阜新市细河区雅馨苑1号楼建筑结构设计.doc

本科论文目 录摘 要Abstract引 言11 建筑方面.31.1 建筑方案论述31.2 建筑设计说明42 结构方面52.1 结构设计基本说明52.2截面设计62.3 荷载汇集82.4 框架内力分析92.5 板式楼梯计算702.6 基础的设计73结 论79参考文献81附件1阜新市细河区雅馨苑1号楼建筑设计图纸83附件2阜新市细河区雅馨苑1号楼结构设计图纸85致 谢87摘 要随着我们国家经济的高速发展，农村城市化的不断进步，农村中新建的多层住毛楼逐步增多。目前钢筋混凝土结构在我国的发展势头非常好。现如今是经济和科学技术飞速发展的时代，人们对楼的要求越来越高，对住宅楼的平面布局、地理位置和绿化环境期待更高，尤其对建筑物的抗震等级、防火等级以及许多安全方面提出更高要求，随着人类社会的不断发展，房屋在人们生活中扮演着重要的角色建筑行业是我国国民经济建设中最重要的产业之。我的毕业设计是钢筋混凝土框架结构，建筑面积约5000m2，主要成果有建筑设计和结构设计。基于建筑场地的土层地质类型，建筑使用风格，以及所在城市的抗震设防等级，建筑的具体结构根据所用场地的类别，建筑的高度和层数来确定，运用建筑造型以及真实与现实的比较规律，设计出完整体形的建筑立面和完整的平面布局。根据建筑内部整体布局，以门窗洞口大小作为基础，进行结构内力计算。建筑物各部分的高度、建筑楼层数和建筑空间是重点，楼梯的设计是难点，房间的净高度会影响采光、照明和通风问题。在阅读参考书的过程中，悉心挑选所参考的书目，严格遵守国家的防火防震等级规范。关键词:框架结构；建筑设计；结构设计；内力计算本科论文AbstractThis in line with reasonable design, use comfortable, safety principles, design the use of safe and comfortable space, layout reasonable. aespecially for the seismic grade， fire protection grade and many safety aspects of residential buildings. The structural design of this residential building aims at safety.The topic of my graduation design is building， it uses a reinforced concrete frame structure with a construction area of about 5000 square meters . Based on the soil layer type of the construction site， the type of the building，and the seismic fortification intensity of the city where the building is located，the structural form of the building is determined according to the type of the site used,unified form and content is designed by using the building modeling and the comparison rule between reality and reality. The net height of the room is affected by many factors，such as usage，lighting and ventilation. In the process of reading reference books，carefully select the bibliography to be referenced，and strictly abide by the national code for fire and earthquake prevention grade of residential buildings.The completion of this graduation project cannot be separated from the teacher's careful guidance and patient explanation.Keywords:Frame Structure; Architectural Design; Structure Design; 引 言随着我国现代化经济和科技的发展，用户对于建筑物的使用需求不断增高。