宾馆毕业设计(2014年).doc 88页

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宾馆毕业设计(2014年).doc

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'青岛滨海学院土木工程专业毕业设计宾馆毕业设计前言毕业设计是大学本科教学计划中最后一个重要的教学环节,是对自身所学的专业知识的综合应用,也是进行房屋建筑设计或科学研究的综合训练,是前面各个教学环节的继续、深化和拓宽,是培养自身综合素质和工程实践能力的重要阶段。毕业设计的目的在于使我们接受到结构工程师所必需的综合训练,有利于从学校向工作岗位过渡,以便于更好地适应将来工作岗位的要求。本毕业设计课题为《宜居宾馆设计》,要求对此分别进行建筑设计和结构设计。建筑部分要求在总体规划的前提下,根据设计任务书的要求,综合考虑场地环境、使用功能、结构体型、施工、材料、建筑设备、建筑艺术及经济等条件,完成建筑方案比较、分析、确定,绘制建筑施工图和编写建筑设计说明书。结构设计包括结构选型及结构布置、主要框架的荷载计算、内力分析、截面设计、楼梯、基础、梁板的计算、绘制结构施工图。综合考虑建筑和结构设计要求,符合现行设计规范,按照学校毕业设计章程,最终完成本次毕业设计。本设计的内容涉及了建筑、结构两大方面,全面地包含了土木工程专业所学知识,是一次全面的设计演练;同时,设计研究的内容具有相当的深度和难度,是对设计人员的一次综合考核。本宾馆建筑设计按照可持续发展战略的原则,正确处理人与建筑和环境的相互关系,考虑保护生态环境,防止污染和破坏环境;贯彻节约用地、节约水电、能源、材料的原则;本设计综合考虑了建筑物的防火、抗震、抗风与采光要求、以人为本,满足人们的使用要求以及建筑规范的要求。本着适用、安全、经济、美观的原则,对宾馆的柱网尺寸、面积、层高以及荷载等设计应有较大使用上的灵活性,符合现代宾馆对餐饮、文化、休闲、娱乐要求。设计应达到的技术要求为满足实际施工要求,即所设计的内容正确、可行。为此,设计过程中要以标准设计规范为准绳,严格控制各设计内容满足规范和相关条例的要求。限于时间和经验等方面的原因,在设计中难免有不尽合理和完善之处,敬请指正。88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计1建筑设计1.1建筑设计说明建筑设计是在总体规划的前提下,根据设计任务书的要求,综合考虑场地环境、使用功能、综合选型、施工、材料、建筑设备、建筑艺术及经济等。着重解决了建筑物与周围环境、建筑物与各种细部构造的问题,最终确定设计方案,画出建筑施工图。本建筑根据“青岛滨海学院土木工程专业09级毕业设计任务书”设计。此宾馆所处地理位置优越,交通便利,环境优美,客流集中,适宜建筑。由于业主要求,宾馆要进行中等装修。按要求需设置各种标准房间,由于车流量大,故考虑加设适量面积的广场以供汽车行驶、回转和临时停放。标准层层高3.0m,底层和顶层可酌情加大。采用现浇钢筋混凝土框架结构,主体6层,现浇钢筋混凝土楼盖,围护结构为240mm普通灰砂砖墙,外墙装饰为水刷石、东西面刷粉色油漆,内墙装饰均为粉刷涂料。1.1.1建筑设计要求通过本次设计,使学生初步掌握宾馆建筑的组成、设计原则和设计方法,设计中遵循适用、经济、可能的条件下注意美观的原则,合理布置,同时考虑结构和施工的可行性,主要部分的设计要满足施工图的要求。本楼的使用功能主要为住宿及活动场所。1.1.2建筑设计图纸(1)总平面图:比例1:1000(2)底层平面图:比例1:100(3)其它层平面图:1:100(4)剖面图:比例1:100(5)立面图:比例1:100(6)构造节点详图:比例1:201.1.3建筑设计说明书说明书要言简意赅、图文并茂,主要阐述设计指导思想,具体内容可参考下列条目:(1)前言:说明拟设计建筑的意义、用途及设计依据。88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计(2)建筑设计概况:总平面图中场地位置的选择,建筑物规模等。(3)设计方案比较,分析其可行性。(4)立面设计特点及其立面表现说明。(5)各组成房间的使用功能说明。(6)主要房间的采光、通风、朝向、遮阳等问题是如何考虑的。(7)出入口、走廊、楼梯等设计如何满足功能需要、安全疏散和防火规范要求。(8)建筑各主要部件(如:基础、墙身、框架、楼地板层、楼梯、屋顶、门窗等)的材料选用、构造形式、特点要求及施工方法等必要的文字说明。(9)建筑物的技术经济指标、设计的优缺点和尚待解决的问题等。1.2总平面设计本工程为某公司拟建的宾馆,其功能为接待和举办各类中小型会议及接待的场所。工程概况如下:(1)工程名称:宜居宾馆(2)建设单位:林伟建设有限责任公司(3)建设场地:拟在某市珠山路新华书店对面新建一座宾馆。室内地坪标高相当于绝对高程218.27m。(4)建设规模:占地面积,总建筑面积左右,主体结构6层,无地下室。(5)本项目拟定开工日期:2013年7月1日,竣工日期:2014年9月30日。将本宾馆置于所给地形较为合理的位置,空出合理的行车道。在主体建筑北面设置停车场,其余地方布置绿化带。周边环境优美,交通便利,空气清新,是住宿、就餐、休闲娱乐的理想场所,绿化可遮阳挡风防尘防燥,改善环境等1.3建筑平面设计1.3.1功能分区建筑面积约6000mm2,主体部分为六层,分为客房部分和附属公共娱乐部分,客房区有标准间、套间,内部均设有卫生间,另外还有会议室,台球厅,多功能厅等分区。作为公用建筑,其平面、立面设计力求表达出温馨舒适的理念,设计更应该注重其经济价值。适用、安全、经济、使用方便是本设计的原则,两部分空间合理,连接紧凑,主次分明,使建筑空间的舒适度加以提高,追求人与建筑的和谐统一。88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计各种类型的民用建筑,从组合平面各部分面积的使用性质来分析,主要可归纳为使用部分和交通联系部分两大类:使用部分是指主要使用活动和辅助使用活动的面积,及各类建筑物中的使用房间和辅助房间。交通联系部分是指建筑物中各个房间之间、楼层之间和房间内外之间联系通行的面积,即各类建筑物中的走廊、门厅、过道、楼梯等占的面积。本拟建建筑南、北面的采光、通风条件均较好。因此,初步确定平面布置方案为:光照较好处布置宿舍,光照较差处布置楼梯间、厕所等。根据不同的功能用房的要求,初步确定竖向分区,并大体确定所设功能房间的种类、数量。在平面设计中,始终需要从建筑整体空间组合的效应来考虑,紧密联系建筑剖面和建筑立面,分析剖面立面的可能性和合理性;也就是说,我们从平面设计入手,但是要着眼于建筑空间的组合。1.3.2房间布置使用房间平面设计的要求应该符合相关的规定:1.房间的面积、形状和尺寸要满足室内使用活动和设备合理布置要求。初步确定房间的使用面积大小以后,还需进一步确定房间的形状和具体尺寸。房间的平面形状和尺寸,主要是由室内活动的特点、设备布置方式以及采光、通风等要求所决定。在满足使用要求的同时,我们还应从构成房间的技术经济条件及人们对室内空间的观感来确定,考虑房间的平面形状及尺寸。2.门窗的大小和位置,应考虑房间的出入方便,疏散安全,采光通风较好。房间门的设置主要从方便交通联系方面来考虑,有时也兼有采光和通风。并综合考虑房间面积的有效利用、人流活动及交通疏散、建筑外观及经济性等各个方面。为获得良好的天然采光,保证房间足够的照度值,房间必须开窗。窗口面积大小主要根据房间的使用要求、房间面积、及当地日照情况等因素来考虑。设计时可根据窗地面积比(窗洞口面积之和与房间地面面积比)进行窗口面积的估算。在平面图中所体现的最终结果是综合考虑门洞口的数量、疏散指标及便于交通和房间内最远一点到门口的距离不超过规定的限制(14m)而确定的。对于特殊用途的房间,门的数量和总宽度应按每100人60mm宽计算,并结合人流通行方便分别设双扇外开门于通道外,且每扇门宽度不应小于1400mm。3.楼梯宽度和布置楼梯是多层建筑物中常用的垂直交通联系工具88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计,应根据使用要求选择合适的形式、布置恰当的位置,根据使用性质、人流通行情况及防火规范综合确定楼梯的宽度及数量,并根据使用对象和使用场合选择最舒适的坡度。(1)楼梯的形式楼梯的形式主要有直行跑梯、平行双跑梯、三跑梯等形式。该宿宾馆采用平行双跑梯,它是民用建筑中最常用的一种形式,往往布置在单独的楼梯间中,占用面积少,使用方便。(2)楼梯的位置楼梯的具体位置可参阅民用建筑的安全疏散距离见表1-1。表1-1安全疏散距离名称房间之外部出口或封闭楼梯间的最大距离(m)位于两个外部出口或楼梯间之间的房间位于袋形走道两侧或尽端的房间耐火等级耐火等级一、二级三级四级一、二级三级四级托儿所、幼儿园2520---2015---医院、疗养院3530---2015---学校3530---2220---其他民用建筑403525222015注:不论采用何种形式的楼梯间,房间内最远一点到房门的距离,不应超过表1-1规定的袋形走道两端或尽端的房间从房门到外部出口或楼梯间的最大距离(3)楼梯的宽度和数量楼梯的宽度和数量主要根据使用性质、使用人数和防火规范来规定。本设计设平行双跑楼梯两个,符合安全疏散距离的规定。双跑楼梯的净宽度符合《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-95)的最小宽度的限值。(4)根据以上规定,本宾馆的总长度为61.2m,所以应设两部楼梯使房间内最远一点的距离不超过40m。88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计平面设计所设计的因素很多,如房间的特征及其相互关系,建筑材料,施工技术、建筑造价、节约用地以及建筑造型等方面的问题。平面设计实际上就是研究解决建筑功能、物质技术、经济及美观等问题。在本建筑的平面的设计过程中综合考虑这些因素,在房间分区时既要满足使用功能的要求,使其相互独立,在同时工作时不相互干扰,但其之间的相互联系又要有便利的交通线路。1.3.3入口台阶设计大门入口处设台阶,室内外高差为0.45m,坡道坡度不大于1/12,大厅设有3扇门,通过它可进入大厅内。台阶属于室外工程。台阶的高度一般不超过150mm,踏面宽度在350~400mm左右。台阶在雨雪天也使用,因此要设置防滑条。1.3.4防火设计在总平面设计中,由于所给场地较大,且场地四周皆被道路分隔,与周围的环境相隔较远,满足建筑设计防火规范关于防火间距的要求。沿建筑周围设宽度为六米的消防环线,车道设在环线的两侧,平时可作为进出宾馆的道路,一旦发生火灾,也可方便消防车辆进行灭火作业。该宾馆建筑的耐火等级为三级。根据规范要求安全出口不应少于两个,且楼梯不应少于两部,房间门口距外部出口或封闭楼梯间的最大距离不应超过40m。建筑内部的两部楼梯之间的距离不超过30m,分别分布在居住区的两端楼梯之间的客房都满足要求。最远的房间门口距最近的疏散楼梯不超过20m,满足防火要求。1.3.5通风、采光设计此建筑物为二级采光,根据GB/T5003-2009建筑采光标准,房间采光标准必须符合窗地面面积比不小于1/7的规定,由于宾馆的建筑面积较大,层高较小,为保证房间的采光,所以窗的宽度较大。走廊贯通整个居住区较长宽度较小,所以走廊以人工照明为主,自然采光为辅。因为场地的春夏两季多为东南风和西南风,空气可由走廊尽端门窗和宿舍的窗户进入,通过由另一端的走廊窗户吹出形成穿堂风。1.3.6变形缝设计变形缝是伸缩缝、沉降缝、抗88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计震缝的统称。在多层及高层建筑结构中,应尽量少设缝或者不设缝,这可简化构造、方便施工、降低造价、增强结构整体性和空间刚度。为此,在建筑设计时应通过调整平面形状、尺寸、体形等措施,在结构方面,应通过选择节点连接方式、配置构造钢筋、设置刚性层等措施,在施工方面,应通过分阶段施工、设置后浇带、做好保温隔热层等措施,来防止由于混凝土收缩、不均匀沉降、地震作用等因素所引起的结构或非结构构件的破坏。《建筑抗震设计规范》规定,抗震设防烈度为6度及以上地区的建筑,必须进行抗震设计。