普通框架结构体系住宅设计大连市大华锦绣华城3期住宅楼2号楼设计毕业设计(106页).doc

-普通框架结构体系住宅设计大连市大华锦绣华城3期住宅楼2号楼设计毕业设计-第 96 页毕业设计普通框架结构体系住宅设计大连市大华锦绣华城3期住宅楼2号楼设计学 生 姓 名： 朱金金 指导教师： 刘廉纯 合作指导教师： 王志云 专业名称： 土木工程 所在学院： 土木工程学院 2012年6月摘要筑物与人们有着紧密的联系，他为人们提供必要的空间，用以工作和生活。根据建适用类型不同，建筑物可以分为两类：工业建筑和民用建筑。工业建筑包括各个工厂或工业生产所使用建筑，民用建筑是指那些人们用以居住，就业，教育和其他社会活动的建筑场所。民用建筑按使用可分为两大类：住宅建筑和公共建筑。住宅建筑要适应家庭生活。每个单位应包括至少三个必要客房：起居室，厨房和厕所。设计内容包括建筑设计，结构设计，施工图绘制以及外文参考文献翻译等四个主要部分。结构计算部分选取一榀框架进行手算，包括荷载、内力和配筋计算。对整个结构则采用pkpm软件进行配筋计算。设计全部按国家标准，体现了经济、实用、美观、安全的原则。关键词：建筑，民用，布局AbstractA building is closely bound up with people, for it provides with the necessary space to work and live in.As classified by their use , buildings are mainly of two types : industrial buildings and civil buildings .Industrial buildings are used by various factories or industrial production while civil buildings are those that are used by people for dwelling , employment , education and other social activities .Civil buildings are divided into two broad categories: residential buildings and public buildings . Residential buildings should suit family life .Each flat should consist of at least three necessary rooms : a living room ,a kitchen and a toilet .The design content includes four main parts: construction design, structure design, shop drawing and foreign article translation. The part of structure calculation involved load , internal force and reinforcing steel bar calculation, which was completed by choosing one single frame .The total structure was calculated with the use of PKPM. The whole design is based on national standard and embodies the principle of economy, practical, beautiful and safe.Key words: Construction，residential，layout 目录摘要IAbstractII目录1第一章 建筑设计11.1设计依据11、总平面布置图12、相关规范13、设计条件11.2设计思路11.3 平面布置21.3.1总平面布局21.3.2立面设计31.4楼梯间设计31.5地面、屋面、顶棚及墙面做法3第二章 