L）则是每一梯段的水平长度，其值为L=b(N-1)，其中b为踏面水平投影步宽，N为梯段踢面数。3）平台宽度平台宽度分为中间平台宽度D1和楼梯平台宽度D2，对于平行和折行多跑等类型楼梯，其转向后的中间平台宽度应不小于梯段宽度，以保证通行与梯段同股数人流。同时应便于家具搬运，医院建筑还应保证担架在平台处能转向通行，其中间平台宽度应≥1800㎜。对于直行多跑楼梯，其中间平台宽度可等于梯段宽，或者≥1000㎜。4）梯井宽度其宽度以60-200㎜为宜。5）楼梯尺寸计算①根据层高H和初选步高h定每层踢面数N,N=H/h。N以偶数为宜，当其为奇数或非整数时，可调整步高h；②69 青岛工学院毕业设计根据步数N和初选步宽b决定梯段水平投影长度L，L=（0.5N-1）b；③确定是否设梯井C；④根据楼梯间净宽A和梯井宽C确定梯段宽度a，a=(A-C)/2，同时检查其是否满足紧急疏散时人流股数要求；⑤根据初选中间平台宽D1（D1≥a）和楼梯平台宽D2（D2≥a）以及L检验楼梯间进深井长度B,D1+L+D2=B。不满足时再对各值进行调整，直至满足要求。6）栏杆扶手尺寸一般不小于900㎜，供儿童使用的楼梯应在500-600㎜高度增设扶手。7）楼梯净空高度楼梯各部位的净空高度应保证人流通行和家具搬运，一般要求不小于2000㎜，梯段范围内净空高度宜大于2200㎜。69 青岛工学院毕业设计2结构设计2.1设计题目本组结构设计题目为多层钢筋混凝土框架结构设计，框架柱平面布置图如图2所示(其中a=6000mm，b=3300mm，c=7200mm)。此钢筋混凝土框架结构的建筑层数为6层，每层层高为3.4m，建筑总高度22.2m。建筑面积为43.2*16.5M2。2.2设计条件2.2.1工程地质勘探资料地表填土为0.6m，填土下为25m厚的亚粘土层，承载力设计值为245KN/m2；再下层为1.8m中砂层，承载力设计值为320KN/m2；再往下为砾石层，承载力设计值为400KN/m2。不考虑地下水位的影响。2.2.2气候条件云南大理市基本风压0.65kN/m22.2.3结构设计资料2.2.3.1工程情况抗震设防烈度按不小于7度设防，设计地震分组为第一组，建筑场地土类别为Ⅱ类，场地特征周期为0.35s，设计基本地震加速度值为0.10g。基本风压为W0=0.35kN/m2。地面粗糙程度为C类。2.2.3.2设计标高室内设计标高±0.000，室内外高差0.450m。2.2.3.3楼面做法40mm厚水磨石面层，20mm厚水泥砂浆找平层，100mm厚钢筋混凝土板，20mm厚水泥砂浆板底抹灰。2.2.3.4屋面做法20mm厚细石混凝土保护层，40厚C20细石混凝土刚性防水，三毡四油铺小石子柔性防水，聚苯乙烯板隔热层2%找坡，20mm厚1：3水泥砂浆找平层，100mm厚钢筋混凝土板，20mm厚1：3水泥细砂浆板底抹灰。2.2.3.5墙体做法69 青岛工学院毕业设计外墙和内墙采用实心砖。2.2.3.6活荷载楼面2.5kN/m2，走廊2.5kN/m2，不上人屋面0.5kN/m2。2.2.3.7上部结构方案本工程采用现浇楼板，现浇框架承重体系。由于是空间的现浇框架，采用现浇楼板，荷载由板传到次梁，由次梁传给主梁，再由主梁将荷载传到柱上，最后传到基础上。2.2.3.8下部结构方案该工程采用钢筋混凝土柱下独立基础，基础顶面到第一层楼板顶面的距离为5.20m。图2.2.1框架柱平面布置图2.3结构计算2.3.1构件材料选用混凝土：强度等级采用C45（f=21.1n/mm2，ft=1.80n/mm2）；钢筋：梁、柱纵向受力钢筋均采用HRB335，箍筋及其他用筋采用HPB235；2.3.2构件截面初估表3.1梁截面尺寸（mm）层次混凝土强度等级横梁纵梁C45300×400300×50069 青岛工学院毕业设计柱截面尺寸可根据式估算，因为抗震烈度为7度，总高度，查表可知该框架结构的抗震等级为三级，其轴压比限值；各层的重力荷载代表值近似取12，由公式可得第一层柱截面面积为：边柱中柱取柱截面为正方形，根据上述计算结果并综合考虑其它因素，本设计框架柱截面尺寸取值均为。表3.2柱截面尺寸（mm）层次混凝土等级b×h1~6C45400×4002.3.3框架结构计算简图框架结构计算简图如图2所示，取顶层柱的形心线作为框架柱的轴线；梁轴线取至板底，2~6层柱高度即为层高，取3.4m，底层柱高为5.2m。69 青岛工学院毕业设计图2.3.1横向框架组成的空间结构69 青岛工学院毕业设计图2.3.2纵向框架组成的空间结构2.3.4框架侧移刚度的计算由于楼面板与框架梁的混凝土一起浇筑，对于中框架梁取，边框架I=梁线刚度计算过程见表一、二；柱线刚度计算见表三。