天津彩丽苑小区15号楼 土木工程毕业设计说明书.docx

本科毕业设计说明书天津彩丽苑小区15号楼tianjin caili estates community building no. 15学生姓名：学生学号：专业名称： 指导教师：土木工程学院2012 年 06月 18日独创性声明本人声明所呈交的毕业设计（论文）是本人在指导教师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以引用标注之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，没有伪造数据的行为。毕业设计（论文）作者签名： 签字日期： 年 月 日毕业设计（论文）版权使用授权书本毕业设计（论文）作者完全了解学校有关保留、使用论文的规定。同意学校保留并向有关管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权天津城市建设学院可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本论文。（保密的毕业设计（论文）在解密后适用本授权说明）毕业设计（论文）作者签名： 指导教师签名：签字日期： 年 月 日 签字日期： 年 月 日摘 要 本工程为天津彩丽苑小区15号楼，本楼为多层混凝土框架结构，共六层，每层层高为3m，建筑物高度为18m。本设计书包括如下部分： 1. 工程概况 2.建筑设计依据 3.建筑方案设计 4.工程做法说明 5.结构方案及结构布置 6.荷载及楼层重计算 7.水平地震作用计算 8.竖向荷载作用下框架内力计算 9.内力组合 10.截面设计 11.楼梯设计 12.基础设计关键词：彩丽苑小区；钢筋混凝土；框架结构；结构设计；abstractthis engineering is tianjin caili estates community building no. 15, cantonese fare time for multi-layer concrete frame structure, six layers, each layer upon layer for 3 m high, high buildings for 18 m.this design document includes the following parts:1. the project summary2. architectural design basis3. the architecture design4. engineering practice shows5. structure scheme and the structure arrangement6. load and floor heavy computation7. horizontal earthquake effect calculation8. vertical load calculation of internal force of the frame9. internal force combination10. section design11. stair design12. the foundation designkeywords: caili garden district; reinforced concrete; frame structure; structure design;目录目 录第一章 建筑设计 11.1 工程概况 11.2 建筑设计依据 11.3 建筑方案设计 11.4 工程做法说明 11.4.1屋面11.4.2楼面1 21.4.3楼面2（用于卫生间） 21.4.4外墙21.4.5内墙1 21.4.6内墙2（用于卫生间）21.4.7地面1 21.4.8地面2（用于卫生间）31.4.9散水21.5 门窗表 31.6 方案评价3第二章 结构设计计算42.1 结构方案及结构布置简图42.1.1结构选型42.1.2柱网布置42.1.3承重方案42.1.4施工方法42.1.5其他结构构件选型42.1.6计算简图42.2 主要构件截面尺寸确定及材料选择52.2.1 主要构件截面尺寸确定52.2.2 材料选择52.3 荷载及楼层重量计算6 2.3.1 恒荷载标准值计算62.3.2 活荷载标准值计算82.4 水平地震作用计算（底部剪力法）82.4.1楼层重力荷载代表值计算82.4.2 梁、柱线刚度计算112.4.3 水平地震作用下框架的侧移验算132.5 框架地震内力计算（d值法）152.5.1.