某住宅楼设计_土木工程毕业设计计算书经典例题结构设计2.1 结构设计说明2.1.1 工程概况1 工程名称：**住宅楼。
2 建设地点：本工程位于省市。
3 本设计采用市的地质、气象资料，结构考虑抗震，设防烈度为7度，近震，Ⅱ类场地。
4 工程概况：建筑面积4140㎡，6层框架结构，层高3m。
室外高差-0.600m。
设计使用年限50年。
2.1.2 设计资料1 气象资料：(1) 基本风压：W=0.43 kN/m2。
=0.25kN/㎡。
(2) 基本雪压：基本雪压S2 活荷载：楼面活载均布活荷载标准值：2.0 kN/m2。
厨房楼面均布活荷载标准值：2.0 kN/m2。
浴室、卫生间楼面均布活荷载标准值：2.0 kN/m2 。
走廊、楼梯均布活荷载标准值：2.0 kN/m2 。
屋面均布活荷载标准值：非上人屋面：0.5 kN/m2上人屋面：2.0 kN/m2 。
2.2 建筑做法说明1 墙身做法：工程为框架结构，墙和外墙采用混凝土空心砌块，用M5混合砂浆砌筑。
外墙作法为：刷涂料墙面，240厚水泥空心砖，20厚石灰粗沙料刷层。
2 屋面做法：找平层：15厚水泥砂浆；防水层：40厚C20细石混凝土防水（刚性防水），三毡四油防水层（柔性防水）；找平层：15厚水泥砂浆；找坡层：40厚水泥石灰焦渣砂浆2%找平；保温层：80厚矿渣水泥；结构层：120厚现浇钢筋混凝土板；抹面层：15厚水泥砂浆天棚抹灰，反光涂料保护。
3 标准层楼面：面层：10厚地砖，素水泥砂浆填缝；结合层：4厚水泥胶结合层；找平层：20厚1：3水泥砂浆找平层，素水泥砂浆一道；结构层：120厚现浇钢筋混凝土板；抹面层：15厚水泥砂浆天棚抹灰。
4 卫生间、厨房楼地面做法：面层，10厚300×300防滑瓷地面砖，稀水泥浆填缝；结合层： 1:2干硬性水泥砂浆结合层最薄处20厚，从门口向地漏找坡1%；素水泥砂浆一道；高分子聚合物水泥复合防水涂料１厚，四周沿墙刷起150高；结构层：120厚现浇钢筋混凝土板；板底抹面层：15厚水泥砂浆天棚抹灰。
5 底层楼面做法：20厚1:2水泥砂浆抹面压光；素水泥砂浆结合层一道；80厚C10混凝土；素土夯实。
6 水泥砂浆顶棚做法：钢筋混凝土板用水加10%火碱清洗油腻，1:1:4水泥石灰砂浆中层8厚；1:2.5水泥砂浆7厚；喷石灰浆两道，共厚15 mm。
7 门窗做法：户采用木门，户门采用防盗门，窗子采用铝合金窗。
8 女儿墙做法：刷涂料墙面，240厚水泥蒸气砖，100厚混凝土压顶，10厚水泥砂浆层。
2.3 结构布置及计算模型的确定2.3.1 结构布置与选型该工程采用现浇钢筋混凝土框架结构1 屋面、楼面结构：现浇钢筋混凝土屋面板，按上人屋面的使用荷载取用；2 楼梯结构：采用现浇钢筋混凝土楼梯；3 基础：采用机械与人工开挖独立基础。
本建筑的材料选用如下：混凝土：采用C30；钢筋：纵向受力钢筋采用热轧钢筋HRB335，其余采用热轧钢筋HPB235；墙体：外墙、分户墙采用灰砂砖，其尺寸为240mm×120mm×60mm，重量γ =18 kN/m2；窗：钢塑门窗，γ =0.35 kN/m2；门：木门，γ =0.2 kN/m2。
平面结构布置如图2-1所示。
竖向结构布置图如图2-2所示。
图2-1 结构平面布置图图2-2 竖向结构布置图2.3.2 梁柱截面尺寸的估计1、 框架横梁截面尺寸[]2：框架横梁截面高度h=(1/12～1/8)L,截面宽度：b= (1/3～1/2)/h ，板厚h/L≥50 本结构取：h=500mm,b=250mm,板厚100mm 。
2、 框架柱截面尺寸：底层框架柱尺寸估计：假设结构的荷载设计值为12kN/mm 2,则底层中柱的轴力设计值为N=12×3.75×5.25×6=1417.5kN结构采用C30混凝土, fc =14.3 N/mm 2 假设柱截面尺寸b ×h=400mm ×400mm ，则柱的轴压比为：9.062.04004003.141417500<=⨯⨯==bh f N c μ 故确定取柱截面尺寸为400mm ×400mm 。
为了简化施工，各柱截面从底层到顶层不改变。
3、确定框架计算简图框架柱嵌固于基础顶面，框架梁与柱刚接，底层柱高从基础顶面算至二层楼面，室外高差-0.600m ，基础顶面至室外地坪通常取-0.5m,故基顶标高至±0.000m ，距离定为-1.1m ，二层楼面标高为3.0m ，故底层标高为4.1m 。
其余各层标高从楼面算至上一层楼面（即层高）均为3m 。
2.3.2 框架梁柱线刚度计算工程采用现浇钢筋混凝土结构，对于中框架梁I=2I 0，结构采用C30混凝土Ec =3×104N/mm 2。
