思源住宅楼40#户型结构设计论文.doc
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1、思源住宅楼40#户型结构设计一.摘要本建筑为思源住宅楼40#户型结构设计,建筑的高宽比H/B小于5,抗震设防烈度为8度,所以选用砖混结构体系。砖混结构体系一般用于钢结构和钢筋混凝土结构中,由梁和柱通过节点构成承载结构,砖混形式可灵活布置建筑空间,使用较方便。但是随着建筑高度的增加,水平作用使得砖混底部梁柱构件的弯矩和剪力显著增加,从而导致梁柱截面尺寸和配筋量增加,到一定程度,将给建筑平面布置和空间处理带来困难,影响建筑空间的正常使用,在材料用量和造价方面也趋于不合理。因此在使用上层数受到限制。砖混结构抗侧刚度较小,在水平力作用下将产生较大的侧向位移。由于砖混构件截面较小,抗侧刚度较小,在强震下
2、结构整体位移都较大,容易发生震害。此外,非结构性破坏如填充墙、建筑装修和设备管道等破坏较严重。因而其主要适用于非抗震区和层数较少的建筑。关键词:建筑、砖混、结构、荷载、承载力目 录一、 摘要-1二、 建筑设计-32.1、使用功能-32.2、自然条件-32.3、技术要求-42.4、建筑设计文件-42.5、建筑构造-6三、 结构计算-103.1、砖混结构设计-103.2、砖混结构设计计算-103.3、荷载计算-123.4、荷载分层总汇-143.5、水平地震力作用下侧移计算-143.6、水平地震力作用下内力分析-183.7、竖向荷载作用下内力的分析-193.8、内力组合-293.9、截面设计-343
3、.10、楼梯设计-413.11、板的受力计算-443.12、基础设计-503.13、构造要求-52四、 致谢-58五、 参考文献-59二.建筑设计2.1 使用功能2.1.1人体尺度在建筑设计中,确定人们活动所需的活动空间,应照顾到不同的性别,年龄,身高的要求,对于不同情况按以下三种考虑:应按较高人体考虑空间尺度,应采用男子人体身高幅度的上限1740mm,另加鞋厚 20mm。应按较高人体考虑空间尺度,应采用女子人体平均身高1560mm,另加鞋厚20mm。一般建筑内使用空间的尺度应按照我国成年人的平均高度1670mm,及1560mm,另加鞋厚 20mm。2.1.2家具、设备尺寸和使用他们所需的必要
4、空间房间内的家具设备的尺寸,以及人们使用他们所需的空间尺寸,加上必要的面积,基本上确定了房间内部空间尺寸的大小。2.2 自然条件2.2.1 气象条件建设地区的温度、湿度、日照、雨雪、风向、风速等是建筑设计的重要依据,例如:炎热地区的建筑应考虑隔热、通风、遮阳、建筑处理较为开敞;在确定建筑物间距及朝向时,应考虑当地日照情况及主要风向等因素。2.2.2 地形、地质及地震烈度基地的地形,地质及地震烈度直接影响到房屋的平面组织结构选型、建筑构造处理及建筑体型设计等。地震烈度,表示当发生地震时,地面及建筑物遭受破坏的程度。烈度在6度以下时,地震对建筑物影响较小,一般可不考虑抗震措施,9度以上地区,地震破
5、坏力很大,一般应尺量避免在该地区建筑房屋,建筑物抗震设防的重点时7、8、9度地震烈度的地区。2.2.3 水文水文条件是指地下水位的高低及地下水的性质,直接影响到建筑物基础及地下室。一般应根据地下水位的高低及底下水位性质确定是否在该地区建筑房屋或采用相应的防水和防腐措施。2.3 技术要求设计标准化是实现建筑工业化的前提。因为只有设计标准化,做到构件定型化,使构配件规格,类型少,才有利于大规模采用工厂生产及施工的机械化,从而提高建筑工业化的水平。2.4 建筑设计文件的深度2.4.1 图纸目录先列新绘制的图纸,后列选用的标准图或重复利用图。2.4.2 首页(包括设计说明) 施工图设计依据。 本3项的
6、相对标高雨总图绝对标高的关系。 本3项的设计规模和建筑面积。 用料说明:室外用料作法,如基础以上的墙体的砖标号,砂浆标号,墙身防潮层,地下室防水,屋面,外墙、勒脚、散水、台阶、斜坡等作法,可用文字说明或部分文字说明,部分直接在图上引注或加注索引号。 特殊要求的作法说明(如屏蔽、放火、防辐射、防尘、防震、防腐蚀、防爆等)。 对采用新技术、新材料的作法说明。 门窗表。2.4.3 平面图 纵、横墙,柱、墩,内外门窗位置及编号,门的开启方向,房间名称或编号。轴线编号等。 柱距(开间)、跨度(进深)尺寸、墙身厚度、柱、墩宽、深和轴线关系尺寸。 轴线间尺寸,门窗洞口尺寸,分段尺寸,外包尺寸。 伸缩缝、沉降
