毕业设计论文旅馆设计计算书.doc

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1、太 原 理 工 大 學 继续教育学院毕业设计（论文）纸第一章 工程概况和建筑设计一、建筑概况1、设计题目： 晨光旅馆2、建筑面积： 60483、建筑总高度：22.50（室外地坪算起）4、建筑层数： 六层5、结构类型： 框架结构二、工程概况： 该旅馆为六层钢筋框架结构体系，建筑面积约6048m2，建筑物平面为长方形。走廊宽度2.4m,标准层高3.6m，室内外高差0.60m，其它轴网尺寸等详见平面简图。图1 框架平面柱网布置三、建筑造型根据设计原则，本设计采用“”字型结构体系。这种结构体系符合简单、对称、规则的原则。四、平面布置本设计在平面上力求平面对称，对称平面易于保证质量中心与刚度中心重合，避

2、免结构在水平力作用下扭转。五、立面设计立面设计时首先应推敲各部分总的比例关系，考虑建筑物整体的几个方面的统一，相邻立面的连接与协调，然后着重分析各立面上墙面的处理、门窗的调整和安排，最后对入口、门廊等进一步进行处理。节奏韵律和虚实对比，是使建筑立面高于表现力的重要设计手法，在建筑立面上，相同构件或门窗作有规律的重复和变化，给人们在视觉上得到类似音乐诗歌中节奏韵律的效果。立面的节奏感在门窗的排列组合、墙面的构件划分中表现得比较突出。六、剖面设计剖面设计主要分析建筑物各部分应有的高度，建筑层数、建筑空间的组合利用，以及建筑剖面中的结构、构造关系，建筑物的平面和剖面是紧密联系的。在本设计中，层高均为

3、3.6m，电梯布置在建筑物中部，消防疏散用楼布置在建筑物两端，消防疏散用楼、电梯间均出屋面。七、垂直交通设计本工程主要垂直交通工具是电梯，对电梯的选用及其在建筑物中的合理布置，将使公共建筑的使用更加合理，舒适，同时还能提高工作效率。本设计中电梯布置在建筑平面的中部。除了设置两部电梯外，还设置了两部防烟楼梯于建筑物的一端。这样的布置可使建筑物内任意点至楼、电梯出口的距离均不大于30m，满足高层建筑的防火要求。八、防火设计1.耐火等级本工程属二类建筑（高度不超过50m的公共建筑），其耐火等级不能低于二级。2.防火设计要点总平面布局中的消防问题选址应在交通便捷处，根据城市规划确定的场地位置应有方便的

4、道路通过，要求既靠近干道，便于高层建筑中人群的集散，又便于消防时交通组织和疏散。应设环形车道，多层建筑周围应设宽度不小于3.5m的环形车道，可以部分利用交通道路，以便消防车能靠近高层主体，能在消防时有足够的流线。六、建筑细部设计1、建筑热工设计应做到因地制宜，保证室内基本的热环境要求，发挥投资的经济效益。2、建筑体型设计应有利于减少空调与采暖的冷热负荷，做好建筑围护结构的保温和隔热，以利节能。3、采暖地区的保温隔热标准应符合现行的民用建筑节能设计标准的规定。4、室内应尽量利用天然采光。5、客房之间的送风和排风管道采取消声处理措施。6、为满足防火和安全疏散要求，设有两部楼梯和两部电梯。7、客房内

5、的布置与装修以清新自然为主，卫生间的地面铺有防滑地板砖，墙面贴瓷砖。七、工程做法1、屋面做法：防水层：二毡三油或三毡四油结合层：冷底子油热马蹄脂二道保温层：水泥石保温层（200mm厚）找平层：20mm厚1：3水泥砂浆结构层：120mm厚钢筋砼屋面板板底抹灰：粉底15mm厚2、楼面做法：铺地砖楼地面： 120现浇砼板 粉底（或吊顶）15mm厚八、参考资料总图制图标准（GB50103-2001）房屋建筑制图统一标准（GBJ50001-2001）建筑结构制图标准（GBJ50105-2001）多层民用建筑设计防火规范（GB50045-95）民用建筑设计通则（JGJ37-87）第二章 结构设计第一节 框

