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文档介绍
10层住宅楼建筑设计毕业论文
毕业设计10层住宅楼建筑设计毕业论文第一部分建筑设计第一章建筑部分一工程简介及设计依据(一)工程简介本工程地处烟台市,首层为半地下室,作为住户储物仓库。地上十层为住宅楼。建筑高度为35.5m,建筑类别为二类,耐火等级为二级,抗震设防烈度为7度近震,层高均为3.0m。建筑面积为3400m2。顶层12层塔楼为电梯机房,高2.5m。(二)设计依据1.《民用建筑设计通则》(JGJ37-87)2.《住宅设计规范》(GB50096—99)3.《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-95)(三)设计要求及方案特点1.建筑平面:建筑平面接近正方形17.5×18m22.防火要求:在设计中充分考虑了高层建筑防火要求,采用一个防火楼梯,做为放火疏散之用,楼梯为封闭式,楼梯门为一级防火门。电梯采用一部,可以兼作消防作用。设计满足疏散距离。此设计满足“适用、经济、美观的总体要求,建筑平面简洁、明快、体现时代待征,结构方案合理,体系选择准备、技术先进、利于施工,装饰简洁适用、经济。二建筑立面设计结构布置对称、均匀,在立面上给人简洁、明快的感觉。69\n毕业设计三装修处理外墙面粘乳白色陶瓷锦砖楼地面:采用天然大理石饰面、卫生间、更衣室等房间采用花岗岩地面。墙面:内墙面采用高级涂料顶彬:除底层仓库用房为普通抹灰外,均做矿棉板吊顶。门窗:外入户门为防盗门,内入户门为钢门,屋内门为木质门。窗为铝合金窗。四工程做法:卷材1.层面为SBS卷材防水层,膨胀珍珠岩保温。2.墙体采用200mm厚蒸压粉煤灰加气砼砌块。3.屋面做法:SBS卷材防水层20mm厚1:3水泥砂浆找平层40—220mm厚膨胀珍珠岩(2.5%找坡)20mm厚1:3水泥砂浆找平层100mm厚砼现硗板20mm厚板底抹灰板下矿棉板吊顶4.楼面做法:20mm水泥砂浆面层 100mm厚砼现浇板20mm厚板底抹灰板下矿棉板吊顶69\n毕业设计第二章结构部分一设计规范1.《建筑结构荷载规范》(GBJ9-87)2.《建筑抗震设计规范》(GBJ11-89)3.《砼结构设计规范》(GBJ10-89)4.《钢筋砼高层建筑结构设计与规程》(JGJ3-91)5.《建筑结构制图标准》(GBJ105-87)6.《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-95)7.《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2002)二自然条件1.基本风压:0.55KN/m2,基本雪压:0.40KN/m22.抗震设防烈度:7度3.场地土的类别:二类.4.地面粗糙程度:B类三楼层使用荷载(活荷)卫生间、厨房、楼梯间2.0KN/m2,电梯间6.0KN/m2,上人屋面2.0KN/m2.四结构形式工程主体结构共11层,总高为35.5m,突出屋面的塔楼为电梯机房。采用框架-剪力墙结构,以增加整体刚度来抗水平侧移。框架抗震等级为三级,剪力墙抗震等级为二级。梁、板、柱剪力墙均为现浇混凝土。混凝土等级1-5层为C40,7-12层为C35,基础为筏板基础混凝土等级C30。柱、梁、剪力墙的受力钢筋等级为Ⅱ级螺纹受力钢,分布钢筋为Ⅰ69\n毕业设计级钢。第二部分结构设计第一章承重结构刚度计算第一节工程概况本工程为框架~剪力墙结构共11层,抗震等级为7级近震,建筑场地类别为Ⅱ类。工程主体结构共11层,首层为半地下室。总高为35.5m,层高为3.0m,突出屋面的塔楼为电梯机房。梁、板、柱、剪力墙均为现浇混凝土。混凝土等级1~5层为C40,6~12层为C35。查荷载规范,框架抗震等级为三级,剪力墙抗震等级为二级,框架柱轴压比μN=N/(Acfc)≤0.95第二节梁、板、柱、剪力墙截面尺寸的初步确定一、初步估算梁板的截面尺寸梁高h=(1/10~1/18)L,梁宽b=(1/2~1/2.5)h横向框架梁取h=650~361取h=500㎜b取250㎜。纵向框架梁也取h=500㎜b取250㎜。板的最小厚度应为h板≥L==86㎜,但考虑到埋设管线等原因,所以取h板=100㎜,《高规》规定顶层楼板厚不宜小于120mm,顶层楼板厚取为120mm。二、初步估算柱的截面尺寸抗震等级为三级的框架柱的截面尺寸可由轴压比μN=N/(Acfc)≤0.95初步确定。(一)、估算柱的轴力设计值N,框架柱轴力设计值N69\n毕业设计由竖向荷载作用下的轴力设计值NV并考虑地震作用下的影响由下式可得:N=(1.1~1.2)NV由本工程为三级抗震等级框架,故取N=1.1NVNV可根据柱支撑的楼板面积,层数及楼层上的竖向荷载,进行计算。