住宅楼计算书、毕业设计、框架结构、土木工程.pdf

南昌航空大学 毕业论文 1 毕业设计（论文）开题报告 题 目 湾里风情某栋住宅楼设计 专 业 名 称 土木工程 班 级 学 号 0881081 学 生 姓 名 XXX 指 导 教 师 XXX 填 表 日 期 年 2 月 23 日 南昌航空大学 毕业论文 2 说 明 开题报告应结合自己课题而作，一般包括：课题依据及课题的意义、国内外研究概况及发展趋势（含文献综述）、研究内容及实验方案、目标、主要特色及工作进度、参考文献等内容。南昌航空大学 毕业论文 3 一、选题的依据及意义：毕业设计是对大学四年所学知识进行的一个总结，也是对自我能力的一次检验。通过这次设计可以让我更好地认识到土木工程这个行业的现状，更好地把自己的知识与实践结合起来，把所学的知识应用到实践中去。这是考验，是挑战，通过这次设计我相信在以后的现实生活工作中可以更好地运用知识，发挥所长。课程设计的题目是多层混凝土框架结构住宅楼。随着社会的发展，人们生活水平的提高，扩大了人们对生活各方面的需求，而对于住宅建筑,则提出了更高的要求。人们已不再仅仅满足居住要求,追求舒适、宽敞、优美、适用的居住环境已成为趋势；再者，地震的袭击让我们深刻的认识到住宅建筑对于人们生命财产安全的重要性，认识到住宅建筑不论是在结构、消防还是抗震能力等方面都需要有可靠的保障。因此，此次设计是结合现行住宅设计发展趋势而完成的。而住宅设计是住宅建设中的灵魂，住宅建筑设计的本质就是要营造与人的行为相协调的生活空间，只有真正达到人与建筑、环境的高度融合，让人在空间里享受到莫大的乐趣和自由，才能实现对人的充分尊重，才能达到“以人为本”的境界。通过毕业设计这一重要的教学环节，培养土木工程专业本科毕业生正确的理论联系实际的工作作风，严肃认真的科学态度。毕业设计要求我们在指导老师的指导下，独立系统的完成一项工程设计，解决与之有关的所有问题，熟悉相关设计规范、手册、标准图以及工程实践中常用的方法，具有实践性、综合性强的显著特点。因此毕业设计对于培养学生初步的科学研究能力，提高其综合运用所学知识分析问题、解决问题能力有着重要意义。在完成本次毕业设计过程中，我们需要运用感性和理性知识去把握整个建筑的处理，这其中就包括建筑外观和结构两个方面。还需要我们更好的了解国内外建筑设计的发展的历史、现状及趋势，更多的关注这方面的学术动态，以及我们在以后的土木工程专业发展的方向。同时积极、独立的完成本次毕业设计也是今后的实际工作做出的必要的准备。二、国内外研究概况及发展趋势（含文献综述）：土木工程是建造各类工程设施的科学，技术和工程的总称。土木工程是伴随着人类社会的发展而发展起来的。它所建造的工程设施反映出各个历史时期社会经济、文化、科学、技术发展的面貌，因而土木工程也就成为社会历史发展的见证之一。土木工程在我国可分为：建筑工程、桥梁工程、公路和城市道路工程、铁路工程、隧道工程、水利工程、港口工程、给水和排水工程、环境工程。作为土木工程专业的学生，深知土木工程设计范围之广，以及和社会生活联系之密切。我们在校只是学习了土木工程这一个小的分支并且这种学习了工民建部分。工民建部分就结构布置部分有以下几种结构：框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、板柱剪力墙结构、框架支撑结构、筒体结构、框架核心筒结构、巨 南昌航空大学 毕业论文 4 型结构等等。建筑业是我国国民经济建设中重要产业之一，近年来，我国建筑业发展十分迅速，框架结构以坚固耐用而著称，被广泛应用，其结构外表可以设计的多元化，既美观又实用，建筑平面布置灵活，使用空间大，延性较好，所以被广泛应用。住宅产业有广阔的市场和发展潜力,对国民济增长有非常重要的促进作用。承认并认识住宅产业的独特性,并采取相关政策与措施促进住宅产业发展,对促进我国产业结构的调整和国民经济发展与社会进步具有重要意义。住宅产业的发展方向是系列化开发、规模化生产、商品化供应、社会化服务的生产、供求体系,实现住宅建设供产销的一体化、标准化、工业化和集约化,推动住宅产业整体水平提高,实现所谓的 三省二高(省时、省力、省消耗,高品质、高质量)。要实现这些发展目标,达到让消费者感觉商品房买得称心、居住放心、安居乐业处处舒心的目的,就必须在住宅建设领域采用高新科技,从目前主要依靠劳动和资金投入的粗放型生产方式逐步转变为主要依靠科技进步的集约型产业发展模式。