廣場住宅樓工程設(shè)計論文.doc

畢業(yè)設(shè)計題 目：長沙市百納廣場住宅樓設(shè)計 系 別: 建筑工程系 專業(yè)名稱: 土木工程 班級學(xué)號: 098601146 學(xué)生姓名: 占羅龍 指導(dǎo)教師: 龔劍、鄭云揚(yáng) 二0一三年六月 畢業(yè)論文原創(chuàng)性聲明本人聲明，所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立完成的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含法律意義上已屬于他人的任何形式的研究成果,也不包含本人已用于其他學(xué)位申請的論文或成果。對本文的研究作出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式表明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 作者簽名： 日期： 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)南昌航空大學(xué)科技學(xué)院可以將本論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 作者簽名： 日期：導(dǎo)師簽名： 日期： 摘 要本文為長沙市百納廣場住宅樓設(shè)計計算書。該樓建筑面積3500平方米左右，根據(jù)建筑設(shè)計、抗震方面等的要求，確定合理的結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)布置方案，確定框架、基礎(chǔ)的形式。根據(jù)要求采用了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。本設(shè)計中選取一榀主框架以及樓面及屋面板進(jìn)行截面設(shè)計及配筋計算。首先根據(jù)框架布局確定各構(gòu)件尺寸，進(jìn)行恒載、活載及風(fēng)荷載的統(tǒng)計。然后采用分層法進(jìn)行豎向荷載作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算，水平荷載采用D值法進(jìn)行計算。之后進(jìn)行內(nèi)力組合分析，找出最不利的一組內(nèi)力，進(jìn)行構(gòu)件計算。樓板采用彈性理論設(shè)計，并進(jìn)行柱下獨(dú)立基礎(chǔ)的配筋設(shè)計。除此之外，還進(jìn)行了樓梯的設(shè)計計算。最后，根據(jù)計算結(jié)果，按照相應(yīng)的構(gòu)造要求，繪制了結(jié)構(gòu)施工圖，并寫出了相應(yīng)的設(shè)計說明。本設(shè)計的特點(diǎn)之一，運(yùn)用了大學(xué)四年所學(xué)過的很多理論，計算中多種計算方法得到體現(xiàn)，如D值法，迭代法等，使自己掌握了多方面的知識。關(guān)鍵詞：框架結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)設(shè)計；內(nèi)力計算；彈性理論；荷載；鋼筋混凝土 指導(dǎo)老師簽名： ABSTRACTA building was designed in this paper.The building area is about 3500.According to the supermarket design and the earthquake resistance,the reasonable structural scheme and structural foundation plan was determined.One lateral frame and slab was selected and calculated.First,depth and width of sections were determined,and dead load ,live load,wind load were determined.Then the internal forces of the structure under vertical load were calculated.The D-method was used for caculating the wind load.After the combination of internal forces,the most unfavorable combination of internal forces was identified.Then the necessary reinforcement in beams and