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1、摘 要本毕业设计题目是结构设计。该商住楼占地面积大约是1129.8平方米，总面积为3743.68平方米，建筑长度为62米，宽度为17.9米，共五层，建筑高度为15.9米。本建筑采用钢筋混凝土全现浇框架结构体系。基础采用柱下独立基础。本设计内容包括手算和电算两部分。其中手算部分计算书的主要内容为设计总说明、构造尺寸的初步确定、荷载计算、楼梯的荷载、内力及配筋计算等。由于此框架属于三级框架，所以没有进行节点抗震设计，但是在梁柱截面设计时要采用“强柱弱梁”原则。施工图纸共九张，包括（1）基础平面布置图；（2）典型基础详图；（3）柱配筋平面图（三层和底层）；（4）梁配筋图（三层和底层）；（5）板配筋图
2、（四层和二层）；（6）第二层楼梯详图。钢筋混凝土结构的电算部分主要包括以下几个步骤。首先用PMCAD进行结构布置、荷载输入和选取设计参数。然后，用SAT-8进行框架结构的空间结构分析，得出构件内力图和配筋简图、结构周期、结构位移、地震荷载信息等。据此，选择梁和柱的数据，得出梁和柱的平法施工图。接着，绘制板配筋图。最后，进行板式楼梯和柱下独立基础的设计。在设计过程中，楼梯和基础部分采用手算和电算两种方式，因此可以进行计算的校核，分析原因，及时发现设计错误。关键词：毕业设计，截面设计，内力计算，板式楼梯，柱下独立基础AbstractThe theme of this graduation desi
3、gn is structure design of a residence and commercial building named Rongxinyuan B zuo. This building covers an area of about 1129.8 square meters. The total building area is about 3743.68 square meters , and the length of it is about 62 meters. The width of it is about 17.9 meters , the total height
4、 is about 15.9 meter, and this building has five stories. The type of foundation is benched and detached foundation.The content of this design includes two aspects of handworker counting and automated counting by computer. The handworker counting consists of the general description of the design 、co
5、nstruction size of the initial identification 、loads calculations、staircases load calculation、 internal force calculation and steel calculation and so on . Because this frame belongs to third class frame ,I have not count intersection of point but this design obeys the order of “strong column and we
6、ak beam” .The construction drawing amounts to nine, includes: (1) layout map of foundations (2) typical steel map of foundations; (3) steel map of column (the third floor and top floor); (4) steel map of beam (the third floor and top floor); (5) steel map of floor (the fourth floor and the second fl
7、oor) ; (6) layout & steel map of the second floor ,s stair . In the reinforced concrete frame design, the process of automated counting by computer includes following steps. At first, make a model of the building by PMCAD, and input load and parameters. Second, through the analysis of the space fram
