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1、设计题目：富贵小区2号楼设计一、设计题目：富贵小区2号楼设计二、建筑地点：，北临黄河路，西临燕山路。三、基本要求1、建筑规模：建筑面积：4300-4400，建筑层数：12层。2、认真贯彻“适用、安全、经济、美观”的设计原则。3、掌握建筑及结构设计的内容、方法和步骤，充分考虑影响设计的各种因素。4、明确建筑与结构的关系。5、学会查阅和运用有关设计规范和设计规程。6、正确选择结构形式并进行结构布置，掌握多层建筑结构的设计方法和构造要求。7、认真绘制图纸和编写说明书、计算书。四、设计条件1、自然条件（1）拟建区地势平坦，拟建房屋的地理位置（见附地形图）（2）主导风向：全年主导风向为西南风。（3）土壤
2、冻结深度：2.0m（4）地质资料：根据工程地质勘察报告，室外地面绝对标高107.4m，土层分布均匀，自地面以下土质情况和土层厚度依次为：杂填土 0.6m可塑状粉质粘土 1.2m，地基承载力130kPa硬塑状粉质粘土 2.0m，地基承载力180 kPa硬塑状粘土 3.0m，地基承载力220 kPa中砂 5.0m，地基承载力250 kPa地下静止水位距室外地面4.5m，水质对建筑物无腐蚀作用。（5）抗震设防烈度按7度进行设计，场地土类型为类。2、设备条件（1）电力、供水、排水、供热均由城市系统引入。（2）电梯依据建筑设计与防火要求设置。五、设计内容1、建筑设计内容：编写建筑设计说明书，基本内容如下
3、：（1）工程简介（包括建设地点、建筑性质、建筑总高度、层数、总占地面积、总建筑面积和建筑设计方案特点等）（2）建筑总平面设计；（3）建筑平面设计；（4）建筑立面设计；（5）建筑剖面设计；（6）建筑细部设计，装修处理及工程做法（如屋面做法，楼面做法，地面做法，墙体，楼梯，屋面防水，屋面排水，室内有水房间防水，门和窗选择，室外台阶，散水，防火疏散，雨篷等）；完成下列图纸绘制：a、总平面图 1：500b、首层平面图 1：100c、标准层平面图 1：100d、立面图 1：100e、剖面图（一般要求剖切楼梯间）1：100f、主要建筑节点详图 1：20或1：302、结构设计部分提供结构设计计算书一份，基本
4、内容如下：（1）结构选型与布置（2）剪力墙类型判别及刚度计算（3）荷载及地震作用计算（4）水平荷载作用下结构位移验算（5）水平荷载作用下结构内力计算（6）竖向荷载作用下结构内力计算（7）内力组合（8）剪力墙截面设计及抗震构造措施并完成下列图纸绘制：a、结构平面布置图（首层梁板布置图和标准层梁板布置图）1：100或1：200b、剪力墙配筋图 1：100c、连续梁配筋图 1：50d、楼屋面板配筋图 1：100e、楼梯配筋图 1：50六、其他说明设计图纸量不少于12张2号图，其中手工绘制建筑施工图和结构施工图各一张 ；结构设计采用手工计算、电算复合，设计说明书不少于15000字，外文翻译在3000字
5、以上。设计说明书排版格式按学院有关规定执行。七、参考资料：1. 丰定国,王社良.抗震结构设计.武汉理工大学出版社.2001：12-412.沈浦生,梁兴文.混凝土结构.高等教育出版社.2003：28-613. 吕西林,桂国庆.高层建筑结构.武汉理工大学出版社.2003：24-444. 龙驭球,包世华.结构力学教程.高等教育出版社.1999：14-205. 段兵廷,土木工程专业英语.武汉工业大学出版社.2001：6-126. 陈文斌,章金良.建筑工程制图.同济大学出版社.1996：45-497. 方鄂华，叶列平.高层建筑结构设计.中国建筑工业出版社.20038. 李必瑜.房屋建筑学.武汉理工大学出
6、版社.2000：12-449. 丰定国，王社良.抗震结构设计.武汉理工大学出版.2003：102-10710. 龙驭球,包世华.结构力学教程.高等教育出版社.2000：68-85附图：II摘 要该设计是高层住宅的主体结构设计，采用的是剪力墙结构。该建筑共12层，一梯三户，总建筑面积约为4400m2，总建筑高度为38.1m。建筑设计部分主要进行了建筑设计构思，平面布局、立面设计、剖面设计以及防火和疏散设计。平面布局合理、立面简洁大方，满足功能要求。结构设计包括荷载计算（重力荷载、风荷载、水平地震荷载）剪力墙、现浇楼梯、楼板的设计计算和结构配筋，在结构计算中，竖向荷载采用分层法；地震作用采用底部剪
