钢筋混凝土多层框架设计—雅景小区2号楼 毕业设计.doc

毕业设计（论文）题 目：钢筋混凝土多层框架设计雅景小区2号楼 学生姓名： 学 号： 班 级： 土木工程（房屋建筑工程）1班 专 业： 土木工程 系 别: 指导教师： 2013年05月多层砼框架结构设计井冈山雅景小区2号楼摘要本课题是井冈山雅景小区一五层住宅楼，采用钢筋混凝土框架结构体系。该住宅坐落在井冈山市域中部区位条件十分优越因海拔高度和四面环山的地形影响，具有冬长、夏短、秋早、春来晚的特点。而该建筑充分利用风景区优越的自然环境，尽量配置阳台和露台，布置大量绿化带，务求与环境和谐融洽。本建筑设计为五层三单元一梯两户住宅，层高设置为3米，总高度连屋顶构筑物一共高18.5米，户型采用两房一厅南北对流实用布置功能区，最大程度满足住户舒适方便的需求。而又由于本建筑纵向总长为57.1米，已超过现浇钢筋混凝土不设置温度缝最大长度35米，因此在第二与第三单元之间设置宽度为100的伸缩缝，以满足减少温度应力不利影响的要求。本工程为多层钢筋混凝土框架结构，本建筑的高度和使用范围都符合多层混凝土框架结构的适用范围。而框架结构由于是柱作为主要承重构件，因此可以灵活布置建筑开间和进深，使得建筑更好的满足用户的使用要求。而又由于该类结构水平截面一般不大，柱子的线刚度较小，因此受横向力不利影响较大，宜尽量“强柱弱梁”布置结构，以满足结构拥有足够刚度和稳定性要求。【关键词】：多层、框架结构、住宅、建筑与自然abstractthis topic is elegant scene of the jinggang mountains area residential building statute of layer, the reinforced concrete frame structure system. the house is located in the jinggang mountains in central urban location conditions are very good for height above sea level and is surrounded by mountains terrain influence, with winter long, summer is short, autumn early, late spring characteristics. and the building make full use of the scenic spot is superior natural environment, as far as possible configuration balcony and terrace, decorate a lot of green belts to and environmental harmony.the architectural design for five layer three unit a ladder two homes. the height is set to 3 meters, total height even roof structure a total of 18.5 meters tall, family use two rooms one hall north and south convection practical layout area, satisfy the needs of residents comfortable and convenient. and because this building longitudinal whose total length is 57.1 meters, has more than cast-in-place reinforced concrete not setting temperature joint maximum length of 35 m, so in the second and the third unit set up between the width of 100 expansion joint, reduce the temperature stress in order to