土木工程毕业设计（论文）唐山市宜家宾馆设计计算书.doc

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1、 摘 要该工程位于某地区，地震设防烈度为8度。本工程采用框架结构。该楼为四层，层高3.3米，总高14.1米，总建筑面积为2799.36平方米。该设计包括三部分：建筑设计、结构设计和施工设计。其中，建筑设计主要是建筑物的平、立、剖面设计；结构设计有结构构件的布置及构件尺寸的初定，统计荷载，内力计算（横向水平地震作用下内力计算采用D值法，竖向荷载作用下内力计算采用弯矩二次分配法），内力组合，配筋设计，楼梯设计，楼板设计，基础设计等；施工设计主要有施工组织设计说明书，施工进度计划安排，施工平面布置和主要分部工程施工方案设计。设计过程中，计算部分使用手算，绘图部分使用CAD、以及PKPM2005绘图软

2、件。设计成果有设计说明书一份，建筑结构施工图纸共21张。该办公楼采用双向对称布置的内廊式框架结构形式，使用安全。关键词：框架结构，建筑设计，结构设计，施工设计Abstract This engineering lies in the region .The seismic fortification intensity is 8. The type of that structure is frame structure. That building has four stories, 3.3 meters of the story height; the total story height

3、 is 14.1 meters. The construction area of building is 2799.36square meters. The design procedure consists of three steps: The building design, the structure design and construction design. Among them, the building design is mainly to design and draw plan, elevation and section; The structure design

4、contain to design the location of the structure member, and a size of which of beginning settle, statistics the load, measure the internal forces(For example, it adopts D value method with the horizontal frame is subjected to the level earthquake function; It adopts the method of the bending moment

5、distributed two times which is subjected to the vertical load.), combine the internal forces, design the steel reinforcement, design the stairs, design the floor slabs, design the foundation etc.The construction design mainly has the design that the manual of the construction organization, arrange t

6、he progress plan of the construction, arrange the plan of the construction, and design the construction project, which is the main cent of the engineering. Design in the process, the calculation of hand is used in the part of computer, the painting software of CAD、Tarch7.0 and pkpm2005 are used in t

7、he part of the papers painting. The result of the design contains one of the design manual, and paper of diagram has 22. This building is gathering to the function of official and accommodation. It is beautiful and generous. And now it adopts the type of frame structure, and the member of the struct

8、ure is arranged summarily. That will provide one with a feeling of usage and security. Key Words：Frame structure, building design, structure design, and construction design目录摘 要IABSTRACTII第一章 绪 论- 1 -第二章 建筑设计- 2 -2.1工程概况- 2 -2.2建筑平面设计- 2 -2.3建筑剖面设计- 2 -2.4建筑立面设计- 3 -第三章 结构设计说明- 3 -3.1工程概况：- 4 -3.2 初

9、选构件尺寸:- 5 -3.2.1构件截面尺寸:- 5 -3.3荷载统计- 6 -3.3.1屋面及楼面的永久荷载标准值- 6 -3.3.2梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算- 7 -3.3.3楼面恒活载统计- 9 -3.4 水平荷载下内力计算- 10 -3.5横向框架内力和位移计算- 11 -3.5.1水平地震作用及楼层地震剪力的计算：- 12 -3.5.2多遇水平地震作用下的位移验算：- 14 -3.6.竖向荷载作用下框架的内力计算- 17 -3.6.1横向框架内力计算- 17 -3.7用弯矩分配法计算框架弯矩- 21 -3.7.1固端弯矩计算- 21 -3.7.2分配系数计算- 21 -3.7.

10、3传递系数 - 21 -3.8 梁端剪力及柱轴力计算- 25 -3.8.1恒载作用下：- 25 -3.8.2活载作用下：- 25 -3.9 内力组合- 26 -3.9.1框架梁内力组合- 26 -3.9.2框架柱内力组合- 30 -3.10截面设计- 33 -3.10.1梁正截面强度设计- 33 -3.10.2 柱截面设计- 36 -3.10.3框架梁柱节点核芯区截面抗震验算：- 40 -3.11楼板设计- 41 -3.11.1.荷载计算：- 41 -3.11.2内力计算：- 42 -3.11.3.截面强度计算- 44 -3.12平行双跑楼梯设计- 46 -3.12.1踏步板计算- 46 -3

