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1、河北工程大学毕 业 设 计御邦香苑阁住宅楼院系名称: 成人教育学院 专业年级:二一一级土木工程 学 号: 学生姓名: 指导教师: 提交日期: 2013年 月 日 摘 要 本工程为御邦香苑阁住宅楼工程，采用框架结构，主体为六层，本地区抗震设防烈度为7度，近震，场地类别为II类场地。基本风压0.35KN/M2，基本雪压0.45 KN/M2。楼屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构。本设计贯彻“实用、安全、经济、美观”的设计原则。按照建筑设计规范，认真考虑影响设计的各项因素。根据结构与建筑的总体与细部的关系。本设计主要进行了结构方案中横向框架第7轴抗震设计。在确定框架布局之后，先进行了层间荷载代表值的计算,接
2、着利用顶点位移法求出自震周期，进而按底部剪力法计算水平地震荷载作用下大小，进而求出在水平荷载作用下的结构内力（弯矩、剪力、轴力）。接着计算竖向荷载（恒载及活荷载）作用下的结构内力。是找出最不利的一组或几组内力组合。 选取最安全的结果计算配筋并绘图。此外还进行了结构方案中的室内楼梯的设计。完成了平台板，梯段板，平台梁等构件的内力和配筋计算及施工图绘制。对楼板进行了配筋计算，本设计采用独立基础，对基础进行了受力和配筋计算。 整个结构在设计过程中，严格遵循相关的专业规范的要求，参考相关资料和有关最新的国家标准规范，对设计的各个环节进行综合全面的科学性考虑。总之，适用、安全、经济、使用方便是本设计的原
3、则。设计合理可行的建筑结构方案是现场施工的重要依据。关键词：框架结构，抗震设计，荷载计算，内力计算，计算配筋目 录一、设计资料及结构选型11.1设计资料11.2结构选型1二、框架计算简图及梁柱线刚度12.1确定框架计算简图32.2框架梁柱的线刚度计算3三、荷载计算43.1恒荷载计算43.2活荷载计算6四、竖向荷载下框架受荷总图6五、水平地震作用计算及内力、位移分析105.1重力荷载标准值计算105.2重力荷载代表值计算135.3等效总重力荷载代表值计算135.4横向框架侧移刚度计算13六、内力组合14七、截面设计207.1框架梁截面设计207.2 框架柱截面设计27八、基础设计428.1基础尺
4、寸及埋置深度438.2 基础高度验算458.3 配筋计算468.4 抗震设计468.5 结论47九 、楼梯计算519.1 楼梯板配筋519.2 平台板配筋529.3 平台梁配筋52十、 施工组织部分设计5610.1编制依据和原则5610.2工程概况5610.3准备工作5810.4 各分部分项工程的施工方案5910.5屋面工程施工69第十一章 主要分项工程质量控制措施7011.1施工测量质量保证措施7011.2地基与基础工程质量保证措施71参考文献75设计心得76致 谢77一、设计资料及结构选型1.1设计资料1.1.1工程名称：御邦.香苑阁住宅楼设计1.1.2工程概况：建筑高度17.4m，共6层
5、，层高2.9m，室内外高差0.3m，具体情况可见结构平面布置图及剖面图。1.1.3气象条件：全年为偏南风，夏季为西南风，基本风压W=0.35kN/m；基本雪压W=0.45kN/m，1.1.4该地区属抗震设计七度设防区，在此考虑抗震设防。1.1.5材料选用：混凝土：梁板柱均采用C25。 钢筋：采用热轧钢筋HRB400。 墙体：采用MU10正压灰沙多孔砖，容重不大于14 kNm3，两 侧均为20mm厚抹灰。除图上标注外，其余墙都为200mm。 窗： 均为铝合金窗，= 0.4kNm2 门： 木门 = 0.2 kNm2，铝合金门 = 0.4kNm21.2结构选型1.2.1结构体系选型：采用钢筋混凝土现
6、浇框架结构体系。1.2.2屋面结构：采用现浇钢筋混凝土肋形屋盖，刚柔相结合的屋面，屋面板厚120mm。1.2.3楼面结构：全部采用现浇钢筋混凝土肋形楼盖，板厚120mm。1.2.4楼梯结构：采用钢筋混凝土板式楼梯。 天沟：采用现浇天沟。二、框架计算简图及梁柱线刚度 ,b=()h且b200mm，其中横梁跨度：，纵梁。由此估算梁的截面尺寸如下：框架梁: 次梁： 图1.标准层结构布置图 柱截面尺寸的估算： ； ；由此估算柱的截面尺寸如下： 2.1确定框架计算简图 框架的计算单元如图1所示，取7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，故梁跨等于柱截面形心