本地区地震设防烈度为7度,必须设置抗震缝。建筑根据其使用功能的重要性分为甲类、乙类、丙类、丁四个抗震设防类别。甲类建筑应属于重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑;乙类建筑应属于地震时使用功能不能中断或需要尽快恢复的建筑;丙类建筑应属于除甲、乙、丁类以外的一般建筑,丁类建筑应属于抗震次要建筑。本工程的抗震设防类别为丙类。丙类建筑,地震作用和抗震措施均应符合本地区抗震设防的要求。防震缝的最小宽度应符合下列要求:1.框架结构房屋的防震缝宽度,当建筑物高度不超过15m时其防震缝宽度可取70mm;建筑物高度超过15m时,防震烈度为6度时其高度每增加5m,防震缝宽度在70mm的基础上在增加20mm;防震烈度为7度时其高度每增加4m,防震缝宽度在70mm的基础上在增加20mm;防震烈度为8度时其高度每增加3m,防震缝宽度在70mm的基础上在增加20mm;防震烈度为9度时其高度每增加2m,防震缝宽度在70mm的基础上在增加20mm;2.防震缝两侧结构类型不同时,宜按需要较宽防震缝的结构类型和较低房屋高度确定。伸缩缝的设置,主要与结构的长度有关。框架结构中对于现浇式钢筋混凝土结构混凝土结构伸缩缝最大间距为55m。考虑到本设计是主体6层,由于本结构考虑防震设防的要求需设抗震缝,采用三缝合一的处理方法,考虑较低的建筑部分,缝的宽度为70mm。1.4建筑立面设计建筑立面主要表示房屋四周的外部形象。立面设计和建筑体型组合一样,也是在满足房屋使用要求和技术经济条件的前提下,适用建筑造型和立面构图的一些规律,紧密结合平面、剖面的内部空间组合进行的。建筑立面可以看成是由许多构造部件所组成:它们有墙体、梁柱等构成房屋的结构构件,有门窗、阳台、外廊等和内部使用空间直接连通的部件,以及台基、勒脚、檐口等主要起到保护外墙作用的组成部分。恰当的确立这些组成部分和构部件的比例和尺度,运用节奏韵律、虚实对比等规律,设计出体型完整,形式与内容统一的建筑立面。完整的立面设计,并不只是美观问题,它和平面、剖面的设计一样,同样也有使用要求,结构构造等功能的技术方面的问题。88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计1.4.1立面造型立面设计着重考虑建筑物的体量大小、体型组合、立面及细部处理等。在满足使用功能和经济合理的前提下,运用不同的材料、结构形式、装饰细部、构图手法等创造出预想的意境,从而不同程度地给人以明朗、轻快、简洁、朴素、大方、亲切、舒适、温馨的印象,加上建筑物体型庞大、与人们目光接触频繁,因此具有独特的表现力和感染力。建筑体型和立面设计是整个建筑设计的重要组成部分。外部体型和立面反映了内部空间的特征,但不能认为体型和立面设计只是内部空间的最后加工,是建筑设计完成后的最后处理,而应将平、剖面设计同时进行,并贯穿于整个设计的始终。本设计在方案一开始,就在功能、物质技术等制约条件下按照美观的要求考虑建筑体型及立面的雏形。随着设计的不断深入,在平、剖面设计的基础上对外部形象从总体到细部反复推敲、协调、深化,使之达到形式与内容完美的统一。建筑立面是由许多部件组成的,这些部件包括门窗、阳台、雨篷、勒脚等。立面设计就是恰当的确定这些部件的尺寸大小、比例关系以及材料色彩等。通过形的变换、面的虚实对比、线的方向变化等,以求得外形的统一与变化和内部空间与外形的协调统一。在进行本建筑的立面处理时,建筑立面是为了满足施工要求而按正投影绘制的,分别为正立面、背立面和侧立面,在每个立面的处理时考虑了几个面的相互协调和相邻面的衔接以取得统一。立面处理是在符合功能要求和结构要求上,对建筑空间造型的进一步深化,因此建筑外形运用了建筑物构件的直接效果,入口的重点处理以及少量装饰处理,对于本建筑更是力求简洁、明朗、朴素、大方,避免了繁琐装饰。本建筑采用的立面设计,富有创意、有时代感,正是突出了宾馆集休息、会议、娱乐于一身的便利、舒适、明朗、大方的特点。在满足设计要求的基础上添加了个人对于现代商务宾馆的概念理解,突出了现代快速、高效的生活节奏,满足商务人士对于宾馆的要求,做到以人为本,充分体现商务宾馆的设计理念。如图1-1所示:88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计图1-1南立面图1.4.2外墙装饰配以粉色油漆和灰色水刷石的勾线外墙面,给人以视觉上的美感。柱子外露,满足了建筑物的整体协调性,避免了因横向长度较纵向过长而造成立面比例的不均衡。简单而不单调,给人以简洁明快的美感。本建筑主体六层,无地下室。标准层层高均为3.0m,屋顶排水采用挑檐沟排水,屋面排水为室外有组织排水,室内外地坪高差为0.45m,防水材料使用TS复合防水卷材。1.4.3门窗设计(1)门的设置房间门的设置主要从方便交通联系方面来考虑,有时也兼有采光和通风。并综合考虑房间面积的有效利用、人流活动及交通疏散、建筑外观及经济性等各个方面。综上所述,确定门洞口尺寸的具体步骤如下:1)查出某场所的人员面积指标,如1人/m2,有房间面积确定房间容纳人数;2)查出疏散宽度指标,如0.75m/百人;3)得门洞口的尺寸。在平面图中所体现的最终结果是综合考虑门洞口的数量、疏散指标及便于交通和房间内最远一点到门口的距离不超过规定的限制(14m)而确定的。对于特殊用途的房间,门的数量和总宽度应按每100人60mm宽计算。餐厅外门、超市室门等对外的门均为塑钢门,双向平开。宾馆房间门也为塑钢门,采用单扇平开门。(2)窗的设置88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计为获得良好的天然采光,保证房间足够的照度值,房间必须开窗。窗口面积大小主要根据房间的使用要求、房间面积、及当地日照情况等因素来考虑。设计时可根据窗地面积比(窗洞口面积之和与房间地面面积比)进行窗口面积的估算。其具体步骤为Ⅰ:查窗地面积比;Ⅱ:根据房间面积计算窗洞口面积;Ⅲ:确定洞口尺寸(考虑模数的要求)。本宾馆窗户均使用印花玻璃。玻璃幕墙的玻璃分别要有挡风、挡雨、遮阳、保温、隔热、隔音、安全和美观的功能要求,因此在选择上非常慎重,本建筑采用热弯玻璃,就是将玻璃加热至软化点,然后形成一定弧形的建筑装饰材料。总之,门窗位置的确定应满足以下要求:Ⅰ:门窗位置应尽量使墙面完整,便于家具设备布置和合理组织人行通道;Ⅱ:门窗位置应有利于采光通风;Ⅲ:门的位置应方便交通,利于疏散。另外,门窗的开启方式一般有外开和内开,大多数房间的门均采用内开方式。对于公用房间如果面积超过60m2,且容纳人数超过50人的建筑,为确保安全疏散,这些房间的门必须向外开。为避免窗扇开启时占用室内空间,大多数的窗常采用外开方式。本设计符合《建筑设计防火规范》、《建筑设计抗震规范》、《建筑设计荷载规范》、等建筑设计规范。1.5建筑剖面设计剖面设计确定建筑物各部分高度,建筑层数,建筑空间的组合与利用,以及建筑剖面中的结构、构造关系等。它与平面设计是两个不同的方面反映建筑物内部空间的关系。平面设计着重解决内部空间的水平方向上的问题,而剖面设计主要研究竖向空间的处理,两个方面同样都涉及到建筑的使用功能、技术经济条件、周围环境等问题。房间的剖面形状主要是根据使用要求和特点来确定,同时也要结合具体的物质技术、经济条件及特定的艺术构想考虑,使之既满足使用要求又能达到一定的艺术效果。如图1-2所示:88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计图1-2剖面图房间的剖面设计,首先需要确定房间的净高和层高。房间的净高是指楼地面到结构层(梁、柱)地面或顶棚下表面之间的距离。层高是指该层楼地面到上一层楼面之间的距离。房间的高度恰当与否,直接影响到房间的使用、经济以及室内空间的艺术效果,在通常情况下,房间高度的确定主要考虑以下几个方面:1.人体活动及家具设备的要求房间的净高与人体活动尺度有很大的关系。为保证人们的正常活动,一般情况下,室内最小净高应使人举手不接触到顶棚为宜。为此房间净高应不低于2.2m。不同类型的房间,由于使用人数不同、房间面积大小不同,对房间的净高要求也不同。公共建筑的门厅是接纳、分配人流及联系各部分的交通枢纽,也是人们活动的集散地,人流较多,高度可较其它房间适当提高。除此之外,房间的家具设备以及人们使用家具设备所需的必要空间,也直接影响到房间的净高和层高。2.采光、通风要求房间的高度应有利于天然采光和自然通风,以保证房间必要的学习、生活及卫生条件。当房间允许两侧开窗时,房间的净高不小于总深度的1/4。房间的通风要求,室内进出风口在剖面上的高低位置,也对房间的净高有一定的影响。除此以外,容纳人数较多的公共建筑,应考虑房间的正常气容量,保证必要的卫生条件。3.结构高度及其布置方式的影响88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计在相同净高的情况下,结构布置不同,房屋的层高也相应不同。4.室内空间比例按照上述要求合理地确定房间高度的同时,还应注意房间的高宽比例给人以适宜的空间感觉。一般说来,面积大的房间高度要高一些,面积小的房间则可适当降低。1)层高的确定房间层高的确定首先要满足人体活动及家具设备的要求,为此房间的净高必须大于2.2m;其次房间的高度要有利于天然采光和自然通风;第三,房间高度受结构高度及其布置的影响;第四,要考虑建筑经济效果,层高是影响建筑造价的一个重要因素,在满足使用要求和卫生要求的前提下,适当降低层高可相应减小房屋的间距,节约用地,减轻房屋自重,改善结构受力情况,节约材料;第五,空间比例关系应给人适宜的空间感受。2)楼梯设计a.楼梯设计的要求:楼梯在剖面中的位置,是和楼梯在建筑平面中的位置以及建筑平面的组合关系密切联系在一起的,它作为建筑空间竖向联系的主要部件,其位置应明显,起到提示引导人流的作用,并要充分考虑其造型美观,人流通行顺畅,行走舒适,结合坚固,防火安全,同时还应满足施工和经济条件的要求。因此,需要合理的选择楼梯的形式、坡度、材料、构造做法,精心的处理好其细部构造。需要指出的是,为减少疲劳,梯段的踏步步数一般不宜超过18级,但也不宜少于3级,因为步数太少不易为人们察觉,容易摔倒。b.楼梯尺度Ⅰ.踏步尺度楼梯的坡度在实际应用中均有踏步高宽比决定。踏步的高宽比需根据人流行走的舒适、安全和楼梯间的尺度、面积等因素进行综合权衡。常用的坡度为1:2左右。楼梯踏步的踏步高和踏步宽尺寸一般根据经验数据确定,见表1-2:踏步的高度,成人以150mm左右较适宜,不应高于175mm。踏步的宽度(水平投影宽度)以300㎜左右为宜,不应窄于260mm。该楼的楼梯踏步的高度取为150mm,踏步的宽度取为300mm。能够满足规定,该设计较为合理。88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计表1-2踏步常用高度尺寸名称住宅幼儿园学校、宾馆医院剧院、会堂踏步高h(mm)150~175120~150140~160120~150120~150踏步宽b(mm)260~300260~280280~340300~350300~350Ⅱ.梯段尺度梯段尺度分为梯段宽度和梯段长度。梯段宽度应根据紧急疏散时要求通过的人流股数多少确定。每股人流按500-600mm宽度考虑。同时,需满足各类建筑设计规范中对梯段宽度的限定,如住宅≥1100mm,公共建筑≥1300mm等。梯段长度(L)则是每一梯段的水平长度,其值为L=b(N-1),其中b为踏面水平投影步宽,N为梯段踢面数,c平台宽度平台宽度分为中间平台宽度D1和楼梯平台宽度D2,对于平行和折行多跑等类型楼梯,其转向后的中间平台宽度应不小于梯段宽度,以保证通行与梯段同股数人流。Ⅲ.梯井宽度其宽度以60-200mm为宜,但本设计中考虑综合效果取100mmⅣ.梯尺寸计算根据层高H和初选步高h定每层踢面数N,N=H/h。N为偶数,当其为奇数或非整数时,可调整步高h;根据步数N和初选步宽b决定梯段水平投影长度L,L=(0.5N-1)b;确定是否设梯井C;Ⅴ.据楼梯间净宽A和梯井宽C确定梯段宽度a,a=(A-C)/2,同时检查其是否满足紧急疏散时人流股数要求;根据初选中间平台宽D1(D1≥a)和楼梯平台宽D2(D2≥a)以及L检验楼梯间进深井长度B,D1+L+D2=B。