并且逐步在住宅产业的社会化分工和生产组织模式上,整合建筑、建材、装潢、家模定制生产为基础实施供应链管理。就这次的设计题目，以及结合任务书所给定的各项条件选择了框架结构，这比较合理并且切合实际。三、研究内容及设计方案：本住宅楼在设计时要注意满足其使用功能要求和建筑结构要求。此次设计可分为两部分：建筑设计和结构设计。（一）建筑设计 1.建筑平面设计 1.1 建筑总平面设 2）总平面图我选择的是矩形地段。矩形的建筑场地较好布置，总平面布置考虑了地段环境和绿化设计。建筑为南北朝向，具有较好的朝向，通风和日照。3）工程红线内布置了非机动车停车库和机动车泊位处，可以方便工作人员。（3）依照建筑规范要求，建筑和道路之间保持一定距离，在靠近主干道和次干道的一侧布置绿化，使得分区明确，布局合理。（4）合理布置及建筑和周围建筑之间的间距，使其完全满足房屋的通风和防火要求。1.2 交通部分平面设计 交通部分包括室内交通和室外交通，室内交通设计由水平交通和竖向交通组成。水平交通的宽度应根据不同计建筑使用功能来确定。垂直交通是建筑内部连接各层水平交通的枢纽，由楼梯组成。楼梯采用双跑板式楼梯。1.3 建筑平面组合设计 建筑内各种房间具体设置，层次和位置，应根据使用要求和具体条件来确定。注重各个部分之间的连接和沟通，在平面功能、垂直交通、防火疏散、建筑设备等方面考虑相互联系，进行合理安排。力图构 造出紧凑简洁便利舒适的适用环境。1.4 建筑剖面设计 剖面设计主要解决层数、层高和空间组合等问题，它直接表达了不同的建筑空间尺度关系。1.5 层数 南昌航空大学 毕业论文 5 a.本设计根据任务书以及本设计的结构类型方案，本设计的地上楼层为四层。b.层高根据各层的使用要求，层高如下：每层层高 3.0m，总高度 12.0m。室外高差为 0.45m，窗户平台高 900mm。1.6 剖面组合设计 根据住宅楼在使用的先后顺序，1-4层的按层高进行叠加组合。2.建筑体型和立面设计 2.1 体型设计 平面组合就已经考虑到体型设计面形成矩形平面，完整均衡，典雅端庄。2.2 立面设计 建筑立面表示房屋四周的外部现象。立面设计和建筑体型组合室在满足使用要求和技术经济条件的前提下，利用建筑造型和立面构图的一些规律，紧密结合立面，剖面的内部空间组合下进行的。建筑立面可以看成很多构件所组成：有墙体，梁柱，墙墩等构成房屋的结构构件，有门窗，阳台和内部使用空间直接连通的构件，以及勒脚，檐口等主要起保护外墙作用的组成部分。恰当的确立立面中这些构件的比例和尺度，运用节奏韵律，虚实对比等规律，设计出体型完整，形式与内容统一的建筑立面。从整体出发几次改进建筑方案，考虑美学原则：主从与重点、对比呼应、节奏与韵律、均衡与稳定、比例与尺度等，同时考虑结构方面。立面设计中，加强了门窗的节奏感和虚实对比，使立面生动活泼。窗户和阳台均采用亲切的尺度，加强了住宅建筑的性格特征。采用清晰明快的浅色调，更加强了亲切宜人的观感。3.建筑材料采用及建筑细部构造尺寸的确定 3.1建筑结构材料 本工程为钢筋混凝土框架结构，梁柱截面尺寸根据估算和电算验证最终确定，楼板为现浇钢筋混凝土板。3.2 墙体构造（1）外墙为 240厚的墙面砖墙，内侧抹灰 20mm，外侧贴面砖。（2）内墙为 240厚的石灰砂浆墙面，两侧分别抹灰 20mm。3.3 楼板构造 考虑采用框架结构形式，并且根据估算值，120mm厚现浇钢筋混凝土板。公共部分的楼梯，楼面层采用水刷石面层。3.4屋顶构造 3.4.1.屋顶形式：屋顶采用现浇混凝土结构平屋顶，檐口采用 900mm高女儿墙。3.4.2.排水构造：屋面排水采用水泥焦渣找坡，坡度取 2%，檐沟排水采用外排水，垫坡材料炉渣。3.4.3.防水构造：采用柔性不上人屋面，防水卷材采用三毡四油防水层。3.4.4.保温构造：采用 120mm厚水泥聚苯保温板。3.5 厕所防水构造 3.5.1.厕所地面防水：在结构层顶面最薄处抹 15mm厚 1:3水泥砂浆找平层，坡向地漏，第二层涂膜防水层，上面抹 20mm厚 1:3水泥砂浆保护层，最后地面安装一层马赛克。3.5.2.侧墙防水构造：在砖墙面抹 20 mm 厚 1:3水泥砂浆找平层，再加涂膜防水层，抹 20mm厚 1:3 南昌航空大学 毕业论文 6 水泥砂浆保护层，外贴瓷面墙砖。3.6 门窗材料 单元入口门采用防盗门，其余的门为实木门。窗户均为塑钢窗。3.7 地面散水 从上到下依次为 30 厚水泥砂浆抹灰，60 厚素混凝土，120厚炉渣垫层。并且与墙面隔离分 30mm缝，用沥青麻丝填充，外用油膏嵌缝。