8、e of the reinforced concrete frame with SAT-8, get the information of section of frame components, periods of the frame, displacement of the frame, and the information of dynamic force. Next get drawing about beams and columns. At the same time, draws steel map of floor. Finally , carry on the desig
9、ns of the prefabricated stairs and benched and detached foundation.I use two kind of ways included handworker counting and automated counting by computer in the course of designing stair and foundation. So I can check the result data and find the mistake or difference between them in time,then find
10、out the cause.Key words：Graduation design, section design, internal force calculation, Prefabricated stairs, Benched and detached foundation目 录第1章 设计总说明11.1 工程概况11.2 设计依据和参数11.3 建筑做法11.3.1 屋面做法11.3.2 楼面做法21.3.3 墙面做法21.4 材料信息31.5 使用规范31.6 使用软件31.7 设计内容3第2章 上部结构设计42.1 结构布置42.2 结构平面描述52.3 构件尺寸的确定52.3.1
11、 确定板截面尺寸62.3.2 确定框架梁截面尺寸62.3.3 确定框架柱截面尺寸82.4 荷载计算92.4.1 活载标准值102.4.2 恒载标准值102.5 上部结构电算182.5.1 使用软件概述182.5.2 结构电算过程192.5.3 结构输入输出信息212.5.4 PKPM 相关参数说明60第3章 楼梯设计693.1 楼梯选型693.2 楼梯信息693.3 楼梯设计713.3.1 梯段板TB-1板计算713.3.2 梯段板TB-2板计算743.3.3 平台板计算743.3.4 平台梁TL-2计算75第4章 基础设计794.1 基础设计信息794.2 基础选型794.3 基础内力配筋计
12、算（电算）794.3.1 柱下独立基础设计参数选择794.3.2 基础附加荷载计算804.4 基础内力配筋计算（手算）814.4.1 基底尺寸814.4.2 基底压力和偏心距验算814.4.3 计算基底净反力824.4.4 基础底板厚度824.4.5 配筋计算83结 论85致谢87参考文献88第1章 设计总说明1.1 工程概况蓉欣苑B座为一商住综合楼。该房屋为五层钢筋混凝土框架结构体系，框架梁、板、柱均为现浇。建筑面积约为3743.68平方米，宽度为17.9米，长度为62米，底层高3.9米，其余各层高为3米，室内外高差0.3米。无地下室。1.2 设计依据和参数1. 结构类型：层，全现浇钢筋混凝
13、土框架结构。2. 抗震设防烈度：七度。（场地土为类，设计地震分组为第一组）。3. 场地土工程地质条件：结构位于对结构抗震有利的密实均匀中硬土上，地基为砂质黏土，地基承载力取180kN/m2，基础埋深取2.5m。地基主要受力范围内无软土层及液化土层。4. 结构安全等级：二级。5. 设计使用年限：五十年。6. 结构重要性分类：丙类。7. 结构抗震等级：三级。（高度小于30米、抗震烈度为7度的一般跨度结构）8. 基本风压：0.30 k N/m29. 基本雪压：0.10 k N/m210. 环境类别：二类a（基础），一类（上部结构）1.3 建筑做法1.3.1 屋面做法1.3.1.1 卷材屋面(不上人)
14、1. 撒绿豆砂2. 二毡三油3. 刷冷底子油一道 4. 20厚1:2.5水泥砂浆找平层 5. 保温兼找坡层(水泥膨胀蛭石，最薄处35mm) 6. 刷冷底子油二道7. 25厚1:3水泥砂浆找平层 8. 结构层（100厚） 1.3.1.2 卷材屋面(上人)1. 12厚1:2水泥砂浆粘结10厚缸砖面层,块间留缝10,1:1水泥砂浆勾缝.2. 20厚1:3水泥砂浆结合层 3. 二毡三油上撒绿豆砂4. 刷冷底子油一道 5. 25厚1:2.5水泥砂浆找平层 6. 保温兼找坡层(水泥膨胀蛭石, 最薄处35mm) 7. 刷冷底子油二道8. 25厚1:3水泥砂浆找平层 9. 结构层 1.3.2 楼面做法1.3.
