十堰畔山林语5号楼4层结构设计

1、 十堰畔山林语5号楼 摘要本次毕业设计题目为十堰畔山林语5号楼。总建筑面积约为2000 m2,采用框架结构，主体结构层数为4层，一层高为2.7m，二-四层为3m，抗震设防烈度为6度。 根据建筑与结构设计两部分内容，合理地进行结构选型和结构整体布置，确定各种结构构件的尺寸，选取一品主要横向结构框架进行结构设计计算，包括：结构计算简图的确定，荷载计算，内力分析，内力计算等。考虑荷载形式有：恒荷载，活荷载，风荷载以及地震荷载作用。 结构设计是在建筑物初步设计的基础上确定结构方案；选择合理的结构体系；进行结构布置，并初步估算，确定结构构件尺寸，进行结构计算，最后绘制图纸。 关键字：框架结构 混凝土 建

2、筑设计 结构设计 配筋 the structural design of the building of shiyan abstract the graduation design topic in shiyan on 5th floor. a total construction area of about 2000 m2, and adopts frame structure, the main structure layer is 4 layer, a layer of 2.7 m, 2-4 layer for 3 m, the seismic fortification intensi

3、ty is 6 degrees.according to the architectural and structural design of two parts, a reasonable structural type selection and layout of the structure as a whole, to determine the size of the various structures, choose one main transverse framework structure design calculation, structure includes the

4、 determination of structure calculation diagram, the load calculation, internal force analysis, internal force calculation, etc. considering load forms are: the constant load, live load, wind load and earthquake load. structure design is determined on the basis of the preliminary design in building

5、structure scheme; choose reasonable structural system; structural layout and preliminary estimates, determine size structure, structure calculation, final drawings.keywords: frame structure concrete architectural design structured design einforcement绪论建筑构成的基本要素“适用、安全、经济、美观”是我国的建筑方针，这就构成建筑的三大基本要素建筑功能

6、、建筑技术和建筑形象。首先是建筑功能，即建筑的使用要求，如居住、饮食、娱乐、会议等各种活动对建筑的基本要求，是决定建筑形式的基本因素,建筑各房间的大小，相互间联系方式等等，都应该满足建筑的功能要求。在古代社会,由于人类居住等活动分化不细,建筑功能的发展也不是十分成熟，如中国古代木构架大屋顶式建筑形式几乎可以适用于当时所有功能的建筑，包括居住、办公。 民用建筑功能是指建筑物在规定的设计使用年限内（一般为50年），内外部空间应满足的功能，包括： 1、观赏性； 2、私密性；3、开放性； 4、协调性。其次是建筑技术包含很多方面知识，包括从整体规划，建筑外观设计，建筑内部设计到施工工艺，结构设计等，这次

7、我所做的内容便是结构设计。最后是建筑形象，建筑工程形象进度表明工程活动进度的主要指标之一，它用文字或结合数字，简明扼要地反映工程实际达到的形象部位，借以表明该工程的总进度。各种房屋、构筑物单位工程的形象进度，要根据它们的本身特点来表示。住宅小区建筑工程形象进度一般可分为基础、结构、屋面、装修、竣工等表示。单项工程形象进度，是以单位工程形象进度为基础的。根据一个单项工程内各单位工程的形象进度，就可以说明整个单项工程的形象进度。同样道理，根据单项工程的形象进度，就可说明整个建设项目的形象进度。对于地区或部门来讲，除了重点掌握某些主要项目的形象进度外，还需要观察地区或部门工程形象进度的综合情况。为此

8、，就要计算项目分别处于各个不同施工阶段的个数，如处于准备阶段、土建施工阶段、安装阶段、建成投产或交付使用阶段的个数，从而形成地区或部门形象进度的综合概念。本设计论文主要的是住宅楼的设计，住宅在国际上也是热门的研究之一，面积多大才算合适，面积太大的并不是最舒适的，硬件的设施也是舒适的标准之一，如何才能设计出舒适美观的要求，这是我们需要考虑的问题，前提是在安全的前提下，没有安全这个大前提，其他的都是空谈，我所做的是结构设计，正是在安全的前提下，进行验算，然后可以投入使用的住宅，符合现代化的要求。目录摘要1abstract2绪论31.设计资料41.1工程概况62.设计内容72.1建筑设计部分72.2