结构设计52.1结构类型及布置52.2材料52.3板配筋计算52.3.1确定板块的类型52.3.2荷载计算52.3.3确定板的计算模型72.3.4板的弯矩M计算72.3.5板的配筋112.4框架设计122.4.1确定框架的计算简图132.4.2框架内力计算142.4.3框架（梁柱）内力组合552.5构件设计812.5.1延性框架设计的要点812.5.2框架梁设计812.5.3框架柱设计902.6楼梯计算1012.6.1梯段板设计1012.6.2平台板设计1022.6.3平台梁设计1022.7基础设计103致谢112参考文献113第一章 建筑设计1.1设计依据1、总平面布置图2、相关规范3、设计条件(1)本工程总建筑面积3000m²，两个单元，一梯两户，标准层大套面积约为100m²(两室两厅，一卫一厨)。(2)本工程结构型式采用现浇钢筋混凝土全框架结构，层数6层。(3)抗震设防烈度7度，设计基本地震加速度值为0.10g，设计地震分组为第一组。(4)本工程地质条件：该场地地层简单，土层承载力设计值为：。(5)最大冻结深度1.1m，地下水位在地表以下1.1m处。(6)基本风压0.45kN/m²(标准值)，基本雪压0.3 kN/m² 。(7)场地类别属于类。(8)耐火等级二级。(9)地面粗糙度为B类。1.2设计思路考虑保温及景观需要，户型中不设置落地窗，所有户型均采用塑钢拉窗设计，为尽量满足光照要求，窗高选取1.4米；位于南侧客厅采用推拉门设计，外部设置围栏阳台；从而达到建筑立面明暗虚实的对比，增加建筑物的动感及韵律感。1.3 平面布置1.3.1总平面布局大连市大华锦绣华城3期住宅楼2号楼为小型住宅，考虑到周围已有建筑物以及交通路线，小区总平面具体布置如下： 小区座落于大连市甘井子区高新园区顺龙路152号，其周围交通服务设施较为完善。小区四周设置绿化带、栅栏，在北侧设置噪音隔离带，绿化为二期工程，以人们行走轨迹铺砌步行路，其余部分栽种草皮。另外，小区配备优质保安系统，24小时全天候防盗及监视系统，为业主提供优质保安服务。1.3.2立面设计参考以上平面户型的布置，以及本小区位于甘井子区的特点，故对建筑立面设计如下：主要考虑保温及景观需要，户型中不设置落地窗，所有户型均采用塑钢拉窗设计，为尽量满足光照要求，窗高选取1.4米；位于南侧客厅采用推拉门设计，外部设置围栏阳台；从而达到建筑立面明暗虚实的对比，增加建筑物的动感及韵律感（具体见建施4）。由于位于北侧的房间多为厨房及卫生间，为考虑与南立面风格的协调一致，所以北侧一类户型厨房的外设有阳台丰富了北侧立面，从而更好的与南立面达到统一，表现设计者追求现代时尚风格的意图（具体见建施5）。1.4楼梯间设计楼梯间作为建筑物的主要交通联系部分，起着极其重要的作用。本设计在考虑了建筑立面的需要后，对楼梯间设计如下：1、楼梯踢蹬：踢面164.71高，踏面260宽，共跑17步：一跑8步，二跑9步。2、一层进户门设置三阶150高台阶，之后的第一跑设计10步，第二跑设计7步，从而保证进入单元后，楼梯平台梁底部与地面距离不小于2.00m。1.5地面、屋面、顶棚及墙面做法1）屋面（不上人）：4mmSBS 自带保护层 20mm 1：2.5水泥砂浆找平 40mm厚C20细石混凝土 180mm 1：6水泥珍珠岩找坡 平均厚度100 100mm厚钢筋混凝土板 （2） 楼面：水泥地面 100mm厚钢筋混凝土板（3） 卫生间：面砖地面20mm厚水泥砂浆保护层 防水剂（2道）15mm厚水泥砂浆找平100mm厚钢筋混凝土板（4）室外台阶： 花岗岩条石 30厚1：3干硬性水泥砂浆结合层 100厚C15现浇混凝土 300厚中粗砂垫层（5）墙体： 外墙：380mm 加气混凝土砌块6mm 聚合物砂浆 50mm XPS挤塑板 15mm 水泥砂浆找平 30mm 大理石挂面 20mm 内抹混合砂浆 内墙：200mm 加气混凝土砌块 内外各20mm混合砂浆抹灰 （6）门窗构件： 本建筑中窗均采用塑钢窗，门均采用实木门。第二章 结构设计2.1结构类型及布置本设计结构类型采用现浇混凝土全框架结构，共六层，抗震设防烈度为7度，抗震等级为三级。柱网布置具体情况见结构施工图。 2.2材料混凝土：垫层C10，柱下独立基础C20，梁板C25，柱C35。钢筋：HPB235，HRB335。