meet the requirements of the adverse impact.the project for multi-layer reinforced concrete frame structure, the building height and range of application meet multilayer concrete frame structure of the applicable scope. and frame structure is due to the column as the main bearing member, so can easily decorate building and depth, width and the buildings better meet the operating requirements of users. and because of this kind of structure horizontal section generally is not big, their line stiffness is small, so by horizontal force adverse effect is larger, should as far as possible strong column weak beam layout structure, in order to meet the structure have enough stiffness and stability requirements.【 key words 】 : multilayer, frame structure, housing, architecture and nature目录摘 要.2关键词.2第一章 前言.71.1 毕业设计书.71.2 开题报告.10第二章 建筑设计 .132.1 首层平面图.132.2 标准层平面图.142.3 顶层平面图.152.4 屋顶平面图.162.5 正立面图.172.6 背立面图.182.7 侧立面图.192.8 剖面图.20第三章 结构选型及结构布置.213.1 结构承重方案选择.213.2 梁柱截面尺寸计算.213.3 楼板厚度.213.4 结构布置图.223.5 建筑设计说明.233.6 建筑做法.23第四章 荷载计算.254.1 楼盖及墙体的做法.254.2 屋面可变荷载标准值.28第五章 风荷载计算.295.1 风荷载计算.295.2 风荷载作用下内力计算.29第六章 非抗震作用时竖向恒荷载作用下的内力计算.366.1 线荷载标准值.366.2 梁、柱的弯矩分配系数.396.3 弯矩分配.406.4 框架内力分配图.42第七章 非抗震作用时活荷载作用下的内力计算.457.1 线荷载标准值.457.2 弯矩分配.477.3 框架内力分配图.48第八章 地震作用下荷载计算.518.1 重力荷载代表值.518.2 地震作用计算.538.3 框架自振周期的计算.548.4 地震作用计算.55第九章 框架梁、柱内力组合表 .629.1 框架梁内力组合表.629.2 框架柱内力组合表.67第十章 现浇板的设计.7210.1 楼面板的计算.7210.2 屋面板的计算.82第十一章 框架梁配筋计算.9211.1 梁斜截面配筋.9211.2 梁正截面配筋.9411.3 悬臂梁设计.99第十二章 框架柱配筋计算.10112.1 柱斜截面配筋.10112.2 柱正截面配筋.102第十三章 楼梯与梯板配筋计算.10713.1 楼梯尺寸设计.10713.2 梯板荷载计算.10713.2 平台板设计.10713.4 平台梁设计.108第十四章 基础设计.11014.1 设计资料.11014.2 荷载计算.11014.3 基础受冲切承载力验算 .11014.4 基础底板配筋.111第十五章 pkpm验算书.11215.1 首层验算.11215.2 二层验算.11315.3 三层验算.11515.4 四层验算.11715.5 五层验算.118总结.121参考文献.122致谢.123第一章 前言1.1 毕业设计任务书1.1.1 目的：毕业设计是完成本专业培养目标的最后一个教学环节。