4.设置楼梯建筑构造 4.1.楼梯形式：楼梯采用双跑板式梯。4.2.楼梯材料：结构选用现浇钢筋混凝土板式楼梯。4.3.楼梯尺寸：标准层踏步尺寸为，高 150mm，宽 300mm。4.4.楼梯面层及平台面层的构造：梯面装修采用 1：2 水泥砂浆抹面。梯段和平台下表面装修采用水泥砂浆抹面。5 防火设计 本建筑为二级防火。每层均有消防栓。6 本章小结 通过建筑上平、立、剖面的设计，该住宅的主要形状、各部分功用已基本确定，为以后的结构计算提供了必须的原型。在建筑设计中，已考虑到结构的可行性，结构服从于建筑，下面的结构计算应尽量的满足建筑的要求，但是如有特殊情况，可对建筑设计作稍量的修改。在结构设计部分因为框架结构由梁、柱通过节点连接而形成的结构体系，所以构件应具备必要的强度、适当的刚度、良好的延性和可靠的连接，并应注意强度，刚度和延性的合理匹配。（二）、结构设计：1.确定结构方案与结构布置，包括结构选型、柱网布置、楼屋盖选型、基础选型。2.初步确定梁柱截面尺寸及材料强度等级（钢筋的型号和混凝土的强度等级）。3.重力荷载计算，包括屋面及楼面永久荷载标准值、屋面及楼面可变荷载标准值、梁、柱、墙、门、窗的重力荷载代表值。4.框架侧移刚度计算。5.水平荷载作用下的框架内力计算：本设计采用改进反弯点法（D 值法）进行水平荷载计算，该方法认为，柱的侧移刚度不仅与柱本身线刚度有关，而且还与梁的线刚度有关，柱的反弯点高度不是定值，它随梁柱线刚度比、该柱所在层位置、上下层梁间的线刚度比、上下层层高以及房屋总高度的不同而发生变化。6.竖向荷载作用下框架的内力计算：本设计梁端弯矩采用弯矩二次分配法计算。先计算梁固端弯矩，再计算分配系数，其次进行弯矩分配及传递，最后计算杆端弯矩。7.内力组合。南昌航空大学 毕业论文 7 8.框架梁、柱的截面设计：框架梁设计中应控制先在梁端出现塑性铰，并使塑性铰具有足够的转动能力；同时应遵循“强剪弱弯”的原则，要求梁的斜截面受剪承载力高于梁的正截面受弯承载力，防止梁端在延性的弯曲破坏前出现脆性的剪切破坏。框架柱设计中应遵循“强柱弱梁”的原则，避免或推迟柱端出现塑性铰；还应满足“强剪弱弯”的要求，防止过早发生剪切破坏；为提高框架柱的延性，应控制柱的轴压比不要太大。9.板（楼板和屋面板）的配筋设计：对于楼板，按弹性理论，根据 l02/l01是否大于 2，分为单向板和双向板，并按各自方法进行计算。10.楼梯的设计。11.基础设计。采用柱下独立基础。四、目标、主要特色及工作进度 目标：培养我们综合运用所学的基础知识，用专业知识与技能去分析和解决工程中的实际问题，了解和掌握工程问题的力学建模以及工程结构的计算分析；提高我们实际工作能力。特色：主要的特色是建筑物功能比较齐全，整栋建筑尽量选用新型环保、节能无公害材料，具备良好的采光通风条件，美观、舒适、突出和谐、以人为本的理念。工作进度:12 周，查阅国内外住宅设计等文献资料，完成开题报告和科技文献翻译。36 周，建筑设计：进行平面、立面、剖面设计，以及构造设计和总平面设计；必要的建筑设计说明，绘制总平面图，底层、标准层、顶层及屋面平面图，正立面、侧立面，剖面图，大样图等。7 10 周，结构设计计算：结构布置；屋面及楼面荷载计算，选取一榀典型框架，手工进行内力分析及梁、柱、基础配筋计算，现浇梁板、楼梯、雨蓬、檐口设计计算等。11 周，学习应用 PKPM软件，模型建立、内力分析，并与手算结果进行对比。1213 周，施工图绘制：结构设计总说明，标准层、屋面结构布置图，基础平面图及基础详图，梁、柱、板平法施工图，框架模板图，楼梯、雨蓬、檐口结构施工图，节点详图等。14 周，撰写和整理计算书（电子文档）、图纸等设计文件，交指导老师审阅。15 周，熟悉毕业设计说明书等设计成果，准备答辩。参考文献 1.沈蒲生主编.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，2000.2.张元端.品牌视野下的中小套型住宅设计J.中华建设,2007,(01)3.沈蒲生主编.混凝土结构设计.北京：高等教育出版社，2003.4白国良主编.荷载与结构设计方法.北京：高等教育出版社，2006.5 莫海鸿，杨小平主编.地基及基础(第三版).中国建筑工业出版社，2003.6简明建筑设计手册，机械工业出版社，2003.7建筑设计资料集（第二版），北京：中国建筑工业出版社，2003.8GBJ1687.建筑设计防火规范（2001修订版）.