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1、哈尔滨工业大学成人高等教育函授毕业设计（论文）成人高等教育 毕业设计（论文） 题 目 高层住宅 专 业 土木工程 类 别 函授 层 次 高中起点本科 学 生 姜柏冬 班 号 09543310 学 号 200901001543310030 指 导 教 师 答 辩 日 期 2013年11月30日 哈尔滨工业大学哈尔滨工业大学成人高等教育毕业设计（论文）评语姓名： 姜柏冬 班号： 09543310 学号：20090100154331 类别： 高中起点本科 层次： 函授 专业： 土木工程 毕业设计（论文）题目： 高层住宅 工作起止日期：_ 年_ 月_ 日起 _ 年_ 月_ 日止指导教师对毕业设计（论文
2、）进行情况、完成质量的评价意见： 指导教师签字： 指导教师职称： 评阅人评阅意见： 评阅教师签字： 评阅教师职称： 答辩委员会评语： 根据毕业设计（论文）的材料和学生的答辩情况，答辩委员会做出如下评定：学生 毕业设计（论文）答辩成绩评定为： 对毕业设计（论文）的特殊评语： 答辩委员会主 任（签字）： 职 称： 答辩委员会副主任（签字）： 答辩委员会委 员（签字）： 年 月 日哈尔滨工业大学成人高等教育毕业设计（论文）任务书 姓 名：姜柏冬 类 别：函授 班 号：09543310 层 次：高中起点本科 学 号：200901001543310030 专 业：土木工程 任务起止日期： 年 月 日至
3、年 月 日 毕业设计（论文）题目： 高层住宅 立题的目的和意义：1、 认真贯彻“适用、安全、经济、美观”的设计原则。2、 进一步掌握建筑设计的内容、方法和步骤。充分考虑影响设计的各种因素。3、 明确结构与建筑的关系。4、 了解和运用有关的建筑设计和结构设计的规范和规定。5、 认真选择结构形式和进行结构的合理的布置，掌握高层结构的计算方法和构造要求。6、 培养作为一名土建施工、设计人员必备的严谨、认真作风。 技术要求与主要内容： 设计应严格遵循现行的规范和规定，建筑设计的基本原则“适用、安全、经济、美观”结构设计应合理、耐久、适用。 内容分为三部分： 建筑部分：完成立面、平面、剖面设计。 结构部
4、分：完成结构内力计算、配筋计算。 施工部分：组合钢模板配筋设计。 进度安排： 指导教师签字：_ 年 月 日 教研室主任意见： 教研室主任签字：_ 年 月 日摘要随着经济的发展、城市的繁荣、人们的物质水平的提高，对居住水平的要求也逐步提高，这样城市用地的紧张也日益突出，而解决这一矛盾最有效的途径就是提高楼层数。高层建筑节约用地的优点不仅表现为用地建筑面积密度指标的提高，而且由于建筑占地与总用地之比的下降，可以获得较多的空地用以布置公共的活动场地，从而为组织丰富的外部空间和优美的生活环境创造了有利的条件，高层建筑高大的体积和宽观的外部特征所形成的空间组合与其它建筑有着明显的差异，这也使高层办公建筑
5、赋与了城市的色彩。由于高层的高度提高，使得其在各方面与其它建筑在结构功能上有了明显的区别，因此其在结构选型、施工方法、燃料选用、供热、供水、供电的形式等方面均应采用不同于多层、低层建筑的技术措施。但是，高层建筑的缺点也有其一定的弊端，层数的增加对居民生活方式的影响，不仅表现为物质生活方式的不同，而且由于住户与地面联系的困难，也相应带来感觉上的一些变化，这些都是高层办公所不能忽略的方面。高层办公的建筑形式有塔式、单元式等等，而它的结构有框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构等等。各种结构的计算方法也不尽相同。比如，框架中的D值法、剪力墙中的联肢墙计算、框架剪力墙结构中的协同工作等。目录摘