7、轴轴线之间的距离。底层柱高从基础顶面算至二层楼面，基础标高根据地质条件，定为-0.9米，二层楼面标高为2.9米，故底层柱高3.8米，其余各层柱高从楼面算至上一层楼面，均为2.9米。由此可绘出框架的计算简图（见图二）。 2.2框架梁柱的线刚度计算对于中框架梁取I=2I0 令=1.0， 则， 图2.框架梁柱相对线刚度三、荷载计算3.1恒荷载计算屋面：做法：1. 50厚C20细石混凝土，内配 4双向钢筋距150粉平压光 2. 20厚1:3水泥砂浆找平层 3. 50厚挤塑保温板 4. SBS改性沥青防水层 5. 20厚1:2.5水泥砂浆找平层 6. 水泥炉渣找坡层最薄处10厚 7. 120厚现浇混凝土
8、板 8.10厚板底抹灰屋面（主体建筑部分）恒荷载 屋面（阳台部分）恒荷载楼面恒荷载瓷砖地面（包括水泥粗砂打底） 0.55 kNm2结构层 120厚现浇混凝土楼板 25 kNm30.12m = 3kNm2抹灰层 10厚混合砂浆 17 kNm30.01m=0.17 kNm2合计 3.72 kNm2阳台楼面恒荷载 1.10厚防滑地砖楼面，干水泥擦缝20kNm30.01m =0.2kNm2 2.5厚1:1水泥砂浆结合层 20kNm30.005m =0.1kNm2 防滑地砖楼面 3.30厚C20细石混凝土层 25kNm30.03m =0.75kNm2 4.聚氨酯三遍涂膜防水层 5.20厚1:3水泥砂浆找
9、平层（四周做圆弧状） 20kNm30.02m =0.4kNm2 结构层 100厚现浇混凝土楼板 25 kNm30.1m =2.5kNm2抹灰层 10厚混合砂浆 17 kNm30.01m=0.17kNm2合计 4.12kNm2梁自重主梁 bh=250mm500mm 25 kNm30.25m（0.5-0.12）m =2.38 kNm抹灰层 10厚混合砂浆 17 kNm30.25m+(0.5-0.12) m20.01m=0.17kNm合计 2.55 kNm 次梁 bh=250mm400mm 25 kNm30.25m（0.4-0.12）m = 1.75 kNm抹灰层 10厚混合砂浆 17 kNm30.
10、25 m+(0.4-0.12)m20.01m=0.14 kNm合计 1.89 kNm基础梁 bh=250mm400mm 25 kNm30.25m0.4m =2.5 kNm4方柱自重bh=400mm400mm 25 kNm30.4m0.4m =4kNm抹灰层 10厚混合砂浆 417 kNm30.4m0.01m=0.27 kNm合计 4.27 kNm5墙自重墙厚为200mm，两侧各有20厚水泥抹墙厚为100mm，两侧各有20厚水泥抹外纵墙自重（G轴） 内纵墙自重（E轴） 内纵墙自重（C轴） 外纵墙自重（A轴）外纵墙自重（阳台部分） 内横墙的自重 3.2活荷载计算根据建筑结构荷载规范GB50009-
11、2001查得:不上人屋面：0.5kNm2 楼面：2.0kNm2 阳台：2.5kNm2 楼梯： 3.5kN/m2四、竖向荷载下框架受荷总图从结构布置图中可知:阳台的板为单向板体系（）由此可知版面均布荷载传给纵向次梁和纵向框架梁。板传至梁上的梯形荷载，为简化计算采用等效原则转化为均布荷载，荷载的传递示意图见图三。荷载的等效转换：把梯形荷载化作等效均布荷载：qq=（1-22+3）q把三角形荷载化作等效均布荷载：qq1) AC轴间框架梁 a. 屋面板传荷载 恒载： 活载： b. 楼面板传荷载 恒载： 活载： 梁自重：2.55kN/mAC轴间框架梁均布荷载屋面梁:恒载=梁自重+板传荷载 =2.55kN/
12、m+19.02kN/m=21.57kN/m 活载=板传荷载 =1.5kN/m楼面梁：恒载=梁自重+墙自重+板传荷载 =2.55kN/m+3.6kN/m22.4m+11.19kN/m=22.38kN/m 活载=板传荷载 =6.01kN/m2) CE轴间框架梁 a. 屋面板传荷载 恒载： 活载： b. 楼面板传荷载 恒载： 活载： 梁自重：2.55kN/mCE轴间框架梁均布荷载屋面梁:恒载=梁自重+板传荷载 =2.55kN/m+17.41kN/m=19.96kN/m 活载=板传荷载 =1.38kN/m楼面梁：恒载=梁自重+墙自重+板传荷载 =2.55kN/m+8.64kN/m+10.25kN/m=
13、21.44kN/m 活载=板传荷载 =5.51kN/m3) EG轴间框架梁 a. 屋面板传荷载 恒载： 活载： b.楼面板传荷载 恒载： 活载： 梁自重：2.55kN/mEG轴间框架梁均布荷载屋面梁:恒载=梁自重+板传荷载 =2.55kN/m+12.25kN/m=14.8kN/m 活载=板传荷载 =0.97kN/m楼面梁：恒载=梁自重+墙自重+板传荷载 =2.55kN/m+8.64kN/m+7.21kN/m=18.4kN/m 活载=板传荷载 =3.88kN/m4) 阳台梁阳台梁均布荷载梁自重： 25kNm30.25m（0.5m-0.1m）m = 2.5kNm抹灰层 10厚混合砂浆 17 kNm