北京：中国建筑工业出 南昌航空大学 毕业论文 10 The garden style of residential building Student name：Huang kai Class:0881081 Spuervisor:Zhao li li Zhong yan fen Abstract:This engineering for a proposed youth Changsha apartment,according to the functions of the building is divided into five,A total construction area of 1651.33square meters,12.00meters for the building elevation.The design of engineering structures using multi-storey reinforced concrete frame structure,the basic steps:the determination of the structure of the calculation diagram;load calculation;internal force analysis;combination of internal forces;beams,reinforced concrete column cross section,board design,the design of the staircases,basic design and structural mapping,such as construction.Among them,the internal force calculation to consider the following three types of loads,namely,Constant load,live load and wind load;column,the design uses a flexible plate theory;beam design uses plastic theory;staircase staircase selection plate;the basis of selection of cross section foundation.From construction to the design of the structure is a more complete design process,through design review and consolidation of graduates of the previous knowledge,to link the main course into a complete system and application design;The Graduation Project has trained me independent design of the basic ability to work after graduating from a solid foundation.Keywords:frame structure;concrete;architectural design;structure design;reinforcement Signature of Spuervisor：南昌航空大学 毕业论文 11 学士学位论文原创性声明 本人声明，所呈交的论文是本人在导师的指导下独立完成的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含法律意义上已属于他人的任何形式的研究成果,也不包含本人已用于其他学位申请的论文或成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌航空大学科技学院可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。