五层框架住宅楼计算书、建筑、结构图

青岛理工大学毕业设计（论文）用纸PAGE4 第104页摘要本次毕业设计的是一幢住宅楼，位于威海的一栋住宅楼，占地面积为544m2,为现浇钢筋混凝土框架结构。设计使用年限为50年，耐火等级II级，采光等级为II级，抗震等级为三级。主要进行的是结构设计部分：一、结构方案阶段：根据建筑的重要性，建筑所在地的抗震设防烈度，工程地质勘查报告，建筑场地的类别及建筑的功能、高度和层数来确定建筑的结构形式，本工程采用的是钢筋混凝土框架结构；二、结构计算阶段：包括荷载计算、内力计算和构件计算；三施工图设计阶段：根据上述计算结果，来最终确定构件布置和构件配筋以及根据规范的要求来确定结构构件的构造措施。关键词：多层住宅；钢筋混凝土框架；截面设计ABSTRACTThegraduationdesignisaresidentialbuilding，Thesizeof544m2Cast-in-placereinforcedconcreteframestructure，Designlifeof50years，RefractorygradeIIThestageofthestructuraldesigncanbedividedintothreestagesonthewhole:1.Structuralschemestage:Accordingtotheimportanceofthebuilding,providingfortificationagainstearthquakesintheearthquakeintensity,thegeologicprospectreportoftheprojectofthebuildingsite,classificationandheightandstoreyofthebuildingofthebuildingfieldarecountedtoconfirmthestructuralformofarchitecture,whatthisprojectisadoptedisframestructure;2.Calculatestageinstructure:Includingloadingandcalculating,theinternalforceiscalculatedandcalculatedwiththecomponent;3.Constructiondrawingsdesignphase:Accordingtodescribedaboveresultofcalculation,come,confirmcomponentassignwithcomponentmixingmusclingandcoming,confirmingstructuralstructuremeasuringofcomponentaccordingtotherequestofnormfinally.Keyword:Multi-storeyresidential；Reinforcedconcreteframe；Sectiondesign目录第一章建筑设计总说明 11．项目概况 11．1．建筑名称 11．2．建设地点： 11．3．住宅设计思路 11．4．建筑层数 21．5．建筑面积 31．6．套内基本要求： 31．7．结构形式 41．8．自然条件及工程地址情况 41．9．地质条件及地理情况 51．10．技术经济条件 71．11、室外环境 72．建筑布置 82．1．建筑总平面布置 82．2．建筑平面设计 92．3．建筑立面设计说明: 102．4．户型设计 132．5．楼梯设置 133．屋面、楼面、墙体作法及保温、隔热、隔音考虑 143．1．屋顶做法 143．2．楼地面做法 163．3．墙体与门窗 173．4．外墙面做法 173．5．内墙面做法 173．6．防噪声措施 173．7．有水侵蚀的房间处理 183．8．混凝土散水做法 183．9．注意事项 194.设计所采用的主要法规和标准 20第二章结构体系的选择与确定 212．1.结构形式： 212．2.结构体系： 212．3.柱网布置及构件初定 222．4.基本假定与计算简图 242．4．1.基本假定 242．4．2.计算简图 242．5.荷载计算 252．6.内力计算及组合 252．7.基础的考虑 26第三章结构设计计算书 273．1结构布置及计算简图及初步确定梁、柱、板截面尺寸 283．1．1材料 283．1．2框架梁截面尺寸 283．1．3框架柱截面尺寸 293．1．4板截面尺寸 303．2重力荷载的计算 303．2．1屋面及楼面的永久荷载标准值 303．2．2楼面及屋面可变荷载的标准值 313．2．3构件的自重计算 313．2．4重力荷载的代表值 323．3框架侧移刚度的计算 333．4横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移的计算 353．4．1．横向自振周期计算 353．4.2．水平地震作用及楼层地震剪力的计算 363．4.3．水平地震作用下的位移验算 373．4.4．横向风荷载作用下框架结构内力和侧移计算 403．4.5．风荷载作用下的水平位移的验算 433．4.6．风荷载作用下框架结构内力的计算 433．4.7．各柱的反弯点位置、剪力柱端弯矩计算 443．4.8．梁端弯矩计算 453．5竖向荷载作用下框架结构的内力计算 463．5.1．计算单元 463．5.2．荷载的计算 473．5.3．内力的计算 493．5.4．恒荷载作用下的结构内力分析 493．5．活荷载作用下的结构内力分析 533．6内力组合 583．6.1框架梁的内力组合 583．6.2框架柱的内力组合 653．7梁、柱、板的配筋计算 803．7.1梁正截面受弯承载力的计算 803．7.2梁斜截面受剪承载力计算 823．7.4梁的挠度和裂缝验算 833．7.5框架柱配筋截面的设计 853．7.6柱正截面承载力的计算 863．7.7柱斜截面承载力的计算 913．7.8板的配筋计算 933．8基础的设计 963．8.1确定A柱基础底面面积 963．