14、30.25m+(0.5-0.1) m20.01m=0.1785kNm合计 2.6785kN/m梁的均布荷载 2.6785 kNm+8.64kN/m =11.32 kN/m5) A轴柱纵向集中荷载的计算顶层柱：女儿墙自重（做法：墙高500mm，100mm的混凝土压顶）： 顶层柱恒载=女儿墙及天沟自重+梁自重+板传荷载 = 顶层柱活载=板传活载 = 标准层柱恒载=外纵墙自重+梁自重+板传荷载 = 标准层柱活载=板传活载 =基础顶面恒载=底层外纵墙自重+基础梁自重 =6) 风荷载为了简化计算，作用在外墙面上的风荷载可近似用作用在屋面和楼面梁处的等效集中荷载替代。作用在屋面梁和楼面梁节点处的集中风荷载
15、标准值： k =zsz0(hj+hi)B/2式中0 基本风压，0 = 0.35 kNm2s 风荷载体型系数，根据建筑物的体型查得s =1.3 ；z 风压高度变化系数，建设地点位于城郊，所以地面粗糙度为B类；z 风振系数，建筑高度为17.7m30m,H/B1.5,取z=1.0；hj 上层柱高，顶层为女儿墙高度的2倍；hi 下层柱高； B 迎风面宽度，B=3.9m 表1. 集中风荷载标准值离地高度Z/mzzs0 （kNm2）hi / mhj/mk / kN女儿墙顶18.31.2321.01.30.350.60.65617.71.2161.01.30.352.90.63.77614.81.1341.
16、01.30.352.92.95.83611.91.0531.01.30.352.92.95.41991.01.01.30.352.92.95.1466.11.01.01.30.352.92.95.1463.21.01.01.30.353.22.95.412五、水平地震作用计算及内力、位移分析（本结构由抗震规范知可不进行竖向地震作用的分析与计算）采用底部剪力法进行分析计算。5.1重力荷载标准值计算1) 各层梁、柱、板自重标准值各层梁、柱、板自重标准值详见表2、表3、表4。表2柱重力荷载代表值层数柱编号截面宽/mm截面高/mm净高/mgk/(kN/m) 数量Gki/kN1KZ1400400 3.6
17、84.2752817.1817.12-6KZ14004002.784.2752617.27617.27注：表中KZ1为框架柱表3板重力荷载代表值层数板面积/1-6楼地面449.3053.721671.4151868.29阳台地面28.34754.12116.792楼梯17.944.46480.084屋 面495.59256.323132.143132.14 注：表中楼梯部分板的gk按楼地面的1.2倍考虑。表4梁重力荷载标准值层数梁编号截面尺寸/mmmm净跨长/mgk/(kN/m)数量16层KL12505004.72.55223.97973.73KL22505004.22.5513139.23K
18、L32505003.62.5513119.34KL42505002.22.55422.44KL52505003.12.55431.62KL62505003.32.55433.66KL72505002.42.55424.4816层KL82505002.72.55855.08KL92505002.32.55846.92KL102505003.52.5516142.8KL112505006.42.5511179.52L12503502.11.5826.64L22503502.451.5827.74L32503500.951.5823L42503501.5751.5824.98L52504003.91
19、.89214.74L62504003.3751.89212.76L725040031.89634.02L82504002.31.89626.08L92504003.7251.89214.08L102504003.651.89212.8L112504003.3251.89212.57L122503501.351.5824.27 注：表中KL表示框架梁，L表示次梁或其他小梁。2) 各层墙（外墙）自重标准值计算1. 女儿墙重总重 2. 标准层墙自重 总重GK1=31.104kN+36.288kN+40.608kN+11.232kN+2(1.248kN 4+11.232kN+15.4105kN+13.
