六层住宅楼毕业设计.docx
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六层住宅楼毕业设计.docx
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六层住宅楼毕业设计
摘要
本设计主要分为两大部分:
第一部分为建筑设计。
建筑设计是在总体规划的前提下,根据任务书的要求,综合考虑基地环境,使用功能,结构施工,材料设备,建筑设计及建筑艺术问题,解决建筑物的使用功能和空间的安排。
依据建筑物的概念,建筑方针的原则,完成了拟建公寓楼以下几方面的设计:
建筑总平面设计,建筑布局,基本单元设计,公共部分设计,空间组合设计,屋面设计,建筑立面设计及建筑防火设计等等。
第二部分为结构设计。
结构设计由框架设计,基础设计等组成。
该建筑的抗震设防烈度为7度,抗震等级为三级,考虑水平地震作用对横向框架的影响。
竖向荷载作用下,横向框架内力计算采用弯矩分配法,而内力组合比较了竖向荷载组合和竖向荷载与地震力组合时对框架梁,柱产生的不利影响,取两者中较大值对框架梁,柱进行截面设计。
关键词:
建筑设计建筑规范内力组合
ABSTRACT
Thisdesignisdividedintotwomajorpartsmainly:
Thefirstpartisthearchitecturaldesign。
Thearchitecturaldesignisonthepremiseofmasterplan,accordingtotherequestoftaskbook,consideringthebaseenvironmentsynthetically,thefunctionofuse,thestructureconstructs,materialequipment,architecturaldesignandartisticquestionofthebuilding,solvethefunctionofuseofthebuildingandarrangementinthespace.Whetheraccordingtoconceptdesignofbuilding,principlepolicyofbuilding,thedesignshouldfinishthefollowingaspects.Thetotalplanardesignofthebuilding,theoverallarrangementofthebuilding,theelementarycellisdesigned,thepublicpartisdesigned,thespaceismadeupanddesigned,theroofingisdesigned,theelevationdesignofthebuildingandbuildingfirepreventionanddesignetc..
Thesecondpartisstructuraldesign.Structuraldesignisconsistedbydesignofframe,foundationdesigningetc.makingup.Shouldbuildprovidefortificationagainstearthquakesearthquakeintensity7,antidetonationgradeforbeingtertiary,considerhorizontalearthquakefunctionimpactonhorizontalframe.Verticaltoloadfunction,horizontalframeinternalforcecalculateandadoptthecurvedsquaretoassignFrance,andinternalforcemakeupverticaltoisitmakeupandnotverticaltoloadwithearthquakestrengthsettingaroofbeaminplacetoframewhenmakinguptoload,adverseeffectthatpostproduce,fetchthetwogreatvaluesetaroofbeaminplacetoframe,postdesignthesection.
Keywords:
Architecturaldesign;Normofthebuilding;Internalforceassociation.
第1章工程概况…………………………………………………………………1
第2章框架结构布置及计算简图………………………………………………3
2.1框架结构布置………………………………………………………………3
2.1.1梁柱尺寸初估…………………………………………………………3
2.1.2截面验算………………………………………………………………3
2.2计算简图……………………………………………………………………4
第3章荷载计算…………………………………………………………………5
3.1恒荷载计算…………………………………………………………………5
3.1.1屋面框架梁线荷载标准值……………………………………………5
3.1.2楼面框架梁线荷载标准值……………………………………………5
3.1.3屋面框架节点集中荷载标准值………………………………………6
3.1.4楼面框架节点集中荷载标准值………………………………………6
3.2屋面雪荷载计算……………………………………………………………8
3.3活荷载计算…………………………………………………………………8
3.4风荷载计算…………………………………………………………………9
第4章内力计算…………………………………………………………………10