7、力法。在荷载内力计算的基础上，进行了内力组合，根据荷载进行了最不利配筋计算。在配筋计算中，考虑了构造和抗震要求，并进行了相应的构造配筋，计算结果较准确。通过对计算结果的分析得知，剪力墙配置的数量对结构的抗侧刚度起着很大作用，而剪力墙主要是一种抵抗侧向力的单元。在水平荷载作用下其控制截面主要是底层截面，故在一，二层加强了配筋。关键词：剪力墙，结构设计，底部剪力法AbstractThis design is ahigh-rise residential buildings in Ying County in Shandong Province, it is a shearing force wal
8、l the structure main body 12, every ladder includes three households, its construction area is about 4400m2, total built-up height is 38.1 meters .The architectural design part mainly carried on the architectural design idea, the planar configuration, the vertical surface design, the section plane h
9、as designed as well as protects from fire and disperses the design. Planar configuration reasonable, vertical surface succinct natural, satisfies the function request. The structural design including the load computation (gravity load, wind load, horizontal earthquake load) the shearing force wall,
10、the cast-in-place staircase, the floor design calculation and the structure matches the muscle, in the structure computation, the vertical load uses the delamination; The earthquake function uses the base shearing force law. In the load endogenic force computation foundation, has carried on the endo
11、 genic force combination, carried on according to the load has matched the muscle computation disadvantageously. In matches in the muscle computation, had considered the structure and the earthquake resistance request, and carried on the corresponding structure to match the muscle, the computed resu
12、lt is accurate. Through knew to the computed result analysis that, the shearing force wall disposition quantity is playing the very major role to the structure anti- side rigidity, but the shearing force wall mainly is one kind of resistance side lateral force unit. Under the horizontal load functio
