1、第一章建筑设计一、建筑概况1、设计题目:阳光旅馆2、建筑面积:6500Hl23、建筑总高度:19.65Om(室外地坪算起)4、建筑层数:五层5、结构类型:框架结构二、工程概况:该旅馆为五层钢筋框架结构体系,建筑面积约6500m2,建筑物平面为V字形。走廊宽度2.4m,标准层高3.6m,室内外高差0.45m,其它轴网尺寸等详见平面简图。三、设计资料1、气象条件本地区基本风压0.40KNl112,基本雪压0.35KN11f2、抗震烈度:7度第一组,设计基本地震加速度值0.0Ig3、工程地质条件建筑地点冰冻深度0.7M;建筑场地类别:11类场地土;建筑地层一览表(标准值)序号岩土分类土层深度(M)厚
2、度范围(M)地基承载力fli(KPa)桩端阻力(KPa)桩周摩擦力(KPa)1杂填土0.0-0.50.51102粉土0.5-l.51.0170103粗砂1.5-4.53.0250254砾砂4.5-340240030注:1)地下稳定水位居地坪-6M以下;2)表中给定土层深度由自然地坪算起。4、屋面做法:防水层:二毡三油或三毡四油结合层:冷底子油热马蹄脂二道保温层:水泥石保温层(20Omm厚)找平层:20mm厚1:3水泥砂浆结构层:100mm厚钢筋碎屋面板板底抹灰:粉底15mm厚5、楼面做法:水磨石地面:120mm现浇碎板粉底(或吊顶)15mm厚6、材料梁、柱、板统一采用混凝土强度等级为C30,纵
3、筋采用HPB335,箍筋采用HPB235,板筋采用HPB235级钢筋四、建筑要求建筑等级:耐火等级为H级抗震等级为HI级设计使用年限50年五、采光、通风、防火设计1、采光、通风设计在设计中选择合适的门窗位置,从而形成“穿堂风”,取得良好的效果以便于通风。2、防火设计本工程耐火等级为二级,建筑的内部装修、陈设均应做到难燃化,以减少火灾的发生及降低蔓延速度,公共安全出口设有三个,可以方便人员疏散。因该为旅馆的总高度超过21m属多层建筑,因而根据高层民用建筑设计防火规范(2001版GB50045-95)规定,楼梯间应采用封闭式,防止烟火侵袭。在疏散门处应设有明显的标志。各层均应设有手动、自动报警器及
4、高压灭火水枪。六、建筑细部设计1、建筑热工设计应做到因地制宜,保证室内基本的热环境要求,发挥投资的经济效益。2、建筑体型设计应有利于减少空调与采暖的冷热负荷,做好建筑围护结构的保温和隔热,以利节能。3、采暖地区的保温隔热标准应符合现行的民用建筑节能设计标准的规定。4、室内应尽量利用天然采光。5、客房之间的送风和排风管道采取消声处理措施。6、为满足防火和安全疏散要求,设有三部楼梯。7、客房内的布置与装修以清新自然为主,卫生间的地面铺有防滑地板砖,墙面贴瓷砖。七、参考资料总图制图标准(GB50103-2001)房屋建筑制图统一标准(GBJ50001-2001)建筑结构制图标准(GBJ50105-2
5、001)高层民用建筑设计防火规范(GB50045-95)民用建筑设计通则(JGJ37-87)建筑结构荷载规范(GB50009-2001)砌体结构设计规范(GB50003-2001)混凝土结构设计规范(GB50010-2002)钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程(JGJ3-91)建筑地基基础设计规范(GB50007-2001)建筑抗震设计规范(GB50011-2001)第二章结构设计第一节框架结构的设计一、工程概况旅馆为六层钢筋框架结构体系,建筑面积约65(M)m2,建筑物平面为V字形。底层层高3.9m,其它层为3.6m,室内外高差0.45m,因毕业设计未给定0.000标高所对应绝对标高,框架
6、平面柱网布置如图21所示:图2-1框架平面柱网布置二、设计资料1、气象条件基本风压0.40Nm2,基本雪压0.35Nm22、抗震设防烈度7度第一组,设计基本地震加速度值为0.0Ig3、工程地质条件地层由杂填土、粉土、粗砂、砾砂组成,地质情况见表21,地下稳定水位距地坪一6m以下。建筑地层一览表表2-1序号岩土分类土层深度(M)厚度范围(M)地基承载fk(KPa)桩端阻力qp(KPa)桩周摩擦力qs(KPa)1杂填土0.0-0.50.51102粉土0.5-1.51.0170103粗砂1.5-4.53.0250254砾砂4.5-340240030注:1)地下稳定水位居地坪-6M以下;2)式中给定土
7、层深度由自然地坪算起。4、屋面及楼面做法屋面做法:防水层:二毡三油或三毡四油结合层:冷底子油热马蹄脂二道保温层:水泥石保温层(20Omm厚)找平层:20mm厚1:3水泥砂浆结构层:12Omm厚钢筋碎屋面板板底抹灰:粉底15mm厚楼面做法:水磨石地面:120mm现浇碎板粉底(或吊顶)15mm厚5、材料役强度等级为C30,纵筋HRB335箍筋HPB2356、设计依据1、建筑地基基础设计规范GB5(MM)7-20012、建筑结构荷载规范GB5000920013、混凝土结构设计规范GB5010-20024、建筑抗震设计规范GB50001120015、混凝土设计规范理解与应用北京:中国建筑工业出版社20
