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1、土木工程中某社区居民楼毕业设计计算书目 录摘 要4Abstract5绪论61 设计资料71.1 工程名称71.2 工程概况71.3 建筑等级71.4 设计荷载71.5 抗震设防71.6 气象资料71.7 地质资料81.8 材料选用82 结构选型82.1 柱网布置82.2 框架结构承重方案的选择82.3 计算单元选取92.4 梁、柱截面尺寸的初步估计103 侧移刚度的计算133.1 梁线刚度ib的计算（I=2I0)133.2 柱线刚度ic的计算(I=I0)143.3 相对线刚度计算144 恒荷载作用下内力计算154.1 恒荷载标准值计算154.2 恒载作用下框架的所受荷载174.3 恒载作用下框
2、架的内力计算235 活荷载标准值计算325.1 活荷载标准值325.2 活载作用下框架所受荷载335.3 活载作用下框架的内力计算376 风荷载作用456.1 风荷载标准值456.2 侧移刚度D466.3 风荷载作用下框架侧移计算476.4 框架柱的剪力分配计算486.5 框架柱反弯点高度的计算496.6 框架柱端的剪力弯矩及梁端的弯矩计算507 水平地震荷载作用537.1 重力荷载代表值的计算537.2 水平地震作用力的计算（基底剪力法）547.3 水平地震作用下框架的侧移验算567.4 水平地震作用下框架内力计算（D值法）568 荷载和内力组合628.1 梁的内力组合638.2 柱的内力组
3、合表649 框架梁、柱配筋799.1 框架横梁配筋799.2 框架柱配筋8410 板的配筋8810.1 双向板计算8811 楼梯设计9111.1 设计参数9111.2 楼梯板（TB-1）计算9111.3 平台板计算9311.4 平台梁计算9412 基础设计9612.0 地基基础设计等级9612.1 确定基底尺寸9612.2 地基承载力验算9712.3 基础受冲切承载力验算9812.4 基础底板配筋计算98结束语100参考文献101致谢102摘 要本计算书是针对武汉理工大学土木工程与建筑学院土木工程专业2009级毕业设计“大湾社区居民楼设计”所做的书面成果。本居民楼为七层钢筋混凝土框架结构。在建
4、筑设计部分中，主要针对设计初期的几个建筑方案从各个方面对他们进行比较，并确定最终的方案，确定其具体的建筑构造，做法和材料。在结构设计部分中，首先确定第轴的横向框架作为本次手算的任务，并最终选择方案，确定其具体所受的荷载，其中包括恒荷载，活荷载，风荷载，地震作用，计算梁柱板与内力进行组合后得到各截面的控制内力，最后进行各构件的配筋计算此外，还进行了结构方案中的室内楼梯设计，完成梯段板，平台板，平台梁等构件的内力计算和配筋计算及施工图绘制。根据工程地质资料，结构采用独立基础 结构设计过程中前40天的时间是先用建筑结构设计软件PKPM对整个结构进行计算，然后在后一个半月的时间里选一榀具有代表性的框架
5、进行手算，这样既使自己掌握了PKPM软件的基本应用，同时能是自己对本科四年所学的东西有一个很好的回顾。并把手算与电算的结果进行对比，使自己对框架结构的受力有一个更明确的目的。关键词：毕业设计，居民楼，钢筋混凝土框架结构，抗震设计，独立基础AbstractThe written achievement which DaWan community residents building design of this account book aims at Wuhan University of Technology civil engineering specialized 2009 level
6、of graduation project .This teaching building is seven reinforced concrete construction.In the architectural design part, we mainly aims at the design initial period several building plan to carry on the comparison from each aspect to them, finally and chooses the plan, and determined its concrete c
7、onstruction structure, the procedure and the material. In the structural design part, we determined the fourth axle crosswise frame as the duty which calculated for this hand, it is clear about its computation diagram and each computation parameter; Then according to the building procedure we determ
