潍坊富康花园住宅楼设计毕业设计论文.doc

青岛农业大学
毕 业 论 文（设计）

题 目： 潍坊富康花园住宅楼设计
姓 名：
学 院： 建筑工程学院
专 业： 土木工程

潍坊富康花园住宅楼设计
摘要：本次毕业设计为潍坊富康花园住宅楼设计。设计内容包括建筑设计和结构设计两部分。该住宅楼为五层现浇混凝土框架结构，位于潍坊郊区，一层为商业房，二至五层为住宅，抗震设防烈度为7度，总建筑面积约5500 平方米。
建筑设计部分，按照下发的毕业设计任务书所含的设计资料以及住宅楼设计规范对本建筑初步设计，合理考虑功能分区，合理规划水平及空间流线。结构设计部分，先确定所需的一品框架，再分别计算恒载、活载、风荷载及地震荷载作用下的剪力、弯矩等内力。进行内力分析，绘制结构各梁柱的内力组合表，找出最不利的内力组合。以最不利内力组合为依据，进行配筋及构件计算。计算完成后，按照构造及规范的要求，绘制配筋图，结构施工图。通过设计，使得本住宅楼满足使用的要求，还应体现出可持续发展的人性化理念。
关键词： 住宅楼；框架结构；建筑设计；结构设计

The Design of Weifang Fukang Garden Residential Building
Student majoring in Civil Engineering Tao Jia
Tutor Name Wang cuiqin
Abstract: This graduation design is the design of Weifang Beverly Garden residential building. The design includes architectural design and structural design of two parts. For the five - storey residential building cast-in-situ concrete frame structure, is located in the suburbs of Weifang, and a layer of commercial housing, two to five storeys for residential, seismic fortification intensity is 7 degrees, the total construction area of about 5500 square meters.
The architectural design part, according to the design data and design task book contained and residential building design code for preliminary design of the building, consider a reasonable function division, reasonable planning and space. Structure design part, first determine the required goods in a frame, and then calculate the dead load, live load, wind load and seismic load, bending moment, shear force. Internal analysis, draw the structure of each girder internal force combination table, to find the most unfavorable combination of internal forces. In the most unfavorable combination of internal forces as the basis, calculation of reinforcement and component. Calculation is completed, according to the structure and specification requirements, drawing the reinforcement plan, construction drawing. By design, the residential building meets the requirements, but also embodies humanization of the concept of sustainable development.
Key words: residence; frame structure; architectural design; structural design

III

目 录
中文摘要................................................................................................................................错误！未定义书签。
Abstract.................................................................................................................................Ⅱ
第一章 建筑设计
1.1 工程设计概况.....................................................................................................................1
1.2 设计资料............................................................................................................................1
1.3 设计思想............................................................................................................................1
1.4 建筑设计说明.....................................................................................................................1
1.5 构造做法............................................................................................................................2
第二章 结构设计
2.1 结构选型及计算简图..........................................................................................................4
2.2 荷载统计............................................................................................................................6
2.3 风荷载计算........................................................................................................................11
2.4 竖向荷载下内力计算..........................................................................................................17
2.5 内力组合...........................................................................................................................37
2.6 框架梁柱设计....................................................................................................................42
2.7 楼板设计...........................................................................................................................51
2.8 楼梯设计...........................................................................................................................54
2.9 基础设计...........................................................................................................................57
总结........................................................................................................................................61
致谢........................................................................................................................................62
参考文献................................................................................................................................63
毕业设计图纸目录................................................................................................................64

第一章 建筑设计
1.1 工程概况
本工程为潍坊富康花园住宅楼设计，工程位于潍坊郊区，建筑面积约5500 平方米。采用现浇混凝土框架结构，室内设计标高±0.000，室内外高差为0.35米。
1.2 设计资料
1、工程地质条件：
（1）原始地坪绝对标高10.001米，地基承载力标准值210KPa；
（2）地下水位：地表以下3.0米，无侵蚀性；
（3）地震设计烈度6度或7度。
2、气象条件：
（1）温度：最热月平均30.1 ℃，最冷月平均-10℃，夏季极端最高38℃，冬季极端最低-12 ℃。
（2）相对湿度：最热月平均66%。
（3）气象条件：全年冬季为偏北风，夏季为东南风，基本风压300 N/m，基本雪压250 N/m。