8.2A柱基础高度计算 973．8.3A柱基础底板配筋的计算 983．8.4确定B柱基础底面面积 993．8.5B柱基础高度计算 1003．8.6B柱基础底板配筋的计算 1003．9楼梯的设计 1013．9.1梯段板的计算 1013．9.2平台板的计算 1043．9.3平台梁的计算 1053．10砌体 1063．10.1.结构概况： 1063．10.2.确定结构构造方案和计算方案： 1073．10.3.最不利墙体的选择 1073．10.4.荷载计算 1083．10.5.内力计算 1113．10.6.墙体承载力计算 1124．钢筋混凝土框架、剪力墙、砌体的比较 1145．主要参考文献资料： 116结束语 118青岛理工大学毕业设计（论文）用纸 第2页第一章建筑设计总说明1．项目概况1．1．建筑名称碧海雅居小区多层住宅，整个小区占地3.8公顷，有9幢住宅楼，建筑面积4.27万平方米。容积率1.13。其中7#住宅楼建筑长度为45.6m，宽度为10.5m，高度为16.2m，建筑面积3285.4平方米。1．2．建设地点：位于威海市市区某地块，海拔高度在19.3m—20.0m。1．3．住宅设计思路绿地，居住用地内的公共绿地、宅旁绿地、公共服务设施所属绿地和道路绿地等各种形式绿地的总称，包括满足当地植树绿化覆土要求，不包括其他屋顶、晒台的绿地及垂直绿化。本住宅建筑所在的小区绿化满足建筑绿化的要求，在建筑物周边的绿化不算在绿化率的计算之内。保证小区环境的幽雅。绿地率，居住用地内各类绿地面积的总和占用地面积的比率(%)。入口平台，在台阶或坡道与建筑入口之间的水平地面。建筑物的入口处设一门槛，高为150mm，防止下雨天的雨水进入楼梯间内。当住宅建设采用不符合工程建设强制性标准的新技术、新工艺、新材料时，必须经相关程序核准。本住址设计时所遵循的基本要求：1、住宅建设应符合城市规划要求，保障居民基本的生活条件和环境，经济、合理、有效地使用土地和空间。选址应考虑噪声、有害物质、电磁辐射和和工程地质灾害、水文地质灾害等的不利影响。2、住宅具有与其居住人口规模相适应的公共服务设施、道路和公共绿地。按套型设计，套内空间和设施应能满足安全、舒适、卫生等生活起居的基本要求。结构在规定的设计使用年限内必须具有足够的可靠性。3、住宅应具有防火安全性能。4、住宅应具备在紧急事态时人员从建筑中安全撤出的功能。5、住宅应满足人体健康所需的通风、日照、自然采光和隔声的要求。6、住宅建设的选材应避免造成环境污染。进行节能设计，且住宅及其室内设备应能有效利用能源和水资源。应符合无障碍设计原则。应采取防止外窗玻璃、外墙装饰及其他附属设施等坠落或坠落伤人的措施4、建筑耐久，安全，耐火，采光等性质:住宅单元由多套住宅组成的建筑部分，该部分内的住户可通过共用楼梯和安全出口进行疏散.本工程为住宅设计。住宅能承受在建造和正常使用过程中可能发生的各种作用和环境影响。耐火等级为Ⅱ级，采光等级起居、书房、卧室、厨房为Ⅳ级，其他为Ⅴ级，本建筑为抗震设防烈度为7度及以上地区的住宅结构，因此必须进行抗震设计，其抗震设防类别不应低于丙类。1．4．建筑层数本建筑为五层,为多层建筑，层高为3000mm,本工程室内外高差为450mm,标高以米为单位,其他标注以mm为单位.建筑物墙体为填充墙,墙厚为250mm.满足建筑日照间距的要求.套内空间能提供与其使用功能相适应的照度水平的照明设备。套外的门厅、走廊、楼梯的地面照度能满足使用功能要求。1．5．建筑面积总占地面积：3.804公顷。地上总建筑面积42789.82m容积率＝1.13建筑等级：建筑安全等级为Ⅱ级，设计使用年限为50年，耐火等级为Ⅱ级，采光等级起居、书房、卧室、厨房为Ⅳ级，其他为Ⅴ级。建筑装修：厨房、卫生间为精装修其他为普通装修。结构体系：钢筋混凝土多层框架结构。1．6．套内基本要求：（1）套内基本要求：公共与私密空间分区，避免相互干扰；交通不穿行起居室/卧室等主要功能空间；主卧的使用面积不小于16.87平方米，开间不小于4.2米；其他双人卧室的使用面积不小于13平方米，开间不小于3.3米，起居室的空间面积不小于17.5平方米，开间不小于3.9米，餐厅面积不小于15.9平方米；“厅”应有自然通风和采光；主阳台进深不小于1.5米；厨房面积不小于8平方米，操作台不小于3.0米；单个卫生间面积不小于4.5平方米；使用面积系数不小于80%。套内过道面积不大于1/20套内使用面积；居室净高不小于2.6米，局部净高不小于2.1米；厨房净高不小于2.4米，卫生间净高不小于2.4米，阳台地面构造有排水措施。（2）平面形式：柱距、跨度结合建筑功能和结构功能确定，平面户型组合可以按照名单的顺序：套三+套三组合；南侧开间3.3、3.9、4.2。（3）厨房设置炉灶、洗涤池、案台、排油烟机等。卫生间地面和局部墙面有防水构造。卫生间设置便器、洗浴器、洗面器等设施；1．7．结构形式框架结构因为是梁柱承重,墙体只起分隔作用,房间布置,门窗开口的大小,形状都会比较灵活,可以满足住宅楼的功能,故选用钢筋混凝土框架结构.为达到合理利用现有环境的目的,并且考虑到总体规划的要求,该工程应该根据住宅的要求来进行合理布局：其建筑单元柱网布置间距为3300*3900*4200*4200*3900*3300*3300*3900*4200*4200*3900*3300*。整体为现浇钢筋混凝土多层框架结构,楼面屋盖的竖向荷载依次传给梁,柱,地基。同时柱能抵制水平荷载和地震作用.1．8．自然条件及工程地址情况（1）气温：冬季采暖计算温度－7℃，夏季通风计算温度27℃。（2）风向：夏季主导风向为东南向，冬季主导风向为西北向。（3）降雨量：年降雨量为723.4mm，小时最大降雨量80.2mm。（4）冬雨季施工：雨季施工起止日期：7月1日——9月30日。冬季施工起止日期：12月1日——2月28日。（5）工程地质条件及地理条件：工程地质概况：见附录二，场地类别为Ⅱ类，场地卓越周期为0.6s（6）水文地质概况：场区勘察深度范围内的地下水为第四系松散岩类孔隙潜水与基岩风化裂隙水，主要接受大气降水的垂直入渗补给，径流方向自北向南，场地赋水性较差。