砖混建筑—毕业设计样本.doc

南京林业大学本科毕业设计（论文）题 目： 灌云恒辉伊山华庭小区12#楼结构设计 学 院： 土木工程学院 专 业： 土木工程（建筑工程方向）学 号： 0567318 学生姓名： 指导教师： 职 称： 讲 师 二OO九 年 五 月 三十 日摘 要本毕业设计为灌云恒辉伊山华庭12#楼结构设计，该工程为六层（带半地下室和阁楼）的砖混结构体系。本毕业设计是在给定建筑图和地质勘察报告的条件下，根据国家现行建筑、结构规范，进行结构计算设计，绘制结构施工图的。此毕业设计运用了PKPM设计软件进行建模和抗震验算，在梁、板配筋、墙体稳定性验算、承载力验算时采用手算，无论电算、手算都严格按照相关的建筑、结构设计规范，并根据电算和手算的结果运用AutoCAD软件绘制出了结构施工图。本毕业设计将四年所学的许多专业知识运用到实际工程设计中，是四年学习的一个总结。 关键词 结构设计 砖混结构 PKPM AutoCADAbstractThis course is designed to the structural design of floor12 # of henghui yishan huating in Guanyun . The project is a eight-storey brick-concrete structural system . According to the current national construction, the structure of norms, This course is designed in a given building plans and geological conditions survey report , and the structural calculations of the design, the structure working drawings are carried out according to the current national construction and the structure of norms . In this design PKPM design software is used for modeling and seismic checking , and the reinforcement , the stability of the wall and the bearing capacity are checked by hand calculation . Computing and hand-count are strictly in accordance with the relevant construction and design specifications. According to the results of computing and hand-count the structural drawings are mapped by the use of software AutoCAD. This design take a four-year study of the professional knowledge into the practical engineering. It can be said to summary of the four years study. Keywords Structure design Brick-concrete structure PKPM AutoCAD 前 言毕业设计（论文）作为一种理论与实践相结合的教学环节，是对学生综合运用所学知识解决本专业实际问题能力的检验，是学习深化和提高的重要过程；也反映了高校的教学质量。本次毕业设计的题目是灌云恒辉伊山华庭12#楼结构设计。经过近三个月时间的努力，毕业设计终于圆满结束。本次课程设计大体包括四部分：一、根据给定的建筑平面图，确定工程的结构方案，进行结构平面图布置；二、运用PKPM结构设计软件，对结构进行建模、电算设计，导出结构计算简图、内力图与配筋图；三、运用砌体结构、结构力学、混凝土结构、抗震结构设计原理等专业知识，进行结构内力计算，配筋设计，墙体承载力验算及基础验算，并与电算的结果进行对照，从而更进一步地理解了结构设计软件的基本原理。四、结合PKPM导出的配筋图和手算配筋结果，利用AUTOCAD绘制结构施工图。本设计题目涉及到砌体结构、结构力学、混凝土结构、抗震结构设计原理、基础工程、PKPM结构设计等课程。