土木工程毕业设计学生宿舍楼计算书(共74页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上*大学 本 科 毕 业 设 计（论 文）大连中医药大学5#学生公寓建筑结构设计学 院（系）： 土木工程学院 专 业： 土木工程专业 学 生 姓 名： 学 号： 指 导 教 师： 评 阅 教 师： 完 成 日 期： *大学专心-专注-专业摘 要本毕业设计题目为大连中医药大学5#学生公寓建筑结构设计，工程地点在大连市，工程主体为钢筋混凝土框架结构，楼层数为6层，建筑总面积为5400，共152个房间。每层均设有卫生间和盥洗室各2间，一楼设有门卫值班室，公寓超市和活动室等。建筑结构设计使用年限为50年，耐火等级为2级。本设计根据“适用、经济、安全、美观、环保”的设计原则，认真

2、考虑影响设计的各种因素，对工程进行了建筑设计和结构设计。建筑设计主要包括平面设计、立面设计、剖面设计等方面；结构设计主要包括柱网布置、荷载计算、构件截面选择、配筋计算等方面。设计过程中，严格遵守国家有关规范，运用大学本科所学知识，根据要求完成了结构计算书、建筑施工图和结构施工图。关键词：框架结构；建筑设计；结构设计；内力计算；配筋计算AbstractThe graduation design problem for the University of traditional Chinese medicine in Dalian 5# student apartment building str

3、ucture design. Engineering location in Dalian City, The main body of the project is reinforced concrete frame structure, the floor number is 6, the total construction area is 5400, there are 152 rooms. Each floor is equipped with 2 rooms in the bathroom and bathroom, and one floor is equipped with a

4、 guard duty room, an apartment supermarket and an activity room, etc. The life of the building structure design is 50 years, and the refractory grade is 2.According to the design principle of application, economy, safety, beauty and environmental protection, this design seriously considers the vario

5、us factors that affect the design, and designs the engineering design and structure. Architectural design includes plane design, elevation design, profile design; structure design mainly includes the column layout, load calculation, selection of member section and reinforcement calculation.Design pr

6、ocess, strictly abide by the relevant national norms, use of university undergraduate course learn knowledge, according to the requirements of the completed structure calculation, construction drawing and construction drawing.Key Words：Frame structure; Architectural design; Structure design; Interna

7、l force calculation; Reinforcement calculation目 录1 工程概况1.1 设计资料1.1.1 基本资料大连中医药大学5#学生公寓建筑结构设计，本工程采用的是钢筋混凝土框架结构，主体结构共6层，建筑总面积共5400，建筑结构设计使用年限为50年，耐火等级为2级。1.1.2 自然条件大连市抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.15，建筑场地类别为类场地，设计地震分组为第一组，=0.35s；常年主导风向：夏季为东南风，冬季为西北风；无地下水，土壤标准冻深为0.8；地基土构成：杂填土，厚0.5,地基承载力特征值；粉质粘土，厚2.5，地基承载力特征值；

8、全风化板岩，厚3.5，地基承载力特征值；建筑所在地的基本雪压，基本风压，底面粗糙度为C类。2 建筑设计方案2.1平面设计2.1.1首层平面设计首层建筑面积约900，其中学生寝室19间（四人间，22.68），寝室内设计内置阳台；首层门厅约62.64，为方便学生生活需求，首层布置有公寓超市（45.36）和活动室（45.36）；为方便公寓管理，公寓门厅左侧布置了门卫室（22.68）；根据宿舍建筑设计规范JGJ35-2005的要求，建筑两侧分别布置有洗手间和盥洗间。建筑平面图见图2.12.1.2 标准层平面设计标准层建筑面积约900，其中学生寝室26间（四人间，22.68），寝室内设计内置阳台；根据宿

9、舍建筑设计规范JGJ35-2005的要求，建筑两侧分别布置有洗手间和盥洗间。2.2 立面图设计公寓外观设计满足“经济、简洁、大方”的要求，立面简洁美观。建筑外墙墙面采用灰白色涂料为主色调，每层采用20宽的黑色涂料层间线分隔，显得层次分明，更加美观。勒脚文化石贴面，可以减轻雨水滴溅带来的美观影响。建筑立面图见图2.22.3 剖面图布置根据使用要求和有关设计规范，楼梯设计为双跑楼梯，首层层高3.9，踏步数共26步，一跑13步，二跑13步；标准层层高3.6，踏步数共24步，一跑12步，二跑12步。室内外高差0.45，大门外设置三阶阶梯，并设置雨篷。剖面图见2.32.4 交通联系空间设计本设计公寓为内