6、要目录第1章 绪论1第2章 建筑设计52.1总平面设计52.2 建筑内平面设计52.3 建筑剖面设计62.4 立面设计6第3章 框架结构设计73.1 结构方案的选择73.2 荷载汇集计算83.3 荷载作用下的内力计算243.4 梁配筋计算243.5 柱配筋计算40第4章 结构构件的内力分析与配筋.454.1 楼盖内力分析与配筋454.2 楼梯设计474.3 基础的计算49主要参考文献结论 VII 第1章 绪论随着人们对高层建筑的需要，钢砼结构广泛发展，并成为一种主要建筑结构。本建筑为14层高的高层建筑培训中心，为钢筋混凝土结构，采用纯框架结构。在建筑功能上为教学和宿舍一体，省土地面积和便于教学
7、和住宿上的集中管理。在结构和功能均设计合理，充分考虑采光和自然通风，在环保上无光和噪声污染，四周有充足的绿化面积，是典型的现代建筑。在设计中始终本着“适用、安全、经济、美观”的原则。在考虑人和建筑与结构关系上力求达到建筑方案与结构的统一。由于时间原因本设计只取一榀框架计算，计算结果与实际情况略有差别敬请见谅。第2章 建筑设计2.1 总平面设计本着节约土地使用面积，提高土地使用率，并考虑到该建筑与周围环境的相互影响，则本设计作办公的高层建筑。本建筑靠近绿地一侧，充分满足计划任务要求。高层部分且充分考虑了采光通风和噪音问题。 2.2 建筑内平面设计2.2.1 平面布置由于本建筑位于齐齐哈尔市地区，
8、从节能角度考虑，非常适宜的.2.2.2 各房间的平面设计平面设计考虑动静分离，布置120平米，80平米，60平米三种户型。2.2.3 交通联系部分设计建筑物内部的交通部分可以分为：水平交通联系的走廊、过道等；垂直交通联系的楼梯；交通联系枢纽的门厅、过厅等。交通联系部分的面积，除了直接关系到建筑物中交通联系，而且还关系到建筑物的造价、建筑用地方平面组合方式等多方面，交通联系部分设计主要要求如下：1. 交通路线简捷明确，联系通行方便。2. 人流通畅，紧急疏散时通行安全。3. 满足一定的采光通风要求。4. 为求满足节省交通面，同时考虑空间处理。房间中窗的大小和位置，主要根据室内采光和通风要求来考虑，
9、并且各房间的窗均要满足窗地比的要求2.3 建筑剖面设计建筑物的层高主要由室内使用性质和活动特点及采光通风的要求来确定，本设计中，层高均为3.0m，顶层电梯机房3.9m。为了防止室外雨水流入，并防止墙身受潮，一般建筑通常把室内地坪适当提高，结合本设计实际建造地理环境，确定室内外高差为0.90m。窗台高度主要根据房间的设备高度及人身安全等方面考虑，本考虑到层高、梁高和窗尺寸的模数关系，窗台高均为0.9m。根据用地面积和建筑面积的限制，本设计共12层。2.4 立面设计建筑物在满足使用要求的同时，它的体型立面及内外空间组合等，还会给人们视觉上和精神上的享受。建筑立面是表示房屋四周的外部形象，也是在满足
10、使用要求的前提下，运用建筑造型和立面构图的一些规律，紧密结合幸而、剖面的内部空间组合下进行。2.4.1 各种建筑材料的选择墙体材料的选择和墙体厚度主要由建筑物结构形式、节能要求、防火、经济等因素综合考虑。本设计为框架结构，为减轻建筑物自重，本设计中填充墙采用陶粒混凝土砌块，外墙用400mm厚砌块加100厚保温苯板，内隔墙厚200mm。2.4.2 屋面排水屋顶是房屋最上层覆盖的外围结构，其主要功能是抵御自然界的各种不利影响，所以其设计好坏将直接影响建筑物的使用效果。第3章 框架结构设计3.1 结构方案的选择3.1.1 框架的选择考虑到抗震及使用要求，主体结构的柱网布置力求均匀，并尽量避免不必要的