20、575kN+40.608kN3+16.128kN 31.104kN+18.144kN+13.536kN+16.128kN+15.264kN+18.72kN +17.28kN+11.808kN+10.08kN+9.504kN+10.656kN+18.72kN+ 9.504kN+57.717kN+75.524kN+12.582kN+22.086kN+33.3kN+ 20.736kN3+29.7kN+13.446kN2+23.814kN+15.615kN+ 7.575kN+13.728kN+26.784kN+10.368kN+24.678kN2+23.328kN +6.684kN2+31.104kN
21、3+22.464kN+4.55kN+8.5kN+27.888kN+ 28.827kN+26.784kN)=2318.99kN3. 首层墙自重 总重GK1=2318.99kN各层（各质点）自重标准值计算 首层（墙+梁+板+柱） GK1=2318.99kN+973.73kN+1868.29kN+(817.1kN+617.27kN)/2=5878.2kN 标准层（墙+梁+板+柱） GK1=2318.99kN+973.73kN+1868.29kN+617.27kN=5778.3kN 顶层（墙+梁+板+柱） GK1=（2318.99kN+293.8kN）/2+973.73kN+3132.14kN+617
22、.27kN/2=5720.9kN5.2重力荷载代表值计算 重力荷载代表值G取结构和构件自重标准值和各可变荷载组合值之和，各可变荷载组合值系数取为雪荷载：0.5，屋面活荷载：0.5，按等效均布荷载计算的楼面活载 ：0.5。1） 首层(墙+梁+板+柱) G=恒载+0.5【（楼板面积+楼梯面积）活载标准值】 G1=5878.2kN+0.5(449.305m2+28.3475m2+17.94m2)2kN/m2=6373.8kN2） 标准层(墙+梁+板+柱) G=恒载+0.5【（楼板面积+楼梯面积）活载标准值】 G1=5778.3kN+0.5(449.305m2+28.3475m2+17.94m2)2k
23、N/m2=6273.9kN3） 顶层(墙+梁+板+柱) G=恒载+0.5屋面面积活荷载 G1=5720.9kN+0.5495.5925m20.5kN/m2=5844.8kN5.3等效总重力荷载代表值计算因本设计抗震设防烈度7度，设计地震分组为第一组，场地类别为二类场地，可查得=0.08，=0。35s,结构总的重力荷载代表值=6373.8kN+6273.9kN4+5844.8kN=37314.2kN结构等效重力荷载代表值：=0.8537314.2kN=31717.07kN5.4横向框架侧移刚度计算中框架柱侧移刚度计算 一般层： 表5一般层中框架柱侧移刚度计算表柱编号根数A轴柱4.1190.673
24、2.22.92.112911C轴柱2.9830.5992.22.91.880391.3730.4072.22.91.27762E轴柱3.3050.6232.22.91.955711G轴柱1.6950.4592.22.91.439911首层：表6首层中框架柱侧移刚度计算表柱编号根数A轴柱5.40.7971.683.81.113111C轴柱3.9110.7461.683.81.041991.80.6051.683.80.84472E轴柱4.3330.7631.683.81.065511G轴柱2.2220.6451.683.80.900111六、内力组合各种荷载作用下的内力分析结果取得后，结构所有构
25、件进行内力组合，具体组合方法见内力组合表格。对于梁，左右梁端及跨中截面为最不利截面；对于柱，柱顶和柱底为最不利截面。这里取底层、顶层AC、CE跨梁，以及底层、3层和A柱、C柱进行内力组合。而且因为要考虑抗震设防，所以要考虑和非抗震内力组合后确定截面设计的内力依据。用于承载力计算的框架梁考虑地震作用效应与其他荷载效应的组合见表，由于抗震要求应考虑强剪弱弯，故梁的剪力根据框架抗震等级进行调整。用于承载力计算的框架柱考虑地震作用效应与其他荷载效应的基本组合表见表。由于抗震设计要求，柱端弯矩除考虑一般组合外，还要考虑强柱弱梁的作用，对柱段弯矩组合值之和的计算应考虑在相应梁端弯矩组合值之和的基础上做相应
26、的调整，然后再按柱端线刚度的比例分配给各柱端，得到柱弯矩的组合值。式中3.3为底层柱的净高,0.8仍为还原系数.最后为基础设计对柱底进行了内力标准值及设计值的组合,因为基底面积计算时要用到标准值组合,而基础高度的搞冲切验算及基底配筋计算用到设计值组合.所以基顶作用效应非抗震标准值组合及设计值组合表见表;基顶作用效应抗震标准值组合及设计值组合表见表。 表19用于承载力计算的框架梁由可变荷载效应控制的基本组合表 层号截面内力恒载活载风载及相应的V及相应的V及相应的M左右组合项目组合值组合项目组合值组合项目组合值WL-AC左M-65.44-2.910.19-0.081.72-1.72+1.26(+)