在大学三年多以来的学习中，我们学习了太多的课本知识，学了高数，英语，近代史还有我们专业知识。在学习这些知识的同时，老师会带我们做课外实践，让我们实际操作去感受去体会这些技巧。在完成的过程中深深意识到了自己的不足之处，深刻地理解到老师们说的实践出真知，只有通过独立地进行自我设计，才能对专业知识有更好的理解，才能真正得到提升。我的毕业设计是阜新市细河区雅馨苑1号楼建筑结构设计，我认为若想完成毕业设计，光靠在大学四年里学过的课本知识是远远不够的。从我们接到大学录取时来到大学校到我们从大一到大四学了很多的课本知识，有高数，土木工程测量，施工组织设计，力学，土力学等专业课程。但是当我们在实习期间进入工地去实践，去进行测量等实地操作。那个时候才发现仅仅依靠脑子里学过的课本知识是远远不够的，所有的知识都需要经过实际操作才能得到运用。在工地我们更要虚心的去自己不懂得问题进行求解不懂得及时去问。在进行建筑结构设计时，发现远比我们想象的困难，我们不仅要对场地进行测量和勘测，对于周边的环境和设施，交通都要进行详细的了解和记录。阜新地区的风压雪压，震级以及施工地区的土壤都要进行了解记录。严格按照安全防范等级进行设计绘图。我们要考虑到施工过程中可能遇到的各种问题，并提前做好应对这些问题的解决方案。只有做好充足准备才能完成一个完整的建筑结构设计。让自己尽可能的去实际参与各个步骤每一个在施工过程中遇到的问题都把它记录下来并分析原因这是我们应该做的。只有能够掌握这些要点才能做好毕业设计，使自己成为社会所需要的人才。本次课题研究为阜新市细河区雅馨苑1号楼建筑结构设计。且框架结构设计的专业性正适合现在本科教学的知识储备量。建筑结构设计是基于土木工程专业非常重要一部分。在进行毕业设计的过程中，我复习了很多以前学过的课本知识，深深体会到了知识就是力量的真谛，回忆起来了当初老师在讲课中的重点和带我们去工训楼实践的场景，同时对于学过的画图软件重新捡了起来，通过复习已经把以前忘了的知识重新回忆了起来，对于以后的学习以及工作有很大的帮助，我认为毕业设计对于我们来说是一个很好地机会，可以帮助我们去回忆起以前的知识和学过的技巧。进一步培养学生自身的创新能力和设计能力以及寓理论于实际的能力。通过本次毕业设计，锻炼了我专业技能的同时，我的专业知识也得到了更多的提升。首先进行概念设计，进行结构设计时，着重考虑梁、板、柱等构件的尺寸及配筋设计，需要对恒荷载、活荷载、风荷载等荷载及荷载组成进行周密的受力分析，以期提高结构的整体稳定性。当然，在我进行毕业设计的同时，也发现了自身许多的不足，在进行结构设计的时候，我的专业性知识并不全面，很多情况下无法独立的完成混凝土配件的配筋计算，也感谢我的指导教师及我室友们给予我的帮助，在大家的探讨之中，给予了我浓厚的灵感及知识补充，这也是我完成这份优秀的毕业设计的成功点之一。 1 建筑方面1.1 建筑方案论述本次毕业设计为阜新市细河区雅馨苑1号楼建筑结构设计。基于建筑场地的土层地质类型，建筑使用风格，以及所在城市的抗震设防等级，建筑的具体结构根据所用场地的类别，建筑的高度和层数来确定，运用建筑造型以及真实与现实的比较规律，设计出完整体形的建筑立面和完整的平面布局1。1.1.1 工程概述 项目名称：阜新市细河区雅馨苑1号楼 建设地点：阜新市细河区 建筑面积：5000m2 建筑层数：6层 地震设防烈度：7度1.1.2 设计依据 国家标准、规范、规程总图制图标准 （GB/T50103-2010）房屋建筑制图统一标准 （GB/T50001-2010）办公建筑设计规范 （JGJ67-2006） 参考书建筑设计资料集建筑施工图设计与制图研究建筑施工图设计与制图 沈阳城市学院土木工程专业2020届毕业设计任务书 1.1.3 平面设计建筑内部房间的基本设置、基本户型、户型间的层次与具体位置，由设计的要求和建筑内部详细情况确定2。建筑则根据使用要求按照参数确定开间，保证单个房间宽敞明，此工程为设计，根据建筑的不同性质确定用房的分区，由建设规模拟定场地周围绿化问题，根据场地总平面面积和参考模数来确定进深，为建筑图的修改和简易分隔提供便捷3。 