学生公寓楼建筑设计施工方案

'学生公寓楼建筑设计施工方案1设计提纲1.1建筑设计提纲1.1.1概况1.建筑物耐火等级：二级2.建筑耐久年限：50年3.建筑类型：陕西科技大学学生公寓楼4.建筑规模：5045m25.建筑层数：66.建筑高度：20.400m1.1.2设计依据1.除设计另行注明者外，均按建筑现行设计规范，初步设计审批文件和岩土工程地质勘察报告.主要规范：(1)办公建筑设计规范(JGJ67-89)[S](2)民用建筑设计通则(GB50352-2005)[S](3)建筑设计防火规范（GB50016-2006）(4)房屋建筑制图统一标准(GB/T50001-2001)[S](5)建筑模数协调统一标准(GBJ2-86)[S](6)建筑制图标准(GB/T50104-2001)[S]2.选用的标准图集(1)建筑用料及做法陕02J01(2)屋面陕02J02(3)外装修陕02J03(4)内装修陕02J04-1陕02J04-4(5)木门陕02J06-1(6)室内装修木门陕02J06-272 (7)铝合金门窗陕02J06-3(8)墙身陕02J07-1陕02J07-5(9)楼梯陕02J08(10)民用建筑工程建筑施工图设计深度图样1.1.3建筑设计的主要内容1.建筑平面设计(1)平面形式(2)单个房间的平面设计及平面组合设计(3)交通联系及防火设计(4)屋面设计2.建筑立面设计(1)建筑体型确定(2)外墙面划分设计(3)檐口及勒脚布局和外墙装饰与细部处理色彩等相协调.3.建筑剖面设计(1)建筑物层高、层数等的确定(2)楼梯及坡度确定(3)门、窗等的确定4.建筑构造设计(1)墙体设计(2)楼、地面设计5.绘制施工图1.2结构设计提纲1.2.1概括1.结构类型：钢筋混凝土现浇框架结构2.结构安全等级：二级72 3.结构设计使用年限：50年4.抗震设防烈度：8度5.建筑抗震设防类别：丙类6.设计基本地震加速度：0.15g7.设计地震分组：第一组8.场地类别：III类9.框架结构的抗震等级：二级10.地基基础设计等级：丙类1.2.2设计依据1.除设计另行注明外，均按建筑工程现行设计规范，初步设计审批文件和岩土工程地质勘察报告，主要规范：(1)混凝土结构设计规范(GB50010-2010)(2)建筑结构荷载规范(GB50009-2001)（2006版）(3)建筑抗震设计规范(GB50011-2010)（2008版）(4)建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)(5)房屋建筑制图统一标准(GB/T50001-2001)(6)建筑结构制图标准(GB/T50105-2001)2.标准图集(1)建筑抗震构造详图(03G329-1)，2003(2)民用建筑工程结构施工图设计深度图样(04G103)，2004(3)钢筋混凝土结构造详图(陕02G05)，20021.2.3结构设计主要内容1.结构方案设计(1)结构选型(2)结构布置及计算简图(3)结构截面尺寸估算，确定材料强度等级72 2.结构分析(1)重力荷载计算(2)框架侧移计算(3)水平地震荷载作用下框架结构的内力和侧移计算(4)竖向荷载作用下框架结构的内力计算(5)内力组合3.构件设计(1)截面设计(2)节点设计4.绘制施工图72 2建筑设计2.1建筑设计资料2.1.1建筑概况1.设计题目：陕西科技大学学生公寓楼设计2.建筑面积：总建筑面积5045㎡3.建筑层数：主体结构共6层，无地下室。4.建筑总高度：20.400m5.结构类型：钢筋混凝土框架结构6.层高：1至6层层高3.3m2.1.2工程概况该公寓大楼为6层钢筋混凝土框架结构体系，建筑面积5045㎡，建筑物平面为矩形，室内外高差为0.45m，其它轴网尺寸见平面图。2.1.3设计资料1.气象条件主导风向：东南风。2.工程地质条件表面为1m厚的杂填土，均匀性差，杂填土下为粘土层，其承载力为190kN／m2。3.抗震烈度：8度，设计基本地震加速度值0.15g；框架抗震等级为三级，建筑场地为III类。2.2建筑设计要求2.2.1建筑要求建筑防火等级：二级抗震等级：二级设计使用年限为50年72 2.2.2通风、采光、防火设计1.通风、采光设计在设计中选择合适的门窗位置，从而形成“穿堂风”，取得良好的效果以便于通风。2.防火设计本工程耐火等级为二级，建筑的内部装修、陈设均应做到难燃化，以减少火灾的发生及降低蔓延速度，公共安全出口设有四个，可以方便人员疏散,根据《高层民用建筑设计防火规范》（2001版GB50045-95）规定，楼梯间应采用封闭式，防止烟火侵袭。在疏散门处应设有明显的标志。各层均应设手动、自动报警及高压灭火水枪。2.2.3建筑细部设计1.建筑体型设计应有利于减少空调与采暖的冷热负荷，做好建筑围护结构的保温盒隔热，以利于节能。2.室内应尽量利用天然采光。3.为满足防火和安全疏散要求，设有两部楼梯。4.办公室之间应采取消声、隔音处理措施。5.室内装修以清新自然为主，卫生间地面铺有防滑地板砖，墙面贴瓷砖。2.2.4参考资料《总图制图标准》（GB50103-2001）《房屋建筑制图统一标准》（GBJ50001-2001）《建筑结构制图统一标准》（GBJ50105-2001）《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）《民用建筑设计通则》（JBJ37-87）《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）（2006版）《混凝土结构设计规范》（GBJ50010-2002）《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）（2008版）72 3结构设计3.1结构布置及荷载收集3.1.1梁、柱截面及柱高的确定本房屋主体结构为6层,层高均为3.3m。填充墙采用190mm厚陶粒混凝土空心砌块。门为铝合金门，洞口尺寸为1.8m×2.1m。窗为塑钢窗。洞口尺寸为1.8m×1.8m。