土木工程毕业论文9.doc

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1、土木工程毕业论文 毕 业 论 文（设计） 题 目：姓 名：学 院：专 业：班 级：学 号：指导教师： 青岛盈秀小区住宅楼设计 建筑工程学院 土木工程 李刚 2012 年 6 月 1 日 青岛盈秀小区住宅楼设计土木工程专业指导教师 摘要：本次毕业设计为青岛盈秀小区住宅楼设计。设计 关键词：住宅楼；框架结构；建筑设计；结构设计 I The Design of Qingdao YingXiu Residential BuildingStudent majoring in Civil EngineeringTutor NameAbstract: Qingdao YingXiu residential

2、building was designed in the graduation project. The design includes two parts: architectural design and structural design. The residential building which is a six-story cast-in-place concrete frame structure located in Shibei district, Qingdao City where the earthquake intensity is 6 degrees, with

3、a total construction area of about 3000 square meters.Based on design data and design thinking, architectural design part is mainly to do the preliminary design of the building. In structural design, the size of each component by the layout of the framework was determined firstly, then dead load, li

4、ve load and wind load were gathered. The method which is called D values was used to calculate the internal forces of the wind load. Also the internal forces of the structure under vertical load were calculated by hierarchical method. Further the combination of internal forces to identify the most u

5、nfavorable combination of internal forces was calculated. Finally, according to calculations and accordance with the construction requirements, the construction blueprints were drawed. By design, the building not only meets the requirements, but also embodies humanity design concept.Key words: outpa

6、tient building; frame structure; architectural design; structural design II 目 录中文摘要.错误！未定义书签。Abstract.第一章 建筑设计1.1 工程设计概况.11.2 设计资料.11.3 设计思想.11.4 建筑设计说明.11.5 构造做法.2第二章 结构设计2.1 结构选型及计算简图.42.2 荷载统计.62.3 风荷载计算.112.4 竖向荷载下内力计算.172.5 内力组合.372.6 框架梁柱设计.422.7 楼板设计.512.8 楼梯设计.542.9 基础设计.57总结.61致谢.62参考文献.63毕

7、业设计图纸目录.64 第一章 建筑设计1.1 工程概况本工程为青岛盈秀小区住宅楼设计，工程位于青岛市市北区，建筑面积约3500 平方米。采用现浇混凝土框架结构，室内设计标高0.000，室内外高差为0.45米。1.2 设计资料1、地质条件：（1）杂填土，厚1.0m。（2）砾层，厚3.0m ，承载力特征值300kPa。（3）地下水：最高水位地表下12m，属于类场地，设计地震分组为为第一组，地震为6 度（0.05g）设防。2、自然气候条件：（1）基本风压0.60kN/m2。（2）基本雪压为0.20kN/m2。（3）全年主导风向：东南风。（4）气温：最热月平均28，最冷月平均温度-5，夏季极端最高温度

8、32，冬季极端最 低温度-8，相对湿度73%。1.3 设计思想住宅楼是人们居住的地方，住宅楼格局对人们住宿是否方便、舒适有着莫大的关联。因此，合理的空间布局、人性化的设计是设计住宅楼的重要理念。1.4 建筑设计说明1.4.1 平面设计充分了解把握青岛地区建筑建设习惯及气候、地理位置特点,以便设计出功能实用、结构合理的住宅楼。考虑到主体建筑的平面布置和结构形式，应为今后发展、改造和灵活分隔创造条件。本工程设计为长方形，长约46.2米，宽约10.8米。为满足住宅楼交通和疏散要求，每个单元楼设置两个出入口和两部楼梯，楼梯均为双跑，分散布置1。客厅、餐厅和卧室宽敞明亮，为人们的活动、饮食和睡眠提供了舒

9、适的环境，另外厨房设置在了北阳台，既宽敞又不占餐厅的空间，该设计做到了人性化设计2。1.4.2 立面设计1 该住宅楼立面上的设计讲究淡雅简便的同时又与大自然融合，突出了人与自然的和谐。本建筑屋面排水采取有组织排水，材料找坡，按2%排水坡度把屋面降水有组织地排到天沟，设落水管3。由于本建筑采用的是框架结构，墙体只起围护作用，不承担荷载，所以立面上门窗的设置具有很大的灵活性，不仅开启方式灵活，而且具有面积较大的特点，因此设计采用大面积的窗户设计，既满足了住宅楼设计对光线的要求，又满足了经济要求。外墙主要采用白色与淡黄色饰面砖装饰，给人以清新淡雅的感觉。1.4.3 剖面设计确定房间的剖面形状和比例关