柱距 柱距的设计满足开间进深的要求，建筑规范的要求，建筑模数的要求 ，有利于结构抗震性能的要求4。 跨度 主体横向采用9跨，两边各跨均为6.9m和6.6 m，中间一跨为2.7m和2.4m，中间设为走廊。因而大部分柱网为6.6m× 6.6m和6.9m和6.6m，走廊为2.7×35.4m和56.1×1.8m。1.1.4 立面设计立面设计是在满足房间的使用要求和技术经济条件下，运用建筑造型和立面构图的一些规律，结合平面的内部空间组合进行的5。我们如果想要对立面进行设计，我们在设计时相应的需要考虑建筑房子里的空间关系6。 1.1.5 剖面设计建筑层高的确定根据本建筑，根据建筑规模建筑室内采光要求，层高为3.6m7。室内外高差的确定对于首层房屋，室内外高差直接决定了室内关于雨水倒灌和墙身的防潮的问题，散水的布置8。屋面排水设计屋面防水级别为二级，耐用年限为十年，雨落管位置由土建确定，主要排水沟土建控制9。1.2 建筑设计说明我是对于阜新市细河区雅馨苑1号楼进行设计，通过测量及图纸数据分析，估算了建筑总面积5000平方米左右，对于周边环境进行了详细了解为了给小区一个好的环境，和小区用户一个出行便利的交通，这些都是我们在建筑设计中应该考虑的。建筑物各部分的高度、建筑楼层数和建筑空间是重点，房间的净高度会影响采光、照明和通风问题10。在阅读参考书的过程中，悉心挑选所参考的书目，严格遵守国家的防火防震等级规范11。2 结构方面2.1 结构设计基本说明2.1.1 基本资料 气象条件阜新市这个地方基本风压0.5KN/m2，基本雪压0.45KN/m2。 水文及地质条件拟建场地位于辽宁省阜新市细河区，土质分布具体情况见下表，类场地，7级设防；建筑场地类别：类场地；根据对建筑基地的勘察结果，地质情况见表2.1表2.1 建筑地层一览表序号岩土分类土层深度(m)地基承载力(kPa)1杂填土0.82粉质黏土3.02003中砂5.0300注：a.表中所给土层深度由自然地坪算起；b.地下水位距地表-8m；2.1.2 设计依据 国家标准、规范、规程建筑结构制图标准 （GB/T50105-2010） 建筑结构荷载规范 （GB50009-2012） 混凝土结构设计规范 （GB50010-2010） 建筑地基基础设计规范 （GB50007-2011） 建筑抗震设计规范 （GB50011-2010） 参考书教科书 钢筋混凝土、钢结构设计手册 建筑结构静力计算手册 房屋建筑结构设计优化探讨2.1.3 结构布置说明进行结构进行布置时，着重考虑梁、板、柱等构件的尺寸及配筋设计，需要对恒荷载、活荷载、风荷载等荷载及荷载组成进行周密的受力分析，以期提高结构的整体稳定性12。2.1.4 地震作用严格遵守国家地震规范。适合地震突发状况疏散人群，依照所选参考书目，使商场楼的地震等级达到设计要求13。2.1.5 配筋计算在对于配筋进行计算时，我们应该严格遵照要求进行计算使配筋数目达到增强混凝土承载力的作用14。2.1.6 基础设计 我们应通过所掌握的材料进行分析，并选用独立基础进行设计15。2.1.7 结构布置 该建筑为多层住宅楼，楼层为6层。该工程采用钢筋混凝土框架结构体系16，结构平面布置图如图2.1所示。图2.1 结构平面布置图2.2 截面设计2.2.1 框架柱此建筑为丙类建筑，抗震设防烈度为7度，建筑高度30m ，所以抗震等级为三级，查表得框架结构轴压比限值=0.8517。根据轴压比公式初步估定柱截面尺寸： N/（fcbh）0.85（三级框架） (2-1)框架柱的负荷面积内按35kN/m2初估边柱负载面积 4.2 ×7.5m2中柱负载面积4.2 ×5.7m2 (2-2)N= (2-3)式中：数，当柱分别为边柱，等跨中柱和不等跨中柱时，值分别取 1.3, 1.2, 1.2518；F框架柱的负荷面积；gE框架柱负荷面积上的荷载值，一般取1215kN/m219；n楼层数；c混凝土轴心抗压强度设计值。