柱端剪力152.5.2.梁端弯矩162.5.3.梁端剪力162.6 竖向荷载作用下框架内力计算 192.6.1 恒荷载计算192.6.2 活荷载计算202.6.3 框架内力计算212.7 内力组合252.7.1 框架梁内力组合262.8 截面设计322.8.1梁的正截面承载力计算322.8.2.梁斜截面受剪承载力计算342.8.3 框架柱截面设计362.8.4 框架梁柱节点核心区截面抗震验算392.9 楼梯设计422.9.1、楼梯基本参数422.9.2楼梯板计算432.9.3平台板计算432.9.4平台梁计算442.10 基础设计452.10.1基本尺寸与桩数确定462.10.2计算桩顶基础462.10.3承台受冲切承载力验算472.10.4承载受剪切承载力计算482.10.5承台受弯承载力计算482.10.6桩身配筋设计48致谢49参考文献50附录51第一章 建筑设计第一章 建筑设计1.1工程概况工程名称：天津市彩丽苑15号楼工程地点：天津市河东区结构形式：钢筋混凝土框架结构彩丽苑15号楼建筑面积。主要房间尺寸：主卧： 12.6 m2 次卧： 10.08m2 书房： 9.9 m2 客厅： 22.05 m2 餐厅合厨房： 12.25 m2 主卫生间： 7.92 m2 副卫生间： 2.73 m21.2建筑设计依据1、工程建筑场地类别：类，勘察深度范围内无液化土层2、工程抗震设防烈度：7度（0.15g），设计地震分组：第二组3、建筑物类型：丙类4、防火等级：二级5、冻土层深度：场地平均冻土层深度6、地下水位：最低：-2.7m，最高：-1.4 m，其水质对混凝土及其中钢筋无腐蚀性7、气象条件：年平均温度：15 ；最高温度：38；最低温度：-16；年总降雨量：400mm ；日最大降雨量：60mm1.3建筑方案设计 不同建筑材料对建筑体型和立面处理有一定影响。建筑体型和立面处理都要与建筑物所在地区的气候、地形、道路、原有建筑物及绿化等基地环境想适应，对于一般建筑而言，主要通过材料色彩的变化使其相互衬托与比较来增强建筑的感染力，色彩处理要注意统一与变化，应与建筑、环境气氛相互协调。1.4工程做法说明1.4.1屋面 20厚1:3水泥砂浆，砂浆中掺聚丙烯找平层；150厚水泥混凝土保温层；100厚钢筋混凝土板；20厚石灰砂浆。1.4.2楼面1 瓷砖地面(包括水泥，粗砂打底)；100厚钢筋混凝土板；20厚水泥砂浆。1.4.3楼面2（用于卫生间） 5厚陶瓷锦砖铺实拍平，水泥砂浆擦缝；20厚1:4干硬水泥砂浆；1.5厚聚氨酯防水涂料，面撒黄沙四周沿墙上翻150高，刷基层处理剂一遍；15厚1:2水泥砂浆找平；50厚c15细石混凝土找坡不小于0.5%，最薄处不小于30厚；100厚钢筋混凝土板。1.4.4外墙 20厚2:1:8水泥石灰砂浆找平；10厚1:1水泥专用胶粘剂刮于背面；50厚聚乙烯泡沫塑料板粘牢，板面打磨成细麻面；1.5厚专用胶贴坚强网于需加强的部位；1.5厚专用胶贴标准网于整个墙面，并用抹刀将网压入胶泥中基层整修平整，不漏网纹及抹刀痕。1.4.5内墙1 胶：水=1:4建筑胶素水泥一遍；15厚1：1：6水泥石灰砂浆，分两次抹灰；5厚1:0.5:3水泥石灰砂浆。1.4.6内墙2（用于卫生间） 胶：水=1:4建筑胶素水泥一遍；15厚2:1:8水泥石灰砂浆，分两次抹灰；刷水泥浆一遍；5厚1:1水泥砂浆假水重20%，建筑胶镶贴；8厚面砖水泥浆擦缝。1.4.7地面1 10厚地砖铺实拍平，水泥浆擦缝；20厚1:4干硬性水泥砂浆；素水泥浆结合一遍；100厚混凝土板；素土夯实。1.4.8地面2（用于卫生间） 5厚陶瓷锦砖铺实拍平，水泥浆擦缝；20厚1:4干硬水泥砂浆；速水泥浆结合一遍；60厚c15细石混凝土防水层找坡不小于0.5%，最薄处不小于30；60厚c15混凝土；素土夯实。1.4.9散水 40厚c15细石混凝土面上加5厚1：1水泥砂浆随打随抹光；150厚3：7灰土；素土夯实u，向外坡4%。