兰州某高校宿舍楼设计.doc

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1、本科毕业设计设计题目 兰州某高校宿舍楼设计(方案一) (中框架轴线框架设计) 学 院 工 学 院 专 业 07 级 土 木 工 程 毕业届别 2011届 姓 名 万 生 春 指导教师 刘 丽 霞 职 称 副 教 授 甘肃农业大学教务处制二一一年六月目 录第一篇1设计任务书1设计任务书2第二篇4工程概况及规划布局4第一章 工程概况5第二章 规划布局6第三篇7中英文摘要7第四篇10建筑设计10第一章 建筑设计11第五篇14结构设计14第一章 楼盖设计计算15第二章 楼梯结构设计计算21第三章 框架结构计算27第四章 内力组合601 结构抗震等级602 内力组合原则603 横梁内力组合604 框架柱

2、内力组合60第五章 配筋计算72第六章 基础设计88参考文献94致谢95第一篇设计任务书设计任务书一、 设计课题： 兰州某高校学生宿舍楼设计（建筑、楼盖、楼梯及框架轴线计算）二、 设计任务、要求根据所提供的建筑要求，通过调查及搜集有关技术资料确定平面设计，正确选择结构方案完成指定建筑，结构设计并提出规定的设计文件。通过毕业设计使学生初步掌握建筑设计，结构设计的一般原则，步骤和方法，能综合运用学过的知识，培养综合分析问题，解决问题的能力，以及相应的设计技巧，同时还将培养设计工作中实事求是，严格，准确的科技态度和工作作风。三、 设计依据：1.建筑物位于兰州市内某高校（东经1035320北纬 360

3、331）2.使用要求：建筑等级为乙类建筑，总建筑面积约为左右，为7层建筑，入住学生数约为人左右。3.地震设防烈度：度，强震区设计基本加速度值为（第二组），特征周期为，场地类别为类建筑场地。4.耐火等级为二级5.地基承载力为（素土层，卵石层）6.自然气候条件：1）基本分压：年一遇基本风压2）基本雪荷载：年一遇基本雪荷载四、建筑设计部分：1. 中英文摘要。2. 设计总说明（位于设计计算书前）。3. 平面图：底层平面图，标准层平面图，屋顶平面图。4. 正立面图，背立面图，侧立面图。5. 剖面图（楼梯剖面图）。五、结构设计部分：要求学生通过毕业设计，初步掌握对有防震设防要求的多高层类型房屋的结构选型，

4、结构布置，结构计算全过程，从而使学生对有防震设防要求的多高层结构具有一定的设计能力。1. 设计计算部分：（1） 荷载及重力荷载代表组集（2） 在地震荷载作用下弹性层间整体位移验算（3） 在竖向荷载作用下的框架各杆件的内力（M、N、V）（4） 在地震荷载作用下框架的各杆件内力（M、N、V）（5） 内力组合（6） 各杆件及现浇楼板的截面设计和配筋计算。2图纸部分框架梁，柱，楼板尺寸及配筋图。3设计文件要求（1） 要求计算书步骤明确，书写清楚，插图完整清晰。（2） 要求图纸内容表达正确，尺寸齐全，线条分明，全面整洁，字体端正。指 导 老 师： 系负责人签字： 学院负责人签字： 第二篇工程概况及规划布

5、局第一章 工程概况1.该建筑物位于兰州市某高校内（东经1035230北纬 36520）2.自然气候条件： 1）基本风压：年一遇风压2）基本雪荷载：50年一遇雪荷载 3）气温：夏季通风，室外空气计算温度39度，冬季采暖，室外空气计算温度-23度。室内计算温度：卫生间、楼梯间、大厅为16度，其他均为18度。 4）降水量：日最大降雨量为75.0 mm，时最大降雨量为27mm。3. 地震设防列度：八度第二组，场地为II类，设计基本加速度值。4. 耐火等级：II级5. 工程环境分类：水准面以上室内为一类，室外为二类B级；水准面以下为五类，砼须满足耐久性要求，6. 地质概况：1）素填土层除西南缺头外，分布

