土木1005班某某(南京玄武宾馆设计五层).docx

西安欧亚学院

本科毕业论文（设计）

题 目： 南京玄武宾馆设计

学生姓名： 白会刚
指导教师： 唐臣有
所在分院： 建筑工程学院
专 业： 土木工程
班 级： 1005

二Ｏ一 四 年 五 月

摘要
本设计一共分为三个部分:方案论述、建筑设计、结构设计。方案论述包括了方案选型建筑方案设计论述及结构方案设计论述。建筑设计包括了建筑方案选型，其建筑平面布局立面布局及建筑施工图的绘制。结构设计是本设计的最主要部分。结构设计主要设计了结构方案中轴代表性框架的荷载计算、内力分析组合、构件配筋计算，包括了轴代表性框架梁板柱的荷载计算内力组合，配筋，及抗震设计等等。在确定框架的布局之后，首先进行结构分析，确定了结构计算单元并进行了竖向荷载值的计算及地震、风荷载的计算，之后利用值法求解出荷载作用下的结构的内力，并绘制弯矩图、轴力图、剪力图，找出对设计内力分析最不利一组或者几组内力组合，最终选取最不安全的内力分析结果计算配筋并且绘制配筋图包括梁板柱、楼梯、女儿墙、地基等等的配筋。此外还进行设计了柱下独立基础及楼梯楼板等构件的设计。

关键词：宾馆建筑；结构设计；框架；内力计算；抗震设计；构件配筋

Abstract

The design of a total of three parts: program discussed, architectural design, structural design. Solutions discussed include the architectural design and structural design discourse discourse. Architectural design includes a drawing program and construction drawings architectural, structural design is the most important part of the design. Structural design of the main structure of the program is designed axial load calculations representative framework, internal stress analysis and portfolio member reinforcement calculation and seismic design and so on. After determining the layout of the frame, the first vertical load calculations and seismic values, calculated wind loads, solved the structure under load internal forces (bending, axial force, shear) after use value method, to identify the most a group or several groups of unfavorable combination of internal forces, and ultimately select the most insecure calculated results reinforcement and drawing. In addition, an independent foundation design and design elements such as stairs floor next column.

Key words: hotel construction; structural design; framework;
internal forces calculation; seismic design;
Component reinforcement

目录
1 设计资料 1
2 结构选型与布置 2
2.1 结构选型 2
2.2 建筑布置 2
3 结构计算简图及梁柱线刚度计算 3
3.1梁柱截面尺寸估算 3
3.2 材料选用 3
3.3 柱截面尺寸估算 3
3.4 确定框架计算简图 4
3.4.1选取计算单元 4
3.4.2 确定框架计算简图（kJ—⑤） 4
3.4.3 框架梁柱的线刚度计算 4
4 荷载计算 6
4.1 恒载标准值计算 6
4.1.1 屋面 6
4.1.2 各层走廊楼面 6
4.1.3 卫生间楼面 6
4.1.4 标准层楼面 6
4.1.5 梁自重 7
4.1.6 柱自重 7
4.1.7 外纵墙自重 7
4.1.8 內纵墙自重 7
4.1.9 内横墙自重 8
4.1.10 内隔墙自重 8
4.2 活荷载标准值计算 8
4.2.1 屋面和楼面活荷载标准值 8
4.3 板传荷载计算 9
4.3.1 A～B(C～D)轴间框架梁荷载 9
4.3.2 B～C轴间框架梁 10
4.3.3 A(D)轴柱纵向集中荷载计算 10
4.4 重力荷载代表值计算 10
5 内力计算 14

5.1 水平地震作用计算 14
5.1.1 框架结构柱的抗侧移刚度D计算 14
5.1.2 结构自振周期计算 15
5.1.3 多遇水平地震作用计算 15
5.1.4 刚重比和剪重比验算 17
5.1.5 框架地震内力计算 17
5.2 风荷载标准值计算 22
5.2.1 风荷载计算 22
5.2.2 风荷载作用下框架柱内力计算 23
5.3 重力荷载代表值计算（标准值） 27
5.4 恒载作用下框架的内力计算（标准值） 33
5.5 活载作用下框架的内力计算（标准值） 37
6 内力组合 42
6.1 梁支座边缘处的内力值 42
7 截面设计及配筋计算 48
7.1 材料特征 48
7.2 框架横梁截面设计 48
7.2.1 梁控制截面处的弯矩、剪力设计值确定 48
7.2.2 梁正截面配筋计算 48
7.2.3 梁斜截面配筋计算 50
7.2.4 框架梁裂缝宽度验算 53
7.3 框架柱截面设计 53
7.3.1 柱端轴力、弯矩及剪力设计值计算 53
7.3.2 柱正截面受弯承载力计算 55
7.3.3 柱子裂缝宽度验算 59
7.3.4 柱斜截面的配筋计算 59
7.4 板的配筋计算 60
7.4.1 标准层平面板的配筋计算 60
7.4.2 屋面板的配筋计算 62
8 楼梯计算 64
8.1 材料特征 64
8.2.1 荷载统计 64
8.2.2 内力计算 64
8.2.3 截面承载力计算 65