15、2.1 水磨石楼面(0.8KN/m2)1. 15厚1:2水泥石粒水磨石面层表面草酸处理后打蜡上光2. 水泥浆结合层一道3. 25厚1:2.5水泥砂浆找平层4. 水泥浆结合层一道5. 结构层1.3.2.2 地砖楼面(0.71KN/m2)1. 10厚地砖面层配色水泥降擦缝2. 25厚1:2.5干硬性水泥砂浆结合层,上撒12厚干水泥并洒清水适量3. 水泥浆结合层一道4. 结构层1.3.3 墙面做法200mm厚页岩空心砖（空心大于40%）+双面抹灰，其中外墙面采用瓷砖墙面。1.4 材料信息柱、梁、板所用混凝土皆为C30；基础混凝土为C25；梁、柱的主筋和吊筋均为HRB335, 箍筋均为HPB235；板
16、及基础配筋皆为HPB 235。1.5 使用规范GB 50009-2001 GB 50010-2002 GB 50007-2002 GB 50011-2001 1.6 使用软件建研院结构设计软件PKPM系列。在整个电算过程中，用到了其中的结构平面计算机辅助设计软件PMCAD、结构空间有限元分析设计软件SAT8、基础工程计算机辅助设计软件JCCAD、楼梯计算机辅助设计软件LTCAD。1.7 设计内容1. 上部结构设计（电算）。2. 楼梯设计（电算+手算）。3. 基础设计（电算手算）第2章 上部结构设计2.1 结构布置柱网布置主要考虑以下几个因素：1. 建筑的使用功能2. 经济适用3. 建筑的美观要
17、求柱网布置见下图。图2-1 底层柱网平面布置图 图2-2 二层柱网平面布置图 图2-3 三层柱网平面布置图图2-4 四层柱网平面布置图图2-5 五层柱网平面布置图2.2 结构平面描述 该结构总的来说比较规则，无异型梁柱，均由规则的矩形组成。除了底层的屋顶花园之外，结构沿短轴方向对称。结构比较狭长，长宽比较大。由于是商住综合楼，考虑到其使用功能以及建筑美观的需要，梁、柱较多，且平面布置较复杂。特别是二层以上，要将较大的空间隔成许多小房间，以供不同的用途，因此填充墙较多，承受墙重的次梁相对较多，应注意次梁的合理布置。除了阳台之外，其它地方均无悬挑梁。底层外围为屋顶花园，由于板的跨度较大，在纵横方向
18、均布置了次梁。五层只有中间一个单元，因此四层平面左右两边均为屋面，基本上没有布置次梁。2.3 构件尺寸的确定2.3.1 确定板截面尺寸初选板厚考虑以下几方面1：1. 满足施工要求的最小厚度 本综合楼为民用建筑，需预埋管道，取最小板厚h=100mm。2. 按工程经验选择楼板厚度(1) 屋盖：梁间距2.0m时，h6080mm；(2) 楼盖：梁间距2.0m时，h80100mm；(3) 整块楼板：梁间距3.34.0m左右时，h100120mm；(4) 阳台及雨蓬：悬臂长1.22.0m时，根部h=120200mm。3. 按挠度控制最小板厚h。综上，确定板厚为h=100mm，对于部分跨度较大的板，板厚取为
19、120mm。2.3.2 确定框架梁截面尺寸2.3.2.1 确定框架梁截面尺寸的原则1. 按建筑抗震设计规范（GB50011_2001）4，梁的截面尺寸，应符合下列标准：(1) 截面宽度不宜小于200mm；(2) 截面高宽比不宜大于4；(3) 净跨与截面高度的比值不宜小于4。2. 考虑建筑的相关要求(1) 同一轴线上相邻梁的跨度相差不大时，为满足建筑美观的要求，梁高宜相同，尤其是外墙面上的梁。(2) 当梁距门窗顶面的距离较小时，宜将梁做至门窗顶面，不必再做过梁。3. 相关经验(1) 主梁：；(2) 次梁：；式中，为梁的计算跨度。当梁的负载面积较大或荷载较大时，宜取上限值。梁截面宽度可取梁高的1/