9、结构设计部分73.设计概述73. 3.1建筑做法73.2结构选型84.荷载计算94.1恒载计算104.2屋面及楼面可变荷载标准值114.3恒荷计算124.4活荷载计算124.5风载计算135.内力计算135.1恒载活载作用下内力145.2各层柱端弯矩及剪力计算185.3梁端弯矩、剪力及柱轴力计算185.4风载作用下内力205.5风荷载作用下的水平位移验算215.6风荷载作用下框架结构内力计算226.楼板设计226.1 荷载计算226.2 荷载跨度236.3 弯矩计算236.4 截面设计247.楼梯设计257.1 梯段板计算267.2 平台板计算277.3 平台梁计算278.基础设计298.1地

10、基承载力计算及基础底面积确定308.2用规范法计算基础沉降318.3基础高度验算328.4基础配筋计算32结论33致谢34参考文献35一、设计资料1.1工程概况 十堰畔山林语5号楼为四层住宅楼，总建筑面积约2000，一梯两户，两个单元，共4层。抗震设防烈度6度，地面粗糙度c类，建筑场地类别为ii类，建筑重要性类别为丙类，使用年限为50年，结构采用现浇钢筋混凝土框架结构，基础为独立基础，建房屋所在地震动参数，基本雪压，基本风压0.30kn/。 2、 设计内容2.1 建筑设计部分（1）一般要求掌握一般多层房屋建筑设计的基本原理，方法及步骤根据设计任务和使用要求确定设计方案完成建筑物的平面、立面、剖

11、面设计掌握有关标准图集的使用（2）应完成的建筑施工图底层平面图标准层平面图顶层平面图屋面面图正立面图背立面图侧立面图楼梯平面图2.2 结构设计部分（1）一般要求掌握多层框架结构的布置方法掌握结构的荷载计算，内力计算，内力组合及配筋计算的方法与步骤掌握结构构造的处理方法完成结构主要构件的配筋计算（2）需完成的结构施工图主要结构平面布置图主要梁板柱配筋图一层梁板配筋图楼梯施工图屋面板配筋图基础施工图3、 设计概述3.1 建筑做法 （1） 屋面做法 20厚水泥砂浆找平层 150厚水泥蛭石保温层 100厚钢筋混凝土板 20厚石灰砂浆 （2）楼面做法 瓷砖地面（包括水泥粗砂打底） 120厚钢筋混凝土v型

12、轻钢龙骨吊顶或20厚水泥砂浆 3.2结构布置及计算简图根据该房屋的使用功能及建筑设计的要求，进行了建筑平面、立面及剖面设计，其标准层建筑平面、结构平面和剖面示意图分别见图纸。主体结构共4层，层高1层为2.7m，24层为3m。填充墙采用混凝土多孔砖砌筑：外墙120mm；内墙120mm。窗户均采用铝合金窗，门采用钢门和木门。楼盖及屋面均采用现浇钢筋砼结构，楼板厚度取120mm，梁截面高度按跨度的估算，尺寸见表1，屋面采用彩钢板屋面。表1 梁截面尺寸（mm）层次混凝土强度等级横梁纵梁1-4柱截面尺寸可根据式估算。因为抗震烈度为6度，总高度，查表可知该框架结构的抗震等级为二级，其轴压比限值；各层的重力

13、荷载代表值近似取12，边柱及中柱的负载面积分别为和。由公式可得第一层柱截面面积为边柱 中柱 如取柱截面为正方形，则边柱和中柱截面高度分别为和。根据上述计算结果并综合考虑其它因素，本设计框架柱截面尺寸取值均为，构造柱取。基础采用柱下独立基础，基础埋深标高-2.40m，承台高度取1100mm。框架结构计算简图如图1所示。取顶层柱的形心线作为框架柱的轴线；梁轴线取至板底，2-4层柱高度即为层高，取3m；底层柱高度从基础顶面取至一层板底，取4m。 框架计算简图 结构布置图 四、荷载计算4.1屋面及楼面的永久荷载标准值屋面（上人）： 20厚水泥砂浆找平层 150厚水泥蛭石保温层 100厚钢筋混凝土板 2