1.3 设计思想
住宅楼是与人们日常生活联系最为紧密的建筑形式。住宅楼的格局对人们生活质量的高低有着莫大的关联。因此，应使住宅楼最大限度的满足人们的使用要求，让建筑的品质经得起时间的考验。
1.4 建筑设计说明
1.4.1 平面设计
整个建筑采用框架结构设计，平面设计考虑流线以及合理的功能分区。
考虑到主体建筑的结构形式和平面布置，应满足人们使用所需的各种条件。本工程设计为长方形，长约73.2米，宽约16米。为满足住宅楼交通和疏散要求，每个单元设置一个出入口和一部楼梯，楼梯为双跑形式，分散布置。卧室、餐厅、客厅明亮宽敞，为人们的日常生活起居提供了适宜的建筑条件。另外，主卧室设置了南向阳台，既宽敞又方便，符合人性化设计原则。
1.4.2 立面设计
由于该住宅小区建在郊区，所以在立面上的设计应与周围环境相融合，做到简洁淡雅。
本建筑顶部带有阁楼，排水采用有组织排水，结构找坡。按30%排水坡度把屋面降水有组织的排到天沟，设雨水管。框架结构墙体不承担荷载，仅起到围护作用。正因如此，门窗的布置具有开启方式灵活和具有较大面积两个特点。设计的窗户面积较大，在满足住宅楼对光线要求的同时，又能满足经济要求。建筑外墙采用白色与淡黄色涂料粉刷，达到美观效果。
1.4.3 剖面设计
建筑剖面设计表示建筑物垂直方向房屋各部分组成关系，主要应表示出建筑各部分的高度、层数、建筑空间的组合利用，以及建筑剖面中的结构、构造关系、层次、做法等情况。合理解决、完善层高、室内外高差、垂直交通三个方面的问题。为了防止建筑因不均匀沉降使地面降低，也为了防止雨水流入室内，取室内外高差为300mm。
1.5 构造做法
1.5.1 楼面做法
10mm厚水磨石面层，20mm厚水泥砂浆找平层，100mm厚钢筋混凝土板，15mm厚纸筋石灰抹底。
1.5.2 屋面做法
100厚现浇钢筋混凝土屋面板，20mm厚1：3水泥砂浆找平层，油毡防水层考虑保温
，3mm厚高聚物改性沥青防水卷材顺水条（中距按瓦材规格），水泥彩瓦。
1.5.3 墙体做法
外墙：250厚水泥空心砖，M5混合砂浆砌筑，20厚1：3水泥砂浆抹面按现行规范应有保温处理
。
内墙：200厚加气混凝土砌块，M5混合砂浆砌筑，20厚1：3水泥砂浆抹面。内墙面可以水泥砂浆吗？认真杳规范

1.5.4 基础
根据本设计的地质情况和设计的等级要求，该工程采用钢筋混凝土柱下独立基础。指建筑底部与地基接触的承重构件，它的作用是把建筑上部的荷载传给地基。基础应建立在坚实可靠的地基上。基础设计包括确定基础埋深、确定基础高度、确定基础底板配筋、确定基础底面积等步骤。基础应充分考虑工程地质和水文地质条件。

第二章 结构设计
2.1 结构选型及计算简图
2.1.1 上部结构方案
本工程为潍坊富康花园住宅楼设计，一共5层，一层层高为3.3m，其余层层高为2.8m。采用现浇楼板，现浇框架承重体系。荷载由板传到主梁，再由主梁将荷载传到柱上，最后传到基础上。
2.1.2 下部结构方案
本工程采用钢筋混凝土柱下独立基础。柱网布置图如下图所示：