不满足时再对各值进行调整,直至满足要求。Ⅵ.杆扶手尺寸一般不小于900mm,供儿童使用的楼梯应在500-600mm高度增设扶手。Ⅶ、楼梯净空高度楼梯各部位的净空高度应保证人流通行和家具搬运,一般要求不小于2000mm,梯段范围内净空高度宜大于2200mm。88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计2结构设计2.1工程概况该工程为六层商务宾馆楼,建筑平面图如图2-1所示。首层层高为4.2m,标准层层高3.0m,室内外高差为0.45m,基础顶面距室外地面为0.550m,整体采用钢筋混凝土框架结构。图2-1建筑底层平面图2.1.1主要建筑做法(1)屋面做法(自上而下)三毡四油上铺小石子,20厚1:3水泥砂浆找平层,70厚水泥防水珍珠岩块保温层,20厚1:3水泥砂浆找平层,100厚现浇钢筋混凝土屋面板,20厚板底抹灰。(2)楼面做法(自上而下)地板砖面层,30厚1:3水泥砂浆结合层,100厚钢筋混凝土楼板,20厚石灰砂浆板底抹灰。(3)墙身做法240mm厚灰砂砖填充墙,用1:2.5水泥砂浆砌筑,内墙粉刷为混合砂浆底,纸筋灰面,厚10mm,"803”内墙涂料两度。外墙粉刷为20mm厚1:3水泥砂浆底,外墙面砖、涂料。88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计(4)门窗做法门窗均采用塑钢门窗,室内门为木门,见表2-1:表2-1门窗表类型设计编号洞口尺寸(mm)数量合计门M02400×30001M11000×210065M21500×210013M31800×210010M4900×210050ZM12100×24004ZM21800×24003窗C11200×150026C22100×1500115C32700×150028HC12700×1800122.1.2其它设计条件(1)工程地质条件①土层为第四纪堆积黄土状粉质粘土。属非自重湿陷类型,湿陷等级为I级。承载力特征值150kN/m2(Kpa),地形较为平坦,由南东向北西略有倾斜,地面绝对标高为222.27~219.55m。②场地地下水位在自然地面以下9.55~11.0m,绝对标高为210.00~210.37m,属潜水类型。地下水对混凝土结构不具腐蚀性,但在干湿交替条件下对钢筋混凝土结构中的钢筋具弱腐蚀性。③基本烈度为7度,场地类别II。(2)基本风、雪压W0=0.35kN/m2,S0=0.25kN/m2(3)屋、楼面活荷载:屋面0.5kN/m2,楼面活荷载(不上人)为:2.0kN/m288 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计2.2结构平面布置各层板、次梁的混凝土强度等级均为C30(fc=14.3N/mm2,ft=1.43N/mm2)框架梁的混凝土强度等级为C40(fc=19.1N/mm2,ft=1.71N/mm2)2.2.1梁、柱截面尺寸初选(1)梁截面初选框架梁:取h=500mm,b=250mm连系梁:取b×h=200mm×350mm(2)柱截面初选柱截面尺寸初选,要同时满足最小截面、侧移刚度限值和轴压比等诸多因素的影响。对于较低设防烈度的地区的居住地区的多层民用框架建筑结构,一般可通过满足轴压比限值进行截面估计。本宾馆建筑房屋高度<30m,由抗震规范可知,抗震等级为三级,按轴压比限值为0.9进行截面估计。=1.25×12×14.58×6=1312.2kN/m2选取柱截面尺寸:600mm×600mm2.2.2结构计算简图结构计算简图如图2-2所示,其中在求梁截面惯性矩时考虑到现浇板的作用,取I=2I0(I0为不考虑楼板翼缘作用时的梁截面惯性矩)图2-2结构计算简图88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计根据地质资料,确定基础顶面离室外地面为550mm,由此求得底层层高为4.2m。AB、CD跨梁:-4E(m3)BC跨梁:-4E(m3)上部各层柱:-4E(m3)底层柱:-4E(m3)2.3楼板设计查资料可知:主梁的跨度一般在5~8m为宜,梁高为跨度的1/15~1/10;次梁的跨度一般为4~6m,梁高为跨度的1/18~1/12,梁宽为跨高的1/3~1/2;由此计算主次梁尺寸。lo2/lo1≥3的板为单向板,lo2/lo1≤2的板为双向板,对于2<lo2/lo1<3的板,可按单向板计算,但应适当增加沿长跨方向的分布钢筋,以承担长跨方向的弯矩。板采用100厚现浇钢筋混凝土板,20厚地板砖面层,30厚1:3水泥砂浆结合层,20厚石灰砂浆抹底,混凝土采用C30,钢筋选用HRB335、HRB400。楼面活荷载标准值:qk=2.0kN/m2。按塑性绞线法设计:2.3.1荷载统计20厚地板砖面层0.02×19.8=0.396kN/m230厚1:3水泥砂浆结合层0.03×20=0.60kN/m2100现浇钢筋混凝土板0.10×25=2.5kN/m220厚石灰砂浆板底抹灰0.02×17=0.34kN/m2---------------------------------------------------------------------恒荷载标准值3.836kN/m2恒荷载设计值g=1.2×3.836=4.6032kN/m2活荷载设计值q=1.4×2.0=2.80kN/m2合计7.4032kN/m2取设计值为7.4kN/m288 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计2.3.2B1的计算(双向板)(1)计算简图如图2-3所示:250×500200×350图2-3计算简图(2)计算跨度现浇板在墙上的支承长度不小于100mm,取板在墙上的支承长度为120mm,按塑性铰线法计算,板的计算跨度:Lo1=3400-120-250/2+100/2=3205mmLo2=4200-120-200/2+100/2=4030mm(3)弯矩设计值首先假定边缘板带跨中配筋率与中间板带相同,支座截面配筋率不随板带而改变,取同一数值。跨中钢筋在离支座l1/4处间隔弯起。取,,B1两临边连续两临边简支。将各值代入(支座弯矩取绝对值):=1/12×7.4×3.2052×(3×4.03-3.205)=56.28所以m1u=1.608kN·m88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计(4)截面设计令,截面有效高度确定:假定选用8钢筋,环境类别一级,C30混凝土,板的最小保护层厚度c=15mm。则l01方向的跨中截面h01=100-15-4=81mm,l02方向跨中截面的h02=100-15-12=73mm,支座截面h0=81mm。周边与梁整体连接的双向板区格,弯矩设计值按以下情况适度折减:当lb/l0<1.5时减小20%;当1.5≤lb/l0≤2.0时减小10%。各区格板的截面配筋计算见表2-2:表2-2按塑性理论设计的截面配筋截面支座处跨中弯矩设计1.608×0.8=1.2861.108×0.8=0.8142.036×0.8=1.629=0.014=0.0110.0170.0140.0110.017计算配筋0.014×1000×81×1.0×=54.050.011×1000×73×1.0×=38.2865.64实际配筋8@200,251mm28@200,251mm28@200或=0.25%,符合要求。88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计2.3.3双向板的配筋B2、B3、B5、B8、B9、B11、B12、B13、B14、B15、B17的计算与B1相近。因为B15、B17板形状不规则,此处为计算方便取规则矩形板形状计算,计算过程省略仅将配筋结果列出,见表2-3:表2-3双向板的配筋板的名称支座处跨中B28@200,2518@200,2518@200,251B38@200,2518@200,2518@200,251B58@200,2518@200,2518@200,251B88@200,2518@200,2518@200,251B98@200,2518@200,2518@200,251B108@200,2518@200,2518@200,251B118@200,2518@200,2518@200,251B128@180,2798@180,2798@180,279B138@180,2798@180,2798@180,279B158@200,2798@200,2798@200,279B178@180,2798@180,2798@180,279B4、B6的计算方法与B1相近,但略有不同,因n=l02/l01>1.5,故折减按10%计算,B18计算形状不规则,本次设计计算时按B6形状计算,计算过程省略仅将配筋结果列出,见表2-4:88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计表2-4双向板的配筋板的名称l01方向跨中l02方向跨中支座处跨中B48@200,251mm28@200,251mm28@200,251mm2B68@200,251mm28@200,251mm28@200,251mm2B188@200,251mm28@200,251mm28@200,251mm22.3.4B7的计算(单向板)(1)计算跨度板的计算跨度:lo=ln=2400-200=2200mm取1m宽板带作为计算单元,其计算简图如图2-4所示:200×350250×400图2-4板计算简图kN·mkN·m(2)配筋计算材料选用C30混凝土,fc=14.3N/mm2,HRB335钢筋,fy=300N/mm2,板厚100mm,ho=100-20=80mm。板的配筋计算过程见表2-5:88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计表2-5按塑性理论设计的截面配筋截面支座处跨中弯矩设计2.9853.5820.0340.040计算配筋0.034×1000×80×1.0×=129.650.040×1000×80×1.0×=152.53实际配筋8@200,2798@200,279计算结果表明,ξ均小于0.35,符合塑性内力重分布的原则;配筋率或=0.25%,符合要求。2.3.5单向板的配筋B16、B18也为单向板,计算过程与B6类似,计算过程省略,这里仅列出计算结果,见表2-6:表2-6单向板的配筋板的型号支座处跨中B168@180,279mm28@180,279mm2B188@180,279mm28@180,279mm22.4屋面板设计2.4.1屋面板的平面布置图屋面板的平面布置图详见结构施工图88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计2.4.2荷载统计恒荷载标准值三毡四油上铺小石子0.4kN/m20mm厚水泥砂浆找平层0.02×20=0.4kN/m270mm厚水泥防水珍珠岩块保温层0.07×4=0.28kN/m220mm厚水泥砂浆找平层0.02×20=0.4kN/m2100mm厚现浇钢筋混凝土楼板0.1×25=2.5kN/m220mm厚石灰砂浆板底抹灰0.02×17=0.34kN/m2小计4.32kN/m2活荷载标准值0.5kN/m²恒荷载分项系数取1.2,因楼面活荷载标准值小于4.0kN/m²,所以活荷载分项系数应取1.4。于是板的恒荷载设计值为g=1.2×4.32=5.18kN/m2活荷载设计值为:q=1.4×0.5=0.7kN/m2荷载总设计值:g+q=5.88kN/m22.4.3WB2的设计两板的面积相同,WB2三边连续,一边简支,计算简图如图2-5所示:(1)计算简图200×350图2-5WB2计算简图(2)计算跨度l01=4200-250=3950mml02=5400-200=5200mm(3)弯矩设计值首先假定边缘板带跨中配筋率与中间板带相同,支座截面配筋率不随板带而改变,取同一数值。