10、系，确定房屋的层数和各部分的标高，研究竖向空间的处理，将平面、立面和剖面密切结合。为了防止室外雨水流入室 2 第二章 结构设计2.1 结构选型及计算简图2.1.1 上部结构方案本工程为青岛盈秀小区住宅楼设计，一共6层，一层层高为3.45m，其余层层高为3.0m。采用现浇楼板，现浇框架承重体系。荷载由板传到次梁，由次梁传给主梁，再由主梁将荷载传到柱上，最后传到基础上。2.1.2 下部结构方案一般的基础体系有柱下独立基础、筏形基础、箱型基础、桩基础等。根据本设计的地质情况和设计的等级要求，该工程采用钢筋混凝土柱下独立基础4。柱网布置如2-1图所示：图2-1 柱网布置图2.1.3 梁板柱截面尺寸1、

11、梁8（1）框架梁横梁截面尺寸l0=6.0m，h=(1/151/10)l0=240mm360mm，取h=400mm。b=(1/31/2)h=167mm250mm，取b=250mm。（2）框架结构纵梁l0=3.9m，h=(1/151/10) l0=400mm600mm，取h=600mm。l0=4.5m，h=(1/151/10) l0=300mm450mm，取h=400mm。b=(1/31/2)h=133mm200mm，取b=200mm。2、柱柱截面尺寸可根据公式c=N/bhfc和AcN/(Nfc)确定。地震为6度（0.05g）设防。 3 查表可知该框架的抗震等级为四级，其轴压比限值mN=15。选一

12、榀框架上的中柱进行计算，由所选取的计算单元可知中柱的负荷面积分别为3.95.4m2，由公式得柱截面面积为： NV（12-14）= 负荷面积 V N=（1.1-1.2） N=1.23.95.4146=2122.85kN由AcN/(Nfc)估取中柱尺寸为h=b=500mm，则2122.851000/(14.3500500)=0.591 本设计所有主要边柱和中柱截面尺寸取h=b=500mm。3、板各层楼盖采用现浇钢筋混凝土梁板结构，板跨L=3900mm，故板厚取100mm。2.1.4 计算简图结构计算简图如下图所示，室内外高差为450mm，根据地质资料确定基础顶面距室外地面为500mm，求得底层计算

13、高度为0.5+0.45+3.5=3.45m。左边跨梁：ib=2Ec(1/12) 0.250.5 /6=8.810-4Ecm3右边跨梁：ib=2Ec(1/12) 0.250.5 /4.8=1.0910-3Ecm3上部各层柱：ic=Ec(1/12) 0.50.5 /3.0=1.7410-3Ecm3底层柱：ic=Ec(1/12) 0.50.5 /3.45=1.3210-3Ecm3取标准柱 ic=1.0，则其余各杆的相对线刚度如图2-2： 图2-2 梁柱线刚度 4 2.2 荷载统计2.2.1恒荷载计算（1）屋面920mm厚1:3水泥砂浆 170.02=0.34kN/m2油毡防水层（改性沥青防水卷材）四

14、层作法一毡二油上铺小石子防水 0.30kN/m22%找坡，憎水珍珠岩找坡层 4（0.1+2%10.8/2）=0.83kN/m2100mm厚钢筋混凝土板 250.10=2.50kN/m215mm厚纸筋石灰抹底 0.01516=0.24kN/m2合计： 4.21kN/m2（2）楼面10mm厚水磨石面层 280.01=0.28kN/m220mm厚水泥砂浆找平层 200.02=0.40kN/m2100mm厚钢筋混凝土板 250.10=2.50kN/m215mm厚纸筋石灰抹底 0.01516=0.24kN/m2合计： 3.42kN/m2（4）梁自重主梁：bh250mm500mm梁自重： 0.250.52

15、5=3.13kN/m抹灰层：20mm厚水泥砂浆两侧粉刷 0.01（0.500.10）202=0.32kN/m合计： 3.45 kN/m次梁：bh200mm400mm梁自重： 0.2(0.4-0.1)25=1.5kN/m抹灰层：20mm厚水泥砂浆 两侧粉刷 0.02（0.400.10）202=0.25kN/m合计： 1.74 kN/m（5）柱自重bh600mm600mm5 柱自重： 250.50.5=6.25kN/m抹灰层： 20mm厚水泥砂浆： 0.020.5204=0.8kN/m合计： 7.05kN/m（6）外纵墙自重标准层：墙体自重 0.25 （3-0.5-1.5）9.6=2.4kN塑钢窗

16、自重 0.351.5=0.53kN 墙体粉刷 0.02（3-0.5-1.5）220=0.8kN合计： 17.173kN底层：墙体自重 （3.95-0.5-1.5-0.5）0.259.6=3.48kN20厚水泥砂浆粉刷 20（3.-1.5）20.02=1.2kN合计： 4.68kN（7） 6（3.00.5）0.25=3.75kN/m20厚水泥粉刷墙面 （3.00.50）0.02220=1kN/m合计： 4.75kN/m（8）女儿墙自重女儿墙自重: 0.240.819=3.65kN/m混凝土压顶 0.30.125=0.75kN/m女儿墙粉刷： 0.020.9220 =0.72kN/m合计： 5.1

