公寓楼设计土木工程毕业设计

结构课程设计 学生姓名： 2012年 12 月 27 日 目录摘 要3前 言4课程设计总说明5编制依据5第一部分 结构设计61 结构设计61.1建筑设计概况61.2结构设计条件61.2.1抗震设防61.2.2气候条件61.2.3地质条件61.3结构概况71.4结构设计依据71.5可变荷载标准值选用（kN/）81.6上部永久荷载标准值及构件计算81.6.1楼面荷载81.6.2屋面荷载101.6.3墙体荷载101.7结构设计成果111.7.1计算书111.7.2结构施工图57致谢58公 寓 楼 设 计摘 要本毕业设计为多层公寓楼，总建筑面积约4430，总层数为六层，建筑总高为23.55m，各层层高均为3.6m。上部采用砖混结构，下部采用独立基础和条形基础。进行了结构设计。结构设计进行了建筑材料的选取，结构型式及尺寸的选取，荷载及其组合，构件内力和变形的分析计算以及配筋。设计成果有结构施工图、结构计算书等。关键词：公寓楼，结构设计。前 言1.设计目的 通过本毕业设计，在能力方面，使我们在专业知识方面加以综合利用，能够理论联系实际，在老师指导下独立完成有关结构设计设计，并能表现出一定的科学书性与创造性，从而全面提高自己综合分析能力与解决问题的能力。设计时具备一般土木建筑工程设计的基本技能；能够根据不同情况，合理地选择建筑、结构、施工方案；能熟悉地进行结构设计计算；较好地掌握计算机在建筑、结构设计计算中的应用，学会利用各种设计资料进行设计计算。通过本毕业设计，还培养独立工作与相互协调的能力，严谨、认真、扎实、负责的工作作风和事业责任心。2.设计意义 通过该次设计，使我们能达到系统巩固并扩大所学的理论知识与专业知识，使理论联系实际；在指导老师的指导下能独立解决有关工程的结构施工图设计问题，加深认识深度与体会；表现出一定的科学性与创造性。从而提高设计、绘图、分析计算、综合分析问题与解决问题的能力。为即将走向工作岗位，适应我国建筑工程的需要，打下良好的基础。3.设计技术要求 在结构设计方面既要保证各梁板柱楼梯等各主要承重构件单独的受力、变形及稳定情况，又要注重建筑物的整体结构情况。4.本课题在国内外存在问题及发展概况 本课题在建筑上是国内外很普遍住宅型式。在结构上，框架结构是一种成熟的结构型式。但对于高层建筑结构来说，框架结构中的框架和砌体墙是两种受力性能不同的结构，框架的抗侧移刚度小，变形能力大，这恰恰与砌体墙的性能相反。因此框架结构抗震性能并不很好，不宜用于较高建筑。本设计仍在其适宜范围内。框架结构发展目前向高强、控制性设计发展。5.设计指导思想 设计时应具备正确合理的结构设计理论知识。现有的国内及地区性一系列建筑规范与条文。本设计主要训练学生进行专业基本设计技能。随着经济的发展，生活水平的提高，人民在生产和消费水平上都有所提高。因此建筑事业的发展要跟上人民的消费理念，适合人们生产、消费、娱乐水平。同时设计时也需要具有严肃认真的科学态度和实事求是的工作作风、遵守纪律、团结合作的团队精神以及一丝不荀的敬业精神。课程设计总说明编制依据 1.设计任务书； 2.技术标准规范：建筑工程质量验收统一标准建筑装饰装修工程质量验收规范地基与基础工程施工验收规范砼结构工程施工质量验收规范砌体工程施工质量验收规范施工现场临时用电安全技术规范建筑施工高处作业安全技术规范建筑施工安全检查标准建筑电气工程施工质量验收规范建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范等现行国家有关工程施工规范、规程及技术标准。第一部分 结构设计1 结构设计1.1建筑设计概况总建筑面积4430.0，总层数为6层，建筑总高为23.55m,层高为3.6m。本工程结构类型采用砖混结构。结构安全等级为二级，抗震设防烈度为六度，防火等级为二级，屋面防水等级为级，使用年限为50年。所在地区基本风压0.30 KN/，基本雪压0.2KN/，地面粗糙程度为C类，全年主导风向北偏东。1.2结构设计条件本工程采用砖混结构。设计使用年限为50年，结构安全等级为二级。1.2.1抗震设防设防烈度为6度，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度值为0.05g，II类场地。