8、026、混凝土结构设计规范算例中国建筑工业出版社20037、房屋结构毕业设计指南第二节框架结构设计计算一、梁柱面、梁跨度及柱高的确定1X初估截面尺寸xt-r三-ff.3900n.板厚:取/Z=-L=97.5mm取120mm4040横梁:高z=L/=)6900=862.5-575812812取600mm纵梁:高力=1J=(i)6900=487.5-325812812取500mm梁宽:b=(;)h且%=11.5为了便于施工,统一取梁的宽度b=250mm2、框架柱的截面尺寸根据柱的轴压比限值,按下列公式计算(1)柱组合的轴压力设计值N=毋/注:考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数F按简支状态计算柱的负
9、载面积gzr折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值,可近似取14kN?为验算截面以上的楼层层数(2)cNunfc注:为框架柱轴压比限值,本方案为三级框架,则“取0.9。为混凝土轴心抗压强度设计值,本方案为C30混凝土,则。取14.3kN三n(3)计算过程对于边柱:N=7e11=1.313.5145=1228.5(kN)w=1228.51030.914.3=95454.55(mm2)对于内柱:N=Fgn=l,218.18145=1527.12(kN)A,N%=1527.12X1030.914,3=118657.34(mm2)因此:取柱bh=500mm500mm即可满足设计要求柱:一、二、三、四、五
10、层,bh=500mm500mm梁:梁编号见图22其中:Li:bh=250mm600mm1.2:bh=250mm600mm1.3:bh=250mm600mm1.4:bh=250mm400mm1.5;bh=250mm500mm1.6:bh=250mm500mm3、梁的计算跨度如图23所示,框架梁的计算跨度以上柱柱形心线为准,由于建筑轴线与墙重合,故建筑轴线与结构计算跨度不同。67756900375.125125.375tf I2650j2400图2-3梁的计算跨度677569004、柱图度底层高度h=3.9m+0.45m=4.35m,其中3.9m为底层层高,0.45为室内外高差。其它柱高等于层高即
11、3.6m,由此得框架计算简图(图2-4)。Z2Z2Z2Z2Z2ZIZlZ2Z2Z2Z2ZlZ2Z2Z2Zl二、载荷计算677526506775图2-4横向框架计算简图及柱编号1、屋面均布恒载按屋面得做法逐项计算均布载荷,计算时注意:吊顶处布做粉底,无吊顶处做粉底, 二毡三油防水层冷底子油两道结合层200 mm厚水泥石保温层20 mm厚1 : 3水泥砂浆找平层120 mm钢筋碎屋面板结构层粉底或吊顶近似取吊顶粉底为相同重量。0.35 kNm20.05 kNma0.2 6.5=1.3 kNm20.0220=0.4 kNm20.12025=3 kNm20.5 kNm2共计屋面恒载标准值为:5.6kN
12、m2(73.9+0.25)X(6.92+2.4+0.25)5.6=2538KN2、楼面均布恒载按楼面做法逐项计算水磨石地面0.65KNm2120mm厚钢筋混凝土整浇层0.12X25=3KNZm2粉底或吊顶0.5KN/肝4.15KNm2楼面恒载标准值为:(73.9+0.25)X(6.92+2.4+0.25)4.15=1881KN3、屋面均布活载计算重力载荷代表值时,仅考虑屋面雪载荷0.35KN11由于屋面雪荷载0.35KNm2L4T.=1.4xO.35=O.49(s),应考虑顶点附加地震作用。由于Tg=0.35(5)0.35固按0.081+0.07计算篦按底部剪力法求得的基底剪力,若按:iOiH
13、i七K分配给各层质点,则水平地震作用呈倒三角形分布。对一般层,这种分布基本符合实际,但对结构上部,水平作用小于按时程分析法和振型分析法求得的结果,特别对周期较长的结果相差更大,地震的宏观震害也表明,结果上部往往震害严重,因此引入或,即顶部附加地震作用系数考虑顶部地震力的加大。久考虑了结构周期和场地的影响,且使修正后的剪力分布与实际更加吻合。因此引入8nn=0.087;+0.07=0.08X0.53+0.07=0.112结构横向总水平地震作用标准值:T5(c3s9Ffk=(-L)9amax0.85Gi=0.080.8524215=1133E,Jmaxrf,1,0.53J注:0.85火Gi为多质点
14、体系结构等效总重力荷载按规定应取总重力荷载代表值得/=I85%顶点附加水平地震作用:1=nF=0.112x113=127ZN各层横向地震剪力计算见表2.8,其中:E二平一/(IY)ZGMiJ=格层横向地震作用及楼层地震剪力表28层次%HiG,GiHiGiH危GHJ=I及匕53.618.754377820690.298426.82426.8243.615.154949749770.272273.66700.4833.611.554949571610.208209.27909.7523.67.954949393440.143143.861053.6114.354.354991217110.0797