8、ined its receives the dead load, the live load, the wind load, the earthquake function, after the computation beam column board and the foundation endogenic force we carries on the combination to obtain various sections control endogenic force; Finally we carries on various components to match the m
9、uscle computation in addition, but also carried on in the structure plan room the staircase design, after completed component and so on carriage board, even platen, platform Liang inside computations and matches the muscle computation and the construction drawing plan basis engineering geology mater
10、ial, the structure uses the independent foundation in the structural design process, The part auxiliary carries on the electricity by “” to calculate, guaranteed the computation achievement the reliability, we achieved the calculated achievement and carries on the contrast analysis goalKey Word: Gra
11、duation project；residential building； reinforced concrete,；earthquake resistance design,；independent foundation绪论土木工程是具有很强的实践性的学科，这次毕业设计也就是对我们四年的大学学习一个很好的实践锻炼的机会。虽然说，随着计算机的普及，各类程序的逐渐成熟，使得设计周期变得越来越短，计算也越来越简单，可电脑毕竟是一个程序，它只会按照编好的一步一步计算，而结果是否合理，经济，计算的模型是否符合真实的工程，这就需要人为的去调整，去复核，这样就要求必须知道计算中的任何一步是怎么得来的，了解
12、掌握其原理和过程。故本次毕业设计不但要求掌握PKPM的计算建模的方法，还需要手算一榀框架，进一步掌握和巩固所学的专业知识。本次毕业设计的题目是大湾社区居民楼设计，结构设计部分主要是先进行结构的选型，柱网的布置，梁柱截面的估计，再用PKPM建模计算整体的受力是否合理，由于是小高层，除了要满足梁柱的截面受力要求，还必须考虑整体的平扭比，位移比，调整后绘出整套的完整的施工图纸，手算任务为选取一榀有代表性的框架进行荷载统计，内力计算、组合及验算，主要：分层法计算荷载作用下的框架内力，D值发计算风荷载下框架内力，底部剪力法计算地震荷载作用下框架内力，再内力组合获得控制截面，最后进行各个构件的配筋及验算。
13、以上的设计内容涵盖了整个大学所学的知识，将所学的知识系统化，整体化了。1 设计资料1.1 工程名称大湾社区居民楼设计1.2 工程概况建筑总高度为22.2m，共7层，层高为3m，楼梯间出屋面高3.0m。室外绝对标高为27.2m， 室内外高差为500mm，底层室内设计标高0.000。建筑总面积为2969.9m2。1.3 建筑等级建筑物耐久等级为二级，耐火等级为二级，防水等级为二级。1.4 设计荷载基本风压：0.35KN/m2，采用50年一遇的风压值 ,地面粗糙度B类。基本雪压：0.50KN/m2， 采用50年一遇的雪压值。1.5 抗震设防本工程建筑抗震设防类别均为丙类,抗震设防烈度6度,设计基本地
14、震加速度值为0.05g,设计地震分组为第三组,场地土类型为中软场地土,建筑场地类别为II类,建筑的设计特征周期为0.45s。框架抗震等级为四级。1.6 气象资料（1）主导风向：夏季：东南风；冬季：东北风。（2）气温：最热月平均温度30oC，低温约零下10左右。（3）中温带大陆性气候，冬无严寒、夏无酷暑，气候干燥。（4）降水：平均年降雨量360mm。1.7 地质资料1.8 材料选用（1）混凝土：梁、板为C25，柱、基础为C30（2）墙体： 外墙、分户墙采用200mm厚加气混凝土砌块 局部隔墙用100mm厚轻质隔墙（3）钢筋： 柱，梁纵筋:HRB400级（级） 板钢筋：HPB400级（级） 柱箍筋