左跨梁：i 左梁＝EI/L=3.0×107×2×1/12×0.25×(0.5)3/4.2=3.72×104 kNm右跨梁：i 右梁＝EI/L=3.0×107×2×1/12×0.25×(0.5)3 /6.3=2.48×104 kNmA ～C 轴底层柱：i 底柱＝EI/h=3.0×107×1/12 (0.4)3/4.1=1.56×104 kNm其余各层柱：i 余柱＝EI/h=3.0×107×1/12 (0.4)3/3=2.13×104 kNm令i 余柱＝1.0 , 其余各杆的相对线刚度为：i，左跨梁＝3.72×104/2.13×104＝1.75；i，右跨梁＝2.48×104/2.13×104＝1.16；i，余柱＝0.73框架梁柱的相对线刚度计算简图，如图2-3所示。
图2-3 梁柱相对线刚度2.4 荷载计算2.4.1 荷载标准值计算1、恒荷载标准值计算(1) 屋面找平层：15厚水泥砂浆0.015×20=0.30 kN/m2防水层：40厚C20细石混凝土防水（刚性防水） 1.0 kN/m2三毡四油防水层 0.4 kN/m2找平层：15厚水泥砂浆0.015×20=0.30 kN/m2找坡层：40厚水泥石灰焦渣砂浆2%找平0.04×14=0.56 kN/m2保温层：80厚矿渣水泥0.08×14.5=1.16 kN/m2结构层：120厚现浇钢筋混凝土板0.1×25=2.5 kN/m2抹面层：15厚水泥砂浆天棚抹灰 0.3 kN/m2合计： 7.02 kN/m2(2) 标准层楼面面层：30厚干硬性水泥砂浆，素水泥砂浆填缝 1.16kN/m2结构层：100厚现浇钢筋混凝土板0.1×25=2.5 kN/m2抹面层：10厚水泥砂浆天棚抹灰 0.1×17= 0.17kN/m2合计： 3.83 kN/m2(3) 梁自重自重：25×(0.5-0.1)×0.25=1.75 kN/m 抹灰：梁底抹灰+两侧抹灰 (10厚混合砂浆)0.01× (0.5-0.1＋0.25)×2×17=0.22 kN/m合计： 2.72 kN/m(4) 柱自重b×h=400mm×400mm自重：0.4×0.4×25=4 kN/m 抹灰层：10厚混合砂浆(四面抹灰) 0.01×0.24×4×17=0.272 kN/m 合计： 4.272 kN/m(5) 卫生间、厨房楼地面面层：10厚瓷地面砖，素水泥砂浆填缝0.01×19.8=0.198 kN/m2结合层：20厚干硬性水泥砂浆结合层0.02×20=0.4 kN/m2素水泥砂浆一道结构层：80厚现浇钢筋混凝土板 0.08×25=2 kN/m2抹面层：15厚水泥砂浆天棚抹灰 0.3 kN/m2合计： 2.9 kN/m2(6) 阳台恒载面层：20厚水泥砂浆抹面0.2×20=0.4 kN/m2结构层：80厚现浇钢筋混凝土板 0.08×25=2 kN/m2抹面层：15厚水泥砂浆天棚抹灰 0.3 kN/m2合计： 2.7 kN/m2(7) 墙体外墙：标准层：纵墙 0.95×0.24×18=4.10 kN/m铝合金窗 0.35×1.65=0.58 kN/m 水刷石外墙面（3-1.05）×0.5=0.68 kN/m水刷粉刷墙面（3-1.65）×0.36=0.49 kN/m合计： 5.85 kN/m底层：纵墙 (4.1-1.65-0.6-0.4)×0.24×18=6.26 kN/m 铝合金窗 0.35×1.65=0.58 kN/m水刷石外墙面 0.68 kN/m水刷粉刷墙面 0.49 kN/m合计： 8.01 kN/m(8) 女儿墙釉面砖墙面0.5×0.6=0.3 kN/m240厚水泥蒸气砖18×0.24×0.6=2.59 kN/m 100厚混凝土压顶25×0.1×0.24=0.6 kN/m 10厚水泥砂浆层0.1×20×0.6×0.012=0.014 kN/m 合计： 3.500 kN/m2、活荷载标准值计算楼面活载均布活荷载标准值：2.0 kN/m2。
厨房楼面均布活荷载标准值：2.0 kN/m2。
浴室、厕所楼面均布活荷载标准值：2.0 kN/m2。
走廊、楼梯均布活荷载标准值：2.0 kN/m2。
屋面均布活荷载标准值：非上人屋面：0.5 kN/m2上人屋面：2.0 kN/m2。
3 、风载、雪载标准值根据工程所在地，工程采用省市地质气象资料，风载荷、雪荷载取市的风载、雪载设计值，即：风载取W=0.43 kN/m2，雪载取S=0.25 kN/m2。
屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，计算时取两者中较大者。
2.4.2 竖向荷载计算1、A～B轴间框架梁确定办传递给梁的荷载时，要一个板区格一个区格的考虑，确定每个板区格上的荷载传递时，先要区分此板区格是单向板还是双向板，若为单向板，可沿板的短跨作中线，将板上荷载平均分给两长边的梁；若为双向板，可沿四角作45°线，将区格板分为四小块，将每小块板上的荷载传递给与之相邻的梁，板传至梁上的三角形梯形荷载可等效为均布荷载[]3。
