公寓楼设计土木工程.docx

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公寓楼设计土木工程

结

构

课

程

设

计

学生姓名：

2012年12月27日

公寓楼设计

摘要

本毕业设计为多层公寓楼，总建筑面积约4430㎡，总层数为六层，建筑总高为23.55m，各层层高均为3.6m。

上部采用砖混结构，下部采用独立基础和条形基础。

进行了结构设计。

结构设计进行了建筑材料的选取，结构型式及尺寸的选取，荷载及其组合，构件内力和变形的分析计算以及配筋。

设计成果有结构施工图、结构计算书等。

关键词：

公寓楼，结构设计。

前言

1.设计目的通过本毕业设计，在能力方面，使我们在专业知识方面加以综合利用，能够理论联系实际，在老师指导下独立完成有关结构设计设计，并能表现出一定的科学书性与创造性，从而全面提高自己综合分析能力与解决问题的能力。

设计时具备一般土木建筑工程设计的基本技能；能够根据不同情况，合理地选择建筑、结构、施工方案；能熟悉地进行结构设计计算；较好地掌握计算机在建筑、结构设计计算中的应用，学会利用各种设计资料进行设计计算。

通过本毕业设计，还培养独立工作与相互协调的能力，严谨、认真、扎实、负责的工作作风和事业责任心。

2.设计意义通过该次设计，使我们能达到系统巩固并扩大所学的理论知识与专业知识，使理论联系实际；在指导老师的指导下能独立解决有关工程的结构施工图设计问题，加深认识深度与体会；表现出一定的科学性与创造性。