在设计过程中，参照了大量的结构设计规范，以手算为主，并参考电算的结果。在设计过程中，我认识到我所学过的专业知识比较分散，不能很好的综合应用，手算的部分不熟练，影响了设计的进度。这次的课程设计能够将许多学过的专业知识运用到实际工程设计中，可以说是大学学习的一个总结。虽然经过长时间的酝酿和认真的编写，并得到了指导老师刘利清的指导和同学们的帮助，但由于水平和条件所限，还有不少的缺点和错误，恳请各位老师批评指正。0567318 万大前 2009年5月23日目 录1工程概况12设计资料22.1气象条件22.2抗震设防22.3工程地质条件22.4材料23墙体承载力计算33.1结构平面布置33.2荷载计算43.3确定房屋静力计算方案63.4高厚比验算63.5墙体竖向承载力计算94楼盖与屋盖设计174.1楼盖设计174.1.1楼面板设计174.1.2楼面梁计算214.2屋盖设计234.2.1屋面板设计235楼梯设计265.1底层楼梯265.1.1梯段板(TB1)设计265.1.2平台板设计275.2标准层楼梯285.2.1梯段板（TB2）设计285.2.2平台板设计295.2.3梯梁（TL-2）设计306阳台设计326.1阳台板计算326.2边梁计算336.3挑梁计算346.4抗倾覆验算357过梁设计367.1过梁上荷载367.2内力计算367.3配筋计算368圈梁、构造柱布置及配筋378.1构造柱布置及配筋378.2圈梁布置及配筋379基础设计389.1筏板计算389.2基础梁设计399.3筏板承载力验算4010抗震承载力计算4210.1抗震承载力计算书4210.2抗震承载力计算结果45结论47致谢48参考文献491工程概况本工程为六层（带半地下室和阁楼）的砖混结构。建筑结构安全等级为二级，建筑类别为丙类，地处7度设防区，结构设计使用年限为50年，该场地的持力层为粉质粘土，建筑所在场地类别为类。底层建筑面积约400m2，标准层建筑面积约418m2，阁楼层建筑面积约140m2，总建筑面积约2630m2。地面以上总高度为22m，底层层高2.4m，二至七层层高2.8m，阁楼层层高3.275m。承重墙体为P型承重多孔砖；基础采用筏形基础，筏板采用C25混凝土、级钢，基础梁采用C25混凝土、级钢；楼面和屋面采用全现浇整体式板；楼梯采用现浇板式楼梯；阳台采用现浇梁板式阳台。2设计资料2.1气象条件基本风压0.55KN/m2；基本雪压0.4 KN/m22.2抗震设防7度设防。2.3工程地质条件 地基土持力层为粉质粘土，修正后的地基承载力特征值fa=150kpa。2.4材料墙体采用P型承重多孔砖MU10,砂浆强度采用M10，M7.5，M5三个等级。楼面梁和屋面梁采用的混凝土强度等级为C20，纵筋级，箍筋级。现浇板采用的混凝土强度等级为C20，钢筋级。构造柱采用的混凝土强度等级为C20，纵筋级，箍筋级。圈梁和门窗洞过梁采用的混凝土强度等级为C20，钢筋级。筏形基础筏板采用混凝土强度等级为C25，钢筋级，基础梁采用混凝土强度等级C25，纵筋级，箍筋级。3墙体承载力计算3.1结构平面布置图3.1、图3.2、图3.3分别为车库层、标准层、阁楼层的结构平面布置图，梁伸入墙厚240mm，基础采用MU10标准砖，M10水泥砂浆；砖混一至四层采用P型承重多孔砖，M10混合砂浆；砖混五层采用P型承重多孔砖，M7.5混合砂浆；六层以上采用P型承重多孔砖，M5混合砂浆。施工质量控制等级为B级。采用横墙和内纵墙共同承重体系。图3.1 底层结构布置平面图图3.2 标准层结构布置平面图图3.3 阁楼层结构布置平面图3.2荷载计算（1）屋面恒载标准值100mm厚板自重 2.5KN/m220mm厚板底抹灰 0.35KN/m2水泥平瓦屋面 0.55KN/m2二毡三油防水层 0.35KN/m2保温层 0.1KN/m230mm厚水磨石面层 0.65KN/m2 合计 4.5KN/m2（2）楼面恒载标准值（客厅、卧室）30mm厚水磨石面层 0.65KN/m2100mm厚板自重 2.5KN/m220mm厚板底抹灰 0.35KN/m2 合计 3.50KN/m2（3）楼面恒载标准值（卫生间、厨房）30mm厚水磨石面层 0.65KN/m290mm厚板自重 2.25KN/m2二毡三油防水层 0.35KN/m220mm厚板底抹灰 0.35KN/m2 合计 3.60KN/m2（4）墙体自重标准值 240mm厚墙外墙贴面砖内墙抹灰 4.64KN/m2240mm厚墙双面抹灰 4.50KN/m2120mm厚墙双面抹灰 3.02KN/m2（5）门自重标准值 0.3KN/m2（6）塑钢窗自重标准值 0.45KN/m2（7）阳台恒载标准值30mm厚水磨石面层 0.65KN/m280mm厚板自重 2KN/m220mm厚板底抹灰 0.35KN/m2 合计 3.0KN/m2（8）阳台活载标准值 2.5KN/m2（9）楼面活载标准值 2.0KN/m2该房屋共六层（带半地下室和阁楼），各层活荷载折减系数及活荷载总值列于表3.1。 