某高校多层钢筋混凝土学生宿舍建筑结构设计毕业论文
2021-04-21 10:04
摘 要
在高速发展的今天，钢筋混凝土由于其优越的实用性能以及良好的经济效益，逐渐成为了国内建筑主要的结构形式。
本设计为湖北省竹山县某高校新建学生宿舍，抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g，结构型式为钢筋混凝土框架结构。
本设计内容包括初步构件截面设计，荷载统计，内力计算，内力组合，配筋计算，楼梯设计，楼面板设计，基础设计。通过这次设计，我对这四年来学习的知识融汇贯通综合应用，独立完成各结构构件的设计，学习到了一些从书本中比较难理解的知识。
关键词：钢筋混凝土；框架结构；学生宿舍
Abstract
With the rapid development, reinforced concrete has gradually become the main structural form of domestic buildings because of its superior practical performance and good economic benefits.
This design is a newly built student dormitory in a university in Zhushan County Hubei Province. The seismic fortification intensity is 7 degrees the basic seismic acceleration value is 0.10 g and the structure type is reinforced concrete frame structure.
The design contents include section design, load statistics, internal force calculation, internal force combination, reinforcement calculation, staircase design, floor panel design and foundation design. Through this design, I have integrated the knowledge I have learned in the past four years, completed the design of each structural component independently, and learned some knowledge which is difficult to understand from the books.
Keywords: reinforced concrete, frame structure, student dormitory
目录
第一章 绪论 1
第二章 设计资料 2
2.1设计题目：某高校多层钢筋混凝土学生宿舍建筑结构设计 2
2.2建筑规模 2
2.3建筑技术条件 2
2.3.1气象条件 2
2.3.2工程地质条件 2
2.3.3材料 2
第三章 计算简图与框架结构布置 4
3.1梁柱板尺寸 4
3.1.1梁截面尺寸估算 4
3.1.2柱截面尺寸估算 4
3.1.3板截面尺寸估算 5
3.2结构计算简图 5
第四章 荷载统计 6
4.1屋面横梁竖向线荷载标准值 6
4.1.1永久荷载 6
4.1.2活荷载 6
4.2楼面横梁竖向线荷载标准值 6
4.2.1永久荷载 6
4.2.2活荷载 7
4.3屋面框架节点集中荷载标准值 7
4.3.1永久荷载 7
4.3.2活荷载 7
4.4楼面框架节点集中荷载标准值 8
4.4.1永久荷载 8
4.4.2活荷载 8
4.5风荷载 10
4.6地震作用 11
4.6.1建筑物总重力荷载代表值的计算 11
4.6.2地震作用计算 13
第五章 内力计算 17
5.1恒荷载作用下的内力计算 17
5.1.1弯矩分配系数 17
5.1.2计算杆件固段弯矩 18
5.1.3节点不平衡弯矩 19
5.2活荷载作用下的内力计算 25
5.3风荷载作用下的内力计算 32
5.4地震作用下横向框架的内力计算 36
5.4.1 0.5（雪 活）重力荷载作用下框架内力计算 36
5.4.2地震作用下横向框架的内力计算 42
第六章 弯矩调幅 48
6.1横向框架梁内力组合 51
6.1.1无地震作用效应组合 51
6.1.2有地震作用效应组合 51
6.2框架梁一般组合 52
6.2.1框架梁一般组合 52
6.2.2框架梁考虑地震效应组合 55
6.3横向框架柱内力组合 57
6.3.1框架柱一般组合 57
6.3.2框架柱考虑地震效应组合 59
第七章 梁柱截面设计 61
7.1梁截面设计 61
7.1.1正截面受弯承载力计算 61
7.1.2斜截面受剪承载力计算 65
7.2柱截面设计 68
7.2.1二阶效应 68
7.2.2正截面压弯承载力计算 68
7.2.3斜截面受剪承载力计算 73
