唐山市唐钢家园一号住宅楼设计土木工程说明书大学学位论文.docx

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唐山市唐钢家园一号住宅楼设计土木工程说明书大学学位论文

学号：

201114350202

毕业设计说明书

GRADUATEDESIGN

设计题目：

唐山市唐钢家园一号住宅楼设计

学生姓名：

石泽雄

专业班级：

11土木2班

学院：

建筑工程学院

指导教师：

徐建新教授

王文秋副教授

2015年6月10日

摘要

近年来，随着经济建设的发展和人口的数量增加，住房建设用地日趋紧张。

新建高层建筑越来越高。

为了满足抗震等条件的要求，新的结构形式在不断的发展，其中剪力墙结构就广泛用于高层住宅。

因此，对高层住宅剪力墙结构的力学性能进行研究具有具有重要的理论和实现意义。

本设计为唐山市唐钢家园一号住宅楼设计。

建筑面积约7000平方米，地下一层，地上十二层，层高2.9米，总高度42米。

本设计在确定剪力墙布局之后，先进行了重力荷载计算、风荷载计算、水平地震作用计算，然后根据结构在水平地震作用和竖向荷载作用下的内力计算进行内力组合，选取最安全的结果计算配筋并绘图。

整个结构在设计过程中，严格遵循相关的专业规范的要求，参考相关资料和有关最新的国家标准规范，对设计的各个环节进综合全面的科学性考虑。

关键词：

剪力墙结构；高层建筑；住宅

Abstract

Withtheeconomicdevelopmentandpopulationincreasing,constructionlandisincreasinglygettingtense,andtallbuildingaregettinghigherandhigher.Tomeettherequirementsofconditions,suchasseismic,structuralfromhasalsodevelopedcontinuously,onawiderangeofshearwallstructureforhigh-riseresidential.Tomeettherequirementssuchasseismicconditions,theshearwallstructureformonawiderangeforhigh-riseresidentialbuildinghasdevelopedcontinuously.Therefore,itissignificancetostudythetheoryandpracticesofthemechanicalpropertiesofthetallresidentialshearwallstructures.

Thedesignisa12-storeyresidentialbuildingstructuraldesign,belongingtoTangGangJiaYuanblock,oneofthecommercialhousingblocksnumbered1.Thearea,abovethegroundfloor,isabout7000squaremeters,thebuildingheretakesashear-wallstructure,withatotalof12floorsabovethegroundand1floorbelowtheground,and2.9metersheightastorey,andthetotalheightis42m.Thedesignafterdeterminatingshear-wallstructurelayouthascarriedonthefirstlevelthecalculatingthegravityload,calculatingthewindloadandcalculatingthefunctionoflevelearthquake.Accordingtocalucatingthestructuralendogenousforceofthelevelearthquake,thewindload,theverticalload,carriedontheendogenicforcecombination,,thenselectedthesafestresultcomputationtomatchthemuscleandtodrawachart.Theentirestructureinthedesignprocess,thestrictdeferencerelatedspecializedstandardrequest,thereferencecorrelationdataandtherelatednewestnationalstandardsstandard,carriesonthesynthesiscomprehensivescientificnatureconsiderationtodesigneachlink.Inbrief,issuitable,thesecurity,theeconomy,easytooperateisthisdesignprinciple.

Keyword:

Shearwallstructure;tallbuilding;residentialbuilding

绪论

1.1前言

随着生活水平的提高，人们对高层住宅的安全性要求也越来越高。

近年来，地震等自然灾害频发，而剪力墙结构的抗震性能非常优秀，虽然在空间的使用上不如框架结构灵活，但应用与对空间使用要求不是太高、对安全性要求很高的高层住宅之中，也是非常合理的。

因此，将来的高层住宅楼设计会趋向于使用抗震、抗灾性能良好的剪力墙结构。

毕业设计是毕业前的最后一次大型的课题设计，在刘老师的指导下，将要运用我们大学四年所学的全部专业知识来完成。

通过这次设计，使我们对将来的民用建筑以及工业建筑的设计、施工、管理等各个环节有所了解，熟悉工程建筑设计与施工的整个过程，同时熟练使用各种绘图、计算软件。

我的毕业设计题目是唐山市唐钢家园一号住宅楼设计。

在毕业设计前期，我温习了一些以前学过的课程，并且查看了《建筑抗震设计规范》、《混凝土结构设计规范》、《建筑结构荷载规范》、《高层建筑混凝土结构技术规程》等相关书籍来加以充实和辅助本次毕业设计。

