1、烟台大学毕业设计1分类号 编号全套图纸，加 153893706商住楼设计Design of Commercial building(申请烟台大学学士学位设计)申请学位 学士 院 系： 土木工程学院 专 业： 土木工程 学生姓名： 学 号： 指导老师： 2006 年 6 月 12 日烟台大学毕业设计2申请学士学位设计商 住 楼 设 计申请人： 导 师: 2006 年 6 月 12 日烟台大学烟台大学毕业设计3摘要在这个设计中，我详尽介绍了我设计的商店-住宅楼的细节。此设计书包括：建筑设计，结构设计计算.建筑设计部分包括：建筑方案的确定、平面图布置、立面图布置、剖面图设计。结构设计计算是本书的主要
2、所在. 在结构设计中,由荷载(包括竖向荷载和横向荷载)计算到各荷载标准值作用下的内力计算,然后按照设计的不同标准,进行荷载内力组合.在计算得到荷载效应之后,进行现浇板梁柱的截面设计以及楼梯的设计计算，最后对基础进行了具体的设计。在以上的设计中特别考虑到建筑抗震设防的要求，对建筑的在地震荷载下与非地震荷载的要求加以区分，作出了具体的设计。关键词建筑设计；结构设计；抗震设防Abstract：In this design, I introduced exhaustively the details of the commercial building that I designed .This de
3、sign including: Architectural design, Structural design computation .The building design part including: the construction plan determination , horizontal plan arrangement, elevation arrangement, sectional drawing design.The construction design calculation is the main place of this book. In structura
4、l design, be carried( include the Perpendicular carry to carry with the level force ) by force to compute each force inside dint of carrying the worth function bottom in standard compute, then according to the different standard that design, proceed the force carry the inside dint combines.Compute t
5、o get the force carry the effect after, proceed a design and stairses of sprinkling the plank beam pillars now, the design calculation of the rain peng, proceeded to the foundation finally in a specific way of design.In above of design special in consideration of building anti- the earthquake establ
6、ishes the request that defend, to carry the bottom in the earthquake force building with not the request that earthquake corce carry takes into the distinction, making in a specific way of design.Key words: Architectural design; Structural design; The anti- earthquake 烟台大学毕业设计4establishes to defend:
7、目录第一章：设计说明3一、工程概况 3二、结构布置选型 3第二章：框架设计计算4一、结构布置及构件尺寸自重.4二、水平地震作用下框架横向侧移计算. 71、横梁及柱线刚度 72、结构基本自振周期 83、横向水平地震作用 94、横向框架抗震变形验算。95水平地震作用下，横向框架的内力分析。10三、风荷载作用下横向框架的内力分析。141.风荷载计算142、风荷载作用下各柱的剪力及弯矩计算14四、竖向荷载作用下框架结构的内力计算171.恒荷载计算：182.满布活荷载计算：20五、内力组合22第三章：构件配筋计算 22一、梁的设计22二、柱的设计24三、楼梯设计 261、楼梯梯段设计262、平台板设计2