图2-1 柱网布置图
2.1.3 梁板柱截面尺寸
1、 梁
主梁
=4m，=(1/15～1/10)=270mm～400mm，取=400mm。
=(1/3～1/2)=133mm～200mm，取=200mm。
2、柱
柱截面尺寸可根据公式和确定。地震为7度设防。其轴压比限值[]=1。选一榀框架上的边柱、中柱进行计算，由所选取的计算单元可知边柱和中柱的负荷面积分别为2×4.05m和4×4.05m，
边柱： =13×4.05×2×5=526.50 kN
=1.1 =1.1×526.5=579.16 kN
由估取边柱的尺寸为==400mm，则
579.16×1000/(14.3×400×400)=0.25﹤1
中柱： =13×4×4.05=210.60 kN
=1.1 =1.1×210.60=231.66 kN
由估取中柱的尺寸为==400mm，则
231.66×1000/(14.3×400×400)=0.101﹤1
本设计所有主要边柱和中柱截面尺寸取==400mm。
3、板
板厚取100mm，各层楼盖采用现浇钢筋混凝土梁板结构。
2.1.4 计算简图
结构计算简图如图2-2所示，室内外高差为300mm，根据任务书中确定基础顶面距室外地面为500mm，求得底层计算高度为0.5+0.3+3.3=4.1m。
边跨梁：
=2 ×(1/12) ×0.2×0.4＾3 /4=5.3×10m
中间梁：
=2 ×(1/12) ×0.2×.4＾3 /4=5.3×10m
上部各层柱：
=×(1/12) ×0.5×0.5＾3 /2.8=18.6×10m
底层柱：
=×(1/12) ×0.5×0.5＾3 /4.1=12.7×10m
取标准柱 i=1.0，则其余各杆的相对线刚度如图：

图2-2 框架相对线刚度
2.2 荷载统计
2.2.1恒荷载计算
（1）屋面
20mm厚1：3水泥砂浆 17×0.02=0.34kN/m
油毡防水层一毡二油（改性沥青卷材） 0.3kN/m
防水砂浆并贴瓦（粘土平瓦） 0.013×11=0.143kN/m
40mm厚C20细石混凝土刚性防水 24×0.04=0.96 kN/m
100mm厚钢筋混凝土板 25×0.10=2.50kN/m
15mm厚纸筋石灰抹底 0.015×16=0.24kN/m
合计： 4.48kN/m
（2）楼面
10mm厚水磨石面层 28×0.01=0.28kN/m
20mm厚水泥砂浆找平层 20×0.02=0.40kN/m
100mm厚钢筋混凝土板 25×0.10=2.50kN/m
15mm厚纸筋石灰抹灰层 0.015×16=0.24kN/m
合计： 3.42kN/m
（3）卫生间楼面
10mm厚防滑地砖 28×0.01=0.28kN/m
20mm厚水泥细砂浆面层 0.02×20=0.4kN/m
20mm厚水泥砂浆找平层 20×0.02=0.40kN/m
100mm厚钢筋混凝土板 25×0.10=2.50kN/m
15mm厚混合砂浆抹灰层 0.015×16=0.24kN/m
合计： 3.82kN/m
（4）梁自重
主梁：b×h＝200mm×400mm
梁自重： 0.2 ×(0.4-0.1)×25=1.5kN/m
抹灰层：
20mm厚水泥砂浆两侧粉刷 0.02×（0.4－0.1＋0.2）×20×2=0.4kN/m
合计： 　 　 1.9kN/m
( 5 )柱自重
b×h＝400mm×400mm
柱自重： 25×0.4×0.4=4kN/m
抹灰层：
20mm厚水泥砂浆： 0.02×0.5×20×4=0. 8kN/m
合计： 　 　 4.8kN/m
（6）外纵墙自重
标准层：
塑钢窗自重 0.35 ×1.4=0.49kN
窗下墙体自重 9.6 ×0.9 ×0.2=1.73kN
窗下墙体粉刷 0.36×0.90×0.2=0.06kN
窗边墙体自重 9.6×0.20 ×2.8=5.376kN
窗边墙体粉刷 0.36 ×2.8×0.2=0.07kN
合计： 7.86kN
底层：
墙体自重 9.6 ×2.8×0.2=5.376kN
墙体粉刷 0.36×2.8×0.2=0.2kN
合计： 5.576kN
（7）内墙自重
内隔墙 9.6×2.8×0.20=30.24kN/m
墙体粉刷 0.36×2.8×0.2=0.2kN/m
合计： 　 　 5.576kN/m
2.2.2 活荷载标准值
查得：
活荷载：住宅楼楼面2.0 kN/m，走廊2.0kN/m，楼梯2.0 kN/m，上人屋面2.0 kN/m。