11、扭转和集中应力。本工程框架结构采用整体现浇的施工方法，提高结构的整体性和抗震性，本设计采用柱下独立基础。3.1.2 框架结构截面选择3.1.1 板的截面估算本设计的板有单向板及双向板两种，单向板最小厚度70mm，且单向板跨度短边为2.4m，由板厚h2400/40=60mm；双向板最小厚度为80mm，由双向板短边为3.9m、3.6m，h3900/50=78mm，为安全及施工方便取板厚100mm。3.1.2.横向框架梁截面的估算梁高（1/8-1/12）L=（1/8-1/12）6600=825550mm，取梁高h=600mm；梁宽b=（1/3-1/2）h=200300mm，取梁宽为300mm。3.1
12、.3.纵向框架梁截面的估算本设计纵向框架梁为7.8m跨，梁高h=(1/151/10)L=(1/151/10)7800=520780mm，取h=600mm，梁高b=（1/3-1/2）h=(200300)mm，故取b=300mm，截面高度小于净跨的1/4。3.1.4.次梁截面的估算单跨次梁高度至少L/20=6600/20=330mm，故取h=400mm厚度，宽度为（1/21/2.5）h=200160mm，故取200mm，次梁截面400200mm。3.1.5.柱截面估算根据柱子支承的楼板面积计算由竖向荷载作用下产生的轴力，并按轴压比控制估算柱截面面积，估算柱截面时，楼层荷载按1114KN/计，本工程
13、边柱按12KN/计，中柱按11 KN/计。负荷面积为（7.86.6）/2的边柱轴力Nv=（7.86.6/2）12121.25=4633.2KN负荷面为（6.67.8）（2.47.8）/2的中柱轴力 Nv=（6.67.82.47.8）/2 12121.25=6318 KN各柱的轴力虽然不同，但为施工方便及美观，往往对柱截面进行合并归类。本工程将柱截面归为一种，取轴力最大的柱估算截面面积。当抗震等级为一三级时 N=（1.11.2）Nv本工程框架为二级抗震，取N=1.1Nv柱轴压比控制值由二级抗震查表得N=0.8其中 N=N/fcAc柱砼采用C40，即fc=19.1N/mm2Ac=1.1Nv/fcN
14、=(1.16318103)/(19.10.8)=454830 mm2设柱为正方形，柱边长b=h=（Ac）1/2=674 mm2故本工程14层柱截面取为0.70.7，512层柱截面取为0.60.6。5层底柱截面验算Nv=（6.6+2.4）/27.81181.25=3861KNN=1.1Nv/ Ac fc=（1.14826.25103)/（600219.1）=0.700.86层底柱截面验算Nv=（6.6+2.4）/27.81191.25=4343.63KNN=1.1Nv/ Ac fc=（1.14343.63103)/（600219.1）=0.700.8轴压比满足要求3.1.3 混凝土标号的选择本设
15、计中柱、梁、板分别采用C40、C30、C30的砼，基础采用C30砼。3.2 荷载汇集计算3.2.1 竖向荷载计算1.荷载汇集根据建筑设计部分结构构件确定计算荷载：a.屋盖荷载30厚细石砼面层0.65KN/三元乙丙共混橡胶防水卷材0.05KN/20厚1：3水泥砂浆找平层0.4KN/100厚苯板保温0.1KN/SBS改性沥青隔气层0.05KN/100厚现浇楼板2.5KN/20厚天棚混合砂浆刷白0.255KN/4.805KN/b.房间楼面恒荷3.405水磨石地面（10m面层，200厚1：3水泥砂浆打底）0.65KN/100厚现浇钢筋混凝土楼板2.50KN/20厚天棚混合砂浆刷白0.255KN/3.4
16、05KN/c.卫生间楼面恒荷5厚陶瓷锦砖0.12KN/200厚1：2水泥砂浆打底0.40KN/100厚现浇钢筋混凝土楼板2.50KN/20厚天棚混合砂浆刷白0.255KN/3.275KN/d.走廊楼面恒荷KN/30厚磨光大理石面层20厚大理石1.15KN/15厚1：3水泥砂浆打底0.3KN/100厚现浇钢筋混凝土楼板2.50KN/20厚天棚混合砂浆刷白0.255KN/4.205KN/e.内墙恒荷200厚陶砾混凝土1.60KN/两层12厚1：1：6混合砂浆打底KN/两层5厚1：1：6混合砂浆抹面0.578KN/2.178KN/f.外墙恒荷25厚贴瓷砖墙（包括水泥砂浆打底）0.50KN/100厚0
