毕业设计多层砖混结构住宅设计

XX理工大学建工学院毕业设计(论文)多层砖混结构住宅设计多层砖混结构住宅设计中文摘要中文摘要本工程本工程为为多多层砖层砖混民用住宅。建筑混民用住宅。建筑层层数数为为六六层层、建筑高度、建筑高度为为 20.38m，基，基底占地面底占地面积为积为 574.33、 、总总建筑面建筑面积积 3470.0。抗震。抗震设设防烈度防烈度 7 度、度、场场地地类类别为别为类类， ，结结构构设计设计使用年限使用年限为为 50 年。本工程年。本工程为为二二类类建筑，耐火等建筑，耐火等级为级为二二级级，工程，工程0.00 同同绝对标绝对标高高 13.38m。 。结结构构设计设计依据国家相关依据国家相关规规范范进进行：行：计计算各楼板和屋面板的恒荷算各楼板和屋面板的恒荷载载，同，同时时确定活确定活载值载值。根据荷。根据荷载设计值计载设计值计算出楼面和屋面的配筋。将板上均布荷算出楼面和屋面的配筋。将板上均布荷载传载传给给各各墙墙,然后根据各然后根据各墙墙所受荷所受荷载载及及墙墙体自重，体自重，验验算算墙墙体抗体抗压压承承载载力。根据抗力。根据抗震震设设防数据及防数据及结结构重力荷构重力荷载载代表代表值值， ，计计算出水平地震作用下的各算出水平地震作用下的各墙墙承担的承担的剪力，并剪力，并验验算算墙墙体的抗剪承体的抗剪承载载力。力。计计算出各段基算出各段基础础上部荷上部荷载载，并由此确定基，并由此确定基础类础类型和配筋。型和配筋。经过验经过验算，算，该结该结构符合安全性、可靠性要求。构符合安全性、可靠性要求。 关键词关键词 :砖混结构、承载力、构造措施、基础设计XX理工大学建工学院毕业设计(论文)2AbstractThis engineering is a multistory building. It is a brick and concrete mixed structure. The building has six tiers,building height is 20.38m. Gross building area is 574.33m,total floor space is 3470.0m. Intensity of anti-seismic de-fence is establishe to 7 degree. The fields classification is.The structureis designed to use 50 years.The engineering is the second type building,itsrefractory ranks the second grade.The engineerings designed elevation is equal to 13.38 of absolute elevation .Structural design accords to the national special codes: first of all,we calcu-late each floor and roofs dead live of slab,and carry live load at same time.According to computation of design load,we can design the concrete reinforcement of floor and roof. Transfer the uniform loading to each wall,than according to the load that wall suffer and self-weight ,we can check the walls compressive bearing capacity.According to the data of anti-seismic defence and structural representative value of gravity load ,each walls shear force can be worked out,than we can check the walls shear bearing capacity.Compute the load that base bear,than according to computation ,we can fix the base form and calculate the concrete reinforcement. This structure accords with the safety and reliablity request by checking. KEY WORDS：brick and concrete mixed structure、 bearing capacity、Construct the measre、foundation designXX理工大学建工学院毕业设计(论文)目目 录录前前 言言 .1 11 1概述：概述： .12 2毕业设计的目的和意义：毕业设计的目的和意义： .13 3毕业设计的内容：毕业设计的内容： .24 4毕业设计的基本要求：毕业设计的基本要求： .2第第 1 1 章章 建筑设计部分建筑设计部分 .3 31.11.1 设计依据：设计依据： .31.21.2 建筑设计说明：建筑设计说明： .41.2.11.2.1 平面设计：平面设计： .51.2.21.2.2 剖面设计：剖面设计： .61.2.31.2.3 立面设计：立面设计： .61.2.41.2.4 构造和建筑设计措施：构造和建筑设计措施： .71.31.3 结构方案的选择结构方案的选择.81.3.11.3.1 结构体系选择：结构体系选择： .81.3.21.3.2 楼、屋盖结构方案：楼、屋盖结构方案： .81.3.31.3.3 