毕业设计（论文）4层单身宿舍楼设计.doc

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1、目录摘 要3ABSTRACT4第一章 建筑设计说明51.1总平面设计51.2平面设计51.3立面设计61.4剖面设计61.5建筑设计的体会6第二章 结构选型及布置72.1结构选型72.2结构布置7第三章 框架结构内力计算83.1确定框架的计算简图83.2框架梁柱尺寸确定及线刚度计算93.3框架梁柱线刚度计算103.4框架各种荷载计算及受荷总图103.5框架内力计算173.6 内力计算35第四章 内力组合及内力调整48第五章 截面设计615.1柱截面设计615.2梁的正截面承载力计算645.3梁斜截面承载力计算65第六章 楼梯计算787.1建筑设计787.2结构设计78第七章 柱下钢筋混凝土独立

2、基础计算84第八章 楼板及次梁的计算73第九章 施工组织设计909.1工程概况909.2施工部署及主要分部分项工程施工方案919.3施工进度计划939.4现场平面布置93文献翻译94浅谈建筑造型设计100参考文献104致 谢105摘要本设计为湖南省邵阳学院毕业设计，建筑总长33米，总宽17米，建筑主体高12.6米，总建筑面积319.2平方米。设计根据场地地质条件确定建筑和结构方案，设计各种恒载、活载及框架内力，同时进行内力组合，梁柱的配筋。此外进行楼梯、双向板和基础的选择和计算。结构必须能够承受所有荷载而不至于倒塌和部分破坏，在保证所有框架梁和柱静力平衡的前提下采用不同的调整系数调整弯矩的计算

3、方法，使得梁柱的各控制截面弯矩分布更加均衡，接近于实际，从而使得框架结构设计更安全和合理。关键词：建筑设计，结构设计，结构布置ABSTRACTThe design is an experiment floor of Dingcheng Middle school of Changde ,Hunan province .The building has a length of 22.8m,a with of 14m,a height of 8.633m,and a building area of 319.2 square meters.The architectural and structu

4、ral design is determined by the geologic and meteorological ,conditians .Then all life loads and dead loads can be worked out.I acquired and composed all inter forces of the fames by calculation, and the reinforcement ratio of the beams, and the columns were decided. Besides I selected the stairs, t

5、he canopies, the two-way slabs and the bases as I needed and decided the reinforcement ratio of them .Structure must be designed to support loads without danger of overall collapse or failure of the components.One way to assure structure safety is to ascertain that stresses and stairs precluded by l

6、oads are less than those allowed by established design codes. So on the premise that all frame beans keep static balance so that monents in every control section of beams are well-distritioned.Key words: Ahitectural design, structural design, Arrangement of the structure第一章 建筑设计说明1.1总平面设计 本设计为一幢4层单身

7、楼。各层层高分别为3.6m、3.0M，考虑通风和采光要求，宿舍采用了南北朝向。设计室内外高差为0.45米，设置了3级台阶作为室内外的连接。1.2平面设计本宿舍整体协调能力及与其周围自然环境的协调能力较强。设计时力求功能分区明确，布局合理，联系紧密，尽量做到符合现代生活水平及与自然相容的要求。（1）使用部分设计1.宿舍各功能房间：房间是本设计的主体细胞，占据了本设计整个的建筑面积。考虑到需保证有足够的采光和较好的通风要求，故将宿舍南北朝向，东西布置。对于使用功能不同的房间，采取了不同的平面设计方案，采取多种面积，使得平面设计活泼不显呆板，又能满足多种使用需求，使得宿舍楼更具现代化。2.门厅：门厅