楼盖及屋盖采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚为100mm。梁截面高度按跨度的1/12~1/8估算，宽度按高度的1/2~1/3估算。梁、柱采用混凝土的设计强度为C30（fc=14.3N/mm2,ft=1.43N/mm2）。梁的截面尺寸如表1表1梁的截面尺寸（mm）混凝土强度等级横梁（b×h）纵梁（b×h）次梁（b×h）AB跨、BC跨、CD跨C30300×500250×400200×400柱的截面有公式估算。由该框架结构的抗震等级为三级，其轴压比限值[μ]=0.9，一~六层采用C30混凝土。各层重力荷载代表值近似取15KN/m2。由图1知可知边柱及中柱的负载面积分别为7.2×2.7m2和7.2×4.05m2。故第一层柱的截面面积为边柱mm2中柱mm2柱截面采用正方形，则边柱和中柱截面分别为403mm×403mm和494mm×494mm。故柱采用正方形截面，边柱和中柱截面分别为500mm×500mm和500mm×500mm。基础采用独立基础，基础埋深为1.20m。框架结构计算简图如图2所示。取柱的形心线作为柱的轴线;两轴线取至板底，2~6层柱的高度即为层高。底层柱高度从基础顶面取至一层板底，即H=3.3+0.6+1.67-1.20-.1=4.37m。72 72 图2框架计算简图3.1.2重力荷载计算1.屋面荷载（1）屋面永久荷载标准值:4厚SBS改性沥青防水层0.4KN/㎡20厚1:3水泥砂浆找平层0.02×20＝0.4KN/㎡1:10水泥珍珠岩找坡2%最薄处20厚0.09×40＝0.36KN/㎡100厚阻燃聚苯乙烯泡沫塑料保温板0.5×0.1＝0.05KN/㎡20厚SBS改性沥青隔气层0.05KN/㎡20厚1:3水泥砂浆找平层0.02×20＝0.4KN/㎡现浇钢筋混凝土屋面板0.1×25＝2.5KN/㎡20厚混合砂浆抹面刮大白0.02×17＝0.34KN/㎡合计=4.50KN/㎡（2）屋面可变荷载标准值:72 上人屋面均布或荷载标准值2.0KN/㎡屋面雪荷载标准值:0.35KN/㎡2.楼面荷载（1）楼面永久荷载标准值:10厚1:1水泥细砂浆，贴地面砖，素水泥浆擦缝0.25KN/㎡20厚1:3水泥砂浆找平层0.02×20=0.4KN/㎡100厚钢筋混凝土楼板0.1×25=2.5KN/㎡20厚混合砂浆抹面刮大白0.02×17=0.34KN/㎡合计=3.49KN/㎡（2）楼面活荷载标准值：寝室，过道：2.0KN/㎡3.卫生间荷载永久荷载标准值：地面砖0.65KN/㎡20厚1：3水泥砂浆搓麻0.02×20=0.4KN/㎡20厚水泥砂浆防水保护层0.02×20＝0.4KN/㎡100厚现浇钢筋混土楼板0.1×25＝2.5KN/㎡PVC吊顶0.2KN/㎡10厚水泥砂浆0.01×20＝0.2KN/㎡恒载总计:4.35KN/㎡活荷载标准值：2.5KN/㎡4.楼梯荷载楼梯恒载：30厚1:1水泥砂浆贴地面砖素水泥浆擦缝0.65KN/㎡楼梯板重0.12×25＝3KN/㎡楼梯合计:3.65KN/㎡楼梯可变荷载：2.5KN/㎡5.墙体自重（1）外墙单位面积自重：3.0厚抹面胶浆外刷外墙涂料0.02KN/㎡72 2.0厚抹面胶浆上贴玻纤网0.02KN/㎡60厚EPS板保温层0.06×0.5＝0.03KN/㎡5厚粘板粘剂粘结层0.02KN/㎡20厚1:2.5水泥砂浆找平层0.02×20＝0.4KN/㎡190厚炉渣空心砌块墙体0.19×6.0＝1.14KN/㎡20厚混合砂浆抹面刮大白0.02×17＝0.34KN/㎡外墙自重：1.97KN/㎡（2）内墙单位面积自重：20厚混合砂浆抹面刮大白0.02×17×2＝0.68KN/㎡190厚炉渣空心砌块墙体0.19×6.0＝1.14KN/㎡内墙自重：1.82KN/㎡6.梁自重主框架梁截面为300mm×500mm，抹灰为20mm0.30×0.50×25+2×0.02×17×0.5=3.954KN/m次框架梁截面为250mm×400mm，抹灰为20mm0.25×0.4×25+2×0.02×17×0.4=2.772KN/m次梁梁截面为200mm×400mm，抹灰为20mm0.2×0.4×25+2×0.02×17×0.4=2.272KN/m7.女儿墙自重60厚EPS板保温层0.06×0.5＝0.03KN/㎡100厚现浇钢筋混土0.1×25＝2.5KN/㎡60厚水泥砂浆0.06×20＝1.2KN/㎡60厚粘土实心砖0.06×18＝1.08KN/㎡合计：4.81KN/㎡8.柱自重柱截面为500mm×500mm0.5×0.5×25×1.1=6.875KN/㎡9.门窗自重0.45KN/㎡72 3.1.3重力荷载代表值的计算一层高为4.37m。其余各层高为3.3m。第一层：柱：取上下各半层柱高4.37／2＋3.30／2－0.10＝3.735m柱数量：36柱重：6.875×3.735×36＝924.42KN梁:300×500梁梁长度（5.4＋2.7＋5.4－0.5×3）×9＝108m梁自重1.05×3.954×108＝448.38KN250×400梁梁长度（7.2-0.5）×8×4＝214.4m梁自重1.05×2.772×214.4＝624.03KN200×400梁梁长度（5.4＋2.7＋5.4-0.25×3）×6＋（5.4＋2.7＋1.8－0.25×2－0.125）×2＋（7.2－0.2）×2＝109.05m梁自重1.05×2.272×109.05＝260.15KN楼板：楼板面积（除卫生间和洗漱间外）653.95㎡自重3.49×653.95＝2282.286KN活载2.0×653.95＝1307.92KN卫生间和洗漱间面积34.84㎡自重4.35×34.84＝151.554KN活载2.5×34.84＝87.10KN墙：外墙：300×500梁下墙墙高4.37／2＋3.3／2－0.5＝3.335m72 