科技大学宿舍楼公寓设计.doc

1、西安科技大学高新学院摘 要本设计的题目为陕西科技大学宿舍楼公寓设计。建筑主体六层，总建筑面积为5045m2，建筑总高度为20.40m，抗震设防烈度为8度，抗震等级为三级。结构采用钢筋混凝土框架形式及独立的钢筋混凝土柱下基础。本设计主要进行了结构方案中横向框架A、B、C、D轴框架的抗震设计。在确定框架布局之后，先进行了层间荷载代表值的计算,接着利用顶点位移法求出自震周期，进而按底部剪力法计算水平地震荷载作用下大小，进而求出在水平荷载作用下的结构内力（弯矩、剪力、轴力）。接着计算竖向荷载（恒载及活荷载）作用下的结构内力，找出最不利的一组或几组内力组合,选取最安全的结果计算配筋并绘图。此外还进行了结

2、构方案中的室内楼梯的设计。完成了梯段板，平台梁等构件的内力和配筋计算及施工图绘制。整个结构在设计过程中，严格遵循相关的专业规范的要求，参考相关资料和有关最新的国家标准规范，对设计的各个环节进行综合全面的科学性考虑。总之，适用、安全、经济、使用方便是本设计的原则。设计合理可行的建筑结构方案是现场施工的重要依据。关键词： 框架结构，抗震设计，荷载计算，内力计算，计算配筋AbstractThe title of this Project is designing for a conglomerate storied building of NO.11Middle Schools apartment

3、block in the city of ChangChun. The architecture has six stories and. Its whole floorage is 5045m2, its top is 20.40m high. The earthquake intensity is 7. Style of the building is totally frame structure of reinforced concrete. The foundation of the building is the single footing stand.The purpose o

4、f the design is to do the anti-seismic design in the longitudinal frames of axis A、B、C、D. When the directions of the frames is determined, firstly the weight of each floor is calculated .Then the vibrate cycle is calculated by utilizing the peak-displacement method, then making the amount of the hor

5、izontal seismic force can be got by way of the bottom-shear force method. The seismic force can be assigned according to the shearing stiffness of the frames of the different axis. Then the internal force (bending moment, shearing force and axial force ) in the structure under the horizontal loads c

6、an be easily calculated. After the determination of the internal force under the dead and live loads, the combination of internal force can be made by using the Excel software, whose purpose is to find one or several sets of the most adverse internal force of the wall limbs and the coterminous girde

7、rs, which will be the basis of protracting the reinforcing drawings of the components. The design of the stairs is also be approached by calculating the internal force and reinforcing such components as landing slab, step board and landing girder whose shop drawings are completed in the end.The enti

8、re structure in the design process, strictly follow the requirements of the relevant professional standard, reference information and the latest national standards, all aspects of the design of comprehensive scientific considerations. In short, application, security, economic, easy to use is the des

9、ign principle. Reasonable and feasible structural design program is an important basis for the construction site.keywords: frame structure, seismic design, load calculation, force calculation, calculation of reinforcement目 录绪 论11 设计提纲21.1 建筑设计提纲21.1.1 概况21.1.2 设计依据21.1.3 建筑设计的主要内容31.2 结构设计提纲31.2.1 概

10、括31.2.2 设计依据41.2.3 结构设计主要内容42 建筑设计62.1 建筑设计资料62.1.1 建筑概况62.1.2 工程概况62.1.3 设计资料62.2 建筑设计要求62.2.1 建筑要求62.2.2 通风、采光、防火设计72.2.3 建筑细部设计72.2.4 参考资料73 结构设计83.1结构布置及荷载收集83.1.1 梁、柱截面及柱高的确定83.1.2 重力荷载计算103.1.3 重力荷载代表值的计算133.2 框架侧移刚度的计算193.2.1 横向框架侧移刚度计算193.3 水平地震力作用下框架结构的内力和侧移计算203.3.1 框架自振周期的计算203.3.2 各质点水平地

11、震作用计算213.3.3 水平地震作用下的位移验算223.3.4 水平地震作用下框架内力的计算234 水平风荷载作用下框架结构的内力和侧移计算264.1 风荷载标准值264.2 风荷载作用下的水平位移验算284.3 风荷载作用下框架内力计算295 竖向荷载作用下的内力计算325.1 横向框架计算单元的确定325.2 竖向荷载计算335.3 竖向荷载作用下的内力计算356 横向框架内力组合426.1框架梁内力组合436.2框架柱内力组合487 截面计算547.1 框架梁设计547.2 框架柱设计587.3 楼板设计、627.3.1 楼板的材料选用627.3.2 荷载计算637.4 板的配筋计算6