在毕业设计的前期和中期，我们在指导老师的指导下开始接触一些新的结构设计软件，并结合自己的所学专业知识进行建筑、结构设计。

顺利完成了建筑平、立、剖面设计，结构建模，绘制结构平面图，SATWE、JCCAD、墙梁柱的施工图计算等。

在毕业设计后期，主要进行施工图的设计以及修改和计算书的整理，并且在每次的上课过程中得到了老师的审批和指正，使我完成了任务，在此表示衷心的感谢。

根据住宅的使用要求和代表性，随着这类建筑要求、时间、地点的不同，其建筑设计、结构设计、施工设计和各种技术的要求也不同，而随着社会的发展，技术的进步，计算机辅助设计扮演了越来越重要的角色，由于自己的水平有限，再设计时候难免有不妥和疏忽的地方，敬请各位老师批评指正。

1.2工程概况

建筑基地：

河北省唐山市

建筑结构形式：

现浇钢筋混凝土剪力墙结构

本工程总建筑面积：

6910.52㎡

建筑基地面积：

492.78m2

建筑层数：

地上十二层，地下一层

主体建筑高度：

42.0m

抗震设防烈度：

8度，第一组

抗震设防类别：

丙类

建筑物安全等级：

二级

抗震等级：

二级

场地类别：

二类

场地土类型：

中软场地土，最大冻结深度0.8米

地基承载力标准值：

f=300KPa

持力层:

粉质粘土

设计使用年限:

50年

气象水文地质资料：

温度：

最热月平均25.4℃，最冷月平均-8.8℃，最热日平均29.4℃，

极端最高39.6℃

相对湿度：

最热月平均78%，最冷月平均54%

主导风向：

夏季---东、东南向，冬季---西、西北向

降水量：

年平均---610毫米，年最大---931毫米

最大降雪深度：

180毫米

第二章建筑部分设计

2.1设计依据

本工程为唐山市唐钢家园一号住宅楼设计，来源于工程实际。

2.2建筑概况

本工程位于河北省唐山市，用地平面呈矩形，为现浇钢筋混凝土剪力墙结构。

本地区抗震抗震基本烈度为8度，抗震等级为二级。

1、除标高以米为单位外,其余全部尺寸均以毫米为单位。

2、本工程总建筑面积为6910.52㎡，建筑基地面积为492.78m2。

3、本建筑主要功能是住宅。

4、建筑层数为12层，主体建筑总高度为42.0m，工程设计等级为二级。

5、本工程建筑类别为二类，耐火等级为一级，设计使用年限为50年。

6、结构类型为剪力墙结构。

7、建筑总平面位置见总平面位置图。

2.3交通联系部分的设计

交通联系部分是人流通行和集散不可缺少的内容，这部分设计的主要

内容有：

（1）交通路线简捷，明快，联系方便。

（2）人流通畅，紧急疏散时迅速安全。

（3）力求节省交通面积，同时应考虑空间处理等问题。

结合本建筑的具体要求，设置以下交通联系部分：

1.楼梯——疏散交通

楼梯设计主要依据使用要求和人流通行情况确定梯段宽度和休息平台的宽度，选择适当的楼梯形式，考虑整幢建筑的楼梯数量，以及楼梯间的平面位置和空间组合。

楼梯的位置应布置均匀，导向明确，显明易找，楼梯应靠外墙设置，

即提高安全性能，又便于通风采光。

2.电梯——垂直交通

电梯设计主要分人梯和消防电梯，根据规范的要求、使用功能及人员使用舒适度等方面设计电梯的尺寸和性能。

2.4墙体材料选用

1.墙体材料：

本工程填充墙材料为加气混凝土砌块。

2.墙体厚度：

图中剪力墙200，轴线居中，内墙按建筑图纸布置。

图2-1建筑平面布置图

2.5内装修做法

室内装修做法：

（1）地面：

普通地砖。

（2）踢脚：

楼梯间、电气间、设备间刷素水泥浆踢脚，高度120，

其他房间均为地砖踢脚，高度100。

（3）内门：

木内门。

（4）楼梯栏杆：

铁艺花饰栏杆、木扶手。

（5）窗帘盒：

木窗帘盒，内留预埋铁。

2.6基础

1.混凝土：

基础垫层C15基础：

C35

（1）本设计地基土持力层其承载力标准值为300Kpa

（2）基础经过开槽以后，经有关单位验槽以后才能进行基础施工。

若在施工过程中有异常现象，应及时通知设计等有关单位，并且协商解决。

基础回填土压实系数r=0.96

（3）梁、板、剪力墙混凝土等级：

地下一层和地上1-3层为C35，,4-12层和电梯机房为c30.

