西安理工大学三号宿舍楼设计论文设计

时间：2021-04-09 20:06:42 来源：蒲公英阅读网 本文已影响人

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　1 设计资料

　1.1 建筑设计说明书

　1.1.1 方案说明 （1）本土木工程毕业设计题目为西安理工大学三号宿舍楼，基础选择是独立基础，建筑主体高度为 1.7m，建筑结构形式为钢筋混凝土框架结构。

　（2）设进深设为 6.6m，设柱距设为 3.6m。

　（3）将楼梯设在了宿舍楼的三分之一处，照二级防火要求，都照着防火要求设计在宿舍的两侧设有安全出口。

　（4）本设计中宿舍总长度 50.4m，在宿舍两侧设有厕所。

　（5）窗台高 900mm，是满足采光通风要求。

　（6）设为不上人屋面，防水采用二级。

　1.1.2 建筑设计说明及构造做法 （1）该宿舍楼有五层，宿舍楼有 17.5m，首层室内地坪标高±0.000m，室内和外面有 0.45m 的差距。

　（2）设计材料：板楼梯间、柱与梁是现浇的都是 C30，全部板钢筋 HRB335，柱与梁的受力筋是 HRB335，箍筋是 HPB300。

　（3）屋面做法：钢筋混凝土现浇板 20mm 石灰砂浆抹底 20mm 水泥砂浆找平 80～160 厚（3%找坡）膨胀珍珠岩保温层 四层作为防水层（一毡二油上铺小石子）。

　（4）楼地面做法：钢筋混凝土现浇板 20mm 石灰砂浆抹底 20mm 水泥砂浆找平，水磨石面层。

　（5）顶棚制作：给内墙的涂料是乳胶漆，1∶1∶6 水泥石灰砂浆打底 15mm，面刮腻子 5mm。

　（6）墙体制作：该宿舍楼框架填充墙采用砖墙，内墙厚度是为 200mm，外墙厚

　2

　度是为 240mm。

　（7）门和窗选择：标准塑钢窗 （8）选 100mm 直径的落水管。

　2 结构布置与选型

　2.1 结构选型

　 宿舍楼共 5 层，功能简单，宿舍楼是现浇结构。

　2.2 结构布置

　 宿舍楼的柱距为 3.6m。板选择双向板。楼面与屋面的板去 120mm。

　材料选用：

　墙体：内外墙均采用砖墙，普通砖重量 18kN/m 3 。

　窗：γ=0.35kN/m 2

　门：木门

　图 2-1 平面结构布置图

　3

　2.3 梁柱截面尺寸的估算 2.3.1 梁的截面估算

　  纵向框架梁：h= 1/8~1/12 3600=450mm~300mm 

　 去 h=450mm

　 

　b= 1/2~1/3 h=225mm~150mm， 去 b=250 毫米。

　 横向边跨梁：   h= 1/8~1/12 L= 1/8~1/12 6600=825mm~550mm 

　 去 h=600 毫米。

　 b= 1/2~1/3 h=300mm~200mm 去 b=300 毫米。

　 横向中跨梁：去 h=400 毫米，b=300 毫米

　 横向次梁：去 h=300 毫米 , b=200 毫米

　2.3.2 柱截面的估算 本工程为现浇钢筋混凝土结构，8 度设防，高度<30m，抗震分组为第一组，Ⅱ类场地，取底层中柱估算柱尺寸，根据经验荷载为 15kN/m 2 ：

　5 15 7.2 3.6 1. ( ) 2 2592 N kN       由轴压比限值得 A c ≥cfN9 . 0=32592100.9 14.3=201399mm 2

　mm A bC78 . 448  

　柱选 500 毫米×500 毫米

　4

　3 框架计算简图与梁柱线刚度 3.1 确定框架计算简图

　图 3-1 结构计算简图 3.2 框架梁柱的线刚度计算

　 砼 C30，4 2 7 2303.0 10 3.0 10 /CE mm kN m    ;

　 对于边框架横梁：3 9 401 / 12 300 600 5.4 10bI I mm      

　中框架横梁：3 9 401 / 12 300 400 1.60 10bI I mm      

　 现浇框架结构梁惯性矩为：

　0中框架梁I=2I，0边框架梁I=1.5I， 线刚度i=EI/l

　边跨梁/ i EI l 410 3.6 N m 8 k    中跨梁/ i EI l 410 =3 m .20 kN   底层柱/ i EI l 410 3.6 N m 2 k    其余各层柱/ i EI l 410 =4 m .74 kN 

