土木工程毕业论文1框架住宅楼设计.docx
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土木工程毕业论文1框架住宅楼设计
毕业设计（论文）框架住宅楼设计
土木工程
1
XX住宅楼设计（框架结构）
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人郑重承诺：
所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：
日期：
指导教师签名：
日期：
使用授权说明
本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：
按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：
日期：
第I部分：
中英文摘要
摘要
本设计为xx框架住宅楼设计，主要分为两个部分：
建筑设计和结构设计。
1、建筑设计：
通过查阅各种规范和资料，结合当地自然条件、用地环境、地形地貌等客观条件以及结合学院印发的土木工程专业毕业设计任务书，对本建筑的工作空间、流动空间以及所有必不可少的服务设施提出合理的布置方案，然后分析、比较各种方案。
最后，选择一个比较好的建筑方案进行建筑设计。
2、结构设计：
选择能实现整个功能要求的合适的结构型式和建施材料，继而确定使用期间作用于结构上的各种荷载，然后借助于结构设计理论和相关经验方法，初步估算出各构件的尺寸，并对结构作一定的静力分析，手工计算结构受力情况，进行内力分析与组合，最后借助于结构设计软件ＰＫＰＭ，进行更加详细的分析，调整构件尺寸，提出确实可行的安全、经济的结构方案进行结构设计。
设计中，以手算为主，电算验算相结合，比较分析两种结果，找出差异性，加深对结构设计理论的掌握，并为今后参与实际工程设计积累经验。
关建词
建筑设计，结构设计，静力分析，框架，抗震设计
3
XX住宅楼设计（框架结构）
XXresidentialbuildingdesign
[Key]:
thedesignofarchitectureandstructure,theanalysisofstatically
Thisfive-floorwhichIadoptedthereinforcedconcreteframeinstructuredesignwasdesignedbymainlywasmainlycomposedoftwodesignphrase.
Firstly,Architecturedesign,thefirstdesignphraseismainlytodevelopasystemorplan
whichwillenablethestructuretofulfillitsrequiredfunctionreasonablyandtobeaestheticallyacceptableandadaptabletotheparticularsitechosenwiththeconsiderationofnaturalconditions、locationenvironment、locationfeaturesandtheoveralllayoutofthisway,asuitablearrangementofworkingandcirculationspace,togetherwithallessential
servicesisalsoavailable.
Secondly,bydintofexperiencewithpreviousdesignsandtheroughanalysisoftheloadsthatactonthestructuresduringitslifetimes,Igotapreliminaryestimateismadeofthesizes
ofthemembers,aroughappraisalofthestatico’ftshestructuretoobtainsomeestimateofthe
forcesintheprogram（PKPM）indetail.Bycomparingandmodifying,Igotasatisfactorystructureinwhichthemembersaresoproportionedthateachcarriesitsshareoftheappliedloadswithanadequatereserveofstrengthagainstfailure.Withtheseallbeingdone,mydesigncomeintobeingwithreasonableblendofarchitectureandstructure.Inthedesign,withcomputerwasauxiliary.Thetworesultswereanalyzedandcomparedtofindoutthedifferences.Ittheunderstandingofthetheoryofstructuredesignandaccumulateexperiencesforthedesigningofpracticalprojectinfuture.