8、73、平台梁设计28第四章：基础设计30一、基础底面尺寸及地基承载力计算30二、基础受冲切承载力验算31三、基础底板配筋计算 32参考文献35致谢36烟台大学毕业设计5副表37第一章 设计说明一工程概况说明：1根据城市商业网点的布局需要和居住区的规划，拟在居住区的中心地段新一栋商店住宅楼，底层为百货商店，上部为住宅，满足居民的居住，同时也方便的市民生活。 次 要 街 道绿 化 绿 化 绿 化绿 化绿 化 主 要 街 道商 住 楼2场地选择基地二。该工程建筑总面积约为 3480 平方米，建筑总层数为 5 层，总层高为 17.4 米，其中底层商店层高为 4.5 米，住宅区层高为 3.0 米。3、气
9、象条件：基本风压是 0.55KN/，基本雪压是 0.4 KN/。4本工程处于烟台地区，抗震设防裂度为 7度，地震时设计基本加速度为 0.10g，属第一组，抗震等级为三级。5、工程地质条件：地面粗糙类别为 A类，属二类建筑场地，基础持力层为粘粒含量 10%的粉土，地基承载力特征值 Fak =180KPa，地下水位在天然地面下 2.8m，且无侵蚀性。6、设计标高。室内设计标高0.000 相当于绝对标高由现场确定，室内外高差 0.60m。7、门窗做法：所用门窗均为木门，铝合金窗。8、混凝土强度等级 C25，受力钢筋采用 HPB335。二.结构造型布置烟台大学毕业设计61.结构形式的选择结构形式有框架
10、结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构。本工程为五层住宅，用框架结构。2.结构布置变形缝有伸缩缝、沉降缝、抗震缝三种。 伸缩缝的设置主要与结构的长度有关，当房屋的尺寸过长时，为避免温度和混凝土收缩使房屋产生裂缝，必须设置伸缩缝，本工程不需要设置伸缩缝。 沉降缝是设置，主要与房屋承受的上部荷载及地基差异有关，当上部荷载差异较大或地基的物理学指标相差较大，则应设沉降缝。本工程有高差，但起变形量小，不设置沉降缝，可在施工的时候先完成承重大的部分，然后在完成承重小的部分。或是设置后浇带。防震缝的设置主要与建筑平面形状、高差、刚度、质量分布等因素有关。3.柱网布置柱网是竖向承重构件的定位轴线在平面上所形成的网
11、格，是框架结构片面的“脉络” 。框架结构的柱网布置既要建筑平面布置和生产工艺的要求又要使结构受力合理，构件的种类少，施工方便。在民用建筑中，柱网布置应与建筑分隔墙布置相协调，在柱网布置要使结构受力合理。多层框架主要承受荷载作用下内力分布均匀合理，各构件材料强度均能充分利用。第二章 框架设计计算一、结构布置及构件尺寸自重.1结构平面布置见建筑图，梁柱截面尺寸、梁跨度及柱高度的确定如下。1)、 现浇楼板厚度均取 100。2)、各梁柱截面尺寸确定如下：轴跨梁 h=(1/10-1/12)L=(1/12-1/10)5400=450-540取 h=500 b=(1/2-1/3)500=166-250.取
12、b=250 bh=250mm500mm次梁 h=(1/12-1/10)L=（1/12-1/10）4200=350420 mm取 h=500 b=(1/2-1/3)400=133-200.取 b=250中柱、边柱连系梁，取 bh=2504003） 、方柱截面均取 bh=400400，底层取 500mm500mm柱高度 :底层柱高度 h=4.5+0.6+0.5=5.6m25 层的柱高为 3.0m.2框架计算简图烟台大学毕业设计73荷载计算：荷载计算分两阶段进行，第一阶段主要围绕地震作用下的内力分析而进行，其目的是求出结构和重力荷载代表值。屋面均布恒载标准值。 （不上人）按屋面做法逐项计算均布荷载:
13、1）20 厚 1：2 水泥砂浆找平 0.0220=0.4 KN/三毡四油防水层 0.4 KN/100-140厚（2%找坡）膨胀珍珠岩（0.10+0.14）/27=0.84 KN/100厚现浇钢筋混凝土楼板 0.125=2.5 KN/15厚纸筋石灰抹底 0.01516=0.024 KN/合计 4.164 KN/2)恒载标准值。按楼面做法逐项计算均布荷载:瓷砖地面 0.55KN/20mm干硬性水泥沙浆结合层 0.6 KN/100厚现浇钢筋混凝土楼板 0.1025=2.5 KN/15厚纸筋石灰抹底 0.01516=0.24 KN/合计 3.89 KN/各层梁柱计算：梁柱计算包括梁侧粉刷。0.250.