15、9.481133.09注:表中第五层K中加入了AF横向框架各层水平地震作用和地震剪力见图2-6426.82KN.273.66KN- 209.27KN-143.86KNo79.48KN仆426.82kN700.48kN909.75kN1133.09kN1053.61kN(b)(a)图2-6横向框架各层水平地震作用和地震剪力(a)水平地震作用(b)地震剪力5、横向框架抗震变动验算多遇地震作用下,层间弹性位移验算见表29,层间弹性相对转角均满足要求。】=横向变形验算表2-9层次层间剪力Vj(kN)层间刚度kN)层间位移匕/。(M层高%(M层间相对弹性转角5426.824962440.000863.6
16、1/41864700.484962440.001413.61/25533909.754962440.001833.61/196721053.614962440.002123.61/169811133.094222160.002684.351/1623四、水平地震作用下,横向框架得内力分析以中框架为例进行计算,边框架和纵向框架的计算方法、步骤与横向中框架完全相同。故不再在赘述。框架柱剪力及弯矩计算,采用D值法,其结果见表210框架柱剪力及弯矩计算表表2-10层次54321层高h3.63.63.63.64.35层间剪力匕426.82700.48909.751053.61133.1层间刚度49624
17、4496244496244496244422216L轴柱(Q)Dbn1265912659126591265911716嗑伏M1118232731K0.920.920.920.921.11y(n)0.350.400.450.500.64M1(kNw)25.7438.8845.5448.648.55Mb(kN)13.8625.9237.2648.686.3M轴柱(P)Dim1788417884178841788413977Kn(kN)1523333838K1.61.61.61.61.93y(m)0.370.420.470.50.57ML(RNm)34.0252.262.9668.471.08Mh(
18、kNw)19.9837.855.8468.494.22注:吊=%)+必+%3Vim=VRlJDiM上=匕”(H)4MF=viyihi框架梁端弯矩、剪力及柱轴力见表211地震作用下框架深端弯矩及柱轴力表2-11层次54321LM跨Km)6.7756.7756.7756.7756.775M*(kN.tn)25.7452.7471.4685.8697.15M右(kNni)19.5941.5658.0171.5380.31vb(W6.6913.9219.1123.2326.19MP跨l(m)2.652.652.652.652.65MNkNni)14.4330.6242.7552.7159.17M右(k
19、Nm)14.4330.6242.7552.7159.17vba/v)10.8123.1132.2639.7844.66柱轴力NLOwV)6.6920.6139.7262.9589.14NM(ZN)4.126.6927.367.02129.97中柱两侧梁端弯矩按深线刚度分配,地震力作用下框架弯矩见图2-7,剪力及柱轴力见图2-8图2-7地震作用下框架弯矩图(kN-m)6.696.?10.8110.8196.69AI-9.04III&IIII%11-6.69-4.124.126.6913.9213.92I23.11I23.114I13.92I13.92IITIIITI11I-20.61-6.696
20、6920.6119.11I19.11I32.26I32.26I19.11I19.11I11ITIIT!I-39.72-27.327.339.7223.234I23.234I39.784I39.7823.234I23.234II!TI11TIT!Tl-62.95-67.0267.0262.9526.1926.19I44.66I44.6626.1926.19II1111ITI11-89.14-129.97129.9789.14Zz1T刀r图2-8地震力作用下框架梁端剪力及柱轴力(kN)五、竖向荷载作用下横梁框架的内力分析仍取中柱架计算1、荷载计算第五层梁的均布线荷载LM跨屋面均布恒载传给梁横梁自
21、重(包括抹灰)5.63.9=21.84kNm0.290.625=4.35kNm恒载26.19kNmMP跨屋面均布恒载传给梁横梁自重(包括抹灰)5.63.9=21.84kNm0.290.425=2.9kNm恒载24.74kN/m第五层活载:0.5X3.9=1.95kNm第一、二、三、四层梁均布线荷载:LM跨楼面均布恒载传给梁横梁自重(包括抹灰)内横墙自重包括抹灰4.153.9=16.185kN/m0.290.425=2.9kN/m0.295.5(3.6-0.6)=4.785kN/m恒载23.87kN/mMP跨楼面均布恒载传给梁横梁自重(包括粉刷)4.153.9=16.185kN/m0.290.4