8、是建筑物主要出入口的内外过渡，人流分散的交通枢纽。因此，门厅设计的好坏关系到整幢建筑的形象。（2）交通联系部分设计楼梯和门厅各部分，以解决房屋中水平联系和疏散问题。门厅的宽度应符合人流畅通和建筑防火的要求，本设计中门厅宽度为3.9m。楼梯是建筑中各层间的垂直联系部分，是楼层人流疏散必经通道。本方案中设有一部双跑楼梯以满足需求。（3）平面组合设计1.3立面设计本方案立面设计充分考虑了宿舍的对采光的要求，立面布置了很多推拉式玻璃窗，尽量拉通窗，样式新颖。通彻的玻璃窗给人一种清晰明快的感觉。在装饰方面采用混合砂浆的外墙，窗框为银白色铝合金，柱子为米白色涂料，色彩搭配和谐，给人一种亲切和谐放松自由的感

9、觉，一改过去的沉闷和死板，使用户生活感觉到轻松，自由想象.为了使建筑的立面好看，特让柱子外凸并把柱子的颜色和墙的颜色错开。格式1.4剖面设计根据采光和通风要求，各房间均采用自然光，并满足窗地比的要求，窗台高1000mm。屋面排水采用有4面坡排水，排水坡度为30%，4面坡。楼梯全部采用3.6踏步高15，260宽，以满足人流疏散和消防要求。格式1.5建筑设计的体会本建筑设计在老师的悉心指导下，从构思方案到定稿。在设计的过程中注意到总平面布置的合理性、交通联系的方便，达到人流疏散和防火的要求，对房间的布置及使用面积的确定，达到舒适、方便。立面的造型及周围的环境做到相互协调；整个建筑满足各方面的需求。

10、使人，建筑和环境进行完美的结合。本次建筑设计我们把实习所学到的知识运用到其中，并通过翻阅大量的资料及在老师的耐心指导下，设计中所遇到的问题得到一一解决。这次设计让我受益匪浅，既巩固了我们的专业知识，又积累了很多的经验。第二章 结构选型及布置2.1结构体系选型结构体系选型：采用钢筋混凝土现浇框架（纵横向承重框架）？体系。由于该建筑房间布置较复杂，要求布置灵活。同时，考虑该建筑处于6度地震地区，故采用框架结构。竖向荷载的传力途径：楼板的均布活载和恒载直接传至主梁？，再由主梁传至框架柱，最后传至基础。其他结构体系选型(1) 屋面结构：采用采用钢筋混凝土现浇楼板刚性防水屋面，采用的是非上人屋面。(2)

11、 楼面结构：采用现浇钢筋混凝土楼面，选用双向板承重。(3) 楼梯结构：钢筋混凝土板式楼梯。(4) 天 沟：采用混凝土现浇天沟。(5) 基 础：因荷载不很大，地基承载力较大采用钢筋混凝土柱下独立基础。(6) 基 础 梁：采用钢筋混凝土基础梁.(7) 材 料：混凝土：梁、柱、板采用C25混凝土。钢筋：箍筋、板采用I级钢筋，梁柱采用级钢筋。2.2结构布置。1 考虑到该建筑长度小于55m，不采用伸缩缝。2 基计算单元结构布置如下图(1)：？第三章 框架结构内力计算3.1确定框架计算简图假定框架柱嵌固于基础顶面。框架梁与柱刚接，由于各层柱的截面尺寸不变，故梁跨等于柱截面形心轴线之间的距离。底层柱高从基础

12、顶面算至二楼楼板板底，基顶标高根据地质条件为-1.2 m。二楼楼面板顶标高为3m，故底层柱高4.8m，二楼的柱高从板顶算至楼格层板顶为3.0m，二楼的柱高从板顶算至屋面板顶为3.0 4.5m。（与前面矛盾）因此可绘出框架的计算简图(2)如下（以KJ为列）： 图13.2框架梁柱尺寸确定及线刚度计算在内力计算之前，要预先估算梁柱的截面尺寸及所采用的材料等级，以便求得框架中各杆的线刚度。混凝土强度等级： 梁采用C25（E=28106KN/m2） 柱采用C25（E=28106KN/m2）纵向框架梁：梁截面高度一般取梁跨度的1/12至1/8。本方案根据结构实际情况考虑到纵梁作为窗过梁，可确定梁高570（