表3.1 各层活荷载折减系数及活荷载总值 折减系数活荷载总值阁楼1.00.5六层1.02.5五层1.04.5四层1.06.5三层0.858.5二层0.8510.2一层0.711.93.3确定房屋静力计算方案 根据砌体结构设计规范（GB5003-2001）表4.2.1“房屋的静力计算方案”，因本设计为现浇整体式钢筋混凝土屋盖和楼盖，最大横墙间距5.2m<32m，故可将房屋的空间工作性能确定为刚性方案。 根据砌体结构设计规范（GB5003-2001）表4.2.6“外墙不考虑风荷载影响时的最大高度”，因本设计最大层高3.275m小于最大层高4m，房屋总高22m，小于最大总高28m，故不考虑风荷载的影响。3.4高厚比验算 根据M10砂浆，M10混合砂浆，M7.5混合砂浆，M5混合砂浆，从砌体结构设计规范（GB5003-2001）表6.1.1“墙、柱的允许高厚比”查得墙体的允许高厚比：车库层为=26，一至四层为=26，五层以上为=24。（1） 横墙高厚比验算 阁楼层横墙高厚比验算 最大横墙间距s=5.2m，H=2.5+(1.55/2)=3.275m根据2Hs>H，查砌体结构设计规范（GB5003-2001）表5.13“受压构件的计算高度”得H0=0.4s+0.2H=2.735mh=240mm承重墙允许高厚比不提高即1=1.0横墙无开洞允许高厚比降低系数为2=1.0于是按砌体结构设计规范（GB5003-2001）式（6.1.1）得=H0/h=2.735/0.24=11.39<12=24满足要求。五至六层横墙高厚比验算 最大横墙间距s=7.9m，H=2.8m根据s>2H，查砌体结构设计规范（GB5003-2001）表5.13“受压构件的计算高度”得H0=1.0H=2.8mh=240mm承重墙允许高厚比不提高即1=1.0横墙允许高厚比降低系数为2=1.0-(0.4×2.4/3.2)=0.7于是按砌体结构设计规范（GB5003-2001）式（6.1.1）得=H0/h=2.8/0.24=11.67<12=1.0×0.7×24=16.8满足要求。一至四层横墙高厚比验算 最大横墙间距s=7.9m，H=2.8m根据s>2H，查砌体结构设计规范（GB5003-2001）表5.13“受压构件的计算高度”得H0=1.0H=2.8mh=240mm承重墙允许高厚比不提高即1=1.0横墙允许高厚比降低系数为2=1.0-(0.4×2.4/3.2)=0.7于是按砌体结构设计规范（GB5003-2001）式（6.1.1）得=H0/h=2.8/0.24=11.67<12=1.0×0.7×26=18.2满足要求。车库层横墙高厚比验算最大横墙间距s=7.9m，H=2.4m根据s>2H，查砌体结构设计规范（GB5003-2001）表5.13“受压构件的计算高度”得H0=1.0H=2.4mh=240mm承重墙允许高厚比不提高即1=1.0横墙允许高厚比降低系数为2=1.0-(0.4×2.4/3.2)=0.7于是按砌体结构设计规范（GB5003-2001）式（6.1.1）得=H0/h=2.4/0.24=10<12=1.0×0.7×26=18.2满足要求。（2）外纵墙高厚比验算 阁楼层外纵墙高厚比验算 s=5.2m，H=3.275m根据2Hs>H，查砌体结构设计规范（GB5003-2001）表5.13“受压构件的计算高度”得H0=0.4s+0.2H=2.735mh=240mm,承重墙1=1.0,非承重墙1=1.2纵墙允许高厚比降低系数为2=1.0-(0.4×1.2/1.95)=0.75>0.7于是按砌体结构设计规范（GB5003-2001）式（6.1.1）得1=H0/h=2.735/0.24=11.39<12=1.0×0.7×24=16.82=H0/h=2.735/0.24=11.39<12=1.2×0.7×24=20.16满足要求。 五至六层外纵墙高厚比验算 s=7.9m，H=2.8m根据s>2H，查砌体结构设计规范（GB5003-2001）表5.13“受压构件的计算高度”得H0=1.0H=2.8mh=240mm承重墙1=1.0纵墙允许高厚比降低系数为2=1.0-0.4×1/1.8=0.78>0.7于是按砌体结构设计规范（GB5003-2001）式（6.1.1）得=H0/h=2.8/0.24=11.67<12=1.0×0.77×24=18.48满足要求。 