从而提高设计、绘图、分析计算、综合分析问题与解决问题的能力。

为即将走向工作岗位，适应我国建筑工程的需要，打下良好的基础。

3.设计技术要求在结构设计方面既要保证各梁板柱楼梯等各主要承重构件单独的受力、变形及稳定情况，又要注重建筑物的整体结构情况。

4.本课题在国内外存在问题及发展概况本课题在建筑上是国内外很普遍住宅型式。

在结构上，框架结构是一种成熟的结构型式。

但对于高层建筑结构来说，框架结构中的框架和砌体墙是两种受力性能不同的结构，框架的抗侧移刚度小，变形能力大，这恰恰与砌体墙的性能相反。

因此框架结构抗震性能并不很好，不宜用于较高建筑。

本设计仍在其适宜范围内。

框架结构发展目前向高强、控制性设计发展。

5.设计指导思想设计时应具备正确合理的结构设计理论知识。

现有的国内及地区性一系列建筑规范与条文。

本设计主要训练学生进行专业基本设计技能。

随着经济的发展，生活水平的提高，人民在生产和消费水平上都有所提高。

因此建筑事业的发展要跟上人民的消费理念，适合人们生产、消费、娱乐水平。

同时设计时也需要具有严肃认真的科学态度和实事求是的工作作风、遵守纪律、团结合作的团队精神以及一丝不荀的敬业精神。

课程设计总说明

编制依据

1.设计任务书；

2.技术标准规范：

《建筑工程质量验收统一标准》

《建筑装饰装修工程质量验收规范》

《地基与基础工程施工验收规范》

《砼结构工程施工质量验收规范》

《砌体工程施工质量验收规范》

《施工现场临时用电安全技术规范》

《建筑施工高处作业安全技术规范》

《建筑施工安全检查标准》

《建筑电气工程施工质量验收规范》

《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》

等现行国家有关工程施工规范、规程及技术标准。

第一部分结构设计

1结构设计

1.1建筑设计概况

总建筑面积4430.0㎡，总层数为6层，建筑总高为23.55m,层高为3.6m。

本工程结构类型采用砖混结构。

结构安全等级为二级，抗震设防烈度为六度，防火等级为二级，屋面防水等级为Ⅲ级，使用年限为50年。

所在地区基本风压0.30KN/㎡，基本雪压0.2KN/㎡，地面粗糙程度为C类，全年主导风向北偏东。

1.2结构设计条件

本工程采用砖混结构。

设计使用年限为50年，结构安全等级为二级。

1.2.1抗震设防

设防烈度为6度，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度值为0.05g，II类场地。

1.2.2气候条件

基本风压0.3/KN/m2，基本雪压0.2KN/m2，地面粗糙程度为C类，全年主导风向北偏东。

1.2.3地质条件

场地地形平坦，场地岩土由杂填土、残积红粘土和白云岩组成。

勘测期间，勘测范围内未见地下水。

岩土及主要物理力学性能指标见下表。

表1.1土层及主要物理力学性能指标

岩土层编号及名称

层厚

（m）

重度

（KN/m3）

内聚力ck

（KPa）

内摩擦角φk（°）

压缩模量Ea

（MPa）

承载力特征值fak

（kPa）

①杂填土

1.1

18

8

10

200

表2.1（续）

②硬塑红粘土

5.6

16.9

46.9

7.9

9.3

240

③完整中风化白云岩

7.6

28

150

50

6000

1.3结构概况

表2.2　结构概况表

结构类型

[√]砌体结构

[]底框砌体结构

[]框架结构

[]框剪结构

[]高层剪力墙结构

[]其它

工程地段

基本风压

0.30KN/㎡

本工程±0.000相当于绝对标高1091.16m；室内外高差：

0.45m

结构层数

地上6层；地下0层

结构高度23.55m；宽度12.1m；长度65.1m；

1.4结构设计依据

《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）

《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）（2006年版）

《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）（2008年版）

《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）

《民用建筑设计通则》

《宿舍建筑设计规范》

《普通中小学建设标准》

《屋面工程技术规范》

《建筑地面设计规范》

1.5可变荷载标准值选用（kN/㎡）

可变荷载标准值选用见表2.3。

表2.3　可变荷载标准值选用

名称

荷载

宿舍

卫生间

楼梯

活动室

悬挑

阳台

公共洗衣房

盥洗室

上人

屋面

2.0

2.0

2.5

3.0

2.5

3.0

2.0

2.0

本工程

选用

√

√

√

√

√

√

√

√

1.6上部永久荷载标准值及构件计算

1.6.1楼面荷载

1.首层

宿舍：

100厚砼板2.6kN/m2

板面装修荷载1.2kN/m2

板底粉刷或吊顶0.60kN/m2

恒载合计4.4kN/m2

卫生间：

80厚砼板2.08kN/m2

板面装修荷载2.8kN/m2

板底粉刷或吊顶0.60kN/m2

恒载合计5.48kN/m2

走廊：

100厚砼板2.6kN/m2

板面装修荷载1.2kN/m2

板底粉刷或吊顶0.60kN/m2

恒载合计4.4kN/m2

公共洗衣房：

100厚砼板2.6kN/m2

板面装修荷载1.2kN/m2

板底粉刷或吊顶0.60kN/m2

恒载合计4.4kN/m2

2.标准层

宿舍：

100厚砼板2.6kN/m2

板面装修荷载1.2kN/m2

板底粉刷或吊顶0.60kN/m2

恒载合计4.4kN/m2

卫生间：

80厚砼板2.08kN/m2

板面装修荷载2.8kN/m2

板底粉刷或吊顶0.60kN/m2

恒载合计5.48kN/m2

走廊：

100厚砼板2.6kN/m2

板面装修荷载1.2kN/m2

板底粉刷或吊顶0.60kN/m2

恒载合计4.4kN/m2

公共洗衣房：

100厚砼板2.6kN/m2

板面装修荷载1.2kN/m2

板底粉刷或吊顶0.60kN/m2

恒载合计4.4kN/m2

1.6.2屋面荷载

屋面板120厚：

4cm细石混凝土面层1.00kN/m2

改性沥青卷材防水层0.5kN/m2

聚苯乙烯板隔热层2%找坡（hmin=40）0.5kN/m2

改性沥青防水卷材0.30kN/m2

2cm找平0.40kN/m2

120厚砼板3.12kN/m2

2cm底粉刷0.4kN/m2

恒载合计6.52kN/m2

1.6.3墙体荷载

可变荷载标准值选用见表2.4。

表2.4　墙体荷载

承重多孔粘土砖

混凝土小型空心砌体

加气混凝土砌块

容重（kN/m3）

16

15.9

8.5

两侧粉刷重（kN/㎡）

0.68

0.68

0.68

墙厚

0.24

0.12

0.19

墙厚

0.24

0.12

0.19

墙重+粉刷

（kN/㎡）

16×0.24+0.68=4.5

16×0.12+

0.68=2.6

15.9×0.19

+0.68=3.7

墙重+粉刷

（kN/㎡）

16×0.24+0.68=4.5

16×0.12+

0.68=2.6

15.9×0.19

+0.68=3.7

墙重/米（kN/m）

墙高

3.2m

4.5×2.5

=11.3

2.6×2.5

=6.5

墙重/米（kN/m）

墙高

3.2m

4.5×2.5

=11.3

2.6×2.5

=6.5

墙重/米（kN/m）

墙高

3.0m

4.5×3

=13.5

2.6×3

=7.8

墙高

3.0m

4.5×3

=13.5

2.6×3

=7.8

本工程使用

本工程使用

1.7结构设计成果

1.7.1计算书

建筑结构的总信息

采用PM建模，SATWE设计软件计算。

/////////////////////////////////////////////////////////////////////

|公司名称:

|

||

|建筑结构的总信息|

|SATWE中文版|

|文件名:

WMASS.OUT|

||

|工程名称:

设计人:

|

|工程代号:

校核人:

日期:

2012/12/26|

/////////////////////////////////////////////////////////////////////

总信息..............................................