14、0厚石灰砂浆 合计 4.1115层楼面： 瓷砖地面（包括水泥粗砂打底） 0.55 120厚钢筋混凝土板 v型轻钢龙骨吊顶或20厚水泥砂浆 0.34 合计 3.394.2屋面及楼面可变荷载标准值 上人屋面均布荷载标准值 2.0 楼面活荷载标准值 2.0 屋面雪荷载标准值 4.3恒荷计算 、分别为由边纵梁、中纵梁直接传给柱的恒载，它包括梁自重、楼板重和女儿墙等的重力荷载，计算如下：集中力矩 对24层，包括梁自重和其上横墙自重，为均布荷载。其它荷载计算方法同第6层： 对1层： 4.4活荷载计算活荷载作用下各层框架梁上的荷载 在雪荷载作用下： 对于14层： 横向框架恒荷汇总表层 次2412.40212

15、.2049.15311.1932.5762.5863.3432.494.89004.87117.5512.2049.15311.1932.5762.5863.3432.494.89004.87横向框架活荷汇总表层 次147.25.46.66.4812.5625.9212.510.972000.9654.5、风载计算 该地区基本风压值：=0.30。=zsz0 由于建筑总高度低于30米，故z=1.0；对于矩形平面s=1.3；地面粗糙度类别取c类，则各楼层处的集中荷载为 ：1 层：=4.214.1(1.01.30.740.30)=22.22 kn24 层：=3.614.1(1.01.30.740.3

16、0)=19.05 kn五、内力计算5.1 恒载活载作用下内力结构简图如下：= 楼层节点的最大位移 = 其中比值(r1/r2)为：r1-最大位移/平均位移 r2-最大柱间位移/平均柱间位移 = 第1荷载工况 = x向风力作用下节点控制水平位移 层号 塔号节点号x向最大位移x向平均位移(mm)节点号x向最大柱间位移x向平均柱间位移 (mm)x向最大位移角x向平均位移角柱高比值4120.020.02170.000.001/99991/99993.00(m)1.04/1.053120.020.0220.000.001/99991/99993.00(m)1.05/1.032120.020.0220.01

17、0.011/99991/99993.00(m)1.05/1.051120.010.0120.010.011/99991/99993.00(m)1.04/1.04 最大层间位移角：1/9999 平均层间位移角：1/9999 = 第2荷载工况 = y向风力作用下节点控制水平位移层号 塔号节点号x向最大位移x向平均位移(mm)节点号x向最大柱间位移x向平均柱间位移 (mm)x向最大位移角x向平均位移角柱高比值41150.030.03150.000.001/99991/99993.00(m)1.00/1.0031150.030.03150.000.001/99991/99993.00(m)1.00/1

18、.0021150.020.02150.010.011/99991/99993.00(m)1.00/1.0011150.010.01150.010.011/99991/99992.70(m)1.00/1.00 最大层间位移角：1/9999 平均层间位移角：1/9999 = 第3 荷载工况 = 恒载作用下节点的最大竖向位移层号 塔号节点号最大竖向位移（mm）4128-1.483128-1.422128-1.441128-1.36 = 第4 荷载工况 = 活载作用下节点的最大竖向位移层号 塔号节点号最大竖向位移（mm）4141-0.503128-0.462128-0.451128-0.43 5.2各

19、层柱端弯矩及剪力计算层次hi/mvi/kndijnm右 边 柱中 柱di1vi1ydi2vi2y42.82804.38416848302567842.740.1310.219.6578.63975378.70.1490.2559.03177.0832.83408.27816848302567851.940.1310.3514.2779.53975397.990.1490.35102.89191.0822.83850.85816848302567858.690.1570.698.854.8926711108.390.1730.53206.81183.414.94140.3981194642139

20、1048.210.230.95305.8316.12547183.580.4160.9368.5940.59层次hi/mvi/kndijnm边 柱di1vi1y43.02364.9311946031654132.750.1310.219.6578.633.02944.5311946031654140.770.1310.3514.2779.523.63363.748289631127145.740.1570.698.854.8914.93640.7911095932002265.70.230.95305.8316.15.3梁端弯矩、剪力及柱轴力计算层次边梁边梁柱轴力 lvblvb右边柱中柱n1左