columns was determined.The elastic theory was used for calculating slab.In addition,the single-foundation and combined foundation were designed.The stairway and canopy were also designed.Finally according to the calculated results and detail, blueprints of the structure had been completed.The advantage in this design was that many theories studied in university in four years was used.The many kinds of computational methods was manifested in the computation,like D-method, iteration and so on,so which caused myself to grasp the various knowledge.Key Words: structural design；frame；internal force； elastic theory；lateral loads；reinforced concrete. 指導(dǎo)老師簽名： 目 錄 引 言.11.建筑設(shè)計資料.2 1.1自然條件.2 1.2建筑慨況.22.結(jié)構(gòu)設(shè)計說明.2 2.1結(jié)構(gòu)設(shè)計方案及布置.2 2.2結(jié)構(gòu)布置計算.2 2.3樓梯方案的選擇.3 2.4基礎(chǔ)方案的選擇.3 2.5構(gòu)件截面尺寸及幾何參數(shù).33.框架的計算簡圖及梁柱線剛度.4 3.1確定框架計算簡圖.4 3.2框架梁柱的線剛度.44.荷載計算.5 4.1恒載標(biāo)準(zhǔn)值計算.5 4.2活荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算.115.樓蓋的設(shè)計計算.11 5.1屋面板的計算.11 5.2樓面板的計算.14 5.3屋面板的配筋計算.17 5.4樓面板的配筋計算.196.樓梯設(shè)計.20 6.1樓梯的初設(shè).20 6.2踏步板設(shè)計.21 6.3平臺板設(shè)計.23 6.4平臺梁設(shè)計.247.恒荷載和活荷載作用下框架的受荷圖及計算.26 7.1框架梁間荷載計算.27 7.2柱縱向集中荷載的計算.318.風(fēng)荷載計算.34 8.1風(fēng)荷載作用下框架側(cè)移計算.359. 內(nèi)力計算.37 9.1各種內(nèi)力計算.37 9.2風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下的內(nèi)力計算.63 9.3內(nèi)力組合.6710.截面設(shè)計與配筋計算.74 10.1框架柱截面設(shè)計.74 10.2框架梁截面設(shè)計.78 10.3.8111.基礎(chǔ)設(shè)計.81 11.1荷載計算.81 11.2 B軸柱基礎(chǔ)的計算.82 總 結(jié).86 參考文獻(xiàn).87 致 謝.88 引 言 本設(shè)計是按照南昌航空大學(xué)科技學(xué)院2013年畢業(yè)設(shè)計要求編寫的畢業(yè)設(shè)計。題目為“長沙市百納廣場住宅樓設(shè)計”。內(nèi)容包括建筑設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計兩部份。住宅樓是居住建筑，其規(guī)范要求比較嚴(yán)格，能體現(xiàn)處建筑和結(jié)構(gòu)設(shè)計的很多重要的方面，選擇住宅樓建筑和結(jié)構(gòu)設(shè)計，從而掌握住宅樓設(shè)計的基本原理，妥善解決其功能關(guān)系，滿足使用要求。框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計始于歐美，二十世紀(jì)后得到了世界各地大范圍的使用，其結(jié)構(gòu)建筑平面布置靈活，使用空間大。延性較好。其具有良好的抗震能力?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的研究，對于建筑的荷載情況，分析其受力，采用不同的方法分別計算出各種荷載作用下的彎矩、剪力、軸力，然后進(jìn)行內(nèi)力組合，挑選出最不利的內(nèi)力組合進(jìn)行截面的承載力計算，保證結(jié)構(gòu)有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。