毕业设计的目的是在学完必备的理论基础知识基础上，通过对一个建设工程的建筑设计、结构设计和施工组织设计，使学生加深对本专业知识的理解和掌握，全面掌握建筑工程设计的基本方法、步骤及工程建设的内容和要求，提高计算、绘图、查阅资料、编写技术文件的能力，避免眼高手低。1.1.2 基本要求：（1）.设计的基本原则是：适用、安全。经济、美观。 （2）.掌握建筑与结构设计全工程、基本方法和步骤，先用手算部分结构对象，再运用计算机计算对该结构对象复核计算，在毕业设计中鼓励广泛应用计算机。 （3）.认真处理好总体与细部的关系，图纸采用通用的设计符号、法定的计量单位和标准图集。 （4）.正确运用与本设计有关的设计规范和规定。 （5）.选择合理的结构形式、结构体系和结构布置，掌握结构设计的计算方法和基本构造要求。 （6）.认真编写设计说明书、计算书、并绘制规定的设计图纸，毕业设计说明书要步骤清晰、字迹工整，按规定装订成册。1.1.3 题目：多层砼框架结构设计井冈山雅景小区2号楼1.1.4 建筑地址：江西省井冈市1.1.5 建筑物的说明及标准：（1）建筑物为框架结构，层数为5层， （2）建筑物使用年限为50年，建筑结构安全等级为二级，耐火等级二级。 （3）建筑物的型式由设计者定，但要满足基本的使用功能。 （4）室内装饰由设计者自由发挥，应体现一定的审美品位。 1.1.6 设计条件：1.1.6.1 自然条件：（1）建筑场地为山地，起伏较大，年平均气温为14.2度，最高气温为34.8度，最低平均气温为3.2度，年降水量为年平均降雨量1856.3毫米，年平均降雨日213天，年平均日照1511小时，平均雾日96天。（2）主导风向：西北风，风压：0.30kn/m2 （3）场地地基情况本项目地块为山地，地形起伏大，地块北侧与梨坪大道高差1-5米不等。项目场地内最大高差为10米，整体呈南高北低，东高西低的趋势。场地南北向最大宽度约78米，东西向最大宽度约200米，地块呈狭长的趋势；工程所在地抗震设防烈度为6 度，设计基本地震加速度为0.05g，设计地震分组为第一组，场地类别为类。1.1.6.2 设备条件电力、供水、排水、供热均由城市系统引入。1.1.7 设计任务及要求：1.1.7.1 建筑设计部分：（1）规模 层数为5层，户型可有大、中、小套。各种户型的套数由设计者自定。（2）设计要求 a总平面布置图，须考虑居住的外部环境设计，考虑绿化、景观、庭院、交通、停车、户外交往空间等设计因素 b住宅的平面及空间设计要合理紧凑、通过多种形式的空间组合方式，满足不同的生活要求 c立面及造型处理应符合居住区的特点，创造亲切、和谐的人居环境和小区形象。 d设备设施的设计应考虑节能环保的要求，满足保温隔热、采光通风、防潮防火等要求e住宅设计符合井冈山雅景小区设计说明书的要求 （3）设计图纸要求 a各层平面图 1：1001：200 b主要立面图（1 个） 1：1001：200c主要剖面图（1 个） 1：1001：200 d建筑构造详图 e设计说明及技术经济指标：总建筑面积、总套数、套型比、各套建筑面积、各套使用面积、各套使用面积系数 f以上图纸必须有部分为手绘，主要图纸由计算机绘图 （4）主要参考文献与外文翻译文件1.建筑结构荷载规范 gb50009-20012.混凝土结构设计规范 gb50010-20023.建筑地基基础设计规范 gb50007-20024.相关框架结构图集及设计资料5建筑设计资料集（第二版） 中国建筑工业出版社；6.住宅建筑设计规范1999年；7.住宅建筑设计原理，中国建筑工业出版社；8.建筑学报等1.1.7.2 结构设计部分 （1）结构形式 框架式结构 （2）设计条件 a:用地性质为商务办公及住宅用地，容积率控制在2.0 b:地点位于井冈山市，可根据规定取荷载值 （3）设计图纸要求a.基础施工图 1：1001：200b.结构平面图 1：1001：200c.结构施工图 1：1001：200d.节点详图 1：101：50e.结构设计说明及材料表 f.以上图纸必须有一部分为手绘，主要图纸由计算机绘图 （4）主要参考质料 （1）建筑工程抗震设防分类标准 gb50223-2008； （2）建筑结构荷载规范gb50009-2001（2006年版）； （3）混凝土结构设计规范gb50010-2010； （4）建筑抗震设计规范gb50011-2010； （5）建筑地基基础设计规范gb50007-2002； （6）建筑桩基技术规范 jgj94-2008； （7）地下工程防水技术规范 gb50108-2008； （8）建筑结构可靠度设计统一标准 gb 50068-2001；1.2 开题报告1.2.1 课题研究的目的、意义本课题是井冈山雅景小区一五层住宅楼，采用钢筋混凝土框架结构体系。