1.5门窗表表1-1 门窗表名称墙厚尺寸mm（宽高）个数材质m1200900210072单扇木门m2200700210048单扇木门m32001200210024单扇钢门c13001800180048塑钢窗c23001200180024塑钢窗c3300120060024塑钢窗c43001800180024塑钢窗c53002400180024塑钢窗1.6方案评价 本工程采用沿外墙长向的矩形平面，两侧都能开窗采光，较好的满足了采光均匀的要求，而且便于生活起居，结构布置较易，层高大，采光好，立面设计时尚大方，与环境协调。82第二章 结构设计计算第二章 结构设计计算2.1结构方案及结构布置简图2.1.1结构选型 框架结构由梁柱构成，构件截面较小，因此框架结构的承载力和刚度都较低，它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁，楼层越高，水平位移越慢，高层框架在纵横两个方向都承受很大的水平力，这时，现浇楼面也作为梁共同工作的，装配整体式楼面的作用则不考虑，框架结构的墙体是填充墙，起围护和分隔作用，框架结构的特点是能为建筑提供灵活的使用空间。而本工程仅6层，符合规范框架结构在7度区的房屋最大使用高度，故本工程选用钢筋混凝土框架结构较为合理。2.1.2柱网布置 本工程为家用住宅，柱网的布置方式为内廊式的，一梯两户，每层四户的布置方案。2.1.3承重方案 由于本工程横向尺寸比纵向尺寸短很多，并且横线框架跨数也较少，故采用很想框架承重方案，从而来提高建筑物的横向抗侧刚度。2.1.4施工方法 本工程使用现浇式钢筋混凝土框架结构，现浇钢筋混凝土构件有较好的抗震性和整体性。2.1.5其他结构构件选型 1、雨棚结构：钢筋混凝土悬挑雨棚 2、楼梯结构：较为经济的板式楼梯 3、过梁：门洞口和窗洞口均采用钢筋混凝土过梁 4、柱下基础：采用桩基础，承台埋深1.4m2.1.6计算简图2.2主要构件截面尺寸确定及材料选择2.2.1 主要构件截面尺寸确定1.横向承重框架梁：高度h=(1/81/12)l边跨横向承重框架梁：ab跨h=(1/81/12)l=(1/81/12)4500=（562375）mm，cd跨h=(1/81/12)l=(1/81/12)3600=（450300）mm，取h=500mm宽度b=(1/31/2)l=(1/31/2)500=（166.7250）mm，取b=300mm中跨横向承重框架梁：bc跨h=(1/81/12)l=(1/81/12)2700=（337.5225）mm，取h=500mm宽度b=(1/31/2)l=(1/31/2)500=（166.7225）mm，取b=300mm2.纵向承重框架梁：高度h=(1/101/12)l=(1/81/12)5400=（540450）mm，取h=500mm宽度b=(1/31/2)l=(1/31/2)500=（166.7225）mm，取b=300mm3.楼面次梁：高度h=(1/121/18)l=(1/121/18)3600=（300200）mm，取h=300mm宽度b=(1/31/2)l=(1/31/2)300=（100150）mm，取b=250mm4.楼面厚度： 高度h=(1/351/40)l=(1/351/40)3000=（111.4397.5）mm，取h=100mm5.框架柱：该框架结构的抗震设防烈度为7度（0.15g），其轴压比限值n=0.85，c30混凝土=14.3n/mm2，=1.34n/mm2；各层的重力荷载代表值近似取12kn/m2。边柱及中柱的负载面积分别为7.653.3 m2和7.654.65 m2边柱ac=179446mm2中柱ac=252919mm2为抵抗两个方向的水平地震作用力，宜采用正方形或接近正方形柱，故边柱和中柱截面高度分别为424mm和503mm。根据上述结果综合其他因素，柱截面尺寸取bh=600mm600mm 2.2.2 材料选择1.混凝土：梁、板、柱混凝土采用c302.钢筋：柱和梁纵筋采用hrb500柱和梁箍筋以及板钢筋采用hpb300楼板保护层厚度取15mm梁保护层厚度取35mm柱保护层厚度取40mm3.砌体：0.000以下墙体采用mu10岩砖，m7.5水泥砂浆砌筑0.000以上采用陶粒空心砌块墙体，m5.0混合砂浆砌筑女儿墙采用: 墙身为机制红砖砌筑，压顶圈梁200mm300mm。