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1、 本科毕业设计(论文) 题目：陕西商贸学院学生公寓设计 院 （系）： 建筑工程学院 专 业： 土木工程 班 级： 110715 学 生： 马政 学 号： 110709113 指导教师： 王海荣 2015年6月V前言毕业设计是学生在校学习的最后一部分内容，是锻炼学生创新能力、综合运用所学知识、分析和解决实际问题的重要环节。通过毕业设计完善，可以对四年来所学的基本理论和专业知识进行综合的应用，从而加深对专业知识的掌握和理解。同时对建筑设计和结构设计有整体性和全面性的认识。在设计过程中，查阅各种资料和建筑规范等，完成本工程的建筑设计，结构选型，结构布置，结构计算及建筑、结构施工图的绘制，进而巩固了对
2、基础知识和专业知识的掌握程度以及综合运用的实际能力。本毕业设计题目为陕西商贸学院学生公寓设计。在设计本工程的前期，我温习了混凝土结构设计、结构力学、房屋建筑学、结构抗震设计等知识，并借阅了荷载规范、抗震规范、混凝土设计规范等相关最新应用规范。在设计中期，我们运用所学的基本理论和专业知识进行建筑、结构设计并绘制初步的建筑图。在设计后期，主要进行设计手稿的电脑输入，使我更熟练的掌握了office办公软件。在绘图时熟练掌握了AutoCAD及天正软件的应用，以上所有这些从不同方面达到了毕业设计的目的与要求。在完成毕业设计的过程中我得到了王海荣老师耐心的审批和指正，使我能顺利的完成了毕业设计任务，在此表
3、示衷心的感谢。 二零一五年六月十日 毕业设计（论文）任务书系（部） 建工系 专业 土木工程 班级 110715 姓名 马政 学号 110709113 1.毕业设计（论文）题目： 陕西商贸学院学生公寓设计 2.题目背景和意义：本设计为陕西商贸学院学生公寓设计，位于西安桃园路，总建筑面积4000平方米，拟建5层，主体结构为钢筋混凝土框架结构。 本设计的意义主要有以下几个方面：（1）通过本设计，可以使学生对四年来所学的基本理论和专业知识进行综合的应用，加深对专业知识的掌握和理解，同时对建筑设计和结构设计有整体和全面性的认识。（2）通过查阅各种资料和建筑规范等完成本工程的建筑设计，结构选型，结构布置，
4、结构计算及建筑、结构施工图的绘制，进而巩固对基础知识和专业知识的掌握程度以及综合运用的实际能力。 3.设计(论文)的主要内容（理工科含技术指标）：（1） 建筑部分 根据任务书进行建筑方案及建筑施工图设计，以施工图为主，具体要求如下： 计算机绘制，达施工图深度，要求完成图纸内容：主要平面图（底层平面图、标准层平面图等）；正立面图及侧立面图；剖面图一个（剖楼梯间）；节点详图23个（自选），但应画出檐口详图；屋面排水图；门窗明细表；说明主要部分的构造做法，如墙体、地面、门窗等。 （2）结构部分 结构方案设计：包括柱网布置、结构平面布置、构件的初步估算、基础形式及埋置深度的确定。结构计算：选一具有代表
5、性的框架进行计算。包括：确定框架计算简图，荷载计算，恒荷载作用下的内力计算，活荷载作用下的内力计算，水平地震作用下的内力计算，内力组合，框架截面设计（配筋计算），基础设计与计算，自选构件设计和计算（现浇板或楼梯）。绘制施工图，结构图纸要求完成内容：结构平面布置图，一榀框架配筋图，自选构件配筋图。编写设计说明书和结构计算书（装订成册）。 工程地质条件：场地总体地形较平坦，地面标高介于377.20377.77m之间，相对最大高差为0.57m 。勘探深度范围内地基土分为2层，第1层为杂填土，厚约0.5m；1层以下为黄土。拟建场地属非自重湿陷性黄土场地，地基湿陷等级为级（轻微）。勘察期间场地内地下水稳
6、定水位埋深-7.61-6.18m，地下水位年变幅在1.02.0m。拟建场地范围内没有发现地裂缝及其它不良地质作用。地基处理建议采用换土垫层法，垫层材料可选用3：7灰土，地基承载力标准值为180kPa 。建筑结构安全等级：二级；耐火等级：二级；建筑结构设计使用年限：50年；地震基本烈度为8度，设计地震分组为第一组，场地类别类 ；湿陷性黄土地区建筑物分类：丙类；结构环境类别：一类环境。气象条件：冬季室外计算温度-9，夏季室外计算温度+30。最热月平均气温为+27，最冷月平均气温为-0.2。 年总降水量631.8mm,一日最大降水量为109.6mm，一小时最大降水量为79mm。全年主导风向为东北风，