4.1恒荷载作用下的内力计算…………………………………………………10
4.1.1线刚度计算……………………………………………………………10
4.1.2恒荷载转化……………………………………………………………11
4.1.3分层法计算恒荷载作用下梁端弯矩…………………………………12
4.1.4恒载作用下的剪力计算………………………………………………15
4.1.5恒载作用下的轴力计算………………………………………………16
4.2活荷载作用下的内力计算…………………………………………………17
4.2.1活荷载转化……………………………………………………………18
4.2.2分层法计算活荷载作用下……………………………………………18
4.2.3活载作用下的剪力计算………………………………………………22
4.2.4活载作用下的轴力计算………………………………………………23
4.3风荷载作用下的内力计算…………………………………………………25
4.3.1柱剪力值………………………………………………………………25
4.3.2柱的反弯点高度y……………………………………………………26
4.3.3风荷载作用下的框架内力……………………………………………26
4.3.4风荷载作用下的框架侧移验算………………………………………30
4.4地震作用下的内力计算……………………………………………………31
4.4.1结构基本周期T1………………………………………………………31
4.4.2用“D值法”计算柱的侧向刚度………………………………………31
4.4.3地震作用下的水平位移的弹性验算…………………………………37
第5章内力组合…………………………………………………………………38
第6章配筋计算…………………………………………………………………39
第7章基础设计…………………………………………………………………40
7.1平面示意图…………………………………………………………………40
7.2基本参数……………………………………………………………………40
7.2.1依据规范………………………………………………………………40
7.2.2几何参数………………………………………………………………40
7.2.3荷载值…………………………………………………………………41
7.2.4材料信息………………………………………………………………41
7.2.5基础几何特性…………………………………………………………41
7.3基础梁内力计算……………………………………………………………41
7.3.1修正后地基承载力……………………………………………………41
7.3.2轴心荷载作用下地基承载力验算……………………………………41
7.3.3偏心荷载作用下地基承载力验算……………………………………41
7.3.4基础冲切验算…………………………………………………………42
7.3.5基础受压验算…………………………………………………………43
结论………………………………………………………………………………44
致谢………………………………………………………………………………45
参考文献…………………………………………………………………………46
第1章工程概况:
某六层框架结构,建筑平面图如图所示,采用钢筋混凝土全现浇框架结构设计。
1、建设地点:
某市
2、内容:
住宅楼
3、气象资料:
降雨量:
全年1203.1mm,1小时最大降雨量93.6mm
年相对湿度:
70~80%
基本风压:
0.3KN/m2
基本雪压:
0.4KN/m2
4、工程地质资料:
地质:
由地质勘察报告,其地质土层构造为:
第一层为杂填土,平均厚度为0.4~0.5m。
第二层为粘土,承载力为200KN/m2。
5.水文地质资料:
拟建场地范围内,浅部填土为上层滞水,主要受大气降水及地表排水影响,地下水位为1.5—2.0m;承压孔隙含水层。
地下水对混凝土无侵蚀性。
6、抗震设防要求
该地区基本烈度为7度(近震)。
7、基本设计资料:
本工程为某市的单元住宅楼,层数为5-6层。
规定:
建筑面积约3500m2。
设置两种户型,分别为三室两厅(建筑面积约120m2)、两室两厅(建筑面积约80m2);每户最小居室使用面积不小于8m2,主卧与次卧功能清楚,辅助房间:
①厨房:
使用面积不小于3.5m2,应设置洗涤池、案台,应考虑厨房的储藏设施。
②厕所:
使用面积不小于3m2,应设置大便器、洗脸盆、浴缸或淋浴以及其它设施的配套功能。
建筑物地点:
某市,场地平整、地段交通方便、地势平坦、东西两侧均为开发性用地,用地具体尺寸详见地形图。
8、基本参数:
(1)设计标高:
室内设计标高±0.000,室内外高差150mm。
(2)墙身做法:
墙身为普通机制砖填充墙,M5水泥砂浆砌筑。
内粉刷为混合砂浆底,纸筋灰面,厚20mm,“803”内墙涂料两度。
外粉刷为1:
3水泥砂浆底,厚20mm,瓷砖贴面。
(3)楼面做法:
顶层为20mm厚水泥砂浆找平,5mm厚1:
2水泥砂浆加“107”胶水着色粉面层;底层为15mm厚纸筋面石灰抹底,涂料两层。
(4)屋面做法:
参见2002中南地区通用建筑标准设计屋面12的做法
(5)门窗做法:
全部为铝合金门窗,
(6)地质资料:
属Ⅱ类建筑场地,余略。
(7)基本风压:
w0=0.4KN/m2(地面粗糙度属B类)。
(8)活荷载:
屋面活荷载2.0KN/m2,楼面活荷载2.0KN/m2。
第2章框架结构布置及简图
2.1框架结构布置
根据建筑功能要求以及建筑施工的布置图,本工程确定采用框架承重方案,框架梁、柱布置参见结构平面图。
2.1.1梁柱尺寸初估:
(1)主要承重框架:
因为梁的跨度较接近(6300﹑5700),可取跨度较大者进行计算.
取L=6300mmh=(1/10~1/15)L=630mm~420mm取h=500mm.
