土木类砖混住宅毕业设计计算书.doc
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1、浙江林学院天目学院本科生毕业设计 前 言0.1 概述砖混结构是目前广泛采用的一种建筑结构型式,即把砖砌体用作内外承重墙或隔墙,楼盖、屋盖、梁、柱(也可是砖柱)是钢筋混凝土,作用在墙柱上的荷载,主要是由梁板传来的屋盖、楼盖上的活、恒荷载,它通过墙柱基础传到地基。作用在纵墙上的水平荷载一部分直接由纵墙传给横墙,另一部分则通过屋盖和楼盖传给横墙,再由横墙传至基础,最后传给地基,承重墙的厚度及长度是根据强度和稳定性的要求,通过计算来确定的。1999年之前,开发建设的多层住宅,一般均采用砖混结构;砖混结构住宅其优点是工程造价较低廉,但由于其采用墙体承重,住宅内不允许自由分隔,因此房屋的结构不能改变。本毕
2、业设计是在已有建筑方案的条件下展开。设计大体可以分为三个部分:一、完善建筑施工图设计,运用AutoCAD2007设计软件完成建筑施工图;二、手算砖混结构的内力计算并完成相应截面配筋计算、条形基础设计、楼梯设计并将手算过程和结果用计算机做成文本文件;三、运用CAD等系列设计软件完成结构设计(其中PKPM作为辅助计算用软件)。其中第二部分是本次设计的重点,工作量也相对较大,前后用了两个月完成。本设计涵盖了“建筑荷载”、“砌体结构”、“钢筋混凝土”、“结构力学”、“材料力学”、“基础工程”和“房屋建筑学”等专业知识,还包括建筑设计软件CAD2007、Office、PKPM系列软件、力学求解器、数字编
3、辑器的使用。0.2 毕业设计的目的和意义毕业设计是土木工程专业培养的一个学习、实践、探索和创新相结合的实践性教学环节,是土木工程专业人才培养过程中的一个重要阶段,基本要求是:2.1.加强基本功:巩固、深化和综合大学四年学习的基础理论和专业知识;2.2 培养创新能力:提高面向工程实际提出问题、分析问题、解决问题的能力,创新性的完成毕业设计工作;2.3学习正确的工作方法和基本技能:学会课题调研、文献检索和工具书、标准及规范的使用,掌握工程制图、设计计算、计算机应用等;2.4树立吃苦耐劳精神和团队精神:形成认真踏实、刻苦钻研的学习态度,善于组织、协调一致;2.5接受较为完整的职业教育:通过毕业设计,
4、对建筑设计、施工、科研工作的全过程有相对完整的认识,为毕业后从事工程领域的设计、施工、研究、管理等方面的工作奠定良好的基础。0.3 毕业设计的内容 砖混结构是目前广泛采用的一种建筑结构型式,即把砖砌体用作内外承重墙或隔墙,楼盖、屋盖、梁、柱(也可是砖柱)是钢筋混凝土,作用在墙柱上的荷载,主要是由梁板传来的屋盖、楼盖上的活、恒荷载,它通过墙柱基础传到地基。作用在纵墙上的水平荷载一部分直接由纵墙传给横墙,另一部分则通过屋盖和楼盖传给横墙,再由横墙传至基础,最后传给地基,承重墙的厚度及长度是根据强度和稳定性的要求,通过计算来确定的。1999年之前,开发建设的多层住宅,一般均采用砖混结构;砖混结构住宅
5、其优点是工程造价较低廉,但由于其采用墙体承重,住宅内不允许自由分隔,因此房屋的结构不能改变。 主要内容1文本:包括建筑设计说明书和结构设计计算书两部分。 (1)建筑设计说明书:根据住宅楼使用功能要求,对该住宅楼建筑的设计依据、设计构思、设计内容等做简要说明。(2)结构设计计算书:包括结构选型、结构布置及结构计算。 结构计算内容为:(a)荷载计算;(b)墙体高厚比验算;(c)墙体在竖向恒荷载、活荷载作用下的静力计算;(d)楼板的内力分析及配筋计算;(e)阳台、雨篷、楼梯等构件的内力分析及配筋计算;(f)基础的设计计算。2施工图:包括建筑施工图和结构施工图。(1)建筑施工图:(a) 建筑设计总说明