1.2.2气候条件基本风压0.3/KN/m2，基本雪压0.2KN/m2，地面粗糙程度为C类，全年主导风向北偏东。1.2.3地质条件场地地形平坦，场地岩土由杂填土、残积红粘土和白云岩组成。勘测期间，勘测范围内未见地下水。岩土及主要物理力学性能指标见下表。表1.1 土层及主要物理力学性能指标岩土层编号及名称层厚（m）重度（KN/m3）内聚力ck（KPa）内摩擦角k()压缩模量Ea（MPa）承载力特征值fak（kPa）杂填土1.118810200表2.1（续）硬塑红粘土5.616.946.97.99.3240完整中风化白云岩7.6281505060001.3结构概况表2.2结构概况表结构类型 砌体结构 底框砌体结构 框架结构 框剪结构 高层剪力墙结构 其它工程地段基本风压0.30KN/本工程0.000相当于绝对标高 1091.16 m；室内外高差：0.45 m结构层数地上 6 层；地下 0 层结构高度 23.55 m；宽度 12.1 m；长度 65.1 m；1.4结构设计依据建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）建筑结构荷载规范（GB50009-2001）（2006年版）建筑抗震设计规范（GB50011-2001）(2008年版)混凝土结构设计规范（GB50010-2002） 民用建筑设计通则宿舍建筑设计规范普通中小学建设标准屋面工程技术规范建筑地面设计规范1.5可变荷载标准值选用（kN/）可变荷载标准值选用见表2.3。表2.3可变荷载标准值选用名称荷载宿舍 卫生间楼梯活动室悬挑阳台公共洗衣房盥洗室上人屋面2.02.02.53.02.53.02.02.0本工程选用1.6上部永久荷载标准值及构件计算1.6.1楼面荷载1.首层宿舍： 100厚砼板 2.6kN/m2 板面装修荷载 1.2kN/m2 板底粉刷或吊顶 0.60kN/m2 恒载合计 4.4kN/m2卫生间： 80厚砼板 2.08kN/m2 板面装修荷载 2.8kN/m2 板底粉刷或吊顶 0.60kN/m2恒载合计5.48kN/m2 走廊： 100厚砼板 2.6kN/m2 板面装修荷载 1.2kN/m2 板底粉刷或吊顶 0.60kN/m2恒载合计 4.4kN/m2 公共洗衣房： 100厚砼板 2.6kN/m2 板面装修荷载 1.2kN/m2 板底粉刷或吊顶 0.60kN/m2恒载合计4.4kN/m2 2. 标准层 宿舍： 100厚砼板 2.6kN/m2 板面装修荷载 1.2kN/m2 板底粉刷或吊顶 0.60kN/m2 恒载合计 4.4kN/m2卫生间： 80厚砼板 2.08kN/m2 板面装修荷载 2.8kN/m2 板底粉刷或吊顶 0.60kN/m2恒载合计5.48kN/m2 走廊： 100厚砼板 2.6kN/m2 板面装修荷载 1.2kN/m2 板底粉刷或吊顶 0.60kN/m2恒载合计 4.4kN/m2 公共洗衣房： 100厚砼板 2.6kN/m2 板面装修荷载 1.2kN/m2 板底粉刷或吊顶 0.60kN/m2恒载合计4.4kN/m2 1.6.2屋面荷载屋面板120厚： 4cm细石混凝土面层 1.00kN/m2改性沥青卷材防水层 0.5kN/m2聚苯乙烯板隔热层2%找坡(hmin=40) 0.5kN/m2改性沥青防水卷材 0.30kN/m22cm找平 0.40kN/m2120厚砼板 3.12kN/m2 2cm底粉刷 0.4kN/m2 恒载合计 6.52kN/m21.6.3墙体荷载可变荷载标准值选用见表2.4。表2.4墙体荷载承重多孔粘土砖混凝土小型空心砌体加气混凝土砌块容重（kN/m3）1615.98.5两侧粉刷重（kN/）0.680.680.68墙厚0.240.120.19墙厚0.240.120.19墙重+粉刷（kN/）160.24+0.68=4.516 0.12+0.68=2.615.90.19+0.68=3.7墙重+粉刷（kN/）160.24+0.68=4.516 0.12+0.68=2.615.90.19+0.68=3.7墙重/米（kN/m）墙高3.2m4.52.5=11.32.62.5=6.5墙重/米（kN/m）墙高3.2m4.52.5=11.32.62.5=6.5墙重/米（kN/m）墙高3.0m4.53=13.52.63=7.8墙高3.0m4.53=13.52.63=7.8本工程使用本工程使用1.7结构设计成果1.7.1计算书建筑结构的总信息采用PM建模， SATWE设计软件计算。