250mm~142.85mm取b=200mm
故主要框架梁初选截面尺寸为:
b×h=200mm×500mm
(2)次要承重框架:
取L=3600mmh=(1/12~1/18)L=300mm~200mm取h=300mm
150mm~85.7mm取b=200mm
故次要框架梁初选截面尺寸为:
b×h=200mm×300mm
(3)楼面连续梁
(4)框架柱:
×3000=374.7mm~281mmb=(1~2/3)h取b=h
①按轴力估算:
A'E'列柱:
No=6×11.2m2×(10~14)KN/m2=672KN~940.8KN
C'列柱:
No=6×21.3m2×(10~14)KN/m2=1278KN~1789.2KN
②按轴压比验算:
此建筑抗震等级为三级,
=0.9
选C30型混凝土
=14.3N=(1.2~1.4)No
A'E'列柱:
C'列柱:
故初选柱截面尺寸为:
A'E'列柱:
b×h=400mm×400mm
C'列柱:
b×h=400mm×500mm
2.2结构布置简图
⑴.三个假设:
①平面结构假定:
认为每一方向的水平力只由该方向的抗侧力结构承担,垂直于该方向的抗侧力结构不受力;
②楼板在自身平面内在水平荷载作用下,框架之间不产生相对位移;
③不考虑水平荷载作用下的扭转作用。
⑵.计算简图
根据结构平面布置图,选定第9轴线作为计算单元.如图1所示
图2-1结构平面布置图
第3章、荷载计算
3.1恒荷载计算
3.1.1梁自重
主梁:
25X0.2X0.50=2.50kN/m
次梁:
25X0.2X0.30=1.50kN/m
3.1.2屋面荷载标准值
三毡四油屋面防水层0.4kN/m2
1:
3水泥沙浆找平层20mm0.4kN/m2
水泥蛭石板保温层60mm0.12kN/m2
1:
3水泥沙浆找平层20mm0.4kN/m2
1:
8水泥炉渣着坡层80mm1.44N/m2
现浇钢筋混凝土板120mm3.0kN/m2
板底抹灰20mm0.4kN/m2
合计6.16kN/m2
屋面梁线荷载标准值:
AC跨:
板传荷载3.60x6.16=22.18kN/m
梁自重2.50kN/m
合计:
24.68kN/m
CE跨:
板传荷载3.60x6.16=22.18kN/m
梁自重2.50kN/m
合计:
24.68kN/m
3.1.3楼面荷载标准值
楼面恒载:
水磨石地面0.65kN/m2
现浇钢筋混凝土板100mm2.50kN/m2
板底抹灰20mm0.40kN/m2
合计3.55kN/m2
楼面梁线荷载标准值:
AC跨:
板传荷载3.60x3.55=12.78kN/m
墙体荷载:
7.5x(3.0-0.4)x0.2=3.9kN/m
梁自重1.50kN/m
合计:
18.18kN/m
CE跨:
板传荷载3.60x3.55=12.78kN/m
墙体荷载:
7.5x(3.0-0.4)x0.2=3.9kN/m
梁自重1.50kN/m
合计:
18.18kN/m
3.1.4屋面框架节点集中荷载标准值
AC跨上的集中荷载:
板传荷载2.1x3.6x6.16=46.57kN
自重:
1.50x3.6=5.40kN
合计:
46.57+5.40=51.97kN
CE跨上的集中荷载:
板传荷载1.5x3.6x6.16=33.28kN
自重:
1.50x3.6=5.40kN
合计:
33.28+5.4=38.68
3.1.5楼面框架节点集中荷载标准值
AC跨上的集中荷载:
板传荷载2.1x3.6x3.55=26.84kN
墙体荷载:
7.5x(3.0-0.4)x0.2x3.6=14.04kN
自重:
1.50x3.6=5.40kN
合计:
26.84+14.04+5.40=46.28kN
CE跨上的集中荷载:
板传荷载1.5x3.6x3.55=19.17kN
墙体荷载:
7.5x(3.0-0.4)x0.2x3.6=14.04kN
自重:
1.50x3.6=5.40kN
合计:
19.17+14.04+5.4=38.61kN
3.2屋面雪荷载:
雪荷载:
0.4kN/m2
3.3活荷载计算:
根据《荷载规范》,住宅楼楼面:
2.0kN/m2
阳台:
2.5kN/m2上人屋面:
2.0kN/m2
3.3.1活荷载转化:
屋面楼面:
AC跨3.6x2.0=7.20kN/m
CE跨3.6x2.0=7.20kN/m
AC跨集中荷载2.10x3.6x2.0=15.12KN
CH跨集中荷载1.50x3.6x2.5=13.5kN
3.4风荷载计算
风荷载标准值计算公式为
因结构高度小于30m,可取
;对于矩形截面
;
可
查荷载规范,当查得的
时,取
。
将风荷载换算成作用于框架每层节点上的集中荷载,计算过程如表1所示。
表3-1风荷载标准值计算
层次
A/m2
Pw/kN
6
1.0
1.3
17.40
1.20
0.3
1.5×3.6+3/2×3.6=10.80
5.05
5
1.0
1.3
14.40
1.13
0.3
3/2×3.6+3/2×3.6=10.80
4.76
4
1.0
1.3
11.40
1.09
0.3
10.80
4.59
3
1.0
1.3
8.40
1.00
0.3
10.80
4.21
2
1.0
1.3
5.40
1.00
0.3
10.80
4.21
1
1.0
1.3
2.40
1.00
0.3
(2.4+1.5)×3.6=14.04
5.47
第4章内力计算
4.1恒荷载作用下的内力计算
4.1.1线刚度计算
1.梁﹑柱惯性矩计算
主要框架梁:
次要框架梁:
边框架梁:
中框架梁:
内柱
外柱:
2.梁﹑柱线刚度计算
根据公式i=EI/L,可以得出梁﹑柱的线刚度如下(E=EC)
梁:
IA6C6'=4.166×109E/6300=6.61×105EIC6'E6'=4.166×109E/5700=7.31×105E
底层:
边柱:
iA1'A0'=2.13×109E/3900=5.46×105E中柱:
iC1'C0'=4.167×109E/3900=10.68×105E
上层:
边柱iA6'A5'=2.13×109E/3000=7.10×105E中柱IC6'C5'=4.167×109E/3000=13.89×105E
3.梁﹑柱相对线刚度计算
取iA1'A0'值作为基准值1.算得梁﹑柱的相对线刚度标于图4-1中
图4-1框架计算简图(图中数字为各杆件的线刚度)
4.1.2恒荷载转化
恒荷载作用下的内力计算采用二次分配法,荷载布置如下.