基础方案：基础方案： .91.3.41.3.4 梁的强度、刚度设计计算步骤原则：梁的强度、刚度设计计算步骤原则： .91.3.51.3.5 墙体验算计算步骤原则：墙体验算计算步骤原则： .9第第 2 2 章章 楼板设计楼板设计 .10102.12.1 楼面结构信息及单元划分：楼面结构信息及单元划分：.102.22.2 楼面荷载计算：楼面荷载计算：.102.32.3 标准层设计：标准层设计：.102.42.4 一层设计：一层设计：.162.52.5 夹层设计：夹层设计：.16第第 3 3 章章 斜屋面板计算斜屋面板计算 .19193.13.1 屋面结构信息及单元划分：屋面结构信息及单元划分：.193.23.2 荷载计算：荷载计算： .193.33.3 计算跨度：计算跨度： .203.43.4 板弯矩计算：板弯矩计算： .203.53.5 板截面设计：板截面设计： .213.63.6 板配筋计算：板配筋计算： .223.73.7 屋面梁设计：屋面梁设计：.233.83.8 老虎窗设计：老虎窗设计： .23第第 4 4 章章 楼梯设计楼梯设计 .26264.14.1 架空层梯板：架空层梯板： .264.24.2 标准层梯板：标准层梯板： .26XX理工大学建工学院毕业设计(论文)24.34.3 楼层平台：楼层平台： .274.44.4 一层平台梁（一层平台梁（TL1）设计：）设计：.284.54.5 其它平台梁：其它平台梁： .294.64.6 墙体局部受压验算：墙体局部受压验算： .30第第 5 5 章章 墙体承载力验算墙体承载力验算 .31315.15.1 砌体荷载计算：砌体荷载计算： .315.25.2 静力计算方案：静力计算方案： .315.35.3 墙体高厚比验算：墙体高厚比验算：.315.45.4 墙体承载力验算：墙体承载力验算：.31第第 6 6 章章 阳台及构件设计阳台及构件设计 .36366.16.1 阳台屋面：阳台屋面： .366.26.2 阳台空调板设计：阳台空调板设计：.366.36.3 一五层阳台设计：一五层阳台设计：.366.46.4 六层阳台挑梁设计：六层阳台挑梁设计：.386.56.5 挑梁抗倾覆验算：挑梁抗倾覆验算：.396.66.6 阳台圈梁兼做过梁计算：阳台圈梁兼做过梁计算：.396.76.7 飘窗洞口处圈梁兼做过梁计算：飘窗洞口处圈梁兼做过梁计算：.406.86.8 单元门雨蓬板计算：单元门雨蓬板计算：.416.96.9 构造柱及圈梁配筋：构造柱及圈梁配筋：.41第第 7 7 章章 基础设计基础设计 .42427.17.1 基础顶面荷载设计值：基础顶面荷载设计值：.427.27.2 基础设计：基础设计：.43第八章第八章 抗震验算抗震验算 . 45 XX理工大学建工学院毕业设计(论文)3前前 言言1 1、概述：、概述：本毕业设计是在已有建筑方案的条件下展开。设计大体可以分为三个部分：一、完善建筑施工图设计，运用 CAD2007 设计软件完成建筑施工图；二、手算砖混结构的内力计算并完成相应截面配筋计算、柱下独立基础设计、楼梯设计并将手算过程和结果用计算机做成文本文件；三、运用 CAD 等系列设计软件完成结构设计。其中第二部分是本次设计的重点，工作量也相对较大，前后用了一个半月完成。本设计涵盖了“建筑荷载”、“钢筋混凝土”、“结构力学”、“材料力学”、“基础工程”和“房屋建筑学”等专业知识，还包括建筑设计软件CAD2007、“OFFICE”系列软件、力学求解器、数字编辑器的使用。2 2、毕业设计的目的和意义：、毕业设计的目的和意义：毕业设计是土木工程专业培养的一个学习、实践、探索和创新相结合的实践性教学环节，是土木工程专业人才培养过程中的一个重要阶段，作为土木工程的一个分支建筑工程技术（工民建）专业，同样适用这些，其基本要求是：2.12.1、加强基本功：巩固、深化、综合大学前几年的基础理论和专业知识；2.22.2、培养创新能力：提高面向工程实际提出问题、分析问题、解决问题的能力，创新性的完成毕业设计工作；2.32.3、学习正确的工作方法和基本技能：学会课题调研、文献检索和工具书、标准及规范的使用，掌握工程制图、设计计算、计算机应用等；2.42.4、树立吃苦耐劳精神和团队精神：形成认真踏实、刻苦钻研的学习态度，善于组织、协调一致；2.52.5、接受较为完整的职业教育：通过毕业设计，对建筑设计、施工、科研工作的全过程有相对完整的认识，为毕业后从事工程领域的设计、施工、研究、管理等方面的工作奠定良好的基础。3 3、毕业设计的内容：、毕业设计的内容：建筑工程技术（工民建）毕业设计一般包括建筑设计和结构设计两个方面。为了能较好的组织好毕业设计，可将毕业设计明确划分为三个工作阶段，即：毕业设计的准备阶段、方案设计阶段、毕业设计综合整理阶段。其具体的流程图表示如下：XX理工大学建工学院毕业设计(论文)4准备工作方案阶段设计阶段毕业设计答辩指导老师：能力准备工作准备学生：知识准备能力准备创新思考基本模块选做模块初设、计算书设计综述报告1.建筑图整理2.结施图整理3.电子文本整理毕业设计工作流程图4 4、毕业设计的基本要求：、毕业设计的基本要求：在全程经历了建筑工程技术（工民建）专业的毕业设计后，要能够熟练地应用各种建筑设计软件（如：AutoCAD、天正建筑等）和其他软件（如：结构力学求解器、数学编辑器、WORD 文档等），掌握建筑设计和结构设计的全过程及相关设计理念。XX理工大学建工学院毕业设计(论文)第第 1 1 章章 建筑设计部分建筑设计部分1.11.1 设计依据设计依据1.11.1. .1 1 要求建设：要求建设：根据设计任务书要求，要求为砖混结构办公楼或民用楼。1.1.21.1.2 设计要求：设计要求：1.1.2.11.1.2.1、结合场地地形、周围环境，建筑面积不限。采用砖砌体与钢筋混凝土混合结构(简称砖混结构)，总层数控制在 6 层及以下。