摘要根据宿舍楼设计规范和其它相关标准,以及设计要求和提供的地质资料,设计该框架结构宿舍楼。
按照先建筑后结构,先整体布局后局部节点设计步骤设计。
主要内容包括:设计资料、建筑设计总说明、建筑的平面、立面、剖面图设计说明,以及其它部分的设计说明;结构平面布置及计算简图确定、荷载计算、内力计算、内力组合、主梁截面设计和配筋计算、框架柱截面设计和配筋计算、次梁截面设计配筋计算、楼板和屋面设计、楼梯设计,基础设计等。
其中附有风荷载作用下的框架弯矩、剪力和轴力图;恒荷载和活荷载作用下的框架弯矩、剪力和轴力图以及梁柱的内力组合表。
关键词:框架;现浇钢筋混凝土结构;内力组合。
目录摘要 (1)目录 (2)绪论 (4)建筑设计理念及设计依据 (5)设计理念 (5)1 设计资料 (6)1.1建设项目名称:海南省三亚市汇润花园公寓楼设计 (6)1.2建设地点:海南省三亚市 (6)1.3建筑类别:Ⅱ类 (6)1.4设计资料: (6)1.5建筑资料: (6)2结构选型 (7)2.1构体系选型: (7)2.2屋面结构: (7)2.3楼面结构: (7)2.4楼梯结构: (7)2.5墙体结构: (7)2.6结构布置 (7)2.7框架计算简图及梁柱线刚度 (9)3 荷载选择和计算 (11)3.1工程做法: (11)3.2设计内容: (12)3.3恒荷载标准值计算: (12)3.4活荷载标准值计算 (14)3.5风荷载计算 (18)3.6风荷载作用下的位移验算 (19)5 内力计算 (21)5.1恒荷载作用下内力计算 (21)5.2活荷载作用下内力计算: (28)5.3风荷载作用下的内力计算 (36)5.4梁端剪力、弯矩及柱轴力计算 (39)6.内力组合 (43)6.1控制截面及不利内力 (44)6.2计算结果 (44)7 截面设计 (49)7.1框架梁的配筋计算 (49)7.2框架柱的配筋计算 (52)8 楼梯设计 (55)8.1楼梯概况 (55)8.2楼梯板设计 (55)8.3平台板计算 (57)8.4平台梁设计 (57)致谢 (62)参考文献 (63)绪论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。
本人毕业设计题目为——海南省三亚市琼州学院宿舍楼设计。
在毕设前期,我温习了《结构力学》、《钢筋混凝土设计》、《建筑结构抗震设计》等书籍,并借阅了《抗震规范》、《混凝土规范》、《荷载规范》《住宅建筑规范》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。
在毕设后期,主要进行设计手稿的电脑输入,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。
在进行内力组合的计算时,进一步了解了Excel。
在绘图时熟练掌握了AutoCAD、天正、PKPM等绘图软件,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,敬请老师批评指正。
建筑设计理念及设计依据设计理念宿舍楼是为人们休息提供最为良好环境的建筑。
纵观宿舍楼建筑的发展历史,无不体现着人类文化、文明的历史进程和时代特征。
宿舍楼建筑设计同设计其他类型建筑一样有许多共同点,也有许多不同的特点和要求。
随着时代的发展,宿舍楼的内容和形式都在不断发生变化。
因此,我对宿舍楼的设计过程和设计方法进行了详细研究,经过一番思考,我认为本设计应该具有以下特点:(1)弹性。
从设计、结构到服务功能都应做到全面性,以适应时空的变化。
(2)紧凑性。
卧室以及其它辅助用房的空间布置要做到紧凑合理。
(3)易接近性。
从楼外到楼内,从入口到各个部门,要规划得合理,要设计一个良好的导引系统。
(4)可扩展性。
在未来扩展时可灵活延伸,将损失减小到低程度。
(5)舒适性。
在环境、通风、温湿度、光线等方面要柔和、协调,尽量借用外部的自然环境。
(6)环境的稳定性。
(7)安全性。
建筑安全防护措施做到不仅满足规范要求而且更加人性化。
(8)经济性。
把建设和维护一座公寓楼所需要的经费和人员控制在最低限度。
在整个设计过程中,我本着“安全,适用,经济,美观”的原则,在满足设计任务书提出的功能要求前提下,完成了建筑设计这一环节,合理的选择框架,并为以后的结构设计打下了良好的基础。
1 设计资料1.1建设项目名称:某学院宿舍楼设计1.2建设地点:某市1.3建筑类别:Ⅱ类1.4设计资料:1)工程地质条件:建筑场地持力层属粉质粘土,地基承载力特征值130 kN/m2 ;2)抗震设防:6度;3)设计地震分组:第一组;4)设计基本地震加速度:0.05g;5)防火等级:二级;6)建筑物类型:丙类;7)基本风压:W0= 0.85kN/m2;8)气象条件:详见三亚市气象报告,年平均温度:25.4o C;气温最高为7月,平均28.4o C;气温最低为1月,平均21o C9)楼面活荷:宿舍:2.0 kN/m2;走道:2.5kN/m2;楼梯:3.5 kN/m2;上人屋面活载:2.0 kN/m2;10)场地类别:Ⅱ类;11)地基处理及基础方案:独立基础地基;1.5建筑资料:1.建筑物为五层,建筑高度为18.15米,底层高3.75米,其余层高3.3米,室内外高差0.45米。