墙长（5.4＋2.7＋5.4－0.5×3）×2＝36.96m自重1.97×3.335×36.96＝242.825KN250×400梁下墙墙高4.37／2＋3.3／2－0.4＝3.435m墙长（7.2－0.5）×8×2＝107.2m自重1.97×3.435×107.2＝725.42KN内墙：300×500梁下墙墙高4.37／2＋3.3／2－0.5＝3.335m墙长（5.4－0.5）×14=68.6m自重1.82×3.335×68.6＝416.38KN250×400梁下墙墙高4.37／2＋3.3／2－0.4＝3.435m墙长（7.2－0.5）×14＝93.8m自重1.82×3.435×93.8＝586.41KN200×400梁下墙墙高4.37／2＋3.3／2－0.4＝3.435m墙长（7.2－0.2）×2＋（5.4-0.05）×14＋（3.6＋1.8－0.2－0.25）＝93.85m自重1.82×3.435×93.85＝586.72KN首层与其他层布置不同，计算荷载时应扣除在一层中多算的墙体自重300×500梁下墙墙高4.37／2－0.5＝1.685m墙长（5.4－0.5）×2＝10.8m自重1.82×1.685×10.8＝33.12KN200×400梁下墙墙高4.37／2－0.4＝1.785m墙长（5.4－0.4）×4＝20m自重1.82×1.785×20＝64.974KN门窗洞口所占墙体面积外墙226.172㎡内墙96.266㎡所占墙体重量72 外墙248.113KN内墙175.203KN门窗自重100.425KN楼梯间：面积（3.6－0.05）×（7.2－0.2）×2＝49.7㎡恒载3.65×49.7＝181.405KN活载2.5×49.7＝124.25KN综上所述：G1＝924.42＋448.38＋624.03＋260.15＋2282.286＋151.554＋242.825＋725.42＋416.38＋586.41＋586.72―33.12―64.974―248.113―175.203＋100.425＋181.405＋0.5×（1307.92＋87.10＋124.25）＝7551.64KN第二～五层：柱：取上下各半层柱高3.30－0.10＝3.20m柱数量：36柱重：792KN梁:300×500梁自重448.38KN250×400梁自重624.03KN200×400梁自重260.15KN楼板：自重2282.286KN活载1307.92KN卫生间和洗漱间自重151.554KN活载87.10KN墙：外墙：72 300×500梁下墙墙高3.30－0.50＝2.80m墙长36.96m自重1.97×2.80×36.96＝203.87KN250×400梁下墙墙高3.3－0.4＝2.90m墙长107.2m自重1.97×2.90×107.2＝612.43KN内墙：300×500梁下墙墙高3.30－0.50＝2.80m墙长68.6m自重1.82×2.80×68.6＝349.59KN250×400梁下墙墙高3.3－0.40＝2.90m墙长93.8m自重1.82×2.90×93.8＝495.08KN200×400梁下墙墙高3.30－0.4＝2.90m墙长93.85m自重1.82×2.90×93.85＝495.34KN门窗洞口所占墙体重量：304.90KN门窗自重73.18KN楼梯间：恒载181.405KN活载124.25KN综上所述：G2＝G3＝G4＝G5＝7047.88KN第六层：柱：取上下各半层柱高3.30/2－0.10＝1.55m柱数量：36柱重：473KN72 梁:300×500梁自重448.38KN250×400梁自重624.03KN200×400梁自重260.15KN另外，楼梯顶上防火屋顶梁200×300重61.53KN楼板：屋顶面荷为4.5KN/㎡楼板面积861.59㎡自重3877.16KN活载1723.18KN墙：外墙：300×500梁下墙墙高3.30/2－0.50＝1.15m墙长36.96m自重1.97×1.15×36.96＝83.73KN250×400梁下墙墙高3.3/2－0.4＝1.25m墙长107.2m自重1.97×1.25×107.2＝263.98KN内墙：300×500梁下墙墙高3.30/2－0.50＝1.15m墙长68.6m自重1.82×1.15×68.6＝143.58KN250×400梁下墙墙高3.3/2－0.40＝1.25m墙长93.8m自重1.82×1.25×93.8＝213.40KN200×400梁下墙72 墙高3.30－0.4＝1.25m墙长93.85m自重1.82×1.25×93.85＝213.51KN屋顶楼梯间墙体重：251.03KN门窗洞口所占墙体重量：165.61KN门窗自重39.47KN女儿墙重：600.13KN楼梯间：恒载181.405KN活载124.25KN综上所述：G6＝7242.54KN图3各质点的重力荷载代表值72 3.2框架侧移刚度的计算3.2.1横向框架侧移刚度计算梁、柱采用C30混凝土。由于采用现浇钢筋混凝土板中框架的惯性矩增大系数为2.0，边框架增大系数为1.5。（1）柱的线刚度1.首层柱2.其它层柱（2）梁的线刚度1.边框架边跨梁2.边框架中跨梁3.中框架边跨梁4.中跨架中跨梁72 （3）柱的侧移刚度表2边框架侧移刚度D值（N/mm）层次角柱（4根）中柱（4根）2~60.5500.41213961.6500.593079120874810.7280.450101152.1840.6411440898092表3中框架侧移刚度D值（N/mm）层次角柱（14根）中柱（14根）2~60.7330.45234842.2000.643340079637610.9710.495111262.9120.69515621374458以上数据由，(标准层)，（底层），求得表4横向框架层间侧移刚度D值（N/mm）层次12345674255010051241005124100512410051241005124由表4可见>0.7,因此该框架为规则框架。