普通框架结构体系住宅设计大连市大华锦绣华城3期住宅楼2号楼设计毕业设计

毕业设计普通框架结构体系住宅设计大连市大华锦绣华城3期住宅楼2号楼设计学 生 姓 名： 朱金金 指导教师： 刘廉纯 合作指导教师： 王志云 专业名称： 土木工程 所在学院： 土木工程学院 2012年6月大连海洋大学本科毕业设计 普通框架结构体系住宅大连市大华锦绣华城3期住宅楼2号楼摘要筑物与人们有着紧密的联系，他为人们提供必要的空间，用以工作和生活。根据建适用类型不同，建筑物可以分为两类：工业建筑和民用建筑。工业建筑包括各个工厂或工业生产所使用建筑，民用建筑是指那些人们用以居住，就业，教育和其他社会活动的建筑场所。民用建筑按使用可分为两大类：住宅建筑和公共建筑。住宅建筑要适应家庭生活。每个单位应包括至少三个必要客房：起居室，厨房和厕所。设计内容包括建筑设计，结构设计，施工图绘制以及外文参考文献翻译等四个主要部分。结构计算部分选取一榀框架进行手算，包括荷载、内力和配筋计算。对整个结构则采用pkpm软件进行配筋计算。设计全部按国家标准，体现了经济、实用、美观、安全的原则。关键词：建筑，民用，布局AbstractA building is closely bound up with people, for it provides with the necessary space to work and live in.As classified by their use , buildings are mainly of two types : industrial buildings and civil buildings .Industrial buildings are used by various factories or industrial production while civil buildings are those that are used by people for dwelling , employment , education and other social activities .Civil buildings are divided into two broad categories: residential buildings and public buildings . Residential buildings should suit family life .Each flat should consist of at least three necessary rooms : a living room ,a kitchen and a toilet .The design content includes four main parts: construction design, structure design, shop drawing and foreign article translation. The part of structure calculation involved load , internal force and reinforcing steel bar calculation, which was completed by choosing one single frame .The total structure was calculated with the use of PKPM. The whole design is based on national standard and embodies the principle of economy, practical, beautiful and safe.Key words: Construction，residential，layout 87目录摘要IAbstractII目录1第一章 建筑设计11.1设计依据11、总平面布置图12、相关规范13、设计条件11.2设计思路11.3 平面布置21.3.1总平面布局21.3.2立面设计31.4楼梯间设计31.5地面、屋面、顶棚及墙面做法3第二章 结构设计52.1结构类型及布置52.2材料52.3板配筋计算52.3.1确定板块的类型52.3.2荷载计算52.3.3确定板的计算模型72.3.4板的弯矩M计算72.3.5板的配筋112.4框架设计122.4.1确定框架的计算简图132.4.2框架内力计算142.4.3框架（梁柱）内力组合552.5构件设计812.5.1延性框架设计的要点812.5.2框架梁设计812.5.3框架柱设计902.6楼梯计算1012.6.1梯段板设计1012.6.2平台板设计1022.6.3平台梁设计1022.7基础设计103致谢112参考文献113第一章 建筑设计1.1设计依据1、总平面布置图2、相关规范3、设计条件(1)本工程总建筑面积3000m，两个单元，一梯两户，标准层大套面积约为100m(两室两厅，一卫一厨)。