13、n its control section mainly is the first floor section. Therefore in one, two strengthened has matched the muscle.Key word: Shearing force wall,Structural design,Base shearing force law目 录摘 要IAbstractII第一章 绪论11.1选题背景11.2设计内容与方法11.2.1建筑设计11.2.2结构设计21.3设计成果2第二章 建筑说明32.1户型设计32.2立面设计42.3剖面设计42.4“四新”技术应
14、用42.5抗震设计52.6楼梯的设计52.7关于防火的设计6第三章 结构计算83.1工程概况83.2主体结构布置83.3材料的选用及剪力墙截面尺寸的确定83.4剪力墙截面的类型判别及刚度计算83.4.1剪力墙的类型判别83.4.2剪力墙刚度计算143.5重力荷载计算223.6风荷载计算253.7水平地震作用计算263.7.1重力荷载代表值计算263.7.2结构基本自振周期计算293.7.3水平地震作用计算293.8结构水平位移验算313.9水平地震算作用下结构内力计算333.9.1总剪力墙总框架内力计333.9.2各片剪力墙内力计算343.10风荷载作用下结构内力计算493.10.1总剪力墙总
15、框架内力计算493.10.2各片剪力墙内力计算493.11竖向荷载下结构内力的计算573.12内力组合783.13截面设计793.14楼梯设计（板式楼梯）1023.14.1梯段板设计1023.14.2平台板设计1043.14.3平台梁设计1053.15板的计算106结论110致谢112参考文献113附录1114附录2124110第一章 绪 论1.1选题背景本项目基地位置重要，黄河路和燕山路均为营县重要的交通干道，处于老城区内。周围已有新建居住区，总体形象应在周围居住区的良好基础上得以升华。充分体现新世纪现代城市居住的高品位形象，贯彻“以人为本、天人合一、和谐共存”的设计宗旨。尤其要结合当地居住
16、特点，有选择地运用先进的设计思想及规划新思潮，结合地区文化，在强调科技含量的同时，更注重文化含量、力求规划布局合理。本工程为山东省营县花开富贵小区2号楼，为充分体现新世纪现代城市居住的高品位形象，贯彻“以人为本、天人合一、和谐共存”的设计宗旨。所以营县规划局建设此住宅楼，以创建自然舒适的生活环境为目标，同时注重小区与城市整体发展的相和谐。1.2设计内容与方法 1.2.1建筑设计1建筑方案设计根据房屋建筑学、民用建筑设计通则、民用建筑设计防火规范等相关知识进行建筑方案的设计，针对工程的使用性质做出具体的设计。整个方案要满足大学的教学需要和正常的使用功能，功能分区要细致合理符合规范，使建筑物发挥出
17、其应有的功能。2设计方法运用房屋建筑学等学科知识进行设计，结合设计规范要求合理分区，满足使用要求，保证工程的安全性、耐久性、适用性，使设计的结构在规定的设计使用年限内完成预期的功能要求。建筑施工图的绘制遵循工程制图的标准，图中的各种标注、符号符合规范，做到能够看图施工。1.2.2结构设计1结构设计计算书(1)结构方案的确定包括结构选型、结构体系的选择、结构布置的确定。(2)结构内力计算及位移验算(3)剪力墙截面设计（每种类型剪力墙选择一片）2设计方法(1)荷载计算：荷载计算包括水平荷载与竖向荷载计算。水平荷载为水平地震作用和风荷载作用；竖向荷载包括恒荷载与活荷载。(2)水平荷载作用下的计算：水
18、平荷载作用下结构的位移及内力采用底部剪力法计算。(3)竖向荷载作用下：一片剪力墙所承受的竖向荷载应为该剪力墙平面计算单元范围内的荷载及剪力墙自重(4)内力计算，采用弯矩二次分配法计算壁柱及壁梁的弯矩。(5)通过内力组合求得壁柱及壁梁各控制截面的最不利内力设计值并进行必要的调整，即可对其进行截面配筋计算和采取构造措施。(6)板设计按塑性铰线法进行计算。(7)楼梯采用板式楼梯。(8)按照制图标准绘制结构施工图。此外还应进行电算：电算的目的主要是对手算进行正确性的验算。具体电算采用PKPM软件进行计算。1.3设计成果通过本次设计，完成结构计算书，并绘制建筑施工图与结构施工图。第二章 建筑说明2.1户
19、型设计住宅单体设计为高层住宅。南、北面高层住宅均为十二层，高层的出现可以起到丰富城市轮廊线的作用，又可提高容积率。住宅户型以一梯二至三户大进深住宅为设计主导，采用房间全明布置，南北开窗，具有良好的自然采光。房型平面布置上，求经济实用性，以客厅为居住核心，居寝分离，洁污分离，在满足“住宅设计标准”的前提下，提高住房的得房率，使小房型住宅同样具有舒适性和功能合理性，适合更广泛的市场需求。户型多为二房和三房。面积从80m2到112 m2，满足不同层次客户的需要。所有户型在具有一般经典户型的优点的基础上，其面积和得房率独得到了有效的控制。住宅立面造型简洁、现代，具有时代的韵律感和节奏感，并结合社区的自