勘察期间水位标高21.30m-21.45m，地下水无腐蚀性。（7）土壤最大冻结深度为0.5m（8）抗震设防烈度：7度（一组），设计基本地震加速度值为0.10g。（9）荷载：基本风压：0.65KN/m2。基本雪压：0.45KN/m2，准永久值系数0.40。（10）技术经济条件：交通运输条件：运输工具主要汽车和汽车吊车。1．9．地质条件及地理情况（1）工程地质概况：地质柱状图地质年代土层厚度土层描述土力学相关指标fakQ4m1.0m淤泥质粉土：灰黑色，软塑-流塑、局部相变为淤泥质粗砂，海相沉积成因。2.8(N)33.8%(W)8.4/1.28(IP/IL)60KPaQ4dl+rl2.5--3.5m粉质粘土:黄褐色,硬塑,见铁锰氧化物,含10-20%的粗砂砾,第四系上更新统残坡成因。7.1(N)25%(W)；19.3(ρ)19.3(e0)；94%（Sr）8.6MPa(ES)180KPaλπKqS1.0--2.0m强风化流纹岩:褐红色，组织结构大部分破坏,裂隙很发育,裂隙面具铁质浸染,岩芯呈块状,岩体基本质量等级为Ⅴ级。71（N）2086m/s（VP）1249m/s（VS）8147MPa(Ed)3382MPa(Gd)800KPaλπKqS1.3--2.8中风化流纹岩:褐红色，组织结构基本未破坏,裂隙很发育,裂隙面具铁质浸染,岩芯呈块状,锤击声脆,岩体基本质量等级为Ⅳ级。3773m/s（VP）2191m/s（VS）22932MPa(Ed)9898MPa(Gd)1500KPa注:N-标准贯入击数；W-天然含水率；IP/IL-塑/液性指数；fak-承载力特征值；ρ-密度；e0-孔隙比；Sr-饱和度；ES-压缩模量；VP-纵波波速；VS-横波波速；Ed-动弹模量；Gd-动剪模量。（2）水文地质概况：最高地下水位-3.0m，常年地下水位-4.0m，无腐蚀性1．10．技术经济条件（1）交通运输：本工程在市区，交通便利。（2）定额选用：民用建筑安装工程统一劳动定额，山东省建筑工程综合预算定额。（3）材料供应情况：能满足工程要求。砂浆标号：M5-M10混合或水泥砂浆。砼强度等级：C30、C20。钢筋等级：HPB235、HRB335、HRB400级钢。砌块：蒸压粉煤灰砌块。（4）劳动力供应情况：技工和普工均可满足施工要求。（5）技术装备情况：施工单位设备齐全，可满足施工要求。（6）现场水、电、路情况：附近有上、下水管网及供电设施可利用，场区内道路可由城市主干道修至工地。1．11、室外环境（1）新区的绿地率建设不应低于30%。（2）公共绿地总指标不应少于1m²/人。（3）人工景观水体的补充水严禁使用自来水。无护栏水体的近岸2M范围内及的园桥、汀步附近2.0m范围内，水深不应大于0.5m。（4）受噪声影响的住宅周边应采取防噪措施。路面情况及周围环境要求:双车道路面宽度不应小于6m；宅前路的路面宽度不应小于2.5m；当尽端式道路的长度大于120m时，应在尽端设不小于12m×12m的回车场地。主要道路坡度较大时，应设缓冲段与城市道路相接；在抗震设防地区，道路交通应考虑减灾、救灾要求；住宅配套公共服务设施（也称配套公建）应包括：教育、医疗卫生、文化、体育、商业服务、金融邮电、社区服务、市政公用和行政管理等九类设施。配套公建的项目与规模，必须与居住人口规模相对应，并应与住宅同步规划、同步建设、同期交付。2．建筑布置2．1．建筑总平面布置图2.1总平面图2．2．建筑平面设计本工程为多层住宅，提供居住功能。建筑装修为普通装修。建筑层数为5层，屋面为平屋顶并为可上人屋面。建筑总高度为15.9米，层高为3米。本住宅楼有2个单元，单元相同。一个单元两户。建筑跨度方向与道路平行，基本上是南北向，其南向布置了主卧、次卧、书房和客厅；北向向布置了厨房、餐厅、书房等；所有户型均为明厨明卫。建筑平面图中可以看到房间的设计分布，南北通透，有利于房间通风采光。因住宅是私人的活动空间,考虑到空间的整体布置,应将起居室餐厅与私人生活区分开布置,使用的柱为450mm*450mm和350mm*350mm,住宅为大体上南北朝向,这样即能获得较大的自然采光,也能与建筑场地前的道路平行,符合整体规划,建筑总长度为45.6米,宽度为10.5米，不设伸缩缝。平面图中门分为五种型号，门开洞口最小为800，卫生间为最小800，符合规范要求。阳台采用开敞式阳台和封闭式阳台，其中封闭式阳台作为厨房使用，有利于厨房的透气与采光，有利于保持厨房的卫生。2．3．建筑立面设计说明:立面设计应遵循下面三个原则：（1）完整均匀、比例适当（2）层次分明、交接明确（3）体形简洁、环境协调1立面设计应遵循下面几点原则：整体均匀,比例适当;层次分明,交接明确;形体简洁,环境协调.建筑总高度为16.2m,主体部分的女儿墙为1.2m..建筑立面是表示房屋四周的外部形象。立面设计和建筑体型组合一样，也是在满足房屋使用要求和技术经济条件的前提下，运用建筑造型和立面构图的一些规律，紧密结合平面、剖面的内部空间组合下进行的。本方案正立面色彩布置根据城市和甲方要求统一规划,粉刷涂料。各层窗采用铝合金固定窗。2正立面:本工程正立面为南立面,采光较好。建筑立面，南向立面（正立面）因有结构上阳台和墙面使立面凹凸不平具有立体感。开敞式阳台采用了大面积的镂空栏杆，客厅与阳台间采用推拉门。使整个客厅通透明亮。住宅充分利用了外部环境提供的日照条件，并且每套住宅有两个居住空间能获得冬季日照。正立面图如图所示：3背立面:楼梯间的窗台高为休息平台上900,窗高1500,窗上设过梁为200*400,因窗上,楼板下均设有过梁,将其局部的两个过梁合并为一个.设有雨水管,窗开洞具体见门窗表。.背立面图图2.2标准层平面图4外装修材料:本工程为住宅设计,因此对使用耐久性及外部美观均有较高的要求.考虑到经济耐久性外部使用涂料。2．4．户型设计（1）满足建筑日照间距1.6的要求；（2）户型要求：套内起居室、厨房、卫生间、及贮藏室或壁橱等基本空间齐备；三室二厅（111.9平方米）为主要户型。南北通透，有利于各房间的通风与采光。厨房、卫生间均为明厨明卫。图2.3户型图2．