(2)本工程结构型式采用现浇钢筋混凝土全框架结构，层数6层。(3)抗震设防烈度7度，设计基本地震加速度值为0.10g，设计地震分组为第一组。(4)本工程地质条件：该场地地层简单，土层承载力设计值为：。(5)最大冻结深度1.1m，地下水位在地表以下1.1m处。(6)基本风压0.45kN/m(标准值)，基本雪压0.3 kN/m 。(7)场地类别属于类。(8)耐火等级二级。(9)地面粗糙度为B类。1.2设计思路考虑保温及景观需要，户型中不设置落地窗，所有户型均采用塑钢拉窗设计，为尽量满足光照要求，窗高选取1.4米；位于南侧客厅采用推拉门设计，外部设置围栏阳台；从而达到建筑立面明暗虚实的对比，增加建筑物的动感及韵律感。1.3 平面布置1.3.1总平面布局大连市大华锦绣华城3期住宅楼2号楼为小型住宅，考虑到周围已有建筑物以及交通路线，小区总平面具体布置如下： 小区座落于大连市甘井子区高新园区顺龙路152号，其周围交通服务设施较为完善。小区四周设置绿化带、栅栏，在北侧设置噪音隔离带，绿化为二期工程，以人们行走轨迹铺砌步行路，其余部分栽种草皮。另外，小区配备优质保安系统，24小时全天候防盗及监视系统，为业主提供优质保安服务。1.3.2立面设计参考以上平面户型的布置，以及本小区位于甘井子区的特点，故对建筑立面设计如下：主要考虑保温及景观需要，户型中不设置落地窗，所有户型均采用塑钢拉窗设计，为尽量满足光照要求，窗高选取1.4米；位于南侧客厅采用推拉门设计，外部设置围栏阳台；从而达到建筑立面明暗虚实的对比，增加建筑物的动感及韵律感（具体见建施4）。由于位于北侧的房间多为厨房及卫生间，为考虑与南立面风格的协调一致，所以北侧一类户型厨房的外设有阳台丰富了北侧立面，从而更好的与南立面达到统一，表现设计者追求现代时尚风格的意图（具体见建施5）。1.4楼梯间设计楼梯间作为建筑物的主要交通联系部分，起着极其重要的作用。本设计在考虑了建筑立面的需要后，对楼梯间设计如下：1、楼梯踢蹬：踢面164.71高，踏面260宽，共跑17步：一跑8步，二跑9步。2、一层进户门设置三阶150高台阶，之后的第一跑设计10步，第二跑设计7步，从而保证进入单元后，楼梯平台梁底部与地面距离不小于2.00m。1.5地面、屋面、顶棚及墙面做法1）屋面（不上人）：4mmSBS 自带保护层 20mm 1：2.5水泥砂浆找平 40mm厚C20细石混凝土 180mm 1：6水泥珍珠岩找坡 平均厚度100 100mm厚钢筋混凝土板 （2） 楼面：水泥地面 100mm厚钢筋混凝土板（3） 卫生间：面砖地面20mm厚水泥砂浆保护层 防水剂（2道）15mm厚水泥砂浆找平100mm厚钢筋混凝土板（4）室外台阶： 花岗岩条石 30厚1：3干硬性水泥砂浆结合层 100厚C15现浇混凝土 300厚中粗砂垫层（5）墙体： 外墙：380mm 加气混凝土砌块6mm 聚合物砂浆 50mm XPS挤塑板 15mm 水泥砂浆找平 30mm 大理石挂面 20mm 内抹混合砂浆 内墙：200mm 加气混凝土砌块 内外各20mm混合砂浆抹灰 （6）门窗构件： 本建筑中窗均采用塑钢窗，门均采用实木门。第二章 结构设计2.1结构类型及布置本设计结构类型采用现浇混凝土全框架结构，共六层，抗震设防烈度为7度，抗震等级为三级。柱网布置具体情况见结构施工图。 2.2材料混凝土：垫层C10，柱下独立基础C20，梁板C25，柱C35。钢筋：HPB235，HRB335。2.3板配筋计算2.3.1确定板块的类型单向板：长边短边2 双向板：长边短边=2工程计算中：通常 长边短边=3 按双向板计算（类似弹性理论）说明：弹塑性理论区别：弹性：配筋较多，结构变形小（本次设计以弹性理论为主） 塑性：配筋较少，结构变形大（适用于：非主要支撑结构，对变形要求较小的构件；非潮湿或者侵蚀环境中的构件2.3.2荷载计算标准层楼板竖向荷载：1恒载标准值： 30mm厚水泥沙浆面层 200.03=0.6 kN/m100mm厚钢筋混凝土结构层 250.1=2.5 kN/m15mm厚水泥白灰沙浆顶棚抹面 170.015=0.225 kN/m 合计：3.355 kN/m2活载标准值：餐厅：2.5 kN/m厨房：1）一般的：2.0kN/m；2）餐厅的：4.0kN/m阳台：2.5 kN/m其他：2.0kN/m因部分楼板上有隔墙，故需将（隔板）局部荷载转化为等效均布活荷载。