　5

　令 1.0 i 余柱，则其余各层杆件的相对线刚度为：

　边跨梁i=0.78 ，底层柱i=0.77 ，中跨梁i=0.68

　 4 荷载计算 4.1 恒载标准值计算 4.1.1 屋面 20 厚水泥沙浆找平：20.02 20 0.40 / kN m   80～160 厚（3%找坡）膨胀珍珠岩：

　20.08 0.16 2 7 0.84 / kN m     20.36 / 四层作法防水层：

　kN m 100mm 厚钢筋混凝土楼板：20.1 25 2.5 / kN m   20mm 厚石灰砂浆抹底：

　20.02 17 0.34 / ? kN m  

　 屋面恒荷载：

　2 240 ? 0.84 / kN m kN m +2 2 20.36 / 2.5 / 0.34 / kN m kN m kN m=4.44

　2/ kN m 4.1.2 各层楼面 20mm 厚水泥砂浆找平 20.02 20 0.40 / kN m   120mm 厚钢筋混凝土楼板 20.12 25 3 / kN m   20mm 厚石灰砂浆抹底 20.02 17 0.34 / kN m   水磨石面层 20.65 / ? kN m 总计：24.39 / kN m

　6

　 4.1.3 梁自重 边框横梁300 600 b h mm mm   自重：

　2(0.6 0.12) 0.3 25 3.6 / kN m    

　纵梁b h=250mm 450mm自重：

　  2（0.45-0.12）

　0.3 25=3.6 / kN m   中跨横梁b h=300mm 400mm：

　  2(0.4 0.12) 0.3 25 3.0kN / m     次梁b h=200mm 300mm自重：

　 