15、：HPB300级（级） 梁箍筋：HPB300级（级） 基础钢筋：HRB400级（级） 2 结构选型采用钢筋混凝土现浇框架结构体系。屋面,楼面均采用现浇钢筋混凝土肋形楼盖,屋面板厚为120mm,楼面板厚为100mm。楼梯采用钢筋混凝土板式楼梯。2.1 柱网布置本住宅标准层柱网布置图2.1所示：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。2.3 计算单元选取框架结构的计算单元如图所示，取轴上的一榀框架计算。假定框架柱嵌固于基础顶面，框架梁与柱刚接。由于各层柱的截面尺寸不变，故框架梁等于柱截面形心轴线之间的距离。底
16、层柱高从基础顶面算至二层楼面，基顶标高根据地质条件、室内外高差，定为-1.50m，二层楼面标高为3.00m，故底层柱高为4.50m。其余各层柱高从楼面算至上一层楼面，故均为3.00m。框架结构的计算单元简图2.2所示：图2.1 柱网布置图 图2.2 计算单元选取简图2.4 梁、柱截面尺寸的初步估计：2.4.1 梁截面初选（轴）（1）横向框架梁： D-B跨：Lo=4200mm, ,取h=450mm,取b=200mm,故初选截面尺寸为：bh=200mm450mm B-A跨：Lo=4200mm, ,取h=450mm,取b=200mm,故初选截面尺寸为：bh=200mm450mm（2）纵向框架梁：D、
17、C轴：Lo=5100mm, ，取h=450mm,取b=250mm,故初选截面尺寸为：bh=250mm450mmB、A轴：Lo=3300mm, ，取h=400mm 取b=200mm，故初选截面尺寸为：bh=200mm400mm（3）横向次梁、纵向次梁：选截面尺寸为：bh=200mm400mm2.4.2 柱截面初选（轴）框架柱的截面尺寸根据柱的轴压比限值，按下列公式计算： 为简便计算，简化为：式中：-混凝土轴心抗压强度设计值，底层柱采用C30混凝土，故N上面五层楼面传下来的荷载，n-验算截面以上的楼层层数。q-取单位建筑面积上重力荷载代表值 则D轴柱： 取柱为 B轴柱： 取柱为 A轴柱： 取柱为图
18、2.3 计算单元立面示意图具体尺寸由下图2.4所示： 图2.4 梁柱截面尺寸示意图3 侧移刚度的计算说明：（1）梁计算长度为支座中心线的距离；（2）考虑板对梁刚度的影响，中框架梁取2.0，边框架梁取1.5；（3）柱计算长度：底层取1.0H；其余各层为1.25H。(其中H对底层柱为从基础顶面到一层楼盖顶面的高度)3.1 梁线刚度ib的计算（I=2I0)表3.1 梁线刚度类别bh（mmmm）I0 =bh3/12（mm4）Ec（N/mm2）l（mm）ib=2EcI0/l（Nmm）DB跨2004501.5109310452001.731010BA跨2004501.5109310447001.91101
19、03.2 柱线刚度ic的计算(I=I0)表3.2 柱线刚度柱bh（mmmm）Ic=bh3/12（mm4）Ec（N/mm2）hc（mm）ic=EcIc/hc（Nmm）底层3503505.211093.010445001.671010二七层3503505.211093.010430002.5010103.3 相对线刚度计算令BD跨梁ib =1.0，则其余各杆件的相对线刚度为：i= i*/ib (3-1)式中：i*当前杆件的线刚度；ibBC跨梁的线刚度。表3.3 相对线刚度杆件BD跨梁AB跨梁底层柱二七层柱线刚度i1.0001.1040.9651.445梁柱相对线刚度如图3.1所示：图3.1 相对线
20、刚度示意图4 恒荷载作用下内力计算4.1 恒荷载标准值计算查荷载规范可取：（1）屋面永久荷载标准值（上人）保护层：30厚C20细石混凝土保护层 1.0KN/m2 防水层：三毡四油防水层 0.4 KN/m2找平层：20厚水泥砂浆找平 20 KN/m30.02m=0.40KN/m2找坡层：30厚水泥焦渣找2坡 14 KN/m30.03m =0.42KN/m2保温层：120厚水泥蛭石 7 KN/m30.12m =0.84 KN/m2结构层：120厚钢筋混凝土板 25 KN/m30.12m =3.0 KN/m2抹灰层：10厚混和砂浆 17 KN/m30.01m=0.17KN/m2合计 6.23KN/m
21、2 （2）各层楼面： 1.5KN/m2 100厚钢筋混凝土板 25 KN/m30.10m=2.5KN/m2抹灰层：10厚混和砂浆 17 KN/m30.01m=0.17KN/m2合计 4.17KN/m2（3）梁自重a. bh=200mm450mm屋面层自重 25 KN/m30.20m（0.45m0.12m）=1.65KN/m抹灰层：10厚混和砂浆 0.01m（0. 45m0.12m）220 KN/m3=0.13 KN/m合计 1.78KN/m标准层自重 25 KN/m30.20m（0.45m0.10m）=1.75KN/m抹灰层：10厚混和砂浆 0.01m（0.40m0.10m）220 KN/m3
22、=0.12KN/m合计 1.87KN/mb. bh=250mm450mm屋面层自重 25 KN/m30.25m（0.45m0.12m）=2.06 KN/m抹灰层：10厚混和砂浆 0.01m（0.45m0.12m）220 KN/m3=0.13 KN/m合计 2.19KN/m标准层自重 25 KN/m30.25m（0.45m0.10m）=2.19KN/m抹灰层：10厚混和砂浆 0.01m（0.45m0.10m）220 KN/m3=0.14 KN/m合计 2.34KN/mc、次梁：bh=200mm400mm梁自重： 25 KN/m30.2m0.4m=2.0KN/m 合计： 2.0KN/m（4）柱自重