5．楼梯设置楼梯间宽为2600mm进深为6000mm踏步高为150,踏步宽为260,本住宅建筑的楼梯间形式是根据建筑形式、建筑层数，建筑面积以及套房户门的耐火等级等因素确定。一层休息平台为1200mm,二层以上休息平台为1500mm,进口处设一台阶，防止雨水进入楼梯进厅。梯段宽260,梯段高为150。一层入户门处高0.45m，一层楼梯为20跑,先14跑,再6跑楼梯,其他层为10跑+10跑。楼梯板厚为100mm。入户过道净宽为1300mm，其他通道净宽不小于1000mm，扶手高度1100。底层入口处设有进厅，应有垃圾收集措施；楼梯栏杆垂直杆件间净空100。满足规范中防止儿童坠落的要求。3．屋面、楼面、墙体作法及保温、隔热、隔音考虑3．1．屋顶做法屋顶结构层标高为16.20m。由于该房屋的屋面为上人屋面，设置了爬梯，考虑到屋面检修的方便和消防安全因素，在屋面上设置了检修口等。根据规范规定，房屋的女儿墙体高度不得低于900mm，取女儿墙高度为1.200m，在女儿墙上设有200mm厚的钢筋混凝土压顶。屋顶是房屋最上层覆盖的外围护结构，其主要功能是用以阻止自然界的和其他外界的不利因素，以使屋顶覆盖下的空间，有一个良好的环境，因此，要求屋顶在其结构设计时注意解决防水、保温、隔热以及隔声、防火等问题本屋面排水方式采用有组织排水。屋面排水坡度为2%，檐沟的排水坡度为1%。雨水口可穿过女儿墙，在外墙外面设水落管，雨水顺着坡度排入落水管，最终由落水管排向地下的排水系统。规范规定，落水管的直径为150mm,该住宅的屋顶面积大约在477㎡左右，设计设置了4个直径为150mm的落水管，能很好的排水；同时落水管对称的布置又在一定程度上丰富了立面。采用平屋顶,女儿墙高1200。屋面做法：30mm细石混凝土面层，高聚物改性沥青防水卷材，20mm厚的1:3水泥砂浆找平层150厚的水泥蛭石保温层1:10水泥珍珠岩找坡(坡度2%)，20mm水泥砂浆找平层,100mm厚现浇板外围设女儿墙。屋顶可以上人,屋顶上设有雨水管。图2.4屋面女儿墙防水节点3．2．楼地面做法楼面做法：15mm的水磨石地面，20mm厚1:3水泥砂浆找平，100mm厚现浇钢筋混凝土楼板,15mm天棚抹灰。底层地面做法：采用水磨石地面，做法如下：素土夯实，100厚灰土垫层，50厚C10素混凝土垫层，刮素水泥浆，20厚水泥砂浆找平层设玻璃分隔条，素水泥砂浆结合层，水磨石面层。图2.4底层地面做法：3．3．墙体与门窗住宅部分的主外墙面做50厚聚苯板保温层。外墙面与外柱表面取齐。填充墙选用蒸压粉煤灰蒸压砌块.外墙和内墙厚均为250mm,室内卫生间隔墙是120厚.女儿墙高为1200。住宅的屋面、外墙、窗能防止雨水和冰雪融化水侵入室内。3．4．外墙面做法刷乳胶漆墙面做法：①7厚1:3水泥砂浆打底扫毛②7厚1:3水泥砂浆找平扫毛③7厚1:2.5水泥砂浆罩面压光水刷带出小麻面④刷外墙乳胶漆三~五遍3．5．内墙面做法内墙混合砂浆墙面做法：①8厚1:1:6水泥石灰膏砂浆打底扫毛②7厚1:0.3:2.5水泥石灰膏砂浆找平扫毛③5厚1:0.3:3水泥石灰膏砂浆压实抹光④喷内墙涂料3．6．防噪声措施住宅建筑应在平面布置上采取防噪声措施。卧室、起居室在关窗状态下的白天允许噪声级为50dB(A声级)，夜间允许噪声级为40dB(A声级)应采取构造措施提高楼板、分户墙、楼板、外窗、户门的空气声隔声性能，门窗采用4+12+4mm厚的中空玻璃，能够获得较好的隔音效果。水、暖、电、气管线穿过楼板和墙体时，孔洞周边用1:2.5水泥砂浆堵严，近墙部位填实防火岩绵后做面层。3．7．有水侵蚀的房间处理对于有水侵蚀的房间如卫生间.等各种设备.水比较多，用水频繁，室内积水的机会也多,容易发生渗水漏水现象,因此设计时对于这些房间的楼板层,墙身采取有效的防水防潮措施，卫生间均向地漏排水口找坡1%，排水口处加衬玻璃布一层,卫生间的地面标高应比其他房间或走廊低20mm,楼板与墙身向上深入踢脚线150mm，卫生间地面材料为防滑地砖,墙面镶贴白色防腐面砖.所有卫生间均做一层聚氨酯防水层，并与防潮墙面保持连贯；卫生间均向地漏排水口找坡1%，排水口处加衬玻璃布一层；3．8．混凝土散水做法建筑物四周设散水，其宽度为600㎜。散水详图如下：为保护墙基不受雨水侵蚀，在外墙四周做坡度为4％的散水，宽600mm。混凝土散水做法①素土夯实②70厚碎石垫层③20厚C20细石混凝土图2.5散水做法3．9．注意事项（1）除特殊说明外,平面图中说明的标高为构件建筑标高。（2）凡是窗,墙,楼板孔洞,施工完毕后,应用1:2.5水泥砂浆堵严。（3）外墙门窗应满足有关行业规范,作好保温防露等构件处理,并满足气密性,抗风压等要求。住宅建筑楼梯间顶棚、墙面和地面均应采用不燃性材料。门槛高度及门内外地面高差不应大于15mm，并应以斜坡过渡。（4）因本工程在威海地区，位于北方，冬季较为严寒，因此严寒地区和寒冷地区的住宅设采暖设施。（5）住宅设照明供电系统。给水总立管、雨水立管、消防立管、采暖供回水总立管和电气、电信干线（管），不应布置在套内。公共功能的阀门、电气设备和用于总体调节和检修的部件，均设在共用部位。（6）住宅厨房与卫生间排水立管应分别设置。排水管道没有穿越卧室。（7）本住宅建筑周围环境为消防灭火救援提供必要的外部条件。4.设计所采用的主要法规和标准建筑设计资料集编辑部。建筑设计资料集。第2版。北京：中国建筑工业出版社2002中华人民共和建设部民用建筑设计通则（2005）北京中国建筑出版社2006中国建筑技术研究院。住宅设计规范（2003年版）。北京：中国建筑工业出版社，2003年中国建筑技术研究院。建筑设计防火设计规范（2001年版）。北京：中国建筑工业出版社，2003年中国建筑标准设计研究院。建筑构造图集。北京：中国建筑标准设计研究院出版社，2003中国建筑标准设计研究院。屋面建筑构造。北京：中国建筑标准设计研究院出版社，2001中国建筑标准设计研究院。住宅卫生间。北京：中国建筑标准设计研究院出版社，2001中国建筑标准设计研究院。住宅厨房。北京：中国建筑标准设计研究院出版社，2001中国建筑标准设计研究院。