星西巷5#住宅楼建筑结构设计.doc
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1、精选资料分类号 编号烟 台 大 学毕 业 设 计新星西巷5#住宅楼建筑结构设计(方案1)Architectural and Structural Design of 5# Residential Building at Residential Community Named “Xinxing Xixiang” (Scheme 1) 申请学位: 工学学士 院 系: 土木工程学院 专 业: 土木工程 姓 名: 学 号: 指导老师: (副教授) 2015年 06月 06日烟台大学分类号 编号烟 台 大 学毕 业 设 计新星西巷5#住宅楼建筑结构设计(方案1)Architectural and Str
2、uctural Design of 5# Residential Building at Residential Community Named “Xinxing Xixiang” (Scheme 1) 申请学位: 工学学士 院 系: 土木工程学院 专 业: 土木工程 姓 名:丁 温 丽 学 号: 201159501343 指导老师:于玲玲(副教授) 2015年 06月 06日烟台大学摘 要 本设计为烟台市福山区新星西巷5#楼建筑结构设计方案一。建筑设计:首先,运用一般多层房屋建筑设计的基本原理、方法及步骤,依据设计任务和使用要求确定建筑方案。随后,完成了建筑物的平面、立面、剖面和详图的设计。
3、再根据建筑制图统一标准,运用AutoCAD及天正建筑软件绘制出建筑施工图。结构设计:依据建筑布局及使用功能要求,考虑各构件受力特点,进行相应的结构布置。依据多层钢筋混凝土房屋结构设计理论及方法,先后进行了荷载计算、内力分析、内力组合、截面承载能力及配筋计算。运用PKPM(2010版)软件进行整体结构计算并绘制出相应的结构施工图。在整个设计过程中,严格遵循相关专业规范的要求并参考相关资料,对设计的各个环节进行综合全面的科学性考虑。满足结构安全性、适用性、经济性的要求,设计合理,结构可靠。 关键词:重力荷载代表值;侧移刚度;底部剪力法;内力计算;内力组合;截面设计;基础设计目 录 第1章 工程概况
4、11.1建筑概况及设计依据11.2建筑方案11.3场地自然及水文地质条件21.4抗震烈度3第2章结构设计说明42.1结构设计概况42.2结构方案选取42.3楼梯方案的选取52.4建筑材料的选取52.5基础形式选取5第3章框架荷载及内力计算63.1结构布置63.2材料强度等级的确定63.3构件截面尺寸的确定83.4计算简图的确定103.5荷载计算153.6各种荷载作用下框架结构内力计算48第4章内力组合594.1结构抗震等级594.2框架梁内力组合594.3框架柱内力组合60第5章截面设计635.1框架梁截面设计635.2框架柱截面设计675.3节点核心区截面验算755.4板截面设计78第6章楼
5、梯设计856.1结构布置856.2尺寸要求856.3构件截面尺寸估计856.4内力计算85第7章基础设计907.1基本资料907.2地基变形验算907.3基础的设计90附表1 横向框架梁内力组合表97附表2 横向框架柱内力组合表98附表3强柱弱梁调整99附表4 柱的剪力组合99附表5 框架梁斜截面承载力计算(抗震组合)100附表6 框架梁斜截面承载力计算(抗震组合)100附表7 框架柱正截面承载力计算(抗震组合)101附表8 框架柱正截面承载力计算(非抗震组合)102附表9 框架柱箍筋数量统计表(抗震组合)103附表10 框架柱箍筋数量统计表(非抗震组合)103致谢 104参考文献 105评审
6、表106第1章 工程概况1.1 建筑概况及设计依据1.1.1 建筑概况1 工程名称:新星西巷5#住宅楼建筑结构设计2 建设地点:烟台市福山区 3建筑面积:3583.33平米 4建筑耐火等级:二级 5设计使用年限:50年 6屋面防水等级:二级 7建筑抗震设防类别:丙类 8结构类型:框架结构 9建筑抗震设防烈度:7度10建筑层数、层高及总高度:七层,标准层层高2.8米,车库层层高2.6米,总建筑高度22.55米。1.1.2 设计依据1.1.2.1 国家颁布的现行建筑结构规程、规范、图集:1民用建筑设计通则 GB50352-20052.住宅设计规范 GB 50368-2005 3建筑设计防火规范 G