6、全场地。灰黑土，粉土，砂土，粒土，卵石等。土质不均匀，松散至稍密，稍湿。厚度零点，平均厚度一点三三米，层面高至。 2）卵石层灰黑色至深色，上部为稍密状，下部为中密、密实状。分选性差，磨圆性好，多呈圆形、次圆形。一般粒径，最大大于。该层承载力特征值；桩端极限阻力7.设计要求年限为五十年。8.最大冻土深度是。9.水文地质：以区域水文地质资料，工程地质内未发现地下水，埋深三十至四十米之间。10.腐蚀性评价：场地环境类别为III类。场地对混泥土无腐蚀性，对砼中钢筋有弱腐蚀性。11.该地区属于温暖地区那年最冷月平均气温6，最热月平均气温28第二章 规划布局一选型：寝室计划为四人间，须放两张双层床，上层为

7、床铺，下层为学习书桌；两个双人柜；所以寝室长度拟订为，分上下铺。宽度由一张床的宽度，一张书桌加走道宽度构成，定为。按双层床的高度以及人体的平均身高，层高定为；。该建筑须与原建筑相协调，占地面积。建筑物所在地在建造同样建筑面积的条件下砖材比水泥的总造价高。由于该宿舍楼的建设地点处于八度地震设防区第一组，其构型应满足抗震性能好、自重轻、强度大的防震要求。确定该建筑物选用钢筋混凝土框架结构；同时为了使楼盖在其平面内的刚度足够大，以使水平地震力能够通过楼盖平面进行分配和传递，选用现浇式楼板。二结构布置： 为了使结构平面的质量中心和刚度中心相重合或尽可能靠近，以减小结构的扭转反应，结构布置选用规则的矩形

8、布局；并且使框架和墙双向设置，柱中线与墙中线、梁中线在同一平面内，以增强结构的整体性。八度地震设防区框架结构的房屋高宽比不宜大于三，所以层数定为七层，走廊宽；小于三。总长度为。防震缝的设置：此建筑的总长度没有达到设防震缝的要求，故无须设缝。第三篇中英文摘要某大学学生宿舍楼设计（中框架-轴线框架设计）万 生 春（甘肃农业大学工学院07级土木工程，甘肃、兰州730070）摘要：该学生宿舍楼结构设计主体为钢筋混泥土框架结构。受力构件主要为受弯构件与受压构件：对受弯构件计算了剪力与弯矩，以弯矩为主计算受拉钢筋的截面积，按钢筋截面选配符合钢筋混泥土设计规范GB50010-2002中的经济配筋率的钢筋；对

9、受压构件，按偏心受压柱短柱小偏心的受压状态计算了相应的钢筋面积，并把该面积与经济配筋率下的钢筋面积做比较，筛选出合理的配筋。计算过程为：通过拟定的截面尺寸与建筑设计确定的形体材料，在计算自重荷载的基础上，组合活荷载，用弯矩二次分配法计算了重力荷载下框架的内力。然后再考虑地震荷载作用水平方向的效应；按度一组的加速度用能量法或经验计算公式计算出结构基本周期的近似值，再用底部剪力法计算出作用在结构各楼层上的水平地震力，再以截面和用料为基准计算的框架刚度为分配系数用值法计算出各个柱上的剪力，又用反弯点法计算出柱的弯矩和各梁的弯矩，在用强柱弱梁、强剪弱弯原则对地震作用效应调整，得出所有内力。在竖向重力荷

10、载与地震水平荷载下，再综合考虑雪荷载、活载，进行最不利荷载组合，求出最不利组合下的内力。最后按该内力进行配筋计算。关键词： 框架结构 弯矩二次分配法 底部剪力法Designing on students apartmentAbstract：The structural design principal part of the students apartment is the structure of reinforced concrete. The main resistance members are bent member and pressing member, and then to

11、 calculate the shear and torsion of the bent member, the main task is to put the torque as the first place to calculate, and the according to the reinforcing sections to choose the GB50010-2002 reinforcing bars which are fit for the “design conformity of reinforced concrete” The pressing member can