14、525=3.125 KN/m梁侧的抹灰：20mm厚的粉刷，密度 17kN/m .烟台大学毕业设计8表 2.1 梁柱自重计算层次 构件 b h r g iln iG横梁 250 500 25 1.05 3.28 16.2-1.2 17 836.4纵梁 250 500 25 1.05 3.28 57.6-160.44 671.7次梁 250 400 25 1.05 2.63 57.6-160.253 396.9一层柱 500 500 25 1.10 6.87 4.5 70 2164横梁 250 500 25 1.05 3.28 10.8-1.217 535.3纵梁 250 500 25 1.05
15、3.28 57.6-160.43 503.8次梁 250 400 25 1.05 2.63 57.6-160.252 264.6二五层柱 400 400 25 1.10 4.4 3.3 53 769.63） 墙体自重：墙身为普通机制砖填充墙，外墙 240mm， M5水泥沙浆砌块，内粉刷为混合沙浆打底，纸筋灰抹面，厚 20mm，外粉刷为 1：3 水泥沙浆底，厚 20mm，3 厚釉面砖贴面。单位面积上外墙体重量为：190.24+160.02+0.5=5.38 KN/表 2.2 墙体自重计算层数 构件 尺寸 数量 r iG横墙 1 240250010800 4 1.515 5.5 215.9横墙 2
16、 24025005400 13 1.515 5.5 350.9横墙 3 240250039000 13 1.515 5.5 231.7纵墙 1 24026002500 8 1.515 5.5 103.9纵墙 2 24025001500 16 1.515 5.5 119.7纵墙 3 2402600450 13 1.515 5.5 30.4纵墙 4 24026001000 6 1.515 5.5 31.22-4纵墙 5 24026001500 6 1.515 5.5 46.8合计：1128.0Kn横墙 1 240400016200 2 1.515 5.5 259.2横墙 2 24040005400
17、 8 1.515 5.5 345.6纵墙 1 24040005400 2 1.515 5.5 921.5纵墙 2 240410045600 1 1.515 5.5 373.9底层纵墙 3 24041002500 4 1.515 5.5 88.6烟台大学毕业设计9合计：1188.6kN屋面活荷载：0.5（57.610.8-68.420.12）=302.8kN女儿墙： 0.900.24（57.6+10.8）25.5=162.5顶层重力荷载代表值包括：屋面恒载,0.5 倍的屋面雪荷载，纵横梁自重，半层柱自重，半层墙体自重，女儿墙自重。标准层载代表值包括：楼面恒载，50%楼面均布活载，纵横梁自重，楼面
18、上、下各半层的柱及纵横墙体自重将前述分项荷载相加得集中于各层楼面的重力荷载代表值如下：屋顶层：G n=（1303+384.8+2590.3）+0.5302.8KN标准层：G n=769.6+1303.7+1128+（57.6+10.8）3.89+0.5（257.610.8）=6381KN即：G 5=5154KNG4=6381KN. . . . . . G1=9480KN建筑物总重力荷载代表值为：=5154+63813+9480=33777KNZIi1二水平地震作用下框架横向侧移计算.1、横梁及柱线刚度混凝土采用 C25，E C=3.0107 KN/梁截面惯性矩：I B=1/12（0.250.5
19、 3）=0.0026m 4上部柱：I=1/120.40.4 3=0.002133m4底层柱：I=1/120.50.5 3=0.00521m4烟台大学毕业设计10表 2.3 梁的线刚度计算层 构件 L Ec bh 0IbIbi边跨梁 5.4 30000 250500 2.604 3.906 217002-5 中跨梁 5.4 30000 250500 2.604 5.208 28900边跨梁 5.4 30000 250500 2.604 3.906 217001 中跨梁 5.4 30000 250500 2.604 5.208 28900表 2.4 柱线刚度计算层 h Ec bh cIci1 4.