根据上述计算结果并考虑其他因素，本设计中柱截面尺寸取值如下：取bc=hc=400mm×400mm2.2.2 框架梁由挠度、裂度控制： h=(1/81/12)L，b=(1/21/3)h纵向框架梁截面尺寸：hb=(1/81/12)L=（1/81/12)×7200= 900mm600mm，取600mmbb=(1/21/3)h=(1/21/3)× 600 =且bb不应小于0.5bc=250mm则取 bb= 300mm0.5bc=250 mmbb×hb=300mm×600mm横向框架梁截面尺寸：hb=(1/81/12)L=(1/81/12)×4200= 525 mm350 mm，取500mmbb=(1/21/3)h=(1/21/3)× 500 =且bb不应小于0.5bc=250mm则取 bb=500mm0.5bc= 250mmbb×hb=300mm×500mm 楼板边跨：1/40× 4200 = 105 mm 取h=100 mm 走廊：1/40× 3300 = 82.5 mm 取h= 100mm2.3 荷载汇集 恒载 屋面荷载保护层：40厚C20细石混凝土防水 24×0.040.96kN/m2隔离层：干铺无仿聚酯纤维布一层 12×0.040.56kN/m2 隔热层：40厚塑性聚苯保温隔热板 16×0.040.64kN/m2 防水层：SBS（3+3）改性沥青防水卷材 0.4kN/m2结合层：聚氨酯涂抹 12×0.040.56kNm2找平层：1:3 水泥砂浆20mm 20×0.020.4kN/m2找坡层：1:8水泥陶粒100mm 25×0.123 14×0.11.4kN/m2结构层：120 厚现浇钢筋混泥土板 8.55kN/m2粉刷层：20 厚混合砂浆 1.7×0.20.34kN/m2 合计：7.14kN/m2 楼面荷载饰面层：瓷砖地面（包括水泥粗砂打底） 0.7kN/m2 保温层：20 厚挤塑聚苯板 0.32×0.0250.01kN/m2 结构层120厚现浇钢筋混凝土板 0.12×253kN/m2 抹灰层：10厚混合砂浆 0.01×170.17kN/m2 合计：3.88kN/m2 墙荷载 外墙（200mm厚） 内墙（200mm厚） 梁重 （考虑梁上抹灰，取梁自重26KN/m3）KL：b×h 250mm×250mm主梁自重KL1： 26×0.25×(0.5jian0.12)2.47kN/m2抹灰层：10厚混合砂 20×0.01×(0.25+(0.5 0.12)×2)2.47kN/m2 合计： 2.67kN/m2 柱重 （考虑柱上抹灰，取柱自重27KN/m3）KZ1柱自重： 27×0.4×0.44.32kN/ m3 抹灰层：10厚混合砂浆 20×0.01×0.4×40.32kN/m3 合计：4.64kN/m3门、窗门 0.20KN/m2窗 0.40KN/m2 活荷载 雪荷载： 0.50 KN/m2 风活载： 0.55 KN/m2 客房等： 2.0 KN/m2 厕所： 2.0KN/m2 娱乐室： 4.0 KN/m2 走廊、楼梯、门厅： 2.0 KN/m2 不上人屋面： 0.5 KN/m22.4 框架内力分析设计参数结构体系框架结构结构材料信息钢筋混凝土结构所在地区全国恒活荷载计算信息施工模拟三风荷载计算信息一般计算方式地震作用计算信息计算水平地震作用是否计算吊车荷载否是否计算人防荷载否是否生成传给基础的刚度否上部结构计算考虑基础结构否施工模拟加载层步长1计算控制信息水平力与整体坐标夹角(°)0.00梁刚度放大系数按2010混凝土规范取值 否中梁刚度放大系数1.00梁刚度放大系数上限2.00边梁刚度放大系数上限1.50板元细分最大控制长度(m)1.00弹性楼板荷载计算方式平面导荷膜单元类型经典膜元(QA4)考虑梁端刚域否考虑柱端刚域否墙梁跨中节点作为刚性楼板从节点是结构计算时考虑楼梯刚度否梁与弹性板变形协调是弹性板与梁协调时考虑梁向下相对偏移 否刚性楼板假定不采用强制刚性楼板假定梁墙自重扣除与柱重叠部分否楼板自重扣除与梁墙重叠部分否是否输出节点位移否地震内力按全楼弹性板6计算否求解器设定内存0是否考虑 P-Delt 效应否进行屈曲分析否自动计算现浇板自重是风载荷信息执行规范GB50009-2012地面粗糙程度A修正后的基本风压(kN/m2)0.1风荷载计算用阻尼比(%)5.0结构X向基本周期(s)0.20结构Y向基本周期(s)0.20承载力设计时风荷载效应放大系数1.0考虑顺风向风振是多方向风角度考虑横向风振否考虑扭转风振否自动计算结构宽深是风荷载体型系数分段数1第一段最高层号6X迎风0.80X背风-0.50X侧风0.00X挡风1.00Y迎风0.80Y背风-0.50Y侧风0.00Y挡风1.00地震信息设计地震分组一按地震动区划图GB18306-2015计算否设防烈度7 (0.1g)场地类别特征周期(s)0.25周期折减系数0.75特征值分析类型WYD-RITZ振型数确定方式用户定义用户定义振型数15按主振型确定地震内力符号否砼框架抗震等级三级抗震构造措施的抗震等级降低一级阻尼比确定方法全楼统一结构的阻尼比(%)5.0是否考虑偶然偏心否X向偶然偏心值0.05Y向偶然偏心值0.05偶然偏心计算方法等效扭矩法(传统法)减震隔震附加阻尼比算法强制解耦最大附加阻尼比0.25调整后的水平向减震系数(/)1.00连接单元的有效刚度和阻尼自动采用直接积分法时程计算结果否是否考虑双向地震扭转效应否自动计算最不利地震方向的作用否活荷载重力荷载代表值组合系数0.50地震影响系数最大值0.080罕遇地震影响系数最大值0.500使用自定义地震影响系数曲线否地震作用放大方法全楼统一全楼地震力放大系数1.00是否考虑性能设计否设计信息是否按抗震规范5.2.5调整楼层地震力是是否扭转效应明显否是否自动计算动位移比例系数否第一平动周期方向动位移比例（01）0.50第二平动周期方向动位移比例（01）0.50与柱相连的框架梁端M、V不调整否考虑双向地震时内力调整方式先考虑双向地震再调整梁端负弯矩调幅系数0.85框架梁调幅后不小于简支梁跨中弯矩的倍数0.50非框架梁调幅后不小于简支梁跨中弯矩的倍数0.33梁扭矩折减系数0.40支撑临界角(度) (与竖轴夹角小于此值的支撑将按柱考虑)20按竖向构件内力统计层地震剪力否位移角小于此值时，位移比设置为10.00020活荷载信息柱、墙活荷载是否折减否楼面梁活荷载折减不折减考虑活荷不利布置的最高层号0梁活荷载内力放大系数1.00构件设计信息柱配筋计算原则单偏压连梁按对称配筋设计否抗震设计的框架梁端配筋考虑受压钢筋 是矩形混凝土梁按T形梁配筋否按简化方法计算柱剪跨比（Hn/2h0）是梁压弯设计控制轴压比0.40梁端配筋内力取值位置(0-节点，1-支座边) 0.00不计算地震作用时按重力荷载代表值计算柱轴压比否框架柱的轴压比限值按框架结构采用否梁保护层厚度(mm)20柱保护层厚度(mm)20材料信息混凝土容重(kN/m3)25.00梁箍筋间距(mm)100柱箍筋间距(mm)100钢筋强度HPB300钢筋强度设计值(N/mm2)270HRB335钢筋强度设计值(N/mm2)300HRB400钢筋强度设计值(N/mm2)360载荷组合结构重要性系数1.00恒载分项系数1.30活载分项系数1.50活荷载组合值系数0.70活荷载频遇值系数0.60活荷载准永久值系数0.50考虑结构设计使用年限的活荷载调整系数1.00风荷载分项系数1.50风荷载组合值系数0.60风荷载频遇值系数0.40风荷载是否参与地震组合否水平地震力分项系数1.30结构基本信息如表2.2至2.3所示表2.2 楼层属性层号塔号属性61标准层251标准层141标准层131标准层121标准层111标准层1表2.3 塔属性塔号属性值1结构体系框架结构结构X向基本周期(s)0.20结构Y向基本周期(s)0.20水平风荷载体型分段数1分段号1最高层号6挡风系数1.00迎风面系数0.80背风面系数-0.50侧风面系数0.000.2V0调整分段数00.2V0调整时楼层剪力最小倍数0.200.2V0调整时各层框架剪力最大值的倍数1.50构件统计表2.4表2.7所示表2.4 各层构件数量、构件材料和层高(单位：m)层号塔号梁数柱数支撑数墙数层高累计高度6113056003.90021.3005113056003.90017.4004113056003.90013.5003113056003.9009.6002113056004.2005.7001113056001.5001.500表2.5 保护层(单位：mm)层号塔号梁保护层柱保护层墙保护层612020051202004120200312020021202001120200表2.6 混凝土构件层号塔号梁数(混凝土/主筋)柱数(混凝土/主筋)支撑数(混凝土/主筋)墙数(混凝土/主筋)61130(C30/360)56(C30/360)0(C0/0)0(C0/0)51130(C30/360)56(C30/360)0(C0/0)0(C0/0)41130(C30/360)56(C30/360)0(C0/0)0(C0/0)31130(C30/360)56(C30/360)0(C0/0)0(C0/0)21130(C30/360)56(C30/360)0(C0/0)0(C0/0)11130(C30/360)56(C30/360)0(C0/0)0(C0/0)表2.7 