图4-2恒载作用下荷载布置简图
4.1.3二次分配法计算恒荷载作用下梁端弯矩
恒荷载作用下的内力计算采用二次分配法,计算过程如下:
标出节点处的弯矩分配系数和粱的固端弯矩,即可进行分配,计算从顶层开始。
以下为恒载弯矩分配图
图4-3恒载弯矩分配图
恒载作用下弯矩图
以下为恒载作用下弯矩图:
图4-4恒载作用下的弯矩图(KN.m)
4.1.4恒载作用下的剪力计算
以下为恒载作用下剪力表
表4-4恒载作用下剪力计算表
以下为恒载作用下剪力图
图4-5恒载作用下的剪力图(KN)
4.1.5恒载作用下的轴力计算
以下为恒载作用下轴力计算表
表4-5恒载作用下轴力计算表(KN)
以下为恒荷栽作用下轴力图:
图4-6恒载作用下的轴力图(KN)
4.2活荷载作用下的内力计算
4.2.1活荷载转化
活荷载作用下的内力计算也采用二次分配法,考虑到活荷载分布的最不利组合,各层楼层活荷载布置可能几种组合形式,这里活载按满跨布置,采用二次分配法计算,并将梁端节点弯矩换算成梁端柱边弯矩值。
以下为活载作用下荷载布置图:
图4-7活载作用下的计算简图
4.2.2二次分配法计算活荷载作用下的弯矩
以下为活荷载作用下固端弯矩计算表:
表4-5活荷载作用下固端弯矩计算表
同恒荷载作用下弯矩计算,标出节点处的弯矩分配系数和粱的固端弯矩,即可进行分配,计算从顶层开始。
以下为恒载弯矩分配图
图4-8活荷载作用下弯矩分配图
图4-9活荷载作用下弯矩图
4.2.3活载作用下的剪力计算
以下为活荷载作用下剪力计算表:
表4-6活荷载作用下剪力计算表
以下为活荷载作用下剪力图
图4-10活荷载作用下剪力图(kN)
4.2.4活载作用下的轴力计算
以下为活荷载作用下轴力计算表:
表4-6活荷载作用下轴力计算表(kN)
图4-13为活荷载作用下轴力图:
图4-11活荷载作用下轴力图(kN)
4.3风荷载作用下的内力计算
4.3.1柱剪力值
采用D值法,由于同层各柱柱高相同,而剪力分配时,只取决于D的相对值,故求剪力时,可略去12/h2项,计算可列表进行。
表4-1柱剪力标准值计算
层
数
K=
αc=
Di=αcic
Vi=Di
(KN)
柱
号
顶层
∑F=5.05KN
0.931
0.318
0.413
1.225
A6
1.004
0.334
0.848
2.515
C6
1.031
0.340
0.442
1.311
E6
五层
9.81KN
0.931
0.318
0.413
2.379
A5
1.004
0.334
0.848
4.885
C5
1.031
0.340
0.442
2.546
E5
四层
14.40KN
0.931
0.318
0.413
3.492
A4
1.004
0.334
0.848
7.170
C4
1.031
0.340
0.442
3.737
E4
三层
18.61KN
0.931
0.318
0.413
4.513
A3
1.004
0.334
0.848
9.267
C3
1.031
0.340
0.442
4.830
E3
二层
22.82KN
0.391
0.318
0.413
5.534
A2
1.004
0.334
0.848
11.363
C2
1.031
0.340
0.442
5.923
E2
底层
28.29KN
1.210
0.533
0.533
7.010
A1
1.308
0.547
1.067
1
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