武汉恒大御景湾6号楼建筑结构设计毕业论文

2020-04-08 12:04

摘要

本设计题目为武汉恒大御景湾6号楼，总的建筑面积为2400平方米，建筑层数为6层。

设计内容主要包括两个部分即建筑设计和结构设计。建筑设计部分主要是平面布局设计和交通联系设计，需要综合考虑基地环境、使用功能等因素；而结构设计部分主要完成以下任务：标准层结构平面布置；恒荷载、活荷载计算与效应组合及风荷载、地震荷载的计算与效应组合；梁柱截面设计及配筋计算；标准层楼板的内力分析与设计；楼梯的内力分析与设计；通过手算与机算的结果对比，进行结构内力分析；基础形式的确定、及其内力分析与设计；绘制结构各构件的施工图。

关键词：竖向荷载；水平荷载；内力组合；截面尺寸；配筋

Abstract

The title of this design is No. 6 Building ofWuhan HengdaYujingwan, the total construction area of about 2,400 square meters and the building layers is 6.

The design content mainly includes two parts: architectural design and structural design.The architectural design is mainly the layout design and traffic design, we should comprehensively consider factors such as the environment of the base and the use of functions. The structural design part mainly completes the following tasks:structure plane layout ofthestandard layer ; calculation and effect combination of constant load and live load, and calculation and effect combination of wind load and seismic load;beam and column section design and reinforcement calculation;internal force analysis and design of standard floor slabs;internal force analysis and design of stairs;comparing the results of hand calculations with mechanical calculations, the structural internal force analysis;determine the basic form, analysis and design of its internal forces; draw the construction drawings of each component of the structure.

Key Words：Vertical load; Horizontal load; Internal force combination; Section size; Reinforcement

第1章绪论…...………………………………………………………………………………….1

第2章设计资料……………………...………………………………………………………….2

第3章结构选型及梁柱截面尺寸估算…………...………………………………………….…3

3.1 结构选型………………………………………………………………………………..3

3.2 梁柱截面尺寸估算……………………………………………………………………..3

第4章框架计算简图及梁柱线刚度…………………………………………………...……….4

第5章荷载统计…………………………………………...…………………………………….6

5.1 恒载标准值计算………………………………………………………………………..6

5.2 活载标准值………..……………………………...…………………………………….7

5.3 竖向荷载下框架受荷总图……..……………..……………………………….……….7

5.4 风荷载计算……………………………...…………………………………………….11

5.5 地震荷载计算………………………………………………………………...……….13

第6章水平作用下的位移验算…………….………………………………………….………16

第7章内力计算………………………………………………………………………………..18

7.1 恒荷载标准值作用下的内力计算……………...…………………………………….19

7.2 活荷载标准值作用下的内力计算………………...………………………………….26

7.3 风荷载作用下的内力计算……………………………….…………………………...29

7.4 水平地震作用下的内力计算……………………….……………………..………….32

第8章内力组合…..………..…………………………………………………………………..35

8.1 竖向荷载作用下的梁端弯矩调幅计算………..…………………………………….35

8.2 控制截面处内力值的计算…………………..……………………………………….35

8.3 内力组合…………………………………………..………………………………….36

第9章梁柱截面设计与配筋计算….……….……………..…………………………………..42

9.1 框架柱截面设计…………………………………………..………………………….42

9.1.1 轴压比验算……………………………..………….………………………….42

9.1.2 截面尺寸复核……………………..……………………………….………….42

9.1.3 正截面受弯承载力验算………………………..…………….……………….42

9.1.4 垂直于弯矩作用平面的受压承载力验算……………..……………….…….44

9.1.5 斜截面受剪承载力验算………….…………………..……………………….44

9.1.6 裂缝宽度验算……………………………..………………………….……….44

9.2 框架梁截面设计……………………..……………………………………………….44

9.2.1 正截面受弯承载力验算……………..…………………………………….….44

9.2.2 斜截面受剪承载力验算…..………………………………….……………….45

9.3 裂缝宽度验算…………………………..…………………………………………….47

第10章楼面板设计…...………..………………………..…………………………………….48

10.1 荷载计算……………………………..…………………………………….………..48

10.2 配筋计算………………………..…………………………………………….……..48

10.2.1 弯矩计算……………….……..……………………………………………..48

10.2.2 配筋计算………………...…………………………………………………..48

第11章楼梯设计……………………...……………………………………………………….50

11.1 踏步计算………………….…………………………………………………………50

11.2 楼梯斜梁计算………….……………………………………………………………51

11.3 平台板计算…………….……………………………………………………………52

11.4 平台梁计算…………………….....……………………………………..…………..53

第12章基础设计………………..………….………………………………………………….55

12.1 作用于基础顶面的荷载计算……….………………………………………………55

12.2 基础底面尺寸及埋置深度………….…………………………………………..…..56

12.3 基础高度设计及验算…………………….………………………………………....57

12.4 配筋计算…………………………………….………………………………………58

第13章结束语……….…..…………………………………………………………………….61

参考文献…………….…………………………….…………………………………………….62

致谢……………….…………………………….…………………………………………….63

绪论

建筑设计既要满足建筑美观要求还应该满足其建筑功能的要求，同时也要力求经济、实用。

本设计的内容是湖北省武汉市武汉恒大御景湾6号楼的建筑结构设计，总面积约为2400平方米，建筑层数为6层，抗震烈度为6度，基本风压为,地面粗糙度为C类，基础场地类别为Ⅱ类，建筑重要性类别丙类，使用年限为50年。结构采用整体现浇钢筋混凝土框架结构，基础为柱下独立基础。