一至四层外纵墙高厚比验算 s=7.9m，H=2.8m根据s>2H，查砌体结构设计规范（GB5003-2001）表5.13“受压构件的计算高度”得H0=1.0H=2.8h=240mm承重墙1=1.0纵墙允许高厚比降低系数为2=1.0-0.4×1.5/2.55=0.76>0.7于是按砌体结构设计规范（GB5003-2001）式（6.1.1）得=H0/h=2.8/0.24=11.67<12=1.0×0.76×26=19.76满足要求。 车库层外纵墙高厚比验算 s=7.9m，H=2.4m根据s>2H，查砌体结构设计规范（GB5003-2001）表5.13“受压构件的计算高度”得H0=1.0H=2.4h=240mm承重墙1=1.0纵墙允许高厚比降低系数为2=1.0-0.4×1.5/2.05=0.71>0.7于是按砌体结构设计规范（GB5003-2001）式（6.1.1）得=H0/h=2.4/0.24=10<12=1.0×0.71×26=18.46满足要求。（3）内纵墙高厚比验算 （按带构造柱墙验算） 一至四层纵墙高厚比验算 纵墙间距s=7.9m，H=2.8m根据s>2H，查砌体结构设计规范（GB5003-2001）表5.13“受压构件的计算高度”得H0=1.0H=2.8mh=240mm承重墙允许高厚比不提高即1=1.02=1.0-0.4×0.9/3.3=0.89>0.7于是按砌体结构设计规范（GB5003-2001）式（6.1.1）得=H0/h=2.8/0.24=11.67<12=1.0×0.89×26=23.14 满足要求。用同样的方法验算车库层和五至六层内纵墙高厚比满足要求。3.5墙体竖向承载力计算（1）内纵墙内力计算和截面承载力计算计算单元取轴线至之间的B轴线上的纵墙验算，计算简图见3.4。控制截面一层至三层的砂浆强度为M10，f=1.89MPa，第四层砂浆强度为M7.5，f=1.69MPa，第五至第六层的砂浆强度为M5，f=1.5MPa。每层墙取两个控制截面-、-。各层墙体内力标准值计算 阁楼层墙自重：Gk=1.5×3.275×4.5=22.11KN一层至六层墙自重：G=（2.8×3.6-0.9×2.1）×4.5+0.9×2.1×0.3=37.42KN 屋面传来荷载： 由恒载传来：N=0.5×4.5×1.5×4=13.5KN 由活载传来：N=0.5×0.5×1.5×4=1.5KN楼面传来由恒载传来：N=（0.5×4×3.6+0.5× 4.5×3.6）×3.5+0.5×4×2.5=58.55KN 由活载传来：N=（0.5×4×3.6+0.5×4.5×3.6）×2.0=30.6KN图3.4 内纵墙计算简图有效支撑长度：= = =10=145.5mm =10=153.8mm =10=163.3mm内力组合A六层墙-截面N=1.2（G+ N+ N）+1.4（N+ N）=1.2×（22.11+13.5+58.55）+1.4×（1.5+30.6）=157.93KNN=1.2 N+1.4 N=113.1KN=240/20.4=1200.4×163.3=54.7mm= N× N=37.6mm-截面：N=1.2G+157.93=1.2×37.42+157.93=196.55 B.五层墙-截面N5I =1.2×( G+G+ N+ N×2)+1.4(N+ N×2) =1.2×(22.11+37.42+13.5+58.55×2)+1.4(1.5+30.6×2)=315.94KNN= N=113.1 KN=54.7mm ，e=113.1×54.7315.94=19.58mm -截面N=1.2× G+315.94=360.84KN C.四层墙-截面N4I =1.2×( G+G+ G+ N+ N×3)+1.4(N+ N×3) =1.2×(22.11+37.42×2+13.5+58.55×3)+1.4(1.5+30.6×3)=473.94 KNN= N=113.1 KN=58.48mm ，e=113.1×58.48473.94=13.96mm -截面N=1.2× 37.42+315.94=518.84KND.三层墙-截面N3I =1.2×( G+G+ G+ G+ N+ N×4)+1.4(N+ N×4) =1.2×（22.11+37.42×3+13.5+58.55×4）+1.4(1.5+30.6×4)=631.94KNN= N=113.1 KN=61.8mm ，e=113.1×61.8631.94=11.06mm-截面N=1.2× 37.42+631.94=676.84KNE.二层墙-截面N2I =1.2×（22.11+37.42×4+13.5+58.55×5）+1.4×（1.5+30.6×4+30.6×0.7） =777.1KNN= N=113.1 KN=61.8mm ，e=113.1×61.8777.1=8.99mm-截面N=1.2× 37.42+777.1=822.0KNF.