毕设论文--郸邯市高新宾馆设计计算书.doc

邯郸市高新宾馆设计毕业设计计算书摘要 本设计为河北省邯郸市高新宾馆设计。全楼主体共十层，建筑面积为10335.46。设计分为两部分：第一部分是建筑部分，包括对建筑的周围的环境设计，建筑的平面设计，建筑立面的设计,建筑剖面设计，建筑构造做法及材料的选用。本建筑设计采用了内廊式的平面组合，使宾馆内各房间相对独立、安静，不被穿越但又有一定的联系，建筑布局因地制宜，灵活布置，功能分区明确、流线清晰、便于管理，满足使用要求，特别是消防和疏散要求。第二部分为结构设计，本设计的结构采用横向框架承重体系，选取一榀框架进行水平力和竖向力计算，并进行内力组合，以确定最不利内力，并进行截面设计。包括框架梁、板、柱、楼梯、雨篷及基础的截面设计等。墙体采用粉煤灰蒸压加气混凝土砌块砌筑，有利于减轻建筑物自重；其中对框架梁、板、柱的设计都采用了比较常用的弹性理论方案。本设计为7度抗震设防烈度设计，因此设计过程中还进行了地震作用下弹性位移验算和罕遇地震作用下的弹塑性变形验算。设计后达到了强度、刚度和稳定性方面的要求。关键词：建筑 框架 混凝土 抗震设计 AbstractThis design for Hebei Province Handan high new guesthouse design. Entire building main body altogether ten, floor space for 10335.46. The design divides into two parts: The first part constructs the part, including to the construction periphery environment design, the construction plane design, the construction sets up the surface the design,construction section plane design, construction structure procedure and material selection. This architectural design has used in the porch -like plane combination, causes in the guesthouse various rooms relative independence, peaceful, but does not pass through also has certain relation, the architectural composition acts as circumstances permit, the nimble arrangement, the function district is clear about, the streamline clearly, is advantageous for the management, satisfies the operation requirements, specially the fire prevention and disperses the request. The second part is the structural design, this design structure uses the crosswise frame load-bearing system, selects a pin frame to carry on the horizontal force and the vertical strength computation, and carries on the endogenic force combination, by determined the most disadvantageous endogenic force, and carries on the section design. Including frame beam, board, column, staircase, rain awning and foundation section design and so on. The wall uses the pulverized coal ash to steam presses the aeroconcrete artificial brick masonry and building, is advantageous in reducing the building