毕业设计多层学生公寓楼设计.doc

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1、目 录中文摘要1英文摘要21 引言与工程概况31.1 引言31.2 设计课题31.3 建筑场地31.4 场地地质情况31.4.1 地层特征41.4.2 地下水41.4.3 持力层的初步选择41.5 抗震设防要求41.6 其他施工要求42 结构初步设计52.1 轴网尺寸及层高的初步设计52.2 梁截面尺寸初步设计52.3 柱截面尺寸初步设计52.3.1中柱52.3.2 边柱62.3 楼板尺寸初步设计62.4 材料的初步选择62.5 建筑方案的设计62.6 横向框架计算简图63 重力荷载计算73.1 屋面及楼面的永久荷载标准值73.2 屋面及楼面可变荷载标准值73.3 梁、柱、墙、门、窗重力荷载计

2、算83.4 重力荷载代表值(各层Gi)114 框架侧移刚度计算134.1 框架梁柱线刚度134.1.1 框架梁线刚度ib134.1.2 柱线刚度ic134.2 框架柱侧移刚度D值135 横向水平荷载作用下框架结构内力和侧移计算165.1 横向自振周期计算165.2 水平地震作用及楼层剪力计算165.3 水平地震作用下的位移计算175.4 水平地震作用下框架内力计算186 竖向荷载作用下框架结构的内力计算216.1 计算单元216.2 荷载计算216.2.1 屋面恒载：216.2.2 恒载15层：226.2.3 活荷载计算：226.2.4 屋面雪载：236.2.5 15层活荷载：236.2.6

3、荷载所引起的各层弯矩236.3 内力计算266.3.1 恒载二次弯矩分配：266.3.2 活载二次弯矩分配276.3.3 雪载二次弯矩分配296.3.4 竖向荷载作用下的框架弯矩图306.4 荷载作用下梁端剪力及柱轴力306.4.1 恒载作用下梁端剪力及柱轴力316.4.2 活载作用下梁端剪力及柱轴力316.4.3 雪载作用下梁端剪力及柱轴力316.5横向框架内力计算316.5.1 结构抗震等级316.5.2 框架梁柱内力组合326.5.3 内力组合计算说明387 梁、柱、楼板截面设计437.1 框架梁437.1.1梁正截面受弯承载力计算437.1.2 梁斜截面受剪承载力计算457.2 框架柱

4、467.2.1 剪跨比和轴压比验算467.2.2 柱正截面承载力计算477.2.3 柱斜截面受剪承载力计算557.3 框架梁柱节点核芯区截面抗震验算587.3.1 节点核芯区组合剪力值计算587.3.2 节点核心区截面有效宽度计算587.3.3 节点核心区最小截面尺寸验算587.3.4 节点核心区截面抗震验算587.4 楼板597.4.1 双向板597.4.2 单向板618 基础设计628.1 地基承载力修正628.2 C柱柱底最不利荷载628.3 基底尺寸确定638.4 验算荷载偏心距和最大压力638.5 抗冲切验算648.6 配筋计算649 楼梯设计679.1楼梯板设计689.1.1 荷载

5、设计689.1.2 截面设计689.2 平台板设计699.2.1 荷载设计699.2.2 截面设计699.3 平台梁设计709.3.1 荷载设计709.3.2截面设计7010.PKPM电算数据7210.1 txt文件数据生成7210.2 内力图8110.3.1 弯矩包络图8110.3.2 轴力包络图8210.3.3剪力包络图8310.3.4 内力包络图8410.3 配筋图8410.3.1 框架梁柱配筋图8410.3.2 框架梁平法施工图8410.3.3 板施工图8411 施工组织设计8511.1 编制依据和原则8511.1.1 编制依据8511.1.2 编制原则8511.1.3 本工程采用的技

6、术规范8511.2 工程概况及施工特点8611.2.1 工程概况8611.2.2 工程特点8611.3 施工部署及施工准备8611.3.1 施工管理目标8611.3.2 施工现场项目组织机构8611.3.3 施工顺序安排8711.4 施工进度计划8711.4.1 施工进度安排原则8711.4.2 施工进度计划8711.4.3 施工进度计划保证措施8711.5 主要分部分项工程施工方案8811.6 地下管线及其他地上地下设施的加固防护措施8911.7 保证工期、质量、安全、文明施工和减少扰民的技术措施8911.7.1 保证工期的技术措施8911.7.2 保证质量的技术措施9011.7.3 确保安