21、边柱639.60224.7543.617.8828.57710.7166.06.5517.88-11.33-6.55567.31742.0733.630.3942.90916.096.09.8348.27-31.89-16.38499.56462.2283.644.9452.17219.5656.011.9693.21-64.87-28.343127.85779.9113.657.7171.69226.8856.016.43150.92-106.15-44.77231.75619.8483.614.3378.33829.3776.017.95165.25-102.53-62.721278.57

22、4174.113.6125.75101.9038.2116.023.35291-204.93-86.07 恒荷作用下梁端剪力及柱轴力层次荷载引起的剪力弯矩引起的剪力 总 剪 力 柱 轴 力ab 跨bc 跨ab 跨bc 跨ab跨bc跨 a 柱 b 柱c 柱va=vbvbvcva=-vbvb=vcvavbvbvcn顶n底n顶n底n顶n底453.98100.7393.43-6.272.27947.7160.2591.15198.451322.624349.084598.38624.84440.179466.639353.98100.7393.43-6.272.27947.7160.2591.1519

23、8.451441.894468.354827.181853.641602.89629.35253.98100.7393.43-6.292.1447.6960.2791.2998.59561.144587.6041056.1411082.601765.74792.2153.98100.7393.43-6.4041.9947.57660.38491.4498.74680.28706.741285.3651311.825928.74955.25.4风荷载计算 风荷载标准值按式，基本风压w0=0.40kn/m2。由荷载规范查得（迎风面）和（背风面），b类地区，h/b=18.9/82.9=0.23，查表

24、得： 脉动影响系数=0.42. t1=0.492s ，w0t12=0.097kns2/m2. 查表得脉动增大系数=1.23。 其负载宽度4.05m，沿房屋高度分布风荷载标准值 根据各楼层标高处高度hi查取 沿房屋高度分布风荷载标准值层次hi（m）hi（m）412.90.7031.0921.3331.891.1838.70.5561.0141.2831.691.0525.70.4071.01.2101.570.9812.70.2591.01.1341.470.92荷载规范规定，对于高度大于30m且高宽比大于1.5的房屋结构，应采用风振系数来考虑风压脉动的影响，本例房屋高度h=12.930m,h/

25、b0.23,因此，该房屋应不考虑风压脉动的影响。 框架结构分析时，应按静力等效原理将分布风荷载转化为节点集中荷载，第4层集中荷载f5的计算如下：f5=(2.08+1.3+1.89+1.18)2.81/2 +（2.26-2.08）+（1.41-1.3）2.81/21/3 +（2.08-1.89）+（1.3-1.18）2.81/22/3 =9.45kn 5.5风荷载作用下的水平位移验算 根据图5（b）所示水平荷载，由式计算层间剪力vi，；计算各层的相对侧移和绝对侧移，计算结果见表层次1234fi（kn）10.977.157.748.59vi（kn）52.3341.3634.2126.4743751

26、8889988899888991.1960.4650.3850.2981.1961.6612.0462.3440.2440.1660.1380.106 由表可见，风荷载作用下框架最大层间位移角为0.234，远小于1/550，满足规范要求。5.6风荷载作用下框架结构内力计算风荷作用梁端弯矩剪力及柱轴力计算层次左边梁右边梁柱轴力lvblvb右边柱中柱n1左边柱411.0971.3326.02.07217.46110.9133.67.882-4.157-4.15715.394314.4631.7366.02.7023.78314.8643.610.735-6.857-6.85726.129215.3

27、921.8476.02.8735.593.4943.62.523-9.73-9.7328.652125.6153.0746.04.78268.12342.5773.630.75-14.512-14.5159.4026.楼板设计6.1荷载计算楼板厚120mm，楼面活荷载,采用砼，级钢筋，为双向板。纵梁截面取300，横梁截面取300。横梁、纵梁、次梁截面尺寸见表2。活荷设计值： 恒荷设计值： 面层 25厚水磨石面层 20厚水泥砂浆找平层 板自重 120厚钢筋混凝土板 底板抹灰 15厚水泥砂浆 g=荷载总设计值： 。6.2荷载跨度计算跨度： 内跨：，为轴线间距离。 外跨：，为净跨，为梁宽。6.3弯矩

