西安正大宾馆设计土木工程计算书大学学位论文.doc

西安工业大学北方信息工程学院本科毕业设计(论文)题目：西安正大宾馆设计系 别： 建筑工程系 专 业： 土木工程 班 级： B110707 学 生： 梁凯 学 号： B11070713 指导教师： 马爱民 2015年 04月 II毕业设计（论文）任务书系别建筑工程系 专业土木工程 班级B110707 姓名梁凯学号B11070713 1.毕业设计（论文）题目: 西安正大宾馆设计 2.题目背景和意义：本工程位于西安市北郊，其主要使用功能是住宿，结构形式是框架结构。总建筑面积为：4000左右，建筑层数为5层；建筑抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度值0.20g,第一组，特征周期为0.35s；建筑场地平坦，无不良土质现象，场地类别为二类，该处地表有0.40.9m的回填土，fk=5060KPa；其下为黄土状土（粉质粘土），可塑，局部硬塑，不具湿陷性，属于压塑性土，厚2.73.9m，地基容许承载力fk=200KPa；其下为粉砂粉细砂，未穿透，厚度大于25m,fk=180KPa；Es=14.5MPa。常年地下水位低于地下9.5m，对混凝土无腐蚀性，土壤平均容重：=19.5KN/m；土壤最大冻结深度为45。基本雪压为0.20KN/，基本风压为0.35KN/，室内外高差为600。 3. 设计(论文)的主要内容（理工科含技术指标）：1建筑设计(1)建筑总平面布置应考虑到和周围环境（绿化、道路、相邻建筑）的关系，根据使用要求确定各个房间的位置，交通疏散须符合防火规范。建筑造型和建筑立面应美观、大方，反映时代特色。(2)完成以下建筑设计图：各层平面图（比例1:1001:200），绘制底层平面图、标准层平面图、顶层平面图；标三道尺寸（外包尺寸、轴线尺寸、门窗洞口、墙段尺寸）及外部、内部必要尺寸；标注定位轴线及编号、剖切号、剖切线、各房间名称、指北针、门窗编号、地面和楼地面标高等。各主要立面图（比例1:1001:200），绘出南向、北向或东向等23个立面图，标明立面处理，门窗形式、墙面装饰及雨水管位置等；剖面图（比例1:1001:200），剖切有代表性部位（应包括楼梯）绘制12个剖面图，图中需标注室外地面至女儿墙压顶、层高尺寸、细部尺寸（勒角、窗台、窗高、檐口等），表示屋面、楼面、楼梯等主要构造，标注室外地坪、室内地面、楼面、楼梯平台、窗台、屋面等标高。(3)编写建筑设计说明书。详细说明建筑部分的设计构思和设计细节，如总平面图、平面设计、立面造型、剖面处理方法等。2结构设计(1)结构选型和结构布置，根据建筑设计和结构承重、抗震方面的要求，以及场地地质条件，施工设计条件等，合理进行结构选型和结构布置，包括统一结构编号，确定构件定位尺寸，确定柱网布置，结构形式，及伸缩缝、沉降缝或抗震缝的位置，绘制结构平面布置图。(2)结构计算选择有代表性的一榀横向框架进行设计计算：从确定框架计算草图、荷载计算、内力分析计算（恒载、活载、地震力作用下内力计算）、内力组合到配筋计算和构造措施；进行楼梯或现浇板的配筋计算；(3)绘制结构施工图：标准层结构平面布置图(包括板及次梁);一榀横向框架的配筋详图(包括框架梁、框架柱)；标准层楼板配筋图，楼梯配筋图。(4)编制结构设计说明书和计算书：说明结构选型和结构布置的理由及实际依据，列出结构计算的各步骤和主要计算过程及全部计算结果。4.设计的基本要求及进度安排（含起始时间、设计地点）：设计的基本要求:1总平面设计合理。2要有良好的建筑造型，体现建筑自身特征。3设计方案合理，计算方法正确，计算数据准确。4计算书格式应符合标准，书写工整，文字简练，条理清楚。5施工图必须符合制图标准，能正确、准确表达设计意图，图面布置协调、清楚、整洁。进度安排:建筑设计 12-13（1）第12周-第14周 各层房屋的结构选型、结构方案及布置 12-13（1）第15周-第16周 荷载计算 12-13（1）第17周-第 18周 结构计算 12-13（1）第19周，12-13（2）第2周-第4周 绘制施工图 12-13（2）第5周-第7周 答辩 12-13（2）第8周 5.毕业设计（论文）的工作量要求图纸（幅面和张数）： 建筑图7张,结构图4张 其他要求：论文字数： 20000字 外文翻译字数： 3000字 参考文献篇数： 15篇以上 指导教师签名： 年 月 日 学生签名： 年 月 日 系主任审批： 年 月 日 西安正大宾馆设计摘 要 本设计研究的内容是西安正大宾馆，包括建筑设计和结构设计。在设计中认真贯彻“适用、安全、经济、美观”的设计原则，进一步掌握结构和施工中的全过程、基本方法和步骤。本工程为多层建筑。主楼标高17.1m，总建筑面积4162.6m2，本建筑防火等级为二级，抗震设防烈度为8度。工程结构设计采用框架结构，结构设计按纵横向框架承重分析。设计包括结构部分、楼梯等。根据任务书定出各层平面图及平面布置，在进行构件截面估算和荷载计算后，选取一榀框架进行计算，计算内容包括框架梁柱截面尺寸的选取及线刚度的计算；地震作用下梁端柱端弯矩、剪力的计算；梁柱配筋计算。在手算后，还使用CAD、Word、Excel等工具进行电脑输入，并对手算的结构进行了分析和检查。最后依据计算结果，结合相应的结构构造要求，绘制建筑施工图和结构施工图，写出相应的设计说明以及结构设计计算书。