dead weight; In which to frame beam, the board, the column design has all used the quite commonly used theory of elasticity plan. This design is 7 degree earthquake resistance fortification intensity design, therefore in the design process has also carried on under the earthquake function the elastic displacement checking calculation and meets under the earthquake function rarely the elastoplasticity distortion checking calculation. After the design has achieved the intensity, the rigidity and the stable aspect request.Key words: Construction frame concrete earthquake resistance design 目 录摘要IAbstractII第1章 建筑设计11.1 建筑的总平面设计11.2建筑平面设计11.2.1 房间的平面设计11.2.2 楼梯设计21.3 建筑立面设计31.4 建筑剖面设计3第2章 结构设计说明42.1 框架的承重方案42.2 梁柱截面尺寸的确定42.3 框架结构的计算简图52.4 结构计算5第3章 工程概况及结构布置73.1 工程概况73.2 结构的布置及计算简图7第4章 重力荷载的计算94.1 屋面及楼面的永久荷载标准值94.2 屋面及楼面可变荷载的标准值104.3 梁、柱、墙、门的重力荷载计算104.4 重力荷载代表值12第5章 侧移刚度的计算135.1 横向框架侧移刚度的计算135.2 柱的侧移刚度计算14第6章 横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算166.1 横向水平地震作用下框架结构的内力和侧移计算166.1.1 横向自振周期的计算166.1.2 水平地震作用及楼层地震剪力计算176.1.3 水平地震作用下的位移验算196.1.4 水平地震作用下框架内力计算206.2 横向风荷载作用下框架结构内力和位移的计算246.2.1 风荷载标准值246.2.2 风荷载作用下的水平位移276.2.3 风荷载作用下框架结构内力计算28第7章 竖向荷载作用下框架结构的内力计算327.1计算单元327.2 荷载计算337.3 弯矩计算387.3.1 恒荷载作用下的内力计算387.3.2 活荷载作用下的内力计算397.4 内力计算407.5 梁端剪力及柱轴力计算40第8章 横向框架的内力组合488.1 结构抗震等级488.2 框架梁的内力组合488.3 框架柱内力组合55第9章 截面设计669.1 框架梁设计669.1.1 梁的正截面受弯承载力计算669.1.2 梁斜截面受剪承载力计算689.2 框架柱设计719.2.1 剪跨比和轴压比验算719.2.2 正截面承载力计算729.2.3 柱斜截面受剪承载力计算769.3 框架梁柱节点核芯区截面抗震验算79第10章 罕遇地震作用下弹塑性变形验算8210.1 罕遇地震作用下的楼层剪力8210.2 楼层受剪承载力计算83第11章 楼梯设计8711.1 梯段板设计8711.2 平台板设计8911.3 平台梁设计90第12章 雨篷的设计及承载力验算9212.1 雨篷板的设计及承载力的验算9212.2 雨篷梁设计及承载力计算9312.3 雨蓬抗倾覆验算97第13章 楼板的设计9813.1 楼板类型的选择9813.2 设计参数9813.3 弯矩计算9913.4 截面设计101第14章 基础设计104结 论109致 谢110参考文献111附录一：112附录二：120137第1章 建筑设计1.1 建筑的总平面设计(1) 根据地形考虑，该地段地处邯郸市高新技术开发区内主入口的南侧，北临高新区内城市广场，西临邯郸市东环大街，其它两侧为办公用地，地理位置十分优越。考虑到已有建筑，所以正立面和左侧立面依城市主要街道而设，更加突出了此宾馆选址的优越。(2) 为满足使用要求及当地规划部门的要求，在宾馆正面留有足够的空间设置相应的停车场地。(3) 为创造一个良好舒适的环境，在用地范围内布置适当的绿化,以及布置景观小品设计和园林绿化设计，并适当考虑与城市绿化带的相互关系，创造一个和谐、舒适的环境。