2.所有填充墙采用100厚加气混凝土块砌筑，砌筑砂浆等级为M5，砌筑容重不大于5.5KN/㎥。

2.7剪力墙结构

1、该剪力墙的结构重要性系数为1.0。

2、所有孔洞必须预留,不得后凿.除厕所外,其它各室的洗手盆上下水及暖气立管预留孔洞与设备图配合施工.设备管道穿楼板首先留洞,但钢筋不断开,待管线安装完毕后二次浇筑混凝土。

3、梁柱钢筋在节点处的锚固参见<<97G329>>。

4、填充墙的砌法及拉筋的设置按规范施工。

其它未详事宜均按国家现行《建筑工程施工质量验收统一标准》和我省颁发的各项规程执行。

2.8建筑设计依据

［1］GB50223-2010，建筑工程抗震设防分类标准［S］.北京：

中国建筑工业出版社,2010年。

［2］05系列建筑标准设计图集［S］.北京：

中国建筑工业出版社,2005年。

［3］GB/T50001-2010，房屋建筑制图统一标准［S］.北京：

中国建筑工业出版社,2010年

第三章结构部分设计

3.1工程概况

我设计的是唐山市唐钢家园1号住宅楼，层数为地上12层，地下一层，属于高层住宅，采用剪力墙结构。

题目来源于工程实际。

3.1.1建筑地点、建筑名称、建筑类型、建筑介绍

建筑地点：

唐山市

建筑名称：

唐山市唐钢家园一号住宅楼

建筑类型：

高层住宅，地下1层，地上12层，现浇钢筋混凝土剪力

墙结构。

建筑介绍：

本建筑所在地区地震设防烈度八度。

建筑总面积为

6910.52平方米，建筑基地面积为492.78平方米，剪力墙厚为200mm（地

下室外墙厚250mm），100mm厚填充墙采用加气混凝土砌块。

3.1.2剪力墙与层高

剪力墙与层高：

本住宅楼采用剪力墙采用对称布置，层高均取3.0m，

如下图所示：

图3-1剪力墙布置图

Fig.3-1Theshearwallarrangesthediagram

3.1.3剪力墙截面尺寸初步确定

根据高层建筑混凝土结构技术规程规定：

按三、四级抗震等级设计的剪力墙的截面厚度，不应小于160mm，一字形独立剪力墙的底部加强部位尚不应小于180mm，其他部位不应小于层高或剪力墙无支长度的1/20，且不应小于160mm，所以各部位剪力墙均为200mm，符合要求。