,n=l02/l01=5200/3950=1.316<1.5,88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计(1.316-1/8)m1u=4.704m1u3/4×0.577×3.95×m1u=1.709m1u=1.316×2×3.95m1u=10.396m1u=0.577×2×3.95m2u=4.558m2u(4)截面设计,,,,,截面有效高度:假定选用8钢筋,环境类别一级,C30混凝土,板的最小保护层厚度c=15mm.则l01方向的跨中截面h01=81mm,l02方向跨中截面的h02=73mm,支座截面h0=81mm。各区格板的截面配筋计算列于下表,见表2-7:表2-7按塑性理论设计的截面配筋截面方向跨中方向跨中支座处弯矩设计2.084×0.8=1.6671.202×0.8=0.9624.168×0.8=3.334=0.018=0.0130.0360.0180.0130.037计算配筋0.018×1000×81×1.0×=69.4980.013×1000×73×1.0×=45.236142.857实际配筋8@200,2518@200,2518@20088 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计配筋率或,符合要求。2.4.4WB1、3、4、5、7、8、9、12的计算WB1、3、4、5、12也是双向板,其计算方法和过程与B2相同。WB7、8、9形状不规则,为方便计算,按规则矩形近似计算,对其计算过程省略,只将最后的配筋情况列于下表中,见表2-8:表2-8按塑性理论设计的截面配筋截面方向跨中方向跨中支座处WB18@200,2518@200,2518@200,251WB38@200,2518@200,2518@200,251WB48@200,2518@200,2518@200,251WB58@200,2518@200,2518@200,251WB78@200,2518@200,2518@200,251WB88@200,2518@200,2518@200,251WB98@200,2518@200,2518@200,251WB128@200,2518@200,2518@200,2512.4.5单向板WB6的设计(1)计算跨度板的计算跨度:lo=ln=2400-200=2200mm取1m宽板带作为计算单元,其计算简图如图2-6所示:88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计250×400200×350图2-6WB6计算简图(2)配筋计算材料选用C30混凝土,fc=14.3N/mm2,HRB335钢筋,fy=300N/mm2,板厚100mm,h0=100-20=80mm。板的配筋计算过程见表2-9、2-10:表2-9按塑性理论设计的截面配筋截面支座处跨中弯矩设计2.9853.582=0.033=0.0390.0340.040计算配筋0.034×1000×80×1.0×=129.650.040×1000×80×1.0×=152.53实际配筋8@180,2798@180,279计算结果表明,ξ均小于0.35,符合塑性内力重分布的原则;配筋率=0.45×%或0.2%×=0.25%,>符合要求。88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计表2-10单向板的配筋板的型号支座处跨中WB68@180,2798@180,279WB108@180,2798@180,279WB118@180,2798@180,279WB138@180,2798@180,2792.5连系梁的设计2.5.1荷载计算考虑塑性内力重分布计算l01=3400-200=3200mml02=4200-250=3950由B1板传来的恒载(等效后均布荷载,等效梯形)墙体自重0.24×(3-0.35)×18=11.448kN/m墙体抹灰粉刷0.02×(3-0.35)×17×2=1.802kN/m总计13.25kN/m设计值13.25×1.2=15.9kN/m次梁自重(0.35-0.1)×0.2×25=1.25kN/m次梁粉刷0.02×(0.35-0.1)×2×17=0.17kN/m设计值(1.25+0.17)×1.2=1.704kN/m作用在连系梁上的永久荷载设计值:g=8.74+15.9+1.704=26.344kN/m可变荷载设计值q=2.0×1.4×3.4=9.52kN/m荷载总设计值g+q=35.864kN/m88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计2.5.2计算简图简化为五跨连系梁,截面尺寸为:200mm×350mm计算跨度:l0=ln=4200-250=3950mm计算简图如图2-7所示:图2-7连系梁计算简图2.5.3内力计算均布荷载作用下,计算简图如图2-8所示:图2-8连系梁计算简图弯矩设计值剪力设计值88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计2.5.4正截面强度计算(1)正截面受弯承载力正截面受弯承载力计算时,跨内按T形截面计算,板可以作为翼缘参与工作。翼缘的计算宽度可取下列值中的较小值。因为:=0.317>0.1,所以仅按计算跨度L和梁肋净距Sn考虑。(翼缘计算宽度)=3.4m>1.40m取,支座截面翼缘受拉,仍按矩形梁计算。选用C30混凝土,,,环境类别一级,梁的最小保护层厚度c=25mm,一排纵向钢筋.纵向钢筋采用HRB400钢筋,fy=360N/mm2×(315-100/2)=128.84kN·m>50.87kN·m属于第一类截面,正截面承载力计算过程见表2-11:(2)斜截面强度计算梁斜截面受剪承载力计算包括:截面尺寸的复核、腹筋计算和最小配箍率验算。验算截面尺寸:88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计表2-11连系梁正截面强度计算截面A1B2C3弯矩设计值(kN·m)-34.9739.97-50.8734.97-39.9734.97或=0.0990.0200.1430.0180.1130.0180.1040.0200.1550.0180.1200.018或0.104×250×315×14.3/360=325.30.020×1400×315×14.3/360=350.4484.9315.3375.4315.3选配钢筋(mm2)3C16,6033C16,6033C166033C166033C16,6033C16,603计算结果表明,支座截面的均小于0.35,符合塑性内力重分布的原则,,或0.2%,>符合要求。截面尺寸满足要求。计算支座B左侧截面,由,=2π(d/2)×(d/2)=56.6可得到箍筋间距则按构造配箍筋:88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计mm,连梁箍筋间距取s=200mm,加密区间距100mm。因此连梁箍筋选用C6@100/200(2),经验算满足构造要求。2.6荷载统计2.6.1恒荷载计算(1)屋面框架梁线荷载标准值①屋面恒荷载标准值计算三毡四油上铺小石子0.40kN/m220厚1:3水泥砂浆找平层0.02×20=0.40kN/m270厚水泥防水珍珠岩块保温层0.07×4=0.28kN/m220厚1:3水泥砂浆找平层0.02×20=0.40kN/m2100厚钢筋混凝土楼板0.10×25=2.50kN/m220厚板底抹灰0.02×17=0.34kN/m2----------------------------------------------------------------------------------------------------屋面恒荷载汇总4.32kN/m2②框架梁及粉刷自重(a)边跨(AB,CD跨)框架梁自重0.25×0.50×25=3.13kN/m边跨梁侧粉刷2×(0.50-0.1)×0.02×17=0.27kN/m(b)中跨(BC跨)框架梁自重0.25×0.40×25=2.50kN/m中跨梁侧粉刷2×(0.40-0.1)×0.02×17=0.20kN/m③作用在顶层框架梁上的线荷载标准值g6AB1=g6CD1(自重,均布)3.4kN/mg6AB2=g6CD2(恒载传来)4.32×4.2=18.14kN/mg6BC1(自重,均布)2.70kN/mg6BC2(恒载传来)4.32×2.4=10.37kN/m(2)楼面框架梁线荷载标准值①楼面恒荷载标准值计算20厚点板砖面层外加结合剂0.02×19.8=0.396kN/m288 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计30厚1:3水泥砂浆结合层0.03×20=0.60kN/m2100厚钢筋混凝土楼板0.10×25=2.5kN/m220厚石灰砂浆板底抹灰0.02×17=0.34kN/m2----------------------------------------------------------------------------------------------------楼面恒荷载汇总3.836kN/m2②边跨框架梁及粉刷自重(均布)3.4kN/m③边跨框架梁填充墙自重0.24×(3.0-0.50)×19=11.4kN/m边跨墙面粉刷自重2×(3.0-0.50)×0.02×17=1.7kN/m④中跨框架梁及粉刷自重(均布)2.70kN/m作用在中间层框架梁上的线荷载为:gAB1=gCD1=3.4+11.4+1.7=16.5kN/mgBC1=2.70kN/mgAB2=gCD2=3.836×4.2=16.11kN/mgBC2=3.836×2.4=9.21kN/m(3)屋面框架节点集中荷载标准值①顶层边节点集中荷载边柱纵向连系梁自重0.20×0.35×4.2×25=7.35kN边柱纵向连系梁粉刷2×(0.35-0.1)×0.02×4.2×17=0.71kN连系梁传来屋面自重0.5×4.2×0.5×4.2×4.32=19.05kN挑檐沟自重0.3×0.07×4.2×2.5=2.21kN挑檐沟粉刷2×0.02×0.3×4.2×20=1.01kN----------------------------------------------------------------------------------------------------汇总G6A=G6D=30.33kN②顶层中节点集中荷载中柱纵向连系梁自重0.20×0.35×4.2×25=7.35kN中柱纵向连系梁粉刷2×(0.35-0.1)×0.02×4.2×17=0.71kN连系梁传来屋面自重梯形:0.5×(4.2+4.2-2.4)×1.2×4.32=15.93kN三角形:0.5×4.2×0.5×4.2×4.32=19.05kN88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计汇总G6B=G6C=43.04kN(4)楼面框架节点集中荷载标准值①中间层边节点集中荷载边柱纵向连系梁自重7.35kN边柱纵向连系梁粉刷0.71kN塑钢门窗自重2.1×1.5×0.45=1.42kN窗上下墙体自重0.24×1.2×3.6×19=18.66kN窗上下墙体粉刷2×0.02×1.2×3.6×17=2.94kN窗边墙体自重0.24×19×1.5×(3.6-2.1)=9.72kN窗边墙体粉刷2×0.02×(3.6-2.1)×1.5×17=1.53kN框架柱自重0.60×0.60×3.0×25=27kN框架柱粉刷(0.60×4-0.24×3)×0.02×3.0×17=1.71kN连系梁传来的(三角形)0.5×4.2×0.5×4.2×3.84=16.93kN----------------------------------------------------------------------------------------------------汇总GA=GD=87.97kN②中间层中节点集中荷载中柱纵向连系梁自重7.35kN中柱纵向连系梁侧粉刷0.71kN内纵墙自重3.6×(3.0-0.35)×0.24×19=43.5kN内纵墙粉刷3.6×(3.0-0.35)×2×0.02×17=6.49kN扣除门洞重加上门重-2.1×1.0×(19×0.24+0.04×17-0.2)=-10.58kN框架柱自重27kN框架柱粉刷