6、、总平面图;(b)门窗统计表、墙面与楼(地)面及其他主要部位工程做法表;(c)底层及标准层平面、屋面排水平面图;(d)立面(全部, 1100)、剖面(含楼梯间不少于2个, 1100);。(2)结构施工图:(a)结构设计总说明;(b)基础平面布置图(1100)、基础大样图(120);(c)标准层结构平面布置图(1100);(d)标准层楼板配筋图(1100);(e)阳台、雨篷等构件结构平面布置图(150)及配筋详图(120);(f)楼梯结构平面布置图(150)及配筋详图(120)0.4 毕业设计的基本要求在全程经历了本次对砖混结构节能住宅楼设计的毕业设计后,要能够熟练地应用各种建筑设计软件(如:A
7、utoCAD、PKPM等)和其他软件(如:结构力学求解器、数学编辑器、WORD文档等),初步了解各住宅设计的相关国家规范及标准,掌握建筑设计和结构设计的全过程及相关设计理念。0.5 节能住宅的概念节能住宅指的是满足夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准要求的住宅,通过提高建筑围护结构(外墙、屋面、外门窗和楼板)的热工性能,同时提高采暖、空调能源利用效率,使节能住宅的耗能比普通住宅降低50%,其中围护结构和采暖、空调的节能贡献率各约占25%,其中砖混结构多层住宅要在达到舒适热环境效果的同时节能50%。因此通过本此研究设计节能式多层砖混结构住宅, 为现代节能住宅的设计提供一定的理论支持,同时对一些不足之
8、处提出了相应的改进意见,为节能式住宅设计提供借鉴。可以预见,高效低耗、环保节能、健康舒适、生态平衡的高质量居住建筑,是今后住宅建筑的发展方向。0.6 国内外研究现状 德国从2002年2月1日开始实行新的建筑节能规范(EnEV2002)。这一节能规范体现了德国最新建筑节能技术研究成果,有很强的实际操作性。这一节能规范的一个新型有效的节能措施,就是对新建住宅实行按建筑面积为基准的耗能标准控制。规定了建筑体型系数(建筑外表面积与其包围的采暖体积的比值)相对应的建筑物最大允许能耗标准和建筑最大允许平均散热系数以及一系列具体实施管理措施。 该技术规范规定:新建住宅必须出具能量采暖需要量和住宅能耗核心值。
9、特别是建筑外围机构热损失量计算,证明建筑每年所需的能量。分项列出所需电能、燃油、燃气、燃煤数量,制成建筑能耗计算表。同时规定,住宅在投入使用以后,不得因为外墙的变动而导致外墙保温性能的降低;各种节能设备要运转正常须有专业人员定期维护;各种采暖空调通风设备,须有专业人员定期维修检查。 德国建筑节能技术规范EnEV2002,是经过多年发展完善而成。从德国在实际工程中操作的情况来看:执行新的节能标准有效地降低了建筑能耗,促进了生态环保建筑材料与技术的发展。我国对降低建筑能耗工作非常重视,1998年1月1日起实施的中华人民共和国节约能源法,对依法推进建筑节能工作具有重要意义。为了达到节能50%的目标,
10、 国家还颁布了民用建筑节能设计标准(JGJ12695)、民用建筑热工设计规范(GB50176-93)、夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准(JGJ1342001)。建筑节能是缓解我国能源紧缺矛盾、改善人民生活工作条件、减轻环境污染、促进经济可持续发展的一项最直接、最廉价的措施,也是深化经济体制改革的一个重要组成部分。 随着我国经济快速稳定发展和人民生活水平的提高,追求舒适的居住环境成了人们的迫切需要,我国的节能建筑已经采用了成套的节能技术措施,譬如适当控制建筑体形系数,即建筑物外表面积与其所包围的体积的比值;采用保温性能良好的加气混凝土砌块等新型墙体材料;采用墙体保温、屋面保温、中空双层玻璃窗、保
11、温门和节能空调等,减少了围护结构的散热,改善了建筑热环境的质量,提高了供热系统的热效率,既节约了能源,又降低了房屋的使用成本,住户得到了实惠。因此我国的节能建筑有着相当广泛的市场发展前景。0.7设计方案的优化依据住宅建筑设计的节能措施是指利用建筑的造型、朝向、围护结构保温构造,外窗遮阳构造以及空间布局的通风等来进行节能降耗设计,合理的住宅建筑措施应该在夏季有效地组织通风和减少太阳辐射,防止室内过热和潮湿,在冬季有效地利用太阳能和对外墙,外窗进行保温,提高室内温度。本次杭州多层砖混结构住宅的设计是根据节能式住宅建筑平面的设计要求,通过户型、围护结构类型与面积不同来进行设计。同时本次设计引入了户型