8.3 楼梯斜梁（TL-1）设计 65
8.3.1 荷载计算 65
8.3.2 内力计算 65
8.3.3 承载力计算 65
8.4 平台板计算 66
8.4.1 荷载计算 66
8.4.2 内力计算 66
8.4.3 承载力计算 67
8.5 平台梁计算 67
8.5.1 确定梁的尺寸 67
8.5.2 荷载计算 67
8.5.3 内力计算 67
8.5.4 承载力计算 68
8.6 吊筋的计算 68
9 基础设计 69
9.1 工程地质条件和材料特征 69
9.2 基础截面的确定 69
9.3 基础截面确定及配筋计算 70
9.3.1 外柱（A柱）独立基础计算 70
9.3.2 地基承载力验算 70
9.3.3 冲切验算 71
9.3.4 基础底面配筋计算 72
9.4 柱联合基础计算 72
9.4.1 初步确定基底尺寸 72
9.4.2 地基承载力验算 72
9.4.3 冲切验算 73
9.4.4 基础底面配筋计算 74
参考文献 75
致 谢 77

1 设计资料

（1）工程名称：南京玄武宾馆设计设计
（2）建设地点：南京某地区
（3）工程概况：建筑面积为4725，五层，底层层高3.6m,其余层层高3.3m，室内外高差为0.450m，走廊宽度为2.4m，设计使用年限为50年。
（4）基本风压：，地面粗糙程度为C类。
（5）基本雪压：
（6）抗震设防：本工程设防烈度为7度，抗震设防类别为丙类，Ⅱ类场地土，设计地震分组为第一组，抗震等级为三级。

2 结构选型与布置

2.1 结构选型
为使结构的整体刚度较好，采用框架结构，楼面屋面均为现浇，基础为柱下独立基础。
2.2 建筑布置
本设计为双向梁柱抗侧力体系，采用现浇板结构，根据h=(1/50～1/40)L，板厚取为100mm厚。本建筑为宾馆，主要设置标准间，每层各设2个公共卫生间，2个楼梯和三个电梯。本建筑首层层高3.6m，2-5层为3.3m，上人屋面，突出屋面楼梯间高3.0m，室内外高差0.45m，建筑物总高度为19.8m，女儿墙高0.9m。
建筑物总长63m，总宽15m，采用7.8m×6.3m柱网，每个标间开间3.9m，进深6.3m，走廊2.4m。满足使用要求。建筑布置见图2.1。

图2-1 首层平面图

3 结构计算简图及梁柱线刚度计算

3.1 梁柱截面尺寸估算
框架梁截面高度h=(1/18～1/10)L,截面宽度b=（1/3～1/2）h，本方案取：
纵向框架梁：b×h=300mm×600mm
AB、CD框架梁：b×h=250mm×550mm
走廊横梁：250mm×400mm
3.2 材料选用
混凝土：混凝土强度等级采用C30；
钢筋：纵向受力钢筋采用热轧钢筋HRB335,其余采用HPB300
墙体：内外墙体均采用混凝土空心砖，重度，内、外墙体厚250mm，隔墙厚200mm。
门：采用木门，
窗：采用铝合金窗，
3.3 柱截面尺寸估算
柱截面尺寸根据公式，估算，仅估算底层柱。该框架结构抗震设防为7度，建筑高度小于30m，因此为三级抗震，其轴压比限值为，各层重力荷载代表值近似取，B柱C柱负荷面积为7.8×4.35，层数n=5，采用C30混凝土，，假定柱子的尺寸为500mm×500mm。
中柱的轴压比：μ=N/(fcbh)=
取柱截面为正方形，截面尺寸为500mm×500mm。
标准层结构平面布置如图3.1：

图3-1 标准层结构平面布置图
3.4 确定框架计算简图
3.4.1 选取计算单元
选取⑤轴线的一榀框架进行计算。
3.4.2 确定框架计算简图（kJ—⑤）
假定框架柱嵌固于基础顶面，框架梁与柱刚接，基础顶面至室外地平0.6m，室内外高差为0.45m，底层高为3.6m，故底层柱高为：0.6+0.45+3.6=4.65m，其余各柱高为3.3m，基础简图如下图：
3.4.3 框架梁柱的线刚度计算
对于边框架梁取
，
对于中框架梁取
。