对框剪结构竖向荷载可取14~16kN/m2取受荷面积较大的一根柱子进行估算N=11×1.1×16×(3.75×6-4.3×4.3/4)=3461kN(二)、估算柱的截面尺寸边柱截面:bc=hc≥==437㎜取bc×hc=500×500㎜2底层柱μN===0.725<0.95(三)、初步确定剪力墙厚度及长度:剪力墙厚度的厚度为200㎜厚。(《高规》底部加强部位剪力墙截面厚度不小于200mm)初步估算时,对于7度区,Ⅱ类场地Ac,Af,Aw有如下关系Ac/Af(Ac+Aw)/AfAw/Af7度区,Ⅱ类场地0.01~0.020.03~0.050.02~0.03注:表中Ac为框架柱总面积,Af为楼层面积,Aw为剪力墙截面面积Ac=0.5×0.5×20=5m2Af=17.5×18=315m2Ac/Af=5/315=0.01669\n毕业设计由另外两式可确定6.3m2≤Aw≤9.45m2Hw=200㎜,31.5m≤Lw≤47.25m剪力墙布置见图。第三节刚度计算一、框架柱抗侧移计算1、柱线刚度计算见表1层号截面bc·hcm2混凝土弹性模量Ec(KN/m2)层高(m)惯性距Ic(m2)Ic=EcIc/h(KN·m)6-110.50×0.50C353.15×1073.00.005215.47×1041-50.50×0.50C403.25×1073.00.005215.67×104表1柱线刚度Ic69\n毕业设计2、框架梁线刚度计算考虑梁板整体现浇,对于边框架惯性矩I乘以系数1.5,中框架I乘以系数2.0层号梁截面bb*hb跨度lb(m)砼强度等级惯性矩I0(m4)×10-3边框架中框架Ib=1.5I0(m4)×10-3ib=(KN·m)×10-3Ib=2I0(m4)×10-3ib=(KN·m)×1046-11横跨0.25×0.55.5C352.6043.912.395.213.086.52.6043.911.952.601-5横跨0.25×0.55.5C402.6043.912.245.212.986.52.6043.911.892.52表2框架梁线刚度ib3、框架柱抗侧移刚度计算,D值法计算见表3,框架柱计有边柱10根,中柱8根。表3框架D值计算层号层高柱KαIC12/h2D柱根数楼层D值楼层Cf13中框架中柱1.0070.5015.641.3333.769458.665175.993中框架边柱0.5460.4115.641.3333.0963边框架中柱0.7550.4555.641.3333.42643边框架边柱0.4090.3775.641.3332.83842~53中框架中柱1.0070.3355.641.3332.518433.199.369\n毕业设计3中框架边柱0.5460.2155.641.3331.61363边框架中柱0.7550.2745.641.3332.06143边框架边柱0.4090.1695.641.3331.277463中框架中柱1.0230.3385.471.3332.468432.46597.3943中框架边柱0.5540.2175.471.3331.58263边框架中柱0.7670.2775.471.3332.02243边框架边柱0.4150.1725.471.3331.25347~113中框架中柱1.0050.3345.471.3332.439432.07696.2273中框架边柱0.5450.2145.471.3331.56263边框架中柱0.7550.2745.471.3331.99943边框架边柱0.4090.1695.471.3331.2384注:标准层,ac=底层,ac=D=acic12/h2,cf=h×总框架的剪切刚度取各层剪切刚度的加权平均值:Cf==[(156.6+71.4×4+70.1+69.2×5)×104×3.0/33=10.4×105kN二、剪力墙等效刚度计算根据初步布置剪力墙,计算每道剪力墙的等效刚度EIwi和总剪力墙刚度EIw69\n毕业设计1、剪力墙截面选择剪力墙结构的混凝土强度等级不应低于C20。剪力墙的厚度,按二级抗震等级设计时不应小于楼层高度的1/25,(3000/25=120),且不应小于160mm。底部加强部位不应小于200mm。本工程的剪力墙采用双层配筋,剪力墙截面厚度定为200mm。翼缘有效宽度bf,计算剪力墙的内力与位移时,可以考虑纵、横墙的共同作用。纵墙的一部分可以作为横墙的有效翼缘,横墙一部分也可以作为纵墙的有效翼缘。每一侧有效翼缘的宽度可取翼缘厚度的6倍,墙间距的一半和总高度的1/20中的最小值,且不大于至洞口边缘的距离。