6、架结构的设计旅馆为六层钢筋框架结构体系，建筑面积约6040m2，建筑物平面为一字形。底层层高3.9m，其它层为3.6m，室内外高差0.60m，因毕业设计未给定0.000标高所对应绝对标高，框架平面柱网布置下图所示：一、设计资料1、气象条件本地区基本风压 0.40KN/，基本雪压0.35KN/2、抗震烈度：8度第一组，设计基本地震加速度值0.02g3、工程地质条件建筑地点冰冻深度0.8M；室外地面至地面以下8米范围内轻亚粘土层；建筑场地类别：I类场地土；地下稳定水位居地坪-4M以下，地下水无侵蚀性；二、材料梁、柱、板统一采用混凝土强度等级为C30，纵筋采用HPB335，箍筋采用HPB235，板筋

7、采用HPB235级钢筋。框架结构填充墙材料采用加气混凝土砌块，容重8KN/m3。三、 设计依据1、建筑地基基础设计规范GB500072001 2、建筑结构荷载规范GB500092001 3、混凝土结构设计规范GB5000102002 4、建筑抗震设计规范GB50001120015、混凝土设计规范理解与应用北京：中国建筑工业出版社20026、混凝土结构设计规范算例中国建筑工业出版社20037、房屋结构毕业设计指南第二节 框架结构设计计算一、 梁柱面、梁跨度及柱高的确定楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚度取120mm.梁截面高度按梁度的1/12-1/8估算，由此估算的梁截面尺寸见表1,表中

8、还给出了各层梁，柱和板的混凝土强度等级。其设计强度：C30()1.梁的截面：梁编号见图2其中：L1：bh300mm700mm L2：bh300mm700mmL3：bh300mm700mmL4：bh300mm700mmL5：bh300mm650mmL6：bh300mm650mm图2框架梁编号2.梁的计算跨度 如图2-3所示，框架梁的计算跨度以上柱柱形心线为准，由于建筑轴线与墙重合，故建筑轴线与结构计算跨度不同。图3 梁的计算跨度3.柱截面的确定由已知条件查表可知该框架结构的抗震等级为二级，其轴压比限值=0.8,各层的重力荷载代表值近似取14 kN。由式A 得各层柱截面面积为：对于边柱：=1.38

9、2.7146=2358.72（kN）=2358.72103/0.814.3=206181.82（mm 2）得出柱截面为500500对于内柱：=1.286.3146=5080.32（kN）=5080.32103/0.814.3=444083.92（mm 2）得出柱截面为700700因此：取柱一层bh700mm700mm；二层bh650mm650mm；三、四、五、六层bh600mm600mm 基础选用柱下钢筋混凝土条形基础，基础埋深2.1 m,基础高1.5m。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，2-6层柱高即层高取3.6m.底层柱高度从基础顶面算至一层楼底

10、即底层柱高从基础顶面算至二层楼面，基顶标高根据地质条件、室内外高差，定为1.20m，一层楼面标高为4.200m，故底层柱高为5.400m。 图4 横向框架计算简图及柱编号 二、载荷计算1 屋面及楼面的永久荷载标准值 屋面（不上人） 30厚细石混凝土保护层 22 三毡四油防水层 0.4kN 20厚水泥砂浆找平层 20 150厚水泥蛭石保温层 5100厚钢筋混凝土板 25V型轻钢龙骨吊顶0.25. kN合计 4.96 kN 1-5层楼面荷载： 厚瓷砖地面 0.55 100厚钢筋混凝土板 25 V型轻钢龙骨吊车 0.25合计 3.302 屋面及楼面可变荷载标准值 不上人屋面均布活荷载标准值 0.5

11、楼面活荷载标准值 2.0 屋面雪荷载标准值 =0.3 3 梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算 梁，柱可根据截面尺寸，材料容重及粉刷等计算长度上的重力荷载；对墙，窗，门等可计算单位面积上的重力荷载。具体过程略，计算结果见表1。表1 梁、柱重力荷载标准值层次构件b/mh/mr/g/n1边横梁0.30.70251.055.5134.6016405.762529.17中横梁0.30.70251.055.5136.58286.68次梁0.250.60251.053.9385.224491.46纵梁0.30.65251.055.1197.3361345.27柱0.70.7251.1013.4755.43223

12、28.482边横梁0.30.70251.055.5134.67516410.172545中横梁0.30.70251.055.5136.558288.88次梁0.250.60251.053.9385.224491.46纵梁0.30.65251.055.1197.35361354.49柱0.650.65251.1011.6183.6321338.3936边横梁0.30.70251.055.5134.7516418.992565.24中横梁0.30.70251.055.5136.68291.09次梁0.250.60251.053.9385.224491.46纵梁0.30.65251.055.1197