图3-2 基础简图
边框架梁：

中框架梁：

柱线刚度计算：
底层柱：
其余各层柱：
令其余各层柱，则中框架各杆件的相对线刚度为：

框架梁柱的相对线刚度如图3.3所示，作为计算各节点杆端弯矩分配系数的依据。

图3-3 梁柱线刚度比

4 荷载计算

4.1 恒载标准值计算
4.1.1 屋面
20厚1：2.5水泥砂浆保护层，每1m见方半缝分格 0.02×20=0.4kN/m2
25厚1：3水泥砂浆找平层 0.025×20=0.5kN/m2
3厚麻刀灰隔离层
高聚物改性沥青防水卷材一道 0.5kN/m2
20厚1：3水泥砂浆找平层 20×0.025=0.5kN/m2
30厚无溶剂聚氨硬泡沫保温层 4×0.03=0.12kN/m2
1：6水泥焦渣找坡最薄处30厚 2.5×（0.03+6×0.02/2）=0.24kN/m2
结构层：100厚现浇钢筋混凝土板
抹灰层：顶棚抹灰（顶3） 合计：
4.1.2 各层走廊楼面
10厚1：2.5水泥磨石楼面磨光打蜡
水泥浆一道（内掺建筑胶）
20厚1：3水泥砂浆找平层，上卧分格条 0.65kN/m2
结构层：100厚现浇钢筋混凝土板
抹灰层：顶棚抹灰
石膏吊顶
合计：
4.1.3 卫生间楼面
陶瓷锦砖面层
结构层：100厚现浇钢筋混凝土板
抹灰层：顶棚抹灰
合计：
4.1.4 标准层楼面
10厚1：2.5水泥磨石楼面磨光打蜡
水泥浆一道（内掺建筑胶）
20厚1：3水泥砂浆找平层，上卧分格条 0.65kN/m2
结构层：100厚现浇钢筋混凝土板
抹灰层：顶棚抹灰
石膏吊顶
合计：
4.1.5 梁自重
b×h=300mm×600mm
自重
抹灰层
合计：
b×h=250mm×550mm
自重
抹灰层：
合计：
b×h=250mm×450mm
自重
抹灰层：
合计：
4.1.6 柱自重
b×h=500mm×500mm
柱自重
抹灰层：15厚混合砂浆
合计：
4.1.7 外纵墙自重
标准层
纵墙
铝合金窗
面砖外墙 0.5×1.2×1.83/7.8+0.5×1.5=1.71kN/m
内保温墙 0.15((0.6-0.1)+0.9+0.15×1.2×1.8/7.8=0.335kN/m
合计： kN/m
底层
纵墙 (4.65-0.6-1.8-0.4)×0.25×10.3+10.3×1.2×1.8×0.25×3/7.8=6.9kN/m
铝合金窗
外墙处理
保温内墙
合计：
4.1.8 內纵墙自重
标准层
纵墙
木门
内墙面粉刷：
合计：
底层
纵墙 (4.65-0.6-1.8-0.4)×0.25×10.3+10.3×1.2×1.8×0.25×3/7.8=6.9
木门
内墙面粉刷
合计：
4.1.9 内横墙自重
标准层
墙自重 10.3×0.25×2.75=5.67
内墙面粉刷
合计：
底层
墙自重 (4.65-0.6-0.4)×10.3×0.25=9.4
内墙粉刷
合计：
4.1.10 内隔墙自重
标准层
墙自重 10.3×0.2×(3.3-0.4)=5.97
内墙粉刷 0.15×2×(3.3-0.1)=0.96
合计：
底层
墙自重 (4.65-0.6-0.4)×10.3×0.2=7.52
内墙粉刷
合计：
4.1.11 女儿墙自重
（100mm混凝土压顶，墙高800mm）
墙自重
面砖
合计：
4.2 活荷载标准值计算
4.2.1 屋面和楼面活荷载标准值
上人屋面： 房间： 走廊及楼道：
4.3 板传荷载计算
AB轴线和CD轴线间板，按双向板把荷载传递给梁，楼道板，故按单向板把荷载传递给梁，屋面板及楼面板的荷载传递示意图如下：