外墙外保温建筑构造。北京：中国建筑标准设计研究院出版社，2001中国建筑技术研究院。建筑结构可靠度统一标准。北京：中国建筑工业出版社，2001年中国建筑技术研究院。砌体结构设计规范。北京：中国建筑工业出版社，2001年中国建筑技术研究院。混凝土结构设计规范。北京：中国建筑工业出版社，2002年中国建筑科学研究院。建筑结构荷载规范。北京：中国建筑工业出版社，2002年中国建筑科学研究院。建筑结构抗震设计规范。北京：中国建筑工业出版社，2001年中国建筑科学研究院。建筑地基基础设计规范。北京：中国建筑工业出版社，2002年中国建筑科学研究院。建筑地基处理技术规范北京：中国建筑工业出版社，2002年中国建筑科学研究院。建筑结构制图标准。北京：中国建筑工业出版社，2002年李国强、李杰、苏小卒。建筑结构抗震设计。北京：中国建筑工业出版社。2002年东南大学、天津大学等。混凝土结构（第二版）。北京：中国建筑工业出版社。2002年中国建筑标准设计研究院。全国民用建筑工程设计技术措施。北京：中国建筑标准设计研究院出版社，2003周起敬等混凝土结构构造手册.第二版.北京：中国建筑工业出版社，2003喻林,夏训清,付乐.简明地基基础结构设计施工资料集成.北京:中国电力出版社,2005-12-21[美]艾伦.威廉斯著钢筋混凝土结构设计.北京:中国水利水电出版社,2002第二章结构体系的选择与确定2．1.结构形式：目前，在我国土木工程中应用最广泛、技术最成熟的是钢筋混凝土结构，相比钢结构形式，它具有取材方便、造价低、耐久性好、维护费用低等优点。与砌体、剪力墙比较，它有具有较大的自由灵活的室内空间。因此本设计采用钢筋混凝土结构。2．2.结构体系：➀竖向结构体系：常用的钢筋混凝土抗侧力结构结构体系有：框架结构体系、剪力墙结构体系、框架-剪力墙结构体系、筒体结构体系等。与其他的结构体系相比较,框架结构具有建筑平面布置灵活、造型活泼、结构自重较轻、计算理论比较成熟、在一定高度范围内造价较低等优点,可以形成较大的空间,易于满足多功能的使用要求。在结构受力性能方面,框架结构属于柔性结构,自振周期较长,地震反应较小。本设计要求建筑平面布置灵活，有较大空间。鉴于框架结构的优点,本设计采用框架结构体系。➁楼面体系：根据结构形式不同，现浇楼盖结构可分为肋梁式楼盖、密肋楼盖、平板式楼盖和无粘结预应力现浇平板楼盖等。与其他结构形式相比较，肋梁楼盖结构具有良好的技术经济指标，可最大限度的节省混凝土和钢筋用量，结构整体性好、抗震性能好。另外，还要求楼板在自身平面内具有足够大的刚度。为此，本设计采用现浇楼面结构。这种结构体系对抗震更有利。从造价上比较，钢结构最高，剪力墙其次，框架次之，砌体最低。综合上述条件，最终选用钢筋混凝土框架。2．3.柱网布置及构件初定3.1.布置：①多层平面布置应考虑以下因素：多层建筑的开间、进深尺寸及构件类型规格应尽量减少，以利于建筑工业化。②尽量采用风压较小的形状，并注意临近高层房屋风压分布的影响。③有抗震设防要求的多层结构，平面布置应力求简单、规则、均匀、对称并尽量减小偏心扭转的影响。2.柱网布置柱网选择与布置直接影响建筑的使用和结构的经济性，不同的功能和功能布置方式采用不同的柱网布置方式。商厦应根据货柜布置及内部交通组织等来合理选择柱网，以提高平面的使用率和结构的经济性。柱网图：3、梁柱截面的确定见结构计算部分4、楼梯方案选择最常见的现浇式楼梯有板式楼梯和梁式楼梯，板式楼梯的优点是下表面平整，施工支模方便，外观轻巧。缺点是斜板较厚，其混凝土用量和钢筋用量都较多。本设计选择双跑现浇板式楼梯。楼梯梁的尺寸为200mm*300mm，楼梯间的墙设为非承重墙，故墙间设暗柱，尺寸为200mm*300mm。5、三缝的设置沉降缝：当建筑物有高度变化超过10m的建筑部分，或者主体与裙房高度相差很大时，原则上应设置沉降缝。但是设了沉降缝之后，会使缝部位的防水造成困难，而且两侧上部结构易碰撞造成危害。因此应加强构造措施而尽量不设缝。对于本设计，地基承载力较高。故不设沉降缝。伸缩缝：现浇框架结构长度不宜超过，否则应设伸缩缝，若不设应采取一定的措施。故本设计不设伸缩缝。抗震缝：如出现以下情况则应设抗震缝：①平面长度过长或突出部分过多；②建筑各部分的结构刚度或荷载相差过大；③地基不均匀，各部分沉降差过大；④房屋有较大错层。由于本设计结构均匀、对称、规则、刚度和质量变化均匀，故不必设抗震缝。6、楼板尺寸楼板为现浇双向板，具体楼板采用尺寸见计算部分。2．4.基本假定与计算简图2．4．1.基本假定①平面结构假定：本工程平面为正交布置，可认为每一方向的水平里只由该方向的抗侧力结构承担，垂直于该方向的抗侧力结构不受力；②楼板在自身平面内刚性假定；③由于结构体型规整、布置对称均匀，结构在水平荷载作用下不考虑扭转的影响。在以上基本假定的前提下，将空间框架结构分解成纵向和横向两种平面体系，楼板的作用是保证各片平面结构具有相同的水平侧移。2．4．2.计算简图在横向水平力作用下，将结构简化为刚结计算体系，计算简图祥见结构计算部分。2．5.荷载计算多层建筑水平力包括地震作，用和风荷载。本建筑高度小于30m，故风荷载不大。地震作用计算方法按《建筑结构抗震设计规范》进行，对高度不超过40m变形以剪切变形为主的且质量和刚度沿高度分布均匀的结构，采用底部剪力法计算。竖向荷载主要是结构自重（恒载）和使用荷载（活载），结构自重可由构件截面尺寸直接计算，建筑材料单位体积重量按荷载规范取值。使用荷载（活荷载）按荷载规范取值，楼面活载折减系数按荷载规范取用。2．6.内力计算及组合1、竖向荷载辖内力计算首先根据楼盖的结构平面布置，将竖向和荷载传递给每榀框架。框架结构在竖向荷载作用下的内力用力距分配法。2、水平荷载作用下的内力水平荷载首先在总框架之间分配，然后将总框架分得份额按各榀框架的剪切刚度进行分配。3、组合荷载组合本工程考虑了四中内力组合，即②控制截面积不利内力框架梁控制截面积不利内力为：支座截面，，；跨中截面，。框架柱控制截面为每层上、下截面，每截面应组合：及相应、，即相应、，及相应、。2．7.