2.3板配筋计算2.3.1确定板块的类型单向板：长边短边>2 双向板：长边短边<=2工程计算中：通常 长边短边<=3 按双向板计算（类似弹性理论）说明：弹塑性理论区别：弹性：配筋较多，结构变形小（本次设计以弹性理论为主） 塑性：配筋较少，结构变形大（适用于：非主要支撑结构，对变形要求较小的构件；非潮湿或者侵蚀环境中的构件2.3.2荷载计算标准层楼板竖向荷载：1恒载标准值： 30mm厚水泥沙浆面层 20×0.03=0.6 kN/m²100mm厚钢筋混凝土结构层 25×0.1=2.5 kN/m²15mm厚水泥白灰沙浆顶棚抹面 17×0.015=0.225 kN/m² 合计：3.355 kN/m²2·活载标准值：餐厅：2.5 kN/m²厨房：1）一般的：2.0kN/m²；2）餐厅的：4.0kN/m²阳台：2.5 kN/m²其他：2.0kN/m²因部分楼板上有隔墙，故需将（隔板）局部荷载转化为等效均布活荷载。如卫生间处：说明：L板的净跨度； bcx、bcy荷载作用面平行于板跨、垂直于板跨的计算宽度； btx、bty荷载作用面平行于板跨、垂直于板跨的宽度； s垫层厚度； h板的厚度；qe等效均布活载标准值b板上荷载的有效分布宽度Mmax简支单向板的绝对最大弯矩，按设备的最不利布置确定。屋面板竖向荷载1.平屋顶：1）恒载标准值： 15mm厚的混合砂浆抹灰 17×0.015=0.225 kN/m² 100mm厚的钢筋混凝土板 25×0.1=2.5 kN/m² 100mm厚的加气混凝土保温层 7.5×0.1=0.75 kN/m² 150mm厚炉渣找坡层 12×0.15=1.8 kN/m² 20mm厚的水泥砂浆找平层 20×0.02=0.4 kN/m² 改性沥青防水层 0.05 kN/m² 合计：5.755 kN/m²2）活载标准值: 0.5 kN/m²说明：基本雪荷载：0.3 kN/m²，不上人屋面活荷载：0.5 kN/m²，二者取最大值。各板块的荷载将列于表中2.3.3确定板的计算模型1） 单块板：单向板与双向板的跨度确定：ln+h<=ln+a （ln净跨，h板厚，a支撑长度）2） 连续板：单向板：跨及跨以下等跨(跨度相差不大于10%)连续梁弹性理论塑性理论双向板:跨数：不必分跨数,因为计算也是每个单块来处理跨度：与连续单向板弹性理论跨度确定相同2.3.4板的弯矩M计算单块板: 按周边支撑条件;荷载形式;长短边比(注意自由边时另有规定)查表 M=表中系数*qL2 连续板:不同位置的弯矩用不同的荷载布置,确定出每个板块的边界支撑条件,按单块板计算内力支座弯矩计算: 恒载g;活荷载p满布置：板块四边按固接支撑，按单块板查表求出支撑边的两方向支座弯矩设计值跨中弯矩计算：g+1/2P数值的荷载满布置：板块四边按固接支撑，按单块板查表求出支撑边的两个方向跨中弯矩设计值1/2P数值的活荷载布置：四边按铰接固接支撑，按单块板查表求出跨中两方向跨中两方向跨中弯矩设计值两种荷载计算出的跨中两方向弯矩各自方向叠加该板块的跨中最大弯矩设计值 （双向板塑性理论计算暂且不讲，个别异型板用到再单独介绍）试算双向板板（客厅）：短跨Lx=6.1m 长跨Ly=4.5mLx/Ly= 0.785 恒荷载标准值为3.355KN/m2 恒荷载设计值g=4.026KN/m2活荷载标准值为2.0KN/m2 活荷载设计值p=2.80 KN/m2g+p=6.826KN/m2g=g+1/2p=5.426KN/m2p=1/2p=1.4KN/m2查表并由插值法得弯矩系数：跨中：g对应的mx1=0.0279 my1=0.0139 p对应的mx2=0.0578 my2=0.0329支座处，即g+p对应的mx=-0.0672 my=-0.056得弯矩：跨中：g对应的：Mx=（mx1+0.2my1）gLx²=(0.0279+0.2×0.0139)×5.426×4.2²=2.94 KN·m My=（0.2mx1+2my1）gLx²=(0.2×0.0279+0.0139)×5.426×4.2²=1.86 KN·m P对应的：Mx=（mx2+0.2my2）pLx²=(0.0578+0.2×0.0329)×1.4×4.2²=1.59 KN·m My=（0.2mx2+2my2）pLx²=(0.2×0.0678+0.0329)×1.4×4.2²=1.10 KN·m总和Mx=4.53KN·m总和My=2.96KN·m支座：g+p对应的:Mx=mx(g+p)Lx²=-0.0672×6.826×4.2²=-8.09 KN·m My=my(g+p)Lx²=-0.056×6.826×4.2²=-6.74 KN·m为计算简便，取其中代表性的板进行计算弯矩值见“板的内力分析表”板的内力分析表一般层双向板：双向板12345短跨 