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1、土木工程系毕业设计毕 业 设 计 设计题目： 康馨家园青年公寓 学 生： 指导教师： 专 业： 土木工程毕 业 设 计康馨家园青年公寓结构设计摘 要本设计主要进行了结构方案中横向框架的抗震设计。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
2、。关键词： 框架;结构设计;抗震设计 Abstract The purpose of the design is to do the anti-seismic design in the longitudinal frames. When the directions of the frames is determined, firstly the weight of each floor is calculated .Then the vibrate cycle is calculated by utilizing the peak-displacement method, then mak
3、ing the amount of the horizontal seismic force can be got by way of the bottom-shear force method. The seismic force can be assigned according to the shearing stiffness of the frames of the different axis. Then the internal force (bending moment, shearing force and axial force ) in the structure und
4、er the horizontal loads can be easily calculated. After the determination of the internal force under the dead and live loads, the combination of internal force can be made by using the Excel software, whose purpose is to find one or several sets of the most adverse internal force of the wall limbs
5、and the coterminous girders, which will be the basis of protracting the reinforcing drawings of the components. The design of the stairs is also be approached by calculating the internal force and reinforcing such components as landing slab, step board and landing girder whose shop drawings are comp
6、leted in the end.Keywords: frames; structural design; anti-seismic design目 录第一章 建筑设计一、工程概况 1二、原始设计资料 1三、设计概要 2四、建筑立面剖面设计 3五、装饰 3六、抗震设计 3七、楼梯设计 3第二章 结构设计一、工程概况 4二、结构布置及计算简图 4三、重力荷载计算 4（一）楼面及屋面的永久荷载标准值 4（二）楼板及屋面的可变荷载标准值 7（三） 梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算7（四）重力荷载代表值 7四、框架侧移刚度计算计算 9五、横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算10（一）横向水平地震作
7、用下框架结构的内力和侧移计算 10（二）横向风荷载作用下框架结构内力和侧移计算13六、竖向荷载作用下框架结构的内力计算15（一）计算单元15（二）荷载计算15（三）横向框架内力组合19七、截面设计19（一）框架梁计算19（二）框架柱计算23八、罕遇地震作用下弹塑性变形验算28（一）罕遇地震作用下的楼层剪力28（二）楼层受剪承载力计算29九、楼梯设计31（一）设计资料31（二）梯段板设计31（三）平台板设计33（四）平台梁设计33十、基础设计 35十一、楼面设计 38（一）设计资料 38（二）楼面荷载 38（三）配筋计算 39第三章 施工设计一、编制依据及主要使用的设计规范 50（一）编制依据
8、50（二）主要使用的设计规范 50二、工程概况及施工特点分析50（一）工程建设概况 50（二）工程特点 51（三）施工特点分析 54三、施工特点难点及关键阶段技术措施 54（一）工程难点54（二）关键阶段技术措施55四、施工方案 58（一）施工起点流向及施工顺序58（二）施工方法及施工机械58（三）施工组织措施75五、编制施工进度计划85（一）划分施工过程的要求85（二） 计算工程量的要求86（三） 确定劳动量及机械台班数量87（四） 确定施工过程的作业天数87（五） 编制施工进度计划初步方案的要求87（六） 施工进度计划的检查与调整88六、设计施工平面图88（一） 起重运输机械的布置88（二
9、） 搅拌站、加工棚、材料构件堆放的布置要求88（三） 临时设施的布置89（四）临时供水、供电线路的布置要求89结束语 90参考资料 92致谢 93附表 94第一章 建筑设计一、工程概况工程名称： 康馨家园青年公寓工程环境： 本工程位于长春市高新区建筑类别： 二类设计使用年限： 50年地面粗糙度： B类抗震等级： 三级设防烈度： 7度结构形式： 现浇整体框架二、原始设计资料（一）气象资料 长春市自然条件及气候条件：年平均温度 4.8 最高气温 39 最低气温 -39.8 土壤冻结最大深度 1.62m 年平均降雨量 522至615mm 主导风向 西南风基本风压值 0.65KN/m2 基本雪压 0.