1.1.2.21.1.2.2、合理用地，注意规划设计中的建筑群体组合，室外空间及环境的美化、绿化；处理好人流、车流交通、防火要求；设置好室内、外建筑防火通道；解决好室内平面功能设计、艺术、技术间的关系；协调好水平、垂直人流交通。1.1.1.31.1.1.3 地理位置：地理位置：建设用地位于城市主干道旁，地理位置优越，交通方便。1.1.1.41.1.1.4 建筑设计规范建筑设计规范民用建筑设计通则民用建筑设计通则：总则：为使民用建筑符合使用、经济、安全、卫生和环保等基本要求，制定本通则，作为各类民用建筑设计必须共同遵守的通用规则。本通则适用于新建、改建和扩建的民用建筑设计。民用建筑按地上层数或高度分类划分应符合下列规定：住宅建筑按层数分类：一层至三层为低层住宅，四层至六层为多层住宅，七层至十层以上为高层住宅。除住宅建筑之外的民用建筑高度不大于24m 者为单层和多层建筑，大于 24m 者为高层建筑。建筑高度大于 100m 的民用建筑为超高层建筑。平面布置应根据建筑的使用性质、功能、工艺要求，合理布局。平面布置的柱网、开间、进深等定位轴线尺寸，应符合现行国家标准建筑模数协调统一标准GBJ2 等有关标准的规定。根据使用功能，应使大多数房间或重要房间布置在有良好日照、采光、通风和景观的部位。对有私密性要求的房间，应防止视线干扰。平面布置宜具有一定的灵活性。地震区的建筑，平面布置宜规整，不宜错层。门窗的材料、尺寸、功能和质量等应符合使用要2求，并应符合建筑门窗产品标准的规定；门窗的配件应与门窗主体相匹配，并应符合各种材料的技术要求；门推广应用具有节能、密封、隔声、防结露等优良性能的建筑门窗。底层地面的基本构造层宜为面层、垫层和基础；楼层地面的基本构造层宜为面层和楼板。当底层地面或楼面的基本构造不能满足使用或构造要时，可增设结合层、隔离层、填充层、找平层和保温层等其他构造层。屋面工程应根据建筑物的性质、重要程度、使用功能及防水层合理使用年限，结合工程特点、地区自然条件等，按不同等级进行设防。楼梯踏步的高宽比应符合下表的规定：楼梯踏步最小宽度和最大高度（m）楼梯类别最小宽度最大高度住宅公用楼梯0.260.175幼儿园、小学校等楼梯0.260.15电影院、剧场、体育馆、商场、医院、旅馆和大中学校等楼梯0.280.16其他建筑楼梯0.260.17专用疏散楼梯0.250.18服务楼梯、住宅套内楼梯0.220.20建筑层高应结合建筑使用功能、工艺要求和技术经济条件综合确定，并符合专用建筑设计规范的要求。室内净高应按楼地面完成面至吊顶或楼板或梁底面之间的垂直距离计算；当楼盖、屋盖的下悬构件或管道地面影响有效使用空间者，应按楼地面完成面至下悬构件下缘或管道地面之间的垂直距离计算。建筑物用房的室内净高应符合专用建筑设计规范的规定；地下室、局部夹层、走道等有人员正常活动的最低处的净高不应小于 2m。1.21.2 建筑设计说明：建筑设计说明：建筑设计在现有的自然环境与总体规划的前提下，根据设计任务书的要求，综合考虑使用功能、结构施工、材料设备、经济艺术等问题，着重解决建筑内部使用功能和使用空间的合理安排，内部和外表的艺术效果，各个细部的构造方式等，为人们提供一个有组织的内部空间环境的同时，也创造了一个有组织的外部空间环境。3建筑设计应考虑建筑与结构等相关的技术的综合协调，以及如何以更少的材料、劳动力、投资和时间来实现各种要求，使建筑物做到适用、经济、坚固、美观。在建筑设计之前需要明确建筑目的和总的要求，从中可以了解建筑物的性质及其大概的使用要求。本方案采用砖混结构，砖混结构是指建筑物中竖向承重结构的墙、附壁柱等采用砖或砌块砌筑，柱、梁、楼板、屋面板、桁架等采用钢筋混凝土结构。通俗地讲，砖混结构是以小部分钢筋混凝土及大部分砖墙承重的结构，又称钢筋混凝土混合结构。因为砖混结构的主要承重结构是粘土砖，所以砖的形状及强度就决定了房屋的强度。可以这样说，砖的形状越规则，砂浆的强度越高，灰缝越薄越均匀，砌体的强度就越高，房屋的耐用年限就越长。砖混结构在国外较早推广使用，在我国使用发展较快，尤其是上世纪 50 年代到本世纪初，砖混结构广泛运用到民用建筑中。砖混结构的优点主要表现在： 由于砖是最小的标准化构件，对施工场地和施工技术要求低，可砌成各种形状的墙体，各地都可生产。 它具有很好的耐久性、化学稳定性和大气稳定性。 可节省水泥、钢材和木材，不需模板，造价较低。 施工技术与施工设备简单。 砖的隔音和保温隔热性要优于混凝土和其他墙体材料，因而在住宅建设中运用得最为普遍。目前国内多层房屋（六层以内）大多是砖混结构。建筑物是社会物质和文化财富，它在满足使用要求的同时，还需要考虑人们对建筑物在美观方面的要求。 1.2.11.2.1 平面设计平面设计: :建筑的平面设计是针对建筑的室内使用部分进行的。建筑平面是表示建筑物在水平方向房屋各部分的组合关系。由于建筑平面通常较为集中反映建筑功能方面的问题，一些剖面关系比较简单的民用建筑，它们的平面布置基本上能够反映空间组合的主要内容，因此，首先从建筑平面设计入手。但是在平面设计中，我始终从建筑整体空间组合的效果来考虑，紧密联系建筑剖面和立面，分析剖面、立面的可能性和合理性，不断调整修改平面，反复深入。也就是说，虽然我从平面设计入手，但是着手于建筑空间的组合。各种类型的建筑，从组成平面各部分面积的使用性质来分析，主要可以归纳为使用部分和交通联系部分两大类。另外，对于一栋建筑来说，还有建筑的结构体系和围护体系，如墙、柱、隔断等构件所占的结构面积。（1）使用部分的平面设计使用部分是由许多房间组成的。房间是建筑物最基本的使用单位，它通常以单个的形式出现。由于在功能使用上具有不同的特点和要求，使用部分的房4间又分为使用房间（包括生活用房间、工作用房间和公共活动用房间）和辅助房间。（2）交通联系部分的平面设计交通联系部分设计是否合理，不仅直接影响到建筑物内部各部分之间联系通行是否方便，还在很大程度上影响建筑的工程造价、用地、平面组合方式等。