11、.12.2平台板计算- 46 -3.12.3平台梁计算- 47 -3.13基础设计- 47 -3.13.1、初选设计参数- 48 -3.13.2确定基底面积和基底反力- 49 -3.13.3抗冲切验算- 50 -3.13.4地基净反力计算：- 51 -第四章 施工组织设计- 53 -4.1工程概况- 53 -4.1.1工程特点- 53 -4.2施工部署- 60 -4.2.1施工方案- 60 -4.2.2施工顺序- 60 -4.3施工进度计划表- 61 -4.4施工总平面图布置- 61 -4.5施工准备工作- 61 -4.5.1现场准备- 61 -4.5.2技术准备- 61 -4.5.3 施工用

12、水、生活用水- 61 -4.5.4施工用电- 62 -4.5.6施工机械- 62 -4.5.7劳动力组织- 62 -4.6主要施工方法- 63 -4.6.1土方工程- 63 -4.6.2基础工程- 64 -4.6.3钢筋工程- 65 -4.6.4混凝土工程- 67 -4.6.5模板工程- 68 -4.6.6砌筑工程- 69 -4.6.7屋面工程- 69 -4.6.8装饰工程- 70 -4.6.9脚手架工程- 70 -4.7质量安全措施- 71 -4.7.1质量措施- 71 -4.7.2安全措施- 71 -结 论-73- 参考文献- 74 -谢辞- 75 -第一章 绪 论根据设计材料提供场地的地

13、质条件及所在地区的抗震烈度，确定出拟建筑物的抗震等级二级。建筑物的设计过程包括建筑设计和结构设计部分。建筑设计部分：综合了几个方案的优点，考虑可影响建筑的各种因素，采用了既能满足现代化教学的多方面要求，又较经济、实用、美观的方案。结构设计部分：分别从结构的体系选择、各构件的尺寸、结构总体的布置、楼屋盖的结构方案及基础方案的选择等多方面进行了论述。结构计算大致分为以下几个步骤：荷载统计：荷载统计是在初选截面的基础上进行的，其计算过程是按从上到下的顺序进行的，荷载的取值按各层房间的使用功能及位置的不同，查荷载规范确定。 按建筑方案中的平、立、剖面设计 ，选定计算见图，并初选柱截面。框架变形验算：验

14、算了框架在水平地震作用下横向变形。此过程中，采用了顶点位移法计算结构的自震周期，按底部剪力法计算水平地震作用。横向框架的内力分析：分别分析了横向框架在水平地震作用方向荷载作用下的内力，用弯矩二次分配法计算梁端、柱端弯矩。内力组合：对恒载、活载及地震荷载进行组合，造出最不利内力，并以此为依据对框架梁、柱进行截面设计。板的设计： 用弹性理论进行计算。楼梯设计： 采用板式楼梯。设计成果： 平面图、立面图、剖面图、楼梯平剖面一张，楼屋盖的结构布置、配筋图、基础平剖面施工图及建筑总说明和结构总说明等。此外，本设计采用了AutoCAD软件的应用。第二章 建筑设计2.1工程概况本工程为唐山市宜家宾馆，位于唐

15、山市，框架结构，共四层，建筑面积2799.36m2，建筑物东西总长48.6m，总宽14.4m ,建筑物最大高度为14.1m。室内外高差0.45m。建筑物结构设计使用年限为50年，抗震设防烈度八度。 内装修：内墙面：抹灰刷涂料和贴地砖；地面为水泥砂浆地面、磨光花岗岩楼面及铺地转楼面。顶棚为抹灰刷涂料。屋面做法：保温层为聚苯乙烯泡沫塑料板，防水层为SBS高聚物防水卷材。2.2建筑平面设计宾馆建筑主要由单个客房构成，还包括餐厅、超市、酒吧。在整天布局设计时力求功能分区明确、布局合理、各部分联系紧密，尽量做到符合现代人们对宾馆建筑的各项人性化要求。同时也考虑设计的建筑符合节能环保要求。（1）使用部分设