1.71kN连系梁传来的(三角形)0.5×4.2×0.5×4.2×3.84=16.93kN(梯形)0.5×(4.2+4.2-2.4)×1.2×3.84=14.16kN----------------------------------------------------------------------------------------------------汇总GB=GC=107.27kN(5)首层框架节点集中荷载标准值①第一层边节点集中荷载88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计边柱纵向连系梁自重7.35kN边柱纵向连系梁粉刷0.71kN塑钢门窗自重2.1×1.5×0.45=1.42kN窗上下墙体自重0.24×19×(4.2-1.5-0.35)×3.6=38.58kN窗上下墙体粉刷2×0.02×(4.2-1.5-0.35)×3.6×17=5.75kN窗边墙体自重9.72kN窗边墙体粉刷1.53kN框架柱自重0.60×0.60×4.2×25=37.8kN框架柱粉刷(0.60×4-0.24×3)×0.02×4.2×17=2.4kN连系梁传来的16.93kN----------------------------------------------------------------------------------------------------汇总GA=GD=122.19kN②中间层中节点集中荷载中柱纵向连系梁自重7.35kN中柱纵向连系梁侧粉刷0.71kN中间连系梁承受板重16.93+0.5×(4.2+4.2-2.4)×1.2×3.84=31.09kN内纵墙自重0.24×19×3.6×(4.2-0.35)=63.20kN内纵墙粉刷3.6×(4.2-0.35)×2×0.02×17=9.42kN扣除门洞重加上门-2.1×1.0×(18×0.24+0.04×17-0.2)=-10.58kN框架柱自重37.8kN框架柱粉刷2.4kN----------------------------------------------------------------------------------------------------汇总GB=GC=141.39kN(6)恒荷载作用下的计算简图,如图2-9所示:88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计图2-9恒荷载作用下的结构计算简图(单位kN)2.6.2活荷载计算查表可知:宾馆活荷载标准值2.0kN/m2,宾馆走廊活荷载标准值2.0kN/m2,不上人屋面活荷载标准值0.5kN/m2。(1)屋面、楼面活荷载标准值计算p6AB=p6CD=2.0×5.4=10.8kN/mp6BC=2.0×2.4=4.8kN/mP6A=P6D=0.5×4.2×0.5×4.2×2.0=8.82kNP6B=P6C=0.5×(4.2+4.2-2.4)×1.2×2+0.25×4.2×4.2×2=16.02kNpAB=pCD=2.0×5.4=10.8kN/mpBC=2.0×2.4=4.8kN/mPA=PD=0.25×5.4×4.2×2.0=11.34kNPB=PC=11.34+0.25×4.2×2.4×2.0=16.38kN楼面活荷载作用下的计算简图,如图2-10所示:88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计2-10楼面活荷载作用下的结构计算简图2.7内力计算2.7.1框架侧移刚度计算主梁的线刚度见表2-12,采用C40的混凝土,E=3.25×104N/mm2=3.25×107kN/m2为方便设计,假定梁的截面惯性矩I沿轴线不变,对现浇楼盖,中框架取I=2IO边框架取I=1.5IO,IO为矩形截面梁的截面惯性矩。表2-12梁线刚度计算表断面b×h(m2)跨度l(m)矩形截面惯性矩I0(m4)边框架梁中框架梁(m4)(kN/m)(m4)(kN/m)0.25×0.505.402.60×10-33.90×10-32.35×1045.20×10-33.13×1040.25×0.402.401.33×10-32.00×10-32.71×1042.66×10-33.60×1040.20×0.354.200.71×10-31.07×10-30.83×1041.42×10-31.10×10488 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计表2-13柱线刚度计算表层次/mm/(N/mm2)/mm×mm/m4线刚度(kN/m)c152003.25×104600×60010.8×10-36.75×1042-630003.25×104600×60010.8×10-311.7×104根据梁柱线刚度比的不同,柱可以分为中框架中柱和边柱,边框架中柱和边柱以及楼、电梯间柱等。以下为中框架梁柱线刚度比的计算过程:底层:,,标准层:,,中框架柱的侧移刚度D值,见表2-14:表2-14框架柱的侧移刚度层次边柱(2根)中柱(2根)10.460.39116831.000.601797329656×2=593122~60.270.12187200.580.223432053040×2=1060802.7.2横向水平荷载下框架结构的内力和侧移计算(1)自振周期的计算按顶点位移计算方法,充分考虑填充墙对框架刚度的影响,计算取基本周期调整系数88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计,按照D值法进行计算,结果见表2-15:G6(kN)=30.33×2+43.04×2+2.7×2.4+3.4×5.4×2+0.5×10.37×2.4+0.5×(5.4+1.2)×18.14×2+0.5×(8.82×2+16.02×2+0.5×4.8×2.4+0.5×(5.4+1.2)×10.8×2)=385kNG5(kN)=87.97×2+107.27×2+16.5×5.4×2+2.7×2.4+0.5×9.21×2.4+0.5×(5.4+1.2)×16.11×2+0.5(11.34×2+16.38×2+0.5×4.8×2.4+0.5×(5.4+1.2)×10.8×2)=759kNG4(kN)=G3(kN)=G2(kN)=G5(kN)=759kNG1(kN)=122.19×2+141.39×2+16.5×5.4×2+2.7×2.4+0.5×9.21×2.4+0.5×(5.4+1.2)×16.11×2+0.5(11.34×2+16.38×2+0.5×4.8×2.4+0.5×(5.4+1.2)×10.8×2)=896kN表2-15顶点的假想侧移计算层次(kN)(kN)(m)(m)63853851060800.00360.1624575911441060800.01080.1588475919031060800.01790.1480375926621060800.02510.1301275934211060800.03220.105018964317593120.07280.0728则(2)横向水平地震作用计算本设计中,结构高度不超过40m,质量和刚度沿高度分布比较均匀,变形以剪切为主,故可用底部剪力法计算水平地震作用,故结构总水平地震作用标准值按式计算,基本烈度7度,场地类别Ⅱ类。88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计,所以不考虑顶部附加水平地震作用:顶点附加地震作用为:计算过程见表2-16:表2-16各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表层次/m/kN/kN·m/kN/kN51014620.238577970.15343.9343.93517.2759130550.25673.50117.43414.2759107780.21160.58178.01311.275985010.16747.95225.9628.275962240.12235.03260.9915.289646590.09126.13287.12各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布,如图2-11所示:图2-11横向水平地震剪力及楼层地震剪力(3)水平地震作用下的位移验算其中采用公式如下,验算过程见表2-17:88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计表2-17横向水平地震作用下的位移验算层次/kN/(KN/m)/m/mm/mm643.931060800.4112.6330005117.431060801.1112.2230004178.011060801.6811.1130003225.961060802.139.4330002260.991060802.467.3030001287.12593124.844.845200可见最大层间位移角发生在第一层,其值为1/1074<1/550,满足(4)水平地震作用下框架内力分析计算过程,见表2-18、2-19:,弯距计算各柱反弯点高度比y确定视为由水平地震作用时查表而定y1为上下层梁线刚度变化时反弯点高度比的修正值,首层不考虑y1。y2,y3为上,下层层高变化时反弯点高度比的修正值。层次/m/KN边柱88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计/(N/mm)y63.043.93106080187207.750.270.122.7920.4653.0117.431060801872020.720.270.28516.0444.4443.0178.011060801872031.410.270.38536.2857.9533.0225.961060801872039.880.270.4553.8465.8023.0260.991060801872046.060.270.5373.2564.9415.2287.12593121168356.560.460.72211.7682.35表2-18柱端弯矩及剪力计算层次/m/KN/(N/mm)中柱y63.043.931060803432014.210.580.2912.3630.2753.0117.431060803432037.990.580.3944.4569.5243.0178.011060803432057.590.580.4577.7595.0233.0225.961060803432073.100.580.4598.69120.6223.0260.991060803432084.440.580.50126.66126.6615.2287.12593121797387.001.000.60271.44180.96表2-19柱端弯矩及剪力计算对底层柱需考虑修正值y2(两次线性内差计算)第二层柱需考虑y2和y3其余各层柱均无修正,,表2-20梁端弯矩,剪力及柱轴力计算88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计层次边梁楼道梁柱轴力边柱中柱620.4614.075.46.3944.3444.342.436.95-6.39-30.56547.2338.075.415.8043.8143.812.436.51-22.19-51.27473.9964.855.425.7174.6274.622.462.18-47.90-87.743102.0892.245.435.99106.13106.132.488.44-83.89-140.192118.78104.795.441.40120.56120.562.4100.47-125.29-199.261155.60143.045.455.30164.58164.582.4137.15-180.59-281.11图2-12地震作用下梁端剪力及柱轴力图(单位kN)88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计图2-13地震作用下的框架弯矩图(单位kN.m)2.7.3横向风荷载作用下框架结构内力和侧移计算(1)风荷载标准值计算公式---风载体型系数,由规范查的=0.8(迎风面)和=-0.5(背风面);---高度Z处的风振系数。