如卫生间处：说明：L板的净跨度； bcx、bcy荷载作用面平行于板跨、垂直于板跨的计算宽度； btx、bty荷载作用面平行于板跨、垂直于板跨的宽度； s垫层厚度； h板的厚度；qe等效均布活载标准值b板上荷载的有效分布宽度Mmax简支单向板的绝对最大弯矩，按设备的最不利布置确定。屋面板竖向荷载1.平屋顶：1）恒载标准值： 15mm厚的混合砂浆抹灰 170.015=0.225 kN/m 100mm厚的钢筋混凝土板 250.1=2.5 kN/m 100mm厚的加气混凝土保温层 7.50.1=0.75 kN/m 150mm厚炉渣找坡层 120.15=1.8 kN/m 20mm厚的水泥砂浆找平层 200.02=0.4 kN/m 改性沥青防水层 0.05 kN/m 合计：5.755 kN/m2）活载标准值: 0.5 kN/m说明：基本雪荷载：0.3 kN/m，不上人屋面活荷载：0.5 kN/m，二者取最大值。各板块的荷载将列于表中2.3.3确定板的计算模型1） 单块板：单向板与双向板的跨度确定：ln+h=500)-要满足：已知层高为2.8m，设定内地坪到室外地坪为0.45m，在到基础顶面为0.45m，故一层框架高度为2.8+0.45+0.45=3.7m，见图所示 ：注:跃层坡屋顶按铰接处理，不计算到框架内。杆件尺寸框架梁截面尺寸：截面高度hb：;同时不大于静跨1/4截面宽度bb: 柱：400mm400mm，纵梁：外侧：300mm400mm 内侧：200mm400mm横梁：外侧：300mm450mm 内侧：200mm450mm2.4.2框架内力计算一竖向荷载作用下的内力计算采用二次分配法1.确定每段梁上的竖向荷载计算： 可能有均布荷载，梯形荷载，三角形荷载，集中荷载注：竖向恒荷载与活荷载分别计算；荷载取值宜取标准值，以便以后有些荷载摘用试算一层框架：5200mm段梁：4800mm段梁：其余见图所示：（注：未标注作用在柱上的集中荷载，因其中只对柱的轴力起作用；1-4层荷载情况相同，不做重复。）恒载：活载：2. 梁端固端弯矩计算每段梁按其作用的荷载，按两端固接型式计算的固点弯矩例如：3. 节点弯矩分配系数，及杆端弯矩传递系数确定梁柱线刚度： 注：顶层各柱约束较少，线刚度应乘以折减系数0.9予以折减节点各杆件弯矩分配系数梁I。=1.52E+09mm4Lb=52004800中间梁I=3.04E+09mm4i=EI/L=1.64E+101.77E+10（0.68） （0.74） 长度Lc=28003700柱I=2.13E+09mm4i=EI/L=2.40E+101.82E+10（0.76）顶层柱I=1.92E+09mm4i=EI/L=2.16E+10（0.90）令中间柱线刚度2.40E+10=14.弯矩分配计算（二次分配法）：注意事项：恒载：上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱0.0000.5690.4310.2940.0000.3880.3180.4510.0000.549-91.64 49.64 -54.42 94.59 52.15 39.49 1.40 1.85 1.52 -42.63 -51.96 六层7.31 0.70 19.74 -0.45 -21.31 0.76 -6.17 2800-4.56 -3.45 0.59 0.78 0.64 2.44 2.97 54.90 -54.90 71.38 2.19 -73.57 55.16 -55.16 调幅后-43.92 57.11 -58.86 44.13 0.3490.3870.2640.2050.2710.3020.2220.2800.3410.379-41.96 40.08 -36.75 36.16 14.63 16.25 11.08 -0.68 -0.90 -1.00 -0.74 -10.12 -12.34 -13.71 五层26.08 7.23 -0.34 5.54 0.93 -1.38 -5.06 -0.37 -25.98 -5.36 2800-11.49 -12.77 -8.70 -0.01 -0.01 -0.01 -0.01 8.87 10.82 12.02 29.21 10.71 -39.93 44.93 0.02 -2.39 -42.56 34.55 -27.50 -7.05 调幅后-31.94 35.94 -34.05 27.64 0.3730.3730.2540.1990.2920.2920.2170.2700.3650.365-38.77 38.77 -29.36 