12、4参 考 文 献70致 谢71IV绪 论这次毕业设计任务是框架楼房的设计。本建筑是一座多层公寓大楼，大楼共六层，力求建筑物的实用、经济、美观。采用较为简洁朴素的造型、给人亲切的感觉、但为了不呆板，在立面设计采取了一措施。本设计分为两部分进行，前几个星期进行建筑部分设计，其后的时间为结构部分设计及文本、图纸的整理。建筑设计说明书要求：根据场地条件，本设计在总平面中的考虑与布局：平面设计中人流和交通等方面合理布局及处理，建筑高度及各层层高的确定；立面和剖面设计说明；采光、通风、交通与疏散以及主立面装饰材料的选用及处理；建筑构造的考虑与设计；对本建筑设计优缺点的分析与设计体会，主要收获和建议。结构设

13、计计算说明书：说明结构选型和结构布置理由及设计依据，列出结构计算的各个主要工程及全部计算结果，并附有必要的图表。设计总共包括两部分内容，具体内容为：第一部分建筑设计；第二部分结构设计；以上为毕业设计的全部内容，虽经过各位老师的详尽指导，经过同学探索和讨论，但其中仍有不足之处，望各位老师指出。1 设计提纲1.1 建筑设计提纲1.1.1 概况1.建筑物耐火等级：二级2.建筑耐久年限：50年3.建筑类型：陕西科技大学学生公寓楼4.建筑规模：5045m25.建筑层数：66.建筑高度：20.400m1.1.2 设计依据1.除设计另行注明者外，均按建筑现行设计规范，初步设计审批文件和岩土工程地质勘察报告.

14、主要规范：(1)办公建筑设计规范(JGJ67-89)S(2)民用建筑设计通则(GB50352-2005)S(3)建筑设计防火规范（GB50016-2006）(4)房屋建筑制图统一标准(GB/T50001-2001)S(5)建筑模数协调统一标准(GBJ2-86)S(6)建筑制图标准(GB/T50104-2001)S2.选用的标准图集(1)建筑用料及做法 陕02J01(2)屋面 陕02J02(3)外装修 陕02J03(4)内装修 陕02J04-1陕02J04-4(5)木门 陕02J06-1(6)室内装修木门 陕02J06-2(7)铝合金门窗 陕02J06-3(8)墙身 陕02J07-1陕02J07

15、-5(9)楼梯 陕02J08(10)民用建筑工程建筑施工图设计深度图样 1.1.3 建筑设计的主要内容1.建筑平面设计(1)平面形式(2)单个房间的平面设计及平面组合设计(3)交通联系及防火设计(4)屋面设计2.建筑立面设计(1)建筑体型确定(2)外墙面划分设计(3)檐口及勒脚布局和外墙装饰与细部处理色彩等相协调.3.建筑剖面设计(1)建筑物层高、层数等的确定(2)楼梯及坡度确定(3)门、窗等的确定4.建筑构造设计(1)墙体设计(2)楼、地面设计5.绘制施工图1.2 结构设计提纲1.2.1 概括1.结构类型：钢筋混凝土现浇框架结构2.结构安全等级：二级3.结构设计使用年限：50年4.抗震设防烈

16、度：8度5.建筑抗震设防类别：丙类6.设计基本地震加速度：0.15g7.设计地震分组：第一组8.场地类别：III类9.框架结构的抗震等级：二级10.地基基础设计等级：丙类1.2.2 设计依据1.除设计另行注明外，均按建筑工程现行设计规范，初步设计审批文件和岩土工程地质勘察报告，主要规范：(1)混凝土结构设计规范(GB50010-2010)(2)建筑结构荷载规范(GB50009-2001)（2006版）(3)建筑抗震设计规范(GB50011-2010)（2008版）(4)建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)(5)房屋建筑制图统一标准(GB/T50001-2001)(6)建筑结构制图标