通过本次的毕业设计，可借此机会对大学四年所学的东西作一个系统的总结和实践。在自己对任务书的理解基础上，还必须大量查阅相关资料，比较同类型建筑的优缺点，才能最终决定设计方案。在此过程中能使我所学的知识得到综合的应用，提高专业知识的应用能力，对所有知识有一个系统的深化。并使我养成独立解决建筑设计、结构设计的内容和步骤及掌握建筑施工图结构施工图等图纸的绘制能力，为今后工作实践打下坚实的基础。实践是检验真理的唯一标准，读万卷书不如行万里路，要检验和总结大学四年来所学的知识，必须要经过自己亲自从头到尾设计并计算一个项目，才能更系统的掌握所学的东西。因此，经历设计的过程就显得尤为重要了。1.2.2 本课题国内外研究的历史、现状和研究目标钢筋混凝土自被花匠莫尼尔发现以来已经走过了将近150年的历史。并逐渐取代木、土、石等天然材料成为现代建筑的主要建筑材料。它的发展也代表了现代建筑的发展。由于混凝土和钢筋材料性能的不断改进，结构理论技术的进步使钢筋混凝土结构得到迅速发展，国内外已经广泛应用于工业和民用建筑、桥梁、隧道、矿井、水利、海港等土木工程领域。在国外钢筋混凝土技术还有了若干新进展，例如超高强钢绞线、缓粘结预应力筋、塑料波纹管、真空辅助压浆工艺等新技术。使钢筋混凝土结构克服了以前的缺点，适用范围更广。近年来，随着高层建筑的发展，高强度混凝土的应用成为发展钢筋混凝土结构的重要途径，提高混凝土的性能是当今混凝土技术发展的主要方向之一。与传统的混凝土相比，高性能高强度混凝土在配比上的有许多优点，如强度高，变形小，使用与大跨重载高耸结构；耐久性和抗渗，抗冻性好，能承受恶劣的环境条件考验，使用寿命长；能减小截面尺寸，大大降低结构自重和提高结构刚度；能缩短加载龄期，并承受大的预应力，且预应力损失小。混凝土的需用量越来越大，相应的资源耗用也越来越大，给环境造成的负担也越来越大。因此，如何解决现代化建设高速发展与钢筋混凝土工业对环境污染的矛盾的主要方法就是提高混凝土的耐久性和节约资源。而高性能混凝土具备这种特点，也是现代社会发展的必然产物，符合国家的可持续性反展。如果能够将目前使用的钢筋和混凝土提高一个强度等级，则可以获得明显的经济效益和社会效益，具有广阔的前景。1.2.3 本课题研究的基本内容和方法（一）建筑设计部分：深入了解设计任务书的内容，并根据任务书、当前规范和设计手册的要求，参考其他教学楼设计资料，确定教学楼平面、立面和剖面方案；运用所学的建筑制图和建筑cad知识，按照建筑制图标准绘制建筑施工图。（二）结构设计部分：1、结构选型及结构布置。根据建筑设计内容、结构承重、抗震要求和场地地质条件，合理进行结构选型和结构布置。2、结构构件尺寸确定。初步确定纵、横框架截面尺寸和楼板尺寸。3、荷载统计及计算。包括各层恒荷载、活荷载统计，计算各层重力荷载代表值。4、框架结构刚度、基本自振周期的计算。计算各梁、柱的线刚度，柱的抗推刚度。5、水平地震作用计算。包括各楼层横向、纵向水平地震作用标准値、地震剪力作用标准值计算、柱轴力。6、荷载作用组合。将水平地震力与竖向力作用下分别求出的内力进行最不利组合，去最大内力进行配筋。7、构建界面设计。包括框架梁、柱截面设计及配筋计算。8、楼梯设计。楼梯内力计算机配筋计算。9、基础实际。合理确定基础截面尺寸、对基础内力和截面配筋进行计算。10、计算机辅助设计。利用结构设计软件进行结构内力配筋验算，利用autocad软件输出结构图、配筋图等。1.2.4 课题研究的步骤及进度安排10月22日-11月11日：毕业设计开题报告一系列工作，包括查看老师给的任务书，再查询相关资料，确定初略设计计划；11月12日-11月19日：根据通过的开题报告开始进行毕业设计前期准备工作；11月20日-11月30日：搜集资料；12月1日-12月6日：讨论出得出户型-绘出基础图、平面图、立面图、剖面图、详图等的草图并与老师共同修改得出最后确定好的草图，并最终确定草图。