一层墙-截面N1I =1.2×（22.11+37.42×5+13.5+58.55×6）+1.4×（1.5+30.6×0.7+30.6×0.85+30.6×4）=928.67KNN=113.1KN=61.8mm ，e=113.1×61.8928.67=7.53mm-截面N=1.2× 37.42+777.1=973.57KN截面承载力验算A.六层墙-截面计算截面面积A=（3.60.9）×0.24×10=648000mmf = 1.5MPa，=11.67， = = 0.163，查表=0.495fA=0.495×1.5×648000 =481.14KN >N=157.93KN。承载力满足要求。同理验算其它层墙，满足要求。同理进行其余墙的验算，计算结果如表3.2。-截面按轴心受压计算，计算结果如表3.3。表3.2 -截面偏心受压承载力计算墙层控制截面轴向力N(KN)弯矩(M)(KN)偏心距e(mm)e/h高厚比砂浆强度等 级f(Mpa)截面积(mm2)承载力设计值（KN）六层-157.93113.1×54.7=6.15×103113.1×54.7/157.93=39.20.16311.67M51.50.495(3600-900)×240=6.48×1051.50×0.495×6.48×105=481.14五层-315.94113.1×54.7=6.15×103113.1×54.7/315.94=19.580.08211.67M51.50.6526.48×1051.5×0.652×6.48×105=633.7四层-473.94113.1×58.48=6.16×103113.1×58.48/473.94=13.960.05811.67M7.51.690.7026.48×1051.69×0.702×6.48×105=768.77三层-631.94113.1×61.8=6.99×103113.1×61.8/631.94=11.060.04611.67M101.890.7286.48×1051.89×0.728×6.48×105=891.6二层-777.1113.1×61.8=6.99×103113.1×61.8/777.1=8.990.03711.67M101.890.7506.48×1051.89×0.750×6.48×105=918.54一层-928.67113.1×61.8=6.99×103113.1×61.8/928.67=7.530.03111.67M101.890.7646.48×1051.89×0.764×6.48×105=935.69表3.3 -截面轴心受压承载力计算墙层控制截面轴向力（KN）砂浆强度等级f(Mpa)l(mm)bcAN(mm2)配筋率COMA，sfcAC高厚比fy，承载力设计值(KN)六层-196.55M51.5036003707.752×1050.046%0.830.6274029.613690011.673001714五层-360.84M51.5036003707.752×1050.046%0.830.6274029.613690011.673001714四层-518.84M7.51.6936003707.752×1050.046%0.830.6274029.613690011.673002212三层-676.84M101.8936003707.752×1050.046%0.830.6274029.613690011.673002367二层-822.0M101.8936003707.752×1050.046%0.830.6274029.613690011.673002367一层-973.57M101.8936003707.752×1050.046%0.830.6274029.613690011.673002367 （2）局压验算选取第五层轴线的B轴上的梁进行局压验算，梁的截面尺寸为250mm×400mm，支撑长度为a=240mm，Nl=113.1KN，墙的截面尺寸为3600×240，采用MU10砖，M5混合砂浆，f=1.5MPa， =163.3mm <a=240A=×b = 163.3×250 =40825mm2A0 = 240×(250+2×240) = 175200 mm2 = = 4.29>3，取=01+0.35 = 1.63<2，取=1.63 = 0.7×1.63×1.5×40825 = 69.87< Nl=131.KN不满足要求，设置刚性垫块，取刚性垫块的尺寸为ab×bb = 240×800，垫块高度为180mm，满足构造要求。