按此规定选取W1,W2,W3翼缘宽度。2、剪力墙等效刚度的计算1)剪力墙W1等效刚度计算截面面积 Aw=0.5×0.5+5×2+0.5×0.5+0.4×0.2=1.58m2截面形心X0=(0.5×0.5×0.25+5×0.2×3+0.5×0.5×5.75+0.2×0.4×5.75)/1.58=3.14m截面惯性矩Iw=×0.5×0.53×2+×0.4×0.23+0.5×0.5×(3.14-0.25)2+×0.2×53+0.2×5×(3.14-3)2+(0.5×0.5+0.2×0.4)×(5.75-3.14)2=6.45m4截面形状系数(T形截面)μ=1.31269\n毕业设计等效刚度(1-5)EcIcq1===2.01×108kN•m2(6-11)EcIcq1===1.95×108kN•m22)剪力墙W2等效刚度计算截面面积 Aw=0.2×0.5+2.45×0.2+0.5×0.5+1.2×0.2+0.4×0.2=1.16m2截面形心X0=【0.5×0.5×0.1+2.45×0.2×1.425+(1.2×0.2+0.4×0.2+0.5×0.5)×2.9】/1.16=2.04m截面惯性矩Iw=×0.5×0.23+×0.2×2.453+×0.5×53+×1.2×0.23+×0.4×0.23+0.2×0.5×(2.036-0.1)2+2.45×0.2×0.6112+(0.5×0.5+0.2×1.2+0.4×0.2)×(2.9-2.04)2=1.235m4截面形状系数(T形截面)μ=1.584等效刚度(1-5)EcIcq2===3.96×107kN•m2(6-11)EcIcq2===3.84×107kN•m23、连梁的刚度69\n毕业设计a框架与剪力墙连梁刚度(kl8)只考虑连梁对剪力墙的约束弯矩,不考虑连梁对柱的约束弯矩。梁端约束弯矩系数由下式确定梁刚性段长度a×L=1.14-0.5/4=0.989mL=5.5+0.864=6.364ma=0.989/6.364=0.15541-5层m12==6×2.04×105×(1+0.1554)2/【6.634×(1-0.1554)3】=3.178×105kN•m6-11层m12==3.08×105kN•mb剪力墙之间连梁刚度(KL3)剪力墙之间连梁两端均有约束弯矩,梁尺寸为200mm×500mm,则I=2××0.2×0.53=0.005m4梁刚性段长度a×L=6-3.14-0.5/4=2.735mb×L=2.036-0.5/4=1.911mL=3.7+2.036+2.86=8.596ma=2.735/8.596=0.3182b=1.911/8.596=0.22231-5层m12==6×1.625×105×(1+0.3182-0.2223)/【8.596×(1-0.3182-0.2223)3】=12.82×105kN•mm21==10.56×105kN•m6-11层m12==6×1.575×105×(1+0.3182-0.2223)/【8.596×(1-0.3182-0.2223)3】=12.42×105kN•m69\n毕业设计m21==10.24×105kN•m4、主体结构刚度特征值总剪力墙的弯曲刚度EwIw,总框架的剪切刚度Cf和总连梁的等效剪切刚度CbEwIw=(2×5×2.01+1.95×2×5+0.396×2×6+0.384×2×6)×3×108/33=4.73×108KN·m2Cf==[(156.6+71.4×4+70.1+69.2×5)×104×3.0/33=10.4×105kNCb===17.32×105KN5、计算框剪刚结体系特征值连梁刚度折减系数取为0.55*将在后面的设计计算中所采用的三组公式写在下面,以后并不罗列在水平荷载作用下,将本结构体系简化为框剪刚结体系1、均部水平荷载作用时的计算公式=×【()(-1)-+2(-)】1-1=×【()--1】1-2[-·/Vo]=×【-()】1-32、倒三角形分布水平荷载作用时的计算公式69\n毕业设计=×【()(+-)+(-)(--)2-1=×【(1+-)-(-)-】2-2[-·/Vo]=-×【(+-)-(-1)-1】2-33、顶端水平集中荷载P作用时的计算公式=×【(-1)-+】3-1=×【-】3-2[-·/Vo]=-3-369\n毕业设计第二章横向水平荷载计算第一节荷载重力效应值一、竖向荷载(一)、屋面荷载SBS卷材防水层0.15KN/m220mm厚1:3水泥砂浆找平层0.02×20=0.4KN/m240—220mm厚膨胀珍珠岩(2.5%找坡)0.08×13.5=1.08KN/m220mm厚1:3水泥砂浆找平层0.40KN/m2100mm厚砼现硗板0.1×25=2.5KN/m220mm厚板底抹灰0.34KN/m2板下矿棉板吊顶0.41KN/m2屋面恒荷合计 