中期报告深圳某高校宿舍楼建筑结构设计.docx

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中期报告深圳某高校宿舍楼建筑结构设计

本科毕业设计中期报告

毕业设计题目：

深圳某高校宿舍楼建筑结构设计-4

专业（方向）：

土木工程

学生信息：

学号：

姓名：

沈跃班级：

土木082

指导教师信息：

教师号：

5姓名：

职称：

副教授

报告提交日期：

2012年5月5日

前言：

目前，正处于毕业设计的中期阶段，此阶段的主要任务是进行建筑设计和结构设计。

建筑设计方面，通过两个方案对比选出合理的方案，确定建筑结构布置的具体问题，成果包括建筑设计说明书及建筑施工图，建筑施工图包括建筑设计总说明、平面图、立面图、剖面图、外檐大样及楼梯详图、门窗表等。

结构设计方面，初步根据规范布置主梁，次梁，并确定主梁，次梁截面。

统计荷载，利用PKPM软件进行结构计算，并对计算结果进行合理性分析，具体分析其合理或不合理的原因，若有不合理之处，则必须提出设计方案的改进措施，并重新进行结构计算。

结构设计成果有：

结构设计说明书及结构施工图。

结构施工图包括首层、标准层、顶层结构平面图，框架梁柱配筋图，楼梯平面图、配筋详图以及基础平面图、配筋图。

1．概述

深圳市某高校宿舍楼建筑结构设计-4。

工程地点位于深圳市。

该宿舍楼结构形式是主体为5层钢筋混凝土框架结构。

建筑面积4000平方米左右，采用钢筋混凝土框架结构，为满足学生的生活需要，除居住房间外，设宿舍管理室以及学生活动室，每层设卫生间、洗衣房、供水室。

建筑结构设计使用年限为50年，耐火等级为二级。

二．结构方案的选择

1.材料选用

1）钢筋：

本工程的结构构件的纵向受力钢筋选用HRB400级热轧钢筋，箍筋HRB335级热轧钢筋。

HRB335级热轧钢筋应符合现行的国家标准《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》GB13013的要求，HRB335级热轧钢筋应符合现行国家标准《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》GB1499的要求，且钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值之比小于1.25，屈服强度实测值与强度标准值之比不应大于1.3。

钢筋的强度设计直与弹性模量按照《混凝土设计规范》第4.2.3条和第4.2.4条的规定采用，参见下表

钢筋种类

fy（N/mm2）

fy`（N/mm2）

Es（1×105N/mm2）

HRB335

300

300

2.0

HRB400

360

360

2.0

钢筋强度设计值与弹性模量

2）混凝土:

在本工程中，结构各梁板柱均采用混凝土强度等级为C30的混凝土，混凝土强度设计值与弹性模量按照《混凝土结构设计规范》第4.1.4条和第4.1.5条的规定采用，其中fc=14.3N/mm2,ft`=1.43N/mm2,Ec=3.00×104N/mm2。

3）结构混凝土耐久性的基本要求

按照《混凝土结构设计规范》第3.4.2条的规定媒介够混凝土应符合下表要求。

混凝土耐久性的基本要求

环境类别

一类

二b类

最大水灰比

0.65

0.55

最小水泥用量

225

275

最大氯离子含量

1.0

0.2

最大碱含量

不限制

3.0

当混凝土中加入活性掺和料或提高耐久性的外加剂时，可适当降低最小水泥用量。

当使用非碱活性骨料时对混凝土中的碱含量可不做限制

根据本工程混凝土结构的环境使用类别，本工程的环境类别为一类室内正常环境。

故梁板柱的保护层厚度分别为15mm.25mm.25mm。

结构主体外墙采用300厚蒸压粉煤灰充气混凝土砌块砌筑5.5KN/m2，并外贴80mm厚水泥珍珠岩制品保温层，内墙与卫生间采用200厚蒸压粉煤灰充气混凝土砌块砌筑5.5KN/m2。