3.2荷载统计

3.21荷载计算

楼面荷载计算（标准值）：

1、起居室、卧室：

装修面层28～30㎜0.03x20=0.6kN/㎡

60厚C15细石混凝土垫层0.06x24=1.44kN/㎡

板底抹灰0.5kN/㎡

板厚（mm）

100

110

120

130

180

恒载（kN/㎡）

5.04

5.29

5.54

5.79

7.04

活载（kN/㎡）

2.0

2、卫生间：

8～10厚防滑地砖0.01x20=0.2kN/㎡

20厚1：

3干硬性水泥砂浆结合层0.02x20=0.4kN/㎡

50厚C15细石混凝土填充层0.05x24=1.20kN/㎡

板底抹灰0.5kN/㎡

板厚（mm）

80

90

100

恒载（kN/㎡）

4.3

4.55

4.8

活载（kN/㎡）

2.0（设浴缸时4.0）

3、厨房：

8～10厚防滑地砖0.01x20=0.2kN/㎡

20厚1：

3干硬性水泥砂浆结合层0.02x20=0.4kN/㎡

50厚C15细石混凝土填充层0.05x24=1.20kN/㎡

板底抹灰0.5kN/㎡

板厚（mm）

80

90

100

恒载（kN/㎡）

4.3

4.55

4.8

活载（kN/㎡）

2.0

4、内封阳台：

装修面层28～30㎜0.03x20=0.6kN/㎡

60厚C15细石混凝土垫层0.06x24=1.44kN/㎡

板底抹灰0.5kN/㎡

板厚（mm）

100

110

恒载（kN/㎡）

5.04

5.29

活载（kN/㎡）

2.5

5、楼梯：

8～10厚防滑地砖0.01x20=0.2kN/㎡

20厚干硬性水泥砂浆结合层0.02x20=0.4kN/㎡

板底抹灰0.5kN/㎡

板厚（mm）

100

110

120

130

140

150

恒载（kN/㎡）

6.0

6.3

6.7

7.1

7.4

7.8

活载（kN/㎡）

3.5（跃层室内楼梯2.0）

8、门厅、电梯厅（走廊）：

装修面层28～30㎜0.03x20=0.6kN/㎡

60厚C15细石混凝土垫层0.06x24=1.44kN/㎡

板底抹灰0.5kN/㎡

板厚（mm）

100

110

120

恒载（kN/㎡）

5.04

5.29

5.54

活载（kN/㎡）

3.5

9、屋面1—坡屋面：

卧瓦层（按30厚水泥砂浆计算自重）0.6/cos30°=0.69kN/㎡

35厚C20细石混凝土面层0.04x24/cos30°=1.11kN/㎡

15厚1：

3水泥砂浆找平层0.02x20=0.4kN/㎡

板底抹灰0.5/cos30°=0.6kN/㎡

板厚（mm）

100

110

120

130

140

150

恒载（kN/㎡）

6.0

6.3

6.6

6.7

7.0

7.3

活载（kN/㎡）

0.5（不上人屋面）

10、坡屋面下顶层楼顶平楼面：

双面抹灰1.0kN/㎡

板厚（mm）

100

110

120

恒载（kN/㎡）

3.5

3.75

4.0

活载（kN/㎡）

2.0

11、屋面2—不上人平屋面：

40厚C20细石混凝土面层0.04x24=0.96kN/㎡

20厚1：

3水泥砂浆找平层0.02x20=0.4kN/㎡

平均110厚1：

8水泥膨胀珍珠岩找坡层0.11x6=0.66kN/㎡

板底抹灰0.5kN/㎡

板厚（mm）

100

110

120

130

140

150

恒载（kN/㎡）

6.2

6.5

6.7

7.0

7.2

7.5

活载（kN/㎡）

0.5（不上人屋面）

12、楼梯间：

恒载（kN/㎡）

7.0

活载（kN/㎡）

3.5

13、窗下外墙高1200（含降梁100+加窗重）

2.5x1.2+0.5x1.3=3.65KN/m

14、内填充墙高（2.9-0.4）2.3x（2.9-0.4）=5.75KN/m

3.22填充墙荷载计算（标准值）：

1、外墙1：

200厚空心砖（含砂浆）　　　　　　　1.5kN/㎡

外贴石材+内抹灰　　　　　　　　　　　1.35kN/㎡

――――――――――――――――――――――――――――

恒载：

2.85kN/㎡

2、外墙2：

200厚空心砖（含砂浆）　　　　　　　1.5kN/㎡

外贴面砖+内抹灰　　　　　　　　　　1.0kN/㎡

――――――――――――――――――――――――――――

恒载：

2.5kN/㎡

3、外墙3：

200厚空心砖（含砂浆）　　　　　　　1.5kN/㎡