/ | 公司名称: | | | | 建筑结构的总信息 | | SATWE 中文版 | | 文件名: WMASS.OUT | | | |工程名称 : 设计人 : | |工程代号 : 校核人 : 日期:2012/ 12/26 |/ 总信息 . 结构材料信息: 砌体结构 混凝土容重 (kN/m3): Gc = 26.00 钢材容重 (kN/m3): Gs = 78.00 水平力的夹角(Rad): ARF = 0.00 地下室层数: MBASE= 0 竖向荷载计算信息: 按模拟施工3加荷计算 风荷载计算信息: 计算X,Y两个方向的风荷载 地震力计算信息: 计算X,Y两个方向的地震力 特殊荷载计算信息: 不计算 结构类别: 砌体结构 裙房层数: MANNEX= 0 转换层所在层号： MCHANGE= 0 墙元细分最大控制长度(m) DMAX= 1.00 墙元网格: 侧向出口结点 是否对全楼强制采用刚性楼板假定 否 强制刚性楼板假定是否保留板面外刚度 是 采用的楼层刚度算法 层间剪力比层间位移算法 结构所在地区 全国 风荷载信息 . 修正后的基本风压 (kN/m2): WO = 0.30 地面粗糙程度: C 类 结构基本周期（秒）: T1 = 0.34 是否考虑风振: 是 体形变化分段数: MPART= 1 各段最高层号: NSTi = 7 各段体形系数: USi = 1.30 地震信息 . 振型组合方法(CQC耦联;SRSS非耦联) CQC 计算振型数: NMODE= 18 地震烈度: NAF = 6.00 场地类别: KD = 1 设计地震分组: 一组 特征周期 TG = 0.25 多遇地震影响系数最大值 Rmax1 = 0.04 罕遇地震影响系数最大值 Rmax2 = 0.00 框架的抗震等级: NF = 3 剪力墙的抗震等级: NW = 3 活荷重力荷载代表值组合系数: RMC = 0.50 周期折减系数: TC = 0.90 结构的阻尼比 (%): DAMP = 5.00 是否考虑偶然偏心: 否 是否考虑双向地震扭转效应: 否 斜交抗侧力构件方向的附加地震数 = 0 活荷载信息 . 考虑活荷不利布置的层数 从第 1 到7层 柱、墙活荷载是否折减 不折算 传到基础的活荷载是否折减 折算 -柱，墙，基础活荷载折减系数- 计算截面以上的层数-折减系数 1 1.00 2-3 0.85 4-5 0.70 6-8 0.65 9-20 0.60 20 0.55 调整信息 . 中梁刚度增大系数： BK = 1.00 梁端弯矩调幅系数： BT = 0.85 梁设计弯矩增大系数： BM = 1.00 连梁刚度折减系数： BLZ = 0.60 梁扭矩折减系数： TB = 0.40 全楼地震力放大系数： RSF = 1.00 0.2Qo 调整起始层号： KQ1 = 1 0.2Qo 调整终止层号： KQ2 = 0 0.2Qo 调整上限： KQ_L = 2.00 框支柱调整上限： KZZ_L = 5.00 顶塔楼内力放大起算层号： NTL = 0 顶塔楼内力放大： RTL = 1.00 框支剪力墙结构底部加强区剪力墙抗震等级自动提高一级:是 九度结构及一级框架梁柱超配筋系数 CPCOEF91 = 1.15 是否按抗震规范5.2.5调整楼层地震力IAUTO525 = 1 是否调整与框支柱相连的梁内力 IREGU_KZZB = 0 剪力墙加强区起算层号 LEV_JLQJQ = 1 强制指定的薄弱层个数 NWEAK = 0 配筋信息 . 