29.36 14.46 14.46 9.85 -1.88 -2.75 -2.75 -2.03 -7.92 -10.72 -10.72 四层8.13 7.23 -0.94 4.93 -0.50 -1.38 -3.96 -1.02 -6.85 -5.36 2800-5.38 -5.38 -3.66 0.18 0.27 0.27 0.20 3.57 4.83 4.83 17.21 16.31 -33.52 42.00 -2.99 -3.86 -35.15 24.00 -12.74 -11.25 调幅后-26.82 33.60 -28.12 19.20 0.3730.3730.2540.1990.2920.2920.2170.2700.3650.365-38.77 38.77 -29.36 29.36 14.46 14.46 9.85 -1.88 -2.75 -2.75 -2.03 -7.92 -10.72 -10.72 三层7.23 7.23 -0.94 4.93 -1.38 -1.38 -3.96 -1.02 -5.36 -5.36 2800-5.04 -5.04 -3.44 0.36 0.52 0.52 0.39 3.16 4.29 4.29 16.65 16.65 -33.29 42.18 -3.61 -3.61 -34.96 23.59 -11.80 -11.80 调幅后-26.63 33.74 -27.97 18.87 0.3730.3730.2540.1990.2920.2920.2170.2700.3650.365-38.77 38.77 -29.36 29.36 14.46 14.46 9.85 -1.88 -2.75 -2.75 -2.03 -7.92 -10.72 -10.72 二层7.23 7.95 -0.94 4.93 -1.38 -1.48 -3.96 -1.02 -5.36 -5.88 2800-5.31 -5.31 -3.62 0.38 0.55 0.55 0.41 3.31 4.48 4.48 16.38 17.10 -33.47 42.20 -3.58 -3.68 -34.94 23.73 -11.61 -12.13 调幅后-26.78 33.76 -27.95 18.99 0.4100.3100.2800.2150.3150.2380.2320.2960.4010.303-38.77 38.77 -29.36 29.36 15.90 12.03 10.84 -2.02 -2.96 -2.24 -2.19 -8.69 -11.77 -8.91 一层7.23 0.00 -1.01 5.42 -1.38 0.00 -4.34 -1.09 -5.36 0.00 3700-2.55 -1.93 -1.74 0.06 0.09 0.07 0.07 1.91 2.59 1.96 20.58 10.10 -30.68 42.23 -4.24 -2.17 -35.82 21.49 -14.54 -6.95 调幅后-24.55 33.79 -28.66 17.19 5.05 -1.08 -3.47 活载上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱0.0000.5690.4310.2940.0000.3880.3180.4510.0000.549-20.74 14.54 -9.90 15.91 11.80 8.94 -1.36 -1.80 -1.48 -7.17 -8.74 六层2.40 -0.68 4.47 -0.41 -3.58 -0.74 -1.73 2800-0.98 -0.74 -0.14 -0.18 -0.15 1.11 1.35 13.23 -13.23 17.51 -2.39 -15.11 9.11 -9.11 调幅后-10.58 14.00 -12.09 7.29 0.3490.3870.2640.2050.2710.3020.2220.2800.3410.379-13.79 13.79 -10.77 10.13 4.81 5.34 3.64 -0.62 -0.82 -0.91 -0.67 -2.83 -3.46 -3.84 五层5.90 2.57 -0.31 1.82 -0.90 -0.60 -1.42 -0.34 -4.37 -1.77 2800-2.85 -3.16 -2.15 0.23 0.30 0.33 0.24 1.81 2.21 2.45 7.86 4.75 -12.61 15.22 -1.42 -1.18 -12.62 8.77 -5.62 -3.15 调幅后-10.09 