12、be calculate the area with economical reinforcing bars; to choose the reasonable reinforcing bars. The process of calculation is though design of sections and building plans to choose fit able material ,the thing of love loads are based on the calculation of self-weight loads, the frame inner power

13、is calculated through the allocate torque twice method, then to considerate the reflection of earthquake loads .the energy moth or experience formulas can calculate the basic structural circle approximation and then to use the bottom shear method to calculate the lateral loads on every floor and the

14、 shear on every column before to get all inner power the others are to calculate every column and roof torque then to regulate the seismic reflection through the principal the condition of gravity loads and lateral loads, considering the wind loads and snow loads deal with the most adverse aggregate

15、 and then to gain the inner power under the most adverse aggregate, the last is to calculate according to the inner power.Key words: frame structure allocate torque twice method bottom shear method第四篇建筑设计第一章 建筑设计一：工程概况本工程为兰州某高校学生公寓楼，位于兰州市区。设计主体为七层，总建筑面积为，建筑基底面积为，建筑总高度为，室内外高差为，采用钢筋混凝土框架结构。设计使用年限为50年，

16、抗震设防烈度为八度。本工程图纸设计中标高以米为单位，其他以毫米为单位。二：设计依据现行的有关建筑设计规范及规定；该高校设计委托书，以及与此相关的文件，条令等。三：平面设计建筑平面是建筑在水平方向房间各部分之间的组合关系。本设计中考虑房间的使用要求、合理性要求、经济要求、美观等各方面的要求，结合建筑物框架结构的特点，精心布置设计，确定各部分的尺寸。1.交通联系部分的设计根据交通联系部分需满足简洁明快、联系方便、人流通畅、紧急疏散、采光和通风较好的要求，布置交通联系部分。本设计为宿舍楼，为满足人流疏散的要求，走廊采用内廊式，宽度为，楼的两侧都设楼梯，底部两侧设门。为满足楼梯的采光，在楼梯平台的外纵

17、墙上设窗。楼梯为垂直交通联系部分，需布置均匀，导向明确，显明易找，满足人流的紧急疏散。本设计建筑物两端均设楼梯，一部设在门厅正对面，一部在另一侧，其尺寸宽度、踏步及其它尺寸见详图。2.卫生间的平面设计卫生间在满足设备布置及人体活动要求的前提下，力求布置紧凑，节约面积而且采光和通风要求较好。本设计为公共性的建筑，但是由于人数密度较小，在建筑的中间设两间卫生间，且共用一间盥洗室。满足使用要求。3.各使用功能房间的设计根据建筑物的使用功能，对各宿舍具体进行设计布置，具体尺寸见各层平面图。四：立面设计建筑立面设计是满足房屋的使用要求和技术经济条件的前提下，运用建筑物造型和立面构图的一些规律，结合平面的

18、布置，剖面的内部组合条件及其它条件进行设计布置。本设计中，外立面采用大面积的铝合金窗进行整体的布置，使建筑物外形美观，结构紧凑。外墙采用白色和蓝色涂面，给人以洁净的感觉。局部的个性化设计使建筑物的整体更加完美。五：建筑物的构造设计1.墙体工程本设计中外围护墙采用厚的加气混凝土砌块，用的混合沙浆；内墙采用厚的加气混凝土砌块，用的混合沙浆；卫生间墙采用厚的多孔砖，用的水泥沙浆。外围护墙采用保温层做法。2.屋面做法本工程的屋面防水等级为三级，防水合理使用年限为10年，设防要求为一道防水设防。屋面的排水组织见屋面的排水平面图。外排雨水斗，雨水管采用PVC雨水管，雨水管的公称直径为，屋面的落水管一侧设水

19、簸箕。3.门窗工程门窗立面均表示洞口尺寸；门窗加工尺寸按装修厚度又承包商调整。外门窗居墙中，内门窗除图中另有注明外，双向开门立撑居墙中，宿舍平开门力撑与开启方向墙面平。建筑外门窗的抗风压性能、气密性、水密性、保养性、防声性能等参照建筑门窗抗风压性能技术检测方法4：建筑设施设备工程工程洁具成品割断由建设单位与设计单位上定，灯具等影响美观的器具需经建设单位与设计单位确定样品方可加工、安装。5.节能设计节能设计50%节能考虑。屋面采用厚容重不小于的宽带板保温层，分两层错缝铺贴；传热系数，外墙采用加气混凝土砖，喷厚型胶粉，聚苯颗粒保温，过热系数。外墙采用铝合金单筐中空玻璃窗，楼梯间密封均采暖，走廊均采