2结构选型2.1构体系选型:采用钢筋混凝土现浇框架结构体系。
2.2屋面结构:采用现浇钢筋混凝土肋型屋盖,采用刚性防水屋面,板厚120㎜。
2.3楼面结构:全部采用现浇钢筋混凝肋形楼盖,板厚120㎜。
砼强度为C30,钢筋采用HPB400,楼面活荷载 2.0KN/m2.2.4楼梯结构:采用现浇钢筋混凝土板式楼梯。
2.5墙体结构:墙体采用240厚的普通砖。
由于宿舍楼以住宅为主,所以对住宅进行结构计算。
2.6 结构布置本框架结构设计结合建筑的平面﹑立面和剖面布置情况,结构平面布置如图2-1;图2-1 结构平面布置图本工程结构方案经过分析比较,采用纯框架结构体系。
框架的计算简图用梁、柱的轴线表示,梁、柱的轴线分别取各自的形心线。
框架的计算单元如图2-2所示。
图2-2框架计算单元竖向荷载的传力途径:楼板的均布活载和恒载经次梁间接或直接传至主梁,再由主梁传至框架柱,最后传至地基。
根据以上楼盖的平面布置及竖向荷载的传力途径,本办公楼框架的承重方案为纵横向框架承重方案,本建筑平面除走廊板区格为单向板外,其余均为双向板。
双向板的板厚h≥l/40(l为双向板的短向计算跨度),h=7500/40=187.5mm,考虑到板的挠度及裂缝宽度的限制因素,本建筑楼面板和屋面板的厚度均取120mm。
本建筑的材料选用如下:混凝土:C30(f c =14.3MPa ,Ec =3.0×107kN/m 2);钢筋:纵向受力筋采用HRB400级钢筋,其余也均采用HRB400级钢筋;墙体:普通砖;窗: 塑钢玻璃窗;门: 木门、玻璃门;2.7 框架计算简图及梁柱线刚度本结构是三维空间的。
但由于建筑结构的质量、刚度都比较均匀,故选用一榀框架进行计算与配筋,其余框架可参照此框架进行配筋。
现以⑥轴线为例进行计算。
(1) 梁柱截面尺寸估算:框架梁: h =(1/8~1/12)l =(1/8~1/12) ×7800=975mm~650mm ,取h =800mm ,b =(1/3~1/2)h =(1/3~1/2) ×800=267mm~400mm ,取b =300mm ;框架柱:建筑总高度按18.15m 算,小于30m 的现浇框架结构,设防烈度6度不用考虑地震作用,最大轴压比[]0.9μ=。
采用C30混凝土,查得2/3.14mm N f c =,假定每平方米荷载为14.3kN/ m 2,则柱子最大轴压力:N =1.25×14.3×7.8×(7/2)×3.6=1756.76kN ,则柱子轴压比:即 []21365009.03.141756760mm u f N bh c =⨯=≥ , 取柱子截面形状为正方形,即b=h ≥376.5mm ;为了简化施工,各柱截面从底层到顶层不改变,即取柱子尺寸为500mm×500mm 。
(2) 确定框架计算简图:假定框架柱嵌固与基础顶面,框架梁与柱刚接。
由于各层柱截面尺寸都不变,故梁跨取柱截面形心线间距离。
底层柱高从基础顶面算至二层楼面。
根据地质资料,取室内外高差为0.45m ,基础顶面至室外地坪取为0.55m ,因此框架底层计算高度为o l =3.3+0.45+0.55=4.3m ,为了简化计算,其它各层取o l =H =3.3m 。
由此框架的计算简图如图2-3所示。
(3) 框架梁柱的线刚度计算:混凝土C30,272430/kN 100.3/100.3m mm N E C ⨯=⨯= ,现浇框架结构梁惯性矩,对于现浇楼板,考虑楼板的约束,边框架梁取01.5I I =,中框架梁取02.0I I = ,线刚度l EI i /=; 左跨梁:()4371068.75.78.03.01215.1100.3⨯=⨯⨯⨯⨯⨯==l EI i 左跨梁, 中跨梁:()43710324.28.03.01212100.3⨯=⨯⨯⨯⨯⨯==l EI i 中跨梁,右跨梁:=i i 右跨梁左跨梁;A~C 、F~H 轴底层柱:()4471063.33.45.0121100.3⨯=⨯⨯⨯==h EI i 底层柱 ,A~C 、F~H 轴其余层柱:()4471073.43.35.0121100.3⨯=⨯⨯⨯==h EI i 其余层柱 ,令2-5层柱线刚度为1.0,则其余各杆件的相对线刚度为:62.11073.41068.744=⨯⨯==左跨梁右跨梁i i ,77.61073.4103244=⨯⨯=中跨梁i ,77.01073.41063.344=⨯⨯=底层柱i ;框架梁柱的相对线刚度如图2-3所示,作为计算各节点杆端弯矩分配系数的依据。
图2-3 框架计算简图及梁柱相对线刚度3 荷载选择和计算3.1工程做法:(1)屋面(不上人)找平层:15厚水泥砂浆防水层:(刚性)40厚C20细石混凝土防水防水层:(柔性)SBS防水卷材2层找平层:15厚水泥砂浆找坡层:40厚水泥石灰焦渣砂浆0.3%找平结构层:120厚现浇钢筋混凝土板抹灰层:10厚混合砂浆(2)各层走廊楼面、标准层楼面水磨石地面10mm面层水磨石地面20mm水泥砂浆打底水磨石地面素水泥浆结合层一道结构层:120厚现浇钢筋混凝土板抹灰层:10厚混合砂浆(3)外墙墙体均为240mm厚墙水刷石外墙面水泥粉刷内墙面(4)内墙墙体均为240mm厚墙水泥粉刷墙面(5)女儿墙墙体为240mm厚墙水刷石外墙面水泥粉刷内墙面3.2设计内容:(1)楼板厚度:(采用双向板)H≧l/50 取h=120mm。