1.2.21.2.2 剖面设计剖面设计: :建筑剖面图反映出的是建筑物在垂直方向上各部分的组合关系。建筑的剖面设计的主要任务是确定建筑物各部分应有的高度、建筑的层数及建筑空间的组合关系。剖面设计主要表现为建筑物内部结构构造关系，以及建筑高度、层高、建筑空间的组合与利用。它和房屋的使用、造价和节约用地有着密切关系，也反映了建筑标准的一个方面。其中一些问题需要平、剖面结合在一起研究，才具体确定下来。本工程为民用住宅楼，其中夹层层高 2.18m,其它层层高 2.8m。垂直交通采用楼梯，没有设计电梯，因为考虑到层数较少，仅有 6 层。门的高度根据人体尺寸来确定，窗高要满足通风采光要求。 1.2.31.2.3 立面设计立面设计: :建筑的立面图反映的是建筑四周的外部形象。立面设计是在满足房间的使用要求和技术经济条件下，运用建筑造型和立面构图的一些规律，紧密结合平面、剖面的内部空间组合而进行的。因此在立面设计中一应反映出建筑的性格，即建筑的使用性质；二应反映内部空间及其组合情况；三应反映自然条件和民族特点的不同；四应适应基地环境和建筑规划的总体要求。立面设计是为了满足使用功能和美化环境的需要而进行的。同时，还可起到改善环境条件、保护结构和装饰美化建筑物的作用。并且要考虑它的耐久性、经济性；正确处理与施工技术的关系。建筑立面可以看成是由许多构部件所组成：它们有墙体、梁柱、墙墩等构成房屋的结构构件，有门窗、阳台、外廊等和内部使用空间直接连通的部件，以及台基、勒脚、檐口等主要起到保护外墙作用的组成部分。恰当地确定立面中这些组成部分和构部件的比例和尺度，运用节奏韵律、虚实对比等规律，设计出体型完整、形式与内容统一的建筑立面，是立面设计的主要任务。建筑立面设计的步骤，根据初步确定的房屋平、剖面的内部空间组合关系，绘出建筑各个方向立面的基本轮廓作为设计基础。推敲立面各部分的体量和总的比例关系，同时考虑几个立面之间的统一，相邻立面之间的协调。调整各个5立面上的墙面处理和门窗，以满足建筑立面形式美的原则。最后对入口、雨篷、建筑装饰等进行重点及细部处理。完整的立面设计，并不只是美观问题，它和平、剖面的设计一样，同样也有使用要求、结构构造等功能和技术方面的问题，但是从房屋的平、立、剖面来看，立面设计中涉及的造型和构图问题，通常较为突出。1.2.41.2.4 构造和建筑设计措施构造和建筑设计措施: :满足建筑物的各项使用功能要求：在建筑设计中，由于建筑物的功能要求和某些特殊需要，如保温、隔热、隔声、吸声、防射线、防腐蚀、防振等，给建筑设计提出了技术上的要求。为了满足使用功能的需求，在构造设计时，必须综合有关技术知识，进行合理的设计、计算，并选择经济合理的构造方案。有利于结构安全：建筑物除根据荷载大小、结构的要求确定构件的必须尺度外，在构造上需采取措施，以保证构件与构件之间的连接，使之有利于结构的安全和稳定。适应当地的施工技术水平：建筑构造设计必须与当地的生产力发展水平、施工技术水平相适应，否则难以实现。适应建筑工业化的需要：为确保建筑工业化的顺利进行，在构造设计时，应大力推广先进技术，选择各种新型建筑材料，采用标准设计和定型构件，为制品生产工厂化、现场施工机械化创造有利条件。在构造设计中，应全面贯彻“适用、安全、经济、美观”的建筑方针，并考虑建筑物的使用功能、所处的自然环境、材料供应情况以及施工条件等因素，进行分析、比较，确定最佳方案。1.2.4.11.2.4.1 墙体墙体: :墙体按所处位置分为外、内墙，按布置方向又可以分为纵、横墙，按受力方式分为承重墙和非承重墙。墙体应该满足程度要求，刚度要求及抗震要求。为满足抗震要求，应设置贯通的圈梁和钢筋混凝土构造柱，使其具有一定的延伸性，减缓墙体的酥碎现象产生。墙脚和勒脚受到土壤中水分的侵蚀，致使墙身受潮，墙面层脱落，影响卫生环境，应做好防潮工作。门窗过梁用来支承门窗洞口上墙体的荷重，承重墙上的过梁还要支承楼板荷等，是承重构件，本工程架空层采用 370 厚 KP1 空心砖墙，一至六层采用 240 厚 KP1 空心砖墙。墙体在设计中应具有足够的强度和稳定性，满足保温、隔热等热工方面的要求，满足隔声要求。此外，作为墙体还应考虑防潮、防水及经济等方面的要求。1.2.4.21.2.4.2 基础基础: :基础是建筑面地面以下的承重构件，是建筑的下部结构，它随建筑物上部结构传下来的全部荷等，并把这些有过连同本身的重量一起传到把基上。本工程采用条形基础。61.2.4.31.2.4.3 楼地层楼地层: :楼地层包括楼板层和地坪层，是水平方向分隔空间的承重构件，楼板层分隔上下楼层空间，地坪层分隔大地与底层空间，楼极层由面层、楼板、顶棚三部分组成，必须满足足够的强度和刚度；隔声、防火、热工；建筑经济等要求，本工程采用现浇钢筋混凝土楼板，该楼板具有强度高、防火性好、耐久等优点，应用广泛。楼地面采用水磨石地面，该种地向有良好的耐磨性，耐久性、防火防火性，并具有质地美观、表面光洁，下起尘，易清洁等优点。楼地层是多层建筑中沿水平方向分隔上下空间的水平构件，它承受作用其上的使用荷载和构件本身的自重，并将这些荷载传给墙或柱，它在水平方向起着水平隔板和连接竖向构件、保证竖向构件稳定的作用。1.2.4.41.2.4.4 变形缝：变形缝：建筑物受到外界各种因素的影响，如温度变化、地基不均匀沉降和地震因素等的影响，会使结构内部产生附加应力和变形，从而使建筑物发生裂缝或破坏，影响使用及安全。为此，可以加强建筑物的整体性，使之具有足够的强度和刚度来克服这些破坏应力、不产生破裂。在设计时预先在这些变形敏感部位将结构断开，将房屋分成几个独立变形的部分，使各部分能独立变形、互不影响，从而达到保证整体结构稳定的目的。变形缝有三种，即伸缩缝、沉降缝和防震缝。本建筑物纵向长度为 50.64m，所以不用考虑设置伸缩缝。本建筑物对称布置，结构整体性较好，不需要设置伸缩缝合防震缝。1.2.4.51.2.4.5 屋顶：屋顶：屋顶按其外形一般分为平屋顶、坡屋顶、其它形式的屋顶。