28、计算表35 板的弯矩计算区格abcdefg3.63.62.72.72.73.33.3续表353.65.43.65.43.65.43.61.00.670.750.50.750.610.927.39.077.237.967.048.587.127.36.86.355.946.166.396.94-10.28-12.88-9.06-9.8-9.06-11.86-9.76-10.28-12.88-9.06-9.8-9.06-11.86-9.76-10.28-10.88-8.27-8.3-8.27-9.84-9.57-10.28-10.88-8.27-8.3-8.27-9.84-9.576.4截面设计截

29、面设计：截面有效高度：选钢筋作为受力钢筋，则短跨方向跨中截面方向跨中 支座截面处均为101。截面弯矩设计值：该板四周与梁整浇，故弯矩设计值按如下折减：b、d、e、f区格的跨中截面与各支座截面折减20%；a、c区格的跨中截面不予折减； 表36 板的配筋计算截面配 筋实配跨中a区格1017.3362419937.3393419b区格1019.070.8=7.256360419936.80.8=5.44293335续表36c区格1017.230.8=5.78286335936.350.8=5.08250251d区格1017.960.8=6.37316335935.940.8=4.75235251e区

30、格1017.040.8=5.63279335936.160.8=4.93266335f区格1018.580.8=6.86340359936.390.8=5.11250251支座g区格1017.12353359936.94344359a-b101-10.880.9=9.72482503a-c101-10.280.8=9.25459503c-d101-8.270.9=7.443369387c-g101-9.760.8=7.808387419g-f101-9.940.9=8.946443457d-f101-11.860.9=10.67529529b-d101-12.880.9=11.59575670

31、a支座101-10.28510529101-10.28510529b边支座101-12.880.8=10.30511529c边支座 101-9.060.8=7.248395419d边支座101-9.80.8=7.84389419续表36e边支座101-9.060.8=7.248359359f边支座101-11.860.8=9.488470503g支座101-9.76484503101-9.57474503七、楼梯设计 混凝土采用砼，钢筋采用hpb235，楼梯梁采用hrb235。纵梁截面取300，横梁截面取300。按梁式楼梯计算梯段板的厚度为：h=100mm7.1梯段板计算. 荷载计算(取1m宽

32、板计算)：楼梯斜板的倾斜角： ， 斜梁截面取。 恒荷： 踏步重 斜板重 厚找平层 恒荷载标准值 恒荷载设计值 活荷载标准值 活荷载设计值 荷载设计值总量 内力计算：计算跨度：l=3.25m跨中弯矩：。配筋计算： 受力钢筋选用分布筋 7.2 平台板计算荷载计算（取1m宽板带计算） 恒荷载：平台板自重（板厚70mm） 20mm找平层 ，恒荷载标准值 恒荷载设计值 活荷载标准值 活荷载设计值 荷载设计值总量 内力计算：计算跨度： 跨中弯距： 配筋计算： 选用7.3 平台梁计算 荷载计算： 梯段板传来 平台板传来 梁自重 。内力计算：计算跨度 ， 取两者中较小值， 配筋计算：:梁的有效高度 翼缘宽度：

33、 选用的纵向钢筋箍筋计算： 箍筋按构造配置箍筋。八.基础设计采用柱下独立基础，根据要求，基础埋深标高取-2.40m，承台高度标高取-1.3m8.1地基承载力计算及基础底面积确定根据所给地质条件查得基础宽度和深度修正系数，。先不考虑对地基宽度进行修正，地基承载力特征值由计算，而土的加权平均重度 ，所以基础平均埋深8.1.1柱中心荷载作用下基底面积a按下式计算 由于偏心距不大，所以基础底面可按20%增大。故 取6确定基础底的长度l和宽度b由l/b=1.22.0 可取l=3m ，b=2m，不需要对进行修正基础上方回填土重 偏心距 即满足。基底压力 最大基底压力 最小基底压力 满足要求，所以该截面符合要求。柱设计值： 基底压力 基底附加压力最大值 沉降计算深度 查表得计算厚度8.2用规范法计算基础沉降用规范法计算基础沉降见表338.2.1确定