基础的考虑基础类型的选择应遵照安全、适用、经济既便于施工的原则进行，设计时可根据工程地质条件、上部结构情况、荷载大小、建筑物对沉降的要求、工程造价、施工技术设备等因素综合确定。1、地质设计条件①工程地质概况：场地平坦，在水平方向的层分布均匀。②水文地质概况：常年地下水位。③地震设防烈度为7度，地震分组二组，建筑场地为类。④土壤最大冻结深度50cm。2、基础选型由于本工程为多层框架结构，高度较低，地质条件较好，所以考虑设柱下独立基础，基础埋深2.5m，便可以满足承载力的要求。第三章结构设计计算书3．1结构布置及计算简图及初步确定梁、柱、板截面尺寸3．1．1材料梁板柱混凝土采用C30,梁柱中箍筋和板及基础板底内钢筋采用HPB235级，梁柱中纵向受力钢筋采用HRB400级。3．1．2框架梁截面尺寸框架梁的截面尺寸应该根据承受竖向荷载的大小、梁的跨度、框架的间距、是否考虑抗震设防要求以及选用的混凝土材料强度等诸多因素综合考虑确定。一般情况下，框架梁的截面尺寸可参考受弯构件按下式估算：主梁高h=(1/10～1/18)l，其中l为梁的跨度。框架梁宽取与墙等宽250mm。在抗震结构中，梁截面宽度不宜小于200mm，梁截面的高宽比不宜大于4，梁净跨与截面高度之比不宜小于4。根据以上内容初选截面尺寸如下：横向主梁高：h=(1/10～1/18)l=（1/0~1/18）×6000=330~600取b×h=250mm×500mm。纵向主梁高：h=(1/12~1/20)l=(1/12~1/20)4200=350~200mm取b×h=250mm×350mm。阳台纵向次梁高：b×h=240mm×250mm.3．1．3框架柱截面尺寸框架柱的截面形式通常大多为方形、矩形。柱截面的宽与高一般取层高的1/15～1/20，同时满足、，l0为柱计算长度。多层房屋建筑中，框架柱截面的宽度和高度不宜小于300mm；柱截面高度与宽度之比为1～2。柱净高与截面高度之比宜大于4。在计算中，还应注意框架柱的截面尺寸应符合规范对剪压比()、剪跨比()、轴压比()限值的要求，如不满足应随时调整截面尺寸，保证柱的延性。抗震设计中柱截面尺寸主要受柱轴压比限值的控制，如以ω表示柱轴压比的限值，则柱截面尺寸可用如下经验公式粗略确定：式中；A——柱横截面面积，m2，取方形时边长为a；n——验算截面以上楼层层数；F——验算柱的负荷面积，可根据柱网尺寸确定，m2；fc——混凝土轴心抗压强度设计值；混凝土C30，则f=14.3KN/m2.ω——框架柱最大轴压比限值，三级框架取0.9。φ——地震及中、边柱的相关调整系数，7度中间柱取1、边柱取1.1，8度中间柱取1.1、边柱取1.2；G——结构单位面积的重量，根据经验估算钢筋混凝土高层建筑约为12～14kN／m2。,n=4,根据则:a=305mm初步选定底层柱截面取450mm×2~5层柱截面取350mm×3．1．4板截面尺寸选择的板有单向板（弹性计算即板区格长边计算跨度/短边计算跨度>2）和双向板（弹性计算即板区格长边计算跨度/短边计算跨度2），并大于L/40,且根据板厚一般为100~150mm，综上取板厚为100mm。3．2重力荷载的计算3．2．1屋面及楼面的永久荷载标准值屋面恒荷载（上人）30厚的细石混凝土保护层22×0.03=0.66KN/㎡高聚物改性沥青防水卷材0.50KN/㎡20厚的水泥砂浆找平层20×0.02=0.4KN/㎡150厚的水泥蛭石保温层 5×0.15=0.75KN/㎡1:10水泥珍珠岩找坡(坡度2%)（1/2×10.8×2%×1/2+30)×11=0.924KN/㎡20厚1：3水泥砂浆找平层20×0.02=0.40KN/㎡100厚的现浇楼板 0.1×25=2.5KN/㎡15厚的天棚抹灰 0.015×17=0.26KN/㎡合计6.394KN/㎡楼面恒荷载：彩色水磨石楼面0.015×25=0.38N/㎡20厚的1:3水泥砂浆抹面压实赶光 0.020×20=0.40KN/㎡100厚的钢筋混凝土楼板0.12×25=2.5KN/㎡15厚的天棚抹灰0.015×17=0.26KN/㎡合计3.5KN3．2．2楼面及屋面可变荷载的标准值上人屋面均布活荷载的标准值2.0KN/㎡楼面活荷载的标准值2.0KN/㎡屋面雪荷载的标准值0.45KN/㎡3．2．3构件的自重计算梁、柱可根据截面尺寸、材料的容重及粉刷等计算出单位长度上的重力荷载;具体的计算过程如下：框架横梁的自重：0.25×0.5×25＝3.125KN/m框架纵梁的自重：0.20×0.4×25＝2KN/m框架柱自重（底层）：0.45×0.45×25×4.45＝22.5KN（其他层）：0.35×0.35×25×3.0＝9.2KN外墙重：外墙墙体为250厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块，墙面的做法为:7厚的1:3的水泥砂浆抹面;7厚的1:3的水泥砂浆找平扫毛;7厚1:3的水泥砂浆抹平压光刷带出小麻面。则外墙的单位面积的重力荷载为：5.5×0.25+20×0.21+0.02×12=2.035KN/m2内墙重：内墙为250厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块，墙面做法为：喷内墙涂料;8厚水泥石灰膏砂浆打底扫光;7厚1:0.3:0.25水泥石灰膏砂浆找平扫毛;5厚的1:0.3:3的水泥石灰膏砂浆压实抹光。则内墙的单位面积的重力荷载为：0.15×6.5+0.021×12×2＝1.479KN/㎡；木门的单位面积重力荷载为0.2KN/㎡；铝合金门窗单位面积重力荷载为0.5KN/㎡。3．2．