本工程采用坡屋顶（倾角），其排水坡度小于 5%，最常用的排水坡度为 2%-3%，本arctan0.5工程采用 2%的排水坡度。屋顶设计满足功能，结构、 建筑艺术三方面要求，屋顶建筑的围护结构，应抵御自然界各种环境因素对建筑物的不利影响。屋顶承受风、雨、雪等荷重及其自身重量，因此，屋顶也是房屋的承重构件，应有足够的强度和刚度，以保证房屋的结构安全，并防止因过大的结构变形引起的防水原开裂、漏水、本工程采用女儿墙外排水。屋面采用刚性防水屋面（有保温层），其构建简单，施工方便，造价较低。本设计工程建筑立面设计力求给人一种均衡、和谐的感觉，与环境融于一体，充分体现了建筑物的功能，通过巧妙组合，使建筑物创造了优美、和谐、统一而又丰富的空间环境，给人以美的享受。1.31.3 结构方案的结构方案的选择选择1.3.11.3.1 结构体系选择：结构体系选择：7按照指导老师统一要求，本工程设计采用砖砌体与钢筋混凝土混合结构(简称砖混结构)体系。1.3.21.3.2 楼、屋盖结构方案楼、屋盖结构方案：各层楼面、屋面的主要部分采用混凝土现浇板、梁。1.3.31.3.3 基础方案基础方案：由于场地情况较好，土层均匀，持力层为第一层，采用条形基础较为简单，施工方便。1.3.41.3.4 梁的强度、刚度设计计算步骤、原则：梁的强度、刚度设计计算步骤、原则：强度计算即为承载力计算，梁的承载力计算步骤为：1.3.4.11.3.4.1、正截面受弯承载力计算：a.截面判别；b.截面设计；c.截面复核。1.3.4.21.3.4.2、斜截面承载力计算：a.计算设计剪力；b.复核梁的截面尺寸；c.验算是否须按计算配箍；d.计算配腹筋用量；e.验算最小配箍率。1.3.4.31.3.4.3、正截面承载力按下列基本假定进行计算：a.截面应变保持平面；b.不考虑混凝土的抗拉强度；c.混凝土轴心受压的应力与应变关系曲线为抛物线，其极限压应变取 0.002，相应的最大压应力取混凝土轴心抗压强度设计值。刚度计算即为变形验算。受弯构件的变形验算主要是短期刚度和长期刚度的计算。1.3.51.3.5 墙体验算步骤、原则：墙体验算步骤、原则：包括砌体荷载计算、静力方案选择、墙体高厚比验算、墙体承载力验算。主要是墙体高厚比验算：整片墙的高厚比验算和壁柱间墙或构造柱间墙的高厚比验算。由于砌体的抗压强度并不太高，此外块材与砂浆间的粘结力很弱，使得砌体的抗拉、抗弯、杭剪的强度很低。所以，在混合结构的结构布置中，使墙柱等承重构件具有足够的承载力是保证房屋结构安全可靠和正常使用的关键，特别是在需要进行抗震设防的地区，以及在地基条件不理想的地点，合理的结构布置是极为重要的，因此设计墙体时必须进行墙体验算。8第第 2 2 章章 楼楼板板设设计计2 2. .1 1 楼楼面面结结构构信信息息及及单单元元划划分分：结构板厚取 100,并在和、段设L1、L2、L3,截面均为 bh=240300。对楼面做一定划分并将楼梯间处做一些调整,选代表性部分作为计算单元，做法如图 1：2 2. .2 2 楼楼面面荷荷载载计计算算：表 1荷荷载载种种类类标标准准值值 K KN N/ /备备注注硬木地板 0.415 厚水泥砂浆0.01520=0.310厚水泥砂浆找平0.0120=0.2100 厚现浇板0.125=2.5恒恒荷荷载载天棚粉刷0.18按楼板结构 自上向下列小小 计计0.4+0.3+0.2+2.5+0.18=3.589活活 载载 2.0所有房间恒荷载分项系数 g=1.2 活载分项系数 q=1.4楼面恒载设计值:g=1.23.58=4.3 KN/楼面活载设计值： q=1.42.0=2.8 KN/2 2. .3 3 标标准准层层设设计计： 按弹性理论计算板 ,根据连续多跨双向板的实用计算法计算 跨中最大正弯矩为内支座固支时 g+q/2 和内支座铰支时 q/2 算出的弯矩和。支座最大负弯矩为内支座固支时 g+q 求得(取相邻板算得的负弯矩绝对值的较大值 )。g+q=4.3+2.8=7.1 KN/ g+q/2=4.3+1.4=5.7 KN/ q/2=1.4 KN/2 2. .3 3. .1 1 板板计计算算跨跨度度：内跨 L0=Lc Lc 为轴线距离边跨 L0=Ln+ Ln 净跨，为梁宽2 2. .3 3. .2 2 板板弯弯矩矩计计算算：考虑泊松比 Vc=0.2 由于房间大小的差异，某些双向板同方向相邻跨度相差较大，因此对算得的弯矩应作一些调整。A A 区格板区格板：Lx=3.6-0.12-0.12+0.24=3.6m Ly=4.2m Lx/Ly=0.86 Mx=(0.0266+0.20.0231)(g+q/2)Lx+(0.0496+0.20.035)(q/2)Lx=0.03125.73.6+0.05661.43.6=3.341 KNm/mMy=(0.0231+0.20.0266)5.73.6+(0.035+0.20.0496)1.43.6 =2.1+0.82=2.92 KNm/mMx=-0.07(g+q)Lx=-0.077.13.6=-6.44 KNm/mMy=-0.0677.13.6=-6.24 KNm/mB B 区格板区格板：Lx=3.6m Ly=4.2m Lx/Ly=0.86Mx=(0.0322+0.20.0231)5.73.6+(0.0496+0.20.035)1.43.6 =2.72+1.03=3.75 KNm/mMy=(0.0231+0.20.0322)5.73.6+(0.035+0.20.0496)1.43.6 =2.18+0.82=3.00 KNm/mMx=-0.08187.13.6=-7.53 KNm/mMy=-0.0737.13.6=-6.72 KNm/m10C C 区格板区格板：Lx=3.5m Ly=4.2m Lx/Ly=0.83Mx=(0.0341+0.20.0225)5.73.5+(0.0528+0.20.0342)1.43.5=2.69+1.02=3.71 KNm/mMy=(0.0225+0.20.0341)5.73.5+(0.0342+0.20.0528)1.43.5=2.05+0.77=2.82 KNm/mMx=-0.08517.13.5=-7.4 KNm/mMy=-0.07397.13.5=-6.43 KNm/mD D 区格板区格板：由于 D 区格板在 Y 方向与相邻板 F(G)的跨度较大，因此在按g+q/2 算得的跨中弯矩曾的 10%，q/2 算得的跨中弯矩减小 5%。 