表3.3横梁线刚度ib的计算类别Ec（N/mm2）b×h（mm×mm）I0（mm4）l（mm）EcI0/l（N·mm）1.5EcI0/l（N·mm）2EcI0/l（N·mm）AB跨、CD跨3.35×104300×4001.6×10960000.89×10101.34×10101.78×1010BC跨3.35×104300×4001.6×10933001.78×10102.67×10103.56×1010表3.4纵梁线刚度ib的计算类别Ec（N/mm2）b×h（mm×mm）I0（mm4）l（mm）EcI0/l（N·mm）1.5EcI0/l（N·mm）2EcI0/l（N·mm）1~7跨3.35×104300×5003.13×10972001.46×10102.19×10102.91×1010表3.5柱线刚度ic的计算：I=bh3/12层次hc（mm）Ec（N/mm2）b×h（mm×mm）Ic（mm4）EcIc/hc（N·mm）2~634003.35×104400×4002.14×1092.11×1010152003.35×104400×4002.14×1091.38×1010令：，则其它各杆件的相对线刚度为：69 青岛工学院毕业设计2.4荷载计算2.4.1竖向荷载作用2.4.1.1恒荷载标准值计算（1）屋面（不上人）保护层：20mm厚细石混凝土保护层防水层：（刚性）40厚C20细石混凝土防水层：（柔性）三毡四油铺小石子找平层：20mm厚1：3水泥砂浆找平层找坡层：聚苯乙烯板隔热层2%找坡结构层：100mm厚钢筋混凝土板抹灰层：20mm厚1：3水泥细砂浆板底抹灰合计5.54（2）各层楼面69 青岛工学院毕业设计40mm厚水磨石面层20×0.04=0.820mm厚水泥砂浆找平层100mm厚钢筋混凝土板20mm厚水泥砂浆板底抹灰合计4.04（3）梁类别净跨（mm）截面（mm）密度（KN/m3）体积（m3）数量(根)单重（KN）总重（KN）横梁6000300×400250.7214182523300300×400250.4071070纵梁7200300×500250.92422.5540（4）柱类别计算高度（mm）截面（mm）密度（KN/m3）体积（m3）数量（根）单重（KN）总重（KN）标准层柱3400400×400250.552813.75385底层柱5200400×400250.832820.75581（5）横墙：AB跨、CD跨墙：墙厚240mm，计算长度6000-400=5600mm，计算高度3400-400=3000mm。单跨体积：0.24×5.6×3=4.032m3单跨重量：4.032×5.24=21.13KN69 青岛工学院毕业设计数量：14总重：21.13×14=295.79KNBC跨墙：墙厚240mm，计算长度3300-400=2900mm，计算高度3400-400=3000mm。单跨体积：2.9×3×0.24=2.088m3单跨重量：2.088×5.24=10.94KN数量：2总重：10.94×2=21.88KN（6）纵墙：墙后180mm单个体积：2.9×5.6×0.18=2.92m3单个重量：2.92×5.24=15.32KN数量：24总重：15.32×24=367.62KN2.4.1.2屋面、楼面可变荷载标准值及基本风压　不上人屋面均布荷载标准值0.5楼面活荷载标准值2.5走廊活荷载标准值2.5屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，两者取较大值。基本风压0.65根据《建筑结构荷载规范》恒荷载分项系数取1.2，因楼面活荷载标准值大于4.0kN/m²，其变异系数一般较小，此时从经济上考虑，活荷载分项系数取1.3。2.4.1.3竖向荷载作用下框架受荷总图（1）（）轴间框架梁屋面板传给梁的荷载（板传梯形或至梁上的三角形荷载可等效为均布荷载）：恒载：活载：69 青岛工学院毕业设计楼面板传给梁的荷载恒载：活载：梁自重标准值：3.00（）轴间框架梁均布荷载为：屋面梁：恒载=梁自重+板传荷载=3+20.775=23.78活载=板传活载=1.88楼面梁：恒载=梁自重+板传荷载=3+15.16=18.16活载=板传活载=18.75（2）轴间框架梁屋面板传给梁的荷载恒载：活载：楼面板传给梁的荷载恒载：活载：梁自重标准值：3轴间框架梁均布荷载为：屋面梁：恒载=梁自重+板传荷载=3+7.28=10.28活载=板传活载=0.66楼面梁：恒载=梁自重+板传荷载=3+5.31=8.31活载=板传活载=6.5769 青岛工学院毕业设计（3）A（D）轴框架柱纵向集中荷载的计算顶层柱：女儿墙自重：（做法：墙高900mm，100mm的混凝土压顶）0.24×0.9×18+25×0.1×0.24+（1×2+0.24）×0.5＝5.61kN/m顶层柱恒载＝女儿墙自重+梁自重+板传荷载＝5.61×6+3×（6-0.4）+7.28/2×6＝72.29kN顶层柱活载＝板传活载＝0.66/2×6＝1.98kN1～5层柱恒载＝墙自重+梁自重+板传荷载＝（21.13+15.32）/2+3×（6-0.4）+8.31/2×6＝59.96kN1～5层柱活载＝板传活载＝6.57/2×6＝19.71kN（4）B（C）轴框架柱纵向集中荷载的计算顶层柱恒载＝女儿墙自重+梁自重+板传荷载＝5.61×3.3+3×（3.3-0.4）+6.62/2×3.3＝34.50kN顶层柱活载＝板传活载＝0.66/2×3.3＝1.09kN1～5层柱恒载＝墙自重+梁自重+板传荷载＝21.13+15.32/2+3×（3.3-0.4）+8.31/2×3.3＝51.20kN1～5层柱活载＝板传活载＝6.57/2×3.3＝10.84kN框架在竖向荷载作用下的受荷总图如图4.3所示（图中数据均为标准值,由于是对称结构，图中只标出一半，括号里为活荷载），由于A、D轴的纵梁中轴线与柱中轴线相交，故此A、D轴上的竖向荷载作用于柱轴心，框架柱轴心受压。