20、暖，底层地面下铺厚水泥炉渣。6.消防设计建筑一般形式消防环路，宽度及净空高度满足消防通道要求。安全疏散设两部疏散楼梯间，均通往顶层，其宽度、疏散距离均满足建筑设计防水规范7.采用规范、标准、图集如下：民用建筑设计通例GB50352-2005建筑设计防水规范GB50016-2006民用建筑节能标准：建筑采暖部分DGB-20-9宿舍建筑设计规范第五篇结构设计第一章 楼盖设计计算一、结构布置及尺寸选择：楼的类型为 ( ; 故宿舍楼板和走廊均按双向板计算。板厚： ,取楼板厚主梁截面： 梁宽 高走廊：梁高, 梁宽二、板的设计：1设计资料1） 楼面可变活荷载标准值为：组合值系数2） 楼面层：宿舍及走廊从上

21、至下依次为厚瓷面砖，厚水泥砂浆，厚结构层，厚石灰砂浆顶层抹灰。3） 材料：砼为，钢筋：梁受力筋为级，其它为级。2宿舍楼板的设计：（按弹性理论计算）1）荷载计算： 厚瓷面砖 ： 厚水泥砂浆： 厚钢筋砼板： 厚石灰砂浆： 恒载标准值： 恒载设计值： 活载标准值： 活载设计值： 荷载总设计值： 双向板肋梁楼盖结构平面布置图见图1-1：图1-1 双向板肋梁楼盖结构平面布置图板的计算宽度取。2）荷载分组在求各区格板跨内正弯矩时，按恒载满布及活载棋盘式布置计算，取荷载： 在作用下，各内支座均可视作固定，某些区格板跨内最大正弯矩不在板的中心点处；在的作用下，各区格板内四边均可视为简支，跨内最大正弯矩则在板的

22、中心点处，计算时，可近似取二者之和作为跨内最大正弯矩值。在求各中间支座最大弯矩时，按恒载及活荷载均满布各区格板计算，取荷载： 2）计算跨度中间跨（轴线间距离）；边跨 各区格板的计算跨度列于表3-1。进行内力计算，计算简图及计算结果见表3-1所示。其中表示泊松比；、表示板短跨方向的跨内正弯矩及支座负弯矩；、表示板长跨方向的跨内正弯矩及支座负弯矩。公式有： =+0.2 =+0.2 表3-1 计算跨度及弯矩计算（）区格AB3.463.65.865.86 3.465.86=0.593.65.86=0.61计算简图跨内 4.6224.1591.1940.8894.8614.3372.1181.721支座

23、计算简图-8.956-7.113-6.352-5.014续表3-1 计算跨度及弯矩计算（）区格CD2.12.13.463.6计算简图跨内1.4151.4130.3020.3031.4761.4730.5860.585支座计算简图-2.420-2.394-1.706-1.706由表3-1可见，板间部分支座弯矩是不平衡的，实际应用时，可近似取相邻两区格板支座的最大值，即：AB支座： BB支座： AC支座： DD支座：BD支座：CD支座： 4.配筋计算截面有效高度：跨中截面短跨方向取，长跨方向取；支座截面有效高度取。各跨中，支座弯矩都已求得。为了便于计算，近似取内力臂系数，则按算出相应钢筋截面面积，

24、截面配筋计算结果及实际配筋见表3-2所示。 表3-2 双向板配筋计算截 面() () (2)选配钢筋实配面积(2)跨中A区格x方向4.861803058160314y方向2.118701526180157B区格x方向4.337802728180279y方向1.721701246200141C区格x方向1.47680936250113y方向0.58670426250113D区格x方向1.17880746250113y方向0.46870346250113支座AB-8.9568056010140561AC-6.352803988120419 BB-7.1138044610170462BD-5.014