22、25=2.9kN/m恒载19.085kN/m第一、二、三、四层活载2.0X3.9=7.8kN/m第一、二、三、四层集中荷载纵梁自重(包括抹灰)纵墙自重(包括抹灰)柱自重(包括抹灰)0.29X0.5253.9=14.14kN0.295.53.9(3.6-0.5)=19.28kN0.54X0.543.625=26.244kN总计P=59.67kN第一层柱自重:0.54X0.54X4.35X25=31.7kN中框架恒载及活荷载见图2-923.87kNm19.08k/m23.87kNmHHH23.87kNm19.08k/m23.87kNm23.87kNm19.08k/m23.87kNm23.87kNm
23、19.08kN/m23.87kNmL)6OCha26.19kNmN5N4Nd=59.67kNN3=59.67kNN3N2N2=59.67kNN尸59.67kNNl(a)24.74kNm26.19kNm1.95kNm7.8kNHt7.8kNHli7.8kNHHHHIH7.8kN2“mm”SsssQ9QD(b)见图2-9框架竖向荷载示意(a)恒载示意(b)活载示意2、用弯矩分配法计算框架弯矩竖向荷载和用下框架的内力分析,除活荷载较大的工业厂房外,对一般的工业与民用建筑可不考虑活荷载的不利布置,这样求得的框架内力,梁跨中弯矩较考虑活荷载不利布置法求得的弯矩偏低,但当荷载占总荷载比例较小时,其影响很小
24、若活荷载占总荷载比例较大,可在截面陪筋时,将跨中弯矩乘1.11.2的放大系数予以调整。(1)固端弯矩计算将框架梁视为两端固定梁计算固端弯矩,计算结果见表212力26.19kNm W26.19X6.7752lHY/,k6775u=100.18,尔23.87kNm 七23.876.7752=91.3,6775;,勿1.95kNm W 1.956.7752=7.46:6775: b-d4.344.343.99147七影4.344.343.991473.593.59,6775O1325图2-10半框架梁柱刚度示意(kNm)例:L柱顶层节点。4.34M下柱=4.34+3.99=0.5213.99右梁4
25、34+3.99=0.479(3)传递系数远端固定,传递系为1/2远端滑动较支传递系数为1(4)弯矩分配恒荷载作用下,框架的弯矩分配计算见图2-11,框架的弯矩图见图2-13活荷载作用下,框架的弯矩分配计算见图2-12框架的弯矩图见图2-14上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁0.5210.4790.4070.4430.15pCk-100.18100.18-14.480452.1947.99-34.81-37.89-12.8315.56-17.4124.00-12.30.96().89-4.67-5.18-1.76-5.23-2.380.452.593.963.65-1.24-1.35-6.46674
26、4-674483.82-54.13-35.530.3430.3430.3150.282030703070-104p一CX-91.391.3224142尔76-22.60-24.60-24.60-8.3326.1015.66-11.314.38-18.95-12.3-1045-1045-9594.765.185.18L750.48-3.472.38-4.8-2.591.88021()210191551.691.6905747.6633.27-80.8684.59-39.27-28.5-17.180.3430.3430.3150.2820.3070.3070.104CC-91.391.3-.i7b
27、S31.3231.3228.67-22.6-24.6-24.6-8.3315.6615.66-11.314.38-12.3-12.3-6.93-6.93-6.313.453.753.751.27-5.23-3.61.73-3.162.591.68244?44224-0.31-0.34-0.340.1237.2638.89-76.1883.06-30.9-31.81-庶|10.3430.3430.3150.2820.3070.3070.104-91.391.3-11.17日31.3231.3228.76-9?6-946-9464415.6616.62-11.314.38-12.3-12.98-7
28、2-7.26613.073.35L13-3.470.681.54-3.311.88-0.470.430.430.390.540.580.580.236.7441.85-78.5283.38-31.09-34.12-18.180.3640.3010.3350.2980.3240.2680110_OQx-91.391.3-11.7Bds33.2327.4830.59-23.88-25.96-21.47-8115.66-11.9415.30-12.31.35-1.12-L25-0.89-0.93-0.8-0.33-3.6-0.45-0.631.681.471.22L36-0.31-0.34-0.28-0.1248.1127.58I-72