10、35 KN/m2（二）基本地形及地质水文资料（1）气候：具有大陆性气候特点，四季分明，雨量充沛。（2）气象要素：春季较短，干燥多风；夏季温热多雨，炎热天气不多；秋季气爽，日夜温差大；冬季漫长较寒冷。年平均气温4.8C，最高温度39.5C，最低温度-39.8C,日照时间2688小时。夏季，东南风盛行，也有渤海补充的湿气过境。年平均降水量522至615毫米，夏季降水量占全年降水量的60%以上；最热月（7月）平均气温23。秋季，可形成持续数日的晴朗而温暖的天气，温差较大，风速也较春季小。（3）工程地质：杂填土：以建筑垃圾为主，层厚1.52.6m；粉质粘性土：黄褐色、可塑、中高压缩性，层厚3.55.8
11、m；粗砂：灰色饱和、局部夹粘性土薄层，层厚1.93.9m；泥岩：灰白色、红褐色、粉沙质、结构层完全破坏，层厚0.71.9m（4）水文地质：本地区地下水靠天然降水补给，地下水由东、东南向西、西北方向流动，与地形坡度一致。（5）地震工程地质：国家地震局和省地质局确定为7度设防三、设计概要本设计是青年公寓，应根据建筑使用性质、建设规模与标准的不同，确定各类用房。一般由休息部分、休闲部分和餐饮部分等组成。青年公寓内各种房间的具体设置、层次和位置，应根据使用要求和具体条件确定。根据使用要求，结合基地面积、结构选型等情况按建筑模数确定柱距为7.8m7.5m。（1）房间使用面积、形状、大小的确定 门厅：78
12、m2会客厅:44m2 小卖部: 25m2 医疗中心: 52m2 图书馆：96平方米健身房: 180m2 棋牌娱乐室: 170m2 洗浴中心: 230m2餐厅：260m2（2）交通联系部分的平面设计设计楼梯时，还应使其符合建筑设计防火规范、民用建筑设计通则和其他有关单项建筑设计规范的规定。考虑防火要求，楼梯间应靠外墙设置，能直接天然采光和自然通风，考虑结构楼梯平面形式的选用，主要依据其使用性质和重要程度来决定。四、建筑立面剖面设计立面设计是在满足房间的使用要求和技术经济条件下，运用建筑造型和立面构图的一些规律，结合平面的内部空间组合进行的。进行立面设计设计时要考虑房屋的内部空间关系，相邻立面的协
13、调，各立面墙面的处理和门窗安排，满足立面形式美观要求，同时还应考虑各入口，雨篷等细部构件的处理。建筑剖面考虑的是建筑物各部分高度，建筑层数和空间结构体系。确定房间净高时，主要考虑房间的使用性质，室内采光通风及设备设置和结构类型。综合考虑这些因素，取房间一层高为3.6m，其他层高为3.3m。五、装饰在装饰上不追求豪华，重视材质，崇尚自然，和谐，突出重点，创造出与建筑物身份相称的朴实、典雅。六、抗震设计 建筑抗震设计规范规定，抗震设防烈度为6度及以上地区的建筑，必须进行抗震设计。长春地区抗震设防烈度为7度，必须进行抗震设防。本设计属于框架结构，7度设防，高度小于30m，所以为三级框架。七、楼梯的设
14、计楼梯平面形式的选用，主要依据其使用性质和重要程度来决定。本设计选取双跑楼梯，踏步高度选用150mm，踏面选用300mm。采用两部楼梯、两部电梯。 第二章 结构设计一、 工程概况长春市拟建七层青年公寓，建筑面积6247.95m2,拟建房屋所在地的地震动参数max=0.16,Tg=0.30s,基本雪压S0=0.35KN/m2,基本风压W0=0.65KN/m2,地面粗糙度为B类，土重度为18KN/m3，空隙比0.8，液性指数0.833，地基承载力特征值fak=200KN/m2,土壤最大冻土深度-1.62m.二、 结构布置及计算简图 一层：3.6m二至六层：3.3m电梯机房：3.0m填充外墙190m