第II部分：
前言
本次设计结合住宅建筑的使用功能及特点，能充分满足各房间的使用要求，布置紧凑，功能分区合理，与周围环境协调一致，节约建筑用地，合理组织人流，保证良好的安全疏散条件。
在这次设计中，充分考虑了蒙自的风向，注意各房间的朝向，尽量保证建筑物有良好的采光、通风条件。
本工程在建筑方案的选择上，力求使住宅楼的内外空间协调，体型比例恰当，形象鲜明，体现出住宅建筑的风格及文化内涵。
本次设计的另一重点为框架结构设计方面的内容，如结构构件的布置、截面形状的选择、结构构件的配筋等等。
虽然钢结构、新型材料建筑是建筑发展的一大趋势，但一个国家的建筑总体发展水平很大程度上取决于这个国家的经济发展水平。
考虑到我国目前的国情，钢筋混凝土结构在我国的应用还是最广泛的，且在今后一段时期内仍然是我国建筑结构型式的首选，故本设计的结构型式仍然采用钢筋混凝土结构。
在结构设计中，一方面，借助于建筑软件ＰＫＰＭ、结构力学求解器进行计算，使结构构件的布置更加经济、合理和安全；另一方面，手算一榀框架，通过确定计算模型、拟荷载、进行内力计算和构件承载力计算，加深对结构受力特征的感性认识，并将手算结果和ＰＫＰＭ软件计算结果作一番比较、分析，得出结论，并实现由传统计算方法向高现代计算方法的合理过渡，既为今后参与
实际工程设计奠定坚实的理论基础，又掌握了高效便捷的计算软件，同时也积累了必要的设计经验。
毕业设计的三个月里，在指导老师的帮助下，经过资料查阅、设计计算、论文撰写以及外文
的翻译，加深了对新规范、规程、手册等相关内容的理解。
巩固了专业知识、提高了综合分析、解
决问题的能力。
在进行内力组合的计算时，进一步了解了Excel。
在绘图时熟练掌握了AutoCAD及天正建筑，以上所有这些从不同方面达到了毕业设计的目的与要求。
框架结构设计的计算工作量很大，在计算过程中以手算为主，辅以一些计算软件的校正。
由于自己水平有限，难免有不妥和疏忽之处，敬请各位老师批评指正。
二零一零年六月十五日
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XX住宅楼设计（框架结构）
第III部分设计过程
一设计资料
1.1设计题目
某六层框架住宅楼设计
1.2工程概况
拟设计一小区，该住宅小区位于xx。
本工程为该小区中的一个单元。
建筑层数为6
层，层高3.0米。
结构形式为钢筋混凝土框架结构。
设计依据及技术基本公式
⒈所依据的国家规范（见后参考资料）
⒉屋面板计算基本条件
①建筑结构重要性等级：
二级
②设计使用年限：
50年
③使用环境类别：
一类
⒊框架结构粱柱计算基本条件
①设计使用年限：
50年
②地上部分为二类环境，地下部分为二a类环境；
③抗震设防烈度：
7度；
④设计基本地震加速度：
0.1g;
⑤设计地震分组：
第三组；
⑥建筑场地类别：
Ⅱ类；
⑦建筑抗震设防类别：
丙类；
⑧框架结构的抗震等级：
根据《抗规》第3.3.3条及表6.1.2的规定，抗震构造措施，内力调整和其它为三级。
⒋基础计算基本条件
①基础底面持力层为新堆积黄土，地基承载力标准值为fak=160kpa;
②地质资料由设计任务书上提供。
地面下18m深度范围内为不液化土层。
1.3地质资料
地质详资料由设计任务书上提供。
场地类别为Ⅱ类，Ⅲ级自重湿陷性黄土场地。
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度抗震设防。
基础形式用柱下条形基础。
自然地面以下土层依次为：
新近堆积黄土，承载力特征值Fak（kPa）为100kPa,土层厚2.5m左右，本层土自重湿陷量40mm，总湿陷量100mm。
马兰黄土
（一），承载力特征值Fak（kPa）为140kPa,土层厚10—12m左右，本层土自重湿陷量130mm，总湿陷量280mm。
马兰黄土
（二），承载力特征值Fak（kPa）为180kPa,未穿透。
本层土自重湿陷量70mm，总湿陷量110mm。
湿陷性土层厚度约为17m。
建筑场地为坚硬粘土，场地属Ⅱ类建筑场地，28米深度内无液化层。
1.4水文地质条件：
本场地内无不良环境水文地质条件，地下水位深大于30米。