27、-84.46+1.26(+)-84.46V61.123.83-0.110.03-0.450.4578.7778.77中M20.561.97-0.095-0.0050.54-0.54+1.26(+)27.83右M-39.26-3.29-0.380.07-0.640.64+1.26(+)-52.54+1.26(+)-52.54V-50.67-3.97-0.110.03-0.450.45-66.51-66.51WL-CE左M-37.32-0.52-2.060.050.75-0.75+1.26(+)-48.98+1.26(+)-48.98V46.850.153.1-0.05-0.340.3460.74
28、60.74中M17.57-0.181.42-0.070.015-0.015+1.26(+)22.89右M-28.590.16-2.09-0.19-0.780.78+1.26(+)-38.16+1.26(+)-38.16V-42.970.15-3.11-0.05-0.340.34-55.97-55.97WL-EG左M-30.380.25-0.52-1.380.82-0.82+1.26(+)-39.88+1.26(+)-39.88V35.6-0.120.172.09-0.510.5146.2146.21中M11.74-0.005-0.1550.870.25-0.25+1.26(+)15.5右M-1
29、1.41-0.260.21-1.15-1.321.32+1.26(+)-17.13+1.26(+)-17.13V-26.56-0.120.17-1.98-0.510.51-35.16-35.16注：恒载、活载和风载的荷载分项系数分别为1.2、1.4、1.4；组合系数分别为0.7、0.6；内力组合值均乘以;为简化取1.2+1.4进行组合。 表20用于承载力计算的框架梁由可变荷载效应控制的基本组合表 层号截面内力恒载活载风载及相应的V及相应的V及相应的M左右组合项目组合值组合项目组合值组合项目组合值 一层KL-AC左M-59.9-10.650.83-0.224.69-24.69+1.26(+)-1
30、16.66+1.26(+)-116.66V61.2615.23-0.560.09-6.756.75101.32101.32中M23.738.65-0.640.047.14-7.14+1.26(+)48.42右M-43.92-12.68-2.110.28-10.4110.41+1.26(+)-84.46+1.26(+)-84.46V-55.11-16.02-0.560.09-6.756.75-95.53-95.53 一层KL-CE左M-40-3.75-7.710.4212.22-12.22+1.26(+)-77.84+1.26(+)-77.84V49.861.1212.36-0.38-5.245
31、.2483.4283.42中M17.92-1.236.14-0.4450.43-0.43+1.26(+)29.78右M-32.71.29-7.9-1.31-11.3611.36+1.26(+)-65.16+1.26(+)-65.16V-46.621.12-12.42-0.38-5.245.24-78.67-78.67 一层KL-EG左M-34.161.01-2.95-5.2211.95-11.95+1.26(+)-66.34+1.26(+)-66.34V42.94-0.40.931.48-7.257.2563.763.7中M15.43-0.19-13.86-3.2753.275+1.26(+)
32、27.51右M-16.12-0.510.95-4.17-18.518.5+1.26(+)-48.55+1.26(+)-48.55V-34.34-0.40.93-0.41-7.257.25-51.36-51.36注：恒载、活载和风载的荷载分项系数分别为1.2、1.4、1.4；组合系数分别为0.7、0.6；内力组合值均乘以;为简化取1.2+1.4进行组合。 表21用于承载力计算的框架梁由永久荷载效应控制的基本组合表 层号截面内力恒载活载及相应的V及相应的V及相应的M组合项目组合值组合项目组合值组合项目组合值WL-AC左M-65.44-2.910.19-0.081.35+0.7 1.4(+)-91.271.35+0.7 1.4(+)-91.27V61.123.83-0.110.0386.2986.29中M20.561.97-0.095-0.0051.35+0.71.429.69右M-39.26-3.29-0.380.071.35+0.7 1.4(+)-56.61.35+0.7 1.4(+)-56.6V-50.67-3.97-0.110.03-72.4-72.4WL-CE左M-37.32-0.52-2.060.051.35+0.7 1.4(+)-52.911.35+0.7 1.4(+)-52.91V46.850.153.1-0.0566.43