Lx=4.8m Ly=4.2m Ly/Lx=0.875Mx=(0.0161+0.20.0234)5.74.2+(0.0353+0.20.0481)1.44.2 =2.1+1.1=3.2 KNm/mMy=(0.0234+0.20.0161)5.74.21.1+(0.0481+0.20.0353)1.44.20.95=2.94+1.29=4.23 KNm/mMx=-0.05467.14.2=-6.84 KNm/mMy=-0.07397.14.2=-7.60 KNm/mE E 区格板区格板：同 D 区格板，对 X 向跨中弯矩进行调整 Lx=5.1m Ly=3.3m Ly/Lx=0.65Mx=(0.0183+0.20.0465)5.73.31.1+(0.0271+0.20.075)1.43.30.95=1.88+0.61=2.49 KNm/mMy=(0.0465+0.20.0183)5.73.3+(0.075+0.20.0271)1.43.3 =3.11+1.25=4.34 KNm/mMx=-0.07777.13.3=-6.01 KNm/mMy=-0.10457.13.3=-8.08 KNm/mF F 区格板区格板：不考虑实际周边板对跨中弯矩的影响 Lx=2.4m Ly=2.1m Ly/Lx=0.87511Mx=(0.0233+0.20.0256)5.72.1+(0.0353+0.20.0481)1.42.1=0.71+0.28=0.99 KNm/mMy=(0.0256+0.20.0233)5.72.1+(0.0481+0.20.0353)1.42.1 =0.076+0.34=1.1Mx=-0.0677.12.1=-2.1 KNm/mMy=-0.06827.12.1=-2.1 KNm/mG G 区格板区格板： Lx=Ly=2.1m Lx/Ly=1Mx=(0.0231+0.20.018)5.72.1+(0.0368+0.20.0368)1.42.1=0.67+0.27=0.94 KNm/mMy=(0.018+0.20.0231)5.72.1+(0.0368+0.20.0368)1.42.1 =0.57+0.27=0.84 KNm/mMx=-0.067.12.1=-1.88 KNm/mMy=-0.0557.12.1=-1.72 KNm/mH H 区格板区格板：对 X 向跨中弯矩进行调整 Lx=4.5m Ly=3.3m Ly/Lx=0.73Mx=(0.0202+0.20.041)5.73.31.1+(0.0309+0.20.0645)1.43.30.95=1.94+0.63=2.57 KNm/mMy=(0.041+0.20.0202)5.73.3+(0.0645+0.2+0.0309)1.43.3 =2.8+1.08=3.88 KNm/mMx=-0.07647.13.3=-5.91 KNm/mMy=-0.0967.13.3=-7.4 KNm/mI I 区格板区格板：将 Y 向跨中弯矩增大 10% Lx=3.6m Ly=4.2m Lx/Ly=0.86Mx=(0.0241+0.20.0158)5.73.6+(0.0496+0.20.035)1.43.6=2.01+1.03=3.04 KNm/m12My=(0.0158+0.20.0241)5.73.61.1+(0.353+0.20.0496)1.43.6=1.68+0.82=2.5 KNm/mMx=-0.06187.13.6=-5.69 KNm/mMy=-0.05497.13.6=-5.05 KNm/mJ J 区格板：区格板： Lx=3.6m Ly=4.2m Lx/Ly=0.086Mx=(0.0289+0.20.0157)5.73.6+(0.0496+0.20.035)1.43.6=2.37+1.03=3.40 KNm/mMy=(0.0157+0.20.0289)5.73.6+(0.035+0.20.0496)1.43.6=1.59+0.82=2.41 KNm/mMx=-0.06877.13.6=-6.32 KNm/mMy=-0.05667.13.6=-5.21 KNm/m 其中 Mxy为板底跨中沿 X(Y)向的最大正弯矩，Mxy为固定边沿 X(Y)的支座负弯矩。2 2. .3 3. .3 3 板板截截面面设设计计： 因短跨方向的弯矩比长跨的大，故将短跨方向的钢筋放在长跨钢筋外侧。短跨跨中截面的有效高度=h-20=100-20=80mm，长跨跨中截面有效 h02=h-01h30=100-30=70mm。2 2. .3 3. .4 4 板板配配筋筋计计算算： 取内力臂系数 s=0.95, As=m/(0.95fyh0),板采用 C20 混凝土、8 钢筋。考虑实际施工中的缺陷及日后使用的要求，以理论值作为基础适当增大配筋。