17、2kN/m2.2.2 活荷载标准值由荷载规范查得：活荷载：住宅楼楼面2.0 kN/m2，走廊2.0 kN/m2，楼梯2.0 kN/m2，不上人屋面0.5kN/m2。 6 图2-3 板面荷载分配图1、作用在顶层主梁线荷载标准值：（1）顶层：g6AB1=g6CD1=3.45 kN/mg6BC1= 3.45 kN/mg6AB2=g6CD2=3.423.9=13.34 kN/mg6BC2=3.422.1=7.18 kN/m（2）作用在中间层框架梁上的线荷载：gAB1=gCD1=(3.45+4.75)=8.2 kN/mgBC1=3.45 kN/mgAB2=gCD2=3.423.9=13.34 kN/mg

18、BC2=3.422.1=7.18 kN/m屋面框架节点集中荷载标准值边柱连系梁自重： 0.250.53.925=12.19 kN粉 刷： 0.02（0.5-0.1）23.920=1.25 kN 0.9米高女儿墙自重： 0.93.90.2419=16.01 kN粉 刷 ： 0.93.90.02220=2.81 kN 连系梁传来的屋面荷载 0.53.90.53.93.45=13.12 kN 顶层边节点集中荷载 G6A=G6D=45.38 kN 中柱连系梁自重： 0.250.53.925=12.19 kN7 粉 刷： 0.02（0.5-0.1）23.920=1.25 kN连系梁自重： 0.5（3.9

19、+3.9-2.1）1.053.45=10.32 kN顶层中节点集中荷载 G6B=G6C=23.76 kN楼面框架节点集中荷载标准值边柱连系梁自重 12.19kN粉刷 1.25kN钢窗自重 0.352.71.5=1.42kN窗下墙体自重 0.250.9（3.9-0.252）9.6=7.34kN粉刷 20.020.93.420=2.45kN窗边墙体自重 （3.9-0.5-2.7)（3-0.9-0.5）0.259.6=2.69kN粉刷 0.72（3-1.4）0.0220=0.9kN窗上墙体自重 （3.9-0.5)0.10.259.6=0.82kN粉刷 0.12（3.9-0.5）0.0220=0.27

20、kN框架柱自重 0.50.5325=18.75kN粉刷 （0.53-0.252）0.02320=1.2kN 连系梁传来楼面自重 0.53.90.53.93.42=13kN中间层边节点集中荷载 GA=GD=62.28kN中柱连系梁自重 12.19kN粉刷 1.25kN 3.4（3-0.4）0.29.6=16.97kN粉刷 3.4（3-0.4）20.0220=7.07kN 框架柱自重 18.75kN粉刷 1.2kN连系梁传来楼面自重 0.5（3.9+3.9-2.1）1.053.42=10.23 kN 0.53.91.953.42=13 kN中间层中节点集中荷载 GB=GC=80.66kN恒荷载作用

21、下的结构计算简图如图2-4 8 图2-4 恒荷载作用下结构计算简图2、楼面活荷载计算楼面活荷载作用下的结构计算简图如下图所示，图中各荷载值计算如下： p6AB=p6CD=0.53.9=1.95kNp6BC=0.52.1=1.05kNP6A=P6D=0.53.90.53.90.5=1.9kNP6B=P6C=0.5（3.9+3.9-2.1）1.050.5+0.53.90.53.90.50.5=4.9kN pAB=pCD=23.9=7.8kNpBC=22.1=4.2kNPA=PD=0.53.90.53.92=7.61kNPB=PC=0.53.90.53.92+0.5(3.9+3.9-2.1)1.05

22、=10.6kN 9图2-5 楼面活载作用下结构计算简图2.3 风荷载计算2.3.1 风荷载标准值计算为简化计算，将计算单元 (2-1) wk=bzmsmzw式中：w0基本风压0.6kN/m2ms风荷载体型系数，本工程H/B=2.314,取ms=1.3mZ风压高度变化系数bZ风振系数，当房屋高度小于30米时取1.0集中风荷载 P=w (2-2) kAA一榀框架各层节点的受风面积，A=hi下层柱高hj上层柱高，对于顶层为女儿墙高度的2倍B计算单元迎风面宽度 10 hi+hj2B 图2-6 风荷载作用下结构计算简图表2-1 风荷载标准值计算2.3.2 风荷载作用下的 ac=（0.5+0.83）/(2