7、基本风压0.35kN/m2。土壤最大冻结深度为18cm,最大积雪厚度为20cm，基本雪压为0.25kN/m2。 4.设计的基本要求及进度安排（含起始时间、设计地点）： （1）设计的基本要求:1要有良好的城市景观，要求建筑造型美观、大方 2设计方案合理，计算方法正确，计算数据准确。 3计算书格式应符合标准，书写工整，文字简练，条理清楚。 4施工图须符合制图标准，能正确、准确表达设计意图，图面布 置协调、清楚、整洁。（2）进度安排:建筑设计 13-14（1）第10周-第12周 结构选型、结构方案及布置 13-14（1）第13周-第14周 荷载计算 13-14（1）第15周-第19周 结构计算 13
8、-14（2）第1周-第4周 整理说明书、绘制施工图 13-14（2）第5周-第8周 答辩 13-14（2）第9周 5.毕业设计（论文）的工作量要求 图纸（幅面和张数）*： 建筑图6张,结构图4张 其他要求：论文字数： 20000字 左右 外文翻译字数： 3000字 参考文献篇数： 15篇以上 指导教师签名： 年 月 日 学生签名： 年 月 日 系主任审批： 年 月 日说明：1本表一式二份，一份由各系集中归档保存，一份学生留存。2 带*项可根据学科特点选填。陕西商贸学院学生公寓设计 摘要通过本设计，可以对四年来所学的基本理论和专业知识进行综合的应用，加深对专业知识的掌握和理解，同时对建筑设计和结
9、构设计有整体和全面性的认识。通过查阅各种资料和建筑规范等完成本工程的建筑设计，结构选型，结构布置，结构计算及建筑、结构施工图的绘制，进而巩固对基础知识和专业知识的掌握程度以及综合运用的实际能力。本设计为陕西商贸学院学生公寓设计，位于西安桃园路，总建筑面积4000m2，建5层，主体结构为钢筋混凝土框架结构，抗震要求为8度设防。设计内容包括建筑设计和结构设计，结构设计时取第轴横向框架进行计算。论文设计包括以下内容：1. 结构方案的确定。2. 荷载计算，包括恒载、活载和地震作用。3. 横向框架内力计算、内力组合及截面设计。现浇板；楼梯和基础的计算。关键词： 建筑设计 结构设计 钢筋混凝土框架结构 荷
10、载 内力 截面设计Design of the student apartment of Shaanxi province BusinessCollege AbstractThrough this design, can beappliedfor the basic theory and professional knowledge learned in four years, deepen the expertise to grasp and understand,and have an overall andcomprehensiveunderstanding of the architec
11、tural design and structural design. Through access to a variety of materials andbuilding codes,building design,the structure of this projectselection,structure arrangement,structure calculation andconstructiondrawing,structureconstruction drawing,and then consolidatethebasic knowledge andpracticalab
12、ility of professionalknowledge and comprehensive application. This article is the Design of the administrativestudent apartment of Shaanxi Business College,located in thesouthern ofXian,the total construction area is 4000m2,The proposed 5layer,the main structureis reinforced concrete framestructure,