17、.5 KN/m3的聚 乙烯保温层0.05KN/200厚0.5 KN/m3的聚 乙烯和陶砾混凝土墙体（采用190190390砌块）1.60KN/两层12厚1：1：6混合砂浆打底5厚1：1：6混合砂浆抹面0.493KN/2.630KN/g.女儿墙恒荷25厚贴瓷砖墙面0.50KN/300厚陶砾混凝砌块（高850mm）50厚宽0.3的砼压顶2.40KN/两层12厚1：1：6混合砂浆打底5厚1：1：6混合砂浆抹面0.493KN/3.390KN/h.梁自重L1=25（0.6-0.1）0.3=3.75 KN/mL2=25（0.4-0.1）0.2=1.50 KN/mL3=25（0.6-0.1）0.3=3.75
18、 KN/mL4=25（0.6-0.1）0.3=3.75 KN/mi.柱自重14层 250.72=12.25 KN/m512层 250.62=9 KN/mj.门窗铝合金窗 0.45 KN/木门 0.20 KN/荷载汇集结果一览表标准值（KN/）设计值（KN/）屋面恒荷4.8105.770屋面活荷2.0002.800房间楼面恒荷3.4054.090房间楼面活荷2.0002.800卫生间楼面恒荷3.2803.940卫生间楼面活荷2.0002.800走廊楼面恒荷4.2105.050走廊楼面活荷2.0002.800外墙恒荷2.6403.170内墙恒荷2.1802.620女儿墙恒荷3.3904.070梁恒
19、荷 L13.7504.500梁恒荷 L21.5001.800梁恒荷 L33.7504.500梁恒荷 L43.7504.500柱恒荷14层12.25014.700柱恒荷514层9.00010.800门0.2000.240窗0.4500.540 2.竖向荷载汇集选取一榀标准框架为计算单元，对于板按长短边之比大于2的单向板计算，反之以双向板计算,双向板传递梁上荷载为三角形分布及梯形分布a.横向框架梁（1）屋盖梁屋盖梁线荷载：恒荷 21.665.77+4.5=23.66 KN/m6.6m跨梁 活荷 2.821.66=9.30 KN/m2.4m跨梁 恒荷 4.5 KN/m 活荷 0 KN/m（2）楼盖梁
20、荷载6.6m跨 恒荷 21.664.094.52.62（3.6-0.6）=25.91 KN/m 活恒 21.662.8=9.3 KN/m2.4m跨 恒荷 4.5 KN/m 活恒 0 KN/mb.纵向框架梁荷载（1）屋盖纵向框架梁荷载 6.6m跨 恒荷 0.94.07+4.5+（5/8）1.975.77=15.20 KN/m活荷 （5/8）1.952.8+（2.4/2）2.8=6.77 KN/m 2.4m跨 恒荷 1.25.77+（5/8）1.955.77+4.5=18.46 KN/m活荷 （5/8）1.952.8+（2.4/2）2.8=6.77 KN/m（2）楼盖纵向框架梁荷载 0.6m跨边跨
21、纵向框架梁线荷载 恒荷：3.17（3.6-0.6）7.8-2.12.12/7.8+0.4521.22.12.1/7.8+0.45+（5/8）（3.9/2）4.09=16.02 KN/m 活荷：（5/8）（3.9/2）2.01.4=3.41 KN/m 2.4m跨纵向框架梁线荷载 恒荷： （3.6-0.6）2.62+4.5+（5/8）（3.9/2）4.09+5.052.4/2=23.40 KN/m 活荷：（5/8）（3.9/2）2.01.4+（2.4/2）2.8=6.77 KN/mc.次梁何载（1）屋盖次梁线荷载 恒荷：1.8+21.665.77=20.96 KN/m 活荷：2.821.66=9.