7、全生产的技术组织措施9311.7.4保证文明施工，减少扰民降低环境污染和噪音的措施9511.8 雨季及高温施工措施9611.8.1 雨季施工措施9611.8.2 高温施工措施9611.9 施工进度计划横道图9611.10 施工现场总平面布置图97结论98致谢98参考文献99101多层学生公寓楼设计摘要：本设计主要进行了结构方案中横向框架2轴框架的抗震设计。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，找出最不利

8、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。关键词：建筑设计，结构，组合，内力 1 引言与工程概况1.1 引言毕业设计是大学本科教育培养目标实现的重要阶段，是毕业前的综合学习阶段,是深化、拓宽、综合教和学的重要过程,是对大学期间所学专业知识的全面总结。本组毕业设计题目为多层学生公寓楼设计。在毕设前期，我温习了结构力学、钢筋混凝土、建筑结构抗震设计等知识，并借阅了抗震规范、混凝土规范、荷载规范等规范。在毕设中期，我们通过所学的基本理论、专业知识和基本技能进行建筑、结构设计，本组在校

9、成员齐心协力、分工合作，发挥了大家的团队精神。在毕设后期，主要进行设计手稿的整理，并用电脑绘图并得到老师的审批和指正，使我圆满的完成了任务，在此表示衷心的感谢。毕业设计的三个月里，在指导老师的帮助下，经过资料查阅、设计计算、论文撰写以及外文的翻译，加深了对新规范、规程、手册等相关内容的理解。巩固了专业知识、提高了综合分析、解决问题的能力。在绘图时熟练掌握了AutoCAD，天正，及PKPM以上所有这些从不同方面达到了毕业设计的目的与要求。框架结构设计的计算工作量很大，在计算过程中以手算为主，辅以一些计算软件的校正。由于自己水平有限，难免有不妥和疏忽之处，敬请各位老师批评指正。1.2 设计课题设计

10、要求为多层学生公寓，采用框架结构。拟定设计6层。1.3 建筑场地建筑场地平面如图1.1所示：图 1.11.4 场地地质情况1.4.1 地层特征(见表1.1)表 1.1层地层名称状态地层包含物层厚地基承载力特征值mkpaA杂填土可塑黑灰色，含少量碎砖1.01.385B粉质粘土可塑黄灰色，含氧化铁0.91.1145C粘土硬塑褐黄色，含少量氧化铁、锰铁结核10.0290C砂岩强风化坚硬棕红色，含风化砂岩颗粒未钻穿3801.4.2 地下水上层滞水，主要分布于上部填土层中，水量中等，对混凝土无侵蚀性。1.4.3 持力层的初步选择拟建筑物建议其基础均全部埋置于粘土层中，其地基承载力特征值取290 kpa，

11、压缩模量取15 Mpa。1.5 抗震设防要求 建筑物位于合肥地区。拟建场地地面平坦。抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值 0.1g，设计地震第一组，场地类别为类。1.6 其他施工要求基础开挖时，严禁坑底被水浸泡或暴晒2 结构初步设计2.1 轴网尺寸及层高的初步设计轴网尺寸初步设计如图2.1所示：图 2.1层高拟定位26层3.3m；1层柱算至基础顶面，设层高为4.3，实际使用层高为3.3m。2.2 梁截面尺寸初步设计主梁高度取跨度的1/81/12次梁高度取跨度的 1/121/18梁宽为梁高的1/31/2故6m跨度方向主梁，取梁高为h550mm；梁宽b250mm；3.9m跨度方向主梁，取梁高为

12、h400mm；梁宽b250mm；3.9m跨度方向次梁，取梁高为h300mm；梁宽b250mm；2.3 柱截面尺寸初步设计F为验算柱的负荷面积()；为混凝土轴心抗压强度设计值()；为地震及中柱、边柱的相关调整系数，7度中柱取1，边柱取1.1；G为结构单位面积竖向荷载，根据经验多层框架建筑约为1218为轴压比限制，三级框架结构取0.92.3.1中柱0.17 拟定中柱尺寸为 bh=500mm500mm0.25 2.3.2 边柱0.085 拟定边柱尺寸为 bh400mm400mm0.16 2.3 楼板尺寸初步设计板常用尺寸为80mm120mm，拟选用100mm混凝土板为楼面板、屋面板。2.4 材料的初