在對豎向荷載的計算種采用了迭代法，對水平荷載采用了D值法，對鋼筋混凝土構(gòu)件的受力性能，受彎構(gòu)件的正截面和斜截面計算都有應(yīng)用。本結(jié)構(gòu)計算選用一榀框架為計算單元，采用手算的簡化計算方法，其中計算框架在豎向荷載下的內(nèi)力時使用的迭代法。本設(shè)計主要通過工程實(shí)例來強(qiáng)化大學(xué)期間所學(xué)的知識，建立一個完整的設(shè)計知識體系，了解設(shè)計總過程，通過查閱大量的相關(guān)設(shè)計資料，提高自己的動手能力。這次設(shè)計是在各位老師的悉心指導(dǎo)下完成的，在此向你們表示衷心的感謝， 鑒于水平有限，設(shè)計書中還存在不少缺點(diǎn)甚至錯誤，敬請老師批評和指正。 長沙市百納廣場住宅樓設(shè)計計算書1. 建筑設(shè)計資料1.1建筑慨況（1）設(shè)計題目：長沙市百納廣場住宅樓（2）建筑面積：3500m2（3）工程概況：建筑總高度為19.35m（室外地坪算起），共6層，每層層高3.0m，室內(nèi)外高差0.75。（4）結(jié)構(gòu)類型：框架結(jié)構(gòu)1.2自然條件1. 主導(dǎo)風(fēng)向：南，東南；基本風(fēng)壓：0.35KN/m2；基本雪壓：0.47KN/m2。2. 地質(zhì)條件：場地平坦，土質(zhì)均勻，無不良地質(zhì)發(fā)育；地基土為厚度較大的粘性圖層，地基土承載，地下水埋藏較深，不考慮地下水影響。3. 抗震：抗震設(shè)防烈度為6度。2.結(jié)構(gòu)設(shè)計說明 2.1結(jié)構(gòu)設(shè)計方案及布置按結(jié)構(gòu)布置不同，框架結(jié)構(gòu)可以分為橫向稱重，縱向承重和縱橫向承重三種布置方案。鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)是由梁，柱通過節(jié)點(diǎn)連接組成的承重受豎向荷載和水平荷載的結(jié)構(gòu)體系。本次設(shè)計的住宅樓是用縱橫向承重方案，豎向荷載主要由橫向框架承擔(dān)，縱向框架還要承受橫向的水平風(fēng)載。 2.2結(jié)構(gòu)布置計算根據(jù)該住宅樓的建筑設(shè)計要求和使用功能要求，進(jìn)行了建筑平面、立面及剖面設(shè)計。樓蓋及屋蓋均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，樓板厚為100mm。在一般情況下，框架結(jié)構(gòu)是一個空間受力體系。為了簡化計算，常常忽略結(jié)構(gòu)縱向和橫向之間的空間聯(lián)系，忽略了各構(gòu)件的扭轉(zhuǎn)作用。由于通常橫向框架的間距相同，作用于各橫向框架上的荷載相同，框架的抗側(cè)剛度有所不同，各榀橫向框架都將產(chǎn)生相同的內(nèi)力于變形，結(jié)構(gòu)設(shè)計時選取中間有代表性的一榀橫向框架進(jìn)行分板即可。2.3樓梯方案的選擇整體式樓梯按照結(jié)構(gòu)形式和受力特點(diǎn)不同，可分為板式樓梯、梁式樓梯、剪刀式樓梯和圓形樓梯、螺旋形樓梯等。其中，應(yīng)用較為經(jīng)濟(jì)的，廣泛的是板式樓梯和梁式樓梯、剪刀式樓梯、圓形樓梯。本設(shè)計采用板式樓梯。2.4基礎(chǔ)形式選取本設(shè)計的基礎(chǔ)形式選取采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)。多層框架結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，一般有柱下獨(dú)立基礎(chǔ)、柱下條形基礎(chǔ)、十字形基礎(chǔ)、片筏基礎(chǔ)，必要時也可采用箱型基礎(chǔ)或樁基礎(chǔ)?；A(chǔ)類型的選擇，取決于現(xiàn)場的工程地質(zhì)條件、上部結(jié)構(gòu)荷載的大小、上部結(jié)構(gòu)對地基上不均勻沉降及傾斜的敏感程度以及施工條件因素，還應(yīng)進(jìn)行必要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。2.5構(gòu)件截面尺寸及幾何參數(shù)板厚：，按雙向板計算取框架縱梁截面高度：，取 ，取框架橫梁截面高度：，取，取柱的截面尺寸估算：，取柱子還應(yīng)滿足，經(jīng)驗(yàn)取，柱子的截面尺寸為。3.框架的計算簡圖及梁柱線剛度 3.1確定框架計算簡圖（KJ-3）框架的計算單元如圖，取軸上的一榀框架計算。假定框架柱嵌固于基礎(chǔ)頂面，框架梁于柱剛接。