结构材料信息:

砌体结构

混凝土容重（kN/m3）:

Gc=26.00

钢材容重（kN/m3）:

Gs=78.00

水平力的夹角（Rad）:

ARF=0.00

地下室层数:

MBASE=0

竖向荷载计算信息:

按模拟施工3加荷计算

风荷载计算信息:

计算X,Y两个方向的风荷载

地震力计算信息:

计算X,Y两个方向的地震力

特殊荷载计算信息:

不计算

结构类别:

砌体结构

裙房层数:

MANNEX=0

转换层所在层号：

MCHANGE=0

墙元细分最大控制长度（m）DMAX=1.00

墙元网格:

侧向出口结点

是否对全楼强制采用刚性楼板假定否

强制刚性楼板假定是否保留板面外刚度是

采用的楼层刚度算法层间剪力比层间位移算法

结构所在地区全国

风荷载信息..........................................

修正后的基本风压（kN/m2）:

WO=0.30

地面粗糙程度:

C类

结构基本周期（秒）:

T1=0.34

是否考虑风振:

是

体形变化分段数:

MPART=1

各段最高层号:

NSTi=7

各段体形系数:

USi=1.30

地震信息............................................

振型组合方法（CQC耦联;SRSS非耦联）CQC

计算振型数:

NMODE=18

地震烈度:

NAF=6.00

场地类别:

KD=1

设计地震分组:

一组

特征周期TG=0.25

多遇地震影响系数最大值Rmax1=0.04

罕遇地震影响系数最大值Rmax2=0.00

框架的抗震等级:

NF=3

剪力墙的抗震等级:

NW=3

活荷重力荷载代表值组合系数:

RMC=0.50

周期折减系数:

TC=0.90

结构的阻尼比（%）:

DAMP=5.00

是否考虑偶然偏心:

否

是否考虑双向地震扭转效应:

否

斜交抗侧力构件方向的附加地震数=0

活荷载信息..........................................

考虑活荷不利布置的层数从第1到7层

柱、墙活荷载是否折减不折算

传到基础的活荷载是否折减折算

------------柱，墙，基础活荷载折减系数-------------

计算截面以上的层数---------------折减系数

11.00

2---30.85

4---50.70

6---80.65

9---200.60

>200.55

调整信息........................................

中梁刚度增大系数：

BK=1.00

梁端弯矩调幅系数：

BT=0.85

梁设计弯矩增大系数：

BM=1.00

连梁刚度折减系数：

BLZ=0.60

梁扭矩折减系数：

TB=0.40

全楼地震力放大系数：

RSF=1.00

0.2Qo调整起始层号：

KQ1=1

0.2Qo调整终止层号：

KQ2=0

0.2Qo调整上限：

KQ_L=2.00

框支柱调整上限：

KZZ_L=5.00

顶塔楼内力放大起算层号：

NTL=0

顶塔楼内力放大：

RTL=1.00

框支剪力墙结构底部加强区剪力墙抗震等级自动提高一级:

是

九度结构及一级框架梁柱超配筋系数CPCOEF91=1.15

是否按抗震规范5.2.5调整楼层地震力IAUTO525=1

是否调整与框支柱相连的梁内力IREGU_KZZB=0

剪力墙加强区起算层号LEV_JLQJQ=1

强制指定的薄弱层个数NWEAK=0

配筋信息........................................

梁箍筋强度（N/mm2）:

JB=210

柱箍筋强度（N/mm2）:

JC=210

墙分布筋强度（N/mm2）:

JWH=210

边缘构件箍筋强度（N/mm2）:

JWB=210

梁箍筋最大间距（mm）:

SB=100.00

柱箍筋最大间距（mm）:

SC=100.00

墙水平分布筋最大间距（mm）:

SWH=200.00

墙竖向分布筋最小配筋率（%）:

RWV=0.30

结构底部单独指定墙竖向分布筋配筋率的层数:

NSW=0

结构底部NSW层的墙竖向分布配筋率:

RWV1=0.60

设计信息........................................