A=Ab= ab×bb = 240×800 = 192000mm2，A0=240 ×（800+2×240）=307200 mm2 = = 1.6，1+0.35 = 1.27 ，=0.8=1.02>1上部荷载传来的平均压力=0.37N/ mm2, /f =0.37/1.5 =0.25,=5.78刚性垫块上表面梁端有效支撑长度 = = 5.78× = 94.4mmNl合力点至墙边的位置为 0.4= 0.4×94.4 = 37.76mmNl对垫块重心的偏心距为 = 12037.76 = 82.24mm垫块承重的上部荷载为 = =0.37×192000=71.3KN作用在垫块上的轴向力 N = N0 + Nl = 71.3+113.1=184.4KN轴向力对垫块重心的偏心距=50.5mm，=0.210，=0.66 = 0.66×1.02×1.5×192000 = 193.88KN > N =184.1KN,满足要求。4楼盖与屋盖设计4.1楼盖设计4.1.1楼面板设计本工程平面结构对称，选取左边户型（见图4.1）的AH进行楼板计算：图4.1左户型结构平面图（1）A-G楼板计算A-G楼板按双向板，按弹性理论计算，设计资料：楼面活荷载qk=2.0KN/m2，采用C20混凝土，板中钢筋采用HPB235钢，计算板厚100mm，阳台板厚80mm。荷载设计值： 恒载标准值30mm水磨石面层 0.65KN/m2100mm厚混凝土板 0.1×25 =2.5KN/m220mm厚板底抹灰 0.02×17 =0.34KN/m2合计 3.5 KN/m2活载标准值 2.0KN/m2g = 1.2×3.5 KN/m2 = 4.2 KN/m2，q = 1.4×2.0KN/m2 = 2.8 KN/m2g= g+q/2 =5.6 KN/m2, q = q/2 =1.4 KN/m2p = g+q = 7 KN/m2另外，厨房、卫生间铺二毡三油防水层，整块板的荷载设计值p为7.12KN/m2。 g = 4.32 KN/m2, g=5.72 KN/m2, q =1.4 KN/m2取D板块为例进行计算，计算单元如图4.2 + 图4.2 D计算简图2.7/4 =0.68(5.6×0.0357+1.4×0.0710)×2.7=2.18KN·m/m(5.6×0.0086+1.4×0.0286)× 2.7=0.64 KN·m/m2.18+0.2×0.64=2.31 KN·m/m0.64+0.2×2.18=1.08 KN·m/m7×0.0783×2.7=4.0 KN·m/m7×0.0572×2.7=2.92 KN·m/m配筋计算：，HPB235钢，210N/mm跨内配筋：方向：143mm,选配8200,实配=251mm。 方向： =74 mm选配8200,实配=251mm。其余板块计算结果见表4.1。表4.1 各区格板的弯矩值区格项目ABCDEFGl2.72.71.92.743.63.3l3.54.73.545.24.54.5l0xl0y0.770.570.540.680.770.80.73(0. 0286×5.6+0.0596×1.4)× 2.72 =1.78(0.0378× 5.72+0.0936×1.4)× 2.72=2.53(0.0388× 5.72+0.0907×1.4)× 1.92=1.26（0.0357× 5.6+0.0710×1.4）× 2.72=2.18(0.0313×5.6+0.0596×1.4)×42=4.14(0.0356× 5.6+0.0561×1.4)×3.62=3.6(0.0404× 5.6+0.0654×1.4)×3.32=3.45(0. 0136×5.6+0.0324×1.4)× 2.72 =0.89(0.0064×5.72+0.00188)×2.72=0.46(0.0052× 5.72+0.0203×1.4)× 1.92=0.21（0.0086×5.6+0.0286×1.4）× 2.72=0.64(0.0212×5.6+0.0324×1.4)×42=2.63(0.0204× 5.6+0.0334×1.4)×3.62=2.09(0.0182× 5.6+0.0309×1.4)×3.32=1.58(1.78+0.89×0.2) = 1.962.53+0.46×0.2=2.621.26+0.21 ×0.2 =4.672.18+0.64×0.2 =2.314.14+2.63×0.2 =4.673.6+2.09×0.2=4.023.45+1.58 ×0.2=3.77(0.89+1.78×0.2) =1.250.46+2.53×0.2=0.970.21+1.26 ×0.2 =0.460.64+2.18×0.2 =1.082.63+4.14×0.2