13、窗顶标高与上层楼面标高建筑高差600mm，结构高差570mm）,外墙墙厚240mm，定梁宽为250mm，即bh=250mm500mm。横向框架梁截面取值详见结构施工图。框架柱:b=1/15H=4.81/15=0.32m.取bxh=400x400mm23.3框架梁柱线刚度的计算横向框架：对于中跨梁I=2I0左边跨梁如B2C2： i1=EI/L=（31071/1220.250.53）/6.0=2.60104KN/M 中边跨梁C2E2、C3E3： i2=EI/L=（31071/1220.250.53）/2.1=7.44104KN/M 右边跨梁E2H2、E3H3： i3=EI/L=（31071/122

14、0.250.53）/6.0=2.6104KN/M底层柱： i5=EI/L=（31071/120.40.43）/4.2=1.523104KN/M 其余各柱： i8=EI/L=（31071/120.40.43）/3.0=2.133104KN/M令i8其余各柱=1，则其余各杆的相对线刚度为 I1左边跨梁=5.40104/2.113104=1.2I2中边跨梁=15.42104/2.113104=3.5I3左边跨梁=5.40104/2.113104=2.5I4底层柱=15.23104/2.113104=0.7I5其余各柱=2.133104/2.113104=1 由于采用现浇楼面，当梁两边为现浇板时i=2

15、.0EI/L，当梁一边为现浇板时i=1.5EI/L，框架梁、柱的相对线刚度如下图(3)： 图(3) 3.4框架各种荷载计算及受荷总图为便于 内力组合，荷载计算按标准值计算。(1).恒载标准值计算1).屋面:三毡四油撒绿豆沙 0.3kN/m2 15mm厚1：3水泥砂浆找平 0.01520 kN/m3=0.3 kN/ M230mm（最薄处）1；8水泥焦渣找坡 0.0314 kN/m3 =0.42kN/ M2 冷底子油热沥青各一道 0.02 kN/ M220厚1：3水泥砂浆找平 0.0220 kN/m3=0.4 kN/ M240mm钢筋混凝土整浇层 0.0425kN/m3=1.0kN/ M2预应力空

16、心楼板100mm 0.122 kN/m3=2.2kN/ M2 总计 =4.64KN/M2 红色水泥彩瓦 0.5KN/ M2 沥青砂浆找平层30厚 0.0317=0.51KN/M2 膨胀珍珠岩100厚 0.10.8=0.08KN/M2 高聚物沥青卷材 0.35KN/M215厚水泥砂浆找平 0.01520=0.3KN/M2100厚钢筋混凝土屋面板 1.025=2.5KN/M2 总计 =4.24KN/M22）.楼面层： 大理石面层，水泥砂浆擦缝 30厚1：3干硬性水泥砂浆，面上撒2厚水泥水泥浆结合层一道？结构层:100厚钢筋混凝土板 0.125=2.5KN/M2 抹灰层:10厚水泥砂浆抹 0.011

17、7=0.17KN/M2总计 = 3.83KN/M2 3).卫生间:8厚瓷砖(15015080) 0.00817.8=0.142KN/M2 20厚干硬性水泥砂浆找平层 0.0220=0.4KN/M2 100厚钢筋混泥土板 0.125=2.5KN/M2 10厚水泥砂浆 0.0120=0.2KN/M2总计 = 3.242KN/M2 4).一般楼面:8厚陶瓷地砖 0.0817.8=0.142KN/ M220厚干硬性水泥砂浆找平层 0.0220=0.4KN/M2100厚钢筋混凝土结构层 0.125=2.5KN/M2 10厚水泥石灰膏砂浆 0.0114=0.14KN/M2总计 =3.182KN/M2 5)