20、5 30000 500500 5200 346702-5 3 30000 400400 2100 21000表 2.5 中框架柱侧移刚度 D值A轴柱 B轴柱层 _kcaiA_kcaiAD2-5 1.033 0.341 95481 0.626 0.428 8793 1.252 0.539 11074C轴柱 D轴柱层 _kcaiA_kcaiAD2-5 2.067 0.508 14224 1.033 0.341 95481 1.252 0.539 11074 0.626 0.428 8793表 2.6 边框架梁柱侧移刚度A轴柱 B轴柱层 _kcaiAD_kcaiAD2-5 1.376 0.407 1
21、13961 0.834 0.470 9656 1.667 0.591 12142烟台大学毕业设计11C轴柱 D轴柱层 _kcaiA_kcaiAD2-5 2.752 0.579 16212 1.376 0.407 113961 1.667 0.591 12142 0.834 0.470 9652表 2.7 横向框架层间侧移刚度层次 1 2 3 4 5Di 703069 601592 601592 601592 6015922、结构基本自振周期按顶点位移法计算框架的自震周期：T1=1.7 0 式中： 0基本周期折减系数【考虑非承重墙（填充墙）使框架自震周期减少的影响，取值 0.6】T横向框架顶点位
22、移。表 2.8 横向框架顶点假想位移计算层次 Gi/KN G i/KN Di/（KN/m） 层间相对位移 层间位移 i5 5154 5154 601592 8.57 145.954 6381 11535 601592 19.17 137.383 6381 17916 601592 29.78 118.212 6381 24297 601592 40.39 88.431 9480 33777 703096 48.04 48.04T1=1.7 0 =1.70.60.1459=0.39（s）3、横向水平地震作用由于建筑物所在地区为山东烟台，在类建筑场地，抗震设防烈度为 7度，设计基本加速度为 0.1
23、0g，设计地震分组为第一组，结构特征周期 Tg和地震影响系数 max为: Tg=0.35s max=0.08根据建筑抗震设计规范 （GB50011-2001）P29，结构的地震影响系数为烟台大学毕业设计12=（0.35/0.349） 0.91.00.08=0.07112maxrTg由于 T1=0.397s1.4Tg=1.40.35=0.49s.可不考虑顶点附加地震作用，S n=0,按底部剪力法，结构横向总水平地震作用标准值为：FEK= =0.0710.85 =0.0710.852169.34=130.92KN1egGZIGi1各层横向地震剪力见下表表 2.9 各层横向地震剪力计算层次 hi H
24、i Gi GiHi ZIjHi1Fi Vi5层 3.0 17.6 5154 90710.4 0.248 516.2 516.24层 3.0 14.6 6381 93162.6 0.255 530.8 1047.03层 3.0 11.6 6381 74019.6 0.202 420.5 1467.72层 3.0 8.6 6381 54876.6 0.150 312.2 1779.71层 5.6 5.6 9480 53088.0 0.145 301.8 2081.5注： )1Sn(EKZIFGjHiSn-顶部附加地震作用系数，取 0.4、横向框架抗震变形验算。多遇地震作用下，层间弹性位移验算见下表
25、表 2.10 横向变形验算层次 层间剪力Vi/kn层间刚度Hi/m层间位移Vi/Di（m）层高 Hi/m 层间相对弹性转角5层 516.2 601592 0.00101 3.0 1/29874层 1047.0 601592 0.00228 3.0 1/12503层 1467.7 601592 0.00313 3.0 1/9502层 1779.7 601592 0.00402 3.0 1/7601层 2081.5 703069 0.00361 5.6 1/1500烟台大学毕业设计13可见，层间弹性位移转角满足建筑抗震设计规范 （GB50011-2001）中第 5.5.1条的要求，ee1/5505