23、bh=350350 25 KN/m30.35m0.35m=3.06 KN/m抹灰层：10厚混和砂浆 17 KN/m30.01m0.35m4=0.24 KN/m合计 3.30KN/m（5）外墙自重标准层墙体 0.25m7 KN/m3（3m-0.45m）=4.46 KN/m 混和砂浆粉刷内墙 17 KN/m30.020m（3m-0.45m）=0.87 KN/m水刷石外墙面 0.5 KN/m33m=1.5KN/m合计 6.83 KN/m（6）内墙自重标准层墙体 0.2m7 KN/m3（3m-0.45m）=3.57 KN/m 混和砂浆粉刷内墙 2 17 KN/m30.020m（3.0m-0.45m）=
24、1.73 KN/m合计 5.31KN/m（7）女儿墙 0.2m7 KN/m31.1m=1.54 KN/m混凝土压顶0.1m 25 KN/m30.010m0.2m=0.50 KN/m三面粉刷 0.5 KN/m2（0.20m+1.2m2）=1.30 KN/m合计 3.34KN/m4.2 恒载作用下框架的所受荷载标准层板传荷载示意图如图4.1所图4.1 标准层板传荷载示意图 4.2.1框架梁的恒载4.2.1.1屋面板传荷载：板传至杆件的梯形荷载可等效为：1.55/3.90.397板传至杆件的三角形荷载可等效为：板传至杆件的梯形荷载可等效为：0.9 /3.90.231板传至杆件的三角形荷载可等效为：板
25、传至杆件的梯形荷载可等效为：0.925 /2.90.319板传至杆件的三角形荷载可等效为：板传至杆件的梯形荷载可等效为：0.65 /3.30.197板传至杆件的三角形荷载可等效为：板传至杆件的梯形荷载可等效为：1.45 /3.350.433板传至杆件的三角形荷载可等效为：板传至杆件的梯形荷载可等效为：1.65 /4.70.351板传至杆件的三角形荷载可等效为：板传至杆件的梯形荷载可等效为：2.1 /4.70.447板传至杆件的三角形荷载可等效为：杆件1传至梁上的荷载：（2.00 KN/m+4.78KN/m+5.65 KN/m+）1.45m=18.02KN杆件2传至梁上的荷载：（2.19 KN/
26、m+3.77KN/m+3.50 KN/m+）2.55m+27.87/2=38.06KN杆件3传至梁上的荷载：（2.00 KN/m+7.21KN/m+5.08 KN/m+）1.95m=27.87KN4.2.1.2标准层板传荷载：板传至杆件的梯形荷载可等效为：1.55/3.90.397板传至杆件的三角形荷载可等效为：板传至杆件的梯形荷载可等效为：0.9 /3.90.231板传至杆件的三角形荷载可等效为：板传至杆件的梯形荷载可等效为：0.925 /2.90.319板传至杆件的三角形荷载可等效为：板传至杆件的梯形荷载可等效为：0.65 /3.30.197板传至杆件的三角形荷载可等效为：板传至杆件的梯形
27、荷载可等效为：1.45 /3.350.433板传至杆件的三角形荷载可等效为：板传至杆件的梯形荷载可等效为：1.65 /4.70.351板传至杆件的三角形荷载可等效为：板传至杆件的梯形荷载可等效为：2.1 /4.70.447板传至杆件的三角形荷载可等效为：杆件1传至梁上的荷载：（2.00 KN/m+3.20KN/m+3.79 KN/m+）1.45m=13.04KN杆件2传至梁上的荷载：（2.19 KN/m+4.05KN/m+2.53 KN/m+）2.55m+19.95/2=32.34KN杆件3传至梁上的荷载：（2.00 KN/m+3.4KN/m+4.83 KN/m+）1.95m=19.95KN图
28、4.2 恒载作用下框架梁受力示意图组合结果：屋面框架梁图4.3 恒载作用下框架梁受力图标准层框架 图4.4 恒载作用下框架梁受力图4.2.2柱纵向集中恒荷载计算4.2.2.1 D轴柱顶层柱：板传荷载化为集中荷载为：则顶层柱荷载为：（女儿墙自重主梁自重板传荷载）标准层柱：板传荷载化为集中荷载为：则标准层柱荷载为：（外墙自重主梁自重板传荷载）基础层顶面：（外墙自重基础梁自重） 4.2.2.2 B轴柱顶层柱：板传荷载化为集中荷载为： 则顶层柱荷载为：（板传荷载+主梁自重）标准层：板传荷载化为集中荷载为：则标准层柱荷载为：（内墙自重主梁自重板传荷载）基础层顶面：（内墙自重+基础梁自重）4.2.2.3
29、A轴柱顶层柱：板传荷载化为集中荷载为：则顶层柱荷载为：（女儿墙自重主梁自重板传荷载）标准层柱：板传荷载化为集中荷载为：则标准层柱荷载为：（外墙自重主梁自重板传荷载）基础层顶面：（外墙自重基础梁自重）柱自重：3.30KN/m3.0m=9.9KN 框架在竖向恒荷载作用下的受荷总图如图4.5所示:（图中数值均为标准值）图4.5 竖向恒荷载作用下的受荷总图（说明：图中节点荷载的单位为KN，均布荷载单位为KN/m；）4.3 恒载作用下框架的内力计算4.3.1采用分层法计算恒载作用框架弯矩4.3.1.1 BA跨梁的固端弯距可按如图4.6所示求得：图4.6 BA跨梁固端弯矩求解图屋面层：均布荷载作用:标准层