1.2建筑平面设计建筑平面设计是针对建筑的室内使用部分进行的，即有机地组合内部使用空间，使其更能满足使用者的要求，本设计是从平面设计入手，着眼于建筑空间的组合，结合高层宾馆的具体特点进行设计。本设计按照各基本单元空间的功能性质、使用顺序进行功能分析和功能分区。处理好各建筑空间的关系，合理组织好交通流线，使各种流线符合使用顺序并做到简洁明确、顺畅直接、不交叉迂回，避免相互干扰，并布置良好的朝向，满足采光和通风条件。1.2.1 房间的平面设计根据设计任务书中对建筑总面积、层数及房间数量及使用面积的要求，对各个房间在每层平面中所占的比例初步确定每层及各房间的面积、形状与尺寸，根据功能分析、流线分析等进行平面组合设计。首先确定组合方式。且为了提供一个较舒适宽敞的的住宿的空间，使得内部的各种功能划分比较灵活，本设计采用了开间7.8m,进深为7.2m柱网，且采用蒸压粉煤灰加气混凝土砌块对大空间进行隔断，其材料较轻并有很好的隔音效果。基于以上各项要求本设计的平面为矩形。楼梯设计在大厅内体现了导向明确、疏散快捷方便的理念。1.2.2 楼梯设计根据人流出行和疏散的要求，有大厅的显著位置设置有电梯和楼梯，电梯参数确定客梯为2400mm2500mm，且设置了一部消防楼梯，依据建筑设计防火规范设封闭式楼梯间兼消防与疏散,乙级防火门向楼梯间开启,设前室33.61m2,单独电源,备有电话。(1) 根据旅馆建筑设计规范中确定楼梯的踏步尺寸与楼梯段净宽：旅馆的楼梯踏步高度底层取175mm,宽度取300mm。其它层楼梯踏步高度取150mm，宽度取300mm；单跑踏步数均为12。(2) 楼梯形式的选择应便于疏散迅速、安全，尽量减少交通面积并有利于房间平面布置，根据高层旅馆的平面的布置、形状与尺寸，确定楼梯形式为两跑楼梯。(3) 确定楼梯开间进深尺寸，在满足各种功能要求的情况下将开间尺寸定为3900mm，则梯段宽度为1740mm；根据平台宽度大于等于梯段宽度的规定，平台宽度亦取1760mm。(4) 楼梯踏步数：首层踏步数：第一跑梯段踏步数为2100/175=12；第二跑梯段踏步数是2100/175=12； 标准层踏步数：第一跑踏步数为1800/150=12；第二跑梯段踏步数是1800/150=12；(5) 梯段长度：首层梯段长度 （121）300=3300mm 标准层梯段长度：（121）300=3300mm (6) 确定楼梯间的位置楼梯应布置均匀、位置明显、空间导向性强，有利于人员的出行的疏散。本设计的楼梯入口设置在了大厅内，并在另一侧设有楼楼，并满足防火间距的要求。1.3 建筑立面设计高层旅馆建筑和其它公共建筑一样,不仅能给人们提供工作、活动空间,满足使用要求,而且能够反映出建筑的主题思想。在满足使用要求的同时，照顾到立面造型，本设计的的底层层高为4.2m，标准层的层高为3.6m。建筑体型设计是高层旅馆建筑设计中的重要环节。建筑体型是建筑空间组合的外在因素,它是内在诸因素的反映。建筑的内部空间与外部体型是建筑造型艺术处理问题中的矛盾双方,是互为依存不可分割的,往往完美和谐的建筑艺术形象,总是内部空间合乎逻辑的反映。立面设计是反映整个建筑的一个方面,是生动的、富有表现力的信息来源。通过立面门、窗及各种构配件的位置、大小、外形等变化,使建筑的外观与使用功能、经济技术的合理性达到统一,给人以简洁、明快、朴素、大方的感受。立面处理的好坏,将影响建筑设计的效果。1.4 建筑剖面设计剖面设计的目的主要是确定内部空间的使用高度，以确保建筑空间的满足使用要求，考虑到旅馆是人流密集的公共建筑，要求有空调，消防等设备高度及主梁的高度，吊顶等。所以确定底层层高为4.2m，以上每层层高为3.6m，经初步估算，净高符合要求。第2章 结构设计说明2.1 框架的承重方案本设计采用框架结构承重体系，根据框架结构的承重体系的不同，可分为横向框架承重体系 纵向框架承重体系和纵横向框架承重体系。根据本设计的结构布置特点，采用横向框架承重体系。2.2 梁柱截面尺寸的确定楼盖和屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚度选用100mm。梁截面高度按跨度的1/81/12进行估算，宽度取b=(1/21/3)h。柱的截面尺寸按公式进行估算。-框架柱轴压比限值。本设计为二级抗震，查抗震规范，取值为0.8，柱的截面尺寸由下式 边柱： 中柱： 式中 A-柱的负荷面积（) n-柱上的层数 q-重力荷载代 表值()取第一层柱截面 边柱： 中柱： 取截面为正方形,则边柱和中柱的截面尺寸为535mm和567mm。各层柱的截面尺寸变化范围在100150之间。由此估算框架梁和柱的截面尺寸，并考虑其它因素影响，在设计中的取值见表2-1。