梁箍筋强度 (N/mm2): JB = 210 柱箍筋强度 (N/mm2): JC = 210 墙分布筋强度 (N/mm2): JWH = 210 边缘构件箍筋强度 (N/mm2): JWB = 210 梁箍筋最大间距 (mm): SB = 100.00 柱箍筋最大间距 (mm): SC = 100.00 墙水平分布筋最大间距 (mm): SWH = 200.00 墙竖向分布筋最小配筋率 (%): RWV = 0.30 结构底部单独指定墙竖向分布筋配筋率的层数: NSW = 0 结构底部NSW层的墙竖向分布配筋率: RWV1 = 0.60 设计信息 . 结构重要性系数: RWO = 1.00 柱计算长度计算原则: 有侧移 梁柱重叠部分简化: 不作为刚域 是否考虑 P-Delt 效应： 否 柱配筋计算原则: 按单偏压计算 按高规或高钢规进行构件设计: 否 钢构件截面净毛面积比: RN = 0.85 梁保护层厚度 (mm): BCB = 30.00 柱保护层厚度 (mm): ACA = 30.00 是否按砼规范(7.3.11-3)计算砼柱计算长度系数: 否 剪力墙构造边缘构件的设计执行高规7.2.17-4: 是 抗震设计的框架梁端配筋考虑受压钢筋: 否 荷载组合信息 . 恒载分项系数: CDEAD= 1.20 活载分项系数: CLIVE= 1.40 风荷载分项系数: CWIND= 1.40 水平地震力分项系数: CEA_H= 1.30 竖向地震力分项系数: CEA_V= 0.50 特殊荷载分项系数: CSPY = 0.00 活荷载的组合系数: CD_L = 0.70 风荷载的组合系数: CD_W = 0.60 活荷载的重力荷载代表值系数: CEA_L = 0.50 砌体结构信息 . 砌块类别: 砼小砌块 底框结构空间分析方法: 有限元整体算法 底部框架层数: Nfst = 0 材料强度变化的起始层号: Mfst = 0 砌块容重 (kN/m3): Gblk = 22.00 构造柱刚度折减系数: Rcon = 0.30 第一种砌块的弹性模量 (N/mm2): Eblk1= 2550. 第一种砌块的抗压强度 (N/mm2): Rblk1= 7.50 第一种沙浆强度 (N/mm2): Rmor1= 5.00 第二种砌块的弹性模量 (N/mm2): Eblk2= 2550. 第二种砌块的抗压强度 (N/mm2): Rblk2= 7.50 第二种沙浆强度 (N/mm2): Rmor2= 5.00 剪力墙底部加强区信息. 剪力墙底部加强区起算层号 LEV_JLQJQ= 1 剪力墙底部加强区终止层号, IWF= 2 * * 各层的质量、质心坐标信息 * * 层号 塔号 质心 X 质心 Y 质心 Z 恒载质量 活载质量 附加质量 (m) (m) (t) (t) 7 1 30.750 8.500 25.800 146.4 1.2 0.0 6 1 30.924 6.105 21.600 1107.9 70.7 0.0 5 1 30.799 5.821 18.000 1028.3 72.1 0.0 4 1 30.799 5.821 14.400 1028.3 72.1 0.0 3 1 30.799 5.821 10.800 1028.3 72.1 0.0 2 1 30.799 5.821 7.200 1028.3 72.1 0.0 1 1 30.586 5.754 3.600 1039.8 73.6 0.0 活载产生的总质量 (t): 433.773 恒载产生的总质量 (t): 6407.383 附加总质量 (t): 0.000 结构的总质量 (t): 6841.156 恒载产生的总质量包括结构自重和外加恒载 结构的总质量包括恒载产生的质量和活载产生的质量和附加质量 活载产生的总质量和结构的总质量是活载折减后的结果 (1t = 1000kg) * * 各层构件数量、构件材料和层高 * * 层号 塔号 梁元数 柱元数 墙元数 层高 累计高度 (混凝土) (混凝土) (混凝土) (m) (m) 1 1 100(30) 9(30) 107(30) 3.600 3.600 2 1 96(30) 9(30) 106(30) 3.600 7.200 3 1 96(30) 9(30) 106(30) 3.600 10.800 4 1 96(30) 9(30) 106(30) 3.600 14.400 5 1 96(30) 