12.17 -10.09 7.02 0.3730.3730.2540.1990.2920.2920.2170.2700.3650.365-13.79 13.79 -9.69 9.69 5.14 5.14 3.50 -0.82 -1.20 -1.20 -0.89 -2.61 -3.54 -3.54 四层2.67 2.57 -0.41 1.75 -0.45 -0.60 -1.31 -0.44 -1.92 -1.77 2800-1.80 -1.80 -1.23 0.12 0.18 0.18 0.13 1.11 1.51 1.51 6.01 5.91 -11.92 14.85 -1.48 -1.62 -11.75 7.75 -3.95 -3.80 调幅后-9.54 11.88 -9.40 6.20 0.3730.3730.2540.1990.2920.2920.2170.2700.3650.365-13.79 13.79 -9.69 9.69 5.14 5.14 3.50 -0.82 -1.20 -1.20 -0.89 -2.61 -3.54 -3.54 三层2.57 2.57 -0.41 1.75 -0.60 -0.60 -1.31 -0.44 -1.77 -1.77 2800-1.77 -1.77 -1.20 0.15 0.22 0.22 0.16 1.07 1.45 1.45 5.95 5.95 -11.90 14.88 -1.58 -1.58 -11.72 7.71 -3.85 -3.85 调幅后-9.52 11.90 -9.37 6.17 0.3730.3730.2540.1990.2920.2920.2170.2700.3650.365-13.79 13.79 -9.69 9.69 5.14 5.14 3.50 -0.82 -1.20 -1.20 -0.89 -2.61 -3.54 -3.54 二层2.57 2.83 -0.41 1.75 -0.60 -0.65 -1.31 -0.44 -1.77 -1.94 2800-1.86 -1.86 -1.27 0.16 0.23 0.23 0.17 1.12 1.52 1.52 5.85 6.11 -11.96 14.88 -1.56 -1.61 -11.71 7.75 -3.79 -3.96 调幅后-9.57 11.91 -9.37 6.20 0.4100.3100.2800.2150.3150.2380.2320.2960.4010.303-13.79 13.79 -9.69 9.69 5.66 4.28 3.85 -0.88 -1.29 -0.98 -0.95 -2.87 -3.88 -2.94 一层2.57 0.00 -0.44 1.93 -0.60 0.00 -1.43 -0.48 -1.77 0.00 3700-0.87 -0.66 -0.60 0.02 0.03 0.03 0.02 0.66 0.90 0.68 7.35 3.62 -10.97 14.86 -1.86 -0.95 -12.05 7.01 -4.75 -2.26 调幅后-8.78 11.89 -9.64 5.61 1.81 -0.48 -1.13 5.内力图的形成：弯矩图柱的两端弯矩：每根柱跨越两个计算单元，柱的弯矩应是两单元弯矩的叠加，节点肯定不平衡，可以进行节点一次性再分配，但不用再发生传递（计算精度足够要求）控制界面及其弯矩：剪力图：梁剪力：（两梁端界面）根据荷载以及两端分配后的梁端弯矩（调幅后的）来计算柱剪力：根据柱两端分配后的弯矩来计算最后要形成整榀框架的弯矩图与剪力图，在图上标明控制截面内力值（供内力组合时取值之用）恒载弯矩图：恒载（调幅后）弯矩图恒载剪力图恒载轴力图活载弯矩图活载（调幅后）弯矩图活载剪力图活载轴力图二水平荷载作用下的内力计算水平荷载分为：1.风荷载计算：（标准值：荷载分项系数1.4）公式：（KN/M2）其中注意：1：每层不同高度有不同的风载分布值，荷载沿建筑物高度呈现倒三角形分布 2：框架结构风荷载为每层作用在框架梁的处集中荷载：其值为上下半层内（框架单元宽度）内风载总值风荷载计算表：风i=24.687或15.192层数Hi/m0.3Hi/Hzzzk/(KN/m)617.70.254 0.894 1.15 28.34 514.90.214 0.837 1.05 25.94 412.10.174 0.765 0.94 23.17 39.30.133 0.686 0.82 20.23 26.50.093 0.591 0.68 16.89 13.70.053 0.400 0.45 11.19 2.