　2(0.3 0.12) 0.2 25 3.0 / kN m    

　 合：211.66kN/m 4.1.4 柱自重 b h=500mm 500mm   柱自重

　20 . 5 0 . 5 2 5= 6 . 2 5 / k N m   总计：26.25 / kN m 4.1.5 外纵墙自重 除去底层的其它层

　纵墙：

　 20 . 9 0 . 2 4 7 2 . 0 / k N m   

　窗：

　23 . 0 0 . 3 5 0 . 7 4 / k N m  

　外墙面：

　  23 . 6 - 3 . 0 0 . 3 4 0 . 5 1 / k N m  

　内墙面：

　 23 . 6 3 . 0 0 . 3 4 0 . 5 1 / k N m   

　7

　合：23.759? / kN m 一层 纵墙：

　 24.6 3.0 0.6 0.45 0.24 7 2.436 / kN m      

　窗：

　 23 . 0 0 . 3 5 0 . 7 4 / k N m  

　 外墙面：

　23.6 3.0 0.34 0.51 / kN m   

　 内墙面：

　23.6 3.0 0.34 0.51 / kN m   

　 合：24.189 / kN m 4.1.6 内纵墙的重量 除去底层的其它层

　纵墙：23.0 0.18 7 2.793 / kN m   

　 窗：

　20.349 0.89 0.316 / kN m  

　内墙面：23.0 0.34 2 1.428 / kN m   

　 合：24.539 / ? kN m

　4.1.7 内隔墙自重 除去底层的其它层 内隔墙：23.0 0.19 7 3.99 / kN m   

　内墙面：23.0 0.34 2 2.04 / kN m   

　 合：

　26.02 / kN m 一层 内隔墙：

　24.6 0.6 0.45 0.19 7 4.72 / kN m     

　内墙面：

　24.6 0.6 0.45 2 0.34 2.41 / kN m     

　合：

　27.14 / kN m

　8

　4.1.8 女儿墙自重 女儿墙自重20.7 0.25 18 3.15? / kN m   

　 压顶自重

　20 . 1 0 . 2 5 2 5 0 . 6 3 ? / k N m   

　合：23.78? / kN m 4.1.9 山墙自重 纵墙：23.3 0.7 0.24 7 4.38? ( ) / kN m    

　 外面墙：23.3 0.7 0.34 0.88 ) / ( kN m   

　内面墙：23.3 0.7 0.34 0.88 ) / ( kN m   

　 合：26.13? / kN m 4.2 活荷载标准值计算 4.2.1 屋面和楼面荷载标准值 屋面：

　20.5 / ? kN m 楼面：

　宿舍

　21 . 5 / k N m

　过道

　22 . 0 / k N m

　洗手间

　22 . 0 / k N m

　4.2.2 雪荷载

　0 k rS S  2=1.0 0.25=0.25kN/m 

　9

　4.3 竖向荷载下框架受荷 4.3.1 在 A-B 及 C-D 轴内受荷 83 . 13600660021 LL

　 选择双向的板 在 B—C 轴里：

　2 . 23000660021 LL

　选择双向的板

　4.3.2 在 A-B 轴间框架梁受荷

　 图 4-1 板传荷载示意图 屋面板：

　恒载：    2 324.44 1.8 1 2 1.8 / 6.6 1.8 / 6.6 2 15. 2 / ] 1 kN m        

　活载：    2 320.5 1.8 1 2 1.8 / 6.6 1.8 / 6.6 2 1.5 / ] 7 kN m        

　楼面板：

　恒载：    2 324.39 1.8 1 2 1.8 / 6.6 1 ] .8 / 6.6 2 14.9 / kN m        

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　活载：    2 321.5 1.8 1 2 1.8 / 6.6 1.8 / 6.6 2 4.7 / ] 1 kN m        

　在 A-B 轴间框架梁均布为：

　22屋面梁：恒载=梁自重+板传荷载=3.6+15.12=18.72kN/m

　活载=板传荷载=1.6 kN/m

　4.3.3

　屋面板:  2恒载：4.44 3/2 5/8 2=8.325kN/m     2活载：0.5 3/2 5/8 2=0.94kN/m    楼面板：

　 2恒载：4.39 3 / 2 5 / 8 2 8.23 / kN m    

　 2活载：2.0 3 / 2 5 / 8 2 2.8 / kN m     梁自重：23.0kN/m 在 B-C 轴间; 22屋面梁：恒载=梁自重+板传荷载=3.6+8.325=11.925 kN/m

　活载=板传荷载=0.94 kN/m 22楼面梁：恒载=梁自重+板传荷载=3.6+8.23=11.83 kN/m

　活载=板传荷载=2.8 kN/m 4.3.4 A 轴柱竖向集中荷载 顶层柱：恒载=女儿墙重+梁重+板给的荷载

　2= 3 . 7 8 3 . 6 2 . 0 6 （3 . 6 0 . 5 ）

　3.6 （6.6 0.5）

　2 0.44 （6.6 2 0.25）（3.6 0.30）=75.64kN/m             

　 活载=板传荷载

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　 2=0.5 （6.6 2 0.25）（3.6 0.30）=5.03kN/m     标准层柱：恒载=墙重+梁重+板给的荷载

　      23.76 3.6 0.5 3.6 6.6 0.5 / 2 4.396.6 / 2 0.25

　3.6 0.30 66.81 / kN m              2活载=板传荷载 2.0 6.6 / 2 0.25 3.6 0.30 15.1 / kN m       4.3.5 B 轴柱竖向集中荷载 五层：

　( ) 恒载 梁自重 纵梁、横梁 板传荷载              22.06 3.6 0.5 3.6 6.6 0.5 / 2 3 3.0 0.5 / 2 4.44 6.6 3.0 / 2 0.25 3.6 0.3 87.77 / kN m                    活载=板传荷载=0.5 6.6 3.0 / 2 0.25 3.6 0.3 7.5 kN          二到四层柱：

　恒荷载 梁重 板给的荷载  

　       22 . 0 6 3 . 6 0 . 5 3 . 6 6 . 6 0 . 5 / 21 . 8 9 3 . 0 0 . 5 / 24 . 3 9 6 . 6 3 . 0 / 2 0 . 2 5 3 . 6 0 . 3 8 5 . 6 5 ? / k N m                   22.0 6.6 3.0 / 2 0.25 3.6 0.3 22.5 / 活荷载 板给的荷载= kN m          

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　 图 4-2 竖向受荷总图(kN)