20、31/2。2.3.2.2 框架梁截面尺寸的确定由以上原则确定梁的截面尺寸：1. 主梁高度：(1) 底层屋顶花园，横向轴线1-F上，有四根跨度为8100mm 的主梁， (2-1)，取；(2) 当主梁跨度为7400mm时， ，取；(3) 当主梁跨度为4900mm6300mm时， ，截面高度统一取为 (4) 横向轴线1-A上，最大跨度5.7m，最小跨度1.8m，考虑到施工和建筑美观，截面高度统一取为；(5) 当主梁跨度为3900mm和4900mm时，取；2. 次梁高度：(1) 当次梁跨度为4900mm和6000mm时， (2-2) ，取；(2) 次梁跨度为4200mm以下时， ，取。3. 阳台挑梁高
21、度：结构中阳台挑梁挑出1.5m，截面高度宜取。4. 梁宽： 考虑到大部分梁高在600mm以下， (2-3) ； 且考虑到墙宽为200mm，梁宽统一取为200mm（但是有个别梁由于PKPM计算后剪扭超限以及配筋有问题，梁宽调整为250mm，具体见梁配筋施工图）。2.3.3 确定框架柱截面尺寸2.3.3.1 根据最小截面尺寸确定根据构造要求，框架柱截面高度hc不宜小于400mm，柱截面宽度bc不宜小于350mm，且1.5。2.3.3.2 根据抗剪要求确定柱净高Hc与柱截面长边hc之比不宜小于4。2.3.3.3 根据轴压比要求确定依据柱承受的最大竖向荷载设计值用轴压比确定2 (2-4)柱组合的轴压力
22、设计值； 其中，考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数，边柱取1.3，不等跨内柱取1.25，等跨内柱取1.2；A按简支状态计算的柱的负载面积；G折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，可根据实际荷载计算，也可近似取1216 kN/m2，本次计算取为13 kN/m2；n验算截面以上楼层层数；混凝土的轴心抗压强度，C30混凝土为14.3 MPa；柱所需截面面积；0.70.9框架柱轴压比限制，本设计为三级框架，取0.9。所以： 考虑到本结构只有五层，且顶层只有一个单元，因此柱的轴压力较小，首先取底层负载面积最大的中柱估算其截面面积：柱号Z10C ： 柱号Z12C ： （备注：柱编号含义两下标分别表示两条轴
23、线，例如，Z10C表示位于轴线10和轴线C交点处的柱。）本来选用400mm400mm的柱子即可，但考虑到柱截面要变化一次，因此底层和二层的中柱和角柱截面取为450mm450mm，边柱截面取为400mm500mm，三层以上中柱、边柱和角柱截面统一取为400mm400mm，另外支撑底层屋顶花园的柱子轴压力很小，截面取为350mm350mm即可。2.4 荷载计算因PKPM程序可以计算结构中梁和柱的自重，所以只需计算活载标准值和结构中楼面、屋面、填充墙等其他恒载标准值。2.4.1 活载标准值根据建筑结构荷载规范（GB500092001）5查得：不上人屋面： 0.5 kN/m2上人屋面： 2.0 kN/
24、m2楼面（商业用房 ） 3.5 kN/m2楼面（住宅 ） 2.0 kN/m2 楼梯（住宅） 2.0 kN/m2 消防疏散楼梯 3.5 kN/m2厨房（一般的） 2.0 kN/m2卫生间（商业用房） 2.5 kN/m2卫生间（住宅） 2.0 kN/m2阳台（一般情况） 2.5 kN/m2雪荷载 0.1 kN/m2备注：屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，两者中取大值，即0.5 kN/m2 。2.4.2 恒载标准值2.4.2.1 屋面和楼面荷载标准值的计算1. 卷材屋面（不上人）（100mm板厚）撒绿豆砂二毡三油刷冷底子油一道 以上三项共0.35kN/m220厚1:2.5水泥砂浆找平层 0.4kN /m
25、2保温兼找坡层(水泥膨胀蛭石，最薄处35mm) 0.8kN/m3刷冷底子油二道25厚1:3水泥砂浆找平层 0.5kN /m2结构层（100厚） 2.5kN /m2共计 4.55 kN /m22. 卷材屋面（不上人）（120mm板厚）撒绿豆砂二毡三油刷冷底子油一道 以上三项共0.35kN/m220厚1:2.5水泥砂浆找平层 0.4kN /m2保温兼找坡层(水泥膨胀蛭石，最薄处35mm) 0.8kN/m3刷冷底子油二道25厚1:3水泥砂浆找平层 0.5kN /m2结构层 3.0kN /m2共计 5.05 kN /m23. 卷材屋面（上人）（100mm板厚）12厚1:2水泥砂浆粘结10厚缸砖面层,块