9(30) 106(30) 3.600 18.000 6 1 96(30) 9(30) 106(30) 3.600 21.600 7 1 0(30) 0(30) 12(30) 4.200 25.800 * * 风荷载信息 * * 层号 塔号 风荷载X 剪力X 倾覆弯矩X 风荷载Y 剪力Y 倾覆弯矩Y 7 1 17.38 17.4 73.0 140.37 140.4 589.6 6 1 22.52 39.9 216.6 107.57 247.9 1482.2 5 1 20.15 60.0 432.8 96.60 344.5 2722.5 4 1 18.00 78.0 713.7 86.69 431.2 4274.9 3 1 16.87 94.9 1055.4 81.91 513.1 6122.2 2 1 15.72 110.6 1453.6 77.08 590.2 8247.1 1 1 16.51 127.1 1911.4 71.84 662.1 10630.5= 各楼层等效尺寸(单位:m,m*2)= 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BMIN 1 1 721.44 30.32 6.08 59.72 12.36 59.72 12.34 2 1 708.18 30.75 6.21 59.24 12.02 59.24 12.02 3 1 708.18 30.75 6.21 59.24 12.02 59.24 12.02 4 1 708.18 30.75 6.21 59.24 12.02 59.24 12.02 5 1 708.18 30.75 6.21 59.24 12.02 59.24 12.02 6 1 708.18 30.75 6.21 59.24 12.02 59.24 12.02 7 1 47.52 30.75 8.50 100.86 7.20 100.86 7.20= 各楼层的单位面积质量分布(单位:kg/m*2)= 层号 塔号 单位面积质量 gi 质量比 max(gi/gi-1,gi/gi+1) 1 1 1543.25 1.00 2 1 1553.88 1.01 3 1 1553.88 1.00 4 1 1553.88 1.00 5 1 1553.88 1.00 6 1 1664.15 1.07 7 1 3105.11 1.87 = 计算信息 = 计算日期 : 2012. 12.26 开始时间 : 21:50:15 可用内存 : 321.00MB 第一步: 数据预处理 第二步: 计算每层刚度中心、自由度、质量等信息 第三步: 组装刚度矩阵并分解 FALE 自由度优化排序 Beginning Time : 21:50:50.75 End Time : 21:50:51.79 Total Time (s) : 1.04 FALE总刚阵组装 Beginning Time : 21:50:51.79 End Time : 21:51:10.35 Total Time (s) : 18.56 VSS 总刚阵LDLT分解 Beginning Time : 21:51:10.35 End Time : 21:51:11.90 Total Time (s) : 1.55 VSS 模态分析 Beginning Time : 21:51:11.93 End Time : 21:51:12.34 Total Time (s) : 0.41 形成地震荷载向量 形成风荷载向量 形成垂直荷载向量 VSS LDLT回代求解 Beginning Time : 21:51:19. 0 End Time : 21:51:19.92 Total Time (s) : 0.92 模拟施工荷载3 加载第 7层 FALE 自由度优化排序 Beginning Time : 21:51:20.15 End Time : 21:51:20.85 Total Time (s) : 0.70 FALE总刚阵组装 Beginning Time : 21:51:20.85 End Time : 21:51:21.62 Total Tim