72 3.3水平地震力作用下框架结构的内力和侧移计算3.3.1框架自振周期的计算假想将各层的重力荷载代表值作为水平荷载作用于各层处，计算顶点位移表5结构顶点的假想侧移计算层次(KN)(KN/m)67242.5410051247242.540.0070.19557047.88100512414290.420.0140.18847047.88100512421338.300.0210.17437047.88100512428386.180.0280.15327047.88100512435434.050.0350.12517551.6474255042985.700.0900.090按如下公式计算，其中的量纲为m,取=0.6，则S3.3.2各质点水平地震作用计算由工程概况和规范知，本场地设防烈度为7度，设计地震加速度为0.15g时，αmax=0.08。设计地震分组为第一组，抗震等级为三级，Tg=0.45s。故因=0.453s<1.4=1.40.45=0.49s故不需考虑顶部附加水平地震作用。由于结构高度不超过40m，质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切型为主，故可采用底部剪力法计算水平地震作用。结构总水平地震作用标准值底部剪力由公式计算各层剪力如表6所示72 表6各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表层数620.877242.54151151.830.2799644.30644.30517.577047.88123831.220.2293527.821172.12414.277047.88100573.220.1863428.841600.96310.977047.8877315.230.1432329.631930.5727.677047.8854057.230.1001230.422161.0114.377551.6433000.680.0611140.642301.65图4水平地震作用分布图5层间剪力分布3.3.3水平地震作用下的位移验算水平地震作用下框架结构的层间位移和顶点位移分别按公式和公式计算。计算结果如表772 表7横向水平地震作用下的位移验算层数6644.3010051240.64112.3433001/514851172.1210051241.16611.7033001/283041600.9610051241.59310.5433001/207131930.5710051241.9218.9433001/171822161.0110051242.1507.0233001/153512301.657425504.8714.8743701/897因此最大层间位移弹性角发生在第一层，其值为1/897<1/550故满足规范要求3.3.4水平地震作用下框架内力的计算取图2中的轴线横向框架内力为例，说明计算方法。框架柱端剪力及弯矩分别按下列公式计算：柱端弯矩：上端下端柱端剪力各柱反弯点高度比y按公式确定。本结构底层柱需考虑修正值，第二层柱需考虑修正值，其余柱不需修正。具体计算过程及结果间表11,表12。表8角柱反弯点高度的计算（查规范）层次60.7330.320000.3250.7330.400000.4040.7330.450000.4530.7330.450000.4520.7330.500000.5072 10.9710.650000.65表9中柱反弯点高度的计算（查规范）层次62.2000.410000.4152.2000.460000.4642.2000.500000.5032.2000.500000.5022.2000.500000.5012.9120.560000.56表10水平地震作用下各层边柱柱端弯矩及剪力计算层次边柱63.3644.3010051242348415.050.7330.3215.9033.7853.31172.1210051242348427.390.7330.4036.1554.2243.31600.9610051242348437.410.7330.4555.5567.8933.31930.5710051242348445.110.7330.4566.9881.8723.32161.0110051242348450.490.7330.5083.3183.3114.372301.657425501112654.190.9710.65161.0475.78表11水平地震作用下各层中柱柱端弯矩及剪力计算层次边柱63.3644.3010051243340021.412.2000.4128.9741.6953.31172.1210051243340038.952.2000.4659.1269.4143.31600.9610051243340053.202.2000.5087.7887.7833.31930.5710051243340064.152.2000.50105.85105.8523.32161.0110051243340071.812.2000.50118.49118.4914.372301.657425501562176.092.9120.56186.20146.3072 梁端弯矩梁端剪力柱轴力边柱为各层梁端剪力按层叠加，中柱轴力为柱两侧剪力之差，亦按层叠加表12水平地震作用下梁端弯矩、剪力计算层次AB跨BC跨633.7813.905.48.8327.7927.792.720.59570.1232.795.419.0765.5965.592.748.594104.0448.975.428.3497.9397.932.772.543137.4264.545.437.40129.09129.092.795.622150.2974.785.441.68149.56149.562.7110.791159.0988.265.445.81176.53176.532.7130.76表13水平地震作用下柱轴力计算层次柱轴力654321边柱8.8327.956.2493.64135.52181.13中柱11.7641.2885.48143.7212.81297.7672 图6左震作用下框架弯矩图图7左震作用下梁柱端剪力及柱轴力图72 4水平风荷载作用下框架结构的内力和侧移计算4.1风荷载标准值由《荷载规范》规定知，本建筑是高度小于30m且高宽比小于1.5的房屋结构，故不考虑风振系数，取。