20、然景观，以达到建筑物与周围环境融为一体的绿化生态住宅的目的，反映出“生态、科技、人文、景观”的现代住宅小区设计理念。住宅设计力求功能合理、设施完善、房型组合灵活、遵循以人为本的思想，从实际出发，无论是空间布局，还是细节处理，均体现对人的尊重、体贴与关怀。住宅单体设计中有下列特点：1住房分动静两区：能分能合，以适合现在和将来高度文明生活的需要。2每户设门厅（玄关）：有一个户内外的过渡空间，可设置摆衣帽、雨具、鞋柜处，方便主、客人，保持室内清洁。3多功能组合空间：客厅、餐厅、厨房组合成一个流线通畅的空间，尽4量减少对穿。平面构成和空间组合适用性强，自然通风良好。5每户设有功能性阳台，便于厨房洗衣等
21、家政操作。6每户均考虑增设挂衣壁橱：提高储藏容量，减少不必要的家具，使室内布置井然有序。7门、窗、墙的布局兼顾风水设计：合理安排，减少对穿交通，易于家 具布置。使用户能灵活多变地布置自已的生活天地。8南面设阳台，形式多变，讲求实用，巧妙地放置空调机组，力求不损立面，又易于保养维修。2.2立面设计在有限的造价前提下，创造体现本地区建筑文化特色的空间形象。勾画亲切宜人的社区环境。住宅立面以浅色调为主，辅以鲜活的色块，通过简洁现代的设计手法，塑造情趣盎然、生气勃勃的生活场所。2.3剖面设计住宅层高为2.90m，住宅室内外高差0.30 m，所有的住宅在入口处设置无障碍设计坡道。屋面为平屋面,部分辅助以
22、构架装饰。2.4“四新”技术应用1水资源利用小区建设本着节约用水基本原则，选用节水型器具。2废弃物处置小区设集中垃圾收集站，将生活垃圾分类收集，有机物可在小区垃圾收集站中完成部分生化处理。3智能化和信息化积极推行智能化设计，完善信息化服务，具体详见电气方案说明。4材料应用采用气密性好的塑钢窗，在外墙面较多的住宅的围护结构设计中试用高效保温材料，以达到住宅建筑节能设计标准。2.5抗震设计建筑抗震设计规范规定，抗震设防烈度为6度及以上地区的建筑，必须进行抗震设计。设计所在地区抗震设防烈度7度，按设计要求取7度，所以必须进行抗震设防。建筑根据其使用功能的重要性分为甲类、乙类、丙类、丁四个抗震设防类别
23、。甲类建筑应属于重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑；乙类建筑应属于地震时使用功能不能中断或需要尽快恢复的建筑；丙类建筑应属于除甲、乙、丁类以外的一般建筑，丁类建筑应属于抗震次要建筑。本工程的抗震设防类别为乙类。2.6楼梯的设计楼梯平面形式的选用，主要依据其使用性质和重要程度来决定。直跑楼梯具有方向单一，贯通空间的特点，双分平行楼梯和双分转角楼梯则是均衡对称的形式，典雅庄重。双跑楼梯、三跑楼梯一般用于不对称的平面布局，既可用于主要楼梯，也可用在次要部位作为辅助性质的楼梯。人流疏散量大的建筑常采用交叉楼梯和剪刀楼梯的形式，不仅有利于人流疏散，还可达到有效利用空间的效果。其它形式的楼梯，
24、如：弧形梯、螺旋楼梯的使用，可以增加建筑空间的轻松活泼的感觉。梯段净高一般应大于人体上肢伸直向上，手指触到顶棚的距离。梯段净高应当以踏步前缘处到顶棚垂直线净高度计算。考虑行人肩扛物品的实际需要，防止行进中碰头产生压抑感，楼梯梯段净高不小于2200mm，平台部分的净高应不小于2000mm。梯段的起始、终了踏步的前缘与顶部凸出物内边缘的水平距离应不小于300mm。为了适用和安全，每个梯段踏步一般不超过18步，也不应小于3步。梯段坡度的选择要从攀登效率、节约空间、便于人流疏散等方面考虑。一般在人流量大、安全标准较高或面积充裕的场所，其坡度可较平缓，适宜坡度30度左右。仅供少数人使用或不经常使用的辅助
25、楼梯则允许坡度较陡（不宜超过38度）。本工程的踏步高度为161mm，踏步宽度260mm。作为主要交通用的楼梯梯段净宽应根据楼梯使用过程中人流股数确定，一般按每股人流宽度为0.55+(0-0.15)m计算，并不应少于两股人流。（0-0.15m为人流在行进中人体的摆幅，公共建筑人流众多应取上限值）楼梯平台包括楼层平台和中间平台两部分。中间平台形状可变化多样，除满足楼梯间艺术需要外，还要适应不同功能及步伐规律所需尺寸要求。楼层平台：除开放楼梯外，封闭楼梯和防火楼梯，其楼层平台深度应与中间平台深度一致。2.7关于防火的设计如外墙面采用耐火极限不低于1小时的非燃烧体时，其墙内填充材料可采用难燃烧材料。无