16、计 客房：房间是宾馆设计的主体，占据了本设计的绝大部分的建筑面积。考虑到客人主的舒适，保证有足够的采光和较好的通风要求，故将宾馆南北朝向，门窗的布置要贯通，以便气流流动快速。（2）联系部分设计楼梯是建筑各层间的垂直联系部分，是楼层人流疏散必经通道。因此，设计时首先要满足疏散的要求，其次要有合理的通行方向，能给人们很好的方向感，空间向导明确。 走廊：连接各个房间和门厅连接环节，同时也是疏散人员的通道。过道的宽度的应符合人流畅通和建筑防火要求，本设计中走廊宽度2.4m。2.3建筑剖面设计房间剖面的设计，首先要确定室内的净高。即房间内楼地面到顶棚或其它构件底面的距离。对于客房，室内净高不得小于2.6

17、m，设空调的不可低于2.4m，走道净高不得低于2.1m,储藏室净高不得低于2m。故将此客房的层高定为3.3m,为了满足室内采光和通风，要将窗户的位置及高低合理设置，为了避免在房间的天棚出现暗角，窗户上沿到天棚的距离尽可能留的小一些。窗的下沿即窗台的高度通常为900mm。2.4建筑立面设计建筑的立面图反映的是建筑四周的外部形象。立面设计师在满足房间的使用经济条件下，运用建筑造型和里面构图的一些规律，紧密结合平面、剖面的内部空间组合面进行的。对于建筑物的立面的设计要求：能反映建筑功能要求和建筑类型的特征；要结合材料性能、结构构造和施工技术的特点；掌握建筑标准和相应的经济指标；适应基地环境和建筑规划

18、的群体布置；符合建筑造型和立面构图的一些规律，如均衡、韵律、对比、统一等；做到把适用、经济、美观三者有机地结合起来。第三章 结构设计说明3.1工程概况：本工程为唐山市宜家宾馆拟建办公楼为四层。建筑面积共2799.36 m2，建筑高度为14.1m，层高3.3m，室内外高差为450mm。工程所在地：唐山市气象条件: 全年气温差值30。主导风向：夏季：东向；冬季：北、西向；年平均降水量：620mm；最大降水量：951mm。水文、地质资料：场地地势平坦，勘察深度内未见地下水，建筑场地土类别为类 。基础持力层为粉质粘土层，地基承载力特征值为160Kpa自然条件：地震基本烈度：8度，本工程设防烈度8度。风

19、荷载（10m高处）：0.35KN/雪荷载:0.4 KN/冻土深度：唐山最大冻土深度为800mm设计使用年限：50年。 抗震设防：抗震设防烈度8度，设计承载力特征值为0.2g，设计地震第一组。工程做法:(1)屋面活荷载: 0.5KN/m2 (上人屋面) (2)楼面活荷载: 办公室2.0 KN/m2 走廊 2.5 KN/m2楼梯间 3.0 KN/m2 厕所 3.0 KN/m2(3)楼屋面及其内外装修做法:屋面: (不上人) 0.5 KN/m2楼面: 大理石楼面 0.65 KN/m2地面：大理石地面外墙: 女儿墙:250厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块 2.22 KN/m2内墙: 200厚蒸压粉煤灰加气混

20、凝土砌块(双面抹灰)1.78 KN/m2塑钢门窗: 0.40 KN/m23.2 初选构件尺寸: 采用中走廊双开间柱网，根据使用要求，梁格、柱网尺寸见图3-1。3.2.1构件截面尺寸:梁、板、柱混凝土均采用C30（1）梁截面设计:纵向框架梁: L=7200mm, h=(1/101/12)L=720480mm, 取h=600mm横向框架梁: L=6000mm, h=(1/101/12)L=600400mm， 取h=600mmL=2400mm, h=(1/101/12)L=240160mm， 取 h=500mm 图3-1 柱网的平面布置梁宽均取b=300mm板: L=3600mm, h(1/45)L