设计过程有涉及到《结构力学》、《房屋建筑学》、《工程结构与抗震》、《土力学与基础工程》、《混凝土结构设计原理》等专业课知识，在设计过程中有用到CAD、天正、PKPM、结构力学求器等相关的计算绘图软件。毕业设计是对我们综合运用这些知识的一个锻炼，也是一次深化学习拓展知识的机会；同样也是理论到实践的一个过渡。

第2章设计资料

工程名称：武汉恒大御景湾6号楼
建设地点：湖北省武汉市。
工程概况：建筑总高为18米，共六层，每层层高3米，室内外高差0.7米。具体情况如图2.1所示

图2.1 结构平面布置图

气象资料：基本风压w₀=0.35KN/m²，基本雪压s₀=0.5KN/m²。
地质条件：地面粗糙度类别为C类，基础场地类别为Ⅱ。
抗震设防：抗震烈度为6度，设计基本加速度值为0.05g。
材料选用：

混凝土：框架梁柱和楼面板选用C35混凝土，基础和楼梯采用C20混凝土

钢筋：框架梁柱纵向受力钢筋采用热轧钢筋HRB400，其余采用热轧钢筋HPB300

墙体：240厚空心砌砖，重度KN/m³

第3章结构选型及梁柱截面尺寸估算

3.1结构选型

（1）结构体系：采用钢筋混凝土现浇框架结构体系^[1]。

（2）屋面结构：采用现浇钢筋混凝土屋盖，刚柔性相结合的屋面，屋面板厚80mm。

（3）楼面结构：全部采用现浇钢筋混凝土楼盖，板厚80mm。

（4）楼梯结构：采用钢筋混凝土梁式楼梯^[1]。

3.2梁柱截面尺寸估算

（1）梁的最小截面高度h=（1/8~1/18）l₀，梁的截面宽度b_b=(1/2~1/4)h_b^[1]。

其中l₀为梁的计算跨度，b_b为梁的高度。

根据结构的计算简图，l0最大值为6600mm,因此选h为600mm,，取b为300mm。

（2）框架柱截面一般采用方形^[2]，其截面尺寸采用轴压比计算：^[1]。

其中fc为混凝土轴心抗压强度设计值取为16.7N/mm2，N为柱中轴向力可按下式计算N=(1.1~1.2)N_V，N_V为柱支撑的楼面荷载面积上竖向荷载产生的轴向力设计值，近似取12~14KN/m²。故选取柱截面尺寸b为450mm。

第4章框架计算简图及梁柱线刚度

确定框架计算简图（KJ-8）框架的计算单元如图所示，取8轴上的一榀框架进行计算。假定框架嵌固于基础顶面，框架梁与柱刚接。由于各层柱的截面尺寸不变，故梁跨等于柱截面形心轴之间的距离^[1]。底层柱高从基础顶面算至二层楼面，基顶标高根据地质条件、是室内外高差，定位-1.5m，二层楼面标高为3m，故底层柱高为4.5m。其余各层柱高从楼面算至上一层楼面（即层高），均为3m。由此可绘制框架的计算简图，如图所示。

2-2剖面图

框架梁柱线刚度计算

对于中框架梁取

左边跨梁

右边跨梁

底层柱

其余各层柱

令，则其余各杆件的相对线刚度为

框架梁柱的相对线刚度如图示：

计算简图

第5章荷载统计

5.1恒载标准值计算

（1）屋面

防水层（刚性）：30厚C20细石混凝土防水

防水层（柔性）：三毡四油铺小石子

找平层：15厚水泥砂浆

找坡层：40厚水泥石灰焦渣砂浆0.3%找平

保温层：80厚矿渣水泥

结构层：120厚现浇钢筋混凝土板

抹灰层：10厚混合砂浆

合计

（2）标准层楼面

大理石面层，水泥砂浆擦缝

30厚1:30干硬性水泥砂浆，面上撒2厚素水泥

水泥浆结合层一道

结构层:120厚现浇钢筋混凝土板

抹灰层：10厚混合砂浆

合计

（3）梁自重

梁自重

抹灰层：10厚混合砂浆

合计

（4）柱自重

柱自重

抹灰层：10厚混合砂浆

合计

（5）外墙自重

标准层

240厚空心砌块填充墙 KN/m

铝合金窗 0.95KN/m

水刷石外墙面 0.75KN/m

水泥粉刷内墙面 0.54KN/m

合计 6.13KN/m

底层

240厚空心砌块填充墙 KN/m

铝合金窗 0.95KN/m

水刷石外墙面 0.75KN/m

水泥粉刷内墙面 0.54KN/m

合计 7.86KN/m

（6）内墙自重

标准层

240厚空心砌块填充墙 KN/m

水泥粉刷内墙面 0.54KN/m

合计 10.91KN/m

底层

240厚空心砌块填充墙 KN/m

水泥粉刷内墙面 0.54KN/m

合计 17.82KN/m

（7）阳台墙

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