Lx(m)4.53.633.151.9长跨 Ly(m)6.14.84.83.93.3Lx/Ly0.7850.7290.7200.8210.679恒荷载标准值（KN/m2)3.3553.3553.3553.3553.355活荷载标准值（KN/m2)2.0002.0042.0002.0142.000恒荷载设计值g（KN/m2)4.0264.0264.0264.0264.026活荷载设计值p（KN/m2)2.8002.8062.8002.8202.800g+p(KN/m2)6.8266.8326.8266.8466.826g=g+1/2p（KN/m2)5.4265.4295.4265.4365.426p=1/2p（KN/m2)1.4001.4031.4001.4101.400mx10.02790.03080.03120.02600.0332my10.01390.01230.01200.01480.0106mx20.05780.06460.06580.05370.0711my20.03290.03100.03060.03400.0288mx-0.0672-0.0712-0.0718-0.0644-0.0743my-0.0560-0.0566-0.0566-0.0555-0.0567g:Mx(KN·m)2.942.752.702.391.35g:My(KN·m)1.861.521.471.650.66p:Mx(KN·m)1.591.511.491.300.76p:My(KN·m)1.100.940.910.960.42总和Mx(KN·m)4.534.264.193.692.10总和My(KN·m)2.962.462.382.611.08Mx(KN·m)-8.09-7.40-7.26-6.71-3.56My(KN·m)-6.74-5.88-5.73-5.78-2.72注意：公共支座两边板块计算的设计弯矩不等处理方法：注意：支座弯矩发生变化，跨中弯矩要考虑（按单跨梁）弯矩有所增减规范允许其弯矩设计值按下列情况进行折减：(1)中间跨的跨中截面及中间支座截面，减小20%；(2)边跨的跨中截面及楼板边缘算起的第二个支座截面，当l01/l021.5时减小20%；当1.5l01/l022.0时减小10%。本设计中板为边跨板，l01/l02=3.6/5.11=0.701.5，所以跨中截面及楼板边缘算起的第二个支座截面减小20%。试算板与板纵向公共支座处弯矩:板：Mx'=-8.09Km·m板：My=-7.4KN·m由于两板截面尺寸大小相等，且材料性能也相同，故沿纵向方向的刚度比与沿纵向方向的长度比成反比其余板块同2.3.5板的配筋采用分离式配筋：（钢筋直径，间距，及钢筋形状参考教材或者构造手册相关内容）钢筋直径（一般）6;8;10;12;14.级别I级间距100200(分布筋间距250300)A单项板：受力方向受力钢筋非受力方向钢筋的截断（分离式没有弯起）位置参见教材肋梁楼盖配筋构造B双向板：两个方向都是受力筋：配筋形式与单向板受力方向钢筋相同（钢筋面积计算中，长跨方向板底钢筋面积计算是ho要注意取值高度，双向板钢筋截断位置教材或构造参考书（一般支座钢筋是在相应跨度的位置截断）由于相同类型（单向板、双向板）的各板块大小相差不大，且为使便于施工，取出相同类型的板块中最大弯矩进行配筋。将结果列于表中：一般层板型截面位置弯矩设计值（KM·m）As(mm²)配筋实际As(mm)双向板短跨跨中4.530.0590.061277 8150335长跨跨中2.960.0390.040180 8200251短跨支座-8.090.1060.061458 8100503长跨支座-6.630.0870.084379 81005032.4框架设计选取轴线的横向一榀框架进行设计。2.4.1确定框架的计算简图确定依据：跨度：主中心线至中心线的距离每层高度：一层框架高度确定：一层室内标高至基础顶面距离（最小）一层室内地坪与是外地坪高差（300600）基础梁高度(500700)基础梁高度(500700)+基础高度(>=500)-要满足：已知层高为2.8m，设定内地坪到室外地坪为0.45m，在到基础顶面为0.45m，故一层框架高度为2.8+0.45+0.45=3.7m，见图所示 ：注:跃层坡屋顶按铰接处理，不计算到框架内。