13、the seismic requirements for8 degree fortification.The design includesarchitectural design and structural design,when structural design take the transverseframe of second axis to Calculate.The main program,including the following parts:1、Determination of the structure.2、The calculation of Load,inclu
14、ding dead load,live load and earthquake load.3、Interior force calculation and consititute of the lateral frame and the cross sections design of the components.4、The structural design of foundation ,stair and slabs.Keywords： architectural design structural design reinforced concrete frame structure l
15、oad interior force cross sections design目录前言.(I)毕业设计（论文）任务书(II)摘要(IV)Abstract(V)主要符号表(I)1 工程概况及建筑设计(1)1.1工程概况(1)1.1.1气象条件(1)1.1.2抗震设防(1)1.1.3工程地质条件(1)1.2建筑设计(1)1.2.1结构选型(1)1.2.2平面设计(2)1.2.3立面设计(2)1.2.4剖面设计(2)2 结构布置及计算简图(3)2.1柱网布置(3)2.2框架结构承重方案的选择(3)2.3梁、柱截面尺寸的初步确定(4)2.3.1梁截面尺寸的初步估算（5)2.3.2框架柱的截面尺寸的初
16、步估算（5)3 重力荷载代表值计算(6)3.1恒荷载标准值计算（6)3.2活荷载标准值计算（6)3.3梁、柱、墙、门和窗重力荷载值计算（7)3.4各层重力荷载值计算（7)3.5荷载分类（9)3.6重力荷载代表值（9)4 框架侧移刚度计算(11)4.1横向框架侧移刚度计算（11)4.1.1横梁线刚度ib的计算(11)4.1.2柱线刚度ic的计算(11)4.1.3柱侧移刚度计算(11)5 水平地震作用下框架结构内力和侧移计算(14)5.1横向水平地震作用下框架结构内力和侧移计算(14)5.1.1横向自振周期计算(14)5.1.2水平地震作用及楼层地震剪力计算(14)5.1.3水平地震作用下的位移验
17、算(16)5.1.4横向水平地震作用下框架内力计算(16)6 竖向荷载作用下框架结构的内力计算(19)6.1横向框架内力计算(19)6.1.1计算单元选取(19)6.1.2荷载计算(20)6.2内力计算(23)6.2.1横向框架弯矩计算(23)6.2.2横向框架内力组合(28)7 截面设计(38)7.1框架梁(38)7.1.1梁的正截面受弯承载力计算(38)7.1.2梁的斜截面受剪承载力计算(40)7.2框架柱(43)7.2.1剪跨比和轴压比验算(43)7.2.2柱正截面承载力计算(43)7.2.3柱斜截面受剪承载力计算(48)7.3框架梁柱节点核芯区截面抗震验算(51)8 楼梯设计(52)8
18、.1设计参数(52)8.2楼梯板计算(52)8.3平台板计算(53)8.4平台梁计算(54)9 楼板设计(56)9.1设计参数(56)9.1.1楼板平面布置图如下(56)9.1.2荷载统计与计算(56)9.2按塑性绞线法理论计算(57)9.2.1弯矩计算(57)9.2.2配筋计算(59)10 基础设计(61)10.1设计资料(61)10.2基础截面确定(61)10.2.1基础梁高(61)10.2.2翼板厚度(61)10.2.3基础长度(61)10.2.4基础的底面宽度(62)10.3基础梁内力计算(62)10.4 基础配筋计算(64)11 设计心得(67)致 谢(68)参考文献(69)毕业设计