12月8日-12月14日：绘出平面图，立面图等12月15日-12月30日：写出结构计算书一份基础平面图、梁板配筋图、墙柱配筋图、楼梯详图等1.2.5 课题的成果形式建筑部分：a.基础施工图 b.结构平面图 c.结构施工图 d.节点详图 e.结构设计说明及材料表结构部分：计算书一份、基础结构图、基础详图、一层梁板配筋图、标准层梁板配筋图、屋顶梁板配筋图、墙柱配筋图、楼梯详图等。1.2.6 其他有关问题或保障机制设计时间：3个月设计地点：德艺楼405教室设计工具：电脑一台、pkpm、cad等软件如有问题请教老师或组员第 127 页 共 127 页第二章 建筑设计2.1 首层平面图2.2 标准层平面图2.3 顶层平面图2.4 屋面层平面图2.5 正立面图2.6 后立面图2.7 侧立面图2.8 剖面图第三章 结构选型及结构布置3.1 结构承重方案选择纵横向荷载承重方案 框架在纵横向均布置主梁。楼板的竖向荷载沿两个方向传递。柱网较小的现浇楼盖，楼板可以不设井字梁直接支承在框架梁上。楼板均为双向板。3.2 梁柱截面尺寸估算主梁：h=(1/81/14)l b=(1/31/2)h次梁：h=(1/121/18)l (l为梁几何长度)柱子：b=(1/121/18)h ， （h为层高）所以梁、柱尺寸选择为：主梁：h=500mm b=250mm 次梁：h=450mm b=200mm柱：h=450mm b=450mm3.3 楼板厚度楼板：h=（1/501/40）l所以板厚度选择为：h=100mm材料选择：根据混凝土结构规范对梁柱。框架节点的要求；按照一级抗震设计时，其混凝土强度不低于c30，按照二、三级抗震等级设计时，混凝土强度等级不低于c20.本工程为三级抗震，初步定柱混凝土等级为：一层为c35,25层为c30，梁、柱、板和基础的混凝土等级为c30。3.4 结构布置图3.5 建筑设计说明本工程为住宅楼，该住宅楼为五层建筑，建筑占地面积为593.8m2,总建筑面积为2969m2。3.6建筑做法：3.6.1墙体工程砖墙厚度除注明者外墙为180厚墙，内墙为120厚墙。女儿墙为180厚墙外墙做法：10厚1：25水泥砂浆抹灰 10厚水泥砂浆结合层 5厚外墙装饰砖70厚无溶剂聚氨酯硬泡保温层内墙做法：10厚1：25水泥砂浆抹灰（两面）女儿墙做法：5厚外墙装饰砖 10厚1：25水泥砂浆抹灰10厚水泥砂浆结合层3.6.2 门窗铝合金门窗、塑钢窗、实木门、和防火门等。3.6.3 楼地面做法楼层板厚出标注外均为100厚钢筋混凝土板。地面做法：10厚地砖，水泥擦缝20厚1:3水泥砂浆结合层素水泥砂浆结合层一遍18厚1:3水泥砂浆找平层60厚c15砼撤素土居卧室做法：10复合地板 15厚1:2水泥砂浆结合层10厚1：3水泥砂浆找平层厨房做法：10防滑地砖15厚1:2水泥砂浆结合层10厚1：3水泥砂浆找平层阳台做法：10厚仿古砖10厚1:2水泥砂浆结合层 卫生间做法：250厚陶粒砼20找平层20厚保护层防滑地砖顶棚：钢筋混凝土板清理干净10厚1:1.4水泥石灰砂浆2厚石灰面屋面做法：20厚水泥砂浆保护层 30厚挤塑聚苯保温隔热板3厚bac双面自粘防水卷材10厚1:3水泥砂浆找平1.8水泥膨胀珍珠岩找坡2%3.6.5 落水管及雨水口屋面雨水口做法详见图集；水落管材料采用直径为100pvc水落管。第四章 荷载计算4.1 楼盖及墙体的做法（1）屋面做法：（上人屋面）保护层：20厚水泥砂浆保护层 200.02=0.4kn/m2保温层：30厚挤塑聚苯保温隔热板 0.50。03=0.015kn/m2防水层：3厚bac双面自粘防水卷材 0.35kn/ m2找平层：10厚1:3水泥砂浆找平 200.01=0.2 kn/m2找坡层：1.8水泥膨胀珍珠岩找坡2% 40.04=0.16 kn/m2结构层：100厚钢筋混凝土层面板 0.125=2.5 kn/m2合计： 3.625 kn/m2（2）顶棚：（石灰砂浆顶棚）钢筋混凝土板清理干净10厚1:1.4水泥石灰砂浆2厚石灰面合计： 0.204 kn/m2（3）居卧室做法：10复合地板 0.5kn/m215厚1:2水泥砂浆结合层 200.015=0.3 kn/m210厚1：3水泥砂浆找平层 200.01=0.2 kn/m2100厚钢筋混凝土板 250.1=2.5 kn/m2合计： 3.5kn/m2（4）厨房做法：10防滑地砖 0.5kn/m215厚1:2水泥砂浆结合层 200.015=0.3 kn/m2 