69 青岛工学院毕业设计图4.1框架在竖向荷载作用下的受荷总图2.4.1.4竖向荷载作用下框架的内力计算（1）恒载作用下的内力计算恒载为对称荷载，利用结构的对称性，取半榀框架进行计算，计算简图如图4.5所示，右端为定向支座。对于一端固定一端为定向支坐，在均布荷载作用下的杆端弯距为：（如图4.4所示）69 青岛工学院毕业设计图4.2有定向支坐杆端弯距，采用分层法计算，计算前对二层以上各柱线刚度乘以0.9的系数，二层以上各层柱弯距传递系数取为，荷载作用下的计算简图如图所示：69 青岛工学院毕业设计将各计算单元的弯距图叠加，得出最后的弯距图图4.13所示（节点不平衡弯距较大时，再分配一次）；根据弯距与剪力的关系算出各杆件剪力，根据剪力与轴力的平衡，算出各柱的轴力，计算结果于表4.1所示。69 青岛工学院毕业设计图4.4荷载作用下的弯矩图69 青岛工学院毕业设计69 青岛工学院毕业设计竖向恒荷载作用下框架剪力图69 青岛工学院毕业设计69 青岛工学院毕业设计竖向恒荷载作用下框架轴力图（2）活载作用下的内力计算活荷载作用下的框架内力计算方法同恒荷载作用的计算方法，此处计算过程略。最后的弯距图图4.6所示（节点不平衡弯距较大时，再分配一次）；剪力、轴力计算结果于表4.2所示69 青岛工学院毕业设计图4.7活荷载作用下的框架弯距图（单位KN·M）69 青岛工学院毕业设计69 青岛工学院毕业设计活荷载作用下的框架剪力图（单位KN·M）活荷载作用下的框架轴力图（单位KN·M）69 青岛工学院毕业设计2.4.2、横向风荷载作用2.4.2.1风荷载标准值的计算基本风压ωo=0.65kN/㎡；风载体型变化系数μs=0.5；风振系数βz=1.0（因H=22.2m<30m）；风载高度变化系数μz按C类地区，查表可得结果见表2.5.1。表4.3风荷载高度变化系数离地面高度(m)510152030μZ0.740.740.740.841.00表4.4柱顶风荷载标准值层次H（m）A（M2）（kN/㎡）（kN）61.00.522.20.840.6510.20.2732.7851.00.518.80.740.6520.40.2414.9241.00.515.40.740.6520.40.2414.9231.00.5120.740.6520.40.2414.9221.00.58.60.740.6520.40.2414.9269 青岛工学院毕业设计11.00.55.20.740.6521.750.2415.24图4.7风荷载作用下计算简图（单位KN·M）2.4.2.2风荷载作用下的位移验算（1）侧移刚度D的计算计算结果见表4.5、4.6如下：（一榀框架）表4.4横向2—6层D值的计算构件名称===69 青岛工学院毕业设计A（D）轴柱0.306546B（C）轴柱0.5512001表4.5横向底层D值的计算构件名称===A（D）轴柱0.507514B（C）轴柱0.69103702.4.2.3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面公式计算：69 青岛工学院毕业设计框架在风荷载作用下侧移的计算如下表4.6：表4.6风荷载作用下框架楼层层间位移与层高之比计算层次（KN）（KN）(KN/m)/m/h62.782.78370940.000071/1428654.927.7370940.00021/450044.9212.62370940.00031/333334.9217.54370940.00051/200024.9222.46370940.00061/150015.2427.7357680.00081/1250侧移验算：风荷载作用下，框架结构楼层层间最大位移与层高之比的限值为：1/550。由上表4.6可见，本框架层间最大位移与层高之比在底层，为1/1250。满足：1/1250〈1/550。满足规范要求。