因高度H<30m,不考虑风压脉动的影响,故取风振系数---基本风压,取=0.35kN/m2。---风压的高度变化系数。按C类粗糙度考虑。由公式q(z)=4.2×0.35计算沿房屋高度的分布风荷载标准值,将风荷载换算成作用于框架每层节点上的集中荷载,计算过程见表2-21:88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计其中Z为框架节点至室外地面的高度,A为一榀框架各节点的受风面积。按C类粗糙度考虑。表2-21风荷载计算层次Hi(m)(kN/m2)q1(z)(kN/m)q2(z)(kN/m)61.019.20.820.350.960.6051.016.20.760.350.890.5641.013.20.740.350.870.5431.010.20.740.350.870.5421.07.20.740.350.870.5411.04.20.740.350.870.54框架结构分析时,应按静力等效原理将图中的分布荷载转化为节点集中荷载,如图2-14、2-15所示:图2-14风荷载沿房屋高度的分布图2-15等效节点集中荷载风荷载作用下的水平位移验算由计算层间剪力Vi,求出层间侧移刚度:计算结果见表2-22:88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计表2-22位移验算层次123456/KN5.924.274.274.274.394.57/KN27.6921.7717.5013.238.964.57/(N/mm)59312106080106080106080106080106080/mm0.470.210.160.120.080.04/mm0.470.680.840.961.041.081/110641/44121/35711/31251/28851/2778风荷载作用下框架的最大层间位移角为1/2778,远小于1/550,满足规范要求。(2)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,此处省略,风作用下的弯矩、梁端剪力及柱轴力如图2-16、2-17所示:图2-16水平风荷载作用下梁端剪力及柱轴力图(单位kN)88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计图2-17水平风荷载作用下框架弯矩图(单位kN.m)2.7.4竖向荷载作用下的框架结构的内力计算(1)横向框架内力计算见表2-23、2-24:荷载计算:顶层:把三角形荷载化作等效荷载kN/m把梯形化成等效荷载kN/mkN/m88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计表2-23横向框架恒载汇总表层次(kN/m)(kN/m)(kN/m)(kN/m)(kN)(kN)(kN·m)(kN·m)(kN)(kN)63.42.718.1410.3730.3343.0400001~516.52.716.119.2187.97107.270000表2-24横向框架活载汇总表层次(kN/m)(kN/m)(kN/m)(kN/m)(kN)(kN)(kN·m)(kN·m)(kN)(kN)60010.84.88.8216.0200001~50010.84.811.3416.380000标准层:把三角形荷载化作等效荷载把梯形化成等效底层:把三角形荷载化作等效荷载把梯形化成等效用分层法将架构分为三大部分,顶层、标准层、底层,然后利用位移分配法计算内力。88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计顶层:由,52.9+7.32=118.097.32+72.42=-103.15解得2.22-1.67=84.36=42.49=-84.36=111.44=-63.93=-31.97=-47.51=25.10标准层:88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计同理由,解得1.14-0.84=43.64=21.82=43.64=21.82=-87.28=93.74=-32.16=-16.08=-32.16=-16.08=-29.42底层:底层算法同标准层,=40.70=20.35=40.70=20.35=-81.4=76.09=-22.75=11.38=-22.75=11.38=-30.59解得1.61-0.9088 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计力矩的叠加和分配:顶层A轴顶层B轴标准层A轴标准层B轴同理可求得其他力矩值。所得弯矩如图2-18所示剪力以及柱轴力图见表2-25:88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计图2-18竖向恒载作用下框架弯矩图(单位:kN.m)表2-25恒荷载作用下梁端剪力及柱轴力层次荷载引起剪力弯矩引起剪力总剪力柱轴力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱N顶N底N顶N底639.119.46-0.70038.4139.819.46188.50215.95197.77225.22571.138.77-0.70070.4371.838.77423.17450.62486.69514.14471.138.77-0.69070.4471.828.77657.84685.29775.61803.06371.138.77-0.62070.5171.758.77892.49919.941064.551092.00271.138.77-0.97070.1672.108.771127.211159.881353.421386.09171.138.77-1.42069.7172.558.771366.631399.301645.701678.3788 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计6层:kNkN5层:kNkN1层:kNkN同理活载作用下框架弯矩、梁端剪力及柱轴力计算方法同恒载作用相同,所求得弯矩如图2-19所示,梁端剪力及柱轴力见表2-26:图2-19竖向活荷载作用下框架梁柱弯矩图(单位:kN.m)88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计表2-26活荷载作用下的梁端剪力及柱轴力层次荷载引起剪力弯矩引起剪力总剪力柱轴力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱N顶=N底N顶=N底617.826.220.035017.7917.866.2238.5556.49517.826.22-0.18017.6418.006.2277.32112.76417.826.22-0.14017.6817.966.22116.06169.06317.826.22-0.13017.6917.956.22154.79225.37217.826.22-0.23017.5918.056.22193.54281.66117.826.22-0.14017.6817.966.22232.31337.93对于各楼层2.7.5横向框架内力组合(1)结构抗震等级:结构的抗震等级可根据结构类型,地震烈度,房屋高度等因素,可确定本工程的框架为三级抗震等级。(2)框架梁内力组合:本设计考虑了四种内力组合,,。此外,对本工程,种内力组合与考虑地震作用的组合相比一般较小,对结构设计不起控制作用,故不予考虑。表中SGK、SQK两列中的梁端弯矩M为经过调幅后的弯矩(调幅系数取0.8)(388 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计)各种荷载情况下的框架内力求得后,根据最不利又是可能的原则进行内力组合。当考虑结构塑性内力重分布的有利影响时,应在内力组合之前对竖向荷载作用下的内力进行调幅。由于构件控制截面的内力值应取支座边缘处。为此,进行组合前应将框架梁的内力均算至梁端柱边截面,在进行内力组合,并且考虑活荷载最不利布置的影响,将跨中截面弯矩均放大1.2倍。注意:各跨中正弯矩仍不应小于相应简支梁跨中弯矩的1/2,若不满足此条件,则按1/2简支梁跨中弯矩计算。当地震作用时,应分别考虑恒荷载的组合及重力荷载代表值与地震作用的组合,并比较二种组合的内力,取最不利者。按照框架结构合理的破坏形式,在梁端出现塑性铰是允许的,为了便于浇捣混凝土,也往往希望节点区的负钢筋放少些,因而在进行框架结构设计时,一般均对梁端弯矩进行调幅,对于现浇框架,调幅系数一般取0.7~0.8,本设计中取0.8。梁端调幅后,在相应荷载作用下的跨中弯矩必将增加,这时应根据静力平衡条件求跨中弯矩。,且—调幅后梁跨中弯矩;—简支梁作用下跨中弯矩;,—调幅后梁支座弯矩。注意:我国有关规范规定,弯矩调幅只对竖向荷载(包括恒载和活载)作用下的内力进行,且在内力组合前进行。由于在截面配筋计算时应采用构件端部截面的内力,而不是轴线处的内力,梁端柱边的剪力和弯矩应按下式计算:,—梁端柱边截面的剪力和弯矩;V,M—内力计算得到的梁端柱轴线截面的剪力和弯矩;g,q—作用在梁上的竖向分布恒荷载和活荷载。框架梁、柱内力组合本设计考虑四种内力组合88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计①由风荷载控制风载、恒载、活载内力组合由荷载规范知:②由地震荷载控制由荷载规范知:γRE承载力调整系数对于,框架梁受弯,受剪;框架柱受弯和受压(轴压比小于等于0.15)或(轴压比大于0.15),受剪③由永久荷载荷载控制由恒荷载控制的效应组合由活荷载控制的效应组合由上知四种荷载组合分别为:88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计各层梁的内力组合结果见表2-27:表2-27框架梁内力组合表各层柱的内力组合结果见表2-28:88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计表2-28框架柱内力组合表88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计2.7.6截面设计框架梁柱截面配筋除满足承载力要求外,对于梁和eo/ho≥0.55的偏心受压柱还应满足裂隙宽度的要求。框架梁的设计:(1)梁的正截面配筋计算由于梁某些支座处有时会出现正弯矩有时会出现负弯矩,因此梁的上部和下部均需要计算配筋。(2)梁截面尺寸验算梁采用C40混凝土,HRB335、HRB400级钢筋,梁截面尺寸为250500mm,柱截面为600mm600mm。在计算中计入纵向受压钢筋的梁端混凝土受压区高度应符合:x≤0.35h0,且梁端纵向受拉钢筋的配筋率不应大于2.5%。=230.86kN·m(符合要求)由于故:,满足设计要求。(3)梁的正截面受弯承载力计算AB跨跨内截面下部受拉,可按T形截面进行配筋计算,支座边缘处截面梁上部受拉应按矩形截面计算。翼缘计算宽度:按跨度考虑按梁间距考虑按翼缘高度考虑所以此种情况不起控制作用,故取;跨间截面按T形截面进行配筋计算,88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计,因此所有跨中截面均属第一类T形截面。最小配筋率的要求:跨中取0.2%与0.45ft/fy=0.45×1.71/360=0.214%中的较大值,为0.214%;支座取0.25%与0.55=0.55ft/fy×1.73/360=0.261%中的较大值,较大值为0.261%。框架梁正截面配筋计算见表2-29:表2-29框架梁的正截面配筋(4)梁的斜截面受弯承载力计算为防止梁在屈服前发生剪力破坏,截面设计时,对剪力设计值进行如下调整:——梁端剪力增大系数,一级为1.3,二级为1.2,三级为1.1。88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计——梁的净跨。