10、廊式公寓，为满足建筑防火设计规范GB 50016-2006以及宿舍建筑设计规范JGJ35-2005的要求，走廊宽度为2.4，在建筑两侧共布置有2部楼梯，楼梯宽1.6，休息平台宽1.7。按照疏散距离的要求，该工程中最远的房间出入口到楼梯间安全出入口的距离12.6，符合规范规定；公寓大门总宽度3（4扇门开合），高2.4，学生寝室门尺寸0.92.1,在首层两侧走廊尽头分别布置了逃生门，逃生门宽1.5，高2.1。2.5 采光通风设计为保证门厅采光需求，公寓大门全部采用玻璃材质；为改善走廊采光问题，在2到6层走廊尽头分别布置有窗户，尺寸为1.82.1；寝室采用大面积采光，窗洞尺寸宽高为2.72.1，由于

11、寝室进深较大，故内置阳台和寝室间采用玻璃材质分隔。图2.3 建筑1-1剖面图图2.1 建筑平面图图2.2 建筑正立面图图3.1 建筑结构平面布置图3 结构设计方案3.1结构布置及计算简图3.1.1 梁截面尺寸的确定本工程楼盖及屋盖采用现浇钢筋混凝土结构。根据规范规定：3时，按单向板设计；2时，按双向板设计。本设计中，区格板的边长比为6.3/3.6=2，应当按双向板设计。并根据板厚应大于等于=3600/40=90,取板厚等于100。梁截面高度按梁跨度的1/121/8估算。表3.1中给出了梁截面尺寸。3.1.2 柱截面尺寸估算柱截面尺寸的估算可根据式进行估算。框架结构抗震等级为三级，其轴压比限值=

12、0.85；各层重力荷载代表值可近似取=12。由图3.1可知边柱和中柱的负载面积分别为7.23.15和7.24.35。则第一层柱截面面积为边柱 中柱 取柱截面为正方形，则边柱和中柱的截面高度分别为387和446。为满足水平地震作用下框架侧移刚度的要求，本设计柱截面尺寸取值如下：1层 60060026层 500500表3.1 梁、柱截面尺寸（mm）及各层混凝土强度等级层次1混泥土强度等级横梁（bh）纵梁（bh）次梁（bh）柱截面（bh）AB跨，CD跨BC跨26C303006003004003006003005505005001C353506003504003506003005506006003.1

13、.3材料选择（1）混凝土强度等级选择：基础垫层和基础分别采用C10和C25（）等级混凝土；一层梁、板、柱等受力构件采用C35（）等级混凝土；二到六层梁、板、柱采用C30（）等级混凝土。（2）钢筋的选择：基础纵筋采用（）级钢筋，箍筋采用（）级钢筋；主体结构梁、柱的纵向受力钢筋采用（）级钢筋，箍筋、架立筋等采用级钢筋；板的受力钢筋均采用级钢筋。3.1.4 基础选型与预估埋置深度本设计选用柱下独立基础，在满足地基承载力等条件下，基础埋深取1.5（自室外地坪算起），基础高度预估0.8。3.1.5 框架计算简图一品横向平面框架的计算简图如图3.2所示，底层柱与上层柱截面不同，形心线不重合，取顶层柱的形心

14、线作为框架柱的轴线。框架梁轴线取至板底处，则26层的的柱计算高度取层高，即3.6；底层柱的计算高度从基础顶面取至一层板板底,即。3.2 横向框架结构侧向刚度计算及侧向刚度比验算3.2.1 框架梁、柱线刚度计算框架梁线刚度，对于中框架梁线刚度取，对于边框架则取，其中为梁截面惯性矩。梁线刚度计算结果见表3.2；柱线刚度，计算结果见表3.3。横向中框架梁、柱线刚度及梁柱线刚度比的计算结果见图3.3图3.2 横向框架计算简图表3.2 梁线刚度（Nm）楼层梁跨Ec N/mm2bh(mm)计算跨度Lb （mm）截面惯性矩I0 (mm4)26AB、CD3.010430060063005.4001095.14