表2-1 梁截面尺寸（mm）混凝土等级横梁纵梁次梁C35AB CDBC350700300500C35300600300500 表2-2 柱的截面尺寸(mm)层次混凝土等级 1 层C4080080027 层C35700700810 层C356006002.3 框架结构的计算简图 计算简图用梁柱轴线表示,梁柱轴线取各自的形心线。对于与钢筋混凝土楼盖整体现浇的框架梁，可取楼板底面处作为梁轴线。底层的框架柱取自基础的顶面。由于各层柱的截面尺寸不同而导致形心线不重合时，取顶层柱的形心作为柱子的轴线。按此计算简图计算出的内力是计算简图轴线上的内力，由于此轴线不一定是各截面的形心线，所以在截面配筋计算时，应将计算简图轴线上的内力转化为柱截面形心处的内力，即计入上、下柱截面形心间的偏心距对弯矩的影响。2.4 结构计算 本设计进行了重力荷载代表值计算，水平地震作用的计算，风荷载的计算，水平荷载作用下框架结构的内力和位移计算，竖向荷载作用下框架的内力计算，框架梁和框架柱的内力组合。梁和柱的的截面设计及一些小构件的计算，包括楼梯、雨篷、楼板和基础的计算。并进行罕遇地震作用下的弹塑性变形验算。第3章 工程概况及结构布置3.1 工程概况建设地点：河北省邯郸市建筑类型：框架填充墙结构，楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结 构，楼板厚度取100mm。填充墙采用蒸压粉煤灰加气混凝土砌块。主体结构10层，底层层高m，其余各层为m。局部突出的塔楼为电梯机房和水箱间，层高为3.9m。门 窗：门为木门，部分为钢制防火门，窗为铝合金窗。材料选用：框架柱底层选用C40混凝土，210层选用C35混凝土。框架梁在底层用C40混凝土，210层用C35混凝土。受力钢筋采用HRB335和HRB400级钢筋。箍筋采用HPB235级钢筋。钢筋的连接优先采用焊接。柱 网：本建筑采用内廊式平面组合，柱距为 7.8m,边跨跨度为7.2m ，中间跨度为2.1m。自然条件：基本风压为，基本雪压为。地质条件：建筑场地为二类场地，设防烈度为7度，地震分组为第二组。基本地震加速度为，水平地震影响系数为=。3.2 结构的布置及计算简图根据该建筑的使用功能和建筑设计的要求，进行了建筑的平面、立面及剖面设计。主体结构共10层，底层层高为4.2m，其余各层层高3.6m,主体高度为36.6m。填充墙外墙采用390厚的蒸压粉煤灰加气混凝土砌块砌筑，内填充墙采用190厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块砌筑，底层窗高2.5m,其余各层窗高2.0m。在计算简图中，210层的柱高为层高，即3.6m,底层柱高从基础顶面至一层板底，即5.8m。其计算简图见2-1图。图2-1 结构计算简图第4章 重力荷载的计算4.1 屋面及楼面的永久荷载标准值屋面永久荷载标准值（上人） 30厚细石混凝土保护层 三毡四油防水层 20厚水泥找平层 150厚水泥蛭石保温层 100厚钢筋混凝土结构层 V型轻钢龙骨吊顶 0.25KN/m2 合计 4.85KN/m2客房部分：39层楼面 木块地面（加防腐油膏铺砌厚76mm) 100厚钢筋混凝土结构层 V型轻钢龙骨吊顶 0.25KN/m2 合计 3.45KN/m2餐厅、办公、走道部分 磨光大理石板20厚，水泥砂浆擦缝 30厚1:3干硬性水泥砂浆，面上撒2厚素水泥 水泥浆结构层一道 1.16KN/m2 100厚现浇钢筋混凝土结构层 V型轻钢龙骨吊顶 0.25KN/m2 合计 3.91KN/m2卫生间： 陶瓷锦砖5厚，铺实拍平，干水泥擦缝 1：3干硬水泥砂浆结合层30厚表面撒水泥粉 聚氨脂防水层1.5厚 1：3水泥砂浆找坡层，最薄处20厚 1.70KN/m2 100厚现浇钢筋混凝土结构层 20厚石灰砂浆板底抹灰 0.0217=0.34KN/m2 合计 4.54KN/m24.2 屋面及楼面可变荷载的标准值 楼面活荷载标准值 上人屋面均布活荷载标准值 屋面雪荷载标准值 （为屋面积雪荷载分布系数） 梁柱的密度 蒸压粉煤灰加气混凝土砌块 4.3 梁、柱、墙、门的重力荷载计算 梁、柱重量按其尺寸及材料容重标准值确定。梁两侧面层重量也应计入梁自重内，墙体重量可根据厚度及材料容重标准值确定，其两侧的面层应计入墙体自重内。本设计的的墙体采用蒸压粉煤灰加气混凝土砌块填充，以砌块厚度和材料标准值计入墙体自重，门、窗按其材料、种类、规格，按荷载规范进行计算。计算结果见表4-1。