第八章 楼梯设计 77
8.1梯段板计算 77
8.1.1荷载计算 77
8.1.2内力计算 77
8.1.3配筋计算 77
8.2休息平台板计算 78
8.2.1荷载计算 78
8.2.2内力计算 78
8.2.3配筋计算 78
8.3梯段梁TL1计算 78
8.3.1荷载计算 78
8.3.2内力计算 79
8.3.3配筋计算 79
第九章 楼面板设计 80
9.1跨中最大弯矩 80
9.2求支座重点最大弯矩 80
9.3 A区格 81
9.4 B区格 82
第十章 基础设计 84
10.1荷载计算 84
10.2确定基础底面积 84
10.2.1初估基底尺寸 85
10.2.2按持力层强度验算基底尺寸 85
10.2.3抗震验算 85
10.3地基变形验算 86
10.4基础结构设计 87
10.4.1荷载设计值 87
10.4.2冲切验算 87
10.4.3配筋 88
参考资料 91
致谢 91
第一章 绪论
毕业设计是一个考验当代大学生在大学四年之间学习与实践之间是否全方位发展的一次总结与测试。将导师布置的任务保质保量的完成是一个身为大学生的必要要求。而在毕业设计时能够学习到的知识也是将来我们进入职场中一笔宝贵的财富 。
本次设计为某高校宿舍楼，采用的是较为常见的钢筋混凝土结构。在这次设计中不但要用到这四年来学到的课本上的知识还要通过查找资料，学习相关设计方法，并研究相关规范。通过不断的学习、讨论在一次一次的修改计算书的过程中，使得我们四年来的学习得到了检验和升华。
为了将来能构成为一个优秀的工程师，在就业中能够尽量快的上手，同时也为了巩固在四年以来在学校中学到的基本理论和专业知识，运用工程设计的基本方法和步骤进行一次大考验。
第二章 设计资料
2.1设计题目：某高校多层钢筋混凝土学生宿舍建筑结构设计
该建筑位于湖北省竹山县，抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g。为某高校新建学生宿舍，结构型式为钢筋混凝土框架结构。建筑平面图如图2.1所示。
2.2建筑规模
总建筑面积： 3400m2 (±5％) （根据图纸可修改）
层数： 7层(含屋顶间)
层高： 首层3.6m，其它层3.3m。
2.3建筑技术条件
2.3.1气象条件
（1）温度：最热月平均28.8℃ 最冷月平均3.0℃
极端最高温度39.4℃ 极端最低温度－18.1℃
（2）相对湿度：最热月平均79％
（3）主导风向：全年为西北风，夏季为东南风，基本风压＝0.3kN/m2
（4）雨雪条件：年降雨量1250mm 日最大降雨量370mm
最大积雪深度320mm 基本雪压＝0.3 kN/m2
（5）土壤冻结深度：天然地面以下0.5m
2.3.2工程地质条件
（1）土层分布：自然地表以下0.5m为杂填土，填土下层为3m厚砂质粘土，再下为砾石层。
（2）土层承载力标准值：砂质粘土＝250 kN/m2
砾石层＝400 kN/m2
（3）地下水位：地表以下2.5m，无侵蚀性。
（4）抗震设防烈度：7度，Ⅱ类建筑场地。
2.3.3材料
（1）各类材料供应充分，品种齐全。
（2）墙体材料：粉煤灰加气混凝土砌块，蒸压灰砂砖，M5混合砂浆。
（3）预制构、配件采用本地生产的标准件
第三章 计算简图与框架结构布置
3.1梁柱板尺寸
3.1.1梁截面尺寸估算
根据《建筑结构设计规范GB50011-2010》的第6.3.1条，梁的截面要求需要满足：截面宽度不宜小于200mm截面高宽比不宜大于4，净跨与截面高度之比不宜小于4。
根据，，式中为梁的跨度。
对于AB跨，CD跨；
取
取
对于BC跨；
，取，净跨与截面高度之比不宜小于4，即，取
对于纵向框架梁；
，取h为400mm，根据构造要求
b为250mm
取横向框架梁AB跨，CD跨：250mm*750mm
BC跨为250mm*400mm
纵向框架梁250mm*400mm
3.1.2柱截面尺寸估算
根据《建筑结构设计规范GB50011-2010》的第6.3.5条，柱的截面要求需要满足：截面的宽度和高度，一，二，三级且超过2层时不宜小于400mm，剪跨比宜大于2，截面场边与短边的边长比不宜大于3。
根据式中为底层柱高。
，根据规范要求：
取框架柱：400mm*400mm
本工程为现浇钢筋混凝土结构，7度设防，高度小于30m，抗震等级为三级，取其中c柱复核估算尺寸，估计荷载为15kN/m2，
单根柱子的受荷面积为
由轴压比限值得：
满足要求。
3.1.3板截面尺寸估算
板厚均为120mm;材料强度等级，混凝土均采用C30；
受力钢筋采用HRB400钢筋，箍筋采用HPB300钢筋。
3.2结构计算简图
本工程场所为Ⅱ类场地，基础采用柱下独立基础，挖去所有杂填土，基础置于第二层厚砂质粘土上，基础埋深为1.05m，建筑室内外高差为0.35m 故底层柱子高度为h1=3.6 1.05 0.35=5.0m，二至七层柱子为，柱节点刚接，横梁计算跨度取为两柱子中心线之间的距离，三跨的计算长度分别为6700mm，2400mm，6700mm以6轴线横向框架为计算分析对象，计算简图如下：
图3.1结构计算简图
第四章 荷载统计
4.1屋面横梁竖向线荷载标准值
4.1.1永久荷载
屋面永久荷载标准值