17、准(GB/T50105-2001)2.标准图集(1)建筑抗震构造详图(03G329-1)，2003(2)民用建筑工程结构施工图设计深度图样(04G103)，2004(3)钢筋混凝土结构造详图(陕02G05)，20021.2.3 结构设计主要内容1.结构方案设计(1)结构选型(2)结构布置及计算简图(3)结构截面尺寸估算，确定材料强度等级2.结构分析(1)重力荷载计算(2)框架侧移计算(3)水平地震荷载作用下框架结构的内力和侧移计算(4)竖向荷载作用下框架结构的内力计算(5)内力组合3.构件设计(1)截面设计(2)节点设计4.绘制施工图2 建筑设计2.1 建筑设计资料2.1.1 建筑概况1.设计

18、题目：陕西科技大学学生公寓楼设计2.建筑面积：总建筑面积50453.建筑层数：主体结构共6层，无地下室。4.建筑总高度：20.400m5.结构类型：钢筋混凝土框架结构6.层高：1 至6层层高3.3m 2.1.2 工程概况该公寓大楼为6层钢筋混凝土框架结构体系，建筑面积5045，建筑物平面为矩形，室内外高差为0.45m，其它轴网尺寸见平面图。2.1.3 设计资料1.气象条件主导风向：东南风。2.工程地质条件表面为1m厚的杂填土，均匀性差，杂填土下为粘土层，其承载力为190kNm2。3.抗震烈度：8度，设计基本地震加速度值0.15g；框架抗震等级为三级，建筑场地为III类。2.2 建筑设计要求2.

19、2.1 建筑要求建筑防火等级：二级抗震等级：二级设计使用年限为50年2.2.2 通风、采光、防火设计1.通风、采光设计在设计中选择合适的门窗位置，从而形成“穿堂风”，取得良好的效果以便于通风。2.防火设计本工程耐火等级为二级，建筑的内部装修、陈设均应做到难燃化，以减少火灾的发生及降低蔓延速度，公共安全出口设有四个，可以方便人员疏散,根据高层民用建筑设计防火规范（2001版GB50045-95）规定，楼梯间应采用封闭式，防止烟火侵袭。在疏散门处应设有明显的标志。各层均应设手动、自动报警及高压灭火水枪。2.2.3 建筑细部设计1.建筑体型设计应有利于减少空调与采暖的冷热负荷，做好建筑围护结构的保温

20、盒隔热，以利于节能。2.室内应尽量利用天然采光。3.为满足防火和安全疏散要求，设有两部楼梯。4.办公室之间应采取消声、隔音处理措施。5.室内装修以清新自然为主，卫生间地面铺有防滑地板砖，墙面贴瓷砖。2.2.4 参考资料总图制图标准（GB50103-2001）房屋建筑制图统一标准（GBJ50001-2001）建筑结构制图统一标准（GBJ50105-2001）建筑设计防火规范（GB50016-2006）民用建筑设计通则（JBJ37-87）建筑结构荷载规范（GB50009-2001）（2006版）混凝土结构设计规范（GBJ50010-2002）建筑抗震设计规范（GB50011-2001）（2008版

21、）3 结构设计3.1结构布置及荷载收集3.1.1 梁、柱截面及柱高的确定 本房屋主体结构为6层,层高均为3.3m。填充墙采用190mm厚陶粒混凝土空心砌块。门为铝合金门，洞口尺寸为1.8m2.1m。窗为塑钢窗。洞口尺寸为1.8m1.8m。楼盖及屋盖采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚为100mm。梁截面高度按跨度的1/121/8估算，宽度按高度的1/21/3估算。梁、柱采用混凝土的设计强度为C30（fc=14.3 N/mm2,ft=1.43 N/mm2）。梁的截面尺寸如表1表1 梁的截面尺寸（mm）混凝土强度等级横梁（bh）纵梁 （bh）次梁（bh）AB跨、BC跨、CD跨C3030050025040

22、0200400柱的截面有公式估算。由该框架结构的抗震等级为三级，其轴压比限值=0.9，一六层采用C30混凝土。各层重力荷载代表值近似取15KN/m2。由图1知可知边柱及中柱的负载面积分别为7.22.7m2和7.24.05m2。故第一层柱的截面面积为边柱mm2中柱mm2柱截面采用正方形，则边柱和中柱截面分别为403mm403mm和494mm494mm。故柱采用正方形截面，边柱和中柱截面分别为500mm500mm和500mm500mm。基础采用独立基础，基础埋深为1.20m。框架结构计算简图如图2所示。取柱的形心线作为柱的轴线;两轴线取至板底，26层柱的高度即为层高。底层柱高度从基础顶面取至一层板