22、3 KN/m（2）楼盖梁线荷载 恒荷：21.664.09+1.8+2.62（3.6-0.4）=23.76 KN/m 活荷：21.662.8=9.3 KN/m 恒荷、活荷载汇集分别见图33、34、35屋盖 15.20（3.41） 楼盖 16.02（3.41）屋盖楼盖20.96（9.30）23.76（9.30）16.38（9.30）屋盖楼盖23.60（9.30）25.91（9.30）18.08（9.30）屋盖 18.64（6.77）屋盖楼盖楼盖 23.40（6.77） 15.54（6.77）4.5（0）4.5（0） 图 3-3注：括号外为恒荷、括号内为活荷 为第4层荷载3.2.2 风荷载计算1、水
23、平荷载计算 计算公式：k=s*b*b*0作用在框架节点上的水平集中风载计算见下表楼层HizziFi备注顶层39.251.231.6251.828.51H=40V=0.63s=1.31133.251.151.5981.6235.071030.251.111.5671.5433.15927.251.061.5351.4433.10824.251.011.5041.3428.91721.250.961.4711.2426.81618.250.911.4341.1424.53515.250.851.3960.9520.6412.250.771.2530.9119.6339.250.681.3130.7
24、816.8526.250.581.2100.6411.8914.050.541.1470.5620.69风荷载作用下计算简图3.2.3 各构件线刚度计算梁柱线刚度按i=EcI/L计算计算梁的线刚度时，考虑到现浇楼板的作用，一边有楼板的梁截面惯性矩取I=1.5I0，两边有现浇楼的梁截面惯性矩取I=2.0 I0按矩形截面计算梁的截面惯性矩；柱的线刚度计算时考虑到用分层法柱的折减同时算出柱的线刚度乘以0.9的修正值，各构件的线刚度见图3-93.3 荷载作用下的内力计算3.3.1 竖向荷载作用下内力计算高层框架在竖向荷载作用下可以分层计算，计算时可以将各层梁及其相连的上下柱所组成开口框架作为独立的计算
25、单元，由于各层开口框架上下柱的远端（除底层框架柱的下端外）实际上为弹性支承，简图则是按固定端处理的，这将减少框架的变形，相当于提高了结构的刚度，为消除由此带来的误差，在分层法计算时需将底层外所有各层柱的线刚度乘以折减系数0.9，并将弯矩传递系数为-（1/3），底层柱线刚度不折减，传递系数仍取-（1/2），分层后的开口框架可用弯矩分配法计算。各杆的转动刚度远端为固定Sab=4i远端为定向Sab=i分配系数 ab=Sab/S其中：S汇交于A结定的各杆，在A端的转动刚度之和 SabAB杆在A端的转动刚度-94.0594.05-2.1641.1040.5412.416.21-5.50-10.99-36
26、.20-35.81-15.112.402.370.73上柱下柱右梁18.0016.004.91修整后的16.2016.004.91分配系数0.4370.4310.13214.50左梁上柱下柱右梁4.9118.0016.0013.504.9116.2016.006.750.1120.3690.3650.15412.0743.5042.91-86.4114.3089.27-36.20-35.81-17.2717.911层 恒荷 -94.0594.05-2.6740.8240.8212.416.21-5.42-10.83-35.81-35.81-14.932.352.350.72上柱下柱右梁18.0
27、018.004.91修整后的16.2016.204.91分配系数0.4340.4340.13214.39左梁上柱下柱右梁4.9118.0018.0013.504.9116.2016.206.750.1110.3680.3680.15211.9743.1743.17-86.3414.3989.43-35.91-35.91-17.6011.972层 恒荷-94.0594.05-2.1650.3233.5810.165.08-4.56-9.12-45.19-30.16-12.512.441.630.49上柱下柱右梁27.0018.004.91修整后的24.3016.204.91分配系数0.5350.
28、3570.10817.59左梁上柱下柱右梁4.9127.0018.0013.504.9124.3016.206.750.0940.4660.3110.12915.0652.7635.21-87.97111.7490.01-45.19-30.16-14.6710.053层 恒荷4层 恒荷-94.0594.05-2.1621.2660.5712.236.12-5.39-10.78-18.72-53.51-14.901.223.470.70上柱下柱右梁9.4527.004.91修整后的8.5124.304.91分配系数0.2260.6440.137.49左梁上柱下柱右梁4.919.4527.0013
29、.504.918.5124.306.750.110.1910.5460.1526.2422.4864.04-86.52121.3589.39-18.72-53.51-17.0617.84-94.0594.05-2.1636.4936.4921.0710.54-8.76-17.52-30.42-30.42-24.073.403.401.960.98-0.17-0.29-0.29-0.23上柱下柱右梁9.459.454.91修整后的8.518.514.91分配系数0.3880.3880.22413.3039.8939.89-79.7813.30左梁上柱下柱右梁4.919.459.4513.504.
30、918.518.516.750.1710.2970.2970.23510.2487.88-30.71-30.71-26.46-10.245-11层 恒荷-33.7633.7614.7514.554.462.23-2.02-4.03-13.28-13.14-5.540.880.870.27上柱下柱右梁18.0016.004.91修整后的16.2016.004.91分配系数0.4370.4310.1325.21左梁上柱下柱右梁4.9118.0016.0013.504.9116.2016.006.750.1120.3690.3650.154-4.4315.6315.42-31.057.7131.96-13.28-13.14-5.54-6.571层 活荷-33.7633.7614.7514.554.462.23-2.02-4.03-13.28-13.14-5.540.880.870.27上柱下柱右梁18.0016.004.91修整后的16.2016.004.91分配系数0.4370.4310.132