表4-1 梁、柱重力荷载代表值层次构件b/mh/mrKN/mgKN/mLi/mn/KN/KN1层柱0.80.8251.0516.85.8322204.164730.87纵梁0.350.7251.056.437.0281260.28横梁0.30.6251.054.736.416483.840.30.5251.053.942.1866.19次梁0.30.5251.053.947.113389.800.30.5251.053.946.014380.602层柱0.70.7251.0512.863.6321440.324009.57纵梁0.350.35251.056.437.1281278.28横梁0.30.6251.054.736.516491.280.30.5251.053.942.1866.19次梁0.30.5251.053.946.614364.060.30.5251.053.947.113368.8037层柱0.70.7251.0512.863.61928461.9119685.26纵梁0.350.7251.056.437.1843848.80横梁0.30.6251.054.736.5962951.520.30.5251.053.942.140330.96次梁0.30.5251.053.944.5681205.610.30.5251.053.947.1701958.230.20.3251.051.582.2220762.30810层柱0.60.6251.059.453.6963175.2110324.82纵梁0.350.7251.056.437.2843888.92横梁0.30.6251.054.736.6481496.880.30.5251.053.942.124198.58次梁0.30.5251.053.947.2421191.460.30.5251.053.947.112335.720.20.3251.051.582.21138.12注：表中为考虑梁柱粉刷层重力荷载的增大系数;g表示单位长度构件重力荷载;n为构件数量；梁长度取净长；柱长度取层高。4.4 重力荷载代表值重力荷载代表值是集中于各楼层标高处的重力荷载为计算单元范围内各层楼面的重力荷载代表值及其上、下各半层的墙柱重量。图4-1 重力荷载代表值计算Gi时，各可变荷载的组合系数查相应的规范采用，无论是否是上人层面，其屋面上可变荷载均取雪荷载。 外墙为390mm厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块，内墙面为20mm厚抹灰，外墙面贴瓷砖（0.5KN/m2)，则外墙单位面积重力荷载为 内墙为190mm厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块，两侧均为20mm厚抹灰。则内墙的单位面积重力荷载为第5章 侧移刚度的计算 5.1 横向框架侧移刚度的计算横向框架梁线刚度ib计算过程见表5-1；柱的线刚度ic计算过程见表5-2。C40:C30:表5-1 横梁线刚度ib计算类别层次Ec/N/mm2bh/mm2Io/mm4l/m边横梁13.251043006005.410970002103.151043006005.41097200走道梁13.251043005003.12510921002103.151043005003.1251092100续表5-1 横梁线刚度ib计算类别层次EcIo/l/N.mm1.5EcIo/l/N.mm2EcIo/l/N.mm边横梁12.4310103.6510104.8610102102.3610103.5410104.721010走道梁14.8410107.2610109.6810102104.6910107.0410109.3810108表5-2 柱的线刚度ic计算层次hc/mmEc/N/mm2bh/mm2Ic/mm4EcIc/hc/N.mm158003.251048008003.4101019.0510102736003.151047007002.0101017.5101081036003.151046006001.0810109.451010注：ic柱的线刚度Ic=EcIc/h, Ic为柱的截面惯性矩，h为框架柱的计算高度。5.2 柱的侧移刚度计算柱的侧移刚度按下式计算确定 式中系数由下表确定 表5-3 柱侧移刚度修正系数位置边柱 中柱 一般层底层（固接） 根据梁柱线刚度比的不同，柱可分为中框架中柱和边柱，边框架中柱和边柱以及电梯柱等。柱的侧移刚度计算结果见表5-4、5-5和5-6。