23、底，即H=3.3+0.6+1.67-1.20-.1=4.37m。 图2 框架计算简图3.1.2 重力荷载计算1.屋面荷载（1） 屋面永久荷载标准值: 4厚SBS改性沥青防水层 0.4 KN/20厚1:3水泥砂浆找平层 0.02200.4 KN/1:10水泥珍珠岩找坡2%最薄处20厚 0.09400.36 KN/100厚阻燃聚苯乙烯泡沫塑料保温板 0.50.10.05 KN/20厚SBS改性沥青隔气层 0.05 KN/20厚1:3水泥砂浆找平层 0.02200.4 KN/现浇钢筋混凝土屋面板 0.1252.5 KN/20厚混合砂浆抹面刮大白 0.02170.34 KN/ 合计 =4.50 KN/

24、（2）屋面可变荷载标准值: 上人屋面均布或荷载标准值 2.0KN/ 屋面雪荷载标准值: 0.35KN/2.楼面荷载（1）楼面永久荷载标准值: 10厚1:1水泥细砂浆，贴地面砖，素水泥浆擦缝 0.25 KN/ 20厚1:3水泥砂浆找平层 0.0220=0.4 KN/ 100厚钢筋混凝土楼板 0.125=2.5 KN/ 20厚混合砂浆抹面刮大白 0.0217=0.34 KN/ 合计 = 3.49 KN/ （2）楼面活荷载标准值： 寝室，过道： 2.0 KN/3.卫生间荷载 永久荷载标准值： 地面砖 0.65 KN/20厚1：3水泥砂浆搓麻 0.0220=0.4 KN/ 20厚水泥砂浆防水保护层 0

25、.02200.4 KN/ 100厚现浇钢筋混土楼板 0.1252.5 KN/PVC吊顶 0.2 KN/ 10厚水泥砂浆 0.01200.2 KN/ 恒载总计: 4.35 KN/活荷载标准值： 2.5 KN/4.楼梯荷载楼梯恒载：30厚1:1水泥砂浆贴地面砖素水泥浆擦缝 0.65 KN/楼梯板重 0.12253 KN/ 楼梯合计: 3.65 KN/ 楼梯可变荷载： 2.5 KN/ 5.墙体自重（1）外墙单位面积自重：3.0厚抹面胶浆外刷外墙涂料 0.02 KN/2.0厚抹面胶浆上贴玻纤网 0.02 KN/60厚EPS板保温层 0.060.50.03 KN/5厚粘板粘剂粘结层 0.02 KN/20

26、厚1:2.5水泥砂浆找平层 0.02200.4 KN/190厚炉渣空心砌块墙体 0.196.01.14 KN/20厚混合砂浆抹面刮大白 0.02170.34 KN/ 外墙自重： 1.97 KN/ （2）内墙单位面积自重：20厚混合砂浆抹面刮大白 0.021720.68 KN/190厚炉渣空心砌块墙体 0.196.01.14 KN/ 内墙自重： 1.82 KN/6.梁自重主框架梁截面为300mm500mm，抹灰为20mm0.300.5025+20.02170.5=3.954 KN/m 次框架梁截面为250mm400mm，抹灰为20mm0.250.425+20.02170.4=2.772 KN/m

27、次梁梁截面为200mm400mm，抹灰为20mm0.20.425+20.02170.4=2.272 KN/m7.女儿墙自重60厚EPS板保温层 0.060.50.03 KN/100厚现浇钢筋混土 0.1252.5 KN/60厚水泥砂浆 0.06201.2 KN/60厚粘土实心砖 0.06181.08 KN/ 合计： 4.81 KN/8.柱自重柱截面为500mm500mm0.50.5251.1=6.875 KN/9.门窗自重0.45 KN/3.1.3 重力荷载代表值的计算一层高为4.37m。其余各层高为3.3m。第一层：柱： 取上下各半层柱高4.3723.3020.103.735 m柱数量：36

28、柱重： 6.8753.73536924.42KN梁:300500梁梁长度 （5.42.75.40.53）9108 m梁自重 1.053.954108448.38KN250400梁梁长度 （7.2-0.5）84214.4 m梁自重 1.052.772214.4624.03KN200400梁梁长度（5.42.75.4-0.253）6（5.42.71.80.2520.125）2（7.20.2）2109.05 m梁自重 1.052.272109.05260.15KN楼板：楼板面积（除卫生间和洗漱间外） 653.95自重 3.49653.952282.286 KN活载 2.0653.951307.92