2.4.2.4风荷载作用下框架的内力计算框架柱端剪力及弯矩分别采用公式69 青岛工学院毕业设计各柱反弯点高度比y按式确定为框架柱标准反弯点高度比为上下层梁线刚度变化时反弯点高度比的修正值、为上下层层高变化时反弯点高度比的修正值底层考虑修正值，二层考虑修正值，其余柱均无修正，具体计算过程见表表4.7各层柱端弯矩及剪力计算层次/m/kN/(N/mm)边柱63.42.783709465460.4910.850.320.531.1353.47.73709465461.360.850.401.852.7843.412.623709465462.230.850.453.424.1833.417.543709465463.100.850.454.745.7923.422.463709465463.960.850.516.876.6015.227.73576875145.820.960.7121.498.78层次/m/kN/(N/mm)中柱63.42.7837094120010.902.400.471.441.6253.47.737094120012.492.400.504.234.2343.412.6237094120014.082.400.527.216.6669 青岛工学院毕业设计33.417.5437094120015.672.400.5510.608.6723.422.4637094120017.272.400.5513.6011.1315.227.735768103708.032.720.6025.0512.53梁端弯矩，剪力按柱轴力。2.4.3水平地震作用2.4.3.1重力荷载代表值的计算屋面处的重力荷载代表值=结构和构配件自重标准值+0.5雪荷载标准值楼面处的重力荷载代表值=结构和构配件自重标准值+0.5楼面活荷载标准值其中结构和构配件自重取楼面上、下各半层层高范围内（屋面处取顶层一半）的结构和构配件自重（1）屋面处的重力荷载代表值的计算：（2）其余各层楼面处的重力荷载代表值的计算：69 青岛工学院毕业设计（3）底层楼面处的重力荷载代表值的计算：（4）屋顶雪荷载标准值的计算：（5）楼面活荷载标准值的计算：（6）底层楼面处的重力荷载代表值的计算：（计算简图如图所示）屋面处：=屋面处结构和构配件自重+0.5雪荷载标准值=5659.71+0.5×307.58=5813.5标准层楼面处：=楼面处结构和构配件自重+0.5活荷载标准值=4987.67+0.5×3075.8=6525.57顶层楼面处：=楼面处结构和构配件自重+0.5活荷载标准值=5088.47+0.5×3075.8=6626.3769 青岛工学院毕业设计图4.8底层楼面处的重力荷载代表值（单位KN·M）2.4.3.2地震作用下框架结构内力（1）结构的基本自振周期表4.9结构自震周期计算层次（kN）（kN）∑Di（N/mm）(m)(m)65813.55813.5370940.15673.608256525.5712339.07370940.33263.451546525.5718864.64370940.50863.118936525.5725390.21370940.68452.610326525.5731915.78370940.86041.925816626.3738108.98357681.06541.065469 青岛工学院毕业设计按顶点位移计算，考虑填充墙对框架刚度的影响，取基本周期调整系数=0.6,计算公式为=,式中为顶点位移（单位为m）（2）水平地震作用下位移验算：（框架楼层层间位移计算结果见表4.10）设防烈度按7度考虑，设计地震分组为第一组，场地土为Ⅱ类，查表得：特征周期Tg=0.35s，水平地震影响系数最大值。则：应考虑顶部附加水平地震作用，顶部附加水平地震作用系数为：一榀框架结构总水平地震作用标准值为：由：，可得一榀各层水平地震作用标准值为：同理可算得:、、、故顶层水平地震作用为：+=98.90+124.89=223.79KN表4.10水平地震作用下框架楼层层间位移计算表69 青岛工学院毕业设计层次Hi（m）Fi（KN）Vi（KN）622.2124.89124.89370940.00337518.894.01218.90370940.00588415.477.01295.91370940.0079831260.01355.92370940.0084528.643.0398.92370940.0090815.228.15427.07357680.00935楼层最大位移与楼层高之比：满足位移要求。（4）水平地震作用下框架内力计算：（还是以2轴线一榀框架进行内力计算，水平地震作用下框架结构内力计算过程与风荷载作用下的相同）框架柱端剪力及弯矩按式:；　；各柱反弯点高度比，本设计中底层柱需考虑修正值y2，第二层柱需考虑修正值y3，其余柱均无修正。由所求的查表可知：=0、=0。柱端弯距及剪力计算结果见表4.11,由于结构对称，表中只算出A轴柱和B轴柱柱端剪力和弯距，弯距C轴柱同B大小相同，D轴柱同A大小相同。