作者签名：日期：导师签名：日期：南昌航空大学 毕业论文 12 目录 前言.3 第一章 建筑设计说明.4 1 建筑概况.4 2 设计资料.4 第二章 结构设计说明.5 1 结构方案选取.5 1.1竖向承重体系选取.5 1.2水平向承重体系选取.6 2 楼梯方案的选择.6 3 建筑材料的选择.6 4 基础形式选取.6 5 结构布置计算.7 第三章：楼盖设计.7 1 楼面梁格布置图.7 2 荷载设计值.7 2.1活荷载标准值.7 2.2恒荷载标准值.8 3 弹性性理论计算板.9 第四章 框架计算.12 1 结构选型.12 2 设计资料.13 3 荷载计算.13 3.1恒荷载标准值计算.16 3.2活荷载标准值.16 4 框架计算简图及梁柱线刚度.17 4.1确定框架计算简图.17 4.2 框架梁柱线刚度计算.17 5 竖向荷载作用下框架结构内力计算.18 5.1单元计算.19 5.2 A-B轴轴间框架梁.19 5.3 B-C轴线间框架梁.19 5.4C-D轴轴间框架梁.19 5.5 A轴柱纵向集中荷载计算.19 5.6 B轴柱纵向集中荷载的计算.32 5.7D轴柱纵向集中荷载计算.23 5.8 梁上节点集中荷载计算.23 南昌航空大学 毕业论文 13 6 横向风荷载作用下侧移计算.23 6.1集中风荷载标准值.24 6.2风荷载作用下的水平位移验算.26 7 竖向荷载作用下框架结构内力计算.26 7.1单元计算.26 7.2各节点的分配系数：.27 7.3固端弯矩计算：.29 7.4恒载作用下的内力计算.32 7.5活载作用在 A B 轴的内力计算.36 7.6活载作用在 B D 轴的内力计算.41 8 风荷载作用下的内力计算.44 9 内力组合.49 10 截面设计与配筋计算.61 10.1 框架柱截面设计.62 10.2 框架梁截面设计.72 第五章 楼梯设计.84 1 设计资料.84 1.1楼梯概况.84 1.2楼梯结构布置图.84 2 楼梯板设计.85 2.1楼梯板倾斜角：.85 2.2 板厚.85 3 荷载计算.85 3.1恒载.85 3.2活载.85 3.3截面设计.85 4 平台板设计.86 4.1 荷载计算.86 4.2 截面设计.86 5 平台梁设计.87 5.1 荷载计算.87 5.2 截面设计.87 第六章 基础设计.88 1 基础概况.88 2 荷载计算：.88 3.基础设计：.88 设计小结.94 参考文献.96 致谢.97 南昌航空大学 毕业论文 14 前言 毕业设计是在校完成本科学习的最后一个实践环节，它的目的是通过设计，将大学四年所学的基础理论和专业技能知识融会贯通，达到学以致用的目的，来具体地分析和解决一个实际问题。在做毕业设计的过程中，所学知识得到疏理和运用，它既是一次检阅，又是一次锻炼。在做完毕业设计后，能使自己的动手和动笔能力得到提高，增强跨入社会的竞争能力。目前各大城市都不约而同的在建造大户型的房屋，对那些中低收入的家庭来说这无疑限制了他们购买房屋的能力，因此在这次毕业设计中我选择了中小户型为设计题目，我认为将来中小户型将是房屋建筑中的主要类型。我的设计题目是风格雅园某栋住宅楼，根据设计任务书的要求，此次设计的内容主要是框架多层住宅楼的结构体系布置、利用结构设计软件 PKPM建立计算模型、参数设置和计算分析，熟悉相关设计规范规程，能按要求绘出相关的结构施工图。其中，在结构设计部分，结构设计的内容包括：结构方案的选择和确定、结构计算书的编制和结构施工图的绘制。结构计算书包括构件截面尺寸选择、荷载计算和框架内力计算、荷载内力组合、框架配筋和基础设计等。最后，利用 南昌航空大学 毕业论文 15 PKPM等专业软件来校正计算结果。其中本次设计地上建筑面积为 1651.33平方米，层数为 4 层，不设地下室。第一层至第 4 层均为居民住宅。结构形式为框架结构，层高 3.0米，总高 12.00米，一梯两户，两室两厅一卫一厨。第一章 建筑设计说明 1 建筑概况 1.1设计题目 风格雅园某栋住宅楼设计 1.2建筑面积 1651.33m2 1.3建筑总高度 12.450m（室外地坪算起）1.4建筑层数 4层 1.5结构类型 框架结构 1.6工程概况 层数为 4 层，层高 3.0m；框架结构；不考虑抗震设防；耐火等级二级；防水等级三级；安全等级为二级；底层室内设计标高0.000；室内外高差为450mm设计使用年限 50 年。2 设计资料 2.1气象资料 基本风压：0.4KN/m2；主导风向：南，东南（全年）；基本雪压：0.45KN/m2。南昌航空大学 毕业论文 16 2.2结构要求 钢筋混凝土框架结构，内、外墙体均采用普通砖，现浇钢筋混凝土楼板。