仍取图中轴线横向框架，其负载宽度为7.2m。因此沿房屋高度的分布风荷载标准值：q(z)=7.2×0.65=4.68由规范知，迎风面体型系数为0.7，背风面为-0.6。故各楼层标高处的q(z)计算如表14沿房屋高度分布风荷载标准值层次(迎风面)(迎风面)620.871.280.7-0.64.193.59517.571.200.7-0.63.933.37414.271.120.7-0.63.673.14310.971.030.7-0.63.372.8927.671.00.7-0.63.282.8114.371.00.7-0.63.282.8172 图8风荷载沿房屋高度的分布（单位：KN/m）框架结构分析时，应按静力等效原理，将上图分布荷载转化为节点荷载。例如第三层的集中荷载计算过程如下：72 图9等效节点集中风荷载（单位：KN）4.2风荷载作用下的水平位移验算由求得的水平集中荷载，计算层间剪力，然后根据轴线框架的层间侧移刚度，计算出各层的相对侧移和绝对侧移。计算过程见表15层次（KN）（KN）（N/mm）（mm）（mm）（mm）621.1321.1310051240.020.0233001/165000524.0845.2210051240.040.0633001/82500422.4467.6610051240.070.1333001/47143320.8688.5210051240.090.2233001/36667220.17108.6910051240.110.3333001/30000122.16130.857425500.280.6143701/15607由上表可最大层间位移角为1/15607<1/550，故满足规范位移要求4.3风荷载作用下框架内力计算表16角柱反弯点高度的计算（查规范）72 层次60.7330.320000.3250.7330.400000.4040.7330.450000.4530.7330.450000.4520.7330.500000.5010.9710.650000.65表17中柱反弯点高度的计算（查规范）层次62.2000.410000.4152.2000.460000.4642.2000.500000.5032.2000.500000.5022.2000.500000.5012.9120.560000.56表18水平风载作用下各层边柱柱端弯矩及剪力计算层次边柱63.321.13113768234844.360.7330.324.619.7953.345.22113768234849.330.7330.4012.3218.4843.367.661137682348413.970.7330.4520.7425.3533.388.521137682348418.270.7330.4527.1333.1623.3108.691137682348422.440.7330.5037.0237.0214.37130.85534941112627.210.9710.6577.3041.62表19水平风载作用下各层中柱柱端弯矩及剪力计算边柱72 层次63.321.13113768334006.202.2000.418.3912.0853.345.221137683340013.272.2000.4620.1523.6543.367.661137683340019.862.2000.5032.7732.7733.388.521137683340025.992.2000.5042.8842.8823.3108.691137683340031.912.2000.5052.6552.6514.37130.85534941562138.212.9120.5693.5173.47表20水平风载作用下梁端弯矩、剪力计算层次AB跨BC跨69.794.035.42.568.058.052.75.96523.0910.685.46.2521.3621.362.715.82437.6717.645.410.2435.2835.282.726.13353.9025.225.414.6550.4350.432.737.36264.1531.845.417.7863.6963.692.747.18178.6442.045.422.3584.0884.082.762.28表21水平风载作用下柱轴力计算层次柱轴力654321边柱2.568.8119.0533.7051.4873.83中柱3.4012.9728.8651.5780.97120.9072 图10水平风载作用下框架弯矩图图11水平风载作用下梁柱端剪力及柱轴力图72 5竖向荷载作用下的内力计算5.1横向框架计算单元的确定取轴线横向框架进行计算，计算单元为宽度为7.2m，如图所示。由于房间内有次梁，故直接传给该框架的楼面荷载如图中的水平阴影所示，计算单元范围内的其余楼面荷载则通过次梁和纵向框架梁以集中力的形式传给横向框架，作用于各节点上。由于纵向框架梁的中心线与柱的中心线不重合，因此在框架节点上还作用由集中力矩。图12横向框架计算单元72 5.2竖向荷载计算（1）恒载计算恒荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如图：图13各层梁上作用的恒载在图中，对于第6层，代表梁的自重，，为均布荷载形式。