由于各層柱的截面尺寸不變，故梁跨等于柱截面形心軸線之間的距離。底層柱高從基礎(chǔ)頂面算至二層樓面，基頂標(biāo)高根據(jù)地質(zhì)條件，室內(nèi)外高差，定為-1.25m，二層樓面標(biāo)高為3.00m，故底層柱高為4.25m。其余各層柱高從樓面算至上一層樓面（即層高），均為3.00m。由此可繪出框架的計算簡圖。 3.2框架柱的線剛度計算 對于中框架梁取左邊跨梁 中跨梁 右邊跨梁 底層柱（AE軸） 其余各層柱（AE）軸令，則其余各桿件的相對線剛度為 4.荷載計算 4.1恒載標(biāo)準(zhǔn)值計算屋面防水層（柔性）三氈四油鋪小石子 0.4KN/找平層：15厚水泥砂漿 找坡層：50厚水泥石灰渣砂漿找平 保溫層：80厚礦渣水泥 結(jié)構(gòu)層：100厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 抹灰層：10厚混合砂漿 合計： 5.13KN/標(biāo)準(zhǔn)層樓面 結(jié)構(gòu)層：100厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 抹灰層：10厚混合砂漿 合計 梁自重： 梁 梁自重 抹灰層：10厚混合砂漿 合計 基礎(chǔ)梁 梁自重 柱自重 柱 柱自重 抹灰層：10厚混合砂漿 合計 外縱墻自重 標(biāo)準(zhǔn)層： 縱墻在計算單元內(nèi)相當(dāng)于高度的計算外縱墻： 在一個計算單元內(nèi)外縱墻的相當(dāng)高度為1.91m，鋁合金窗在計算單元內(nèi)相當(dāng)高度為的窗。外縱墻 鋁合金窗 剁假石墻面 粉刷石膏砂漿內(nèi)墻面 合計 左外縱墻：相當(dāng)高度為 的墻，鋁合金窗相當(dāng)高度為，普通玻璃鋁合金推拉門的相當(dāng)高度為左外縱墻 鋁合金窗 普通鋁合金推拉門 剁假石墻面 粉刷石膏砂漿內(nèi)墻面 合計 底層：右外縱墻：在計算單元內(nèi)，墻的相當(dāng)高度為，鋁合金窗在計算單元內(nèi)相當(dāng)于高度為的窗。右外縱墻 鋁合金窗 剁假石墻面 粉刷石膏砂漿內(nèi)墻面 合計 左外縱墻：左外縱墻相當(dāng)高度為：，鋁合金相當(dāng)高度為，普通鋁合金推拉門相當(dāng)為左外縱墻 鋁合金窗 普通鋁合金推拉門 剁假石墻面 粉刷石膏砂漿內(nèi)墻面 合計 內(nèi)縱墻自重標(biāo)準(zhǔn)層：右內(nèi)縱墻相當(dāng)高度為的墻高 右內(nèi)縱墻 普通木門 水泥粉刷墻面（兩則） 合計 左內(nèi)縱墻： 左內(nèi)縱墻的相當(dāng)高度為 左內(nèi)縱墻 水泥粉刷墻面（兩則） 合計 底層： 右內(nèi)縱墻相當(dāng)高度為 的墻右內(nèi)縱墻 木門 水泥粉刷墻面（兩則） 合計 左內(nèi)縱墻的相對高度為 的墻。 左內(nèi)縱墻 水泥粉刷墻面（兩則） 合計 橫墻自重標(biāo)準(zhǔn)層：橫墻 粉刷水泥墻面（兩則） 合計 底層： 橫墻 粉刷水泥墻面 合計 4.2活荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算屋面和樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 不上人屋面 房間 樓梯間 雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值 屋面活荷載與雪荷載不同時考慮，取兩者中最大值5樓蓋的設(shè)計計算樓蓋的計算示圖如下： 5.1屋面板的計算：1. 荷載計算 荷載：恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值 5.13 恒荷載設(shè)計值 活荷載設(shè)計值 合計 2. 按彈性理論計算 在求各板跨內(nèi)正彎矩時，按恒荷載均布及活荷載棋盤式布置計算，取荷載 表：屋面雙向板彎矩計算板格 A B 3.6/4.2=0.85 3.0/4.2=0.71計算簡圖 計算簡圖 板格 C D 1.8/3.6=0.5 2.4/4.95=0.48計算簡圖 計算簡圖 板格 E 4.2/4.95=0.85 計算簡圖 計算簡圖 5.2樓面板的計算荷載： 恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值 恒荷載設(shè)計值 活荷載設(shè)計值 合計 按彈性理論計算 在求各板跨內(nèi)正彎矩時，按恒荷載均布及活荷載棋盤式布置計算，取荷載 表：樓面雙面板彎矩計算 板格 A B 3.6/4.2=0.85 3.0/4.2=0.71 計算簡圖 計算簡圖 板格 C D 1.8/3.6=0.5 2.4/4.95=0.48 計算簡圖 計算簡圖 板格 E 4.2/4.95=0.85 計算簡圖 