2.3 荷载及楼层重量计算2.3.1 恒荷载标准值计算1、屋面 20厚1：3水泥砂浆，砂浆中掺聚丙烯找平层 200.02=0.4 kn/m2150厚水泥混凝土保温层 5.00.15=0.75kn/m2100厚钢筋混凝土板 250.1=2.5 kn/m220厚石灰砂浆 170.02=0.35 kn/m2共计： 4.11kn/m2 2、楼面1 瓷砖地面（包括水泥，粗砂打底）100厚钢筋混凝土板20厚水泥砂浆共计： 3.34 kn/m2楼面2 （用于卫生间） 05j1 楼275厚陶瓷锦砖铺实拍平，水泥浆擦缝20厚1：4干硬水泥砂浆1.5厚聚氨酯防水涂料，面撒黄沙四周沿墙上翻150高，刷基层处理剂一遍15厚1：2水泥砂浆找平50厚c15细石混凝土找坡不小于0.5%，最薄处不小于30厚100厚钢筋混凝土板共计： 4.54 kn/m23、楼梯平台：同楼面14、楼梯踏步：300mm150mm 30厚大理石面层 250.50.30.15+28(0.3+0.15)0.03=0.94kn/m25、外墙 20厚2：1：8水泥石灰砂浆找平 0.0217=0.34kn/m210厚1：1水泥专用胶粘剂刮于背面 0.0110=0.1 kn/m250厚聚苯乙烯泡沫塑料板粘牢，板面打磨成细麻面 0.050.5=0.025kn/m21.5厚专用胶贴坚强网于需加强部位 0.03kn/m21.5厚专用胶贴标准网于整个墙面，并用抹刀将网压入胶泥中基层整修平整，不露网纹及抹刀痕 0.03kn/m2一底二涂高弹烯酸涂料 共计： 0.525 kn/m26、内墙1 刷建筑胶素水泥浆一遍，配比为建筑胶：水=1：415厚1：1：6水泥石灰砂浆，分两次抹灰 0.01517=0.255 kn/m2 5厚1：0.5：3水泥石灰砂浆 0.00517=0.085 kn/m2 共计： 0.34 kn/m2内墙2 刷建筑胶素水泥浆一遍，配比为建筑胶：水=1：415厚2:1:8水泥石灰砂浆，分两次抹灰 0.01517=0.255 kn/m2刷水泥浆一遍5厚1：1水泥砂浆加水重20%，建筑胶镶贴 0.00520=0.1 kn/m28厚面砖水泥浆擦缝 0.00817.8=0.1424 kn/m2 共计： 0.497 kn/m27、踢脚 15厚1:3水泥砂浆 0.01520=0.3 kn/m210厚1：2水泥砂浆抹面压光 0.0120=0.2 kn/m2共计： 0.5 kn/m28、地面1 10厚地砖铺实拍平，水泥浆擦缝 1 7.80.01=0.178 kn/m2 20厚1：4干硬性水泥砂浆 0.0220=0.4 kn/m2 素水泥浆结合一遍100厚混凝土板 0.1023=2.3 kn/m2 素土夯实 共计： 2.88 kn/m2 地面1 （用于卫生间） 5厚陶瓷锦砖铺实拍平，水泥浆擦缝 0.12 kn/m220厚1:4干硬水泥砂浆 200.02=0.4 kn/m2素水泥浆结合一遍60厚c15细石混凝土防水层找坡不小于0.5%，最薄处不小于30 1.38 kn/m260厚c15混凝土 1.38 kn/m2素土夯实共计： 3.28 kn/m29、散水 40厚细石混凝土面上加5厚1：1水泥砂浆随打随抹光0.0423+0.00520=1.02 kn/m2150厚3：7灰土 7.50.15=2.625 kn/m2素土夯实，向外坡4% 共计： 3.645 kn/m210、台阶 60厚c15细石混凝土台阶（厚度不包括踏步三角部分）随打随抹上撒1：1水泥沙子压实赶光 0.0623=1.38 kn/m2300厚3：7灰土 0.317.5=5.25 kn/m2 素土夯实 共计： 6.63 kn/m22.3.2 活荷载标准值计算1.屋面及楼面活荷载不上人屋面为0.5 kn/m2厨房、浴厕所、楼面为2.0 kn/m22.基本风压：w0= 0.4 kn/m2，主导风向：东北风3.基本雪压：s0= 0.35 kn/m2综合考虑活动隔墙及二次装修荷载，楼面活荷载取为2.0 kn/m2，屋面活荷载取为0.5 kn/m2。2.4 水平地震作用计算（底部剪力法）2.4.1楼层重力荷载代表值计算1、各层不同功能房间的使用面积：屋面建筑面积：16层卫生间面积： 2.43.64+1.52.74=77.76 m216层楼梯间面积： 6.132=36.6 m22、各类墙体荷载：300厚陶粒空心砌块外墙单位荷载： 0.525+0.34=0.865 kn/m2200厚陶粒空心砌块内墙单位荷载： 0.342=0.68 kn/m2300厚厕所机制红砖外墙单位荷载： 0.525+0.497=1.022 kn/m2200厚厕所机制红砖内墙单位荷载： 0.4972=0.994 kn/m2300厚楼梯间机制红砖外墙单位荷载： 