69 青岛工学院毕业设计表4.11各层柱端弯矩及剪力计算层次/m/kN/(N/mm)边柱63.4124.8937094654622.040.850.3223.9850.9653.4218.9037094654638.630.850.4052.54106.5343.4295.9137094654652.220.850.4579.9097.6533.4355.9237094654662.810.850.4596.10117.4523.4398.9237094654670.400.850.51122.07117.2915.2427.0735768751489.720.960.71331.25135.30层次/m/kN/(N/mm)中柱63.4124.89370941200140.412.400.4764.5872.8253.4218.90370941200170.822.400.50120.39120.3943.4295.91370941200195.612.400.52169.04156.0433.4355.923709412001115.152.400.55215.33176.1823.4398.923709412001129.062.400.55241.34197.4615.2427.073576810370123.822.720.60386.32257.55梁端弯矩，剪力按柱轴力。69 青岛工学院毕业设计表4.12梁端弯矩、剪力及柱轴力计算层次AB跨（CD跨）梁BC跨梁柱轴力边柱中柱650.9633.97614.1636.3036.303.322-13.18-10.45130.5186.99636.2596.5496.543.358.51-37.12-56.274150.19100.12641.72125.36125.363.375.98-60.28-90.463197.35131.55654.82145.72145.723.388.32-102.8-143.222213.39142.24659.27180.25180.253.3109.24-150.16-200.451257.37171.56671.49237.83237.833.3144.14-205.38-288.892.5横向框架内力组合本结构的抗震等级根据结构类型、地震烈度、房屋高度等因素查表得，本住宅框架结构为三级抗震。按照框架结构合理的破坏形式，在梁端出现塑性铰是允许的，为了便于浇捣混凝土，也往往希望节点区的负钢筋放少些，因而在进行框架结构设计时，一般均对梁端弯矩进行调幅，对于现浇框架，调幅系数一般取0.7~0.8，本设计中取0.8。梁端弯矩调幅计算过程如表5.1表5.1梁端弯矩调幅表层次恒载调幅前恒载调幅后活载调幅前活载调幅后6A-58.22-56.22-5.42-4.56B左-66.99-60.124-3.21-0.88B右-21.71-24.77-3.35-2.825A-54.15-53.49-30.35-28.48B左-51.27-55.46-51.65-46.48B右-31.41-25.89-26.54-18.2369 青岛工学院毕业设计4A-51.85-56.722-39.27-28.36B左-51.35-47.88-45.48-40.82B右-22.02-20.74-12.38-8.3123A-51.54-56.26-36.83-45.64B左-52.16-58.44-58.60-42.125B右-20.1-15.8-12.89-7.3122A-48.4-45.52-36.10-28.58B左-52.55-57.84-53.25-48.832B右-25.72-20.54-25.94-29.721A-34.16-43.74-58.07-43.84B左-46.12-39.58-53.46-43.126B右-8.1-15.56-14.16-9.96梁端调幅后，在相应荷载作用下的跨中弯矩必将增加，这时应根据静力平衡条件求跨中弯矩。,且＞/2—调幅后梁跨中弯矩；—简支梁作用下跨中弯矩；,—调幅后梁支座弯矩。注意：我国有关规范规定，弯矩调幅只对竖向荷载（包括恒载和活载）作用下的内力进行，且在内力组合前进行。2.5.1AB跨中弯矩：（计算简图见前面）2.5.1.1恒荷载：顶层：=107.01kN.mkN.m中间层：=81.72kN.m69 青岛工学院毕业设计五层：kN.m三、四层：kN.m二层：kN.m一层：kN.m2.5.1.2活荷载：顶层：=8.46kN.mkN.m中间层：=84.38kN.m五层：kN.m三、四层：kN.m二层：kN.m一层：kN.m2.5.2BC跨跨中弯矩恒载下：M=1/8×10.28×2.4=7.40kN.m六层：-36.28+7.4=-28.88kN.m恒载下：M=1/8×8.31×2.4=5.98kN.m五层：-17.88+5.98=-11.70kN.m三、四层：-18.33+5.98=-12.35kN.m二层：-18.56+5.98=-12.58kN.m一层：-13.01+5.98=-7.02kN.m活载下：M=1/8×0.66×2.4=0.475kN.m六层：-0.82+0.475=0.395kN.m活载下：M=1/8×6.57×2.4=4.73kN.m69 青岛工学院毕业设计五层：-20.90+4.73=-16.17kN.m三、四层：-19.49+4.73=-14.76kN.m二层：-19.62+4.73=-14.89kN.m一层：-12.22+4.73=-7.49kN.m69 青岛工学院毕业设计表5.2框架梁内力组合表69 青岛工学院毕业设计69 青岛工学院毕业设计69 青岛工学院毕业设计表5.3框架柱边柱（A、D轴柱）内力组合表69 青岛工学院毕业设计69 青岛工学院毕业设计表5.4框架柱中柱（B、C轴柱）内力组合表69 青岛工学院毕业设计2.5.3柱端弯矩设计值的调整2.5.3.1A柱：第6层，按《抗震规范》，无需调整。