5.11KN/m2屋面活荷(上人) 2.0KN/m2雪荷载 0.4KN/m2(二)、楼面荷载(2-9层)20mm水泥砂浆面层0.40KN/m2 100mm厚砼现浇板0.1×25=2.5KN/m220mm厚板底抹灰0.34KN/m269\n毕业设计板下矿棉板吊顶0.41KN/m2楼面恒载合计3.64KN/m2卫生间电梯厅、走廊2.0KN/m2电梯机房及设备用房6.0KN/m210层楼面荷载20mm水泥砂浆面层0.40KN/m2 120mm厚砼现浇板0.12×25=3KN/m220mm厚板底抹灰0.34KN/m2板下矿棉板吊顶0.41KN/m2楼面恒载合计4.14KN/m2(三)、卫生间楼面荷载15mm厚陶瓷锦砖0.12KN/m220mm厚水泥砂浆0.4KN/m280mm厚砼现浇板0.08×25=2.0KN/m220mm厚板底抹灰0.34KN/m2恒载合计2.86KN/m2(四)、内隔墙200mm厚蒸压粉煤灰加气砼砌块,两侧各抹20mm厚的混合砂浆5.50.2+200.022=1.9KN/m2外墙为200mm厚蒸压粉煤灰加气砼砌块,墙外侧贴墙面砖5.50.2+0.12+200.022=2.02KN/m2(五)、门窗重木门0.15KN/m2铝窗0.4KN/m2防盗门0.45KN/m69\n毕业设计第二节横向水平地震作用屋面活荷载不考虑,各层活荷载取系数0.5(包括雪荷载)。一、各部分重力荷载代表值计算如下屋面自重(5.11+0.5×0.4)×17.5×18=1672.7KN每层梁自重(18×2+3.2×4+7.5×4+5.5×2)×(0.25×0.5×25+0.5×0.02×2×17)+(2×3.5+4.3×4+2×4)×(0.2×0.4×25+0.4×0.02×2×17)=384.3KN柱自重3×(0.5×0.5×25+17×0.02×4×0.5)×24=498.96KN剪力墙自重(25×0.2×3+17×2×0.02)×(17+15.5)=558.9KN填充墙自重(5.5×0.2+17×0.02×2)×(2.5×110.8-2.1×1.5×12-18×1.5×2-0.75×2.4×6-0.9×2.1×4-1.2×2.1×2)=447.2KN卫生间隔墙(5.5×0.1+17×0.02×2)×(4.3×4×2.5-1×2.1×4)=42.56KN门窗自重(2.1×1.5×12+1.8×1.5×2)×0.4+(0.75×2.4×6+0.9×2.1×1.4+1.2×2.1×2)×0.2=21.96KN阳台0.1×1.5×4.3×25×4+0.1×1.5×6.5×25×2+(4.3×1.1×4+6.5×1.1×2+1.5×12×1.1)×0.1×5.5+17×1.1×2×(1.5×12+4.3×4)×0.02=168.7KN楼面2-10层(3.64+2×0.5)×17.5×18=1461.6KN69\n毕业设计11层(4.14+2×0.5)×17.5×18=1619.1KN女儿墙及突出屋面的小塔楼2.02×(17.5×2+18×2)×1.1+(25×0.2×3+17×2×0.02)×(6.0+3.0)=320KN各层重力荷载标准值计算结果列于下表表4Gj 、GE及Geq值层号Gj(KN)质点位置12(塔楼部分)320塔楼部分重心标高处112841.7各楼层重心标高处103741.71—93584.8GE=39166.7Geq=0.85GE33292二、结构基本自振周期假想把集中在各层楼面处的重力荷载Gi视作水平荷载来计算结构的质点侧移μT然后按式T1=1.7来计算基本自振周期T1,为了方便计算,可把重力荷载简化为均布水平荷载及顶点集中荷载F均布荷载q:q=39166.7/33=1187KN/m集中荷载F: F=(2841.7-1.51187)+320=1381.4KN在均布荷载q作用下计算由总剪力墙单独承受水平荷载时的顶点位移为69\n毕业设计ΔMo,1===0.40m相似的在集中荷载F作用下,顶点位移ΔMo,2===0.037m根据ξ=z/H=1,λ=2.15由公式1-1及3-1可得到框-剪结构在均布荷载作用下,以及在顶点集中荷载作用下的顶点位移系数y(1)/ΔMo,1=0.3821y(2)/ΔMo,2=0.3701框-剪结构的假想顶点位移μT=0.400.3821+0.0370.3701=0.17m得框-剪结构自振周期为T1=1.70.8=0.56s三、相应于T1 的水平地震影响系数α1本工程属Ⅱ类场地、7度设防烈度,地震分组为第一组,由表查得场地特征周期Tg=0.35sαmax=0.08Tg查看更多