26、水平地震作用下，横向框架的内力分析。计算轴.烟台大学毕业设计14烟台大学毕业设计15右震作用下的内力图烟台大学毕业设计16左震作用下的内力图三、风荷载作用下横向框架的内力分析1.风荷载计算根据建筑结构设计规范 GB50009-2001 ，计算主要的承重结构时，垂直于建筑结构表面上的风荷载标准值，应按下述公式计算：= k0ZS-高度 Z 处的风震系数，值为 1.0Z-风压高度变化系数（地面粗糙度属 B 类）-基本风压 0.550-风荷载体形系数（迎风面 0.8，背风面-0.5）S风荷载作用计算如下：第 5层： = A=1.0(0.8+0.5) 1.1940.557.92=4.19KNskA0ZS
27、第 4层： = A=1.0(0.8+0.5) 1.140.559.93=5.24kNs烟台大学毕业设计17第 3层 = A=1.0(0.8+0.5) 1.0410.559.9=5.24KNskA0ZS第 2层： = A=1.0(0.8+0.5) 1.00.559.9=5.24KNs第 1层 = A=1.0(0.8+0.5) 1.00.5512.38=6.55KNsk0ZS2、风荷载作用下各柱的剪力及弯矩计算：烟台大学毕业设计18烟台大学毕业设计19右风作用下的内力图烟台大学毕业设计20左风作用下的内力图四、竖向荷载作用下框架结构的内力计算1.恒荷载计算：取 6轴线横向框架进行计算。计算宽度 3
28、.3m表 2.11 竖向恒荷载计算层 2qq底 1p2p1层 3.125 11.24 27.1 31.07烟台大学毕业设计21层 1q23q1p23p45p1q5 11.2 6.25 13.74 27.1 31.1 30.1 28.5 27.5 3.42-4 10.5 5.84 12.84 26.7 29.6 37.5 36.1 30.4 8.341 10.5 5.84 12.84 39.2 29.6 37.5 36.1 30.38 8.34烟台大学毕业设计22烟台大学毕业设计23恒荷载作用下的内力图2.满布活荷载计算：表 2.12 竖向活荷载计算层 q底 1p2p1层 1.35 1.32 2
29、.63表 2.12层 1q23q12345p5 1.35 0.75 1.65 1.32 2.63 2.27 2.32 1.362-4 5.4 3.00 6.60 5.27 10.53 9.09 9.27 5.451 5.4 3.0 6.60 6.58 10.53 9.09 9.27 5.45烟台大学毕业设计24烟台大学毕业设计25满布活荷载作用下的内力图五、内力组合见副表 1,副表 2.第三章，构件配筋计算一、梁的设计1、框架梁的配筋计算在进行框架梁柱的配筋计算时，需考虑承载力抗震调整系数 RE ，按混凝土结构设计规范 （GB50010-2002）第 11、1、6 条承载力调整系数按表 3.1
30、取用.表 3.1 抗震调整系数正截面承载力计算 斜截面承载力计算结构构件类别受弯构件偏心受压柱偏心受压构件剪力墙 各类构件及框架节点局部受压承载力计算烟台大学毕业设计26 RE 0.75 0.8 0.85 0.85 0.85 1.0注：轴压比 0.15 的偏心受压柱的承载力抗震调整系数 RE=0.75，混凝土强度等级C30，受力纵筋采用 HRB335（f y=300N/ 2） ，其它钢筋均采用 HPB（f y=300N/ 2） ，混凝土保护层厚度取 35，相对受压区高度 b=0.551.取 1层 AB跨梁，其最不利组合内力如下：M=-73.58 KNMV=56.89KNM=9.72 KNM M
31、=-85.8 KNMV=-65.02KNBA：正截面强度计算环境类别为类，梁截面尺寸 250mm*500mm混凝土保护层厚度为 35mm，则 h0=500-35=465mm由混凝土和钢筋等级查表得fc=14.3N/mm2,fy=300 N/mm2,ft=1.43 N/mm211.0,.8,.5b对于梁端不考虑现浇混凝土板的作用梁端 A：=73.58106/(1.014.32504652)=0.096210scMfbh S截面抵抗矩系数=1- =0.101 b=0.55（满足要求）S 974.0)1(5.0ssAS= =548 2Oyhf46597.031选用 316 A S=603 2梁端 B