23、+0.83)=0.47 右边柱：K右=i2/ic=0.51/0.76=0.67 ac=(0.5+0.67)/(2+0.67)=0.44 中柱：K中=i1+i2/ic =(0.63+0.51)/0.76=1.5 ac=(0.5+1.5)/(2+1.5)=0.57 一般层左边柱：K左=i1+i3/ic=（0.63+0.63)/0.76=1.66 ac=1.66/(2+1.66)=0.45 右边柱：K右=i2+i4/ic=(0.51+0.51)/0.76=1.34 ac=1.34/(2+1.34)=0.40 中柱：K中=(0.63+0.51)2/(0.762)=1.5 （i1+i2+i3+i4）（/

24、ic2） ac=(0.5+1.5)/(2+1.5)=0.57 11 一般层：D中=ac12ic/h2=0.7125.21104/32=4.87104 kN/m 底层： D中=ac12ic/h2=0.57123.96104/3.952=1.74104 kN/m 一般层：D左=ac12ic/h2=0.45125.21104/32=3.13104 kN/m D右=ac12ic/h2=0.40125.21104/32=2.78104 kN/m 底层： D左=ac12ic/h2=0.47123.96104/3.952=1.43104 kN/m D右=ac12ic/h2=0.44123.96104/3.9

25、52=1.34104 kN/m 剪力：V中6=VijD中/D=11.544.87104/(10.78104)=5.21kN V中1=VijD中/D=70.311.74104/(4.51104)=27.13kNV左边6=VijD左边/D=11.543.13104/(10.78104)=3.35kN V左边1=VijD左边/D=70.311.43104/(4.51104)=22.29kNV右边6=VijD右边/D=11.542.78104/(10.78104)=2.98kN V右边1=VijD右边/D=70.311.34104/(4.51104)=20.89kN表2-2 风荷载作用下的 M bij

26、=Vijyh （2-3）12 Muij=Vij（1-y）h （2-4）y=yn+y1+y2+y3 （2-5） 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比。 底层A、B、D柱的反弯点高度为： 查表得 y1=0 y2=0 y3=0同理可算出各层的反弯点高度，各层的反弯点高度详见弯矩计算表2-3。表2-3 A、B、C柱弯矩计算表13 图2-7 风荷载弯矩图 14 上图为左侧来风时的弯矩图，当右侧来风时，弯矩与左侧来风时大小相等，方向相反。 框架柱杆端弯矩、梁端弯矩的计算如下： 图2-8

27、 计算简图M MC上=Vi(1-y)h （2-6） =ViC下yh （2-7）中柱： Mb1 j= Mb2 j 边柱： Mbj总ib1(Mc j+1+Mc j) （2-8）ib2+ib1ib= 2 (Mc j+1+Mc j) （2-9） ib2+ib1=MCj+1下+M+MCj上（2-11）剪力和轴力按下式计算： Vb=1/L（M Nb=(V1b1brb） （2-12）-Vrb) （2-13）表2-5 风荷载作用下梁端剪力计算 15 图2-9 风载剪力轴力2.4 竖向荷载下内力计算竖向荷载作用下的内力计算采用分层法6。分层法的基本假定：(1) 梁上荷载仅在该梁上及与其相连的上下柱上产生内力，在

28、其他层梁及柱上产生的内力可忽略不计；(2) 竖向荷载作用下框架结构产生的水平位移可忽略不计。各层力矩分配计算的要点：(1) 计算各端分配系数i:上层柱线刚度取为原线刚度的0.9倍，其他杆件不变；(2) 计算固端弯矩Mp；16 ； (3) 由节点不平衡力矩，求分配弯矩Mij。上层柱间的传递系数取为1/3,其他杆件的传递系 (4) 由传递系数C，求传递弯矩Mij数仍为1/2。(5) 循环、收敛后叠加，求杆端弯矩。2.4.1 恒载作用下框架弯矩计算标准层：三角形荷载的等效均布荷载：q=(5/8)q q=(g+q)l01/2 梯形荷载的等效均布荷载：q=(1-2a2+a3)q a=l01/2l02（l

29、01：短跨 l02：长跨） a1=1/23.9/4.8=0.41q左边=(1-2a2+a3)q=(1-20.412+0.413)13.34+8.2=16.14 kN/m q中=gBC1+5/8gBC2=3.45+5/87.18=7.94 kN/m q右边=gAB1+5/8gAB2=8.2+5/813.34=16.54 kN/m1、横梁固端弯矩的计算：受力简图如图2-10所示： 图2-10 弯矩计算简图M1ab=-12ql2M1ba=12ql2AB、CD跨固端弯矩：17 2-14） (2-15) (2-16) （ MMFF=-MABCDFFBA=-1/1216.144.82=-30.99kN.m =-1/1216.543.92=-20.96kN.m =-MDCC MBC=-80.662.13.92/62=