18、.阳台: 8厚陶瓷地砖 0.0817.8=0.142KN/ M220厚水泥砂浆 0.02020=0.4KN/M2三毡四油铺小石子防水层 0.4 KN/M220厚1：3水泥砂浆找平 0.0220=0.4KN/M220厚1：8水泥炉渣找坡2% 0.0214=0.28KN/M2100厚钢筋混凝土面板 1.025=2.5KN/M210厚水泥石灰膏砂浆 0.0114=0.14KN/M2 总计 =4.262KN/M2 7).顶层楼面:20厚水泥砂浆找平 0.0220=0.4KN/M2100厚钢筋混凝土面板 1.025=2.5KN/M210厚水泥石灰膏砂浆 0.0114=0.14KN/M2总计 =2.9KN

19、/M2 8).天沟:3厚APP改性沥青防水 0.075KN/M220厚1:2水泥炉渣找坡5% 0.0220=0.4KN/M2100厚钢筋混凝土屋面板 1.025=2.5KN/M2面刮白色腻子胶 0.1KN/M2总计 =3.075KN/M29).梁自重: bh=250500 自重 250.3(0.6-0.12)=2.375KN/M10厚混泥土砂浆抹灰 20.01(0.6-0.12+0.3)17=1.214KN/M 总计 =2.5892KN/M bh=240300自重 250.24(0.3-0.1)=1.2KN/M10厚混泥土砂浆抹灰 20.01(0.3-0.1+0.24)17=0.15KN/M总

20、计 =1.15KN/M10).柱自重: bh=400400 自重 250.40.4=4KN/M10厚混泥土砂浆抹灰 40.010.417=0.272KN/M 总计 =4.272KN/M11).栏杆自重:自重 1.22.0=2.4KN/M12).有窗墙体: 底层：纵墙 0.90.2419=4.104KN/M铝合金窗 0.42.4=0.96KN/M瓷砖外墙 0.5(3.6-1.5)=1.05KN/M 水泥粉刷内墙面 0.36(3.6-1.5)=0.648KN/M总计 =6.762KN/M 标准层层：纵墙 0.90.2419=4.104KN/M铝合金窗 0.42.4=0.96KN/M瓷砖外墙 0.5

21、(3.0-1.5)=0.75KN/M 水泥粉刷内墙面 0.36(3.0-1.5)=0.54KN/M总计 =6.35KN/M 13).外纵墙: 底层：纵墙 (3.6-0.1)0.2419=15.96KN/M水泥粉刷内墙面 20.36(3.6-0.1)=2.52KN/M总计 =18.48KN/M 标准层： 纵墙 (3.0-0.1)0.2419=13.224KN/M水泥粉刷内墙面 20.36(3.0-0.1)=2.088KN/M总计 =15.31KN/M14).隔墙: 底层：隔墙 2.56KN/M瓷砖外墙面 0.5(3.6-1.5)=0.9KN/M 水泥粉刷内墙面 0.36(3.6-1.5)=0.6

22、5KN/M总计 =3.66KN/M 标准层： 纵墙 4.00KN/M瓷砖外墙面 0.5(3.0-1.5)=0.75KN/M 水泥粉刷内墙面 0.36(3.0-1.5)=0.54KN/M总计 =5.3KN/M (2).活荷载标准值计算1).屋面和楼面活荷载标准值根据荷载规范查得:名称 标准值非上人屋面 0.5 KN/M2楼面 2.0 KN/M2阳台 2.5 KN/M2 2).屋面雪荷载 So=0.3 KN/M2 标准值 Sk=UrSo =0.80.3=0.24 KN/M2屋面活荷载与雪荷载不同时考虑,取两者中的最大值.(3).竖向荷载下框架受荷总图(四) 图(四)1）. B-C轴间框架梁屋面板传

23、荷载: 恒荷载：4.641.852(1-20.332+0.333)=15.1 KN/M 活荷载：2.01.852(1-20.332+0.333)=6. 5 KN/M楼面板传荷载: 恒荷载：3.831.852(1-20.332+0.333)=12.4 KN/M 活荷载：2.01.852(1-20.332+0.333)=6. 5 KN/M 梁自重：250500 为 2.59 KN/M B-C屋面框架梁均布荷载为：屋面梁 恒载=梁自重+板传荷载 =2.5915.1=17.69 KN/M 活载=板传活载=6.5KN/M 楼面梁 恒载=梁自重+板传荷载 =2.5912.4=14.99 KN/M 活载=板