和分别为房间板和走道板传给横梁的梯形荷载和三角形荷载，、分别为由边纵梁、中纵梁直接传给柱的恒载，它包括梁的自重、楼板重和女儿墙等的重力荷载，计算如下集中力矩对于1-5层，代表梁的自重和以上横墙自重=3.954+5.446=9.40KN/m，=3.954KN/m，72 集中力矩（1）活载计算活荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如图：图14各层梁上作用的活载对于第6层，，集中力矩在屋面雪荷载作用下，，集中力矩对于1-5层，72 ，集中力矩将以上计算结果汇总，见表22和表23表22横向框架恒载汇总表层次63.9543.95416.2012.1592.74118.654.6371-59.403.95412.5649.42394.70127.774.735表23横向框架活载汇总表层次67.2（1.26）5.4（0.945）25.92（4.536）41.715（7.30）1.296（0.2268）1-57.25.425.9241.7151.2965.3竖向荷载作用下的内力计算（1）梁端弯矩计算由结构静力公式均布荷载两端固定时梯形荷载两端固定时均布荷载一端固定，一端滑动时三角形荷载一端固定，一端滑动时表24竖向恒载作用下框架梁端弯矩计算（KN·m）72 层次6-41.69-7.011-5-47.72-5.98表25竖向活载作用下框架梁端弯矩计算（KN·m）层次6-14.26（-2.49）-2.05（-0.36）1-5-14.26-2.05（2）弯矩分配系数表26梁转动刚度构件名称转动刚度S（KN·m）框架梁边跨梁中跨梁表27柱转动刚度构件名称转动刚度S（KN·m）框架柱首层其它层表28梁柱分配系数（）节点123-94-101112─0.228─0.212─0.2970.2950.2280.2680.2120.4230.2970.4020.310.3660.288──0.3030.2340.3660.2880.5770.40672 图15分配节点图说明：梁端、柱端弯矩采用弯矩二次分配计算，由于结构和荷载对称，故计算时可用半框架。弯矩计算过程如图所示，弯矩如图。梁端剪力可根据梁上竖向荷载引起的剪力与梁端弯矩引起的剪力相叠加而得。柱轴力可由梁端剪力和节点集中力叠加得到。计算柱底轴力还需考虑柱的自重，如表28、29和表30，31所示。均布荷载作用下梯形荷载作用下三角形荷载作用下72 恒载作用下活载作用下图16竖向荷载作用下的弯矩二次分配法（M单位:KNm）72 恒载作用下活载作用下图17竖向荷载作用下的框架弯矩图（单位:KNm）72 恒载作用下框架柱剪力图（KN）活载作用下框架柱剪力图（KN）（）内为雪荷载产生的剪力图18竖向荷载作用下的框架柱剪力图（单位:KN.m）表29恒载作用下梁端剪力（KN）层次荷载引起的剪力弯矩引起的剪力总剪力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨639.8413.54-1.18038.6641.0213.54548.0019.05-0.33047.6748.3319.05448.0019.05-0.43047.5748.4319.05348.0019.05-0.43047.5748.4319.05248.0019.05-0.40047.6048.4019.05148.0019.05-0.69047.3148.6919.0572 表30恒载作用下柱轴力（KN）层次柱轴力A柱B柱6131.4154.09173.21195.905296.46319.15391.05413.744461.42484.11608.99631.683626.38649.07826.93849.622791.37814.061044.841067.531956.07986.111263.041293.08表31活（雪）载作用下梁端剪力（KN）层次荷载引起的剪力弯矩引起的剪力总剪力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨612.96（2.27）3.65（0.64）-0.42（-0.09）012.54（2.18）13.38（2.36）3.65（0.64）512.963.65-0.10（0.02）012.86（12.98）13.06（12.94）3.65412.963.65-0.14012.8213.103.65312.963.65-0.14012.8213.103.65212.963.65-0.14012.8213.103.65112.963.65-0.23012.7313.193.6572 表32活（雪）载作用下柱轴力（KN）层次柱轴力A柱B柱=（=）=（=）638.466.7258.7510.30577.2445.62117.1868.614115.9884.36175.65127.083154.72123.10234.12185.552193.46161.84292.59244.021232.11200.49351.15302.5872 6横向框架内力组合6.1框架梁内力组合一、本设计中考虑四种内力组合，即，，，各层梁的内力组合结果见表32，表中恒载和活载的梁端弯矩需乘以0.8的调幅系数。二、图19均布和梯形荷载下的计算图形计算跨间最大弯矩时，可根据梁端弯矩组合值及梁上荷载设计值，由平衡条件来确定。若，说明，其中为最大正弯矩截面至A支座的距离，则可由下式求解：将求得的x值代入下式即可得跨间最大正弯矩值若，说明，则72 若,则图20均布和三角形荷载下的计算图形同理，可求的三角形分布荷载和均布荷载作用下的、和的计算公式由下式解得：下面以AB跨梁考虑地震作用的组合为例，说明各内力的组合方法。本例中，梁上荷载设计值为KNKN左震KN>0则可由下式求解：72 求得右震KNm剪力计算：AB净跨左震：右震：72 则72 72 6.2框架柱内力组合取每层柱顶和柱底两个控制截面，同梁进行组合，组合结果及柱端弯矩设计调整见下表。在考虑地震作用效应组合中，取屋面为雪荷载时的内力进行组合。