15、310103.8571010BC3.010430040024001.6001094.00010103.00010101AB、CD3.15*10435060063006.3001096.30010104.7251010BC3.15*10435040024001.8671094.90110103.6761010注：计算边框架梁的线刚度时，去表3.3 柱线刚度（Nm）楼层层高hi（mm）Ec N/mm2bh(mm)IC（mm4）2636003.001045005005.2081094.3401010149503.151046006001.0801096.87310103.2.2 框架侧向刚度计算柱的

16、侧向刚度按式计算，例如，第一层和第二层边柱和中柱的侧向刚度计算如下：第一层边柱：第一层中柱：第一层一榀横向中框架的总侧向刚度为：第二层边柱：第二层中柱： 图3.3 框架梁、柱线刚度（1010Nm）第二层一榀横向中框架的总侧向刚度为： 其余各层一榀横向中框架侧向刚度计算结果见表3.4.横向边框架计算结果见表3.5。表3.4 一榀横向中框架侧向刚度 （N/mm）楼层ic层高hi（mm）中框架边柱中框架中柱CDi1CDi264.34036001.1850.372149492.1070.513206157112854.34036001.1850.372149492.1070.5132061571128

17、44.34036001.1850.372149492.1070.513206157112834.34036001.1850.372149492.1070.513206157112824.34036001.3180.397159542.3440.540217007530816.78349500.9170.486163591.6300.5871975972236表3.5 一榀横向边框架侧向刚度 （N/mm）楼层ic层高hi（mm）边框架边柱边框架中柱CDi1CDi264.34036000.8890.308123771.5800.441177226019854.34036000.8890.30812

18、3771.5800.441177226019844.34036000.8890.308123771.5800.441177226019834.34036000.8890.308123771.5800.441177226019824.34036000.9890.31133011.7580.468188076421616.78349500.6870.442146831.2220.53417739648443.2.3 横向框架侧向刚度比验算由图3.1可知，结构平面内共有8榀中框架和2榀边框架，则各层总侧向刚度等于8榀中框架和2榀边框的架侧向刚度之和。例如对于第六层，由表3.4和3.5表相关数据可得：

19、其余各层计算结果见表3.6表3.6 楼层与上部相邻楼层的侧向刚度比验算层次123456Di70756Di-1/Di0.9681.0601.01.01.01.0由表3-6可知，各层的侧向刚度比均大于0.7，且与上部相邻三层侧向刚度比的平均值大于0.8，满足框架结构的侧向刚度比验算要求。3.3 重力荷载及水平荷载计算3.3.1 重力荷载计算（1）屋面及楼面的永久荷载标准值屋面（上人）：10mm厚铺地砖，用1:1水泥砂浆粘贴 25mm厚1:3水泥砂浆找平层 23mm厚麻刀灰隔离层 1.2mm厚合成高分子防水卷材2道 25mm厚1:3水泥砂浆找平层 150mm厚水泥蛭石保温层 1:6水泥焦渣找坡 10

20、0mm厚钢筋混凝土屋面板 20mm厚混合砂浆天棚抹灰 15层楼面：瓷砖地面（包括水泥粗砂打底） 100mm厚钢筋混凝土屋面板 20mm厚混合砂浆天棚抹灰 (2) 屋面及楼面的可变荷载标准值上人屋面均布荷载标准值 楼面荷载标准值 屋面雪荷载标准值 （3） 梁、柱、墙、门、窗等重力荷载计算根据构件的尺寸大小和材料容重，计算出单位长度构件的重力荷载。因在计算屋面及楼面重力荷载时已计算板重，注意在计算梁的截面高度和柱的净长时，记得扣除板厚，且梁只需考虑两侧抹灰的重量。第1层梁、柱单位长度的重力荷载计算如下：边横梁： 中横梁： 次梁： 纵梁： 柱： 第1,2层外侧柱轴线偏心为50mm，故第一层梁、柱净长