26、窗间墙和窗槛墙的玻璃幕墙，应在每层楼板外沿设置不低于80cm的实体群墙或在玻璃幕墙内侧每层设自动喷水保护，其喷头间距不宜大于2m。疏散楼梯是安全疏散道路中一个主要组成部分，应设明显指示标志，并宜布置在易于寻找的位置。但电梯不能作为疏散楼梯用。疏散楼梯的多少，可按宽度指标结合疏散路线的距离及安全出口的数目确定。防火门：防火门分为甲、乙、丙三级，其耐火极限分别为1.2h、0.9h、0.6h。防火门应为向疏散方向开启的平开门，并在关闭后应能从任何一侧手动开启。用于疏散走道和楼梯间的防火门，还应具有顺序关闭的功能。本工程基地设二个主要出入口与城市道路相连,南面出入口为双行车道各6m宽，北面出入口为双行
27、车道宽6m。小区内部为环形车道单行路宽4m，兼做消防车道，转弯半径内径不小于7m。建筑间距均满足防火要求。商业建筑侧山墙间距为7m，小区西南面的4层商业与高层的侧山墙间距为12.25m。高层住宅沿一个长边设置消防车道，高层住宅在登高面侧，结合利用城市规划车道设置消防登高场地。本工程中采用双跑楼梯，楼梯间为防烟楼梯间，自然通风。楼梯间入口处设有前室，前室内设有送风、排烟竖井，供疏散人员一经到达前室，就达到了第一个安全地点，如果烟一旦侵入前室，基本上可以从前室排除；楼层内共设置两台电梯，其中一部为消防电梯，平时可兼做普通载客电梯，发生大火灾时，将另一台电梯立即降到首层停止使用，消防员可以乘消防电梯
28、迅速进入火场，及时运送消防器材和救护伤员。防烟楼梯间和消防电梯间合用前室。第三章 结构计算3.1工程概况该12层高层住宅楼，采用现浇钢筋混凝土剪力墙结构，主体结构高度为34.8m，层高2.9m，突出屋面电梯机房层高3.3m，结构主体总高度38.1m。该工程抗震设防烈度为7度，场地类别为类，设计地震分组为二组，基本风压0.35kN/m2，地面粗糙度为C类，基本雪压为0.35kN/m2；该房屋为丙类建筑。3.2主体结构布置该剪力墙结构平面简单规则，凸出、凹进尺寸符合规范要求；结构侧向刚度沿竖向变化均匀，无刚度突变；结构高宽比为H/B=34.8/25.4=1.37100.971=0.934壁式框架X
29、SW-40.06241.11241.05000.00184712.5100.944=0.947整体小开口XSW-70.26150.64240.38090.0028429.58100.593100.957=0.954壁式框架3.4.2剪力墙刚度计算1各片剪力墙刚度计算(1)XSW-1、XSW-2、XSW-5 、XSW-6、XSW-8、XSW-9 、XSW-11和XSW-12（整截面墙）Ec=2.8107kN/m2，计算出的各整截面墙的等效刚度见表3-4表3-4 整截面墙的等效刚度墙号H/mbh/mmAw/m2Iw/m4Ec(107)/kN/m2EcIeq(107)/kN/m2XSW-134.80
30、.20.70.140.0057171.22.80.01600XSW-20.22.10.420.15441.20.4322XSW-50.22.50.500.26041.20.7257XSW-60.22.40.480.23041.20.6424XSW-80.23.70.740.84421.22.3400XSW-90.21.50.300.056251.20.1572XSW-110.22.950.590.42791.21.1904XSW-120.21.00.200.016671.20.04664(2)XSW-4（整体小开口墙）Aw和Iw按有洞段和无洞段沿竖向取加权平均值。 (3)XSW-7（双肢墙）由
31、于水平地震作用近似于倒三角形分布，故可以由公式中的倒三角形荷载分布的算式计算双肢墙的等效刚度。其中，-为各列连梁的刚度系数之和； -为连梁与墙肢的刚度比；-为墙肢轴向变形影响系数，系数由公式计算得到；-为墙肢的剪切变形影响系数；Dj-为第j列连梁的刚度系数；-为不考虑墙肢轴向变形时剪力墙的整体工作系数；-为墙肢剪切变形影响系数；-轴向变形影响系数；等效刚度。(4)XSW-3 、XSW-10（壁式框架）壁式框架梁柱轴线由剪力墙连梁和墙肢形心轴线确定，壁梁与壁柱的刚域长度按公式计算，图3-9为XSW-3的计算简图和刚域长度。表3-5、3-6分别为计算壁梁和壁柱的等效刚度，将壁式框架转化为等效截面杆