各板配筋计算结果及实际配筋见表2： 表 2截截 面面h0(mm)m(KNm/m)As(mm/m)配筋配筋实有实有 AsAs(mm/m)(mm/m)X 向803.412098180279A区格Y 向702.92209818027913X 向803.752348150335B区格Y 向703.02148180279X 向803.712328150335C区格Y 向702.822028180279X 向703.22298150335D区格Y 向804.232658150335X 向702.491788180279E区格Y 向804.342728180335X 向700.99718200251跨跨中中F区格Y 向801.1698200251截截 面面h0(mm)m(KNm/m)As(mm/m)配筋配筋实有 As(mm/m)X向700.94608200251G区格Y向800.84538200251X向702.571848180279H区格Y向703.882438150335X向803.041908180279I区格Y向702.501798180279X向803.42138180279跨跨中中J区格Y向702.412138180279A-E80-8.085068100503A-D80-6.84428810050314续表 22 2. .3 3. .5 5 楼楼面面梁梁设设计计选 L1作为计算构件，截面 bh=2403002 2. .3 3. .5 5. .1 1 受受力力分分析析及及内内力力计计算算根据双向板传力方式，可知 L1除承受自重外还承受由 A 区板传来的梯形分布荷载和 D 区传来的三角形分布荷载 . 如图 2：D-E80-8.085068100503D-F80-7.64768100503D-C80-7.64768100503D-D80-6.844288110457D-G80-7.64768100503D-H80-7.64768100503D-I80-6.844288100503F-G80-2.11328200251C-B80-7.534718100503C-J80-7.44638100503I-H80-7.44638100503I-I80-5.693568110457I-J80-5.213268110457J-J80-6.323968110457E-F80-6.013768110457H-G80-5.913708110457A-B80-6.72421811045715 L1与圈梁整浇，故将 L1两端作为固支(1)、由梯形分布引起的支座弯矩： 将梯形分布荷载转化为等效均布荷载,eq它是根据支座弯矩相等的条件求出的11223.60.43(2(2 4.2)llll为区格短跨跨度为区格长跨跨度）q=0.5ql=0.57.13.6=12.78 KN/m=(1-2+)q=(1-20.43+0.43)12.78=9.1 KN/meqM支=-(1/12) L=-(1/12)9.14.2=-13.4 KNmeq 根据算得的支座弯矩和梁上荷载分布的实际情况，由平衡条件计算梁的跨中弯矩和支座剪力。见图 3由平衡条件求得 M中=7.87 KNm Q支=15.34 KN(2)、由三角形分布引起的支座弯矩： 将三角形分布荷载转化为等效均布荷载 q=0.5qL=0.57.14.2=14.91 KN/m =(5/8)q=9.32 KN/meqM支=-(1/12) L=-(1/12)9.324.2=-13.7 KN/meq按荷载分布实际情况计算梁跨中弯矩和支座剪力16由平衡条件求得 M中=8.23 KNm Q支=15.66 KN(3)、梁自重产生的荷载 q=250.24(0.3-0.1)=1.2 KN/m M支=-(1/12)qL=-(1/12)1.24.2=-1.76 KNm M中=(1/24)qL=(1/24)1.24.2=0.88 KNm Q支=0.51.24.2=2.52 KNM中=M中=7.87+8.23+0.88=16.98 KNmM支=M支=-13.4-13.7-1.76=-28.86 KNmQ支=Q支=15.34+15.66+2.52=33.52 KNm考虑内力重分布对支座弯矩进行调幅将支座弯矩减小 20%，相应将跨中弯矩增大 30%。M支=-28.860.8=-23 KNm M中=16.981.3=22.1 KNm2 2. .3 3. .5 5. .2 2 配配筋筋计计算算: :(1)跨中弯矩配筋：梁采用 C20 混凝土，HRB335 钢筋。梁按 T 型截面计算 fc=9.6N/mm ft=1.1N/mm fy=300N/mm h0=300-35=265mm Mf=1=1.0fc bf hf(ho-0.5hf)=1.09.61000100(265-0.5100)1=206.4 KNm 22.1 KNm 属于第一种类型的 T 型梁622s1022.1 100.033(1.0 9.6 1000 265 )cfMf b h 11 20.0340.55sb 0.5 (11 2)0.98ss选用 312 实有 As=339 62022.1 10284(300 0.98 265)sysMAmmfh17mm =339/(240265)=0.53%45ft/fy=451.1/300=0.165% 满足最小配箍率(2)支座负弯矩配筋:622s1023 100.14(1.0 9.6 240 265 )cMf bh11 20.150.55sb 0.5 (11 2)0.92ss62023 10314.5(300 0.92 265)sysMAmmfh选用 312 As=339 mm(3)斜截面承载力验算：0.25cfcbh0=0.251.09.6240265=154.2 KN33.52 KN截面符合要求0.7ftbh0=0.71.1240265=48.9733.52 KN 只需构造配筋,选配 8150sv=250.3/(240150)=0.28%svmin=0.24ft/fyv=0.241.1/210=0.126%L2、L3配筋方式同 L12 2. .4 4 一一层层设设计计：一层荷载、板的布置方式、板配筋同标准层。各梁截面改为bh=370300。 一层 L1配筋计算：梁自重产生的线荷载： q=250.37(0.3-0.1)=1.85 KN/mM支=-(1/12)qL=-(1/12)1.854.2=-2.72 KNm M中=(1/24)qL=(1/24)1.854.2=1.36 KNmQ支=0.51.854.2=3.89 KN经调幅后，梁各内力： M中=22.7 KNm M支=-23.8 KNm Q支=34.89 KN由于荷载增加不大且考虑 T 型梁受压翼缘增大等因素，可按标准层 L1配筋。