2.3地质条件 场地平坦，地面粗糙度为 B 类，土质均匀，无不良地质发育，该建筑属丙类建筑；地基土为厚度较大的粘性土层，地基土承载力 fak=200 kPa，地下水埋藏较深，不考虑地下水影响。2.4地震设防 抗震设防烈度为 6 度。2.5材料要求 （1）钢筋：框架梁、柱的纵向受力钢筋采用 HRB335钢筋，纵向构造钢筋采用HRB335钢筋，箍筋采用 HPB235钢筋；板的受力钢筋采用 HPB235钢筋，构造钢筋采用 HPB235钢筋。（2）混凝土：框架梁、柱、楼面板和屋面板采用C30级混凝土，基础采用 C30级混凝土，基础垫层采用 C20级混凝土。基础单独施工，柱筋插入，浇至基础顶面。（3）（3）墙体：内外墙均采用普通砖，其尺寸为 240mm115mm53mm，重度=18KN/m3。外墙采用瓷砖贴面=0.5KN/m2，内墙采用水泥砂浆=0.36KN/m2。隔墙 60 厚，墙面采用水泥砂浆抹面。（4）窗：铝合金窗=0.4KN/m2；（5）门：钢框门=0.45KN/m2。2.6技术要求 满足工程施工图深度要求。第二章 结构设计说明 1 结构方案选取 1.1竖向承重体系选取 选择合理的抗侧力结构体系，进行合理的结构或构件布置，使之具有较大的 南昌航空大学 毕业论文 17 抗侧刚度和良好的抗风、抗震性能，是结构设计的关键。同时还须综合考虑建筑物高度、用途、经济及施工条件等因素。常见的竖向承重体系包括砖混结构体系、框架结构体系、剪力墙结构体系、框架-剪力墙结构体系及筒体结构体系等。框架结构体系：由梁、柱构件通过节点连接而成，其具有建筑平面布置灵活、造型活泼等优点，可以形成较大的使用空间，易于满足多功能的使用要求。在结构受力性能方面，框架结构属于柔性结构，自振周期长，地震反应较小，经合理设计可具有较好的延性性能。其缺点是结构的抗侧刚度较小，在地震作用下侧向位移较大。本设计为四层的多层结构，根据住宅的功能使用性进行结构布置。经各方案比较筛选，本工程选用框架结构的竖向承重体系。1.2水平向承重体系选取 常见的横向承重体系包括：现浇楼盖、叠合楼盖、预制板楼盖、组合楼盖等。本设计采用现浇肋梁楼盖结构，现浇楼盖可分为肋梁楼盖、密肋楼盖、平板式楼盖和无粘结预应力现浇平板楼盖等。肋梁楼盖结构具有良好的技术经济指标，可以最大限度地节省混凝土和钢筋的用量，能充分发挥材料的作用，结构整体性好，抗震性能好，且结构平面布置灵活，易于满足楼面不规则布置、开洞等要求，容易适用各种复杂的结构平面及各种复杂的楼面荷载。2 楼梯方案的选择 整体式楼梯按照结构形式和受力特点不同，可分为板式楼梯、梁式楼梯、剪刀式楼梯和圆形楼梯、螺旋楼梯等。其中，应用较为经济的、广泛的是板式楼梯和梁式楼梯，剪刀式楼梯、圆形楼梯和螺旋式楼梯属于空间受力体系，外观美观，但结构受力复杂，设计与施工较困难，用钢量大，造价高，在实际中应用较少。板式楼梯由梯段板、平台板和平台梁组成。梯段板为带有踏步的斜板，其下表面平整，外观轻巧，施工支模方便，但斜板较厚，结构材料用量较多，不经济。故当梯段水平方向跨度小于或等于 3.5时，才宜用板式楼梯。结构中的楼梯采用板式楼梯。南昌航空大学 毕业论文 18 3 建筑材料的选择 梁柱、基础、楼梯均采用 C30的混凝土，用以提高整个结构的强度。由于施工工艺的改进，技术的提高，提高混凝土的强度不会引起整个结构的造价大幅提高。4 基础形式选取 本设计的基础形式选取边柱、中柱均采用柱下独立基础。多层框架结构的基础，一般有柱下独立基础、条形基础、十字形基础、片筏基础，必要时也可采用箱形基础或桩基等。基础类型的选择，取决于现场的工程地质条件、上部结构荷载的大小、上部结构对地基上不均匀沉降及倾斜的敏感程度以及施工条件等因素，还应进行必要的技术经济比较。5 结构布置计算 根据该房屋的使用功能及建筑设计的要求，进行了建筑平面、立面及剖面设计。楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚度为 120mm。一般情况下，框架结构是一个空间受力体系。为方便起见，常常忽略结构纵向和横向之间的空间联系，忽略各构件的扭转作用，将纵向框架和横向框架分别按平面框架进行分析计算。由于通常横向框架的间距相同，作用于各横向框架上的荷载相同，框架的抗侧刚度相同，因此，各榀横向框架都将产生相同的内力与变形，结构设计时一般取中间有代表性的一榀横向框架进行分析即可。