0.525+0.34=0.865 kn/m2200厚楼梯间机制红砖内墙单位荷载： 0.342=0.68 kn/m2 300厚陶粒空心砌块 0.35=1.5 200厚陶粒空心砌块 0.25=1 300厚红砖 0.319=5.7 200厚红砖 0.219=3.83、荷载统计：(1) 恒荷载标准值:屋面工程做法+屋面板： 4.11485.64=1995.98 kn(2) 活荷载： 雪荷载标准值：0.35 kn/m2 0.35185.64=169.98 kn 雪荷载组合值： 0.5169.98=84.99 kn(3) 梁自重：主框架梁： 300mm500mm(0.50.1)0.325+0.340.42=3.27 kn/m次框架梁： 250mm300mm(0.30.1）0.2525+0.340.22=1.39 kn/m二级次梁： 200mm250mm (0.250.1）0.225+0.340.152=0.85 kn/m屋面梁自重：3.27（364-6）+3.27（10.6211）+1.39（4.56+2.74+3.64）+0.85（2.44）=913.98 kn(4) 女儿墙自重:女儿墙高0.3m，压顶圈梁200mm300mm，用机制红砖砌筑。女儿墙自重： （0.219+0.525+0.34）0.3（39.22+102）+250.20.3（39.22+102）=285.31kn(5) 一层墙体面积:一层外墙面积： （2.73.55-1.81.8）4+（33.55-1.81.8）4+（4.83.55-1.81.8-1.21.8）4+3.93.552+（33.55-2.41.8+1.232.55）4=190.17m2一层内墙面积： （2.63.55-2.10.9+3.63.75）4+（33.55+33.55）4+（4.53.75+2.63.55-2.10.9-2.10.7）4+（4.53.75+2.63.55+23.55-2.10.9）4+（3.93.55+4.53.75+1.13.55）4+（2.13.75+3.53.552-2.10.93+2.13.55-2.11.2）4=667.64m2一层厕所外墙： （2.13.55-1.20.6+2.13.55）4=56.76m2一层次所内墙： （2.2+1.2）3.75+（2.0+0.8+1.1）3.55+（2.23.8-2.10.7）+2.23.55-0.72.1+2.13.75=82.25m2一层楼梯间外墙： 2.43.552=8.52m2一层楼梯间内墙： （2.43.55+（2.13.55-1.22.1）2+33.552）2=79.38 m2(6) 标准层墙体自重: 普通外墙面积： （2.72.5-1.81.8）4+（4.82.5-2.41.8+1.22.5）4+（32.5-1.81.8）4+（32.5-2.41.8+1.22.5）4=116.7 m2楼梯间外墙面积： 2.42.52=12 m2厕所外墙面积： （2.12.5-1.20.6+2.12.5）4=39.12 m2厕所内墙面积： （2.2+1.2）2.8+（2.0+0.8+1.1）2.5+（2.22.75-2.10.7）+2.22.5-0.72.1+2.12.7=132.84 m2普通内墙面积： （2.62.5-2.10.9+3.62.7）4+（32.5+32.5）4+（4.52.7+2.62.5-2.10.9-2.10.7）4+（4.52.7+3.92.5+22.5-2.10.9）4+（3.92.5+4.52.7+1.12.5）4+（2.12.7+3.52.52-2.10.93+2.12.5-2.11.2）4+（2.12.7+3.52.52-2.10.93+2.12.5-2.11.2）4=458.04 m2楼梯间内墙面积：（2.42.5+（2.12.5-1.22.1）2+32.52）2=52.92 m2 4、竖向荷载总结：表2-1 竖向荷载总结编号位置恒荷载活荷载重力荷载代表值gi楼(屋)盖梁柱墙门窗总计6屋面2726.0991303.76574.21600.5217.996222.56984.996265.0645六层2440.791303.761148.42460.3135.987389.24899.887839.184五层2440.791303.761148.42460.3135.987389.24899.887839.183四层2440.791303.761148.42460.3135.987389.24899.887839.182三层2440.791303.761148.42460.3135.987389.24899.887839.181二层2440.791303.761564.23287.9217.998614.66899.889064.6 注：单位kn5、楼层重力荷载代表值：2.4.2 梁、柱线刚度计算1.