2 2. .5 5 夹夹层层设设计计: :C 区格板由楼面板改为上人屋面 (平台)板，需重新计算配筋。 2 2. .5 5. .1 1 板板荷荷载载计计算算： 表 318荷荷载载种种类类标标准准值值( (K KN N/ /m m ) )备备注注地砖0.5530 厚防水层0.0322=0.66保温层0.0820=1.6100 厚现浇板0.125=2.5恒恒荷荷载载天棚粉刷0.18保温层兼作找坡，平均厚度 80mm小小 计计0.55+0.66+1.6+2.5+0.18=5.49活活载载2.0上人屋面活载取值 2.0 恒载设计值：g=5.491.26.60KN/m 活载设计值：q=2.01.4=2.8KN/mg+q=9.4 KN/m g+q/2=8.0 KN/m q/2=1.4 KN/m 2 2. .5 5. .2 2 板板内内力力及及配配筋筋计计算算 ：Lx=3.5m Ly=4.2m Lx/Ly=0.83Mx=(0.0301+0.20.0152)8.03.5+(0.0528+0.20.0342)1.43.5 =3.24+1.02=4.27 KNm/m My=(0.0152+0.20.0301)8.03.5+(0.0342+0.20.0528)1.43.5 =2.08+0.77=2.85 KNm/m JJ Mx=-0.07059.43.5=-8.11 KNm/m My=-0.05689.43.5=-6.54 KNm/m X 向跨中 配 81506204.27 10267(210 0.95 80)sysMAmmfhY 向跨中 配 81806202.85 10204(210 0.95 70)sysMAmmfh C-B 支座 配 81006208.11 10508(210 0.95 80)sysMAmmfhC-D 支座 配 8100 6207.6 10476(210 0.95 80)sysMAmmfh2 2. .5 5. .3 3 楼楼面面洞洞口口计计算算： 在洞口边设置暗梁 AL1 bh=550100 采用 HRB335 钢筋。将相邻板上一半荷载全传给暗梁，则暗梁所受均布线荷载。P=0.53.57.1=12.43KN/m 取暗梁的计算跨度 L0=3.0m19 跨中弯矩 M=0.1Pl0=0.112.433=11.2 KNm暗梁采用双筋截面配筋 :h0=100-40=60mm as=20mm b=550mm 取 b=0.55Mu=1fcbh0b(1-0.5b)=1.09.6550600.55(1-0.50.55)=7.58 kNm62u20-)3.62 10302(300 40)sysM MAmmfh（2100.55 1.0 9.6 550 60302882.8300sybcsyyAff bhAmmff 受拉钢筋配 614As=923mm 受压钢筋配 410 As=314mm 箍筋配 6150夹层其它部分配筋同标准层。楼梯间板底钢筋 X 向由 C 区通长配置，Y 向配8180考虑开洞影响 将 F、G 区格在 Y 向加大板底配筋为 8180 第 3 章 斜屋面板计算3.1 屋面结构信息及单元划分：结构板厚取 120mm,屋面倾角 tg=0.5 cos=0.894 ,在、段设梁 L2、L3,截面均为 bh=240300。 对屋面板进行一定的划分，选代表性部分作为计算单元。具体做法如图5：203.2 荷载计算：将屋面斜向均布荷载折算成水平均布荷载 表 4荷荷载载种种类类标标准准值值 K KN N/ /m m 备备注注水泥瓦0.5/0.894=0.56平铺油毡一层0.05/0.894=0.0620 厚找平层0.0220/0.894=0.45120 厚现浇板0.1225/0.894=3.36恒恒荷荷载载天棚粉刷0.16/0.894=0.18不上人屋面活载取0.6KN/m小小计计0.56+0.06+0.45+3.36+0.18=4.61活活载载0.6/0.894=0.7 恒荷载分项系数 g=1.2 活载分项系数 q=1.4 屋面恒载设计值： g=1.24.61=5.53 KN/m 屋面活载设计值： q=1.40.7=1.0 KN/m 按弹性理论计算板配筋 (暂不考虑老虎窗及屋顶窗对配筋的影响，即按整板计算) 根据连续多跨双向板的实用计算法计算。g+q=5.53+1.0=6.53 KN/m g+q/2=5.53+0.5=6.03 KN/m q/2=0.5 KN/m3.3 计算跨度：内跨：L0=Lc Lc为轴线距离 边跨：L0=Ln+b Ln为净跨，b 为梁宽213.4 板弯矩计算：考虑泊松比 Vc=0.2。由于屋面板的活荷载较小，因此不对弯矩进行调整。A 区格板：Lx=8.4m Ly=4.2m Ly/Lx=0.5 Mx=(0.0089+0.20.0409)6.034.2+(0.0174+0.20.0965)0.54.2 =1.82+0.32=2.14 KNm/m My=(0.0409+0.20.0089)6.034.2+(0.0965+0.20.0174)0.54.2 =4.54+0.88=5.42 KNm/m Mx=-0.5696.534.2=-6.55 KNm/m My=-0.08366.534.2=-9.63 KNm/mB 区格板：Lx=3.6m Ly=4.2m Lx/Ly=0.86 Mx=(0.0368+0.20.0347)6.033.6+(0.0496+0.20.035)0.53.6 =3.42+0.37=3.79 KNm/m My=(0.0347+0.20.0368)6.033.6+(0.035+0.20.0496)0.53.6 =3.29+0.29=3.58 KNm/m Mx=0 My=-0.09616.533.6=-8.13 KNm/mC 区格板：Lx=5.1m Ly=3.3m Ly/Lx=0.65 Mx=(0.0183+0.20.0465)6.033.3