13、步选择拟使用HRB 330热轧钢筋作为梁、柱、基础的受力钢筋。使用HPB 235圆钢为板钢筋、箍筋。拟使用C30混凝土，用于梁、柱、基础。使用C25混凝土，用于楼板。2.5 建筑方案的设计图 2.2详见建筑平面图，立面图，剖面图等。2.6 横向框架计算简图见图2.23 重力荷载计算3.1 屋面及楼面的永久荷载标准值屋面（不上人）30厚细石混凝土保护层 220.030.66kN/三毡四油防水层 0.4 kN/20厚水泥砂浆找平层 200.020.4 kN/150厚水泥蛭石保温层 50.150.75 kN/100厚钢筋混凝土楼板 250.12.5 kN/4.71 kN/楼面（16层楼面）100厚钢

14、筋混凝土板 250.12.5 kN/瓷砖地面 0.55 kN/20厚水泥砂浆天花板摸面 200.020.4 kN/ 3.45 kN/3.2 屋面及楼面可变荷载标准值楼面活荷载 2.0 kN/( 浴室、厕所，盥洗室 2.0 kN/；走廊、门庭、楼梯 2.0 kN/；阳台 2.5 kN/；）屋面雪荷载 0.6 kN/不上人屋面均布活荷载标准值 0.5 kN/3.3 梁、柱、墙、门、窗重力荷载计算梁柱（见表3.1）表 3.1楼层构件BhgL1nGiGiMmmkNkN1边柱0.40.4251.14.44.344832.483525.538中柱0.50.5251.16.8754.332946.00KL1

15、0.250.45251.052.95316.8299.22116.612588.53816.2295.67715.1289.181KL20.250.3251.051.053.534234.2813.45427.1723.430200.838CL10.250.2251.051.3133.6565311.509CL20.250.2251.051.3133.6521100.6412、3边柱0.40.4251.14.43.344638.883132.812中柱0.50.5251.16.8753.332726.00KL10.250.45251.052.95316.8299.22116.612588.53

16、816.24191.354KL20.250.3251.051.053.534234.2813.45427.1723.430200.838CL10.250.2251.051.3133.6565311.509CL20.250.2251.051.3133.6524115.01946边柱0.40.4251.14.43.340580.803093.535中柱0.50.5251.16.8753.332726.00KL10.250.45251.052.95316.8299.22116.616784.317KL20.250.3251.051.053.534234.2813.45427.1723.430200.

17、838CL10.250.2251.051.3133.6568325.887CL20.250.2251.051.3133.6524115.019板（见表3.2）表 3.2楼层SGikN/kN11214.5383.4514190.1562、31168.0503.4514029.7734、5、61183.7943.4514087.089楼梯（见表3.3）表3.3ShGimkN/kN15.120.152556.7门窗（见表3.4）表3.4门窗标号S数量1层2、3层46层木门0.2kN/M10.921.8445050M21.82.54.5100M32.11.53.15200铝合金门窗0.4kN/TLM1

18、1.82.34.14232326C12.11.63.36030C21.51.82.7222C31.62.13.36444G63.62467.65668.592墙体外墙：240粘土空心砖20mm水泥砂浆抹面20mm水泥砂浆找平，外墙涂料150.24170.02170.024.28 kN/内墙：240粘土空心砖双侧20mm水泥砂浆抹面150.24170.0224.28 kN/卫生间墙：240粘土空心砖20mm水泥砂浆抹面瓷砖饰面150.24170.020.554.49 kN/图 3.1独立卫生间墙体面积（见图3.1）2.92.2735.222.751.6721.8227.828 一层墙体S竖墙5.

19、62.753022.73.663234.14233.66343.3644.37341.672.7541.823.66320.6832737.65 G竖墙737.654.283157.142 kN独立卫生间墙体27.828214.492623.902 kN2.751.6734.2858.968 kNM1,M2上墙体(3.52.93-10.45)4.2885.6kN=5455.859 kN二、三层墙体相对一层墙体增加327.8284.492.751.674.28(3.52.93.6)34.284.052.7524.28534.626 kN3157.1422623.90258.968534.6266