梁、柱线刚度计算混凝土强度：c30；弹性模量ec：3104 n/mm2表2-1 梁截面特性计算梁截面跨度(m)惯性矩(10-3)边框架中框架bhli0=bh3/12ib=1.5i0(m4)kb=ecib/l(knm)ib=2.0i0(m4)kb=ecib/l(knm)ab跨0.3*0.54.53.1254.6875312506.2641667bc跨0.3*0.52.73.1254.6875520836.2569444cd跨0.3*0.53.63.1254.6875390636.2552083 表2-3 柱截面特性计算柱号截面柱高度h惯性矩ic=bh3/12线刚度kc=eic/l(knm)z10.6*0.64.050.010880000z20.6*0.630.01081080002、柱侧移刚度计算：表2-4 柱侧移刚度计算 柱侧移刚度计算轴线标号一般层一般层根数底层底层底层边框架边柱a0.39 0.37 21804.42 2d0.49 0.40 23245.77 2边框架中柱b1.04 0.51 29664.67 2c1.14 0.52 30562.58 2中框架边柱a0.52 0.40 23701.34 9d0.65 0.43 25411.76 9中框架中柱b1.39 0.56 32621.97 9c1.52 0.57 33580.439求和1248394.3926层边框架边柱a0.29 0.13 9713.98 2d0.36 0.15 11941.23 2边框架中柱b0.39 0.16 23285.82 2c0.42 0.17 25088.64 2中框架边柱a0.39 0.16 12667.23 9d0.48 0.19 15493.11 9中框架中柱b0.51 0.20 29459.88 9c0.56 0.22 31615.24 9求和943178.46 2.4.3 水平地震作用下框架的侧移验算 1.横向自振周期表2-5 横向框架顶点位移计算层次gi（kn）gi(kn)di(kn/m)层间相对位移 i=gi/dii66265.06 6265.06 9431780.0066425040.15 57839.18 14104.24 9431780.0149539580.15 47839.18 21943.42 9431780.0232654110.13 37839.18 29782.60 9431780.0315768650.11 27839.18 37621.78 9431780.0398883180.08 19064.60 46686.3812483940.0373971550.04 体系按弯剪型振动，结构基本周期：t1=1.70.75=0.5s（考虑填充墙使框架自振周期减小，取基本周期调整系数=0.75）2.横向地震作用计算抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.15g，建筑场地类别为类，设计地震分组为第二组。场地特征周期tg=0.55s，水平地震影响系数最大值max=0.12tg=0.55st1=0.647s5tg=50.55s=2.75s，则1=0.1089t1=0.51s1.4tg=1.40.55=0.77s，故不用考虑顶部附加的集中水平地震作用，多质点取结构等效总重力荷载系数=0.85fek=0.10890.8546686.41=5189 kn表2-6 各层横向地震作用及楼层地震剪力计算层次hi(m)hi(kn)gi(kn)gihigihi/gjhjfi(kn)vi(kn)6319.056265.064119349.47 0.23 1195.03 1195.03 5316.057839.18125818.84 0.24 1259.81 2454.85 4313.057839.18102301.30 0.20 1024.33 3479.18 3310.057839.1878783.76 0.15