21、=80mm, 取h=120mm（2）柱截面设计:根据建筑物高度、结构类型及设防烈度,确定该框架的抗震等级为二级。粗估柱轴力:根据 (1)式中；A柱横截面面积，m2，取方形时边长为a；n验算截面以上楼层层数；F验算柱的负荷面积，可根据柱网尺寸确定，m2；fc混凝土轴心抗压强度设计值；框架柱最大轴压比限值，一级框架取0.7，二级框架取0.8，三级框架取0.9。地震及中、边柱的相关调整系数，7度中间柱取1、边柱取1.1，8度中间柱取1.1、边柱取1.2；G结构单位面积的重量(竖向荷载)，根据经验估算钢筋混凝土高层建筑约为1218kNm2。 有中柱F=7.24.2=30.24 m2 边柱F=7.23=

22、21.6 m2 按框架竖向荷载14 KN/M2,共四层 ,fc=14.3N/mm2由公式得A1=186092 mm2 A2=145006 mm2初步选截面为600mm600mm底层柱高为：h=3.3m+0.45m+0.68m=4.43m其中3.3m为底层层高，0.45m为室内外高差，0.68m为基础顶面至室外地面高度。其它层柱高等于层高。由此得框架计算简图（图3.2）3.3荷载统计3.3.1屋面及楼面的永久荷载标准值1.屋面（不上人）：30厚细石混凝土保护层 220.03=0.66 kN/4厚高聚物改性沥青卷材防水层 0.4 kN/ 20厚1：3水泥砂浆找平层 200.02=0.4 kN/50

23、厚聚苯乙烯泡沫塑料保温层 50.15=0.75 kN/120厚现浇混凝土楼板 0.1225=3 kN/合计 5.21 kN/2.2-4层楼面：大理石楼面 0.65 KN/m220厚1：4干硬性水泥砂浆 0.0220=0.4 kN/120厚现浇混凝土楼板 0.1225=3 kN/合计 4.05 kN/AB跨框架梁自重： 0.30.625=4.72 KN/mBC跨框架梁自重： 0.30.525=3.94 KN/m屋面均布活载:不上人屋面取0.5 KN/m2 雪荷载0.4 KN/m2 楼面均布活载: 办公楼一般房间2.0 KN/m2 走廊、门厅2.5 KN/m2 楼梯3.0 KN/m2 图3-2 框

24、架计算简图及质点重力荷载值3.3.2梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算荷载分层汇总:墙体为250mm厚加气混凝土空心砌块（11.8 kN/m3）,外墙面贴瓷砖（0.5 kN/），内墙面为30mm厚抹灰，则外墙单位墙面重力荷载为：0.5+11.80.25+0.0317=3.96 kN/。内墙为200mm厚加气混凝土空心砌块，两侧均为30mm厚抹灰，则内墙单位面积重力荷载为：11.80.2+0.03172=3.38kN/。木门单位面积重力荷载为0.2 kN/；铝合金窗单位面积重力荷载取0.4 kN/。1.以下是门、窗、墙的荷载统计：（1）窗荷载：第1层：C1， 20个， 21001700， 3.572

25、0=71.4 C2， 3个， 18001700， 3.063=9.18C3， 2个， 15001700， 2.552=5.1 合计：（71.4+9.18+5.1）0.4=36.51 kN第2-4层： C1， 22个， 21001700， 3.5722=78.54 C2， 3个， 18001700， 3.063=9.18 C3, 2个， 15001700， 2.552=5.1 C4， 2个， 12001700， 2.042=4.08 合计:（78.54+9.18+5.1+4.08）0.4=44.12 kN（2）门荷载：第1层：M1，1个， 24002100， 5.041=5.04M2，4个， 2

26、4002100， 5.044=20.16 M3，12个，10002100， 2.112=25.2 M4，2个， 12002400， 2.882=5.76合计：（5.04+20.16+25.2+5.76）0.2=11.47kN第2-3层：M3，22个， 10002100， 2.122=46.2合计： 46.20.2=8.74 kN第4层： M3，16个， 10002100， 2.116=33.6合计： 33.60.2=6.72 kN （3）墙体荷载第1层：外墙: 3.3（48.6+14.4） 2=398.64，398.64-91.29-8.64=298.77 ,298.773.96=1183.1