门为玻璃门和刚框门；窗统一为为铝合金窗。

2.建筑做法

1）屋面做法：

30㎜厚细石混凝土保护层

三毡四油防水层

20㎜厚水泥砂浆找平层

150㎜水泥蛭石保温层

100㎜钢筋混凝土板

V型轻钢龙骨吊顶

2）楼面做法：

30厚水磨石地面

100㎜钢筋混凝土板

V型轻钢龙骨吊顶

3）墙体做法：

内墙：

喷内墙涂料或刷油漆；

6厚1：

2.5水泥砂浆抹面压实抹光；

7厚1：

3水泥砂浆找平扫毛；

7厚1：

3水泥砂浆打底扫毛；

刷素水泥浆一道。

外墙：

7厚1:

2.5水泥砂浆抹面；

聚苯乙烯泡沫塑料板保温墙面

7厚1：

3水泥砂浆找平扫毛；

7厚1：

3水泥砂浆打底扫毛；

刷素水泥浆一道。

4）卫生间做法:

地面：

陶瓷地砖防水地面

面层:

10mm厚防滑地砖面层（撒素水泥面）

结合层:

10mm厚1:

3水泥砂浆

刷素水泥浆一道

找坡层：

40mm厚C20细石混凝土向地漏（最薄处不少于20mm厚）

防水层：

聚胺脂防水涂层

找平层:

10mm厚1:

3水泥砂浆（四周抹小巴子角）

结构层：

100mm厚钢筋混凝土楼板

10mm厚板底粉刷抹平

5）雨棚强度较高的钢塑玻璃与钢梁，材质较轻。

在本次设计中雨棚可不做计算，做法参照相应建筑图集做法即可。

3、建筑设计成果：

首层、二层、三层、四层、屋顶平面图（比例1：

100），剖面图（比例1：

100）正立面图、侧立面图、背立面图（比例1：

100）楼梯详图（比例1:

50）外檐详图（比例1:

20）。

4.构件截面尺寸的初步确定

1）初步估算梁板的截面尺寸

主梁高h=（1/8～1/12）L=（750～500）mm;取700mm；

次梁h=（1/12～1/15）L=（500～400）mm;取500mm，

梁宽b=（1/2～1/3）h

对于板=6000/5400=1.11，按双向板计算

板厚h=（l/40～l/50）L短=（135～108）mm，且要求板厚不小于80mm，所以取

板

标准层

顶层

h（mm）

100

100

砼强度

C30

C30

梁、板取用C30砼，

2）初步估算柱子的截面尺寸：

根据估算公式：

AC=Nc/（a×fc）

其中：

a----轴压比（一级0.7、二级0.8、三级0.9，短柱减0.05）

fc---砼轴心抗压强度设计值

Nc---估算柱轴力设计值

柱轴力设计值：

Nc=1.25CβN

其中：

N---竖向荷载作用下柱轴力标准值（已包含活载）

β---水平力作用对柱轴力的放大系数

七度抗震：

β=1.05、1.25---考虑柱受弯影响后的柱轴力放大系数

C---中柱C＝1、边柱C＝1.1、角柱C＝1.2

竖向荷载作用下柱轴力标准值：

N=nAq

其中：

n---柱承受楼层数

A---柱子从属面积

q---竖向荷载标准值（已包含活载,对于框架结构：

轻质砖取10~12、机制砖取12~14）

估算柱轴力设计值N。

由于本工程为框架结构，N可根据柱的支撑的楼板面积、楼层数和楼层上的竖向荷载，并考虑分项系数1进行计算。

由于采用轻质填充墙，故单位面积上的重力荷载代表值近似取q=12kN/，柱混凝土强度为C30（fc=14.3N/mm2）

中柱：

NC=1.25×1×1.05×4.5×5.4×5×12=1913.6kN

边柱：

NC=1.25×1.1×1.05×3×5.4×5×12=1403.3kN

估算柱子尺寸：

根据结构设防烈度为七度且高度小于24m,结合建筑抗震设计规范GB5011-2010第49页表6.1.2可知，本工程抗震等级为三级，故轴压比a=0.9，相应的：

中柱：

AC=1913.6×1000/0.9×14.3=148686.9mm2

1~5层：

bchc=500×500mm，C30砼

边框架柱：

AC=1403.3×1000/0.9×14.3=109036.5mm2，。

考虑到结构中部刚度过于集中，故边框架柱截面适当放大，取用

1~5层：

bchc=650×650mm，C30砼

三、荷载统计

1、楼屋面及卫生间恒活计算

屋面做法：

30㎜厚细石混凝土保护层0.75kn/m2

三毡四油防水层0.4kn/m2

20㎜厚水泥砂浆找平层0.4kn/m2

150㎜水泥蛭石保温层0.9kn/m2

100㎜钢筋混凝土板2.7kn/m2

V型轻钢龙骨吊顶0.74kn/m2

合计5.89KN/㎡近似取6.0KN/㎡

2）楼面（恒荷计算）：

30厚水磨石地面0.65kn/m2

100㎜钢筋混凝土板2.7kn/m2

V型轻钢龙骨吊顶0.74kn/m2

合计4.09KN/㎡近似取4.1KN/㎡

3）卫生间（恒荷计算）：

10mm厚防滑地砖面层（撒素水泥面）0.2kN/㎡

10m厚1:

3干硬性水泥砂浆结合层20kN/m3

40mm厚C20细石混凝土向地漏找坡25kN/m3

10m厚1:

3水泥砂浆找平层20kN/m3

100厚现浇钢筋混凝土楼板27kN/m3

V型轻钢龙骨吊顶0.74kn/m2

楼板自重标准值：

0.2+0.01×20+0.04×25+0.02+0.10×27+0.74=4.86kN/m2

近似取5.5kN/m2

4）楼梯：

构造层（同楼面）：

1.05KN/㎡

折算板厚度可取1/30梯长与1/2踏步高之和，

标准层及顶层：

（34402+18002）0.5×1/30+150/2=204.4㎜,取205㎜。

0.205×25=5.125KN/㎡

抹灰层：

10厚混合砂浆0.01m×17kN/m3＝0.17KN/㎡

合计：

6.345KN/㎡

楼梯角：

A=arctan（1800/3440）=27.6。

折算楼梯垂直荷载q=6.345/cosA=7.16KN/㎡

对于顶层，传至梯梁的线荷载：

7.16×3.440/2=13.45KN/m

同理只有一半的梯梁承受活荷，为2.0×3.440/2=3.44KN/m

相应于底层第一跑楼梯：

构造层（同楼面）：

1.05KN/㎡

折算板厚度取1/30梯长与1/2踏步高之和，（40202+21002）0.5×1/30+150/2=226.2㎜,取226㎜。

0.226×25=5.65KN/㎡

抹灰层：

10厚混合砂浆0.01m×17kN/m3＝0.17KN/㎡

合计：

6.87KN/㎡

楼梯角：

A=arctan（2100/4020）=27.6。

折算楼梯垂直荷载q=6.87/cosA=7.75KN/㎡取8.0KN/㎡

5）屋面及楼面可变荷载的确定：

根据《建筑结构荷载规范GB50009-2001》查得：

不上人屋面：

0.5KN/㎡

楼面：

2.0KN/㎡（宿舍楼）

走廊：

2.0KN/㎡

卫生间：

2.0kN/㎡。

雪荷载：

Sk=1.0×0.2KN/㎡=0.2KN/㎡

屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，两者取大者0.5KN/㎡.

2.墙体、窗、门重力荷载计算

1）外墙自重（无洞）：

外墙：

0.2m×5.5kN/m3=1.1KN/㎡

外墙抹灰及找平：

0.02×17=0.34KN/㎡

80厚聚苯乙烯泡沫塑料板保温墙面：

0.04KN/㎡

内墙抹灰及找平：

0.02×17=0.34KN/㎡

刷素水泥浆一道：

0.36KN/㎡×2=0.72KN/㎡

合计：

2.54KN/㎡

2）内墙自重：

内墙：

0.2m×5.5=1.1KN/㎡

找平及抹面：

0.02×17×2=0.68KN/㎡

刷素水泥浆一道：

0.36KN/㎡×2=0.72KN/㎡

合计：

2.55KN/㎡

3）女儿墙自重：

混凝土砌块女儿墙0.66kn/m

10厚DP砂浆找平0.3kn/m

刷1.2厚水泥基防水涂料0.1kn/m2

DEA砂浆粘贴30厚挤塑聚苯板0.3kn/m

4厚DBI砂浆压入一层玻纤网格