20、374.638 kN四、五、六层墙体相对一层增加327.8284.492.751.674.28355.187 kN(5.652.7523.66334.143)4.28220.827 kN=3157.1422623.90258.968355.187220.8276416.026 kN3.4 重力荷载代表值(各层Gi)G1(梁柱) 3525.538(板) 4029.773(楼梯)56.72(门窗)501.80.2234.140.4(2.723.3643.363)0.4/2(2.723.364)0.4/2(墙体)13649.600 kNG2(梁柱) 3132.812(板) 4029.773(楼梯)5

21、6.72(门窗)501.80.2234.140.4(2.723.3643.363)0.42/2(墙) 6374.63813718.279 kNG3(梁柱) 3132.812(板) 4087.089(楼梯)56.72(门窗)501.80.2264.140.4 (22.743.36)0.4/2(2.723.3643.363)0.4/2(墙) (6374.6386416.026)/213799.241 kNG4(梁柱) 3093.535(板) 4087.089(楼梯)56.72(门窗)501.80.2(264.1422.73.34)0.4(墙) 6416.02613778.546 kNG5(梁柱)

22、3093.535(板) 4087.089(楼梯)56.7(门窗)501.82(264.1422.73.34)0.4(墙) 6416.02613721.846 kNG6(梁) 99.22178.317234.28127.172200.838325.887115.019(柱)4.440(3.3/20.5)6.875323.3/2 (板)(180.24)(66.30.24)4.71(楼梯)0(门窗)(264.1422.73.364)0.4/2(墙) 6416.026/2(女儿墙)0.5(3.90.4)172(60.4)324.2811098.486 kN重力荷载代表值简图（见图3.2）图 3.24

23、框架侧移刚度计算4.1 框架梁柱线刚度4.1.1 框架梁线刚度ib（见表4.1） 表4.1类别Ecbhl1.52mmN.N.N.中横梁3.02505503.46660001.7333.466边横梁3.02505503.46660001.7332.6轴线中横梁3.02505503.46645002.3114.6224.1.2 柱线刚度ic（见表4.2）表4.2类别hcEcbhIcmmN.mm26层中柱33003.05004005.2084.73526层边柱33003.04004002.1331.9391层中柱43003.05005002.2083.6331层边柱43003.04004002.13

24、31.4884.2 框架柱侧移刚度D值图 4.1中柱框架侧移刚度D值1.4640.42322070.579中框架柱侧移刚度D值（见表4.3）表4.3轴线类型边柱中柱DD其他轴线1层1.9380.61959781.9080.6161452826层1.7880.472100851.4640.42322071轴1层3.1060.64362122.2600.645152092、3层2.3840.544116181.7080.46124034边框架柱侧移刚度D值（见表4.4）表4.4类型边柱中柱DD1层1.7470.60057913.4950.727702126层1.3410.40185762.6820

25、57312238楼梯间柱侧移刚度D值（见表4.5）表4.5类型边柱中柱DD1层1.7470.60057911.6700.5911394126层1.3410.40185761.2810.39020349各层D值（见表4.6）表4.6-1中框架柱轴线中框架柱中层边柱底层边柱中层中柱底层中柱中层边柱底层边柱中层中柱底层中柱D1008559782207114528116186212243041520912626222、3262622462828表4.6-2边框架柱楼梯间柱D中层边柱底层边柱中层中柱底层中柱中层边柱底层边柱中层中柱底层中柱D8576579112238702185765791203491

26、3941144447061742、3444411063164644441099324由于0.7 是高层混凝土建筑规范，普通多层框架略小于0.7，也可视为满足要求。5 横向水平荷载作用下框架结构内力和侧移计算5.1 横向自振周期计算结构顶点的假想侧移计算（见表5.1）表5.1层次GiGiDikNkNkN/mmm611098.48611098.48610993240.0101 0.2879 513721.84624820.33210993240.0226 0.2778 413778.54638598.87810993240.0351 0.2552 313799.24152398.119110631

27、60.0474 0.2201 213718.27966116.39811063160.0598 0.1727 113649.600 79765.9987061740.1130 0.1130 结构所在场地为7度设防，第一组，类场地0.35s0.08 s5.2 水平地震作用及楼层剪力计算本设计中，结构高度不超过40m，质量刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切变形为主，故可以用底部剪力法计算水平地震左右51.40.351.40.49故考虑顶部附加水平地震作用0.080.070.080.640.070.1210.1213150.837381.251 kN各质点的水平地震作用各质点横向水平地震作用及楼层地