短跨方向传递5aq/8，长方向传递[1-2(a/2b) 2+(a/2b) 3]aq 。
由平面结构布置图中选一榀进行和在计算，框架单元板传力路线如图2-4所示：图2-4 板传力线路图 屋面板传给梁的荷载：三角形：P 0=85P ’ P ’=（g ＋q ）201l 公式（2-1） 梯形：P 0=（1-232αα+）P ’ 02012l l =α 公式（2-2） 恒载:6.52×()()[]323246.046.02195.143.043.0218.1+⨯-⨯++⨯-⨯=16.88kN/m活载：2×()()[]323246.046.02195.143.043.0218.1+⨯-⨯++⨯-⨯=5.18kN/m楼面板传给梁的荷载：恒载：3.83×()()[]323246.046.02195.143.043.0218.1+⨯-⨯++⨯-⨯=9.92kN/m活载：2×()()[]323246.046.02195.143.043.0218.1+⨯-⨯++⨯-⨯=5.18kN/m梁自重标准值： 2.72 kN/mA ～B 轴间框架梁均布荷载为：屋面梁：恒载=梁自重＋板传荷载=2.72＋16.88=19.60 kN/m活载=板传荷载=5.18 kN/m楼面梁：恒载=梁自重＋板传荷载=2.72＋9.92=12.64 kN/m活载=板传荷载=5.18 kN/m2、B ～C 轴间框架梁屋面板传给梁的荷载：恒载：6.52×()⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⨯-⨯+⨯⨯3246.046.0218.122.185=25.62kN/m 活载：2×()⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⨯-⨯+⨯⨯3246.046.0218.122.185=7.86kN/m 楼面板传给梁的荷载：恒载：3.83×()⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⨯-⨯+⨯⨯3246.046.0218.122.185=15.05kN/m 活载：2×()⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⨯-⨯+⨯⨯3246.046.0218.122.185=7.86kN/m 梁自重标准值=2.72 kN/mB ～C 轴间框架梁均布荷载为：屋面梁：恒载=梁自重＋板传荷载=2.72＋25.62=28.34 kN/m活载=板传荷载=7.86 kN/m楼面梁：恒载=梁自重＋板传荷载=2.72＋15.05=17.77 kN/m活载=板传荷载=7.86 kN/m3、柱纵向集中荷载计算（1）A 轴柱纵向集中荷载的计算顶层：恒载=梁自重＋板传荷载＋女儿墙自重=2.72×（4.029.36.3-+）＋3.5×29.36.3+＋6.52×⨯⨯2185（1.8＋1.95）=29.88kN 活载=板传活载=2×⨯⨯2185（1.8＋1.95）=2.34kN 标准层：恒载=墙自重＋梁自重＋板传荷载=5.85×3.75＋2.72×3.35＋3.83×1.17=31.7kN活载=2.34kN基础顶面恒载=底层外纵墙自重＋基础梁自重=8.01×3.35＋2.5×3.35=35.21kN（2）B 轴柱纵向集中荷载：1α= 333.06.324.2=⨯ 2α=308.09.324.2=⨯ 顶层：恒载=梁自重＋板传荷载=2.72× 3.35＋0.5× 6.52× 1.2×()()[]3232308.0308.021333.0333.021+⨯-++⨯-=15.58kN 活载=2×0.5×1.2×（0.815＋0.839）=1.98kN标准层： 恒载=9.112＋3.83×1.98×0.5=12.9kN活载=1.98kN基础顶面恒载=基础梁自重=2.5×3.35=8.375kN（3）C 轴柱纵向集中荷载顶层：恒载=梁自重＋板传荷载＋女儿墙自重=2.72×（4.029.36.3-+）＋3.5×29.36.3+＋6.52×⨯⨯2185（1.8＋1.95）=29.88kN 活载=板传活载=2×⨯⨯2185（1.8＋1.95）=2.34kN 标准层：恒载=墙自重＋梁自重＋板传荷载=5.85×3.75＋2.72×3.35＋3.83×1.17=31.7kN活载=2.34kN基础顶面恒载=底层外纵墙自重＋基础梁自重 =8.01×3.35＋2.5×3.35=35.21kN框架在竖向荷载作用下的受荷总图如图2-5所示：图2-5 框架恒载受力图由于A 、C 二轴的纵梁外边线分别与该二轴柱的外边线齐平。