72 72 72 72 72 72 7截面计算7.1框架梁设计表40框架梁纵向钢筋计算表层次截面M/KN.mζ实配钢筋As/ρ/%6支座A-43.51<08043374B16（804）1.00.58Bl-30.56<08042364B16（804）1.00.58AB跨间53.840.0094204B16（804）0.58支座Br-40.36<08044764B16（804）1.00.58BC跨14.480.0054564B16（804）0.583支座A-144.59<010176954B18（1017）1.00.73Bl-79.49<010177304B18（1017）1.00.73AB跨间103.720.0197184B18（1017）0.73支座Br-137.12<010178674B18（1017）1.00.73BC跨126.330.0458974B18（1017）0.731支座A-160.91<010177054B18（1017）1.00.73Bl-99.27<010177694B18（1017）1.00.73118.330.0218384B18（1017）0.7372 AB跨间支座Br-148.52<010178614B18（1017）1.00.73BC跨174.200.0639044B18（1017）0.73表41框架梁箍筋数量计算表层次截面梁端加密区非加密区实配钢筋实配钢筋654.05398.97>-0.24双肢A8@100双肢A8@20012.91398.97>-0.58双肢A8@100双肢A8@100399.10398.97>0.13双肢A8@100双肢A8@200164.16398.97>0.66双肢A8@100双肢A8@1001111.84398.97>0.23双肢A8@100双肢A8@200221.11398.97>1.13双肢双肢72 A8@100A8@100下面仅以第一层AB跨梁为例，说明计算方法和过程，其它跨梁的配筋结果见上表。（1）梁的正截面受弯承载力计算从表32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。Ф支座弯矩跨间弯矩取控制截面，即支座边缘处的正弯矩。当梁下部受拉时，按T形截面设计，当梁上部受拉时，按矩形截面设计。翼缘计算宽度当按跨度考虑时，；按翼缘厚度考虑时，，，此种情况不起控制作用，故取。梁内纵向钢筋选HRB335级钢（），。下部跨间截面按单筋T形截面计算。因为属第一类T形截面72 实配钢筋4B满足要求。将下部跨间截面的4B18钢筋伸入支座，作为支座负弯矩作用下的受压钢筋，再计算相应的受拉钢筋，即支座A上部说明富裕，且达不到屈服。课近似取实配4B。支座上部实配4B18，，，满足要求。（2）梁斜截面受剪承载力计算AB跨:故截面尺寸满足要求。梁端加密区箍筋双肢A8@100，箍筋用HPB235级钢筋（），则加密区长度为0.75m，非加密区箍筋双肢A8@200，箍筋设置满足要求。72 BC跨：若梁端箍筋加密区取双肢A8@100，则其承载力为由于非加密区长度较小，故全跨均可按加密区配置。7.2框架柱设计（1）剪跨比和轴压比验算表41给出了框架柱各层剪跨比和轴压比计算结果，其中剪跨比也可取。注意，表中的、和都不应考虑承载力抗震规范系数。由表可见，各柱的剪跨比和轴压比均满足规范要求。表42柱的剪跨比和轴压比验算柱号层次b/mmh/mmf/(N/mm)M/KN.mV/kNN/kNM/VhN/fbhA柱650046014.378.0237.71200.424.50>20.06<0.9550046014.392.4649.41446.624.07>20.14<0.9450046014.3115.1264.91704.663.86>20.21<0.9350046014.3133.2974.81974.483.87>20.30<0.9250046014.3135.8483.991250.153.52>20.38<0.9150046014.3115.1975.971539.13.30>20.47<0.9B柱650046014.379.8241.82225.974.15>20.07<0.9550046014.3109.2862.36483.993.81>20.15<0.9450046014.3136.4582.7723.143.59>20.22<0.9350046014.3159.9496.87944.063.59>20.29<0.9250046014.3176.82108.21150.83.55>20.35<0.972 150046014.3203.75100.691346.164.40>20.41<0.9（1）柱正截面承载力计算以第二层B轴柱为例说明。根据B柱内力组合表，将支座中心处的弯矩换算至支座边缘，并与柱端组合弯矩的调整值比较后，选出最不利内力，进行配筋计算。取20mm和偏心方向截面尺寸的1/30两者中的较大值即500/30=16.7mm.故取=20mm。柱的计算长度确定，其中，因为，故应考虑偏心距增大系数η(取)，取对称配筋，为大偏压情况72 再按及相应的一组计算：,节点上下柱端弯矩此组内力是非地震组合情况，取，同理可求的（取），，故为小偏心受压按上式计算时，应满足及故按构造配筋，且应满足，单侧配筋率故选4B20（=1256），总配筋率72 经验算：各层边柱均采用4B18（=1017，）进行配筋，中柱均采用4B20（=1256，），即可满足要求。（1）柱斜截面受剪承载力计算以第一层B柱为例，由前可知，上柱柱端弯矩设计值对三级抗震等级，柱底弯矩设计值则框架柱的剪力设计值（满足要求）（取）与相应的轴力,取取加密区箍筋为四肢A10@100，加密区位置及长度按规范要求确定，非加密区箍筋为四肢A10@200。表43框架柱箍筋数量表柱号层次实配箍筋加密区非加密区A柱642.44690.69200.421072.50<00.4094A10@1004A10@200383.99690.69974.481072.50<00.4094A10@1004A10@200188.62690.691539.101072.500.430.5454A10@1004A10@20072 B柱648.06690.69225.971072.50<00.4094A10@1004A10@2003107.39690.69944.061072.50<00.4094A10@1004A10@2001146.93690.691346.161072.500.390.5114A10@1004A10@2007.3楼板设计7.3.1楼板的材料选用楼的板厚度为120mm，施工材料为20厚的水泥砂浆面层，10mm厚混合砂浆抹灰。