29、KN卫生间和洗漱间面积34.84自重 4.3534.84151.554 KN活载 2.534.8487.10 KN墙：外墙：300500梁下墙墙高 4.3723.320.53.335 m墙长（5.42.75.40.53）236.96 m自重 1.973.33536.96242.825 KN250400梁下墙墙高 4.3723.320.43.435 m墙长 （7.20.5）82107.2 m自重 1.973.435107.2725.42 KN内墙：300500梁下墙墙高 4.3723.320.53.335 m墙长 （5.40.5）14=68.6 m自重 1.823.33568.6416.38 K

30、N250400梁下墙墙高 4.3723.320.43.435 m墙长 （7.20.5）1493.8 m自重 1.823.43593.8586.41 KN200400梁下墙墙高 4.3723.320.43.435 m墙长（7.20.2）2（5.4-0.05）14（3.61.80.20.25）93.85m自重 1.823.43593.85586.72 KN首层与其他层布置不同，计算荷载时应扣除在一层中多算的墙体自重300500梁下墙墙高 4.3720.51.685 m墙长 （5.40.5）210.8 m自重 1.821.68510.833.12 KN200400梁下墙墙高 4.3720.41.78

31、5 m墙长 （5.40.4）420 m自重 1.821.7852064.974 KN门窗洞口所占墙体面积 外墙 226.172 内墙 96.266 所占墙体重量外墙 248.113 KN内墙 175.203 KN门窗自重 100.425 KN楼梯间：面积（3.60.05）（7.20.2）249.7 恒载 3.6549.7181.405KN活载 2.549.7124.25KN综上所述：G1924.42448.38624.03260.152282.286151.554242.825725.42416.38586.41586.7233.1264.974248.113175.203100.425181

32、.4050.5（1307.9287.10124.25）7551.64KN第二五层：柱： 取上下各半层柱高3.300.103.20m柱数量： 36柱重： 792 KN梁:300500梁自重 448.38 KN250400梁自重 624.03 KN200400梁自重 260.15 KN楼板：自重 2282.286 KN活载 1307.92 KN卫生间和洗漱间自重 151.554 KN活载 87.10 KN墙：外墙：300500梁下墙墙高 3.300.502.80 m墙长 36.96 m自重 1.972.8036.96203.87 KN250400梁下墙墙高 3.30.42.90 m墙长 107.2

33、 m自重 1.972.90107.2612.43 KN内墙：300500梁下墙墙高 3.300.502.80 m墙长 68.6m自重 1.822.8068.6349.59 KN250400梁下墙墙高 3.30.402.90 m墙长 93.8 m自重 1.822.9093.8495.08 KN200400梁下墙墙高 3.300.42.90 m墙长 93.85 m自重 1.822.9093.85495.34 KN门窗洞口所占墙体重量：304.90 KN门窗自重 73.18 KN楼梯间：恒载 181.405 KN活载 124.25 KN综上所述：G2G3G4G57047.88KN第六层：柱： 取上下

34、各半层柱高3.30/20.101.55m柱数量： 36柱重： 473 KN梁:300500梁自重 448.38 KN250400梁自重 624.03 KN200400梁自重 260.15 KN另外，楼梯顶上防火屋顶梁200300重 61.53 KN楼板：屋顶面荷为4.5KN/楼板面积 861.59自重 3877.16 KN活载 1723.18 KN墙：外墙：300500梁下墙墙高 3.30/20.501.15 m墙长 36.96 m自重 1.971.1536.9683.73 KN250400梁下墙墙高 3.3/20.41.25 m墙长 107.2 m自重 1.971.25107.2263.98

35、 KN内墙：300500梁下墙墙高 3.30/20.501.15 m墙长 68.6m自重 1.821.1568.6143.58 KN250400梁下墙墙高 3.3/20.401.25 m墙长 93.8 m自重 1.821.2593.8213.40 KN200400梁下墙墙高 3.300.41.25 m墙长 93.85 m自重 1.821.2593.85213.51 KN屋顶楼梯间墙体重： 251.03 KN 门窗洞口所占墙体重量：165.61 KN门窗自重 39.47 KN女儿墙重： 600.13 KN楼梯间：恒载 181.405 KN活载 124.25 KN综上所述：G67242.54KN图3 各质点的重力荷载代表值3.2 框架侧移刚度的计算3.2.1 横向框架侧移刚度计算梁、柱采用C30混凝土。由于采用现浇钢筋混凝土板中框架的惯性矩增大系数为2.0，边框架增大系数为1.5。（1）柱的线刚度1.首