水平地震作用(水平地震荷载)(=40米质量,刚度沿高度分布均匀的结构-底部剪力法)特说明:何时考虑竖向地震作用:大于10层的9度设防烈度;大跨度或悬臂结构8,9设防烈度底部总水平地震作用标准值:其中: :结构等效重力荷载: 多质点结构: Ge: 总重力荷载代表值: 0.5是楼面活荷载组合系数(根据不同使用功能选用不同值注:这是阻尼比取值0.05时的计算公式.适用于一般结构,规范列出了阻尼比变化的通用公式T1:结构基本自振周期:Tg : 特征周期(指地区地质特征)根据设计地震分组(抗震规范附录:大连分在第三组:基本地震加速度0.1g)与场地类别(与土的等效剪切波速及覆盖土厚度有关:本设计所给场地类别:II类)查表:(注意设防烈度与抗震设计烈度的差别)总水平地震剪力FEK的分配作用第i层的水平地震力其中: 为第i层重力荷载代表值Hi: 为第i层计算高度(按规范查取:注T1=1.4Tg时为0)注意: 1) 顶部地震作用力为2) 如果有小塔楼(水箱间,电梯间等),应作为一层质点计算,但分配的内力Fn应乘以正大系数: 即:顶层小塔楼作用水平地震力为,并且内力分析时增大部分(不向下传递地震载计算表：层数Gki（KN）Qki（KN）Ge=Gki+0.5Qki（KN）Hi（m）GiHi（KNm）Fi63833.12 590.85 4128.55 17.70 73075.25 432.98 53808.92 983.28 4300.56 14.90 64078.34 379.67 43793.32 983.28 4284.96 12.10 51848.02 307.21 33793.32 983.28 4284.96 9.30 39850.13 236.12 23793.32 983.28 4284.96 6.50 27852.24 165.03 14473.04 983.28 4964.68 3.70 18369.32 108.84 3. 水平地震作用框架内力计算1）在独力结构范围内求每个柱的抗侧移刚度(抗剪刚度)D： 其中: h: 该计算层高 Kc: 柱的线刚度注: 注意所求柱的位置关系;KC;Kb为柱,梁线刚度(梁的线刚度规定看前面分层法计算中梁的截面惯性矩的取值规定)2） 求计算框架该层柱的剪力该层柱(们)所承担的剪力: 即为:该层以上所有各层分配的水平地震力之和:该层第r根柱子所承担的剪力3） 求个柱反弯点(修正反弯点)求柱端弯矩,梁端弯矩5）画出水平荷载作用下内力图(弯矩;剪力;轴力)柱剪力-柱剪力图(直线均匀分布); 柱端弯矩-柱弯矩图(直线分布特征)梁端弯矩-梁弯矩图(直线分布特征); 梁段平衡条件求出梁端剪力(直线均匀分布)根据各梁剪力求和-柱轴力图(阶梯形分布); 梁轴力(忽略不计)共有6个内力图（注意内力值是带有正负号的）各层分层剪力表：层数风荷载（KN）风剪力Vi（KN）地震荷载（KN）地震剪力Vi（KN）680.47114.69432.98776.87572.51187.20379.671156.54464.82252.02307.211463.75356.51308.53236.121699.87246.47355.00165.031864.90138.36393.36108.841973.74梁C25Ec=28000N/mm2Lb5200480037403450梁I=1.52E+09 mm4i=EI/L8.18E+098.86E+091.14E+101.23E+10（0.34）（0.37）（0.47） （0.51） 柱C35Ec=31500N/mm2Lc2800370015003200柱I=2.13E+09mm4i=EI/L2.40E+101.82E+10（0.76） 4.48E+102.10E+10（0.88）矩形柱I=5.07E+09mm4i=EI/L5.70E+104.31E+10（1.87） 4.99E+10（2.08）令上柱线刚度=2.40E+10为1（2.38） （1.80） 各层柱子剪力（单位KN）层数柱型KDiDi分配系数风剪力Vi风剪力Vi10地震剪力Vi地震剪力Vi10反弯点高度比y6A边柱0.3410.1460.22316.8610.013114.691.52776.8710.270.17B边柱0.3690.1560.2380.014114.691.62776.8710.990.18中柱0.7100.2620.4010.024114.692.73776.8718.470.315A边柱0.3410.1460.22311.7090.019187.23.561156.5422.010.32B边柱0.3690.1560.2380.020187.23.811156.54