箍筋(墙分布筋)层号塔号梁数(箍筋)柱数(箍筋)支撑数(箍筋)墙数(水平/竖向)边缘构件(箍筋)61130(270)56(360)0(0)0(0/0)(270)51130(270)56(360)0(0)0(0/0)(270)41130(270)56(360)0(0)0(0/0)(270)31130(270)56(360)0(0)0(0/0)(270)21130(270)56(360)0(0)0(0/0)(270)11130(270)56(360)0(0)0(0/0)(270)楼层质量如表2.8表2.9、图2.2 2.3所示表2.8 各层质心坐标(单位：m)层号塔号质心X质心Y质心Z6113.21910.45421.300（续表）层号塔号质心X质心Y质心Z5113.21710.14117.4004113.21710.14113.5003113.21710.1419.6002113.21710.1385.7001113.21510.1621.500表2.9 各层质量和层质量比层号塔号恒载质量(t)活载质量(t)活载质量(不折减)(t)附加质量(t)质量比比值判断611452.334.068.00.01.21满足511066.4158.9317.90.01.00满足411066.4158.9317.90.01.00满足311066.4158.9317.90.00.99满足211076.9158.9317.90.01.08满足11982.4158.9317.90.01.00满足合计-6710.8828.71657.40.0恒载总质量(t)：6710.762活载总质量(t)：828.692附加总质量(t)：0.000结构总质量(t)：7539.453恒载产生的总质量包括结构自重和外加恒载活载质量=活荷载重力荷载代表值系数×活载等效质量总质量 = 恒载质量+活载质量+附加质量图2.2 恒载,活载,层质量分布曲线(塔 1)图2.3 质量比分布曲线(塔 1)楼层尺寸、单位质量如表2.10至2.11所示表2.10 各楼层等效尺寸(单位:m,m2)层号塔号面积形心X形心Y等效宽B等效高H最大宽BMAX最小宽BMIN611310.4013.2510.5662.4021.0062.4021.00511224.0013.2510.5662.4021.0062.4021.00411224.0013.2510.5662.4021.0062.4021.00311224.0013.2510.5662.4021.0062.4021.00211224.0013.2510.5662.4021.0062.4021.00111224.0013.2510.5662.4021.0062.4021.00单位面积质量: gi单位面积质量比: max(gi/gi-1,gi/gi+1)表2.11 各楼层质量、单位面积质量分布(单位:kg/m2)层号塔号楼层质量单位面积质量单位面积质量比611.49E+0061134.221.21511.23E+006935.081.00411.23E+006935.081.00311.23E+006935.081.00211.24E+006943.101.08111.14E+006870.980.92周期、振型振型基本计算结果如表2.122.13所示表2.12 考虑扭转耦联时的振动周期(秒)、X,Y 方向的平动系数、扭转系数（强制刚性楼板模型）振型号周期转角平动系数(X+Y)扭转系数(Z)11.330289.961.00(0.00+1.00)0.0021.2273174.460.01(0.01+0.00)0.9931.09230.030.99(0.99+0.00)0.0140.407489.961.00(0.00+1.00)0.0050.3789174.370.01(0.01+0.00)0.9960.34410.030.99(0.99+0.00)0.0170.212989.941.00(0.00+1.00)0.0080.2005174.980.02(0.02+0.00)0.9890.18840.060.98(0.98+0.00)0.02100.132689.871.00(0.00+1.00)0.00110.1266177.360.13(0.13+0.00)0.87120.12340.260.87(0.87+0.00)0.13130.095989.531.00(0.00+1.00)0.00140.0940179.080.89(0.89+0.00)0.11150.09173.090.11(0.11+0.00)0.89表2.13 质量系数振型号X向平动质量系数%(sum)Y向平动质量系数%(sum)Z向扭转质量系数%(sum)10.00%(0.00%)74.62%(74.62%)0.01%(0.01%)2