　4.4 风荷载计算

　0 Z S Zw     Bh hj i2

　西安风压：w 0 =0.35kN/m 2

　表 4-1 楼层 高度 H(m) z kw 2( ) A m  P kN 五 17.5

　1.18

　0.537

　23.76

　12.76

　四 14.2

　1.1

　0.500

　23.76

　11.88

　三 10.9

　1.01

　0.459

　23.76

　10.91

　二 7.6

　1.0

　0.455

　23.76

　10.81

　一 4.3

　1.0

　0.455

　23.76

　12.45

　 表 4-2

　楼层 K α 4/ (10 ) D kN m 0y y1

　α 2

　2y α 3

　3y y h

　h-y h

　边 五 2.225

　0.53

　2.8

　0.41

　0

　— — 1

　0 1.35

　1.95

　13

　柱 四 2.225

　0.53

　2.8

　0.45

　0

　1

　0

　1

　0

　1.49

　1.81

　三 2.225

　0.53

　2.8

　0.50

　0

　1

　0

　1

　0

　1.65

　1.65

　二 2.225

　0.53

　2.8

　0.50

　0

　1

　0

　1

　0

　1.65

　1.65

　一 1.98

　0.62

　2.17

　0.55

　0

　0.77

　0

　— — 2.37

　1.93

　中柱 五 5.04

　0.72

　3.81

　0.45

　0

　— — 1

　0

　1.49

　1.81

　四 5.04

　0.72

　3.81

　0.50

　0

　1

　0

　1

　0

　1.65

　1.65

　三 5.04

　0.72

　3.81

　0.50

　0

　1

　0

　1

　0

　1.65

　1.65

　二 5.04

　0.72

　3.81

　0.50

　0

　1

　0

　1

　0

　1.65

　1.65

　一 4.48

　0.77

　2.7

　0.50

　0

　0.77

　0

　— — 2.37

　1.93

　剪力在各层分配（单位：kN）

　5n ii PiP V，PikikVDDV  

　512.76PV  52.70 V 

　53.68 V 

　 424.64PV  45.22 V 

　47.10 V 

　 335.55PV  37.53 V 

　310.24 V 

　 246.36PV  29.82 V 

　213.36 V 

　 158.81PV  112.46 V 

　116.94 V 

　14

　图 4-3 剪力分配图 柱端弯矩计算（单位：kN∙m）

　7.859

　 9.92

　 5.439

　 8.17

　15.768

　 19.55

　 12.977

　 19.55

　21.446

　 29.19

　 21.446

　 29.19

　28.478

　 38.74

　 28.478

　 38.74

　44.305

　 55.14

　 54.417

　 67.71

　图 4-4 柱端弯矩图

　6 7 . 7 15 5 . 1 43 8 . 7 43 8 . 7 42 9 . 1 92 9 . 1 91 9 . 5 58 . 1 71 9 . 5 59 . 9 21 5 . 5 69 . 9 76 . 4 54 . 4 91 . 7 45 2 . 2 14 1 . 6 73 7 . 9 33027.2121.5315.4812.245.544.3854.42 54.4272.7944.3128.4849.9321.4528.4812.9821.4534.4321.215.4415.777.867.8672.7928.4821.4534.4321.2149.9312.985.4444.3128.4821.457.8615.777.86 图 4-5

　风载 M 图（单位：kN∙m）

　15

　 图 4-6

　风载作用的 VN 图（单位：kN）

　 4.5 水平地震作用 采用底部剪力法计算水平地震作用。

　4.5.1 重力荷载代表值的计算 4.5.1.1 屋面处重力荷载代表值标准值计算  ＇女儿墙G =3.78 50.4+15.2 2=495.93kN   屋面板结构层及构造层自重标准值：

　＇ 2屋面板G =2708.76kN/m ＇ 2梁G =1127.87kN/  ＇ 2柱G =6.25 3.3/2-0.18 70=643.12kN/m   顶层墙重：

　＇墙=G 663.82kN " " " " "G =G +G +G +G +G屋顶 屋面板 梁 柱 女儿墙 墙 =5640.54kN

　16

　4.5.1.2 二层到五层楼面处重力荷载标准值计算

　 ＇墙G = 1 3 2 7 . 6 6 k N ＇楼板G =3134.27kN ＇梁G =1127.89kN  ＇柱G =6.25 3.3-0.12 70=1392.75kN  

　 ＇ ＇ ＇ ＇ ＇标准层 墙 楼板 梁 柱G = G + G + G + G =6981.35kN 4.5.1.3 一层楼面处重力荷载标准值计算 ＇墙G =1326.563.3 / 2 4.3 / 2 0.123.3 0.12 =1536.10kN

　＇楼板G =3124.51kN ＇梁G =1137.29kN

　＇柱G =1391.253.3 / 2 4.3 / 2 0.123 .3 0.12 =1603.69kN

　＇ ＇ ＇ ＇ ＇底层 楼板 墙 柱 梁

　 G G G G G    7408.21 kN  4.5.1.4 屋面雪荷载

　 0.25 50.4 16. ) 9 ( 5 207.雪 雪Q q s kN       4.5.1.5 楼面活荷...