关键词：框架结构；抗震；结构设计；内力计算The Design of Xian Zhengda Hotels Building AbstractThis design is for Xian Zhengda hotels building，including structural design and construction design. In the design, conscientiously implement the applicable security, economic, aesthetic design principles, and further understand the whole process of the organizational design of the structure and construction, the basic methods and procedures. According to various design specification, this engineering design combines local geological, climatic and water conditions so that the output meets design standards, customer requirements and economic rationality.The design object is a five-floor comprehensive office building. The height of main building is 16.50m. Total construction area is 4082.4m2. The buildings fire resistant level is second, and has eight degree of seismic fortification intensity. Frame construction is adopted for the engineering construction design. The load-bearing analysis is based on vertical and horizontal framework. The design includes the construction of the structure, and the stairs and so on. According to requirements, the flat layout plan of each floor is designed. After component cross-section estimation and load calculation, choose part of the main frame for calculating. The calculating includes selecting the section size of the framework and stiffness calculation; earthquake beam end column end moment, shear force calculation; beams reinforcement calculation. Finally use CAD, Word, Excel and other tools, compute input, and calculate the structure of rival operators to analyze and check.Final results, combining the structural requirements, drawing structure construction plans and architectural plans, write out the appropriate design and structural design calculations. Key Words： Frame structure; seismic; structural design; internal force calculationI1 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）2V目 录1 绪论11.1 建筑设计背景11.1.1 建筑概况11.1.2 设计资料及设计依据11.2 建筑方案及方案说明11.2.1 建筑方案初步设计11.2.2 建筑施工图设计21.3 课题研究的意义22 结构布置32.1 结构布置32.1.1 柱网布置32.1.2 初选截面尺寸33 计算截面的确定64 框架结构刚度参数计算84.1 梁柱线刚度计算84.2 柱的抗侧刚度计算85 荷载计算125.1 恒载标准值计算125.2 活荷载标准值计算145.3 荷载分类155.4 重力荷载代表值156 内力计算166.1 横向水平地震作用下框架结构的内力和位移计算166.1.1 横向自振周期计算166.1.2 水平地震作用及楼层地震剪力计算166.1.3 