7、B50016-20144.汽车库建筑设计规范 GBJGJ100-98 5建筑工程抗震设防分类标准 GB50223-2008 6建筑抗震设计规范 GB50011-2008 7建筑结构荷载规范 GB50009-2012 8混凝土结构设计规范 GB50010-2010 9建筑地基基础设计规范 GB50007-2011 10工程做法 05J909 11蒸压加气混凝土砌块 GB11968-200612山东建筑做法图集 (L06J002)13.房屋建筑制图统一标准 GB50001-20101.1.2.2 中国建筑科学研究院编制的PKPM系列软件(2010版)。1.2 建筑方案1.2.1 设计标高 建筑物室
8、内地坪标高:0.000m,相当于绝对(黄海高程)标高47.05m,室内外高差0.15m。1.2.2 建筑平、立、剖面图(详建施)1.2.3 建筑做法2.非上人屋面 (选自工程做法05J909,编号:屋7) 3.楼地面(出卫生间之外的房间及楼梯)(选自工程做法05J909,编号:地5C、楼1A ) 4.楼地面(卫生间) (选自工程做法05J909,编号:地5C、楼2A ) 5.外墙1(选自工程做法05J909,编号:外墙20F ) 6.外墙2(选自工程做法05J909,编号:外墙9F) 7.内墙( 卫生间以外的墙体)(选自工程做法05J909,编号:群9D ) 8.内墙(卫生间)(选自工程做法0
9、5J909,编号:内墙16D1 )9.踢脚 (选自工程做法05J909,编号:踢1E)10.顶棚(卫生间)(选自工程做法05J909 棚6A)11.顶棚(其他房间)(选自工程做法05J909 棚4A2) 12.门窗采用木门、塑钢玻璃窗 (详见建筑总说明门窗表)1.3 场地自然及水文地质条件1.3 .1自然条件 根据建筑结构荷载规范(GB50009-2012)附录E.4中续表D.4.3可查得,烟台福山区: 1. 基本风压0.55kN/m2,地面粗糙度类别 B类。2. 基本雪压0.40 kN/m2。1.3.2 水文地质条件1)地质条件及地理概况:工程地质及场地概况:见表1。地质剖面图见图1,场内地
10、势平坦,无障碍物影响施工,附近空地可供临时使用。场地类别为类,地面粗糙度B类。水文地质概况:最高地下水位为3.0m,微腐蚀性。2)自然条件冬季采暖计算温度10,室内温度18;夏季通风计算温度28。风向:夏季主导风向为东南向,冬季主导风为西北风。降雨量:全年降水量706m,日最大降雨量92mm,每小时最大降水量56mm。雨季施工起止日期:7月1日9月30日。冬季施工起止日期:12月15日3月1日。表1 工程地质概况土层厚度(m)土层描述地基承载力特征值(kN/m2)0.9-8.5素填土1.7-11.2粉质粘土2001.5-4.5粗砾砂2700.7-8.1角砾3500.9-8.8碎石400图1 工
11、程地质剖面图1.4抗震烈度建筑物抗震设防烈度7度,设计基本地震加速度值0.1g,设计地震分组为第二组(建筑抗震设计规范附录A),建筑物的抗震类别为丙类,根据建筑抗震设计规范(GB50011-2010)6.1.2查得框架抗震等级为三级。第2章 结构设计说明2.1 结构设计概况2.1.1 设计依据1.建筑结构荷载规范 (GB50009-2012)2.建筑抗震设计规范 (GB50011-2010)3.混凝土结构设计规范 (GB50010-2010)4.建筑结构制图标准 (GB/T50105-2010)5.建筑地基基础设计规范 (GB50007-2011)6.建筑工程抗震设防分类标准(GB50223-
12、2008)7.混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图(11G101-1)8.建筑设计防火规范 (GB 50016-2014)2.1.2 自然条件1. 基本风压:0.55kN/m2,基本雪压:0.40 kN/m2 2. 地面粗糙度类别:B类3. 抗震设防烈度:7度,地震加速度:0.10g4. 抗震设防类别:丙类4. 场地类别:类5. 室内环境类别:一类6. 水文地质:最高地下水位:-3.0m。2.1.3 楼层使用荷载(活荷载)根据建筑结构荷载规范(GB50009-2012)5.1.1条规定取:楼梯、厨房、走廊取;卫生间、阳台取;餐厅取2.0 kN/m2;非上人屋面取0.5 kN/m2