——梁在重力荷载代表值(9度时高层建筑尚应包括竖向地震作用标准值)作用下,按简支梁分析的梁端截面剪力设计值。表2-30框架梁剪力调整将调整后的剪力与前面框架内力组合的剪力最大值比较,取大值进行计算,见表2-30:每跨剪力较大值在支座处,所以跨中箍筋按支座处配置即可。因为,为保证梁截面不至过小,使其产生过大的压应力,因而规定。集中荷载作用下,梁受剪承载力可由下列公式求得:88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计剪跨比,a是集中荷载作用点距支座边缘或节点边缘的距离,当时,取;当时,取3。该框架中,取3。表2-31梁斜截面配筋梁端箍筋加密区的范围:1.5hb、500取较大值,1.5hb=1.5500=750>500,取加密区长度为750mm。非加密区采用8@200双肢箍筋,加密区采用8@150箍筋,经验算配筋率符合规范要求,其布置见框架配筋施工图。表2-32梁中箍筋最大间距(mm)梁高150800300400框架柱的设计:(1)轴压比验算规范要求三级抗震的框架柱轴压比限值为0.9因为底层的D柱轴力最大,μmax=,因此,轴压比满足要求。在内力组合时考虑,则在进行斜截面配筋计算时不再重复考虑。(2)正截面配筋计算框架结构的变形能力与框架的破坏机制密切相关。一般框架,梁的延性远大于柱子,梁先屈服可使整个框架有较大的内力重分布和能量消耗能力,极限层间位移增大,危及结构承受垂直荷载的能力并可能使结构成为机动体系。因此,在框架设计中,体现了“强柱弱梁”的原则,梁、柱端弯矩应符合下述公式要求:三级框架ΣMc≥1.1ΣMb式中:ΣMc--考虑地震作用组合的节点上、下柱端的弯矩设计值之和。ΣMb--考虑地震作用组合的同一节点左、右梁端顺时针或反时针方向截面组合的弯矩设计值之和的较大值;一级抗震等级,当两端弯矩均为负弯矩时绝对值较小的弯矩值应取为零。框架顶层柱、轴压比小于0.15的柱,柱端弯矩设计值可取地震作用组合下的弯矩设计值,具体柱端弯矩调整见表2-33:地震反复作用,两个方向的弯矩设计值均应满足要求,梁、柱的弯矩方向应当同时考虑。因采用对称配筋,故取两组中较大者计算配筋。由于框架结构的底层柱过早出现塑性屈服,将影响整个结构的变形能力,同时,随着框架梁铰的出现,由于塑性内力重分布,底层柱的反弯点具有较大的不确定性,因此,对三级框架底层柱考虑1.15的弯矩增大系数。88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计表2-33框架柱弯矩调整表截面采用对称配筋,具体配筋计算见表2-34、2-35:纵向钢筋的配筋率:中柱和边柱为0.6%,角柱为0.8%,同时每一侧的配筋率百分率不应大于0.2%。柱纵向钢筋对称配筋,截面尺寸大于400400mm的柱,纵向钢筋间距不宜大于200mm,同时对于纵筋采用HRB335和HRB400的柱,总配筋率不应大于5%,以防止过大配筋率产生的粘结破坏,并保证柱的延性。88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计表2-34框架边柱配筋计算表88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计表2-35框架中柱配筋计算表88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计表中公式如下:88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计称为偏心受压截面曲率修正系数,=,当>1.0时,取=1.0。称为偏心受压构件长细比对截面曲率的影响系数,当lo/h<15时,=1.0;当lo/h=15~30时,=1.15-0.01lo/h。,称为初始偏心距,称为轴向力对截面重心的偏心距ea取1/30偏心方向截面尺寸与20mm的最大值,称为附加偏心距。L0:构件的计算长度(现浇楼盖底层柱l0=1.0h0,其余各层l0=1.25h0)时为大偏压(初步判断)斜截面承载力计算:剪力的调整:考虑地震作用的框架剪力Hn:柱的净高88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计:分别为上下端顺时针或逆时针方向截面组合的弯矩设计值。剪力调整表见表2-36:表2-36框架柱剪力调整表,当时,取;当时,取。本设计中,取。因此截面应符合下式:,满足要求。因为结构中所有的柱子都是受压柱,即N>0,因此框架斜截面受剪承载力按下式计算:N为考虑地震组合效应的框架柱和框支柱轴向压力或拉力设计值,当N>0.3fcA时,取N=0.3fcA。Nmax=2596.97kN=0.3×19.1×6002=2062.8kN,取N=2596.97kN。设柱箍筋为井形箍筋。框架柱斜截面配筋计算过程见表2-37:88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计表2-37框架柱斜截面配筋柱顶和柱底加密区取hc、Hn/6和500mm中的最大值750mm(底层柱根处取Hn/3,取1733mm;柱顶处取1050),箍筋数量由加密区的最大间距和最小直径的构造要求定为8@100,其体积配箍率:,,满足要求。在框架柱节点区,其箍筋数量不少于加密区箍筋的数量,柱非加密区的箍筋数量应大于等于50%加密区的配箍数量,故非加密区箍筋为8@150满足要求。式中:—柱箍筋加密区的体积配筋率,一、二、三级分别不应小于0.8%、0.6%、0.4%,计算复合箍的箍筋体积配箍率时,应扣除重叠部分的箍筋体积;fc—混凝土轴心抗压强度设计值;当强度等级低于C35时,按C35取值;fyv——箍筋及拉筋抗拉强度设计值;最小配箍特征值采用。88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计2.8楼梯设计2.8.1建筑设计楼梯为现浇板式,踏步尺寸150mm×300mm,采用C30混凝土,HRB335级钢筋,楼梯上均布活荷载标准值取q=3.5kN/m2。2.8.2结构设计(1)梯段板的设计取板厚h=l0/30=3000/30=100mm倾斜角tan=150/300=0.5,=0.894荷载计算取1m板宽计算,梯段板的荷载:恒载计算:水磨石面层三角形踏步重混凝土斜板重20mm厚板底抹灰恒荷载标准值恒荷载设计值活荷载计算:标准值设计值总荷载设计值2)内力计算板的水平计算跨度为跨中弯矩设计值:88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计3)配筋计算(结构重要性系数ro=1.0):板的有效高度:h0=h-20=100-20=80mm=1-=0.137受力筋选用10@120,AS=537mm2分布筋选用8,每踏步一根布置。(2)平台板的设计1)荷载计算(取1米板宽计算)假定板厚为70mm,平台梁LL-1和TL-2尺寸为:300mm×500mm,200mm×400mm,取1m宽板带计算恒载20mm厚水磨石面层0.65kN/m70厚混凝土板0.07×1×25=1.75kN/m20mm厚底面抹灰0.020×1×17=0.340kN/m恒荷载标准值恒荷载设计值活荷载标准值活荷载设计值总荷载设计值2)内力计算计算跨度:板跨中弯矩:88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计3)配筋计算=0.042受力筋和分布筋均选用8@200,AS=251mm。楼梯结构布置图详见结构施工图。(3)平台梁的设计设平台梁的截面尺寸为200mm400mm,20mm厚的粉刷层。1)荷载计算梯段板传来荷载6.04×2.7/2=8.154kN/m平台板传来的荷载2.74×1.38/2=1.89kN/m梁自重0.2×(0.35-0.07)×25=1.40kN/m梁侧粉刷0.02×(0.35-0.07)×2×17=0.19kN/m小计:11.63kN/m活荷载3.5×(2.7/2+1.38/2)=7.14kN/m总荷载设计值:2)内力计算弯矩设计值M=PlO2/8=剪力设计值3)配筋计算截面按倒L形计算:88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计梁的有效高度ho=350-35=315mm判别截面类型:>51.45kN·m属于第一类截面选用316,210,AS=603mm2配置腹筋:截面校核:>52.45kN截面尺寸满足要求。非加密区选用6@200,=0.7×1.43×200×315+1.25×210×56.6/200×315=86.46>40.25kN对于加密区选用6@150,经验算满足规范要求。2.9基础的设计柱下独立基础设计的主要内容为:确定基础底面尺寸,确定基础高度和变阶处的高度,计算板底配筋,构造处理及绘制施工图等88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计设计基础的荷载包括:①框架柱传来的弯矩、轴力和剪力(可取设计底层柱的相应控制内力);②基础自重、回填土的重量;③底层地基梁传来的弯矩和轴力。2.9.1基础内力组合计算外柱选用独立基础,中柱选用联合基础。根据地质报告,基础埋深需在杂填土以下,取基础混凝土的强度等级为C30,则fc=14.3N/mm2,ft=1.43N/mm2。为了简化计算在进行基础设计时,仅选用底层柱配筋时的内力组合。(1)外柱独立基础的计算1)初步确定基底尺寸①选择基础埋深:平均埋置深度d=1/2×(550+900+550+900+450)=1675mm②经过深度和宽度修正后的地基承载力设计值fa=150N/mm3③基础底面尺寸先按轴心荷载作用下计算基底面积:不考虑偏心荷载内力分布不均匀,故不将计算出的基底面积增大,则选用矩形截面,,=4.8m×3.0m=14.4m2>13.28m2满足要求。又因为m,地基承载力不必进行宽度修正。④地基承载力验算(采用标准组合)作用于基底中心的弯矩、轴力分别为:<1.2×150=180kN/m288 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计<fa=150kN/m3故承载力满足要求。⑤基础剖面尺寸的确定:基础高度应满足两个要求:构造要求;满足柱与基础交界处混凝土受冲切承载力的要求。采用阶梯形的独立基础,构造要求:一阶台阶宽高比≥2.5,二阶台阶宽高比≥1.0。基础的平面尺寸如图2-20所示:图2-20基础平面尺寸⑥冲切验算(采用基本组合)基底净反力Pj的计算:(不包括基础及回填土自重)柱与基础交接处:88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计故满足要求。基础变阶处:ho=450-50=400mmmm=1.288m2>Fl=159.18kN故满足要求。2.9.2基础底面配筋计算计算板底配筋注意两点:①确定基础底面尺寸时,为了与地基承载力特征值相匹配,应采用内力标准值,而在确定基础高度和配置钢筋时,应按基础自身承载能力极限状态的要求,采用内力的设计值;②在确定基础高度和配筋计算时,不应计入基础自身重力及其上方土的重力,即采用地基净反力设计值Ps。(1)独立基础基础底面配筋计算用荷载基本组合,净反力88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计平均净反力设计值截面处弯矩:1-1截面=524.96kN·m3-3截面=495.39kN·m2-2截面=402.61kN·m=121.80kN·m配筋计算:由以上计算结果可得:框架平面内选取:实配:10@120()88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计框架平面外选取:实配:10@180(2)联合基础基础尺寸参照边基础尺寸,如图2-21所示:图2-21B~C柱联合基础示意图①基底尺寸确定联合基础两边各伸出柱外1.0m。悬臂长即为1.25m则联合基础总长度l=2.1+2×1.25=4.6m基础底宽,取b=3.6m。②验算偏心距满足要求。