水平地震作用下的位移验算186.1.4 水平地震作用下框架内力计算186.1.5 作水平地震作用下框架的弯矩图、梁端剪力图及柱轴力图206.2 竖向荷载作用下框架结构的内力计算236.2.1 计算单元237内力组合317.1 结构抗震等级31V7.2 框架的内力组合317.3 框架梁内力组合317.4 框架梁内力组合357.4.1 柱端弯矩M和轴力N组合的设计值357.4.2 柱端剪力组合和设计值的调整397.4.3 柱端弯矩设计值的调整398 截面设计及配筋计算428.1 框架梁428.1.1 梁正截面受弯承载力计428.1.2 梁斜截面受弯承载力计算448.2 框架柱468.2.1 剪跨比和轴压比验算468.2.2 柱正截面承载力计算468.2.3 柱斜截面承载力计算518.3 框架梁柱节点核芯区截面抗震验算529 楼板设计549.1 楼板类型及设计方法的选择549.2 弯矩计算549.3 截面设计5610 楼梯设计5810.1 梯段板设计5810.1.1 荷载计算5810.1.2 内力计算5810.1.3 截面设计5810.2 平台板设计5910.2.1 荷载计算5910.2.2 内力计算5910.2.3 截面设计5910.3 平台梁设计5910.3.1 荷载计算5910.3.2 截面设计60设计心得61参考文献62致 谢63V毕业设计（论文）知识产权声明64毕业设计（论文）独创性声明65V21 绪论1 绪论1.1建筑设计背景1.1.1建筑概况设计题目：西安正大宾馆设计建筑层数：五层建筑面积：4162.6m2 建筑总高度：17.1m结构类型：现浇混凝土框架结构1.1.2设计资料及设计依据(1) 建筑物设计使用年限50年 建筑场地平坦，无不良土质现象，场地类别为二类，该处地表有0.40.9m的回填土，fk=5060KPa；其下为黄土状土（粉质粘土），可塑，局部硬塑，不具湿陷性，属于压塑性土，厚2.73.9m，地基容许承载力fk=200KPa；其下为粉砂粉细砂，未穿透，厚度大于25m,fk=180KPa；Es=14.5MPa。常年地下水位低于地下9.5m，对混凝土无腐蚀性，土壤平均容重：=19.5KN/m；土壤最大冻结深度为45。(2) 抗震设防：抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度值0.20g, 第一组。设计特征周期为0.35s，建筑场地类别为类，抗震设防类别为类，抗震等级为二级。(3) 建筑耐火等级为二级，屋面防水级。(4) 结构环境类别：一类环境。1.2建筑方案及方案说明1.2.1建筑方案初步设计根据使用功能及条件，确定建筑方案，进行初步设计，绘出平、立、剖面草图经指导老师修改后进行下一步设计。建筑总平面布置应考虑到和周围环境(相邻建筑、绿化及道路)的关系，要求平面布置紧凑，人流路线合理，满足防火要求，房间的采光通风及保温隔热等均需满足功能要求，建筑造型和建筑立面要求美观、大方，体现时代特色。在完成平、立、剖草图时做了一下处理手法：(1) 柱网尺寸采用7.2m6.6m 标准间开间3.6m,进深为6.6m。厕所布置在11 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）每个房间里面。 (2) 主要房间平面设计 房间门设置：根据人流的多少和搬进房间设备的大小取门宽为1200mm，开启方向朝房间内侧。走道两端的门采用等宽双扇门，大厅的门采用两个双扇玻璃门。房间窗设置：房间中的窗大小和位置的确定，主要是考虑到室内采光和通风的要求。(3) 防火设计 该建筑为高度不超过24m的多层建筑，防火等级为二级，将每一层划分为一个防火区间，则每层长度50.4m小于允许长度150m，每层的建筑面积816.5 m2小于最大允许面积2500 m2。该建筑设有两部楼梯，满足防火规范要求。1.2.2建筑施工图设计建筑设计和结构设计互相影响、互相配合、互相制约，所以，在绘制建筑施工图过程中，一定要参考结构验算和构造要求，遇到问题及时修改。在施工图设计过程中，一定要结合相关的规范考虑全面，按照制图统一标准绘制，节点细部构造要细心绘制，尺寸标注、做法标注及一些说明要符合要求。设计深度应满足施工、安装及预算要求，图面应详尽表现建筑物的各有关部分。建筑设计说明书，说明工程概况及设计依据、设计意图、建筑规模、要求、建筑方案及方案说明、设计依据和设计原则、经济技术指标等。1.3课题研究的意义通过西安正大宾馆设计，综合运用所学过的基础理论和专业知识，锻炼查阅相关规范和资料进行综合楼建筑方案设计和框架结构在抗震设防烈度为8度时的结构计算，熟悉工程设计的内容和程序，提高分析和解决工程实际问题及绘制施工图的能力。2 结构布置2.1 结构布置（1）根据该房屋的使用功能及建筑设计要求，进行了建筑平面、立面和剖面设计，主体结构共5层。（2）结构采用双向承重，整体性和受力性能都很好。（3）外墙采用240mm砖墙，内墙采用240mm砖墙。（4）混凝土等级选用：梁、板、柱均选用C30。