外涂料+内抹灰　　　　　　　　　　0.8kN/㎡

――――――――――――――――――――――――――――

恒载：

2.3kN/㎡

4、内墙1：

200厚空心砖（含砂浆）　　　　　　　1.5kN/㎡

双面抹灰　　　　　　　　　　　　　　　　　0.8kN/㎡

――――――――――――――――――――――――――――

恒载：

2.3kN/㎡

5、内墙2：

100厚加气砼砌块（含砂浆）　　　　　　　　0.8kN/㎡

双面抹灰　　　　　　　　　　　　　　　　　　　0.8kN/㎡

――――――――――――――――――――――――――――

恒载：

1.6kN/㎡

3.2.3梁上均布荷载统计

100厚填充墙下梁均部荷载：

5.5×0.1×2.4＋20×2.4×0.04=3.24KN/m

100厚填充墙下连梁均部荷载：

5.5×0.1×2.3＋20×2.3×0.04=3.11KN/m

200厚填充墙下连梁均部荷载：

5.5×0.2×2.3＋20×2.3×0.06=5.9KN/m

200厚楼梯间填充墙下梁均部荷载：

5.5×0.2×2.65＋20×2.65×0.06=5.52KN/m

3.3结构及平面布置的选择

高层住宅不但能满足人们日常生活的需要，而且还能满足城镇化过程中对建筑面积需求量大的要求。

在较高的高层建筑中，现浇钢筋混凝土剪力墙结构的整体性好，刚度大，在水平荷载作用下侧向变形小，承载力要求也容易满足。

墙体同时也作为围护及房间分隔构件。

竖向荷载由楼盖直接传到墙上，因此剪力墙的间距取决于楼板的跨度。

一般情况下，剪力墙间距为3～8m，适用于要求较小开间的建筑。

当采用大模板、滑升模板等先进施工方法时，施工速度很快，可节省砌筑隔断等工程量。

因此，剪力墙结构在住宅建筑中广泛的应用。

高层住宅的发展优势明显，与我国现阶段基本国情相符，并与国家提倡节约资源、实现集约化发展的政策相一致。

通过发展高层住宅解决现有城市存在的问题，已经成为我国现阶段城市发展的必然趋势，在建设实践中，发展高层住宅也越来越多地被各地认同，建设发展势头迅猛。

随着高层住宅的普及，城市管理者和居民对高层住宅的建设要求日益提高，建筑设计者和开发商也在改变观念、更新设计手法，以配合城市的发展要求和住宅的市场需求，将一些新的设计理念和发展思路融入到高层住宅的设计之中。

随着生活水平的提高，人们对高层住宅的安全性要求也越来越高。

近年来，地震等自然灾害频发，而剪力墙结构的抗震性能非常优秀，虽然在空间的使用上不如框架结构灵活，但应用与对空间使用要求不是太高、对安全性要求很高的高层住宅之中，也是非常合理的。

因此，将来的高层住宅楼设计会趋向于使用抗震、抗灾性能良好的剪力墙结构。

根据高规中7.1.2条规定剪力墙不宜过长，较长的剪力墙宜设置跨高

比交大的连梁将其分成长度较均匀的若干墙段，各墙段的高度与墙段长度

之比不宜小于3，墙段长度不宜大于8m。

除此规定之外，根据近年来户型

的买卖趋势——多青睐于中小户型，因此本次住宅设计多选择中小的室内

空间设计，如上图3-1剪力墙布置图中所示的空间设计。

第四章总信息

图4-1PKPM模型图

总信息

结构材料信息:

钢砼结构

混凝土容重（kN/m3）:

Gc=27.00

钢材容重（kN/m3）:

Gs=78.00

水平力的夹角（Rad）:

ARF=0.00

地下室层数:

MBASE=1

竖向荷载计算信息:

按模拟施工加荷计算方式

风荷载计算信息:

计算X,Y两个方向的风荷载

地震力计算信息:

计算X,Y两个方向的地震力

特殊荷载计算信息:

不计算

结构类别:

剪力墙结构

裙房层数:

MANNEX=0

转换层所在层号：

MCHANGE=0

墙元细分最大控制长度（m）DMAX=2.00

墙元侧向节点信息:

内部节点

是否对全楼强制采用刚性楼板假定否

采用的楼层刚度算法层间剪力比层间位移算法

结构所在地区全国

风荷载信息

修正后的基本风压（KN/m2）:

WO=0.40

风荷载作用下舒适度验算风压（KN/m2）:

WOC=0.40

地面粗糙程度:

B类

结构基本周期（秒）:

T1=0.49

是否考虑风振:

是

体形变化分段数:

MPART=1

各段最高层号:

NSTi=15

各段体形系数:

USi=1.30

地震信息

振型组合方法（CQC耦联;SRSS非耦联）CQC

计算振型数:

NMODE=18

地震烈度:

NAF=8.00

场地类别:

KD=2

设计地震分组:

一组

特征周期TG=0.35

多遇地震影响系数最大值