③验算纵向弯矩作用下的基底最大压力88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计④基础梁设计基础梁高取H=900mm,宽度B=700mm,计算基底平均净反力支座弯矩:跨中弯矩:选用C30混凝土,HRB335钢筋。支座处:选522()跨中弯矩为0,仅需按构造配筋,选用420,,212配筋满足最小配筋率要求即可。基础梁斜截面承载力计算>截面满足要求,仅按构造配筋,选用10@200,满足最小配箍率即可。⑤翼板计算基底净反力翼缘板根部剪力88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计翼缘板根部弯矩选配10@180,AS=436.0mm2翼缘板斜截面计算翼缘板斜截面承载力满足要求,仅需按构造要求配筋,具体见结构配筋图。2.10雨篷设计2.10.1设计资料所计算雨篷为正南门雨篷,采用现浇混凝土板式雨篷,外伸1500mm,根部板厚h=1500/10=150mm,端部板厚为100mm,向外做1%的找坡,泄水管外伸50mm,计算时取1m板宽为计算单元,混凝土等级为C30,梁受力筋用HRB335级钢筋。2.10.2雨篷的抗弯强度计算(雨篷长16.8m,取1m宽板为计算单元)(1)荷载统计1)恒荷载:20mm厚1:3水泥砂浆找平1.2×0.02×20=0.48kN/m100mm厚钢筋混凝土板1.2××25=3.75kN/m15mm厚板底抹灰1.2×0.015×17=0.306kN/m---------------------------------------------------------------------------------------------------------------设计值:g=4.536kN/m2)活荷载:活载标准值:(查《荷载规范》)1.4×0.6=0.84kN/m施工检修荷载(查《荷载规范》)P=1.0×1.4=1.4kN---------------------------------------------------------------------------------------------------------------88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计(2)计算简图雨篷在均布活载或集中荷载作用下的计算简图分别如图2-22、2-23所示:图2-22恒载与均布活载作用(kN/m)图2-23雨篷计算简图(kN、kN/m)(3)内力计算情况一:内力最大值发生在固定端。Mmax=0.5×(g+q)×=0.5×(4.536+0.84)×1.5=6.048kN·m情况二:内力最大值发生在固定端。Mmax=0.5×g×+Pl=0.5×4.536×1.5+1.4×1.5=7.203kN·m因此M=7.203kN·m(4)配筋计算h0=h-20=125-20=105mmαs=M/(α1fcbh)=7.023×106/(1.0×14.3×1000×1052)=0.0445ξ=1-=0.0456A=ξb/=1.0×14.3×1000×105×0.0456/300=228mm2选配8@150(AS=335mm2),分布钢筋采用6@150。2.10.3雨篷梁计算(1)雨篷梁的抗弯计算取雨篷梁截面尺寸为200×400mm。88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计1)荷载计算雨篷梁上的墙体高度0.6m<l==8.2m取0.9m高度的墙体自重作为作用在梁上的荷载值。墙体自重0.6(0.2418+0.0417)1.2=3.0kN/m梁自重:1.20.20.425=2.4kN/m梁内外侧粉刷:1.20.040.417=0.326kN/m板传来的恒载4.536(1.5+0.2/2)=7.26kN/m---------------------------------------------------------------------------------------------------------------恒载设计值:g=13.13kN/m雨篷板传来活荷载设计值q=0.841.5=1.26kN/m雨篷板传来检修荷载设计值P=1.4kN2)内力计算=1.05l=1.052.3=2.415m<16.8m,取l=2.415m。M===9.57kN.mM===0.919kN.mM===0.845kN.m取最大活荷载Mp=0.919kN.m,Mmax=Mg+Mp=9.57+0.919=10.489kN.m考虑雨篷梁的最大受力情况,计算Mmax时,假定集中荷载作用在跨中;计算梁中剪力时,假定集中荷载作用在梁的支座边缘。均布活载下:Vmax==0.5(13.13+1.26)2.415=17.38kN集中荷载下:Vmax=+P=0.513.132.415+1.4=17.25kN因此,取Vmax=17.38kN3)配筋计算h=400-35=365mm88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计==0.0275=0.0279A==(2)雨篷梁的抗剪扭计算1)内力计算剪力Vmax=17.38kN作用于梁截面上的对称轴上的扭矩计算,沿单位长度的力偶。雨篷板上恒荷载产生的力矩:M===5.78kN.m活荷载产生的力矩:作用在雨篷梁上的最大扭转力矩发生在梁端,则T=2)验算截面小于0.25=2.97N/mm,因此,截面尺寸满足要求。<=16.17kN故不考虑剪力的影响,按纯扭构件计算。<T=9.684kN.m故应考虑扭矩影响,按纯扭构件进行计算。88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计=0.7<9.684kN.m故应按计算配筋。3)配筋计算a.受扭箍筋计算=1000mm取取箍筋直径为8,s=50.3/0.668=75.3mm,取s=80mm.b.受扭纵筋的计算因此,梁底所需受弯和受扭纵筋的面积:,选配310,=236。梁顶所需受扭纵筋的面积:,选配28,=101。梁侧所需受扭纵筋的面积:,选配310,=236。(3)雨篷的抗倾覆验算雨篷设计时,应对雨篷进行整体抗倾覆验算,本设计的雨篷梁和柱整体现浇,有足够的抗倾覆能力,故可不进行抗倾覆验算。88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计总结本设计根据青岛滨海学院09级土木工程专业毕业设计任务书的要求,参考了许多有关建筑设计的书籍和相关的课程中关于建筑的设计过程后,总结了建筑设计的基本步骤,对建筑建筑设计和结构设计有了一定的了解,在指导老师的帮助下设计出了符合要求的宾馆。在设计期间主要完成了以下工作:(1)根据设计任务书确定设计的内容,了解必要的计算理论基础。(2)确定了设计内容后,着手进行设计。通过翻阅教科书资料,并借助网络和图书馆资源,融入自己的设计理念,使建筑设计和结构设计极可能的有自我的创新。(3)设计的内容包括框架设计、楼梯设计、雨篷设计和基础设计。(4)用CAD软件手工作图,把宾馆的建筑草图确定下来,并认真审查图纸,及时发现问题并不断进行完善,并开始着手计算部分,在计算过程中不断完善计算书。(5)完成设计以后,通过从头到尾的仔细检查并及时请教指导老师,及时发现问题并改正,不断完善,直到设计最终定稿。在本次设计的过程中,综合运用了大学四年以来所学过的专业知识,并参考查阅了多方面的资料,提高了自己对专业的认识。经过反复思考斟酌,终于使自己的设计作品定稿,对理论的运用也有了提高。在这其中也加入了很多自己独特的想法及理念,虽然自己的想法和理念还未成熟,但这也是一种尝试,大胆的突破自我,符合了当代大学教育中对学生创新的要求。通过整个毕业设计的系统设计也暴露出自己的不足之处,今后自己会加强知识的学习和掌握,为将来刚好的适应毕业生活打好基础,由于设计时间仓促,整个设计还存在一些问题,望各位老师批评指正。88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计致谢本次毕业设计是在韦妍、胡勇善等老师的亲切关怀和悉心指导下完成的。在整个毕业设计过程中,两位老师严谨的治学态度、渊博的知识、活跃的学术思想、执着的科研精神及精益求精的工作作风,深深地感染和激励着我。从课题的选择到设计的最终定稿,韦老师和胡老师都给予我们细心的指导和不懈的支持,他们不厌其烦的为我解决遇到的各种问题。四个月来,他们不仅在学业上给予我精心指导,同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀,在此谨向两位老师致以诚挚的感谢和崇高的敬意。同时也要感谢土木工程与建筑教研室的所有老师们,是你们授予我专业知识,让我在大学里学有所长,将学到的专业知识充分应用到实践中;感谢学校、学院的领导和团委的老师们,是你们在日常的生活中给我们细心的照顾和无微不至的关怀,是你们给我指明了生活的方向,让我在离开大学后有了自己人生的方向,在这四年的生活里我从你们身上学到了许多,也成长了许多,感谢你们的批评、支持、鼓励。走出校园,踏入社会,我会继续努力拼搏,以自己在以后人生道路上的成绩来报答教诲过我的学校、老师。另外,我还要感谢这四年来陪我一起学习、生活、一起疯过一起笑过、一起哭过一起乐过的同学们,是你们让我体会到了大学生活的美好,是你们让我明白了友谊地久天长,是你们让我懂得了友情的可贵。感谢你们的陪伴,特别是在毕业设计的这四个月里,没有大家的相互关心、相互帮助,没有同学们的无私奉献,没有大家的齐心协力,我也不可能如期完成毕业设计,在此一并致谢。88 青岛滨海学院土木工程专业毕业设计参考文献[1]王毅红主编,混凝土及砌体结构,北京,中国建筑工业出版,2012.8.[2]聂洪达主编,房屋建筑学,北京,北京大学大学出版社,2012.8.[3]龙驭球、包世华主编,结构力学教程,北京,高等教育出版社,2012.8.[4]房屋建筑制图统一标准(GB/T50001-2010),北京工业出版社,2010.[5]沈蒲生、苏三庆主编,高等学校建筑工程专业毕业设计指导,北京,中国建筑工业出版社,2008.6.[6]王铁成主编,混凝土结构设计,北京,中国建筑工业出版社,2010.1.[7]叶列平主编,混凝土结构,北京,清华大学出版社,2008.10.[8]王社良主编,抗震结构设计,武汉,武汉理工大学出版社,2011.12.[9]民用建筑设计通则(GB500009),北京工业出版社,2011.[10]建筑设计防火规范(2011整合修订版),北京工业出版社,2011.[11]建筑结构制图标准(GB/T50105-2010),北京工业出版社,2010.[12]建筑结构荷载规范(GB50009-2012),北京工业出版社,2012.[13]混凝土结构设计规范(GB50010-2010),北京工业出版社,2010.[14]建筑地基基础设计规范(GB50007-2011),北京工业出版社,2011.[15]全国建筑安装工程统一劳动定额[合订本(一)、(二),北京工业出版社,2012.[16]王小红等主编,建筑结构cad-pkpm软件应用,北京,中国建筑工业出版社,2011.8.[17]东南大学,天津大学,同济大学合编.混凝土结构(上册、中册).北京:中国建筑工业出版社[18]龙驭球、包世华主编,结构力学Ⅰ(第二版).北京:高等教育出版社[19]赵明华主编.土力学与基础工程(第二版).武汉:武汉理工大学出版社[20]王社良主编.抗震结构设计(第三版).武汉:武汉理工大学出版社,2007[21]周果行编著.房屋结构毕业设计指南﹝M﹞.北京:中国建筑工业出版社,2004[22JamesG.MacGregor,Reinforcedconcretemechanicsanddesign,2ndedition.PrenticeHallInc.EnglewoodCliffs,NewJersey,1992[23]ArthurH.NilsonandGeorgeWinter.Designofconcretestructures,11thedition.McGraw-HillInc.199188 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