21、度计算如下：边横梁： 中横梁： 次梁： 纵梁： 柱： 同理，可求得26层框架梁、柱的重力荷载及构件净长度。16层框架梁、柱重力荷载标准值计算结果见表3.7。表3.7 框架梁、柱重力荷载标准值楼层构件b(m)hn(m)(KN/m2)gl(KN/m2)Ln(m)goKN1边横梁0.350.50254.7155.6026.404中横梁0.350.30252.4541.904.663次梁0.300.45253.6816.1022.454纵梁0.350.50254.7156.6031.119柱0.600.60259.8164.9548.58926边横梁0.300.50254.0905.8023.722中

22、横梁0.300.30252.4541.904.663次梁0.300.45253.6816.2022.822纵梁0.300.50254.0906.7027.403柱0.50.50256.9303.5024.255注：1.表中表示的是单位长度构件的重力荷载值；代表的是每一根梁或柱的重力荷载标准值。 2.表中表示的是构件的净高，其中梁的截面高度已经扣除了板的厚度。 3.表中表示的是构件的净长，其中梁的长度取其净跨度，柱的高度已经扣除了板的厚度。本设计中，内墙统一用250mm厚水泥空心砖作为非承重隔断，墙体两侧采用20mm厚水泥砂浆抹灰（），则内墙墙面单位面积重力荷载为：外墙也采用250mm厚的水泥空

23、心砖作非承重墙，墙体外侧用60mm厚聚苯板（EPS）做外墙外保温（），则外墙墙面单位面积重力荷载为：外墙窗尺寸为，门窗单位面积重力荷载标准值取，女儿墙墙体取240mm厚黏土实心砖，外墙墙面贴瓷砖，内墙墙面为20mm厚水泥砂浆抹灰，女儿墙单位面积重力荷载为：3.3.2 重力荷载代表值集中在各楼层标高处的重力荷载代表值包括：各个楼层的楼面或屋面自重的标准值，50%楼面荷载或50%屋面雪荷载，屋面活荷载不计，墙重取上、下各半层墙重标准值之和。下面举例重力荷载代表值的计算方法。（1）底层重力荷载代表值计算恒载：一层板板重 一层框架边横梁自重 一层中横梁自重 一层次梁自重 一层纵梁自重 一层框架柱自重

24、二层框架柱自重 二层外墙和窗重 二层内墙和门重 一层外墙和窗重 一层内墙和门重 活载：楼面活载 （2）二层重力荷载代表值计算恒载：二层板重 二层框架边横梁 二层中横梁 二层次梁自重 二层纵梁自重 二、三层柱自重 二、三层外墙和窗重 二、三层内墙和门重 活载：楼面活载 （3）三、四、五层重力荷载代表值计算恒载：三层板重 三层框架边横梁 三层中横梁 三层次梁自重 三层纵梁自重 三、四层柱自重 三、四层外墙和窗重 三、四层内墙和门重 活载：楼面活载 （4）六层重力荷载代表值计算恒载：六层板重 六层框架边横梁 六层中横梁 六层次梁自重 六层纵梁自重 六层柱自重 六层外墙和窗重 六层内墙和门重 女儿墙自

25、重 活载：屋面荷载 （5）附加层重力荷载代表值计算恒载：墙重 梁重 板重 活载：板面活载 各层重力荷载代表值各层重力荷载代表值计算结果见表3.8表3.8 各层重力荷载代表值（KN）楼层楼 板边横梁中横梁次 梁纵 梁柱活 载墙 体重力荷载代表值762.6453.28归入墙重12.53191.14639.1865754.5474.4446.63319.51876.90970.21797.123197.8410692.9853052.9474.4446.63319.51876.90970.21797.123197.849836.9443052.9474.4446.63319.51876.90970.

26、21797.123197.849836.9433052.9474.4446.63319.51876.90970.21797.123197.849836.9423052.9474.4446.63319.51876.90970.21797.123197.849836.9413052.9528.0846.63314.36995.811943.561797.123080.1110432.16 3.4 横向水平地震作用下框架结构的内力和侧移计算3.4.1 自振周期计算按式将附加层折算到主体结构中的顶层，即：将各层重力荷载代表值作为水平荷载作用在主体结构上，从而计算出框架结构的层间位移，便可求得框架结构的