25、803158150335CD-1.706801076160177DD-1.365808662501135.板的配筋图详见结构施工图第二章 楼梯结构设计计算一、标准层楼梯计算布置图见图2-1： 本楼梯按板式楼梯设计1.楼梯梯段板的设计梯段的水平投影净长为：水平投影计算跨度为：l0=ln+b=3.0+0.2=3.2(m)楼梯斜板的倾斜角的余弦值： 图2-1 标准层楼梯 斜板的厚度： = 取 a.荷载计算：厚水泥砂浆找平层 三角形踏步 厚钢筋混凝土结构层 厚石灰砂浆抹灰 面层： 结构层： 底层： 总计：恒载设计值： 活载设计值： 总荷载设计值：b.内力计算：斜板的内力一般只需计算跨中最大弯矩即可，考

26、虑到斜板两端均与梁整体连接对板有约束作用，取跨中最大弯矩。跨中弯矩：c.配筋计算：梯段板的有效截面厚度 选用受力钢筋，另外每个踏步配一根 的分布钢筋。2平台板的计算：取平台板厚80mm，取1m宽板带计算。a.荷载计算（取板宽计算）厚水泥砂浆面层： 厚钢筋混凝土结构层：厚石灰砂浆抹灰： 恒载标准值： 恒载设计值： 活载设计值： 总荷载设计值: b.内力计算： 板计算跨度 跨中弯矩 平台板有效高度 ：c.配筋计算：选配a.荷载计算（取板宽计算）厚水泥砂浆面层： 厚钢筋混凝土结构层：厚石灰砂浆抹灰： 恒载标准值： 恒载设计值： 活载设计值： 总荷载设计值: b.内力计算： 板计算跨度 跨中弯矩 平台

27、板有效高度 ：c.配筋计算：选配3、平台梁TL-1的设计： 选定平台梁的截面尺寸为：a.荷载计算：梯段板传来：平台板传来：平台梁自重：平台梁粉刷重：总荷载设计值： b.内力计算： 计算跨度：l0=1.05ln=1.05(3.0-0.24)=2.89mln+=3.06+0.24=3.3 故取l0=2.89m平台梁跨中正截面最大弯矩：平台梁支座处最大剪力：c.配筋计算： 平台梁按倒L形计算，故属于第一类T形截面梁。 选配314 可以按构造选配箍筋，箍筋选用。第三章 框架结构计算一结构说明：1） 工程概况：平面尺寸为，7层每层层高为3.3，室内外高差为0.45，走廊宽度为2.1，设计使用年限为50年

28、。2） 基本风压：50年一遇基本风压3） 基本风雪：50年一遇基本雪荷载0.204）地震设防烈度为8度设计基本加速度为，（第一组）特征周期为0.4，场地类别为类。二建筑材料选用说明：混凝土：17层梁为C25.柱为C30.钢筋： 表示HPB235级钢筋 表示HRB335级钢筋墙体：墙体均为加气混凝土块，外墙370厚，内墙240厚，容重。窗：铝合金单窗密闭中中空玻璃窗，门：木门， 铝合金玻璃门，。三、 框架设计 计算内容为轴线框架设计：框架结构截面抗震设计的一般原则“强柱弱梁，强剪弱弯，强节点，强锚固”。（一）梁柱截面尺寸确定：宿舍：梁截面高度取， 取即走廊兰州地震烈度为8度，且此建筑物总高度为，

29、则抗震等级为二级，则柱子的轴压比 .柱子的负载面积单位面积上重力荷载代表值则柱子截面面积 取柱子截面尺寸为。（二）水平作用的内力计算：1.确定计算简图及计算高度：（见图3-1-1）计算高度： 2.水平荷载作用下内力简化计算：（1）.计算框架刚度及柱D值。 表3-1-1为梁柱线刚度及D值计算表，其中混凝土弹性模量，计算梁线刚度时考虑现浇楼板的影响，边框梁的惯性距取,中框梁取.(为矩形截面梁的界面惯性矩)。图3-1-1表3-1-1 梁柱线刚度及柱D值计算表项目柱梁底层柱二七层边跨梁中跨梁边柱内柱边柱内柱截面尺寸惯性距柱高（跨度）365036503300330060002100线刚度相对线刚度0.9