2.1.1 柱网布置图2.1 柱网布置图2.1.2初选截面尺寸(1) 框架梁截面尺寸纵向框架梁h=(1/81/12)l=(1/81/12)7200=600mm900mm 取h=650mmb=(1/21/3)h=(1/21/3)650=217mm325mm 取b=300mm横向框架梁AB CD跨h=(1/81/12)l=(1/81/12)6600=550mm825mm 取h=650mm b=(1/21/3)h=(1/21/3)650=217mm325mm 取b=300mm西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）BC 跨 h=(1/81/12)l=(1/81/12)3000=250mm375mm 取h=300mm次 梁h=(1/81/12)l=(1/81/12)6600=550825 取h=600mmb=(1/21/3)h=(1/21/3)600=200300 取b=300mm表2.1 梁截面尺寸(mm)层数混凝土等级横梁(bh)次梁(bh)纵梁(bh)AB跨、CD跨BC跨1-5C30300650300400300600300650(2) 柱截面尺寸估算柱截面尺寸根据柱的轴压比限值，按公式计算1) 根据建筑抗震设计规范，结构形式是框架结构，抗震设防烈度为8度，建筑物高度17.0m0.7,故该框架为横向规则框架。5 荷载计算5.1恒载标准值计算（1）屋面(不上人)： 防水层(刚性)：30mm厚C20混凝土防水 1.00kN/m2防水层(柔性)：三毡四油铺小石子 0.40 kN/m2找平层：20mm厚水泥砂浆 200.02=0.40 kN/m2找坡层：40mm厚水泥石灰焦渣砂浆3找平 0.0414=0.56 kN/m2保温层：80mm厚矿渣水泥 14.50.08=1.16 kN/m2结构层：120mm厚现浇钢筋混凝土板 250.12=3.00 kN/m2抹灰层：10mm厚混合砂浆 170.01=0.17 kN/m2合计： 6.69 kN/m2屋面的面积取到墙外包尺寸线 屋面荷载：（50.4+0.24）（16.2+0.24）6.69=5677 m2 （2）各层走廊及楼面大理石面层，水泥砂浆擦缝30mm厚1：3干硬性水泥砂浆，面上撒2mm厚素水泥 1.16 kN/m2水泥浆结合层一道结构层：120mm厚现浇钢筋混凝土板 250.12=3.00 kN/m2抹灰层：10mm厚混合砂浆 170.01=0.17 kN/m2合计： 4.33 kN/m2一层五层楼面荷载： （50.4+0.24）（16.2+0.24）4.33=3674 m2（3）梁、柱 梁净跨计算 横梁 1层： AB CD跨 6600+120+100-6002=5640mm BC跨3000-240=2760 mm 2层5层： AB CD 跨 6600+120+100-6002=5640 mm BC跨 3000-240=2760 mm西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文) 纵梁 1层： 1-2跨 7-8跨 7200+120+300-6002=6420 mm 2-7轴之间梁跨 7200-600=6600 mm 2层5层： 1-2跨 7-8跨 7200+120+300-6002=6420 mm 2-7轴之间梁跨 7200-600=6600 mm 次梁： 6600+120+100-3002=6220 mm 柱净高可取层高减去板厚 表5.1 梁、柱重力荷载代表值层数构件b/mh/mr/（kN/m3）g/(kN/m)li/mnGi/kNGi/（kN）15AB CD跨0.300.65251.055.125.64185201947BC跨0.250.40251.052.662.76859纵梁边跨0.300.65251.055.175.648956中跨6.6020次梁0.300.60251.054.736.2214 412柱10.600.60251.109.904.2832135613562-53.1810071007：为考虑梁、柱的粉刷层重力荷载而对其重力荷载的增加系数。g表示单位长度构件重力荷载。n为构件数量。：梁长度取净跨，柱长度取净高。：对现浇板肋梁楼盖，因为板自重已计入楼面（屋面）的恒荷载中，故计算梁自重时高度应取梁原厚减去板厚。（4）墙、门、窗外墙采用240mm粘土空心砖，外墙面贴瓷砖（0.5KN/m）,内墙面为20mm厚抹灰，则外墙单位墙面重力荷载为0.5+150.24+170.02=4.44 kN/m2.内墙为240mm粘土空心砖，内墙两侧均为20mm抹灰，则内墙单位面积荷载为150.24+170.022=4.28 kN/m2. 房间门采用木门（单位面积重力荷载为0.2 kN/m2 ），窗采用铝合金门窗（单位面积重力荷载为0.4 kN/m2），底层入口处：两侧门用钢铁门（单位面积 重力荷载为0.4 kN/m2）中间门用钢塑玻璃门（单位面积重力荷载为0.4 kN/m2）。面积计算： 1层： 外墙： 5.644(3.3-0.65)+2.76(3.3-0.4)2-1.82.42 +(7.2-0.3-0.48)(3.3-0.65)8+6.6(3.3-0.65)4+6.36(3.3-0.65)2 -1321.81.5-1.82.42 4.4=1003.57m2 内墙： 6.6(3.3-0.65)42+(6.6-0.482)(3.3-0.65)12-41.22.1 +6.42(3.3-0.65)6+3.3(3.3-0.65)2-182.12.1 4.28=1638.2 m2 门窗： 181.22.10.2+1.82.440.4+261.81.50.4=44.06