12、体型系数,利用这个理论化的系数,得到一种优化后的设计,找个一个系数最小的作为参考的对象进行后续的设计。本次通过在三种不同户型之间进行计算比较之后得出最优方案,具体操作如下: 户型一户型二户型三 通过选择在最不利条件下的户型,在相同户型条件下,比较三种不同的平面设计方案,通过利用户型体型系数获公式:,即单位户型的围护结构的面积与户型体积的比值。取得三种不同的体型系数,选取数值最小(0.30.5)的一个方案,最后进行方案的具体设计。通过计算,各户型体型系数如下表所示:户型一户型二户型三0.420.400.35故本次方案选择户型三进行设计。第1章 建筑设计部分1.1 设计依据1.1.1 建设要求根据
13、设计任务书要求,要求为多层节能砖混结构住宅楼。1.1.2 设计要求1.1.2.1 结合场地地形、周围环境,建筑面积限制。采用砖砌体与钢筋混凝土混合结构(简称砖混结构),总层数控制在6层及以下。1.1.2.2 合理用地,注意规划设计中的建筑群体组合,室外空间及环境的美化、绿化;处理好人流、车流交通、防火要求;设置好室内、外建筑防火通道;解决好室内平面功能设计、艺术、技术间的关系;协调好水平、垂直人流交通。1.1.1.3 地理位置建设用地位于杭州市区主干道旁,地理位置优越,交通方便。1.1.1.4 建筑设计规范民用建筑设计通则:总则:为使民用建筑符合使用、经济、安全、卫生和环保等基本要求,制定本通
14、则,作为各类民用建筑设计必须共同遵守的通用规则。本通则适用于新建、改建和扩建的民用建筑设计。民用建筑按地上层数或高度分类划分应符合下列规定:住宅建筑按层数分类:一层至三层为低层住宅,四层至六层为多层住宅,七层至十层以上为高层住宅。除住宅建筑之外的民用建筑高度不大于24m者为单层和多层建筑,大于24m者为高层建筑。建筑高度大于100m的民用建筑为超高层建筑。平面布置应根据建筑的使用性质、功能、工艺要求,合理布局。平面布置的柱网、开间、进深等定位轴线尺寸,应符合现行国家标准建筑模数协调统一标准GBJ2等有关标准的规定。根据使用功能,应使大多数房间或重要房间布置在有良好日照、采光、通风和景观的部位。
15、对有私密性要求的房间,应防止视线干扰。平面布置宜具有一定的灵活性。地震区的建筑,平面布置宜规整,不宜错层。门窗的材料、尺寸、功能和质量等应符合使用要求,并应符合建筑门窗产品标准的规定;门窗的配件应与门窗主体相匹配,并应符合各种材料的技术要求;推广应用具有节能、密封、隔声、防结露等优良性能的建筑门窗。底层地面的基本构造层宜为面层、垫层和基础;楼层地面的基本构造层宜为面层和楼板。当底层地面或楼面的基本构造不能满足使用或构造要时,可增设结合层、隔离层、填充层、找平层和保温层等其他构造层。屋面工程应根据建筑物的性质、重要程度、使用功能及防水层合理使用年限,结合工程特点、地区自然条件等,按不同等级进行设
16、防。楼梯踏步的高宽比应符合下表的规定:楼梯踏步最小宽度和最大高度(m)楼梯类别最小宽度最大高度住宅公用楼梯0.260.175幼儿园、小学校等楼梯0.260.15电影院、剧场、体育馆、商场、医院、旅馆和大中学校等楼梯0.280.16其他建筑楼梯0.260.17专用疏散楼梯0.250.18服务楼梯、住宅套内楼梯0.220.20 建筑层高应结合建筑使用功能、工艺要求和技术经济条件综合确定,并符合专用建筑设计规范的要求。室内净高应按楼地面完成面至吊顶或楼板或梁底面之间的垂直距离计算;当楼盖、屋盖的下悬构件或管道地面影响有效使用空间者,应按楼地面完成面至下悬构件下缘或管道地面之间的垂直距离计算。建筑物用
17、房的室内净高应符合专用建筑设计规范的规定;地下室、局部夹层、走道等有人员正常活动的最低处的净高不应小于2m。1.1.1.5 住宅应按套型设计,每套住宅应设卧室、起居室(厅)、厨房和卫生间等基本空间。 普通住宅套型分为一至四类,其居住空间个数和使用面积不宜小于下表的规定。套型居住空间数(个)使用面积()一类234二类345三类356四类468注:表内使用面积均未包括阳台面积。 1.1.1.6 卧室之间不应穿越,卧室应有直接采光、自然通风, 其使用面积不应小于下列规定: 1 双人卧室为 10; 2 单人卧室为 6; 3 兼起居的卧室为 12。 1.1.1.7 起居室(厅)应有直接采光、自然通风,其