28、震剪力计算（见表5.2）表5.2楼层HiGiGiHiFiVimKnkN.mkNkN620.811098.486230848.509 0.236 1033.654 1033.654 517.513721.846240132.305 0.245 678.640 1712.293 414.213778.546195655.353 0.200 552.943 2265.237 310.913799.241150411.727 0.153 425.080 2690.316 27.613718.279104258.920 0.106 294.647 2984.963 14.313649.600 58693

29、280 0.060 165.874 3150.837 各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿高度方向的分布图图5.15.3 水平地震作用下的位移计算横向水平地震作用下的位移计算（见表5.3）表5.3层次ViDihikNkN/mmm61033.65410993240.00094 3.31/3510 51712.29310993240.00156 3.31/2119 42265.23710993240.00206 3.31/1601 32690.31611063160.00243 3.31/1357 22984.96311063160.00270 3.31/1223 13150.8377061740

30、00446 4.31/964 满足1/550要求楼层的最小水平地震剪力标准值验算（见表5.4）3.5 s =0.016表5.4楼层GiGikNkNkNkN611098.48611098.4860.016177.5761033.654513721.84624820.3320.016397.1251712.293413778.54638598.8780.016617.5822265.237313799.24152398.1190.016838.3702690.316213718.27966116.3980.0161057.8622984.963113649.60079765.9980.01612

31、76.2563150.8375.4 水平地震作用下框架内力计算以轴线横向框架为例，进行水平地震作用下框架内力计算A柱（见表5.5）表5.5楼层hiViDiymkNkN/mkN/mkNkN.mkN.m63.31033.6541099324100859.483 1.7880.39 12.20 19.09 53.31712.29310993241008515.708 1.7880.45 23.33 28.51 43.32265.23710993241008520.781 1.7880.49 33.60 34.97 33.32690.31611063161008524.524 1.7880.50 40

32、47 40.47 23.32984.96311063161008527.210 1.7880.50 44.90 44.90 14.33150.837706174597826.673 1.9380.60 68.82 45.88 A柱y修正值（见表5.6）表5.6楼层 y60.390000.3950.450000.4540.490000.4930.500000.5020.500000.5010.600000.60C柱（见表5.7）表5.7楼层HiViDiyMkNkN/mkN/mkNkN.mkN.m63.31033.65410993242207120.753 1.4640.37 25.34 43.

33、14 53.31712.29310993242207134.378 1.4640.45 51.05 62.40 43.32265.23710993242207145.479 1.4640.47 70.54 79.54 33.32690.31611063162207153.672 1.4640.50 88.56 88.56 23.32984.96311063162207159.550 1.4640.50 98.26 98.26 14.33150.8377061741452864.822 1.9080.60 167.24 111.49 C柱y修正值（见表5.8）表5.8楼层 y60.370000.

34、3750.450000.4540.470000.4730.500000.5020.500000.5010.600000.60水平地震作用下梁端弯矩，剪力及柱轴力标准值计算（见表5.9）表5.9楼层AC跨CF跨柱轴力lVblVbA柱C柱kN.mkN.mmkNkN.mkN.mmkNkNkN619.09 21.57 66.78 21.57 21.57 67.19 -6.78 -7.19 540.71 43.87 614.10 43.87 43.87 614.62 -20.87 -21.81 458.30 65.30 620.60 65.30 65.30 621.77 -41.47 -43.58 37

35、4.07 79.55 625.60 79.55 79.55 626.52 -67.08 -70.09 285.36 93.41 629.80 93.41 93.41 631.14 -96.87 -101.23 190.77 104.88 632.61 104.88 104.88 634.96 -129.48 -136.19 柱轴力中负号表示拉力，当为左震作用时，对应的右侧两根柱为压力地震作用下梁端、柱端弯矩剪力（见图5.2）图 5.26 竖向荷载作用下框架结构的内力计算仅计算横向框架内力6.1 计算单元（见图6.1）图6.16.2 荷载计算6.2.1 屋面恒载：(KL1) 2.95 kN/m(双向板) 24.711.9518.37 kN/m(双向板) 24.711.211.30 kN/m(板) (KL2) 3.91.969(女儿墙) 0.53.94.2829.80 kN(板) (3.91.8/23.93.9/4)(KL2) 3.91.969 42.12 kN(板) (3.91.5/20.53.93.9/2)4.71(KL2) 3.91.31336.81 kN(板) (CL1) 3.91.31336.91 kN6.2.2 恒载15层：(KL1) =2.95 kN/m(双向板)