72 图23楼盖结构布置图7.3.2荷载计算楼面：恒载：活载：――――――――――――――――――――――――――――合计：走廊：恒载：活载：――――――――――――――――――――――――――――72 合计：屋面：恒载：活载：――――――――――――――――――――――――――――合计：7.4板的配筋计算图9-1内，双向板肋梁楼盖分成了A、B两类，按塑性理论计算。纵梁的h＝700mm，宽度b=300mm，次梁的高度h＝500mm，宽度b=300mm,走道梁h＝500mm，宽度b=300mm。一、标准层边格板A楼板计算：1.弯矩计算：计算跨度：按塑性理论分析，各塑性铰上总弯矩为：则：代入基本公式，由于区格板A四周与梁连接，内力折减系数为0.8求得：72 2.配筋计算：跨中截面取，短边，并且在支座处。内力臂数。在X向跨中：在X向支座：故X方向跨中选用，支座选用。Y方向跨中：Y方向支座：故Y方向跨中，支座选用。二、标准层中间区格板B楼板计算：1.弯矩计算：计算跨度：则:各塑性铰上总弯矩为：内力折减系数为0.8。72 求得：,2.配筋计算：跨中框架截面，短边，在支座截面处。。X方向跨中：X方向支座：故X方向跨中选用，支座选用。Y方向跨中：Y方向支座：故Y方向跨中，支座选用。归纳于下表9-1：表45楼面板配筋楼面板配筋截面方向M(kN.m)As/mm2选配钢筋面积72 A跨中Lx2.35124.34φ8@200251mm2Ly0.58834.57φ8@200251mm2支座Lx4.7248.68φ8@180279mm2Ly1.17669.14φ8@200251mm2B跨中Lx2.03107.41φ8@200251mm2Ly0.30417.87φ8@200251mm2支座Lx4.06214.81φ8@180279mm2Ly0.60835.74φ8@200251mm2三、屋顶层格板A楼板计算：1.弯矩计算：计算跨度：按塑性理论分析，各塑性铰上总弯矩为：则：代入基本公式，由于区格板A四周与梁连接，内力折减系数为0.8求得：72 2.配筋计算：跨中截面取，短边，并且在支座处。内力臂数。在X向跨中：在X向支座：故X方向跨中选用，支座选用。Y方向跨中：Y方向支座：故Y方向跨中，支座选用。二、屋顶层中间区格板B楼板计算：1.弯矩计算：计算跨度：则:各塑性铰上总弯矩为：内力折减系数为0.8。求得：72 ,2.配筋计算：跨中框架截面，短边，在支座截面处。。X方向跨中：X方向支座：故X方向跨中选用，支座选用。Y方向跨中：Y方向支座：故Y方向跨中，支座选用。归纳于下表46表46屋面板配筋屋面板配筋截面方向M(KN.m)As/mm2选配钢筋面积72 A跨中Lx3.43181.48φ8@200251mm2Ly0.8650.56φ8@200251mm2支座Lx6.86362.96φ8@130387mm2Ly1.72101.12φ8@200251mm2B跨中Lx2.6137.57φ8@200251mm2Ly0.3922.93φ8@200251mm2支座Lx5.2275.14φ8@160314mm2Ly0.7848.85φ8@200251mm2参考文献[1]《建筑结构抗震设计》，东南大学编著、清华大学主审。北京：中国建筑工业出版社，1998[2]《混凝土结构设计》上册，第二版，天津大学、同济大学、东南大学主编，清华大学主审。北京：中国建筑工业出版社，199872 [3]《房屋建筑学》，第三版，同济大学、西安建筑科技大学、东南大学、重庆大学编。北京：中国建筑工业出版社，1997[4]《建筑工程制图》，第三版，同济大学建筑制图教研室，陈文斌、章金良主编，上海：同济大学出版社，1996[5]《结构力学》上册，第四版，湖南大学结构力学教研室编。北京：中国建筑工业出版社，1998[6]《土木工程专业英语》，段兵邦主编，武汉：武汉工业大学出版社，2001[7]《高等学校建筑工程专业毕业设计指导》，沈蒲生、苏三庆主编。北京：中国建筑工业出版社，2000.6[8]《土木工程专业毕业设计指导》，梁兴文、史庆轩主编。北京：科学出版社，2002[9]《建筑结构荷载规范》，02—1—10发布，02—3—1实施，中华人民共和国建设部主编，北京：中国建筑工业出版社，2002[10]《混凝土结构设计规范》，02—2—20发布，02—4—1实施，中华人民共和国建设部主编，北京：中国建筑工业出版社，2002致谢72 转眼间几个月的毕业设计已接近尾声。毕业设计是一个繁杂而又冗长的过程，对我们任何一个即将走出校门的学生都是一次难忘的考验。我们需要运用四年来学过的所有专业知识，从选题到建筑设计，再进入结构计算过程以及电算的过程，每一个步骤都是辛苦忙碌的。设计过程中充满了迷惑和不知所措，但正是在我们不断追求答案的过程中，以前不能理解还有已经忘记的专业知识和基础知识在我们的脑海里面一点点变的明朗起来，而且经验与教训的累积也让我对所有所学专业知识形成了系统的有逻辑性的认识，不但提高了解决实际问题的能力，开阔了视野，更为了以后继续深造奠定了坚实的基础。在此郑重感谢各位老师尤其是我的指导老师牛新鹏老师在设计过程中对我的细心指导。正是他们一丝不苟的治学态度与孜孜不倦的指导帮助才使得我的毕业设计圆满完成。指导老师们治学严谨，严格要求我们，不允许我们计算中出现任何错误，并且不辞辛劳，对我们不理解的问题一遍遍讲解，以便大家都能明白，在课下，老师们甚至牺牲休息时间，为同学们补习指导。体现了我们牛新鹏老师高尚的职业道德。感谢老师对我们的照顾与帮助，我们顺利完成了毕业设计，并且为我们即将走向工作岗位的每个同学树立了榜样，教会了我们对待工作应该抱有什么样的态度。在此，对各位老师再次表示忠心的感谢！此外还要感谢我的同学和朋友对我的关心和帮助！本设计由于时间仓促及水平有限，难免会有不当甚至错误之处，敬请老师给予批评和指正。72'