杆件尺寸框架梁截面尺寸：截面高度hb：;同时不大于静跨1/4截面宽度bb: 柱：400mm×400mm，纵梁：外侧：300mm×400mm 内侧：200mm×400mm横梁：外侧：300mm×450mm 内侧：200mm×450mm2.4.2框架内力计算一竖向荷载作用下的内力计算采用二次分配法1.确定每段梁上的竖向荷载计算： 可能有均布荷载，梯形荷载，三角形荷载，集中荷载注：竖向恒荷载与活荷载分别计算；荷载取值宜取标准值，以便以后有些荷载摘用试算一层框架：5200mm段梁：4800mm段梁：其余见图所示：（注：未标注作用在柱上的集中荷载，因其中只对柱的轴力起作用；1-4层荷载情况相同，不做重复。）恒载：活载：2. 梁端固端弯矩计算每段梁按其作用的荷载，按两端固接型式计算的固点弯矩例如：3. 节点弯矩分配系数，及杆端弯矩传递系数确定梁柱线刚度： 注：顶层各柱约束较少，线刚度应乘以折减系数0.9予以折减节点各杆件弯矩分配系数梁I。=1.52E+09mm4Lb=52004800中间梁I=3.04E+09mm4i=EI/L=1.64E+101.77E+10（0.68） （0.74） 长度Lc=28003700柱I=2.13E+09mm4i=EI/L=2.40E+101.82E+10（0.76）顶层柱I=1.92E+09mm4i=EI/L=2.16E+10（0.90）令中间柱线刚度2.40E+10=14.弯矩分配计算（二次分配法）：注意事项：恒载：上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱0.0000.5690.4310.2940.0000.3880.3180.4510.0000.549-91.64 49.64 -54.42 94.59 52.15 39.49 1.40 1.85 1.52 -42.63 -51.96 六层7.31 0.70 19.74 -0.45 -21.31 0.76 -6.17 2800-4.56 -3.45 0.59 0.78 0.64 2.44 2.97 54.90 -54.90 71.38 2.19 -73.57 55.16 -55.16 调幅后-43.92 57.11 -58.86 44.13 0.3490.3870.2640.2050.2710.3020.2220.2800.3410.379-41.96 40.08 -36.75 36.16 14.63 16.25 11.08 -0.68 -0.90 -1.00 -0.74 -10.12 -12.34 -13.71 五层26.08 7.23 -0.34 5.54 0.93 -1.38 -5.06 -0.37 -25.98 -5.36 2800-11.49 -12.77 -8.70 -0.01 -0.01 -0.01 -0.01 8.87 10.82 12.02 29.21 10.71 -39.93 44.93 0.02 -2.39 -42.56 34.55 -27.50 -7.05 调幅后-31.94 35.94 -34.05 27.64 0.3730.3730.2540.1990.2920.2920.2170.2700.3650.365-38.77 38.77 -29.36 29.36 14.46 14.46 9.85 -1.88 -2.75 -2.75 -2.03 -7.92 -10.72 -10.72 四层8.13 7.23 -0.94 4.93 -0.50 -1.38 -3.96 -1.02 -6.85 -5.36 2800-5.38 -5.38 -3.66 0.18 0.27 0.27 0.20 3.57 4.83 4.83 17.21 16.31 -33.52 42.00 -2.99 -3.86 -35.15 24.00 -12.74 -11.25 调幅后-26.82 33.60 -28.12 19.20 0.3730.3730.2540.1990.2920.2920.2170.2700.3650.365-38.77 38.77 -29.36 29.36 14.46 14.46 9.85 -1.88 -2.75 -2.75 -2.03 -7.92 -10.72 -10.72 三层7.23 7.23 -0.94 4.93 -1.38 -1.38 -3.96 -1.02 -5.36 -5.36 2800-5.04 -5.04 -3.44 0.36 0.52 0.52 0.39 