图4-1 屋面楼面板荷载传递示意图
4.3.1 A～B(C～D)轴间框架梁荷载

屋面板传荷载：
恒载：
活载：
楼面板传荷载：
恒载：
活载：
A～B(C～D)轴间框架梁均布荷载为：
屋面梁： 恒载=梁自重+板传荷载=3.05+16.32=19.37
活载=板传活载=
楼面梁： 恒载=梁自重+墙自重+板传荷载=3.05+8.04+11.23=
活载=板传活载=
4.3.2 B～C轴间框架梁
恒载
4.3.3 A(D)轴柱纵向集中荷载计算
顶层柱恒载=女儿墙自重+梁自重+板传荷载
=14.27+29.35+3.05×6.3×0.5+47.5+16.32×6.3×0.5
=91.1+51.41+9.61=152.13kN
顶层柱活载=板传活载=0.5×1.95×5/8×7.8+1.63×6.3/2
=4.75+5.13=9.9kN
B(C)轴柱纵向集中荷载计算
顶层柱恒载=梁自重+板传荷载
=4.02×7.8+3.05×6.3×0.5+5×1.95×5/8×7.8+3.59×1.2×7.8+16.32×6.3×0.5
=31.36+9.61+47.5+33.6+51.41=173.48kN
顶层柱活载=板传活载=0.5×1.95×5/8×7.8+1.63×6.3/2+0.5×1.2×7.8
=4.75+5.13+5.13=14.56kN
A(D)轴柱纵向集中荷载计算
标准层A柱集中恒载=墙自重+梁自重+板传荷载
=4.02×7.8+3.05×6.3×0.5+3.44×1.95×7.8×5/8+11.23×6.3×0.5+6.31×7.8
=31.36+9.61+32.7+35.37+49.22=158.22kN
标准层A柱活载=板传活载=2.0×1.95×5/8×7.8+6.53×6.3/2
=19+20.57=39.57kN
标准层B柱集中恒载=主次梁自重+板传荷载+墙体荷载
=4.02×7.8+3.05×6.3×0.5+3.44×1.95×7.8×5/8+3.59×1.2×7.8+11.23×6.3×0.5+6.64×7.8
=31.36+9.61+32.7+35.37+35.37+51.79=194.39kN
标准层B柱活载=板传活载=2.0×1.95×5/8×7.8+6.53×6.3/2+2.5×1.2×7.8
=19+20.57+23.4=62.97kN
基础顶面荷载
A轴基础顶面荷载=外纵墙自重+基础梁自重+内横墙自重
=9.18×7.8+2.57.8+2.5×6.3×0.5+35.7=91.1+7.9+35.7
=134.7 kN
B轴基础顶面荷载=内纵墙自重+内横墙自重+基础梁自重
=73+35.7+19.5+2.5×6.3×0.5=136.1 kN
框架在竖向荷载作用下的受荷总图如下图4.2。
4.4 重力荷载代表值计算
屋面重力荷载标准值计算：
=1.83×（39.5+15）×2=199.47kN
=5×39.5×15=2962.5kN
=4.02×(7.8-0.5)×20+3.05×(6.3-0.5)×12+2.67×(6.3-0.3)×9
+2.67×(7.8-0.25)×1+2.67×(2.4-0.5)×6
=586.92+212.28+144.18+20.16+30.44=994kN
=24×6.66×(1.65-0.1)=247.8kN
=女儿墙自重
=×6.31×(39-2.5)×2+×6.64×(39-2.5)×2
+×8.04×(6.3-0.5)×15+×3.7×1.9×2 =230.32+242.36+349.74+7.03
=829.45kN
=++++
=199.47+2962.5+994+247.8+829.45=5233.22kN

图4-2 竖向荷载总图
四层楼面处重力荷载标准值计算：
=3.44×39.5×6.8×2=1848kN
=829.45×2=1658.9kN =1007.62kN
=24×6.66×(3.3-0.1)=511.5kN
=+++ =1658.9+1848+340.3+1007.62+511.5=5366.32kN
三层楼面处重力荷载标准值计算：
=5366.32+6.93×（6.3-0.5）=5402.86kN
二层楼面处重力荷载标准值计算：
=5366.32+6.93×2×（6.3-0.5）=5446.71kN
一层楼面处重力荷载标准值计算：

屋顶雪荷载标准值：
楼面活荷载标准值：
=2.0×39.5×6.8×2+2.5×39.5×2.4 =1074.4+237=1311.4kN
总重力荷载代表值的计算：
屋面处： =屋面处结构和构件自重+0.5×雪荷载标准值
=5233.22+118.5=5351.72kN （设计值为 7658.31kN）
楼面处： =楼面处结构和构件自重+0.5×活荷载标准值
=5366.32+0.5×1311.4=5890.9kN（设计值为 8275.54kN）
=楼面处结构和构件自重+0.5×活荷载标准值
=5402.86+524.56=5927.42kn （设计值为 8319.4kN）
=楼面处结构和构件自重+0.5×活荷载标准值
=5446.71+524.56=5971.27kN （设计值为 8372.01kN）
=底层楼面处结构和构件自重+0.5×活荷载标准值
=5648.44+524.56=6173kN (设计值为 8614.09kN)
5 内力计算