32、 : S= = =0.1331zcoMfbh6285.310.4=1- =0.143 b=0.5520.5()0.963ssAS= =639 2OyhfM8.145选用 414 A S=616 2。烟台大学毕业设计27考虑裂缝验算选 318 AS=763 2。P= =0.61%0.4%对于梁中截面，考虑76305到混凝土现浇板翼端受压，按 T形梁计算。翼端计算宽度 bf， = O /3=5400/3=1800 1 fc bf， hf， （h O- hf， /2）=1.014.31800100 （465-100/2）=888.9106N9.7210 6N属于第一种类型的 T型截面（中和轴在翼端内
33、）以 bf， 代替 b，得： S= = =0.00221,ofchbM629.7104385=1- =0.002 b=0.55（满足要求）S S=0.5（1+ ）=0.9661AS= =72 2OSyhfM69.720345选用 214 A S=308 2、斜截面强度验算取设计剪力 V=65.02KN验算截面尺寸 hW=465 hW/b=465/250=1.844。属厚腹梁 0.25 Cfc bhO=0.25114.3250465=415.6KNV max=65.02KN (截面符合要求)验算是否需要计算配置箍筋：0.7ftbhO=0.71.43250465=116.34 KN65.02KN故
34、不需要配置箍筋按构造配箍：选用 8150二 柱的设计：选顶层 D轴柱为例 柱截面 400*400 ，受力情况如图：M=54.40 KNMM=37.69 KNM69 KNMN=83.81 KN1：受力纵筋的计算烟台大学毕业设计28柱的计算长度 l 0=1.25H=1.253.0=3.75 m L0/h=3750/400=9.375柱顶:初始偏心距 e 0= =6496354.108MNea=400/30=13.320mm,取 20mmei=e0+ea=649+20=669mm=0.2+2.7669/365=5.151,取 =1017.2hei 1L0/h=9.37515,取 =122011(/)
35、9.3751.0.36404ilhe0.369831.i mhm先按大偏心受压情况计算： /2.12584.ieha3180.6.4cNxfb310 14.6()8.1054.1.340.(0)2 2(5)csysxefhA=354mm2选用 216，A s=402mm2柱端下：e0= =449637.9108MNea=400/30=13.320mm,取 20mmei=e0+ea=449+20=469mm=0.2+2.7469/365=3.671,取 =1017.2hei 1L0/h=9.37515,取 =12烟台大学毕业设计292 2011(/)9.3751.0.54604ilhe0.569
36、.3.i mm先按大偏心受压情况计算： /24567ieha318.10.cNxfb310 14.7()8.106571.430.(0)2 2(5)csysxefhA=201mm选用 216，A s=402mm2按构造选用 416 A s=804mm22：垂直于弯矩作用平面的强度验算压力 N=83.81KNL0/b=9.3758,查表 986.0.9()(14.303804)1863.1(cysNufAKN满 足 要 求 ）C：抗剪强度计算：V=1.2（M 上 +M 下 ）/H=1.2（54.4+37.69）/3=36.83KN30.56.80.1490.2(145RECcVfbh满 足 要
37、求 ）.,.320取HN=83.81103N0.3f cA=0.314.3400400=686.4103取 N=83.81KN烟台大学毕业设计30ASV/S 03 31.5.6.0.86.140365.8.102REtyvVfbhN=负数故按该柱应按构造配置箍筋柱端加密区的箍筋选用 4肢 10100，查表得轴压比 n=0.47 V=0.105,则最小体积配筋率 0min 715.2/3.105.yvcvf三、楼梯设计楼梯计算简图如下楼梯计算简图1、 楼梯梯段设计取板厚 h=120,约为板斜长的 1/30，板倾斜角 tan=150/300=0.5,cos=0.894,取一米宽板带进行计算： 荷载计算水磨石面层 （0.3+0.150.65/0.3=0.98KN/m三角形踏步 0.50.30.1525/0.3=1.88 KN/m混凝土斜板 0.1217/0.894=0.38 KN/m班底抹灰 0.1217/0.894=0.38 KN/m小计 6.6 KN/m