10厚1：3水泥砂浆找平层 200.01=0.2 kn/m2100厚钢筋混凝土板 250.1=2.5 kn/m2合计： 3.5kn/m2（5）阳台做法：10厚仿古砖 0.5kn/m210厚1:2水泥砂浆结合层 200.01=0.2 kn/m2100厚钢筋混凝土板 250.1=2.5 kn/m2合计： 3.2kn/m2（6）卫生间做法：250厚陶粒砼 0.2514=3.5 kn/m220找平层 0.0220=0.4kn/m220厚保护层 200.02=0.4 kn/m2防滑地砖 0.5kn/m2 100厚钢筋混凝土板 250.1=2.5 kn/m2合计： 7.3kn/m2（7）外墙做法：180烧结砖 4.1kn/m270厚无溶剂聚氨酯硬泡保温层 0.17 kn/m25厚外墙装饰砖 0.25kn/m210厚水泥砂浆结合层 0.0120=0.2 kn/m210厚1：25水泥砂浆抹灰 0.0120=0.2 kn/m2合计 4.92 kn/m2（8） 内墙做法：10厚1：25水泥砂浆抹灰（两面） 200.012=0.4 kn/m2120烧结砖 3.0 kn/m2合计： 3.4 kn/m2（9）地面做法：10厚地砖，水泥擦缝20厚1:3水泥砂浆结合层 1.2 kn/m2素水泥砂浆结合层一遍18厚1:3水泥砂浆找平层60厚c15砼撤素土 0.0623=2.58 kn/m2合计 3.78 kn/m2（10）女儿墙做法：5厚外墙装饰砖 0.25kn/ m210厚1：25水泥砂浆抹灰 0.0120=0.2 kn/m210厚水泥砂浆结合层 0.0120=0.2 kn/m2180烧结砖 4.1kn/m2合计： 4.92 kn/m2（11）屋面构筑物做法：200厚加气混凝土砌块填充墙 14.784kn混凝土构筑物 28.8+7.65+67.32=103.77kn合计： 118.6kn4.2 屋面可变荷载标准值由建筑结构荷载规范（gb500092001）知可变荷载如下： 上人屋面均布活载标准值 2.0 kn/m2 楼面活荷载标准值 2.0 kn/m2 走廊活荷载标准值 2.5 kn/m2 楼梯活荷载标准值 3.5 kn/m2第五章 风荷载计算5.1 风荷载计算风荷载标准值计算公式为：wk=zszw0根据荷载规范得出井冈山基本风压为0.3kn/m2ikii计算数据如表5-1表5-1 计算数据 层数z(m)zszw（kn/m2）a（m2）pw(kn)515.91.451.31.140.311.077.14412.91.391.31.060.312.37.0739.91.321.31.00.312.36.3326.91.221.31.00.312.35.8513.91.131.31.00.314.156.245.2 风荷载作用下内力计算5.2.1水平风荷载作用下用d值法计算标准层柱：ib=bh3/12=3417187500 ib=eib/l0=31043.4109/3000=3.421010标准层柱：ib=bh3/12=3417187500 ib=eib/l0=31043.4109/4400=2.331010左梁：ib=bh3/12=260416667 ib=eib/l0=31042.6109/5000=1.561010右梁：ib=bh3/12=260416667 ib=eib/l0=31042.6109/5050=1.551010标准层柱：a柱：k=21.56/（23.42）=0.456b柱：k=2(1.56+1.55)/（23.42）=0.909c柱：k=21.55/（23.42）=0.453标准层柱：a柱：k=1.56/2.33=0.669b柱：k= 1.56+1.55/2.33=1.33c柱：k=1.55/2.33=0.665框架计算简图见图5.1图5.1 框架计算简图框架柱抗侧刚度计算如表5-1表5-1层号柱编号ickdd25a3.4210100.460.198466.4531136.51b3.4210100.910.3114249.02c3.4210100.450.188421.041a2.3310100.670.446325.5420575.58b2.3310101.330.557936.68c2.3310100.670.446313.36框架柱各层剪力计算如表5-2表5-2层号水平荷载fi剪力层vida/ddb/ddc/dvav