24、传活载 =6.5KN/M2).C-D轴间框架梁 屋面板传荷载：恒载：4.641.052=6.1KN/M活载：2.01.052=2.6KN/M楼面板传荷载：恒载：3.832.02=5.0KN/M活载：2.02.02=2.6KN/M梁自重： 2.59 KN/MB-C轴间框架梁均布荷载为：二层楼面梁 恒载=梁自重+板传荷载 = 2.596.1=8.69 KN/M 活载=板传活载 =2.6KN/M一层楼面梁 恒载=梁自重+板传荷载 = 2.595.0=7.59 KN/M 活载=板传活载 =2.6 KN/M 3）. D-E轴间框架梁屋面板传荷载: 恒荷载：4.641.852(1-20.332+0.333

25、)=15.1 KN/M 活荷载：2.01.852(1-20.332+0.333)=6. 5 KN/M楼面板传荷载: 恒荷载：3.831.852(1-20.332+0.333)=12.4 KN/M 活荷载：2.01.852(1-20.332+0.333)=6. 5 KN/M 梁自重：250500 为 2.59 KN/M D-E屋面框架梁均布荷载为：屋面梁 恒载=梁自重+板传荷载 =2.5915.1=17.69 KN/M 活载=板传活载=6.5KN/M 楼面梁 恒载=梁自重+板传荷载 =2.5912.4=14.99 KN/M 活载=板传活载 =6.5KN/M4）.楼面阳台： 由L1/L2=3.9/

26、1.53. 则：此露台按双向板计算。 阳台板传荷载：恒载：4.641.52=8.7 KN/M 活载：2.01.52=3.75 KN/M 阳台悬挑梁均布荷载为： 二层楼面露台悬挑梁 恒载=悬挑梁自重+板传荷载=1.9848.7=10.7 KN/M活载=板传活载 = 3.75KN/M5）.B轴柱的纵向荷载(E轴柱) 女儿墙自重:6.67KN/M 天沟自重:2.13 KN/M顶层柱：屋面柱恒载=板传荷载屋梁自重天沟自重+女儿墙 =15.1KN/M3.9M/22.59KN/M（3.9M0.4M）+2.13KN/M+6.67KN/M)3.9M=72.83屋面柱活载=板传活载=3.25KN/M3.9M=1

27、2.45KN 标准层：标准层柱恒载=板传荷载梁自重+墙自重+阳台恒载 =12.4KN/M3.9M/22.59KN/M（3.9M+3M0.4M-0.2M）+6.76KN/M3.9M+8.7KN=75.21KN标准层柱活载=板传活载+阳台活载 =3.25KN/M3.9M+3.75 KN/M=16.45KN 基础顶面恒载=9.15(6-0.4)+2.5(6-0.4)=65.24 KN/M 6）.C轴柱纵向荷载(D轴柱)屋面层：屋面柱恒载=板传荷载屋梁自重=15.16/2+4.642.15/8+1.9854.645/8+4.641.05(1-20.20.2+0.20.20.2)2.59KN/M（3.9

28、M+3M+1.05M0.8M）=80.18KN屋面柱活载=板传活载=6.56/2+4.642.15/8+1.9854.645/8+4.641.05(1-20.20.2+0.20.20.2)=35KN 标准层：标准层柱恒载=板传荷载梁自重+阳台恒载=12.46/2+3.832.15/8+1.9853.835/8+3.831.05(1-20.20.2+0.20.20.2)3.83KN/M(3.94.05-0.40.4)M2.59KN/M(3.9M+3M+1.05M0.4M-0.4M）+8.7KN/M =78KN标准层柱活载=板传活载=6.56/2+3.832.15/8+1.9853.835/8+3