地下水对混凝土无腐蚀性。
1.5自然条件：
1、气温：
年平均气温20度，最高气温38度，最低位-5度。
2、雨量：
年降雨力量1200mm，最大雨量200mm日。
3、主风向：
西北风，风压为0.4kN㎡。
4、雪压：
0.5kN㎡。
二建筑与结构设计
2.1设计概况和要求
2.1.1设计概况
根据毕业设计任务书要求，拟建一现浇钢筋混凝土框架结构，为xx框架住宅，各套
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XX住宅楼设计（框架结构）
型使用面积应不小于下列规定：
小套70—80㎡（两室两厅一厨一卫）；大套120㎡左右
（三室两厅一厨两卫）。
建筑层数为六层，层高均为3.0米。
2.1.2设计要求
依据建筑方案要求，进行各层平面的设计，设计要求建筑使用功能合理，满足技术经济指标。
参照标准图集选择楼面，地面，内墙，顶棚等室内装修的做法，以及屋面，外墙的做法。
要求绘制各层平面图，建筑主要立面图，剖面图，檐口，楼梯等大样图和门窗表，装修表，编制建筑设计总说明。
构造作法选用甘肃02系列标准图集。
表示方法及符号满足现行规范要求：
（1）、《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068——2001
（2）、《建筑结构荷载规范》GB50010——2001
（3）、《建筑抗震设计规范》GB50011——2010
（4）、《砌体结构设计规范》GB50003——2001
（5）、《混凝土结构设计规范》GB50010——2002
（6）、《建筑地基基础设计规范》GB50007——2002
（7）、《建筑设计防火规范》GB50016——2006
2..2标高及建筑细部作法
（1）设计标高：
室内设计标高为±0.000，室内外高差900mm。
（2）墙身作法：
外墙采用加气混凝土；内墙除卫生间采用砖墙，其余也都使用加气混凝土；外墙做法见施工图，内墙双面粉刷。
（3）屋面作法：
油毡防水层——三毡四油上铺小石子
20mm厚1：
2.5水泥砂浆找平层
60--100厚（2%找坡）膨胀珍珠岩保温层
20mm厚1：
2.5水泥砂浆找平层
100mm厚钢筋混凝土楼板吊顶或粉底
（4）楼面作法：
15mm厚地砖
20mm厚1：
2.5水泥砂浆找平层
100mm厚钢筋混凝土楼板吊顶或粉底
（5）地面作法：
300mm厚混凝土
20mm厚1：
2.5水泥砂浆找平层
（6）卫生间做法：
8mm厚防滑地砖，素水泥浆擦缝
20mm厚水泥砂浆保护层
1.5mm厚涂膜防水
20mm厚1∶3水泥砂浆找平层素水泥浆结合层一道
钢筋混凝土楼板
（7）踢脚做法：
8-10mm厚地砖素水泥擦缝
5mm厚1∶1水泥细砂结合层
12mm厚1∶3水泥砂浆打底
（8）墙基防潮：
20mm厚1∶2水泥砂浆掺5%避水浆，位置一般在-0.06米标高处
（9）台阶做法：
花岗石条石规格厚度和宽度，按台阶设计要求，长度1000~1500
表面剁平
30mm厚1：
3水泥砂浆结合层素水泥浆一道
100mm厚C30号现捣钢筋混凝土φ6双面钢筋中距150（厚度不包括踏步三角部分），台阶面向外坡2%
150mm厚碎石或碎砖垫层
素土夯实（坡度按工程设计台阶横向两端M2.5号砂浆砖砌240厚地龙墙，横向总长度大于3m时，每隔3m加一道240厚地龙墙，地龙墙埋深在冰冻线以下，
C10混凝土基础垫层600宽、300高
（10）散水：
宽度600mm，坡度3%做水磨石面层。
10mm厚水磨石面层
20mm厚1∶3水泥砂浆打底
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XX住宅楼设计（框架结构）
60mm厚混凝土层
80mm厚碎砖垫层
（11）女儿墙：
6mm厚水泥砂浆罩面
12mm厚水泥砂浆打底
200mm厚钢筋混凝土
20mm厚水泥砂浆找平
（12）排水雨水管：
直径100mm镀锌铁皮落水管
（13）门窗：
木门、塑钢窗
（14）油漆：
1）楼梯扶手为油漆蜡克罩面；
2）楼梯栏杆为不锈钢套管；
3）木门油一底二度栗色调和漆。
4）所有铁件油防锈漆一度、银粉漆二度。