30、：DB跨梁的固端弯距可按如图4.7所示求得：屋面层：集中力作用： 均布荷载作用:部分均布荷载时： 标准层最后固端弯矩：图4.7 DB跨梁固端弯矩求解图用同样的方法标准层：4.3.1.2各结点的分配系数为各杆件的相对线刚度与交汇于此结点的所有杆件的线刚度之和的比值，公式如下： （4-1）为修正分层法的误差，一般层柱的线性刚度降低0.9，相应的传递系数取1/3，底层柱的线性刚度不降低，相应的传递系数取1/2.图4.8 分层法示意图1）顶层分配系数计算如下 2）标准层分配系数计算如下 3）底层分配系数计算如下 表4.1 恒载弯距计算D轴线B轴线A轴线上柱下柱左梁右梁上柱下柱左梁右梁上柱下柱0.563
31、0.4370.2940.3820.3240.4590.541-50.1463.07-34.9834.9828.2288221.91118-8.25846-10.7304-9.10116-16.0558-18.9242-4.1292310.95559-8.02791-4.550582.3247561.804474-0.86074-1.11837-0.948572.0887162.46186430.55358-30.553664.90639-11.8488-53.057616.46232-16.46230.3610.3610.2780.2130.2760.2760.2350.2980.3510.3
32、51-33.0644.98-21.2421.2411.9346611.934669.19068-5.05662-6.55224-6.55224-5.5789-6.32952-7.45524-7.45524-2.528314.59534-3.16476-2.789450.912720.912720.70287-0.30471-0.39484-0.39484-0.336190.8312560.9790970.97909712.8473812.84738-25.694844.21401-6.94708-6.94708-30.319812.95229-6.47614-6.476140.3610.361
33、0.2780.2130.2760.2760.2350.2980.3510.351-33.0644.98-21.2421.2411.9346611.934669.19068-5.05662-6.55224-6.55224-5.5789-6.32952-7.45524-7.45524-2.528314.59534-3.16476-2.789450.912720.912720.70287-0.30471-0.39484-0.39484-0.336190.8312560.9790970.97909712.8473812.84738-25.694844.21401-6.94708-6.94708-30.
34、319812.95229-6.47614-6.476140.3610.3610.2780.2130.2760.2760.2350.2980.3510.351-33.0644.98-21.2421.2411.9346611.934669.19068-5.05662-6.55224-6.55224-5.5789-6.32952-7.45524-7.45524-2.528314.59534-3.16476-2.789450.912720.912720.70287-0.30471-0.39484-0.39484-0.336190.8312560.9790970.97909712.8473812.847
35、38-25.694844.21401-6.94708-6.94708-30.319812.95229-6.47614-6.476140.3610.3610.2780.2130.2760.2760.2350.2980.3510.351-33.0644.98-21.2421.2411.9346611.934669.19068-5.05662-6.55224-6.55224-5.5789-6.32952-7.45524-7.45524-2.528314.59534-3.16476-2.789450.912720.912720.70287-0.30471-0.39484-0.39484-0.33619
36、0.8312560.9790970.97909712.8473812.84738-25.694844.21401-6.94708-6.94708-30.319812.95229-6.47614-6.476140.3610.3610.2780.2130.2760.2760.2350.2980.3510.351-33.0644.98-21.2421.2411.9346611.934669.19068-5.05662-6.55224-6.55224-5.5789-6.32952-7.45524-7.45524-2.528314.59534-3.16476-2.789450.912720.912720.7