5.1 水平地震作用计算
5.1.1 框架结构柱的抗侧移刚度D计算
表5-1 横向2-5层中框架D值
构件
名称

A轴线
0.7
0.26
13580
B轴线
1.4
0.41
21507
C轴线
1.4
0.41
21507
D轴线
0.7
0.26
13580
表5-2 底层横向中框架D值
构件
名称

A轴线
0.99
0.5
9324
B轴线
1.97
0.62
11562
C轴线
1.97
0.62
11562
D轴线
0.99
0.5
9324
表5-3 横向2-5层边框架D值
构件
名称

A轴线
0.52
0.21
10969
B轴线
1.05
0.34
17759
C轴线
1.05
0.34
17759
D轴线
0.52
0.21
10969
表5-4 底层横向边框架D值
构件
名称

A轴线
0.73
0.45
8391
B轴线
1.48
0.57
10629
C轴线
1.48
0.57
10629
D轴线
0.73
0.45
8391
表5-5 横向2-5层总D值
构件名称
D值
数量

中框架A轴
13580
4
54320
中框架B轴
21507
4
86028
中框架C轴
21507
4
86028
中框架D轴
13580
4
53420
边框架A轴
10690
2
21938
边框架B轴
17759
2
35518
边框架C轴
17759
2
35518
边框架D轴
10960
2
21938
单层总D值
表5-6 横向底层总D值
构件名称
D值
数量

中框架A轴
9324
4
37296
中框架B轴
11562
4
46248
中框架C轴
11562
4
46248
中框架D轴
9324
4
37296
边框架A轴
8931
2
16782
边框架B轴
10629
2
21258
边框架C轴
10629
2
21258
边框架D轴
8931
2
16782
单层总D值
5.1.2 结构自振周期计算
对于结构自振周期的计算，计算中采用的是假想顶点位移法，该方法所计算的结构自振周期与实际较为接近，具体的计算过程和计算数据详见以下表格内容。
表5-7 顶点位移计算
层号
（kN）
（kN）
(kN/m)
(m)
(m)
5
5351.72
5351.72
395608
0.0135
0.2644
4
5890.9
11242.62
395608
0.0284
0.2509
3
5927.42
17170.04
395608
0.0434
0.2225
2
5971.27
23141.31
395608
0.0585
0.1791
1
6173
29314.31
243168
0.1206
0.1206
结构基本自振周期考虑非结构墙影响折减系数=0.7
则结构的基本自振周期为：S
5.1.3 多遇水平地震作用计算
由于该工程所在地区抗震设防烈度为7度近震设防，场地土类别为Ⅱ类，0.10g为设计基本地震加速度，设计地震分组为第一组，由表可查得：
水平地震影响系数最大值=0.08
特征周期 =0.35s
等效重力荷载 =0.85×29314.31=24917.16kN
由于 <<5 故：
其中：—衰减指数，在<<5的区间取0.9；
—阻尼调整系数，除有专门规定外，建筑结构的阻尼比
应取0.05，=1.0。
地震影响系数：
由于 =0.61S>1.4=0.49S
故需要考虑顶部附加水平地震作用的影响；
顶部附加地震作用系数：
=0.08+0.07=0.08×0.61+0.07=0.12
对于多质点体系，结构底部总纵向水平地震作用标准值:
=0.0485×24917.16=1208.5kN
附加顶部集中力：
=0.12×1208.5=145.02kN
质点i水平地震作用标准值按下式计算：

楼层地震剪力及楼层层间位移的计算过程见下表：
表5-8 层间位移计算
层号
（kN）
（m）

(kN)

(m)
5
5351.72
17.85
95528.2

324100.3
458.48
395608
0.00116
4
5890.9
14.55
85712.6
739.73
395608
0.00187
3
5927.42
11.25
66683.5
958.54
395608
0.00242
2
5971.27
7.95
47471.6
1114.31
395608
0.00282
1
6173
4.65
28704.5
1208.5
243168
0.00497
楼层最大位移与柱子计算高度之比：/h=0.00497/4.65=1/936<1/550
所以，水平地震作用下位移满足要求。水平地震作用标准值作用下框架
结构的层间剪力的值如图5.1。