第5层，柱顶轴压比[uN]=N/Acfc=444.17×103/21.1/4002=0.13<0.15，无需调整。柱底轴压比[uN]=N/Acfc=479.92×103/21.1/4002=0.14<0.15，无需调整。第4层，柱顶轴压比[uN]=N/Acfc=714.45×103/21.1/4002=0.212>0.15。可知，一、二、三、四层柱端组合的弯矩设计值应符合下式要求：ΣMc=ηcΣMb注：ΣMc为节点上下柱端截面顺时针或逆时针方向组合的弯矩设计值之和，上下柱端的弯矩设计值可按弹性分析分配。ΣMb为节点左右梁端截面顺时针或逆时针方向组合的弯矩设计值之和。ηc柱端弯矩增大系数，取1.1。2.5.3.2B柱：第6层，按《抗震规范》，无需调整。经计算当轴力N=fcAc=0.15×21.1×4002/103=506.4KN时，方符合调整的条件。5.6横向框架A、B柱柱端组合弯矩、轴力、剪力设计值的调整69 青岛工学院毕业设计69 青岛工学院毕业设计2.6截面设计2.6.1框架梁2.6.1.1正截面受弯承载力的计算：从表中分别选出AB跨跨间截面及支座截面的最不利内力，并将支座中心处的弯矩换算为支座边缘控制截面的弯矩进行配筋计算。横梁尺寸：，混凝土保护层厚度取25mm,，则。第一层:A支座弯矩：Mmax=254B左支座弯矩：Mmax=191跨中:Mmax=107.07Vmax=40.58按T形截面设:翼缘计算宽度当按跨度考虑时:按梁间距考虑时:按翼缘厚度考虑时:此种情况不起控制作用，取三者最小者，故取。梁内纵向钢筋选HRB400级钢（），。下部跨间截面按单筋T形截面计算:69 青岛工学院毕业设计属第一类T形截面。AB跨：＜实配钢筋3Φ20()>0.25%和0.%较大值，满足要求。考虑两支座处：将下部跨间截面的3Φ20钢筋伸入支座，作为支座负弯矩作用下的受压钢筋，同时梁截面上部配2Φ20钢筋作为梁钢筋骨架的架立钢筋（），此时梁的配筋率为：＜2.5%，符合要求。支座A上部:＜实配钢筋4Φ25()>0.25%和0.%较大值，满足要求。支座B上部:69 青岛工学院毕业设计＜实配钢筋4Φ20()>0.25%和0.%较大值，满足要求。6.1.2梁斜截面受剪承载力计算：hw=h0=365mmhw/b=365/300=1.22<4,属厚腹梁。0.25fcmbh0=0.25×21.1×300×365=577612.5N>V=105130N可知，截面符合条件。Asv/S=（Vb-0.7ftbh0）/1.25fyvh0=（40.58×103-0.7×1.71×300×365）/1.25/360/365<0按构造要求配箍，取双肢箍Ф8@150加密区长度取0.85m，非加密区箍筋取Ф8@200。箍筋配置，满足构造要求。表6.1框架梁横向钢筋表69 青岛工学院毕业设计69 青岛工学院毕业设计表6.2框架梁箍筋数量表2.6.2框架柱69 青岛工学院毕业设计2.6.2.1剪跨比和轴压比验算：表6.3柱的剪跨比和轴压比验算注：表中Mc、Vc和N都不应考虑承载力抗震调整系数。由上表6.3柱的剪跨比和轴压比计算结果可见，各柱的剪跨比和轴压比均满足规范要求。2.6.2.2截面尺寸复核：取h0=400mm-35mm=365mm，VAmax=48.52KN,VBmax=118.47KN。因为hw/b=365/400=0.91<4所以=0.25×16.7×400×365=609.55KN>VAmax=48.52KN=0.25×16.7×400×365=609.55KN>VBmax=118.47KN满足要求。2.6.2.3柱正截面承载力计算柱同一截面分别承受正反向弯矩，故采用对称配筋。A轴柱：1层：从柱的内力组合表可见，N>Nb，为大偏压，69 青岛工学院毕业设计最不利组合为：M=16.21，N=1111KN按柱底设计值进行计算：e0=M/N=16.21×106/1111×103=14.59mmea=20mm取偏心方向截面尺寸的1/30和20mm两者中较大值，即400/30=14mm故取=20mm。由柱的计算长度根据规范可知：底层柱的计算长度：因为L0/h=5200/400=13>5,故应考虑偏心矩增大系数。。采用对称配筋：，为大偏心受压情况。