26、间留缝10,1:1水泥砂浆勾缝. 0.6kN /m220厚1:3水泥砂浆结合层 0.4kN /m2二毡三油上撒绿豆砂刷冷底子油一道 0.35kN /m225厚1:2.5水泥砂浆找平层 0.5kN /m2保温兼找坡层(水泥膨胀蛭石, 最薄处35mm) 0.8kN/m3刷冷底子油二道25厚1:3水泥砂浆找平层 0.5kN /m2结构层 2.5kN /m2共计 5.65kN /m24. 卷材屋面（上人）（120mm板厚）12厚1:2水泥砂浆粘结10厚缸砖面层,块间留缝10,1:1水泥砂浆勾缝. 0.6kN /m220厚1:3水泥砂浆结合层 0.4kN /m2二毡三油上撒绿豆砂刷冷底子油一道 0.35
27、kN /m225厚1:2.5水泥砂浆找平层 0.5kN /m2保温兼找坡层(水泥膨胀蛭石, 最薄处35mm) 0.8kN/m3刷冷底子油二道25厚1:3水泥砂浆找平层 0.5kN /m2结构层 3.0kN /m2共计 6.15kN /m25. 水磨石楼面 0.8 kN/m2结构层（100mm板厚） 2.5kN/m2吊顶和粉底 0.5 kN/m2共计 3.8kN/m26. 地砖楼面 0.71 kN/m2结构层（100mm板厚） 2.5 kN/m2吊顶和粉底 0.5 kN/m2共计 3.71kN/m27. 地砖楼面 0.71 kN/m2结构层（120mm板厚） 3.0 kN/m2吊顶和粉底 0.5
28、 kN/m2共计 4.21kN/m22.4.2.2 填充墙、门窗、阳台护拦荷载标准值1. 塑钢门窗 0.35kN /m22. 200mm厚页岩空心砖（空心大于40%）+双面抹灰 3.5kN/m23. 200mm厚页岩空心砖（空心大于40%）+外墙面贴瓷砖+内墙面抹灰 3.66kN/m24. 阳台护拦 1.25kN/m25. 梁间荷载计算梁间荷载计算公式： (2-5)墙高（m），等于层高减去梁高；墙单位面积的重量（kN/m2）；门的面积（m2）；门窗单位面积的重量（kN/m2）；窗户的面积（m2）；梁的跨度（m）。墙类型：A200mm厚页岩空心砖（空心大于40%）+双面抹灰200mmB200mm
29、厚页岩空心砖（空心大于40%）+外墙面贴瓷砖+内墙面抹灰C阳台护拦当梁上只有墙而没有门窗时，梁的跨度对对梁间荷载的计算没有影响，故不列出。女儿墙以及护拦的高度与梁高无关，因此女儿墙和护拦的梁高不列出。梁间荷载计算见表21。表21 梁间荷载计算梁高（m)墙类型及墙高(m)门尺寸BH (m)窗户尺寸BH (m)梁跨度(m)梁间均布荷载 (kN/m)0.45B2.550.91.55.18.500.45B2.551.21.52.77.130.45B2.551.21.55.78.290.35A2.651.51.52.86.740.35A2.651.52.02.75.780.35A2.650.82.01.
30、86.480.50A2.50(0.8+0.9)2.05.16.650.35A2.650.92.00.61.53.97.090.35A2.650.91.52.67.980.35A2.652.12.04.26.130.35A2.650.92.03.07.39女儿墙B1.405.120.50B2.509.150.50A2.508.75护拦C1.101.380.35B2.659.700.50B2.500.91.56.08.410.50A2.500.61.56.38.300.50A2.50(0.8+0.9)2.04.96.560.65A2.350.92.07.47.460.35A2.650.82.02.