29、.831.05(1-20.20.2+0.20.20.2)=33KN 基础顶面恒载= (2.56-0.4)=13KN/M3.5框架内力计算（1）.风荷载计算 作用在屋面梁和楼面梁节点处的集中风荷载标准值： Wk=zszo（hihj）B/2式中 基本风压o=0.35kN/ z-风压高度变化系数，因建筑地点位于邵阳市城区，所以地面粗糙度为C类； s-风荷载体型系数，根据建筑物的体型查表得强身的风荷体型系数为：s=0.74 z-风振系数，基本自振周期对于钢筋混凝土框架结构可用T1=0.08n（n是建筑层树）估算，大约为0.32s0.25s，应考虑风压脉动对结构发生顺风向风振的影响，z hj-上层柱高，

30、对顶层为女儿墙高度的2倍； B-迎风面的宽度，B=3.9M。 计算过程见表3.5.1 。表3.5.1 集中风荷载标准值 离地高度z/mzzso/(kN/)hi /mhj/mWK/kN3.60.741.221.30.353.635.286.60.741.191.30.35334.689.60.741.191.30.35334.6812.60.741.191.30.3532.24.06 （1）侧移刚度D见表3.5.2和表3.5.3（2）风荷载作用下框架侧移计算水平荷载作用下框架的层间侧移可按下式计算： 式中 Vj-第j层的总剪力； SDij-第j层所有柱的抗侧刚度之和； Dmj-第j层的层间侧移

31、第一层的层间侧移值求出以后，就可以计算各楼板标高处的侧移值的顶点侧移值，各层楼板标高处的侧移值是该层以下各层层间侧移之和。顶点侧移是所有各层层间侧移之和。横向底层D值的计算构件名=ii=(0.5+) (2+)D=i12h( KN/m)B轴柱3.4877232140.63555013218077.87043C轴柱4.7084263390.70186748719964.23075D轴柱4.7084263390.70186748719964.23075E轴柱3.4877232140.63555013218077.87043D=8403.2+11646.06+8403.2+11646.06=40098

32、KN/m横向底层D值的计算构件名=ii=(0.5+) (2+)D=i12h( KN/m)B轴柱1.7089843750.5955766198403.19745C轴柱6.5917968750.82541486711646.06514D轴柱6.5917968750.82541486711646.06514E轴柱1.7089843750.5955766198403.19745D=8403.2+11646.06+8403.2+11646.06=40098KN/m层次W/KNVKNDKN.mUmUh45.29 5.29 760846.94845E-052.31615E-0534.69 9.97 7608

33、40.0001310994.36997E-0524.69 14.66 760840.0001927136.42378E-0514.06 18.73 400980.0004669870.000129719 3.6 内力计算为简化计算，考虑如下几种单独受荷情况。（1）恒载作用（2）活载作用于AB轴跨间 （3）活载作用在BC轴跨间（4）活载作用在CD轴跨间（5）风荷载作用（从左向右或从右向左）（6）地震作用（从左向右或从右向左） 3.6.1风荷载作用下的内力计算（从左向右吹）A、 求柱反弯点的位置。轴框架柱反弯点的位置层号h/myyyyyyh/m431.50.370000.371.11331.50.

34、4250000.4251.275231.50.4750000.4751.42513.62.10.570000.572.052轴框架柱反弯点的位置层号h/myyyyyyh/m431.50.370000.371.11331.50.4250000.4251.275231.50.4750000.4751.42513.62.10.570000.572.052注：C轴框架柱反弯点的位置与B轴相同，D轴框架柱的反弯点位置与A轴相同。框架各柱的杆端弯矩、梁端弯矩按下式计算，计算过程如下几页表格所示。 M=V（1-y）*h M= Vy*h 中柱： M=（M+M） M=（M+M） 边柱：M=（M+M）风荷载作用下轴框架柱剪力和梁柱端弯矩的计算层VDDV/KNyhMMm总4 5.29 76