按构造要求配筋，每侧实配（）。2.6.2.4柱斜截面受剪承载力计算69 青岛工学院毕业设计A轴柱第一层：因为取故该层柱应按构造配置箍筋。一层柱底轴压比,查抗震规范得柱箍筋最小配箍率特征值，则最小体积配箍率：取的箍筋，根据构造要求，柱端加密区的箍筋选用3肢，则：＞%，合理。故加密区箍筋取为3肢符合要求，加密区位置及长度按规范要求确定。非加密区还应满足，故箍筋取3肢。表6.4各层柱配筋69 青岛工学院毕业设计表6.5各层柱配箍筋2.6.3楼板设计2.6.3.1楼板类型及设计方法的选择：对于楼板，根据塑性理论，l02/l01<3时，在荷载作用下，在两个正交方向受力且都不可忽略，在本方案中，l02/l01=1，故属于双向板。设计时按塑性铰线法设计。2.6.3.2设计参数：69 青岛工学院毕业设计1、计算跨度：（1）、内跨：l01=lc-b=7200-300=6900mm（lc为轴线长、b为梁宽）（2）、边跨：l02=lc-250+50-b/2=7200-250+50-150=6850mm2、楼板采用C45混凝土，板中钢筋采用I级钢筋，屋面板厚总厚180mm，h/l01=180/6900=13/500≥1/50，符合构造要求。楼面板厚总厚160mm，h/l02=160/6900=16/690≥1/50，符合构造要求。2.6.3.3内力计算：则0得：（2×5.106+2×6.16-13.66-2×14.076）mlu=3.75×6.9×6.9/12×(3×6.85-6.9）求得：=-10.53kN.m-2.64kN.m21.06kN.m69 青岛工学院毕业设计5.27kN.m2.6.3.4截面设计：受拉钢筋的截面积按公式As=m/（rsh0fy），其中rs取0.9。对于四边都与梁整结的板，中间跨的跨中截面及中间支座处截面，其弯矩设计值减小20%。钢筋的配置：符合内力计算的假定，全板均匀布置。以第1层边跨l1方向为例，截面有效高度h01=h-20=80-20=60mmAs=m/（rsh0fy）=10.53×106/0.9/360/60=541.70mm2配筋φ10@200，实有As=78.5×1000/200=392.5mm26.6屋面板及楼板配筋表69 青岛工学院毕业设计2.7基础设计2.7.1选择基础材料基础采用C45混凝土，HRB335级钢筋，预估A柱柱下基础高度1m，B柱柱下基础高度0.8m。框架结构设计任务书中给出的地质条件及基础预估高度如下图69 青岛工学院毕业设计2.7.2选择基础埋置深度根据框架结构设计任务书要求和工程地质资料选取。选取室外地坪到基础底面为5.2-3.4-0.45+1=2.35m。2.7.3求地基承载力特征值fa根据工程地质资料，基底以上土的加权平均重度为2.7.4初步选择基底尺寸取A柱柱底荷载标准值：Fk=1640KNMk=172KN.MVk=72KN取B柱柱底荷载标准值：Fk=1440KNMk=440KN.MVk=182KN计算基础和回填土重Gk时的基础埋置深度为A柱柱下基础底面积为69 青岛工学院毕业设计B柱柱下基础底面积为由于偏心不大，基础底面面积按20%增大，即A=1.2A0=1.2×8.48=10.18m2A=1.2A0=1.2×7.45=8.94m2初步选定A柱柱下基础底面面积A=lb=3.6×2.8=10.18m2，且b=2.8m<3m不需要再对fa进行修正。初步选定B柱柱下基础底面面积A=lb=3.7×2.4=8.94m2，且b=2.4m<3m不需要再对fa进行修正。2.7.5验算持力层地基承载力对A柱：基础和回填土重为偏心距为，满足要求。基底最大压力：所以，最后确定基础底面面积长3.6m，宽2.8m。69 青岛工学院毕业设计对B柱：基础和回填土重为偏心距为，满足要求。基底最大压力：所以，最后确定基础底面面积长3.7m，宽2.4m。2.7.6计算基底净反力取A柱底荷载效应基本组合设计值：F=1640KNM=18.68KN.MV=9.66KN。取B柱底荷载效应基本组合设计值：F=1424KNM=18.61KN.MV=16.36KN。对A柱：净偏心距为基础边缘处的最大和最小净反力为对B柱：净偏心距为基础边缘处的最大和最小净反力为69 青岛工学院毕业设计2.7.7基础高度（采用阶梯形基础）A柱边基础截面抗冲切验算l=3.6m，b=2.8m，at=bc=0.5m。初步选定基础高度h=900mm，分两个台阶，每阶高度均为450mm。h0=900-（40+10）=850mm（有垫层），则取。因此，可得因偏心受压，，所以冲切力为抗冲切力为B柱边基础截面抗冲切验算l=3.7m，b=2.4m，at=bc=0.5m。初步选定基础高度h=900mm，分两个台阶，每阶高度均为450mm。h0=800-（40+10）=850mm（有垫层），则取。因此，可得69 青岛工学院毕业设计因偏心受压，，所以冲切力为抗冲切力为2.7.8变阶处抗冲切验算对A柱由于有，，所以取。因此，可得冲切力为抗冲切力为69 青岛工学院毕业设计对B柱由于有，，所以取。