南昌航空大学 毕业论文 19 第三章：楼盖设计 1 楼面梁格布置图 2 荷载设计值 2.1活荷载标准值 q=2.0kN/m2(标准层)q=0.5kN/m2(屋面)2.2恒荷载标准值 标准层：20 厚水泥砂浆面层：0.02m20KN/m3=0.4 kN/m2 15 厚水泥砂浆找平层 ：0.015m20kN/m3=0.3kN/m2 结构层：120厚现浇钢筋混凝土楼板 0.12m25kN/m3=3.0kN/m2 抹灰层：10 厚混合砂浆 0.01m17kN/m3=0.17kN/m2 恒载标准值：gk=3.87kN/m2 线恒载设计值：g=1.2 gk=1.23.87kN/m=4.644 kN/m 线活载设计值：q=1.42.0kN/m=2.8kN/m 合计 ：p=g+q=7.444kN/m 顶层屋面：保护层：30 厚水泥蛭石砂浆 0.03m7kN/m3=0.21kN/m2 防水层：10 厚高聚物改性沥青防水卷材一道 南昌航空大学 毕业论文 20 0.01m0.4kN/m3=0.004kN/m2 找平层：20 厚 1：3 水泥砂浆 0.02m20kN/m3=0.4kN/m2 保温层：120厚水泥聚苯保温板 0.12m1.13kN/m3=0.136kN/m2 找坡层：1：6 水泥焦渣找坡最薄处 30 厚，最厚处 110厚 （0.03m+0.11m）0.516kN/m3=1.12kN/m2 结构层：120厚现浇钢筋混凝土板 0.12m25kN/m3=3.0kN/m2 抹灰层：10 厚混合砂浆 0.01m17kN/m3=0.17kN/m2 恒载标准值：gk=5.04kN/m2 3 弹性性理论计算板 板的梁格布置图 选6轴所在的一榀框架进行计算。采用 C30混凝土，板内受力筋和分布筋均采HPB235，fy=210N/2。板 A：2L02/L01=4500/1500=33，按单向板进行计算；板 B：L02/L01=4800/4500=1.072，按双向板计算。板 C：L02/L01=4500/3000=1.50.25s，所以考虑风压脉动对结构发生顺风向风振影响 zzZv1 计算过程见下表 集中风荷载标准值 层次 mhi/HHj z z z s)/(20mkNw mhi/mhj/kNWk/4 12.45 1.00 1.00 1.07 1.46 1.3 0.40 3.0 2 9.14 3 9.45 0.76 0.71 1.00 1.35 1.3 0.40 3.0 3.0 9.48 2 6.45 0.52 0.39 1.00 1.19 1.3 0.40 3.0 3.0 8.35 1 3.45 0.28 0.15 1.00 1.07 1.3 0.40 3.45 3.0 8.07 6.2风荷载作用下的水平位移验算 6.2.1 侧移刚度 D 见下表 横向 2-4层 D 值的计算 构件名称 2bciii 2cii 212c cDih(kN/m)A 轴柱 29.2m/101.32m/101.7244KNKN 0.53 21906 B 轴柱 03.4m/101.32m/105.4m/101.72444KNKNKN 0.67 27693 南昌航空大学 毕业论文 36 D 轴柱 74.1m/101.32m/104.5244KNKN 0.47 19426 69025194262769321906D 横向底层 D 值的计算 构件名称 cbiii iic25.0 212c cDih(kN/m)A 轴柱 96.2m/104.2m/101.744KNKN 0.7 12921 B 轴柱 21.5m/104.2m/105.4m/101.7444KNKNKN 0.79 14582 D 轴柱 25.2m/104.2m/105.444KNKN 0.65 11998 39501119981458212921D 6.2.2 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式计算:jji jVuD 式中jV-第 j 层的总剪力 i jD-第 j 层所有柱的抗侧移刚度之和 ju-第 j 层的层间侧移 第一层的层间侧移值求出以后,就可计算各楼板标高处的侧移值的顶点侧移值,各层楼板标高处的侧移值是该层以下各层层间侧移之和,顶点侧移是所有各层层间侧移之和 j层侧移 1jjjjuu 顶点侧移 1njjuu 框架在风荷载作用下侧移的计算见下表 风荷载作用下框架侧移计算 层次 jW/kN jV/kN D/(kN/m)ju/m ju/h 南昌航空大学 毕业论文 37 4 9.14 9.14 69025 0.0001 