4重力荷载的代表值墙体的重力荷载标准值：2~5层外墙：=2.025×[3*（10.5+45.6）*2-(8*1.8*1.7+4*1.5*1.7+4*0.9*0.8+2*1.2*1.6+8*2.4*1.5)-3.3*2.1*4]=485.8KN内墙：=4.5*3*1.855*24=601KN女儿墙：=0.25*19*0.9*112.2=479.7KN板重：=25*0.1*45.6*10.5=1197KN横梁自重：AB横梁=0.25*0.4*25*6.0=15KNBC横梁=0.25*0.4*25*4.5=11.25KN纵梁自重：=0.2*0.3*25*3*1.05=215.5KN柱重：=0.35*0.35*25*3*1.1*45=455.4KN屋面=3.634*45.6*10.5=1739.96KN门=27.7*0.5=13.9KN窗=（24.5+10.2+2.88+3.8+28.8）*0.5=35KN首层墙=3.45*[(10.5+45.6)*2-(8*1.8*1.7+4*1.5*1.7+4*0.9*0.8+2*1.2*1.6+8*2.4*1.5)-3.3*2.1*4]=590.4KN内墙：=4.5*3*1.855*24=601KN柱重：=0.45*0.45*25*3*1.1*45=25.3KN大门：＝0.45×1.5×2.0×2＝2.7KN首层窗重：=（24.5+10.2+2.88+3.8+28.8）*0.5=35KN2~5层阳台重：G=0.1×25×（3.9×1.5×2+4.2×1.5×4）=92.25KN各质点重力荷载的代表值：G5=（6.394+.5*.45）*45.6*10.5+389.8+215.5+389.8+215.5+0.5*455.4+479.7+0.5*601+0.5*485.8+0.5*35+13.9/2=2058.55KNG4=G3=G2=（3.5+2/2）*（45.6*10.5+8.1*4）+389.8+215.5+455.4+601+35+13.9=4016.4KNG1=（3.5*2/2）*（45.6*10.5+8.1*4）+25.3/2*45+455.4/2+601+590.4/2+485.8/2+35+13.9=4284.4KN3．3框架侧移刚度的计算梁的线刚度其中Ec为混凝土的弹性模量；为梁的计算跨度；为梁截面的惯性矩，对于现浇楼板中框架梁,边框架梁.根据以上的计算方法，计算横梁线刚度的计算过程，柱线刚度的计算过程如下表：表3.1横梁线刚度的计算表类别跨度/N/㎜2B*h/㎜*㎜/㎜4L/㎜/N·㎜/N·㎜2/N·㎜横梁AB跨3.0×104250*5002.6*10960001.3*10101.95*10102.6*1010BC跨3.0×104250*5002.6*10945001.7*10102.55*10103.4*1010表3.2柱线刚度的计算表层次/㎜/（N/㎜2）/㎜·㎜/㎜4/N·㎜144503.0×104450×4503.4×1092.29×10102~530003.0×104350×3501.25×1091.25×1010柱的线刚度，其中为柱的截面惯性距，h为框架柱的计算高度。柱的侧移刚度D值按下式计算：。式中为柱侧移刚度的修正系数。中框架柱的侧移刚度，边框架柱的侧移刚度，楼梯间的框架柱的侧移刚度计算如下表：1)选取9轴的一榀框架进行计算:表3.3中框架柱的侧移刚度D值（N/㎜）层数A轴边柱（9根）C轴边柱（9根）B轴中柱（9根）2~52.080.5185002.720.57696004.80.711183326939711.130.5269321.480.56975862.610.6698919210933表3.4边框架的侧移刚度值（N/㎜）层数A轴边柱（2根）C轴边柱（2根）B轴中柱（2根）10.850.3842131.110.51869061.960.628450391382~51.560.1673002.040.583003.60.641066752534表3.5楼梯间框架柱侧移刚度值：层数A轴边柱（4根）C轴边柱（2根）B轴中柱（4根）2~51.560.43873002.720.57696002.040.5830010.850.31642131.480.56975861.110.5186906层数B轴中柱（2根）5~24.870.711183310526612.610.669891977486将上述不同情况下同层框架柱侧移刚度相加，取得各层的层间侧移刚度首层：=210933＋39138＋77486=3275572~5层：=269397+39138+105266=427197由计算可知：故该框架为规则框架。3．4横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移的计算3．4．1．横向自振周期计算结构顶点的假想侧移计算如下表：表4.1结构顶点的假想侧移计算层次55058.55058.5542719711.8167.944016.49074.9542719721.2156.134016.413091.3542719730.6135.924016.417107.7542719740105.314284.421392.1532755765.365.3计算基本周期，其中的量纲为m,取，则3．4.2．水平地震作用及楼层地震剪力的计算结构高度不超过40m，质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切型为主，故可用底部剪力法计算水平地震作用，结构水平地震作用标准值计算，即因，所以不用考虑顶部附加的水平地震作用。各质点的水平地震作用按式：计算。不考虑顶部附加水平地震作用的情况下：各楼层的地震剪力按式：计算表具体的计算过程见下表：表4.2各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表层次516.555058.5837190.36390.3390.3413.554016.454221.40.24252.8643310.554016.4423730.18197.5840.627.554016.430323.80.13141.4981.914.554284.4194940.0996.61078.53．4.3．水平地震作用下的位移验算水平地震作用下框架结构的层间位移和顶点位移分别按式：和计算。过程见下表，表中还计算出了各层的层间弹性位移角。