15、m厚陶粒混凝土砌块，木门及窗口尺寸见图1；楼盖采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚100mm,局部120mm,主梁250mmX700mm,次梁250mmX650mm，梁柱板混凝土强度等级C30(fc=14.3N/mm2, ft=1.43N/mm2).柱截面尺寸估算:框架结构的抗震等级为三级，其轴压比限制N=0.9,各层的重力荷载代表值取12KN/m2,边柱及中柱的负载面积分别为5.15mX7.8m和4.95mX7.8m。因此第一层柱截面面积为边柱 中柱 如取柱截面为正方形，则边柱和中柱截面高度分别为540mm和520mm,根据上述计算结构并考虑其他因素，本设计柱截面尺寸取值如下： 一层：600mmX
16、600mm; 二至六层：500mmX500mm;基础选用独立扩展基础，基础埋深1.7m,基础截面高度取1.4m,框架结构计算简图去顶层柱形心线作为框架柱的轴线，梁轴线取至板底，26层柱高度即为层高，底层柱高度从基础顶面取至一层板底，即h1=3.6+1.7+0.45-1.4-0.1=4.25m.三、 重力荷载计算（一）屋面及楼面的永久荷载标准值屋面（不上人） 40厚C20细石混凝土保护层 22X0.04=0.88 KN/m2 4厚APP改性沥青防水层 0.40 KN/m2 10厚水泥砂浆找平层 20X0.01=0.20 KN/m2 1：10水泥珍珠岩找坡层 15X0.02=0.30 KN/m2
17、80厚聚苯乙烯保温层 0.5X0.08=0.04 KN/m2 10厚1：3水泥砂浆找平层 20X0.01=0.20 KN/m2 100厚现浇混凝土屋面板 25X0.10=2.50 KN/m2 20厚混合砂浆抹面刮大白 20X0.02=0.40 KN/m2 合计 4.92 KN/m2 图1.1 首层平面图 图1.2 剖面图 图2 框架结构计算简图楼面瓷砖地面（包括水泥粗砂打底） 0.55 KN/m220厚1：3水泥砂浆找平层 20X0.02=0.40 KN/m2100厚钢筋混凝土楼板 25X0.10=2.50 KN/m220厚混合砂浆抹面刮大白 20X0.02=0.40 KN/m2 合计 3.8
18、5 KN/m（二）屋面及楼面可变荷载标准值 不上人屋面均布活荷载标准值 0.50 KN/m2 楼面活载标准值 2.00 KN/m2屋面雪荷载标准值 SK=R*S0=1.0X0.35=0.35 KN/m2（三）梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算 梁柱可根据截面尺寸、材料容重及粉刷等计算单位长度上的重力荷载、对墙、门、窗等可计算单位面积上的重力荷载，计算结构见（表1） 表1. 梁、柱重力荷载标准值层次构件b/mh/m/KN/m3g/KN/mlinGI/KNGI/KN1边横梁0.250.65251.053.2817.040981.682007.409中横梁0.250.65251.053.2812.151
19、5105.812纵梁0.250.70251.053.9387.332919.917柱0.600.60251.109.9004.25381214.812边横梁0.250.65251.053.2817.030689.011608.749中横梁0.250.65251.053.2812.1515105.812纵梁0.250.70251.053.9387.328804.927柱0.600.60251.109.9003.332726.036边横梁0.250.65251.053.2817.026597.1421378.784中横梁0.250.65251.053.2812.151391.704纵梁0.250.