31、57.260.35A2.650.82.02.47.182.4.2.3 梁柱粉刷荷载计算在PKPM中，输入梁、柱的粉刷荷载，工作量较大且易出错。将混凝土容重设为26 kN/m3后可不再计算和输入梁柱粉刷荷载。2.4.2.4 楼梯间荷载1. 住宅楼梯荷载计算住宅楼梯的类型及尺寸共有2种，荷载相差不大。(1) 计算信息：楼梯板计算跨度： L1 = 2360 mm楼梯高度： H = 1500 mm梯段板厚： t = 120 mm平台板厚： t = 100 mm踏步数： n = 9阶平台梁：200mm350mm预制水磨石面层：c1=50mm梯段板板底抹灰厚度：c2 = 20.0 mm踏步宽：e=270m
32、m踏步高：d=166.67mm 预制水磨石容重：r125 kN/m3混凝土容重：r225 kN/m3抹灰容重r317 kN/m可变荷载：qk = 2.00kN/m2栏杆荷载（投影到水平面）：= 0.20kN/m2(2) 计算过程： 梯段板部分荷载计算踏步板的倾角：栏杆自重：预制水磨石面层（厚50mm）： (2-6) =0.0525(0.27+0.166.67)/0.272.02 kN/m2踏步和斜板自重（板厚120mm）： (2-7)kN/m2踏步斜板底抹灰自重（抹灰厚20mm）： (2-8) kN/m2 (2-9)+5.61+0.4=8.23 kN/m2活荷载标准值： kN/m2平台板部分荷
33、载计算：预制水磨石面层（厚50mm）：=0.05251.25 kN/m2平台板自重（板厚100mm）： 0.1252.5kN/m2平台板板底抹灰自重(抹灰厚20mm）：0.0217=0.34 kN/m2 (2-10)1.252.50.34=4.09 kN/m2活荷载标准值： kN/m2 平台梁部分荷载计算（含抹灰）：0.2（0.350.1）252（0.350.1）0.02171.42kN/m短柱部分荷载计算（含抹灰）：250.20.31.3517kN 梯段板作用在楼面梁上的均布恒载：8.232.3629.71 kN/m 梯段板作用在楼面梁上的均布活载：22.3622.36 kN/m 支撑平台梁
34、L2的构造柱传给框架梁的荷载：恒载：9.711.354.091.351.2421.421.352.2620.71 kN活载：2.361.3521.351.2424.86 kN 支撑平台梁L1的构造柱传给框架梁的荷载：恒载：4.091.351.4421.421.352.267.60 kN活载：21.351.2421.67 kN2. 商场楼梯荷载计算(1)计算信息： 楼梯板计算跨度：第二跑 L1 =2720mm楼梯高度：第一跑： H 1= 1500 mm；第二跑： H 2= 2400mm梯板厚：第一跑： t = 120 mm；第二跑：t = 120 mm平台板板板厚： t = 100 mm踏步数：
35、 第一跑n = 10阶；第二跑n = 16阶平台梁：200mm350mm预制水磨石面层：c1=50mm梯段板板底抹灰厚度：c2 = 20.0 mm踏步宽：e=280mm踏步高：d=150mm可变荷载：qk =3.5kN/m2预制水磨石容重：r125 kN/m3混凝土容重：r225 kN/m3抹灰容重r317 kN/ m3栏杆荷载（投影到水平面）：= 0.20kN/m2(2)计算过程：踏步板的倾角：栏杆自重：0.13 kN/m ，折算到单位面积为；预制水磨石面层（厚50mm）：由公式（26）得= 0.0525(0.28+0.5)/0.281.92 kN/m2踏步和斜板自重（板厚120mm）：由公式（27）得 kN/m2踏步斜板板底抹灰自重（抹灰厚20mm）：由公式（28）得 kN/m2由公式（29）得0.21.925.280.39=7.79 kN/m2活荷载标准值： kN/m2作用在楼面梁上的均布荷载：恒载：7.792.72210.59 kN/m 活载：3.52.7224.76 kN/m2.5 上部结构电算2.5.1 使用软件概述本次设计在整体结构电算时采用的是PKPM系列软件(单机版)。在整个电算过程中，用到了其中的结构平面计算机辅助设计软件PMCAD、结构空间有限元分析设计软件SAT8、基础工程计算机辅助设计软件JCCAD、楼梯计算机辅助设计软件LTCAD。