表4.3横向水平地震作用下的位移验算层次5390.34271970.99.9730001/3333.346434271971.59.0730001/20003840.64271971.977.5730001/15232981.94271972.35.630001/130411078.53275573.33.344501/909由上表可见，最大层间弹性位移角出现在第一层，其值为1/909<1/550，满足按弹性方法计算的楼层层间最大位移应符合的要求。水平地震作用下框架内力计算由上面的表格求出层间剪力后，层柱分配到的剪力以及该柱上、下端的弯矩设计和分别按下各式计算：各柱的反弯点高度比y按式确定。底层柱考虑修正值，第二层柱需考虑修正值，其余柱均无修正。具体计算过程见下表：表4.4各层柱端弯矩及剪力的计算层次A柱53000390.342719785007.762.080.449.313.9743000643427197850012.792.080.45517.520.933000840.6427197850016.732.080.525.125.123000981.9427197850019.52.080.529.329.3144501078.5327557693222.81.130.6365.438.4层次C-柱53000390.342719796008.82.720.4411.614..743000643427197960014.52.720.4921.222.133000840.6427197960018.92.720.528.328.323000981.9427197960022.12.720.533.133.1144501078.53275577586251.480.6371.642.1B-柱1183310.84.80.4514.617.81183317.84.80.526.726.71183323.34.80.534.934.91183327.24.80.540.840.8891929.42.610.5978.854.8梁端弯矩，剪力及柱轴力分别按式：具体的计算过程见下表：表4.5各层柱端弯矩及剪力计算层次AB跨梁BC跨梁513.977.763.610.114.74.55.5430.217.96823.433.74.512.7342.626.7611.635.949.54.518.8254.432.8614.542.961.44.523.2167.741.4618.254.175.24.528.7层次柱轴力A柱C柱B柱5-3.61.95.5411.66.618.2323.214.837237.722.560.2155.93388.9注：1）柱轴力中的负号表示拉力。当为左地震时，左侧两根柱为拉力，右侧两根柱为压力。2）表中M单位为kN·m,V单位为KN，单位为m.3．4.4．横向风荷载作用下框架结构内力和侧移计算1风荷载的标准值基本风压值：。值：由于建筑物总高度H不超过30m，所以。查《荷载规范》得值：迎风面，背风面，所以取。C类地区，H/B=16/59.4=0.27<1.5,查《荷载规范》得。取9轴线横向框架，其负载的宽度为3.3m。则沿房屋高度的分布风荷载的标准值为：。根据各楼层标高处的高度，由《荷载规范》查取，代入上式可求得各楼层标高处的，沿房屋高度的分布见图：表4.6沿房屋高度分布的风荷载的标准值层次516.450.751.02.1413.450.741.02.1310.450.741.02.127.450.741.02.114.450.741.02.1框架结构分析时，按最有利布置取最大线荷载，将分布风荷载转化为节点集中荷载，计算过程如下：图4.4风荷载分布图3．4.5．风荷载作用下的水平位移的验算根据上式求得的结点水平荷载，计算层间剪力，求出各层的相对侧移和绝对侧移。计算过程见下表：表4.7风荷载作用下框架层间剪力及侧移的计算层次1234516.212.018.835.652.473275574271974271974271974271970.540.350.260.170.070.540.891.151.321.391/66671/185711/115381/176471/48571由上表可见，风荷载作用下框架的最大层间位移发生在首层，最大层间位移角为1/6667，远小于1/550，满足规范要求。3．4.6．风荷载作用下框架结构内力的计算横向框架在风荷载作用下的弯矩，梁端剪力及柱轴力见下表：表4.8风荷载作用下各层柱端D值及剪力分配系数层号及层高柱号5层H=3mA2.10.510.852.980.285B4..80.711.180.396C2.70.570.950.3192~4层H=3mA2.10.510.852.980.285B4..80.711.180.396C2.70.570.950.3191层H=4.45mA1.10.520.692.340.29B2.60.670.890.38C1.50.570.760.333．4.7．各柱的反弯点位置、剪力柱端弯矩计算计算过程见表表4.9各柱的反弯点位置、剪力、柱端弯矩计算层号柱号5层A0.2852.985.041.440.4050.000.4051.752.60.17B0.39620.450.000.452.73.3C0.3191.60.4350.000.4352.12.74层A0.2852.9811.343.230.4550.000.4554.45.30.38B0.3964.500.50.0000.56.86.8C0.3193.610.4850.000.4855.35.63层A0.2852.9817.645.060.50.000.57.67.60.59B0.3967.030.50.000.510.510.5C0.3195.670.50.000.58.58.52层A0.2852.9823.946.860.50.000.510.310.30.8B0.3969.50.50.000.514.314.3C0.3197.680.50.000.511.111.11层A0.292.3431.849.230.650.000.6520.711.11.36B0.3812.10.59