13、。2.1.4 结构形式本工程采用框架结构,查阅建筑工程抗震设防分类标准(GB50223-2008)判断该住宅楼的抗震设防类别为丙类,另外由于房屋高度22.55,所以查混凝土结构设计规范(GB50010-2010)第8.1.1条和11.1.3条规定,判断该框架抗震等级为三级。梁、板、柱均为现浇混凝土,本建筑总长为55.24,不需要设置伸缩缝,结构布置比较均匀,故不必设置沉降缝,防震缝也不必设置。2.2 结构方案选取2.2.1 竖向承重体系选取选择合理的抗侧力结构体系,进行合理的结构或构件布置,使之具有较大的抗侧刚度和良好的抗风、抗震性能,是结构设计的关键。同时还须综合考虑建筑物高度、用途、经济及
14、施工条件等因素。常见的竖向承重体系包括砖混结构体系、框架结构体系、剪力墙结构体系、框架-剪力墙结构体系及筒体结构体系等。框架结构体系:由梁、柱构件通过节点连接而成,其具有建筑平面布置灵活、造型活泼等优点,可以形成较大的使用空间,易于满足多功能的使用要求。在结构受力性能方面,框架结构属于柔性结构,自振周期长,地震反应较小,经合理设计可具有较好的延性性能。其缺点是结构的抗侧刚度较小,在地震作用下侧向位移较大。本设计为五层的多层结构,根据宿舍楼的功能使用性进行结构布置。经各方案比较筛选,本工程选用框架结构的竖向承重体系。2.2.2 楼板形式的选取常见的楼面体系包括:现浇楼盖、叠合楼盖、预制板楼盖、组
15、合楼盖等。本设计采用现浇肋梁楼盖结构。肋梁楼盖结构具有良好的技术经济指标,可以最大限度地节省混凝土和钢筋的用量,能充分发挥材料的作用,结构整体性好,抗震性能好,且结构平面布置灵活,易于满足楼面不规则布置、开洞等要求,容易适用各种复杂的结构平面及各种复杂的楼面荷载。楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构,双向板楼板厚度不应小于跨度的1/40,最大跨度3600mm,故取楼板厚度100mm。2.3 楼梯方案的选择整体式楼梯按照结构形式和受力特点不同,可分为板式楼梯、梁式楼梯、剪刀式楼梯和圆形楼梯、螺旋楼梯等。其中,应用较为经济的、广泛的是板式楼梯和梁式楼梯,剪刀式楼梯、圆形楼梯和螺旋式楼梯属于空间受力体
16、系,外观美观,但结构受力复杂,设计与施工较困难,用钢量大,造价高,在实际中应用较少。板式楼梯由梯段板、平台板和平台梁组成。梯段板为带有踏步的斜板,其下表面平整,外观轻巧,施工支模方便,但斜板较厚,结构材料用量较多,不经济。故当梯段水平方向跨度小于或等于3.5m时,才宜用板式楼梯。结构中的楼梯采用板式楼梯。2.4 建筑材料的选择梁板、柱、基础、楼梯均采用C30的混凝土。由于施工工艺的改进,技术的提高,提高混凝土的强度不会引起整个结构的造价大幅提高。 2.5 基础形式选取由于地基条件较好,且考虑技术经济的原则,本设计的基础形式采用柱下独立基础第3章 框架荷载及内力计算3.1 结构布置3.1.1 布
17、置原则根据本建筑物特点,采用纵横向框架混合承重体系。框架的结构布置既要满足建筑功能的要求,又要使结构受力合理,方便施工。柱网均匀对称,梁全部贯通对结构有利。建筑及抗侧力结构的平面布置宜规则对称,立面和竖向剖面宜规则,结构的侧向刚度宜均匀变化,竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小。应尽量避免结构缺梁、缺柱、凹凸等平面不规则框架和错层、内收、外挑等竖向不规则框架。为方便起见,常常忽略结构纵向和横向之间的空间联系,忽略各构件的扭转作用,将纵向框架和横向框架分别按平面框架进行分析计算。结构设计时一般取中间有代表性的一榀横向框架进行分析即可。3.1.2 柱网布置平面结构布置图见图3.13
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