深入墙内木料为热柏油防腐。
（15）基础
采用柱下独立基础，基础采用C30混凝土，有垫层，垫层厚度100mm，垫层混凝土标号为
C30。
基础具体尺寸与做法详见基础设计
（16）踢脚
踢脚采用大理石踢脚：
1）稀水泥浆擦缝，10--20mm厚大理石板
2）厚1:
2水泥砂浆灌缝
2.3建筑方案的构思与立意
2.3.1总体布置的考虑
在总平面图布置方面，我们要注意总图所能占有的空间尺寸大小，不能超越所给的建筑红线范围，在布局上，要考虑建筑物的使用功能和使用对象。
对于我所做的这个设计而言，因为是住宅楼，所以要很讲究房屋朝向问题，以解决通风和采光，和周围的环境也要搭配得当，要给人以舒适的感觉。
。
在总图布局的另一个方面是考虑到住户的停车问题。
当然，停车处也得分为机动车辆停放处和非机动车辆停放点。
在停车点的安
排上，既要满足住户们方便进出上班，又要结合整个的环境以及人员流通。
2.3.2建筑立面与平面
由于我所做的是住宅楼，因此，在功能布局上既要美观大方，也要合理周道，而且要符合人们的生活习惯。
以我个人的观念，我所要求的效果是使建筑物的造型既简洁又活泼，以给人们明快的感觉，因此我选用的型式是较为规则的矩形建筑。
选形过后最重要的就是对各层进行功能布局了。
通过学习我认识到了一个重要的设计理念，就是要先进行柱网布置再进行功能分割，即先选好柱网的布置，再进行各层房间的布置，而不要将所给的各功能房拿来拼揍，严格的拼揍其给定的面积后再定位柱网。
这样的做法是不对的，也是很不科学的。
在柱网布置完后，根据各种不同的功能房进行分类，例如可以将其分类为生活用房间，工作、学习用房间，公共活动房间等。
我的设计中有三室两厅二卫，其中客厅给予充分的活动空间。
2.3.3结构设计要求
根据建筑设计进行上部结构和基础设计，绘出结构平面图、框架及基础的施工图。
主要包括以下内容：
（1）、结构方案及结构构件几何尺寸的选型，确定计算简图；
（2）、确定荷载值，对结构进行荷载计算整理；
（3）、对结构中的一榀典型框架以及此框架下的基础进行内力计算，内力分析及内力组合，配筋计算。
此部分要求手算完成；
（4）、计算机辅助设计：
在手算完成的基础上，用计算机辅助设计程序完成该框架的导荷，以及计算配筋，进行必要的结构构件尺寸调整，进行结构设计优化。
绘制框架的结构施工图，结构平面图，基础施工图；
（5）将手算与电算的结果进行比较分析，分析判断二者之间差异的原因，进行毕业设计总结。
2.3.4结构方案的特点、优化、比较
（1）选择现浇钢筋混凝土框架结构方案。
框架结构由梁、柱构件通过刚性节点连接构成；框架梁、柱既承受垂直荷载，又承受水平荷载。
框架结构最主要的优点是具有开阔
的空间，使建筑平面布置灵活，便于门窗的设置。
其主要缺点是抗侧刚度小，侧向变形
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XX住宅楼设计（框架结构）
较大，结构的使用高度受到限制，特别在地震作用下，非结构构件破坏比较严重。
a．本建筑主要部分为地上六层，使用荷载不大，因而选用钢筋混凝土全框架较易满足使用要求。
b．尽管建设场地地震烈度为7度，采用纯框架对抗震略为不利，但采用现浇框架有利于提高结构的整体性和抗震性，也使梁柱节点构造简单，易于施工及保证质量。
且钢材用量省，构件尺寸不受标准构件所限制，对房屋各种使用功能的适应性大。
c．缺点就是模板消耗量大，现场工作量大，可采用工业化现浇的施工工艺加以改进。
（2）结构总体布置：
本建筑平面为矩形，总长度为57.60米，最大宽度为11.70米，总高度为18.90米。
满足《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）和《高层建筑混凝土结构技术规程》
（JGJ3-2002）的要求：
现浇框架建筑在7度抗震设防烈度时适用的最大高度为55米。
（3）楼、屋盖结构方案：
考虑提高结构的整体性、完整性，有利于提高整个结构的空间刚度，各层楼面及屋面全部采用现浇钢筋混凝土梁板结构。
（4）基础方案：
由于场地情况较好，土层均匀，持力层为第二层（粘土），框架柱下采用条形基础较为简单，施工方便。