7、缝、抗震缝等位置尺寸。 卫生器具、水池、台、橱、柜、隔断位置。 电梯、楼梯位置及楼梯上下方向示意及主要尺寸。 地下室、地坑、地沟、各种平台、阁楼、人孔、墙上留洞位置尺寸与标高,重要设备位置尺寸与标高等。 铁轨位置,轨距和轴线关系尺寸,吊车型号、吨位、跨距、行驶范围、吊车梯位置,天窗位置及范围。 阳台、雨蓬、踏步、斜坡、散水、通气竖管、管线、竖井 、烟囱、垃圾道,消防梯,雨水管位置及尺寸。 室内外地面标高,设计标高、楼层标高(地层地面为0.000)。 剖切线及编号(一般只注在底层平面)。 有关平面墙上节点祥图或祥图索引号。 指北针(画在底层平面,尽量取上北下南)。 平面图尺寸和轴线。如系对称平面
8、可省略重复部分尺寸,楼层平面除开间跨度等主要尺寸及轴线号外与底层相同的尺寸可省略。楼层标准层可共用亦平面,但需注明层次及标高。2.4.4 立面图 建筑物两端及分段轴线编号。 女儿墙顶、檐口、柱、伸缩缝、沉降缝、抗震缝、室外扶梯和消防梯、阳台、栏杆、台阶、踏步、花台、雨蓬、线条、勒脚、洞口、门、窗、门口、雨水管、其他装饰构件和粉刷分格线示意图等;外墙的留洞应注尺寸与标高(宽高深及关系尺寸)。 门窗可适当典型示范一些具体形式与分格。在平面图上表示不出的窗编号,应在立面图上标注,平、剖面图未表示出来的窗台高度,应在立面图上分别注明。 各部分构造、装饰节点祥图索引、用料名称或符号。2.4.5 剖面图
9、墙、柱、轴线、轴线编号,并标注其间距尺寸。 室外地面,地层地(楼)面、地坑、地沟、各层楼板、平顶、屋架、屋顶、出屋顶烟囱、天窗、挡风板、消防梯、檐口、女儿墙、门窗、吊车、吊车架、走道板、梁、铁轨、楼梯、台阶、坡道、散水、防潮层、平台、阳台、雨蓬、留洞、墙裙、踢脚板、雨水管及其他装修等能见的内容。 高度尺寸。外部尺寸门、窗、洞口(包括洞口上顶和窗台)高度、层间高度、总高度(室外地面至檐口或女儿墙顶)。内部尺寸地坑深度、隔断、留洞口、平台,墙裙等。 标高。底层地面标高(0.000)、以上各层楼面平台标高、屋面檐口、女儿墙顶、烟囱顶标高、高出屋面的水箱间、楼梯间、电梯机房顶部标高、室外地面标高、底层
10、以下地下各层标高。 节点构造祥图索引号。2.4.6 地沟平面图 描绘建筑平面的墙柱、门洞、主要轴线、轴线编号。 地沟祥图需注明沟体平面内净宽度、沟底标高、坡度、坡向。采用通用图节点时,需标注索引号,若地沟盖板型号较多者,应做地沟盖板及过梁统计明细表。2.4.7 详图当上列图纸对有些布局构造、艺术装饰处理未能表示清楚时。应分别绘制祥图。祥图应构造合理,用料作法相宜,位置尺寸准确,交代清楚,方便施工,并编号注明比例,注意与祥图索引号一致,需要时,对特殊节点绘1:1祥图。2.4.8 计算工作有关采光、视线、音响、防护等建筑物理方面的计算数,应作为技术文件归档。2.5 建筑构造2.5.1 基础A 基础
11、的定义在建筑工程中,建筑物与土层直接接触的部分称为基础;支撑建筑物重量的土层叫地基。基础是建筑物的组成部分,它承受者建筑物的全部荷载,并将它们传给地基,而地基则不是建筑物的一部分,它只是承受建筑物荷载的土壤层。B 基础的埋深室外设计地面至基础底面的垂直距离称为基础的埋置深度,简称基础的埋深。建筑物上部结构荷载的大小,地基土质好坏地下水位的高低,以及土壤冰冻深度等均影响基础的埋深。C 桩基础的适用范围a 天然地基土质软弱 若遇天然地基土质软弱,设计天然地基浅基础部满足地基强度或变形的要求,或采用人工加固处理地基不经济或时间不允许时,则可以 采用桩基础。B 高层建筑高层建筑:尤其超高层建筑设计的一