1/30000 3 9.48 18.62 69025 0.0003 1/10000 2 8.35 26.97 69025 0.0004 1/7500 1 8.07 35.04 39501 0.0009 1/3833 juu=0.0017m 侧移验算:层间侧移最大值 1/3833Nb，为小偏压，选用 M 大，N 大组合 最不利组合：M=52.26kN.m N=1534.89kN M=-12.16kN.m N=1986.78kN 第一组内力 M=52.26kN.m N=1534.89kN 弯矩中由风荷载作用产生的弯矩75%，柱的计算长度l0取下列二式中的较小值：00min1 0.15()(20.2)ullHlH 式中u，l柱的上端、下端节点交汇处的各线刚度之和与交 南昌航空大学 毕业论文 71 汇的各梁线刚度之和的比值 min比值中u，l中的较小值 H柱的高度 在这里 44.0104.5101.7101.3104.24444mkNmkNmkNmkNu，l=0，min=0 l0=1+0.15(0.44+0)3.95=4.21m l0=（2+0.2min）(2+0.20)3.95=7.9m 取 l0=4.21m e0=M/N=52.26KNm/1534.89KN=34.05mm mmmmmmea2030/500,200max ei=e0+ea=34.05mm+20mm=54.05mm L0/h=4.21m/0.5m=8.42 15 2=1.0 应考虑偏心距增大系数 699.01089.1534mm500mm300mm/3.145.05.0321NNNAfc 3.1/14001121200hlhei mmaheesi27.2852 bbcsbccbbhfahbhfNebhfN74.055.019.043.0010120101 bhahfbhfNeAAsycSsmin020193.415.01 所以按构造配筋 2min,mins,4502/500300%6.0mmmmmmAAs 每侧实配 2 18(ssAA=509mm2）第二组内力 M=-12.16kN.m N=1986.78kN 柱的计算长度 l0=4.21m e0=M/N=12.16KNm/1986.78KN=6.12mm mmmmmmea2030/500,200max 南昌航空大学 毕业论文 72 ei=e0+ea=26.12mm 54.01078.1986mm500mm300mm/3.145.05.0321NNNAfc L0/h=4.21m/0.5m=8.42 15 2=1.0 49.1/14001121200hlhei mmaheesi92.2532 bbcsbccbbhfahbhfNebhfN85.055.03.043.0010120101 2min2020145025.3965.01mmbhmmahfbhfNeAAsycSs 所以按构造配筋 每侧实配 2 18(ssAA=509mm2)10.1.3.2第二层最不利组合 当最大轴力为最不利组合时，选 B 柱进行计算 Nb=1097.17KN,NNb 故为小偏压，选 M 大，N 大的组合 第一组内力：M=71.74kN.m N=1251.17kN 第二组内力：M=37.44kN.m N=1432.95KN 第一组内力计算 l0=1.25H=1.253m=3.75m e0=M/N=71.74KNm/1251.17KN=57.34mm mmmmmmea2030/500,200max ei=e0+ea=77.34mm 857.01017.1251mm500mm300mm/3.145.05.0321NNNAfc l0/h=3.75m/0.5m=7.515 2=1.0 21.1/14001121200hlhei mmaheesi58.3082 bbcsbccbbhfahbhfNebhfN578.055.0028.043.0010120101 南昌航空大学 毕业论文 73 05.010201sycssahfbhfNeAA 按构造配筋 每侧实配 218(ssAA=509mm2)第二组内力计算 l0=1.25H=1.253m=3.75m e0=M/N=37.44KNm/1432.95KN=26.13mm mmmmmmea2030/500,200max ei=e0+ea=46.13mm 748.01095.143210725005.031NNNAfc L0/h=3.75m/0.5m=7.515 2=1.0 30.1/1