13、.4361363.70柱0.60.6251.109.9003.6321140.48注1） 表中为考虑梁柱的粉刷层重力荷载而对其重力荷载的增大系数；g表示单位长度构件重力荷载；n为构件数量注2） 长度取净长，柱长度取层高 外墙为250mm厚砌块，外墙面贴瓷砖（0.5）内墙面为20mm厚抹灰，则外墙单位墙面重力荷载为： 0.5+0.25 内墙为200mm厚砌块，两侧均为20mm厚抹灰，则内墙单位墙面重力荷载为： 木门单位面积重力荷载为0.2；铝合金窗单位面积重力荷载为0.4kN/m。4 重力荷载代表值 集中于各楼层标高处的重力荷载代表值G为计算单元范围内各层楼面上的重力荷载代表值及上下各半层的墙柱

14、等重量，计算G时，各可变荷载的组合值按表1.16的规定采用，屋面上的可变荷载均取雪荷载。具体计算过程略，计算结果见图2 图 5 重力荷载代表值 三 框架侧移刚度计算1 横向框架侧移刚度计算横向侧移刚度计算方法如下。横梁线刚度计算过程见表2. 表2 横梁线刚度类别层次边横梁中横梁172007200表3 柱线刚度计算表层次 5400700700236006506503600600600 柱的侧移刚度D值按下式计算D=,为柱的侧移刚度修正系数，可由表3所列公式计算。根据梁、柱线刚度比的不同，柱分为中框架中柱和边柱，边框架中柱和边柱以及楼梯间柱等。现以第2层B-3柱的侧移刚度计算为例，说明计算过程，其

15、余柱的计算过程略，计算结果见表46 第2层B-2柱及其与其相连的梁的相对线刚度如图3所示，图中数据取自表3和4，由表2.2可得梁柱线刚度比为 表4 中框架柱侧移刚度D值（）层次边柱（10）中柱（10）0.580.4210356.160.850.4711589.04390082.080.740.2714072.731.070.3518242.42564993.9表5 边框架柱侧移刚度D值（）层次A-1,A-10B-1,B-100.440.399616.440.640.4310602.7440438.360.550.2211466.670.800.2915115.1553163.64表6 楼梯间框

16、架柱侧移刚度D值（）层次C-4 C-5D-4 D-50.420.3817389.300.130.2913486.5861749.760.470.1920559.780.140.077311.8655743.28将上述不同情况下同层框架柱侧移刚度相加，即得框架各层层间侧移刚度，见下表7 表7 框架各层层间侧移刚度层次123456440520.44618157.54618157.54618157.54618157.54618157.54 由表7可见=0.720.7,故该框架为规则框架。 因为纵向框架侧移比横向纵向框架小，故不用验算纵向框架侧移刚度。四 横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算1.

17、 横向水平地震作用下框架结构的内力和侧移计算（1）横向自振周期计算 结构顶点的假想侧移由式计算。计算过程见下表8表8 结构顶点的假想侧移层次68428.68428.6618157.5413.64346.9559325.817754.4618157.5428.72333.31 4 9325.827080.2 618157.54 43.81 304.59 39325.836406618157.5450.89260.7829325.845731.8618157.5473.98201.89110615.65634704440520.44127.91127.91 按式计算基本周期，其中的量纲为m，取=0

18、.7则 =0.70s（2） 水平地震作用及楼层地震剪力计算 因为本设计方案中结构高度不超过40m,质量和刚度沿高度分布较均匀，变形以剪切型为主，故可用底部剪力法计算水平地震作用。结构总水平地震作用标准值按式 计算即： =0.85（13668.73+11190.034+8115.45）=0.8556347.4=47895.29kN 因1.4T 所以应考虑顶部附加水平地震作用。顶部附加地震系数各质点的水平地震作用按式 将上述和代入可得具体过程见表10。各楼层地震剪力按式，结果见表9中表9 各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表层次621.98428.6184586.340.246532.025

19、32.02518.69325.8173459.880.231499.581031.6415.39325.8142684.740.190410.911442.51312.09325.8111909.60.149322.241764.7528.79325.881134.460.108233.571998.3215.410615.657324.240.076164.362162.68 各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布见图4 图5 楼层地震剪力（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（）=和式u=，计算过程见表11。表中还计算了各层的层间弹性

20、位移角。 表11 横向水平地震作用下的位移验算层次6532.02618157.540.8615.8533001/383751031.6618157.541.6714.9933001/197641442.51618157.542.3313.3233001/141631764.75618157.542.8510.9933001/115821998.32618157.543.238.1433001/102212162.68440520.444.914.9154001/1100由表11可见,最大层间弹性位移角发生在第2层，其值为1/8251/550，满足的要求，其中。（4） 水平地震作用下框架内力计算