27、3 kN内墙:（616+48.62-3.62）3.3=596.64，596.64-(57.36-5.04-8.64)=552.96,552.963.38=1869 kN 合计： 3052.13 kN第2-4层：外墙: 398.64-110.31=288.33，288.333.96=1141.79 kN内墙: 596.64-43.68=552.96，552.963.38=1869kN 合计： 3010.79kN第4层2.梁柱荷载1-4层 纵梁自重 (207.2+85)(0.3 0.6) 25=828 kN 横梁自重 ( 82.4(0.30.5)+166(0.3 0.6) 25=504kN梁重合计

28、 828+504=1332kN 1-4层柱 （84）（0.60.6）3.325=950.4 kN3.3.3楼面恒活载统计1层楼面：恒载：14.448.64.05=2834.35 kN活载：活载： 楼梯 3.363.62.5=178.2 kN走廊 （2.4-0.6）（48.6-0.6）2.5=81.722.5=204.3 kN资料室 12.262.5=183 kN其它楼面 （699-71.28-81.72-73.2）2.0=554.522.0=1109.04 kN 活载合计：178.2+204.3+183+1109.04=1674.54 kN2-3层楼面：恒载：14.448.64.05=2834

29、.35 kN活载： 楼梯 3.363.62.5=178.2 kN走廊 （2.4-0.6）（46-0.6）2.5=81.722.5=204.3 kN其它楼面 （699-71.28-81.72）2.0=5462.0=1092 kN 活载合计：178.2+204.3+1092=1474.5 kN4层屋面：恒载：14.448.65.21=3646.16kN 女儿墙 0.9（46+14.4） 211.80.2=342.1 kN 恒载合计：3646.16+342.1=3983.89 kN 活载：不上人 0.51546.6 =349.5 kN雪荷载 0.41546.6 =279.6 kN活载合计：349.5

30、+279.6=629.1kN3.3.4各质点重力荷载代表值：G1 =G恒+0.5G活=2834.35+36.51+11.47+3052.13+1332+950.4+0.51674.54=9050.73 KNG2 = G3 = G恒+0.5G活 =3173.11+44.12+8.74+3010.79+1332+950.4+0.51474.5=9256.41 KNG4 =G恒+0.5G活 =3641.79+42.7+8.74+3010.79+1570.8+950.4+0.5629.1 =9300.97 KN3.4 水平荷载下内力计算梁柱线刚度计算混凝土强度等级C30，Ec =3.0107。在框架结

31、构中，现浇楼面或预制楼板，但有现浇层的楼面，可以作为梁的有效翼缘，增大梁的有效高度 ，减少框架侧移。为考虑这一有利作用，在计算梁的截面惯性距时，对现浇楼面的边框架梁取I=1.5I0(I0为梁的截面惯性距)；对中框架梁取I=2.0I表3-1横梁线刚度计算表类别层次Ec（N/mm2）bh（mm2）I0（mm4）l（mm）EcI0/l（Nmm）1.5EcI0/l（Nmm）2EcI0/l（Nmm）边横梁 1-43.01043006005.410960002.710104.0510105.41010走道梁 1-43.01043005003.1310924003.9110104.6410107.81101

32、0表3-2框架柱的线横向刚度层次hc（mm）Ec（N/mm2）bh（mmmm）Ic（mm4）EcIc/hc（Nmm）144303.01046006001.08010107.31410102-433003.01046006001.08010109.8181010取轴来计算：表3-3 横向2至4层D值的计算构件名称=D=（kN/m）A轴柱0.550.2223801B轴柱1.340.4043274C轴柱1.340.4043274D轴柱0.550.2223801D=23801 kN/m +43274kN/m +43274 kN/m +23801 kN/m =134150kN/m表3-4 横向底层D值的

33、计算构件名称=D=（kN/m）A轴柱0.740.4520125B轴柱1.810.6127280C轴柱 1.81 0.6127280D轴柱0.740.4520125D=20125 kN/m +27280 kN/m +27280 kN/m +20125 kN/m =94810 kN/m3.5横向框架内力和位移计算 横向自振周期的计算采用结构顶点的假想位移法基本自振周期（s）可按下式计算： （7.4.1） （7.4.2） （7.4.3）式中：基本周期调整系数。考虑填充墙对框架自振周期影响的折减系数，框架结构取0.60.7，该框架取0.7。 不在v神的地震力及位移，是将框架的重力荷载视为水平作用力，求