3.16 4.29 4.29 16.65 16.65 -33.29 42.18 -3.61 -3.61 -34.96 23.59 -11.80 -11.80 调幅后-26.63 33.74 -27.97 18.87 0.3730.3730.2540.1990.2920.2920.2170.2700.3650.365-38.77 38.77 -29.36 29.36 14.46 14.46 9.85 -1.88 -2.75 -2.75 -2.03 -7.92 -10.72 -10.72 二层7.23 7.95 -0.94 4.93 -1.38 -1.48 -3.96 -1.02 -5.36 -5.88 2800-5.31 -5.31 -3.62 0.38 0.55 0.55 0.41 3.31 4.48 4.48 16.38 17.10 -33.47 42.20 -3.58 -3.68 -34.94 23.73 -11.61 -12.13 调幅后-26.78 33.76 -27.95 18.99 0.4100.3100.2800.2150.3150.2380.2320.2960.4010.303-38.77 38.77 -29.36 29.36 15.90 12.03 10.84 -2.02 -2.96 -2.24 -2.19 -8.69 -11.77 -8.91 一层7.23 0.00 -1.01 5.42 -1.38 0.00 -4.34 -1.09 -5.36 0.00 3700-2.55 -1.93 -1.74 0.06 0.09 0.07 0.07 1.91 2.59 1.96 20.58 10.10 -30.68 42.23 -4.24 -2.17 -35.82 21.49 -14.54 -6.95 调幅后-24.55 33.79 -28.66 17.19 5.05 -1.08 -3.47 活载上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱0.0000.5690.4310.2940.0000.3880.3180.4510.0000.549-20.74 14.54 -9.90 15.91 11.80 8.94 -1.36 -1.80 -1.48 -7.17 -8.74 六层2.40 -0.68 4.47 -0.41 -3.58 -0.74 -1.73 2800-0.98 -0.74 -0.14 -0.18 -0.15 1.11 1.35 13.23 -13.23 17.51 -2.39 -15.11 9.11 -9.11 调幅后-10.58 14.00 -12.09 7.29 0.3490.3870.2640.2050.2710.3020.2220.2800.3410.379-13.79 13.79 -10.77 10.13 4.81 5.34 3.64 -0.62 -0.82 -0.91 -0.67 -2.83 -3.46 -3.84 五层5.90 2.57 -0.31 1.82 -0.90 -0.60 -1.42 -0.34 -4.37 -1.77 2800-2.85 -3.16 -2.15 0.23 0.30 0.33 0.24 1.81 2.21 2.45 7.86 4.75 -12.61 15.22 -1.42 -1.18 -12.62 8.77 -5.62 -3.15 调幅后-10.09 12.17 -10.09 7.02 0.3730.3730.2540.1990.2920.2920.2170.2700.3650.365-13.79 13.79 -9.69 9.69 5.14 5.14 3.50 -0.82 -1.20 -1.20 -0.89 -2.61 -3.54 -3.54 四层2.67 2.57 -0.41 1.75 -0.45 -0.60 -1.31 -0.44 -1.92 -1.77 2800-1.80 -1.80 -1.23 0.12 0.18 0.18 0.13 1.11 1.51 1.51 6.01 5.91 -11.92 14.85 -1.48 -1.62 -11.75 7.75 -3.95 -3.80 调幅后-9.54 11.88 -9.40 6.20 0.3730.3730.2540.1990.2920.2920.2170.2700.3650.3