18、使用面积不应小于 12;起居室 (厅)内的门洞布置应综合考虑使用功能要求,减少直接开向起居室(厅)的门的数量。起居室(厅)内布置家具的墙面直线长度应大于3m;无直接采光的厅,其使用面积不应大于 10。1.2 建筑设计说明建筑设计在现有的自然环境与总体规划的前提下,根据设计任务书的要求,综合考虑使用功能、结构施工、材料设备、经济艺术等问题,着重解决建筑内部使用功能和使用空间的合理安排,内部和外表的艺术效果,各个细部的构造方式等,为人们提供一个有组织的内部空间环境的同时,也创造了一个有组织的外部空间环境。建筑设计应考虑建筑与结构等相关的技术的综合协调,以及如何以更少的材料、劳动力、投资和时间来实现
19、各种要求,使建筑物做到适用、经济、坚固、美观。在建筑设计之前需要明确建筑目的和总的要求,从中可以了解建筑物的性质及其大概的使用要求。本方案采用砖混结构,砖混结构是目前广泛采用的一种建筑结构型式,即把砖砌体用作内外承重墙或隔墙,楼盖、屋盖、梁、柱(也可是砖柱)是钢筋混凝土,作用在墙柱上的荷载,主要是由梁板传来的屋盖、楼盖上的活、恒荷载,它通过墙柱基础传到地基。作用在纵墙上的水平荷载一部分直接由纵墙传给横墙,另一部分则通过屋盖和楼盖传给横墙,再由横墙传至基础,最后传给地基,承重墙的厚度及长度是根据强度和稳定性的要求,通过计算来确定的。砖混结构在国外较早推广使用,在我国使用发展较快,尤其是上世纪50
20、年代到本世纪初,砖混结构广泛运用到民用建筑中。砖混结构的优点主要表现在: 由于砖是最小的标准化构件,对施工场地和施工技术要求低,可砌成各种形状的墙体,各地都可生产。 它具有很好的耐久性、化学稳定性和大气稳定性。 可节省水泥、钢材和木材,不需模板,造价较低。 施工技术与施工设备简单。 砖的隔音和保温隔热性要优于混凝土和其他墙体材料,因而在住宅建设中运用得最为普遍。目前国内多层房屋(六层以内)大多是砖混结构。建筑物是社会物质和文化财富,它在满足使用要求的同时,还需要考虑人们对建筑物在美观方面的要求。 1.2.1 平面设计建筑的平面设计是针对建筑的室内使用部分进行的。建筑平面是表示建筑物在水平方向房
21、屋各部分的组合关系。由于建筑平面通常较为集中反映建筑功能方面的问题,一些剖面关系比较简单的民用建筑,它们的平面布置基本上能够反映空间组合的主要内容,因此,首先从建筑平面设计入手。但是在本次平面设计中,我重点从建筑节能效果方面来考虑,通过引入户型体型系数,经计算后分析比较多种平面方案所得的系数值,其次分析剖面、立面的可能性和合理性,不断调整修改平面,反复深入,取得最优方案进行最终的设计。各种类型的建筑,从组成平面各部分面积的使用性质来分析,主要可以归纳为使用部分和交通联系部分两大类。另外,对于一栋建筑来说,还有建筑的结构体系和围护体系,如墙、柱、隔断等构件所占的结构面积。(1)使用部分的平面设计
22、使用部分是由许多房间组成的。房间是建筑物最基本的使用单位,它通常以单个的形式出现。由于在功能使用上具有不同的特点和要求,使用部分的房间又分为使用房间(包括生活用房间、工作用房间和公共活动用房间)和辅助房间。(2)交通联系部分的平面设计交通联系部分设计是否合理,不仅直接影响到建筑物内部各部分之间联系通行是否方便,还在很大程度上影响建筑的工程造价、用地、平面组合方式等。1.2.2 剖面设计建筑剖面图反映出的是建筑物在垂直方向上各部分的组合关系。建筑的剖面设计的主要任务是确定建筑物各部分应有的高度、建筑的层数及建筑空间的组合关系。剖面设计主要表现为建筑物内部结构构造关系,以及建筑高度、层高、建筑空间
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