19、（论文）知识产权声明(70)附录 外文原文及翻译(71)外文原文(71)翻译(80) 9主要符号表SGk 永久荷载效应的标准值；SQk 可变荷载效应的标准值；G 永久荷载的分项系数；Q 可变荷载的分项系数；T 结构自振周期；fy、fy 普通钢筋的抗拉、抗压强度设计值；as、as 纵向非预应力受拉钢筋合力点、纵向非预应力受压钢筋合力点至截面近边的距离；b 矩形截面宽度、T 形、I 形截面的腹板宽度；bf、bf T形或I形截面受拉区、受压区的翼缘宽度；d 钢筋直径或圆形截面的直径；e、e 轴向力作用点至纵向受拉钢筋合力点、纵向受压钢筋合力点的距离；e0 轴向力对截面重心的偏心距；ea 附加偏心距；
20、ei 初始偏心距；h 截面高度；h0 截面有效高度；hf、hf T形或I形截面受拉区、受压区的翼缘高度；As、As 受拉区、受压区纵向非预应力钢筋的截面面积；1 受压区混凝土矩形应力图的应力值与混凝土轴心抗压强度设计值的比值； 纵向受力钢筋的配筋率；sv 竖向箍筋、水平箍筋或竖向分布钢筋、水平分布钢筋的配筋率；v 箍筋的体积配筋率；FEk 结构总水平地震作用标准值；Geq 地震时结构（构件）的重力荷载代表值、等效总重力荷载代表值；max 水平地震影响系数最大值；RE 承载力抗震调整系数；Mc 节点上下柱端截面顺时针或反时针方向组合的弯矩设计值之和，上下柱端的弯矩设计值 ,可按弹性分析分配;Mb
21、 节点左右梁端截面反时针或顺时针方向组合的弯矩设计值; HRB400级钢筋; HPB300级钢西安工业大学毕业设计（论文）1 工程概况及建筑设计1.1工程概况本设计为陕西商贸学院学生公寓设计，位于西安桃园路，总建筑面积4000m2，5层，主体结构为钢筋混凝土框架结构。建筑抗震：抗震等级为框架二级，地震设防烈度为8度，设计地震分组为第一组，场地类别II类，设计基本加速度值0.2g1.1.1气象条件冬季室外计算温度-9，夏季室外计算温度+30。最热月平均气温为+27，最冷月平均气温为-0.2。 年总降水量631.8mm,一日最大降水量为109.6mm，一小时最大降水量为79mm。全年主导风向为东北
22、风，基本风压0.35kN/m2。土壤最大冻结深度为18cm,最大积雪厚度为20cm，基本雪压为0.25kN/m2。1.1.2抗震设防 建筑结构安全等级：二级；耐火等级：二级；建筑结构设计使用年限：50年；地震基本烈度为8度，设计地震分组为第一组，场地类别类 ；湿陷性黄土地区建筑物分类：丙类；结构环境类别：一类环境。1.1.3工程地质条件场地总体地形较平坦，地面标高介于377.20377.77m，相对最大高差为0.57m。勘探深度范围内的地基土分为2层，第一层为杂填土，厚约0.5m；1层以下为黄土。拟建场地属非自重湿陷性黄土场地，地基湿陷等级为级（轻微）。勘察期间场地内地下水稳定水位埋深-7.6
23、1-6.18m，地下水位年变幅在1.02.0m。拟建场地范围内没有发现地裂缝及其它不良地质作用。地基承载力标准值为180kPa。1.2建筑设计对于建筑造型与平面布置的选择，必须考虑结构因素，以有利于结构受力；立面和平面形状应简单、对称、规则，以减少地震灾害的影响。所以根据设计原则，本设计采用“一”字形结构体系，这种结构体系符合简单、对称、规则的原则。建筑方案设计的宗旨在满足建筑的主要功能要求，依据建筑规范进行平、立、剖面的设计。同时，保证安全、适用、经济、美观效果。1.2.1结构选型本设计为陕西商贸学院学生公寓设计，位于西安桃园路，总建筑面积4000m2，拟建5层主体结构选型：采用钢筋混凝土现
24、浇框架结构体系。 屋面结构：屋面采用现浇钢筋混凝土肋形楼屋面。楼面结构：全部采用现浇钢筋混凝土肋形楼盖，板厚100mm。楼梯采用钢筋混凝土板式楼梯。1.2.2平面设计 本建筑平面布置根据平面布置相关规范，走廊宽度、门厅面积、房间开间、进深都符合模数及采光要求，房间面积等符合学生生活使用要求。根据本建筑物的使用功能要求，确定采用三跨框架，边跨为7.2米，中跨为3.0米。每层平面两侧各设一道双跑板式楼梯，楼梯设置需满足建筑防火疏散的要求。1.2.3立面设计建筑立面设计的步骤，通常根据初步确定的房屋内部空间组合的平剖面关系，例如房屋的大小、高低、门窗位置，构部件的排列方式等，描绘出房屋各个立面的基本