30、050.9051.01.00.4760.4040.90.91.11.1数量28282828408212497728360792415660905940776452（2）.荷载计算：1）屋面： 面层：厚水泥砂浆 防水层（刚性）：厚细石混凝土防水 防水层（柔性）：三毡四油铺小石子 找平层：厚水泥砂浆 找坡层：厚水泥灰焦渣砂15浆 保温层：厚砂渣水泥 结构层：厚现浇钢筋混凝土板 抹灰层：厚石灰砂浆 合计： 2）各层走廊及标准层楼面： 面层： 水磨石面层 水泥砂浆打底 结构层：厚现浇钢筋混凝土板 抹灰层：厚石灰砂浆 合计： 3）活荷载计算： .由荷载规范查得：不上人屋面 楼面: 走廊： .雪荷载： .

31、屋顶雪荷载标准值： .楼面活荷载标准值：4).重力荷载代表值的计算： .各物件的重力值： .各楼层的重力代表值的计算：（见图3-1-2）图312 重力荷载分布图(3).自振周期计算按顶点位移法计算，取基本周期调整系数。计算公式为，式中为顶点位移（以m为单位），按D值法计算，见表3-1-2. 表3-1-2 横向框架顶点位移计算层数77242.687242.687764520.0093280.32908968087.8515330.537764520.0197440.31976158087.85 23418.387764520.0301610.30001748087.8531506.2377645

32、20.0405770.26985638087.8539954.087764520.0514570.17782228087.8547681.937764520.0614100.126365111163.6258845.559059400.0649550.064955（4）.横向地震水平作用计算：该工程所在地区抗震设防烈度为8度，场地类别为类，设计地震分组为第二组，故查得：特征周期 ， 采用底部剪力法计算。 由于，故考虑顶点附加地震作用。查表得 结构底部剪力： 表3-1-3 层间剪力计算层次73.323.457242.68169840.80.2239051263.2971263.29763.320

33、.158087.85162970.20.2161661219.6322482.92953.316.858087.85 136280.30.1796611013.6673496.59643.313.558087.85109590.40.144475815.1444311.7433.310.258087.8582900.50.109289626.6214938.36123.36.958087.8556210.60.074104418.1035356.46413.653.6511163.6240747.20.053718303.0835659.547758540（5）.变形验算：（见表3-1-4）表

34、3-1-4 变形验算层次层间剪力层间刚度层高层间相对弹性转角备注71263.297764520.0016273.3层间相对弹性转角均满足的要求62482.927764520.0031973.353496.597764520.0045033.344311.747764520.0055533.334938.367764520.0063603.325356.467764520.0068993.315659.549659400.0058593.653.地震作用下框架内力分析： （1）.计算各柱所分配的剪力按刚度分配表3-1-5 框架、柱轴的剪力层次柱数层间侧移刚度层间剪力728776452931412

35、63.29715.1562877645293142482.92929.7852877645293143496.59641.9442877645293144311.74051.7232877645293144938.36159.2422877645293145356.46464.26128965940145795659.54785.42表3-1-6 框架、柱轴的剪力层次柱数层间侧移刚度层间剪力728776452148451263.29724.12628776452148452482.92947.56528776452148453496.59367.11428776452148454311.740

36、82.94328776452148454938.36194.96228776452148455356.464103.49128965940177765659.547101.46（2）.计算各柱的弯矩按D值法计算反弯点高度， 柱端弯矩 上端 下端 见表3-1-7，3-1-8.表3-1-7 轴轴框架柱反弯点位置及弯矩层号反弯点高度73.30.200000.6640.0010.0063.30.350001.15564.0245.1653.30.40001.3283.0457.4643.30.400001.32102.4168.2733.30.450001.485107.5287.9723.30.500001.65106.19106.0313.650.740002.70151.14230.15表3-1-8 轴轴框架柱反弯点位置及弯矩层号