因此，可得冲切力为抗冲切力为满足要求。2.7.9配筋计算选用HRB335级钢筋，fy=360N/mm2。对A柱2.7.9.1基础长边方向对于柱边，柱边净反力为69 青岛工学院毕业设计悬臂部分净反力平均值为弯矩为对于变阶处，有悬臂部分净反力平均值为弯矩为69 青岛工学院毕业设计比较AsⅠ和AsⅡ，应按AsⅠ配筋，实际配11φ10@280，则钢筋根数为n=2800/280+1=11As=78.5×21=1648.5mm22.7.9.2基础短边方向因为该基础受单向偏心荷载作用，所以，在基础短边方向的基底反力可按均匀分布计算，取对于柱边，有悬臂部分净反力平均值为弯矩为对于变阶处，有悬臂部分净反力平均值为弯矩为69 青岛工学院毕业设计比较AsⅠ和AsⅡ，应按AsⅠ配筋，实际配21φ8@130，则钢筋根数为n=3600/130+1=21As=50.27×21=1056mm22.7.9.3基础长边方向对于柱边，柱边净反力为悬臂部分净反力平均值为弯矩为对于变阶处，有69 青岛工学院毕业设计悬臂部分净反力平均值为弯矩为比较AsⅠ和AsⅡ，应按AsⅠ配筋，实际配21φ10@120，则钢筋根数为n=2400/120+1=21As=78.5×21=1650mm22.7.9.4基础短边方向因为该基础受单向偏心荷载作用，所以，在基础短边方向的基底反力可按均匀分布计算，取对于柱边，有悬臂部分净反力平均值为弯矩为69 青岛工学院毕业设计对于变阶处，有悬臂部分净反力平均值为弯矩为比较AsⅠ和AsⅡ，应按AsⅠ配筋，实际配11φ10@380，则钢筋根数为n=3800/380+1=11As=78.5×11=863.5mm269 青岛工学院毕业设计参考文献[1]龙驭球,包世华,结构力学教程.北京：高等教育出版社[M]，2000.7[2]李必瑜,房屋建筑学.武汉:武汉工业大学出版社[M],2000.7[3]东南大学、同济大学,混凝土结构（中册）.北京:中国建筑工业出版社,2008[4]丰定国、王设良,抗震结构设计.武汉:武汉理工大学出版社[M],2003.8[5]沈蒲生、苏三庆,高等学校建筑工程专业毕业设计指导.北京:中国建筑工业出版社[M],2000.6[6]赵志缙、应惠清,建筑施工.上海:同济大学出版社[M],2004.9[7]东南大学、同济大学,混凝土结构（上册）.北京:中国建筑工业出版社,2004[8]叶列平,混凝土结构.北京:清华大学出版社[M],2000.10[9]王文栋,混凝土结构构造手册.北京:中国建筑工业出版社[M],2003.6[10]国家标准《房屋建筑制图统一标准》（GB/T50001-2001）[11]《民用建筑设计通则》（JGJ67-89）[12]《建筑设计防火规范》（GBJ16-87（2001修订版））[13]《建筑结构制图标准》（GB/T50105-2001）[14]《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)[15]《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)[16]《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）[17]《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）[18]《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）69 青岛工学院毕业设计致谢辞经过两个月时间的学习、研究和构思，我的毕业设计《大学生宿舍楼》终于完成了。论文的完成，不仅包含着我个人的努力，更凝聚着众多老师和同学的帮助与支持。伴随着毕业设计的完成，大学四年的学习生活也即将结束，这四年中的每一点成长和进步都仍历历在目，忘不了老师们的谆谆教诲和细心指导，忘不了在困难的时候同学们深厚的友情和无私的帮助，这一切我都铭记在心。在此，我要特别地感谢曾经给予我帮助的每一个人!感谢我的导师夏玉峰老师在设计的撰写过程中给予了我悉心的帮助与指导。从设计的选题，大纲框架成型到最后的设计成功，每个环节都渗透着夏老师的大量心血，并给了我很多修改意见，得到了老师的耐心指教，以使我的毕业设计顺利完成，少走了很多弯路。感谢在论文设计中所引用的参考文献的作者，这些专家、教授和学者的丰富成果，为我完成设计提供了有益的指导。感谢我的母校——中国海洋大学青岛学院。学院的各位领导对我们学生的四年的关心与帮助，对学院建设的尽心尽力，为我们提供了良好的学习环境；在四年的学习中给我授课的各位老师，您们的耐心传授不仅教会了我很多专业知识，也教给了我很多做人做事的道理；还有我的大学同学们，在学习期间给予我学生和生活上的帮助，尤其是在设计制作期间为我提供的方便和提出的建议。最后，衷心感谢即将评审论文和参加论文答辩的各位专家和老师，您们辛苦了！69'