21、以平面图中轴线横向框架内力计算为例，说明计算方法，其余框架内力计算略。框架柱端剪力及弯矩分别按式和计算，其中取自表5，取自表8，层间剪力取自表11。各柱反弯点高度比y按式确定，其中由表查得。本计算中底层柱需考虑修正值，第2层柱需考虑修正值，其余柱均无修正。具体过程及结果见下表12- 2 -表12 各层柱端剪力及弯矩计算层次边柱中柱yy63.3532.02618157.5414072.7312.110.740.3011.9927.9718242.4215.701.070.3618.6531.1653.31031.6618157.5414072.7323.480.740.4030.9946.491

22、8242.4230.441.070.4545.2055.2543.31442.51618157.5414072.7332.840.740.4245.5262.8618242.4242.571.070.4664.6275.8633.31764.75618157.5414072.7340.180.740.4559.6772.9318242.4252.081.070.5085.9385.9323.31998.32618157.5414072.7345.490.740.5075.0675.0618242.4258.971.070.5097.3097.3015.42162.68440520.441035

23、6.1651.480.580.72197.6763.1411589.0456.890.850.65199.68107.52注：表中M量纲为V量纲为。 梁端弯矩，剪力及柱轴力分别按式， 和 和式计算。其中梁线刚度取自表3，具体过程见表13。 表13 梁端弯矩、剪力及柱轴力计算层次 边梁 中横梁 柱轴力边柱N中柱N627.9721.345.49.139.829.822.19.35-9.13-0.22558.4850.625.420.2023.2723.272.122.16-29.33-2.18493.8582.935.432.7438.1338.132.136.31-62.07-5.753118.

24、45103.135.441.0347.4247.422.145.16-103.1-9.882134.73125.515.448.1957.7257.722.154.97-151.29-16.661138.2140.305.451.5764.5264.522.161.45-202.86-26.54注：1）柱轴力中的负号表示拉力。当为左震时，左侧两根柱为拉力，对应的右侧两根柱为压力。 2）表中M单位为KN.m,V的单位为kN，N的单位为kN，l的单位为m 。水平地震作用下框架的弯矩图、梁端剪力图及柱轴力图如图5所示。 图6 左地震作用下框架弯矩，梁端剪力及柱轴力图五 横向风荷载作用下框架内力和侧移

25、计算（1） 风荷载标准值 风荷载标准值按式。基本风压=0.55由荷载规范第7.3节查得（迎风面）和（背风面）。b类地区，H/B=21.9/64.8=0.338，且高度不超过30M故不考虑风振系数影响，取fz=1.0同时将基本风压Wo乘以增大系数1.05即可满足要求。取轴线横向框架，其负载宽度为7.8m,由式得沿房屋高度的分布风荷载标准值为：q= 根据各楼层标高处的高度，,代入上式可得各楼层标高处的 q(z),见下表14；q(z)沿房屋高度的分布见图 6（a）表14 沿房屋高度分布风荷载标准值层次621.91.001.261.04.1912.619518.60.8491.221.03.4452.

26、153415.30.6991.151.02.6741.671312.00.5481.051.01.9141.96128.70.3971.031.01.3600.8515.40.2471.011.00.8300.519 （a）风荷载沿房屋高度的分布（单位:） (b)等效节点、集中风荷载（单位:kN） 图7 框架上的风荷载 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。本设计中房屋高度H=21.8m30m,且H/B=1.351.5,风压脉动的影响较小。因此，该房屋无需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图6（a）的分布风荷载转化

27、为节点集中荷载，如图6（b）所示，集中荷载： （2.674-1.914）+（1.671-1.196）kN （2） 风荷载作用下的水平位移验算. 根据图6（b）所示的水平荷载由式计算层间剪力，然后依据表5求出轴线框架的层间侧移刚度，再按式计算各层的相对侧移和绝对侧移。计算过程见表15表15 风荷载作用下框架层间剪力及侧移计算层次12345640187.3112.2614.2618.3818.0574.4470.2662.9550.6936.4318.0543890.464630.364630.364630.364630.364630.31.701.090.970.790.560.281.702.