25、轮廓，作为进一步调整统一，进行立面设计的基础。设计时首先应该推敲立面各部分总的比例关系，考虑建筑整体的几个立面之间的统一，相邻立面间的连接和协调，然后着重分析各个立面上墙面的处理，门窗的调整安排，最后对入口门廊、建筑装饰等进一步作重点及细部处理。根据本建筑的建筑功能，每层学生公寓设3.3米的层高。建筑总高度17.4米。1.2.4剖面设计室内外高差为0.45米，可防止室外流水流入和墙身受潮。根据采光设计标准及结构布置要求，确定标准层房间窗高到框架梁底 ，主要窗宽为2.1米，高为1.5米，门宽1.0米，门高2.1米。标准层走廊两端设置玻璃窗，以便空气流通和采光。屋面排水采用有组织外排水方式，用外装
26、塑料空心管作为落水管，屋面坡度2%。西安工业大学毕业设计（论文）2 结构布置及计算简图根据该学生公寓楼的使用功能及建筑设计的要求，进行建筑平面的设计，主体结构共五层。2.1柱网布置柱网布置如图2.1： 图2.1柱网布置图2.2框架结构承重方案的选择 竖向荷载的传力途径：楼板的均布活载和恒载经次梁间接或直接传至主梁，再由主梁传至框架柱，最后传至地基。根据以上楼盖的平面布置及竖向荷载的传力途径，本学生公寓框架的承重方案为横向框架承重方案，这可使横向框架梁的截面高度大，增加框架的横向侧移刚度。基础选用柱下条形基础，基础埋深取1.8m。室内外高差取450mm。A1=7.2(1.2+3.6)=34.56
27、m2A2=7.23.6=25.92m2横向框架计算简图如图2.2所示。取底层柱的形心线作为框架柱的轴线；梁轴线取至板底，底层柱高度从基础顶面取至一层板底：h=3.3+0.45+0.6=4.35m 图2.2 横向框架组成的空间结构2.3梁、柱截面尺寸的初步确定2.3.1梁截面尺寸的初步估算梁截面高度一般取梁跨度的1/121/8且不小于400mm。本方案AB跨梁L=7200mm，h=(1/121/8)L=(1/121/8)7200=600mm900mm，取650mm。矩形截面梁的高宽比h/b一般取2.03.0，故截面宽度b=(1/31/2)h=(1/31/2)650=217mm325mm，且不小于
28、250mm，取b=300mm,所以AB跨、CD跨梁的截面初步定为bh=300mm650mm，BC跨梁截面 h=(1/121/8)L=(1/121/8)2400=200mm300mm， b=(1/31/2)h 考虑施工方便性且满足实际设计值取bh=300mm400mm纵梁：h=(1/121/8)L=(1/121/8)7200=600mm900mm，取h=650mm。 b=(1/31/2)h=(1/31/2)650=216.7mm325mm，取b=300mm。故纵梁的截面初步定为bh=300mm650mm。次梁的截面高度一般取梁跨度的1/151/12，h=(1/151/12)7200=480mm6
29、00mm。取h=500mm，b=(1/41/2)h=(1/41/2)500=125mm250mm，取b=250mm，故次梁bh=250mm500mm。表2.1估算梁的截面尺寸（mm）及各层混凝土强度等级层数混凝土强度等级横梁（bh）纵梁（bh）次梁（bh）AB、CD跨BC跨15C35300650300400300650250500注：C35混凝土轴心抗压强度设计值fc=16.7N/mm2 ，抗拉强度设计值ft=1.57N/mm2。2.3.2框架柱的截面尺寸的初步估算框架柱的截面尺寸根据柱的轴压比限值，按下列公式计算： 柱组合的轴压力设计值N=FgEn注：N为柱组合的轴压力设计值；为考虑地震作用
30、组合后柱轴压力增大系数，边柱取1.3，不等跨内柱取1.25；F为按简支状态计算柱的负载面积；gE折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，可近似的取1215KN/m2；n为验算截面以上的楼层层数。AcN/Nfc注：Ac为柱截面面积；N为框架柱轴压比限值，本方案为抗震8度设防，二级抗震等级，查抗震规范可知取为N=0.75； fc为混凝土轴心抗压强度设计值，对C35，查得16.7N/mm2。各层重力荷载可近似取14KN/m2。由图2.2可知边柱及中柱的负载面积分别为A=34.56和A=25.92对于边柱：Ac=a21.325.9214105/（0.7516.7）=188321（mm2）对于中柱：Ac=