32、件，从而将壁式框架转化为等效截面杆件。Kb=，Kc=分别为壁梁和壁柱线刚度。根据梁柱线刚度比可求得柱的侧移刚度修正系数，进而计算得到柱的侧移刚度及壁式框架的剪切刚度。表3-5 XSW-3壁梁等效刚度计算楼层梁号bbhb/mmIb/m4l0/ml/m EcI(104)/ kNm2Kb(105)/kNm112左梁0.200.500.0020832.053.250.240.8519.7546.078右梁19.7546.078图3-9 XSW-3计算简图和刚域长度表3-6 XSW-3壁柱等效刚度计算楼层柱号bchc/mmIc/m4h0/mh/mEcI(105)/kNm2Kc(105)/kNm212左柱
33、0.21.10.022182.92.90.3790.7034.365915.055中柱0.21.80.09722.90.6210.46512.655443.639右柱0.21.10.022182.90.3790.7034.365915.0551左柱0.21.10.022182.652.650.3790.7034.365916.475中柱0.21.80.09722.650.6210.46512.655447.756右柱0.21.10.022182.650.3790.7034.365916.475表3-7 XSW-3壁梁修正刚度计算楼层梁号(104)/ kNm(104)/ kNm112左梁0.13
34、080.23850.17283.03303.765118.434622.8843右梁18.434622.8843表3-8 XSW-3壁柱修正刚度计算楼层柱号(104)/ kNm212左、右柱0.00.00.43090.69890.698910.522中柱0.00.01.15690.46360.463620.2311左、右柱0.00.00.43090.69890.698911.514中柱0.00.01.15690.46360.463622.140表3-9 XSW-3壁柱的侧移刚度及壁式框架的剪切刚度楼层h/mKc(104)/kNm柱号(104)/kNm2(105)/kN2122.910.522左
35、柱1.75200.46707.01138.510120.231中柱2.26230.530815.322610.522右柱1.75200.46707.011312.6511.514左柱1.60110.583211.474512.409722.140中柱2.06720.631223.880011.514右柱1.60110.583211.4745图3-10为XSW-10的计算简图和刚域长度。表3-10、3-11分别为计算壁梁和壁柱的等效刚度，将壁式框架转化为等效截面杆件，从而将壁式框架转化为等效截面杆件。Kb=，Kc=分别为壁梁和壁柱线刚度。根据梁柱线刚度比可求得柱的侧移刚度修正系数，进而计算得到柱
36、的侧移刚度及壁式框架的剪切刚度。 图3-10 XSW-10计算简图和刚域长表3-10 XSW-10壁梁等效刚度计算楼层bbhb/mmIb/m4l0/ml/mEcI(104)/ kNm2Kb(105)/kNm1120.20.80.0085332.53.30.320.7742.31312.822表3-11 XSW-10壁柱等效刚度计算楼层柱号bchc/mmIc/m4h0/mh/mEcI(105)/kNm2Kc(105)/kNm212左柱0.21.30.036622.752.90.4730.7037.214824.879右柱0.21.10.022182.750.4000.7034.952517.07
37、761左柱0.21.30.036622.4252.50.5360.7036.021824.087右柱0.21.10.022182.4250.6210.7034.225716.903表3-12 XSW-10壁梁修正刚度计算楼层(104)/ kNm(104)/ kNm1120.13640.10610.30721.81331.706623.250121.882表3-13 XSW-10壁柱修正刚度计算楼层柱号(104)/ kNm212左柱0.025860.025860.67120.70170.701717.458右柱0.043100.043100.48000.88550.885515.1221左柱0.00.03000.86190.57080.606114.174右柱0.00.05000.61830.68470.756812.183