图2-3 板面荷载分配图
主梁线荷载标准值：

（1） B～C轴间框架梁
顶层：
屋面板传恒荷
=4.48kN/m×3/2m×2×()+4.48kN/m×4/2×5/8=10.80kN/m
梁自重= 1.9kN/m
恒载=屋面板传恒荷载+梁自重=12.7kN/m
活载=板传活荷载=2.0N/m×3/2m×2×()+2.0 N/m×4/2×5/8＝4.81kN/m
标准层：
楼面板传恒荷载=3.42kN/m×3/2m×2×()+3.42kN/m×4/2×5/8＝8.23kN/m
梁自重=1.9kN/m
标准层内墙自重= 5.576 kN/m
恒载=屋面板传恒荷载+梁自重+内墙自重=15.7kN/m
活载=板传活荷载=2.0kN/m×3/2m×()+2.0 N/m×4/2×5/8＝4.81kN/m
（2）C~D轴间框架梁荷载同A~B轴间框架梁荷载。
（3）D~E轴间框架梁荷载亦同A~B轴间框架梁荷载。
（4）B轴柱纵向集中荷载计算：
顶层柱：
顶层柱恒载=梁自重＋板传荷载
梁自重＝1.9kN/m×（3m-0.4m）＝6.94kN
板传荷载＝4.48 kN/m×3/2×5/8×3/2+4.48×4/2×2.55×()=23.30kN
所以，顶层柱恒载＝6.94kN+23.30kN=30.24kN
顶层柱活载＝2.0kN/m×3/2×5/8×3/2+2.0×4/2×2.55×()＝10.4kN
标准层柱：
标准层柱恒载＝梁自重＋板传荷载＋外墙重
梁自重＝1.9kN/m×（1.5m+2.55m-0.4m）＝6.94kN
板传荷载＝3.42 kN/m×3/2×5/8×3/2+3.42 kN/m×4/2×2.55×()＝16.18kN
外墙自重＝7.86kN/m×（3m -0.4m）＝28.69kN
所以，标准层柱恒载＝14.418＋30.132＋51.519＝96.069kN
标准层柱活载＝2.0kN/m×3/2×5/8×3/2+2.0×4/2×2.55×()＝10.4kN
基础顶面恒载=基础梁自重+底层外墙自重=1.9kN/m×（1.5m-0.4m+2.55m）+5.576kN/m×（1.5m-0.4m+2.55m）=27.29kN
（5）C轴柱纵向集中荷载计算：
顶层柱:
顶层柱恒载=梁自重＋板传荷载
梁自重＝1.9kN/m×（1.5m-0.4m+2.55m）＝6.94kN
板传荷载＝3.42 kN/m×3/2×5/8×3/2+3.42 kN/m×4/2×2.55×()×2＝46.3kN
所以，顶层柱恒载＝6.94kN+46.3kN=53.24kN
顶层柱活载=2.0kN/m×3/2×5/8×3/2+2.0×4/2×2.55×()×2 =20.8kN
标准层柱：
标准层柱恒载＝梁自重＋板传荷载＋内墙重
梁自重＝1.9kN/m×（1.5m-0.4m+2.55m）＝6.94kN
板传荷载＝3.42 kN/m×3/2×5/8×3/2×2+3.42 kN/m×4/2×2.55×()×2＝32.36kN
内墙自重＝5.576kN/m×（1.5m-0.4m+2.55m） ＝20.44kN
所以，标准层柱恒载＝6.94＋32.36＋20.44＝59.74kN
标准层活载=2.0kN/m×3/2×5/8×3/2×2+2.0×4/2×2.55×()×2 =20.8kN
基础顶面恒载=基础梁自重+底层内墙自重=1.9kN/m×（1.5m-0.4m+2.55m）+5.576kN/m×（1.5m-0.4m+2.55m）=27.29kN
D轴柱纵向集中荷载同C轴柱纵向集中荷载，E轴柱纵向集中荷载同B轴柱纵向集中荷载。
2.3 风荷载计算
2.3.1 风荷载标准值计算
为简化计算，将计算单元内外墙面的分布风荷载化为等量作用于屋面梁和楼面梁处的集中风荷载标准值，计算公式如下[4]：
(2-1)
式中：——基本风压0.6kN/m
——风荷载体型系数
——风压高度变化系数
——风振系数，当房屋高度小于30米时取1.0
集中风荷载
(2-2)
——一榀框架各层节点的受风面积，
——下层柱高
——上层柱高，对于顶层为女儿墙高度的2倍
——计算单元迎风面宽度