表5-4 中框架柱侧移刚度D值（N/mm）层次边柱（10根）中柱（10根）cDi1cDi28100.4990.202175001.4920.42737363548625370.2690.119192820.8120.2884666765949020.2740.121193330.8200.2904699166324010.2520.334226970.5080.40227963506599表5-5 边框架柱侧移刚度D值（N/mm）层次A-1，A-15，D-15B-1，B-15，C-15cDi1cDi28100.3740.158138251.1190.35931413135713370.2010.09143830.6010.2323726815495520.2120.095153930.6120.2343791715993110.1930.315214060.3820.37125143139646表5-6 楼电梯间框架侧移刚度D值（N/mm）层次C-9，C-11C-1D-9，D-11，D-1cDi1cDi2cDi38100.7510.273238880.7400.271236250.3720.15613650112350370.4040.168272220.4860.195315970.2130.0911458312979020.3420.145234950.5730.221356480.3020.1342106414583010.7610.456309870.4710.389265020.3840.37225143163905将上述各种不同情况下同层框架柱侧移刚度相加，即得各层层间侧移刚度，见表5-7。表5-7 横向框架层间侧移刚度（N/mm）层次12345Di810150969000944235944235944235层次678910Di944235944235796687796687796687由上表可见，D1/D2=0.8360.7,该框架为规则框架。 第6章 横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算6.1 横向水平地震作用下框架结构的内力和侧移计算 6.1.1 横向自振周期的计算由公式将折算到主体结构的顶层， 。表6-1 结构顶点的假想位移计算 层次Gi/KNVGi/KNDi/(N/mm)ui/mmui/mm1010171.6410171.6479668712.8686.6910860.9021032.5479668726.4667.8810860.9031893.4479668740.0641.4711080.5042973.9494423545.5601.0612084.3155058.2594423558.3555.9512084.3167142.5694423571.1497.6412084.3179226.8794423583.9426.5312084.3191311.1894423596.0342.6211987.51103298.69969000106.6246.6110378.05113676.74810150140.0140.0按式计算周期，的量纲为，取=0.7，为计算结构基本自振周期用的结构顶点假想位移（）；为结构基本自振周期考虑非承重墙的影响的折减系数。6.1.2 水平地震作用及楼层地震剪力计算本结构主体结构在40m以下，且质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切变形为主。用底部剪力法计算水平地震作用。 由公式计算总水平地震作用标准值，其中为相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数值；为结构等效总重力荷载，多质点应取总重力荷载代表值的85%。 =96481.8KN建筑场地为第二类，得，地震设防烈度为7度，查得，则 = 因为,所以应考虑顶部附加水平地震作用，顶部附加地震作用系数=0.08=0.0884各质点的水平地震作用按下式计算 具体的计算过程见表6-2，各楼层地震剪力按进行计算。图6-1（a）水平地震作用分布 图6-1(b) 层间剪力分布表6-2 各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算层次Hi/mGi/KNGiHi/KN.mGiHi/GiHiFi/KNVi/KN42.11096.4346159.700.018587.8687.861038.28907.30340258.860.136645.861194.43934.610860.90375787.140.150712.351906.63831.010860.90367687.900.147698.102604.73727.411080.50303605.700.123584.133188.86623.812084.31287606.580.115546.143735.00520.212084.31244103.060.099470.154205.07416.612084.31200599.550.080379.924585.07313.012084.31157096