計算簡圖 5.3屋面板的配筋計算 表：屋面板配筋計算，（）截面選配鋼筋實(shí)配面積跨中A區(qū)格板2.28801118200 2521.4670818200 252B區(qū)格板2.19801078200 2520.7670428200 252C區(qū)格板0.9480468200 2520.0987058200 252D區(qū)格板1.6880828200 2520.1770108200 252E區(qū)格板3.11801528200 2521.99701118200 252A-B支座： A-C支座： B-B支座： B-C支座： B-D支座： C-D支座： B-E支座： D-E支座： 截面選配鋼筋實(shí)配鋼筋支座A-B -4.99 802438200 252A-C -3.06 801498200 252B-B -3.48 801708200 252B-C -3.15 801548200 252B-D -3.86 801888200 252C-D -1.75 80858200 252B-E -5.99 802928200 252D-E -4.43 802168200 2525.4樓面板的配筋計算 表：屋面板配筋計算，（）截面選配鋼筋實(shí)配面積跨中A區(qū)格板3.138015382002522.04701148200252B區(qū)格板2.968014482002521.1370638200252C區(qū)格板1.35806682002520.17670108200252D區(qū)格板2.48011782002520.3170178200252E區(qū)格板4.268020882002522.79701558200252A-B支座： A-C支座： B-B支座： B-C支座： B-D支座： C-D支座： B-E支座： D-E支座： 截面選配鋼筋實(shí)配鋼筋支座A-B-5.8802838170302A-C-3.56801738200252B-B-4.04801978200252B-C-3.08801508200252B-D-3.91801918200252C-D-2.0380998200252B-E-6.968039910200393D-E-5.5180250.982002526樓梯設(shè)計 6.1樓梯初設(shè)樓梯段小于3，所以采用板式樓梯；樓梯踏步尺寸。樓梯上均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值。6.2踏步板設(shè)計（TB-1）確定踏步板的基本尺寸 踏步板計算跨度 斜板厚度通常取 取，如圖： ，則平面平均高度 取1m寬斜向板帶作為計算單元。踏步板截面尺寸，有效高度。 荷載計算恒荷載 踏步板自重 陶瓷地磚面層 踏步板抹灰重（石膏砂漿） 活荷載 總計 內(nèi)力計算踏步板計算簡圖，如圖： 跨中彎矩: 配筋計算 按構(gòu)造配筋： 踏步板選用10190的受力筋，另外在短方向配置10200的分布鋼筋。6.3平臺板設(shè)計（TB-2）確定平臺板的基本尺寸 ,，,按雙向板設(shè)計。荷載計算 恒荷載 平臺板自重 陶瓷地磚面層 粉刷石膏砂漿抹灰 活荷載 合計 跨內(nèi)計算簡圖 支座計算簡圖 配筋面積計算公式 跨內(nèi)：， 按構(gòu)造配筋8200 按構(gòu)造配筋8200 支座：， 按構(gòu)造配筋8200 按構(gòu)造配筋82006.4平臺梁設(shè)計 確定平臺梁尺寸 梁計算跨度取與的 較小者，取，取平臺梁的截面尺寸，有效高度。 荷載計算 平臺梁自重 踏步板傳來 平臺板傳來 粉刷石膏砂漿抹灰 合計 內(nèi)力計算 計算簡圖如圖：跨中彎矩： 支座剪力： 正截面承載力計算 按梁的跨度考慮： 按翼緣寬度考慮： 按翼緣高度考慮：，不存在 取三者較小者， 當(dāng)時， 因此截面按第一類T形截面計算 按構(gòu)造配筋：踏步板選用214的縱向受力筋。斜截面承載力計算 按構(gòu)造要求配置箍筋選用28200（） ，滿足要求。同理：TL-2同TL-1，TL-3同TL-1，TB-3同TB-27.恒荷載和活荷載作用下框架的受荷圖及計算7.1框架梁間荷載計算A-B軸間框架梁 板傳至梁上的三角形或梯形荷載，為簡化計算近似按圖示方法等效為均布荷載，荷載的傳遞示意圖見右圖。屋面板傳荷載： 恒載 活載 樓面板傳荷載： 恒載 活載 梁自重： A-B軸間框架梁均布荷載為：屋面梁：恒載=梁自重+板傳荷載 = 活載=板傳荷載=樓面梁：恒載=梁自重+板傳荷載 = 活載=板傳荷載=B-C軸間框架梁屋面板傳荷載： 恒載 活載 樓面板傳荷載： 恒載 活載 梁自重： A-B軸間框架梁均布荷載為： 屋面梁：恒載=梁自重+板傳荷載 = 活載=板傳荷載= 樓面梁：恒載=梁自重+板傳荷載 = 活載=板傳荷載=B-D軸間框架梁屋面板傳荷載： 恒載 活載 樓面板傳荷載： 恒載 活載 梁自重： B-D軸間框架梁均布荷載為