表2-1 风荷载标准值计算
层次

(m)
(kN)
5
1.3
1.0
0.74
14.1
2.8
2.8
0.6
0.577
8.4
4.8
4
1.3
1.0
0.74
11.3
2.8
2.8
0.6
0.577
8.4
4.8
3
1.3
1.0
0.74
8.5
2.8
2.8
0.6
0.577
8.4
4.8
2
1.3
1.0
0.74
5.7
2.8
2.8
0.6
0.577
8.4
4.8
1
1.3
1.0
0.74
3.6
3.6
2.8
0.6
0.577
9.6
5.5
2.3.2 风荷载作用下的位移验算
水平荷载作用下框架的层间侧移按以下公式计算[6]：
(2-3)
―第i层的总剪力
―第j层所有柱的抗侧移刚度之和
―第j层的层间侧移
各层横向侧移刚度计算：
底层：
B、E柱： K==0.32
=
同理可得，C、D柱： =15875
=(12347+15875)2=56444
标准层：
B、E柱： K==0.28
=
同理可得，C、D柱： =17080
=(8540+17080)2=51240
风荷载作用下框架楼层层间位移与层高之比的计算，计算如表2-2

表2-2 风荷载作用下框架楼层层间位移与层高之比的计算
层数
(kN）

/
5
4.8
4.8
51240
0.0000936
0.334×10
4
4.8
9.6
51240
0.0001874
0.670×10
3
4.8
14.4
51240
0.0002810
1.004×10
2
4.8
19.2
51240
0.0003747
1.338×10
1
5.5
24.7
56444
0.0004376
1.216×10
=∑=0.0004562m

侧移验算：框架结构，楼层间最大位移与层高之比的限值为，本框架结构的层间侧移与层高之比的最大值满足1.33810<的要求.
2.3.3 风荷载作用下内力计算
框架柱端剪力及弯矩分别按下列公式计算：
=/∑ (2-4)

=× (2-5)

=（1-） (2-6)

=+++ (2-7)

注：—框架柱的标准反弯点高度比。
—为上下层梁线刚度变化时反弯点高度比的修正值。
、—为上下层层高变化时反弯点高度比的修正值。
—框架柱的反弯点高度比。
底层B、E柱的反弯点高度为：
查表得 =0.79 =0 =-0.05 =0
所以=0.785。
同理可算出各层的反弯点高度，各层的反弯点高度详见弯矩计算表2-3、2-4。
层号
(m)

∑

/∑

上
下

5
2.8
0.22
4.8
51240
8540
0.167
0.802
0.03
0.084
2.178
0.067
2.178
4
2.8
0.22
9.6
51240
8540
0.167
1.603
0.21
0.588
3.546
0.943
3.613
3
2.8
0.22
14.4
51240
8540
0.167
2.450
0.4
1.12
4.040
2.694
4.983
2
2.8
0.22
19.2
51240
8540
0.167
3.206
0.54
1.51