34、得的假想框架顶点位移。然后由求出，再用求出框架结构的底部剪力。进而求出框架各层剪力和结构真正的位移。每榀框架重力荷载代表值（共8榀）： G4=1162.62KN，G3=G2=1157.05KN，G1=1131.34KN横向框架顶点位移的计算过程见表3-6。 表3-6横向框架顶点位移 层次Gi(KN)VGi (KN)Di(N/mm)ui(mm)ui（mm）41162.621162.621341508.67100.4831157.052319.6713415017.2991.8121157.053476.7213415025.9274.52011131.344608.0694810 48.6048

35、.60 T1=1.70.7 =1.70.7=0.38s 3.5.1水平地震作用及楼层地震剪力的计算：本结构高度不超过40m，质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切型为主，故可用底部剪力法计算水平地震作用，即：结构等效总重力荷载代表值GeqGeq=0.85Gi=0.854608.06=3916.85KN）计算水平地震影响系数1查表得设防烈度为8度的max=0.161=（Tg/T1）0.9max=（0.35/0.38）0.90.16=0.149结构总的水平地震作用标准值FEkFEk=1Geq =0.1494608.06=686.60（KN）因1.4Tg=1.40.35=0.49sT1=0.38s

36、，所以不考虑顶部附加水平地震作用。各质点横向水平地震作用按下式计算：Fi=GiHiFEk/（GkHk） （公式3-2）地震作用下各楼层水平地震层间剪力Vi为 Vi=Fk（i=1，2，n） ：结构总水平地震作用标准值；：分别为质点i,j的计算高度 （公式3-3）计算过程如下表：表3-7各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表 层次Hi（m）Gi（KN）GiHi（KNm）GiHi/GjHjFi（KN）Vi（KN）414.381162.6216718.470.385264.34264.34311.031157.0512762.260.294201.86466.2027.731157.058943.

37、990.206141.44607.6414.431131.345011.840.11578.96686.6各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布见下图：图3-3各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布图3.5.2多遇水平地震作用下的位移验算：水平地震作用下框架结构的层间位移（u）i和顶点位移u i分别按下列公式计算：（u）i = Vi/D ij （公式3-4）u i=（u）k （公式3-5）各层的层间弹性位移角e=（u）i/hi，根据抗震规范，考虑砖填充墙抗侧力作用的框架，层间弹性位移角限值e1/550。计算过程如下表：表3-8横向水平地震作用下的位移验算 层次Vi（KN）D

38、 i（N/mm）（u）i （mm）ui（mm）hi（mm）e=（u）i /hi4264.341341501.9717.7433001/16013466.201341503.6315.6833001/9092607.641341504.7312.0533001/6971686.694810 7.327.3244301/605由此可见，最大层间弹性位移角发生在第一层，1/6051/550，满足规范要求。3.5.3水平地震作用下框架内力计算：框架柱端剪力及弯矩分别按下列公式计算：Vij=DijV i /Dij （公式3-6）M bij=Vij yh （公式3-7） M uij=Vij（1-y）h （

39、公式3-8） y=yn+y1+y2+y3 （公式3-9） 注：yn框架柱的标准反弯点高度比。 y1为上下层梁线刚度变化时反弯点高度比的修正值。 y2、y3为上下层层高变化时反弯点高度比的修正值。y框架柱的反弯点高度。表3-9各层柱端弯矩及剪力计算（边柱） 层次hi（m）Vi（KN）D ij（N/mm）边 柱Di1（N/mm）Vi1（KN）ky（m）M bi1（KNm）M ui1（KNm）43.3264.34 1341502380147.890.550.3047.4110.6233.3466.20 13415023801 84.460.550.45125.42153.2923.3607.64 1

40、3415023801110.790.550.45164.52201.0814.43686.6 94810 20125148.000.7380.70341.88146.52 表3-10各层柱端弯矩及剪力计算（中柱） 层次hi（m）Vi（KN）D ij（N/mm）中 柱Di2（N/mm）Vi2（KN）kY（m）M bi2（KNm）M ui2（KNm）43.3264.34 1341504327489.541.3450.37109.33186.1533.3466.20 13415043274157.911.3450.47244.92276.1823.3607.64 13415043274205.821.3450.50339.60339.6014.43686.6