27、顶点假想位移。下面则以第6层为例说明结构层间位移的计算过程。由上表3.6的计算结果可得第6层的侧向刚度，由上表3.8的结果可得，则第6层的结构层间侧移为结构其余层的计算过程及计算结果见表3.9。表3.9 结构顶点位移计算楼层Gi（KN）611457.4911457.490.0.59836.9421294.430.0.49836.9431131.370.0.39836.9440968.310.0.2154829836.9450805.250.0.110432.1661237.410.0.由上表3.9可得，框架结构的周期折减系数取0.6，则由式可得:3.4.2 水平地震作用及楼层地震剪力计算本设计

28、中，由于主体结构的高度不超过40m，且质量和刚度沿高度分布比较均匀，所以变形以剪切型为主，故可用底部剪力法计算结构的地震作用。结构总水平地震作用标准值可按式确定，即：查表可得，场地特征周期，水平地震影响系数最大值，则因所以应该考虑底部附加地震作用的影响。顶部附加地震作用系数按式计算，其中，因，故则 按式计算各质点的水平地震作用，计算结果见表3.10，水平地震作用下框架计算简图见图3.4表3.10框架各层横向地震作用及楼层地震剪力楼层HI (m)Gi（KN）GiHI（KNm）Fi（KN）Vi（KN）女儿墙25.95639.1816586.720.01967.267.2622.9510692.98

29、.900.2851008.21075.4519.359836.94.790.221781.81857.2415.759836.94.810.180636.72493.9312.159836.94.820.139491.72985.628.559836.9484105.840.098346.73332.314.9510432.1651639.200.060212.23544.53.4.3水平地震作用下的位移验算水平地震作用下主体框架结构的层间位移和顶点位移分别按式和来进行计算，计算结果见表3.11，表中还计算了框架各层的层间弹性位移角。图3.4 水平地震作用下框架结构计算简图表3.11 横向水平

30、地震作用下的位移验算楼层Vi（KN）61075.41.5621.7736001/230851857.22.6920.2136001/133842493.93.6217.5236001/99432985.64.3313.936001/83123332.34.569.5736001/78913544.55.015.0149501/988由上表3.11可知，框架结构中最大层间弹性位移角发生在第2层，其值是,满足结构要求。3.4.4 横向水平地震作用下框架结构内力计算取图3.1中的号轴线横向中框架来进行内力计算，说明计算方法，其它框架内力计算过程从略。柱端剪力和柱端弯矩分别按式和来进行计算，由于结构具

31、有对称性，所以只需计算一根边柱和一根中柱的结构内力，计算结果见表3.12,。表中的反弯点高度比y按式来进行确定，其中可以查表得到。本设计中，底层柱需考虑修正值，第2层柱需要考虑修正值和，其余层的柱无需考虑修正。表3.12水平地震作用下框架柱端弯矩计算楼层层高Vi（KN）(N/mm)边柱中柱Di1Vi1yDi2Vi2y63.61075.41494923.231.1850.3630.2253.732061532.162.1070.4147.4768.3153.61857.21494940.271.1850.4565.2479.732061555.532.1070.4691.96107.9543.6

32、2493.91494954.081.1850.5097.3497.342061574.572.1070.50134.23134.2333.62985.61494964.741.1850.50121.93121.932061589.282.1070.50160.70160.7023.63332.31595472.741.3180.50130.93130.932170098.932.3440.50178.07178.0714.953544.51635981.950.9170.63255.56150.091975998.971.6300.62303.74186.16框架梁端弯矩按式来进行计算，然后由

33、平衡条件求出梁端弯矩，再由梁端剪力逐层计算柱轴力，计算过程见表3.13。表3.13水平地震作用下框架梁端弯矩、剪力及柱轴力计算楼层边梁走道梁柱轴力(KN.m)(KN.m)(m)Vb(KN)(KN.m)(KN.m)(m)Vb(KN)边柱（KN）中柱（KN）653.7338.426.3-14.6229.8929.892.4-24.91-14.62-10.295109.9587.426.3-31.3368.0068.002.4-56.67-45.95-35.634162.58127.236.3-46.0098.9698.962.4-82.47-91.95-72.13219.27165.906.3-61.14129.03129.032.4-107.53-153.09-118.492252.86190.566.3-70.38148.21148.212.4-123.51-223.47-171.621281.02204.866.3-77.12159.37159.372.4-132.81-300.59-227.31在图3.4所示的横向水平地震作用下，主体框架左侧的边柱和中柱轴力均为拉力，框架右侧柱