20、70251.053.9387.324689.938柱0.600.60251.109.9003.328635.25 墙体外墙体为190mm厚陶粒空心砌块，外贴100mm厚苯板，并抹灰刷外墙涂料，内20mm厚抹灰，则外墙单位墙重力荷载为： 6.0X0.19+17X0.06+0.5X0.1=2.21KN/m2 阳台处外墙为120mm厚水泥空心砖，外贴80mm厚苯板，并抹胶2.0mm厚，内面为20mm厚抹灰，则单位面积重力荷载为： 10.3X0.12+17X0.03+0.5X0.08=1.786KN/m2 内墙为190mm厚陶粒空心砌块，两侧均为20mm厚抹灰，则单位面积重力荷载为： 6.0X0.19
21、+17X0.02X2=1.82KN/m2 木门单位面积重力荷载为0.2 KN/m2，塑钢窗单位面积重力荷载为0.4 KN/m2。（四）重力荷载代表值 1层：外墙面积： 7.3X21X3.0=459.9m2 459.9-107.52=352.38m2 窗户总面积： 2.4X2.1X16+2.4X0.8X14=107.52m2 门总面积： 3.0X7.3+1.5X2.4X4=36.3m2 (外墙) 1.5X2.4X9+1.0X2.1X7=48.45m2 (内墙) 内墙面积： 7.0X25X3.0=525m2 525-48.45=476.55m2 外墙重： 352.38X2.21=778.86 KN
22、 内墙重： 476.55X1.82=867.321 KN 门窗重： 0.4X(107.52+36.3+48.45)=76.908 KN 楼板重： 3.65X7.355X28X3.85+3.65X2.15X14X3.85+5.4X31.2X3.85=3965.600 KN 2层：外墙面积： 7.3X18X2.7-138.24=216.54m2 窗户总面积： 2.4X1.8X32=138.24m2 门总面积： 1.5X2.4X7+1.0X2.1X6=45m2 内墙面积： 7.7X22X2.7-45=388.62m2 外墙重： 216.54X2.21=478.553 KN 内墙重： 388.62X1
23、.82=707.288 KN 门窗重： 0.4X(45+138.24)=73.296 KN 楼板重： 3.65X7.355X28X3.85+3.65X2.15X14X3.85=3316.952KN35层：外墙面积： 17.4X2X2.7+3.9X8X2.7-34.56=143.64m2 窗户总面积： 2.4X1.8X8=34.56m2 (墙) 73.9X2.1=155.19m2(阳台) 门总面积： 2.1X1.0X40=84m2 84+（1.0X0.9+2.4X1.8）X16=167.52m2 内墙面积： 7.4X42X2.7-167.52=671.64m2 外墙重： 143.64X2.21+
24、66.51X1.786=436.231 KN 内墙重： 671.64X1.82=1222.385 KN 门窗重： 0.4X(34.56+155.19)+0.2X(84+167.52)=126.204 KN 楼板重： 3.65X7.355X24X3.85+3.65X2.15X12X3.85=2843.102KN G1K=0.5X(778.760+867.321+76.904)+3965.6+0.5X(478.553+707.288+73.296) +2007.409+0.5X1214.813=8678.139 KN Q1K=0.5X3.5X55.3X23.5=2274.213 KN G1=867
25、8.139+2274.213=10952.352 KN G2K=0.5X(478.553+707.288+73.296)+3316.952+0.5X(436.231+1222.385+126.204)+1608.749+0.5X(1214.813+726)=7419.052 KN Q2K=0.5X3.5X55.3X23.5=2274.213 KN G2=7419.052+2274.213=9693.265 KN G3K=G4K=G5K=0.5X2X(436.231+1222.385+126.204)+2843.102+1378.784+635.25=6640.25 KN Q3K=Q4K=Q5K
26、=0.5X2.0X46.8X23.5=1099.8 KN G3=G4=G5=6640.25+1099.8=7740.05 KN G6计算： 屋面板自重：4.92X(3.65X7.355X24+3.65X2.15X12)=3633.132 KN 坡屋面自重：1200 KN G5K=0.5X(436.231+1222.385+126.204+1378.784+635.25)+3633.132+1200=6732.632 KN Q6K=0.35X46.8X20.6X0.5=168.81 KN G5=6732.632+168.71=6901.342 KN G7计算： 屋面板自重：4.92X(3.65X
27、7.355X4+3.65X2.15X4)=682.763 KN 梁重：213.281 KN 柱重：185.381 KN 女儿墙：200 KN Q7K=0.35X12.4X10.2X0.5=22.134 KN G7=682.763+213.28+185.381+22.134+200=1303.423 KN四、 框架侧移刚度计算 横向框架侧移刚度计算（取5轴计算） 表2.横梁线刚度ib计算表类别层次EC (N/mm2)bxh(mmxmm)I0(mm4)L(mm)EcI0/L(Nmm)1.5 EcI0/L(Nmm)2 EcI0/L(Nmm)边横梁163.0X104250X6502.604X10975