28、793.764.545.15.381/31481/20191/30961/40441/50321/12700 由表15可见，风荷载作用下框架的最大层间位移角为1/2661远小于1/550，满足规范要求。（3） 风荷载作用下框架结构内力计算.风荷载作用下框架结构内力计算过程与水平地震作用下的相同。以轴为例。 表16 风荷载作用下各层柱端剪力及弯矩计算层次边柱中柱yy63.318.0564630.314072.733.930.740.303.899.0818242.425.091.070.366.0510.7553.336.4364630.314072.737.930.740.4010.4615.

29、7018242.4210.281.070.4515.2718.6643.350.6964630.314072.7311.040.740.4215.3021.1318242.4214.311.070.4621.7225.5033.362.9564630.314072.7313.70.740.4520.3424.8718242.4217.771.070.5029.3229.3223.370.2664630.314072.7315.300.740.5025.2525.2518242.4219.831.070.5032.7232.7215.474.4443890.410356.1617.560.580

30、.7268.2726.5511589.0419.150.850.6567.2236.19 注：表中M量纲为V量纲为。表17 风荷载作用下梁端弯矩，剪力及柱轴力计算层次 边梁 中横梁 柱轴力边柱N中柱N69.087.365.43.043.393.392.13.23-3.04-0.19519.5916.935.46.767.787.782.17.41-9.8-0.84431.5927.935.411.0212.8412.842.112.23-20.82-2.05340.1734.965.413.9116.0816.082.115.31-34.73-5.752405942.505.415.3919.

31、5419.542.118.61-50.12-8.97151.847.215.418.3421.7021.702.120.67-68.46-11.3注：1）柱轴力中的负号表示拉力。当为左震时，左侧两根柱为拉力，对应的右侧两根柱为压力。 2）表中M单位为KN.m,V的单位为kN，N的单位为kN，l的单位为m.轴线横向框架在风荷载作用下的弯矩。梁端剪力及柱轴力见图7 （a）框架弯矩图 (b) 梁端剪力及柱轴力图图8 横向框架在水平风荷载作用下的弯矩、梁端剪力和轴力图六 竖向荷载作用下框架结构的内力计算1 横向框架内力计算（1） 计算单元 取轴线横向框架进行计算，计算单元宽度为8.0m,如图8所示。由

32、于房间内布置有次梁，故直接传给该框架的楼面荷载如图中的水平阴影线所示，计算单元范围内的其余楼面荷载则通过次梁和纵向框架梁以集中力的形式传给横向框架，作用于各节点上。由于纵向框架的中心线与柱的中心线不重合，因此在框架节点上还作用有集中力矩。图9 横向框架计算单元2 荷载计算 （1） 恒荷计算 图10 各层梁上作用的恒载 在图9 中，对于第6层 为房间和走道板传给横梁的梯形和三角形荷载，由图9所示几何关系可得： 分别为由边纵梁、中纵梁直接传给柱的恒荷载，它包括梁自重、楼板重、女儿墙等重力荷载。计算如下： =183.519kN 5.4/2 =189.111kN 集中力矩： 对25层，包括梁自重和其上

33、横墙自重，为均布荷载形式。其它荷载计算方法同第6层，结果为： =166.82kN 1.975.4/2+3.685.4/2（7.2-0.6） =218.61kN对1层 =223.595kN +1.975.4/23.685.4/2（7.2-0.7）=216.59kN （2） 活荷载计算 活荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如图10所示。 图11 各层梁上作用的活载对于第6层： =75.78kN 同理，在屋面雪荷载作用下 对25层 对1层 将以上计算结果汇总表18，表19。 表18 横向框架恒载汇总表层次63.9381.9718.3714.13166.82189.1127.5328.37253.938

34、1.9711.886.93166.82218.6127.5328.3713.9381.9711.886.93223.60127.5136.7237.82表19 横向框架活载汇总表层次67.2（1.62）4.2（1.35）19.44（7.5）75.78（11.76）2.196（1.13）11.37（1.62）257.24.219.4475.785.007.8417.24.219.4475.786.6510.453 内力计算 梁端、柱端弯矩采用二次分配法计算。由于结构和荷载均对称，故计算时可用半框架。其中恒荷载弯矩计算过程及所得的弯矩如图11所示，活荷载弯矩计算过程及所得的弯矩如图12所示。梁端剪力可根据梁上竖向荷载引起的剪力与梁端弯矩引起的剪力叠加而得。柱轴力可由梁端剪力和节点集中力叠加得到。计算柱底轴力还需考虑柱的自重，如表20和表21。 图12 恒荷作用下的弯矩分配及弯矩图（M单位：） 表20 恒荷作用下梁端剪力及柱轴力（kN）