结构重要性系数:

RWO=1.00

柱计算长度计算原则:

有侧移

梁柱重叠部分简化:

不作为刚域

是否考虑P-Delt效应：

否

柱配筋计算原则:

按单偏压计算

按高规或高钢规进行构件设计:

否

钢构件截面净毛面积比:

RN=0.85

梁保护层厚度（mm）:

BCB=30.00

柱保护层厚度（mm）:

ACA=30.00

是否按砼规范（7.3.11-3）计算砼柱计算长度系数:

否

剪力墙构造边缘构件的设计执行高规7.2.17-4:

是

抗震设计的框架梁端配筋考虑受压钢筋:

否

荷载组合信息........................................

恒载分项系数:

CDEAD=1.20

活载分项系数:

CLIVE=1.40

风荷载分项系数:

CWIND=1.40

水平地震力分项系数:

CEA_H=1.30

竖向地震力分项系数:

CEA_V=0.50

特殊荷载分项系数:

CSPY=0.00

活荷载的组合系数:

CD_L=0.70

风荷载的组合系数:

CD_W=0.60

活荷载的重力荷载代表值系数:

CEA_L=0.50

砌体结构信息........................................

砌块类别:

砼小砌块

底框结构空间分析方法:

有限元整体算法

底部框架层数:

Nfst=0

材料强度变化的起始层号:

Mfst=0

砌块容重（kN/m3）:

Gblk=22.00

构造柱刚度折减系数:

Rcon=0.30

第一种砌块的弹性模量（N/mm2）:

Eblk1=2550.

第一种砌块的抗压强度（N/mm2）:

Rblk1=7.50

第一种沙浆强度（N/mm2）:

Rmor1=5.00

第二种砌块的弹性模量（N/mm2）:

Eblk2=2550.

第二种砌块的抗压强度（N/mm2）:

Rblk2=7.50

第二种沙浆强度（N/mm2）:

Rmor2=5.00

剪力墙底部加强区信息.................................

剪力墙底部加强区起算层号LEV_JLQJQ=1

剪力墙底部加强区终止层号,IWF=2

*********************************************************

*各层的质量、质心坐标信息*

*********************************************************

层号塔号质心X质心Y质心Z恒载质量活载质量附加质量

（m）（m）（t）（t）

7130.7508.50025.800146.41.20.0

6130.9246.10521.6001107.970.70.0

5130.7995.82118.0001028.372.10.0

4130.7995.82114.4001028.372.10.0

3130.7995.82110.8001028.372.10.0

2130.7995.8217.2001028.372.10.0

1130.5865.7543.6001039.873.60.0

活载产生的总质量（t）:

433.773

恒载产生的总质量（t）:

6407.383

附加总质量（t）:

0.000

结构的总质量（t）:

6841.156

恒载产生的总质量包括结构自重和外加恒载

结构的总质量包括恒载产生的质量和活载产生的质量和附加质量

活载产生的总质量和结构的总质量是活载折减后的结果（1t=1000kg）

*********************************************************

*各层构件数量、构件材料和层高*

*********************************************************

层号塔号梁元数柱元数墙元数层高累计高度

（混凝土）（混凝土）（混凝土）（m）（m）

11100（30）9（30）107（30）3.6003.600

2196（30）9（30）106（30）3.6007.200

3196（30）9（30）106（30）3.60010.800

4196（30）9（30）106（30）3.60014.400

5196（30）9（30）106（30）3.60018.000

6196（30）9（30）106（30）3.60021.600

710（30）0（30）12（30）4.20025.800

*********************************************************

*风荷载信息*

*********************************************************

层号塔号风荷载X剪力X倾覆弯矩X风荷载Y剪力Y倾覆弯矩Y

7117.3817.473.0140.37140.4589.6

6122.5239.9216.6107.57247.91482.2

5120.1560.0432.896.60344.52722.5

4118.0078.0713.786.69431.24274.9

3116.8794.91055.481.91513.16122.2

2115.72110.61453.677.08590.28247.1

1116.51127.11911.471.84662.110630.5

===========================================================================

各楼层等效尺寸（单位:

m,m**2）

===========================================================================

层号塔号面积形心X形心Y等效宽B等效高H最大宽BMAX最小宽BMIN

11721.4430.326.0859.7212.3659.7212.34

21708.1830.756.2159.2412.0259.2412.02

31708.1830.756.2159.2412.0259.2412.02

41708.1830.756.2159.2412.0259.2412.02

51708.1830.756.2159.2412.0259.2412.02

61708.1830.756.2159.2412.0259.2412.02

7147.5230.758.50100.867.20100.867.20

===========================================================================

各楼层的单位面积质量分布（单位:

kg/m**2）

===========================================================================

层号塔号单位面积质量g[i]质量比max（g[i