12、个重要问题是,必须满足地基基础稳定性要求。在地震区,基础埋置深度d(不应小于建筑物高度的1/16,采用浅基础,难以满足要求,只能用桩基础。2.5.2 墙 根据墙体平面上缩处位置的不同,有内墙和外墙之分,外墙又称围护墙,内墙主要是分隔;内墙主要是分隔房间之用;凡沿建筑物段轴方向布置的墙称为横墙,横向外墙称山墙,沿建筑物长轴方向布置的墙称为纵墙,纵墙有内纵墙和外纵墙之分;在一片墙上,窗与窗或窗与门之间的墙称为窗间墙;窗间下部的墙称为下墙又称窗肚墙。2.5.3 墙面装修本工程采用水刷石饰面。2.5.4 楼板层与地面楼板层是多层建筑楼层间的水平分隔构件,它一方面承受着楼板层上的全部静、活荷载,并将这些
13、荷载连同自重传给墙或柱;另一方面还对墙体起着水平支撑作用。帮助墙体抵抗由于风或地震等所产生的水平力,以增强建筑物的整体刚度。2.5.4.1 楼板层的设计要求从结构上考虑,楼板层必须具有足够的强度,以确保安全;同时,还应有足够的刚度,使其在荷载作用下的弯曲挠度不超过许可范围。设计楼板层时,根据不同的使用要求,要考虑隔声,防水,防火等问题。2.5.4.2 楼板层的做法楼板层的做法: 瓷砖地面找平层水泥砂浆20mm厚混凝土板120mm厚石灰砂浆粉刷20mm厚2.5.4.3 地面构造地面构造为: 水磨石地面80厚钢筋混凝土整浇层80厚C10级混凝土吊顶或粉底2.5.4.4 屋面做法屋面做法为: 二毡三
14、油防水层冷底子油玛蹄脂二道20mm厚保温层水泥蛭石20mm厚水泥砂浆找平层80mm厚钢筋混凝土整浇层2.5.5 踢脚线其重要功能是保护墙面,防止墙面因受外界的碰撞损坏,或在清洗地面时,脏污墙面。踢脚线的高度取100mm为施工方便和与地面协调起见,踢脚线的材料基本上与地面材料一致。2.5.6 雨蓬雨蓬是建筑物入口处位于外门上部用以遮挡雨水,保护外门免受雨水侵害的水平构件,采用混凝土悬臂板悬挑长度:大门约为1.8m 侧门约为1.0m雨蓬的板面梁作防水砂浆抹面,厚20 mm,为了防止雨水沿墙边渗入墙面,除尽量将过梁或圈梁与雨蓬整浇在一起并作在板的上部外,尚须将防水砂浆抹面沿墙身粉刷到雨蓬面上200m
15、m 处,以形成泛水。2.5.7 楼梯本工程采用现浇钢筋混凝土板式楼梯,开间4.2m,进深8.4m。楼板段作为一块整板,斜搁在梯段的平台梁上,梯段跨度为3.6。踏步300mm,踏高150mm。栏杆采用钢管,扶手采用木扶手。2.5.8 台阶室外台阶的平台与室内地坪的高差50mm,表面内外稍微倾斜,以免雨水流向室内。2.5.9 电梯电梯由轿箱,电梯井道及运载设备等三部分组成构成:电梯轿箱应造型美观,经久耐用,轿箱采用金属砖混结构,内部用光洁有色钢板壁或有色钢板壁面,花格钢板地面,萤光灯局部照明以及不锈钢,操纵板。2.5.10 屋顶2.5.10.1 屋顶设计要求 功能要求屋顶是建筑物的维护结构,应能抵
16、抗自然界各种恶劣环境的影响。首先是能抵抗风雪雨霜的侵袭,其中雨水对雨水的威胁最大,故防水是屋顶设计的核心。在房屋建筑中,屋顶漏水非常普通,其中原因是多方面的。 结构要求屋顶不仅是房屋的维护结构,也是房屋的承重结构。所以屋顶结构应有足够的强度和刚度,作到安全可靠,并因防止因结构变形防水开裂漏水。 建筑艺术要求屋顶的形式对建筑的造型有重要的影响。变化多样的屋顶外形,装修精美的屋顶细部,是传统建筑的重要特征之一。在现代建筑中,如何处理好屋顶和细部也是设计不可忽视的重要内容。2.5.10.2 排水方式采用无组织排水,排水方案为女儿墙外排水。三.结构计算说明3.1 砖混结构设计3.1.1 工程概况该商业
17、写字楼为七层钢筋混凝土砖混结构体系,建筑面积约6408m2,建筑平面为一字形,受场地限制,宽度为15.6m,长度为58.1m。建筑方案确定,房间开间为4.8m,进深为6.6m,走廊宽度2.4m。层高均为为3.6m,室内外高差0.45m。砖混梁柱及板均为现浇,砖混平面柱网布置如图1所示:图1 砖混平面柱网布置3.1.2 设计资料气温冬季室外温度过-10o,冻土深度40cm,夏季室外计算温度+33oC。 年降雨量700cm。 拟建地段平坦,地层分布较为规律,地基承载力按120140KN/m2计,持力层为轻亚粘土。 夏季主导风向为南风,风速2.8m/s,冬季风向为西北风,风速为3.5m/s。雪载:最
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