28、001.042X10101.563X10102.084X1010走道梁163.0X104250X6502.604X10924003.255X10104.883X10106.510X1010 表3.柱刚度ic计算表层次Hc（mm）EC (N/mm2)bxh(mmxmm)Ic(mm4)EcIc/ Hc(Nmm)142503.0X104600X60010.08X1096.98X10102633003.0X104500X5005.208X1094.735X1010柱的侧移刚度计算 6.51 1.563第2层C-5柱及与其相连的梁的相对刚度如右图所示： 4.735 6.51 1.563其他柱侧移刚度见下
29、表4、表5： 表4.中框架柱侧移刚度D值(中柱)层次I1(1010mm4)I2(1010mm4)I3(1010mm4)I4(1010mm4)Ic(1010mm4)cD16.511.563006.982.4030.659122952-56.511.5636.511.5634.7351.7050.4601703866.511.5636.511.5634.7351.7050.46017038 表5.中框架柱侧移刚度D值(边柱)层次I1(1010mm4)I2(1010mm4)I3(1010mm4)I4(1010mm4)Ic(1010mm4)cD101.563006.980.2240.326126282
30、-601.56301.5634.7350.3300.35618574D1=12295X22+12628X16=424858N/mmD3=D4=D5=D6=17038X14+18574X14=498624N/mmD2=17038X16+18574X16=569856N/mmD1/D2=424858/569856=0.750.7 故框架为规则框架。五、横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算（一）横向水平地震作用下框架结构的内力和侧移计算（1）横向自震周期计算 将G7折算到主体结构的顶层，即： 表6.结构顶点的假象侧移计算层次Gi/KNVgi/KNDi/(N/mm)ui/mmui/mm68509
31、.828509.8249862417.07357.3757740.0516249.8749862432.59340.347740.0523989.9249862448.11307.3137740.0531729.9749862463.64259.629693.2741423.2456985672.69195.96110952.3552375.59424858123.27123.27（2）水平地震作用及楼层地震剪力计算Geq=0.85Gi=0.85X(10952.352+9693.265+7740.05X3+6901.342+1303.423)=44259.95KNFek=1Geq0.074X4
32、4259.95=3261.18KN1.4Tg=1.4X0.3=0.42sT1=0.71s 考虑顶部附加水平地震作用F6=0.1268X3261.18=413.52KN具体计算见下表7 表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/mGi/KNGiHi /KN*mFi/KNVi/KN24.151303.42331477.670.049139.54139.54621.156901.342145963.380.227646.42785.96517.857740.05138159.890.215612.251398.21414.557740.05112617.730.175498.3418
33、96.55311.257740.0587075.560.135384.432280.9827.959693.26577061.460.120341.722622.7014.6510952.35250928.440.079224.972867.67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(3)水平地震作用下的位移验算 表8.横向水平地震作用下的位移验算 层次Vi/KNDi (N/mm)ui/mmui/mmhi/mm6785.964986241.5824.1033001/208951398.214986242.8022.5233001/117941896.554986243.8019
34、.7233001/86832280.984986244.5715.9233001/72222622.75698564.6011.3533001/71712867.674248586.756.7542501/689（4）水平地震作用下框架内力计算 表9.各层柱端弯矩及剪力计算（边柱）层次Hi/mVi/KNDij (N/mm)Di1Vi1y63.3785.964986241857429.280.330.2524.1672.4753.31398.214986241857452.080.330.3560.15111.7143.31896.554986241857470.630.330.4093.23139.8533.32280.984986241857484.970.330.45126.18154.2223.32622.75698561857485.460.330.54152.2