31、a21.2534.5614105/（0.7516.7）=241437（mm2）取截面为正方形，则边柱和中柱的截面高度分别为434mm和491mm，根据上述计算结果并综合考虑其他因素，本设计柱截面尺寸取值为：表2.2柱截面尺寸（mm）层次混凝土强度等级bh1C3565065025C35550550西安工业大学毕业设计（论文）3 重力荷载代表值计算3.1恒荷载标准值计算查建筑结构荷载规范可取：(1) 屋面的永久荷载标准值(不上人) 30厚细石混凝土保护层 220.03=0.66KN/ SBS改性沥青卷材 0.4KN/ 20厚水泥砂浆找平 0.0220=0.4KN/ 80厚矿渣水泥保温层 0.081
32、4.5=1.16KN/ 100厚钢筋混凝土板 250.1=2.5KN/ 10厚混合砂浆抹灰层 170.01=0.17KN/ 合计： 5.29KN/（2）15楼面水磨石地面：10mm面厚，20mm水泥砂浆打底 0.65KN/ 素水泥浆结合层一道 100厚现浇钢筋混凝土板 0.10m25 KN/m3=2.5KN/10厚混合砂浆 0.01m17KN/m3=0.17KN/ 合计: 3.32KN/ 楼面和走廊荷载值设计一样3.2活荷载标准值计算（1）屋面和楼面活荷载标准值查建筑结构荷载规范可得： 不上人屋面： 0.5KN/ 楼面活荷载标准值： 2.0KN/ 走廊： 2.5KN/（2）雪荷载：=1.00.
33、25=0.25KN/（3）基本风压： 0.35KN/西安工业大学毕业设计（论文）3.3梁、柱、墙、门和窗重力荷载值计算门：玻璃门 =0.45 KN/木门 =0.2KN/窗：钢塑窗，=0.4 KN/外墙：240厚粘土空心砖，内墙面为水泥粉刷墙面，外墙面为拉毛墙面。则外墙单位面积重力荷载为：0.7+150.24+0.36=4.66KN/ 内墙：240厚粘土空心砖，两侧墙面为水泥粉刷墙面，单位面积重力荷载值为：150.24+0.362=4.32KN/房间隔断墙，C型轻钢龙骨隔墙（四层12mm直面石膏板，中填50mm岩棉保温板 =0.54 KN/）屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，两者中取大值 。层数构件
34、b/mh/m/KN/m3g/KN/mLi/mnGi/KN Gi/KN1边横梁0.30.65251.055.126.4516528.381845.8走道梁0.30.4251.053.151.85846.62次梁0.250.5251.053.287.2714333.84纵梁0.30.65251.055.126.56.55820266.24670.72柱0.650.65251.1011.624.35321617.511617.512-5边横梁0.30.65251.055.126.6516544.771878.57走道梁0.30.4251.053.151.85846.62次梁0.250.5251.05
35、3.287.2714333.84纵梁0.30.65251.055.126.6528953.34柱0.550.55251.108.323.332878.49878.49表3.1 梁、柱重力荷载计算结果说明：为考虑梁柱粉刷层重力荷载对其重力荷载的增大系数；n为构件数量；g表示单位长度构建荷载，即g=bh ；Gi=gln3.4各层重力荷载值计算集中于各楼层标高处的重力荷载代表值Gi，为计算单元范围内各层楼面上的重力荷载代表值及上下各半层的墙柱等重量。第一层窗 C1 21001650 数量 23 1.652.10.423=31.88KN C2 15001.25 数量 2 1.51.250.42=1.5KN C3 12001500 数量 1 1.21.20.41=0.72KN 合计： 30.78KN第一层门 M1 10002100 数量 23 1.02.10.223=9.66KN M2 15002100 数量 2 1.52.10.452=2.835KN M3 24002100 数量 3 2.42.10.203=3.024KN M4 18002100 数量 2 1.82.10