2.3.5结构布置及计算简图
根据该房屋的使用动能及建筑设计的要求进行了建筑平面、立面及剖面设计。
其示意图如建施图所示，主体结构共五层，层高均为3.0m，高度为18.9m。
墙采用300mm厚空心砖，门窗详见建施图的门窗表。
楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚度除厨房、卫生间为80mm厚外，其余房间均取100mm。
梁截面高度按梁跨度的112~18估算，宽度按12~13估算，由此估算的梁截面尺寸为
层次
混凝土等级
横梁
纵梁
次梁
2~5
C30
300×400
300×400
200×300
1C30300×400300×400200×300
c
C30混凝土f
=14.3Nmm2,f
=1.43Nmm2
t
柱截面尺寸根据下式估算
A
N
c
fcN
NFgEn
式中：
N为柱组合的轴压力设计；F为按简支状态计算的柱的负载面积；gE为折算在
2
单位建筑面积上重力荷载代表值，可根据实际荷载计算，也可近似取12～15KNm；为考虑地震作用组合后柱轴压比增大系数，边柱取1.3，不等跨内柱取1.25，等跨内柱取
1.2；n为验算载面以上楼层层数；
Ac为柱载面面积；
fc为混凝土轴心抗压强度设计值；
[N]为框架轴压比限值，此处可近似取，即对一级，二级和三级抗震等级，分别取0.7，
0.8和0.9。
2
查表知该框架结构的抗震等级为三级，其轴压比限值[μN]=0.8，各层的重力荷载代表值近似取12Nmm，由结构平面布置图可知边柱及中柱的负载面积分别为3.3×1.8和
3.9×4.8，由上式得第一层柱截面面积为
32
边柱Ac≥1.3×3.3×1.8×12×10×40.8×14.3=32400mm
中柱Ac≥1.25×3.9×4.8×12×103×40.8×14.3=98182mm2
取柱截面为正方形，则边柱和中柱截面高度分别为180mm和313mm。
根据上述计算结果并综合考虑其它因素，本设计柱截面尺寸取值如下：
1-6层400mm×400mm，
结构布置图为：
13
XX住宅楼设计（框架结构）
图
（1）结构布置图
2．4.1楼盖设计资料
1）楼面做法：
100mm钢筋混凝土现浇板，20mm石灰砂浆抹底，20mm水泥砂浆找平，15mm后地砖。
2）材料：
混凝土强度等级为C30；梁内受力纵筋为HRB335，其余为HPB235钢筋
2.1.2楼盖的结构平面布置（见图2-1）
图2-1楼盖的结构平面布置
（3）板的设计（弹性理论）恒、活荷载
1.屋面荷载
1）平屋面＝0.307%，ρ＝0.335%
My=（0.02336+0.031215）×（1.20×3.8+1.40×1.0）×4.2^2=3.08kN·M
考虑活载不利布置跨中Y向应增加的弯矩：
Mya=（0.03530+0.048105）×（1.4×1.0）×4.2^2=1.11kN·MMy=3.08+1.11=4.19kN·M
Asy=307.05mm2，实配φ8@150（As＝335mm2）
ρmin＝0.307%，ρ＝0.335%
Mx'=0.08017×（1.20×3.8+1.40×2.0）×4.2^2=10.32kN·M
Asx'=653.67mm2，实配φ12@200（As＝808mm2,可能与邻跨有关系）
ρmin＝0.307%，ρ＝0.808%
My'=0.07243×（1.20×3.8+1.40×2.0）×4.2^2=9.33kN·M
Asy'=586.66mm2，实配φ10@125（As＝628.mm2,可能与邻跨有关系）
ρmin＝0.307%，ρ＝0.628%
（1）、挠度和裂缝验算参数：
Mk=（0.02336+0.031215）×（1.0×3.8+1.0×2.0）×4.2^2=3.00kN·MMq=（0.02336+0.031215）×（1.0×3.8+0.5×2.0）×4.2^2=2.48kN·MEs＝210000.Nmm2Ec＝29791.Nmm2
Ftk＝2.01Nmm2Fy＝210.Nmm2
（
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