中城花园63栋结构设计.doc

南京林业大学
本科毕业设计（论文）

题目：中城花园63栋结构设计

学院：土木工程学院
专业：土木工程（建筑工程方向）
学生学号：070607201
学生姓名
指导教师：
指导教师职称

二○一一年三月十日

目录
摘要 ……………………………………………………………… 2
一．建筑设计 …………………………………………………… 5
1. 工程概况 …………………………………………………… 5
2. 设计依据 …………………………………………………… 5
3. 拟定方案 …………………………………………………… 5
4. 材料选择 …………………………………………………… 6
5. 建筑布置 …………………………………………………… 7
二． 结构设计 …………………………………………………… 8
1. 静力计算方案 ……………………………………………… 8
2. 墙身高厚比验算 …………………………………………… 8
3. 荷载统计 …………………………………………………… 9
4. 墙体承载力验算 …………………………………………… 12
5. 基础设计 …………………………………………………… 14
6. 楼梯设计 …………………………………………………… 16
7.现浇板配筋计算 ……………………………………………………… 20
8. 挑梁设计 …………………………………………………… 23
9.构件设计 …………………………………………………… 27
10.抗震验算……………………………………………………
主要参考文献 …………………………………………………… 29

摘 要
字体：宋体，小四
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间距：段前段后都为0，行距：1.5倍行距

关键词：
Abstract
将摘要相应翻译为英文
字体：Times New Roman, 小四
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间距：段前段后都为0，行距：最小值20磅

KEYWORDS:
一． 建筑设计
1. 工程概况
该工程是中城花园63栋住宅楼，使用功能为普通住宅。建筑层数为8层，建筑面积约3300㎡，每户面积约90㎡，建筑高度20.8m。本工程共三个组合单元，一梯两户 ，共计36户。拟建场地地形平坦，局部起伏较大，其绝对标高为7.16~9.41m。为阶地地貌单元。年平均最高地下水位按埋深0.5 m考虑，且该水对混凝土无腐蚀作用。在该场地勘测深度内地基持力层以粘性土为主，不具有湿陷性；地基承载力特征值=230Kpa。该地区基本风压：0.4kn/㎡，基本雪压：0.65 kn/㎡。地下无古代建筑物，可不考虑地基土的液化问题。结构设计安全等级为二级，主体结构合理使用年限为50年，抗震设防烈度为7度。其他条件：①.本工程所需的预制构件以及其他的建筑材料均由各个厂家直接供应，并且运输条件良好。②.本工程所需的水、电均由建设单位保障供应。
2. 设计依据
建筑设计要求全面贯彻适用，经济在可能条件下注意交通流畅，各类房间满足使用要求，体形、立面美观，达到设计高质量、高速度，并为施工创造有利条件。具体为：
（1）甲方提供有关建设功能的要求。
（2）南京林业大学提供的工程地质勘察报告。
（3）国家现行规范、标准。通则及地方有关规定。
依据南京林业大学土木工程专业2011届毕业设计任务书、有关授课教材、建筑设计图集、建筑结构构造等资料进行设计。
3. 拟选方案
3.1 结构的选择
根据实际情况，严格限制墙体高厚比，综合考虑本工程选用砌体结构：（1）该结构主要承重结构是用砖（或其他块体）砌筑而成，材料易取，且经济（2）多层房屋的纵墙墙体布置一般很容易达到刚性方案的构造要求，故该结构刚度较大（3）施工比较简单，进度快，技术要求低，施工简单等。既满足使用要求又经济实用。
3.2 建筑平面的选择
本工程平面形状选择一字形。因为此形状规则、对称，刚度均匀，其建筑结构有利于抗震，传力明确，便于施工等优点。
3.3 户型的选择
根据实际情况：（1）本工程地基面积不大（2）使用者的经济能力；另外避免大户型在后期装修和使用中产生较高费用，本工程选择中小户型，两室两厅一厨一卫，每户建筑面积约90。
3.4 基础形式
本工程建筑地基条件多以粘土为主，由于带有半地下室，房屋实际荷载偏大，充分考虑房屋安全、施工条件等因素，采用板式基础。
3.5 层高
为了满足层高视听、采光通风。结构安全（墙体稳定及梁板厚度）、精神舒适要求，确定层高既不易过低也不易过高，故采用常用住宅层高2.8米层高。
3.6 楼梯设计
表一 楼梯形式

施工方法
层高(M)
楼梯形式
踏步尺寸
（mm×mm）
踏步数（个）
首层
钢筋混凝土现浇
1．2
单跑
150×260
8
二至六层
2．8
双跑
175×260
16
4. 材料选择
本工程主墙体为240mm厚，只有厨房，卫生间隔墙为120mm厚；采用MU10机制多孔砖砌筑；砂浆最低强度为M7.5；楼地面均为钢筋混凝土现浇，还有圈梁、挑梁、构造柱等采用C20混凝土、HRB335、HPB235级钢筋；具体做法见建施。
5. 建筑布置(见简图)

图一 户型平面图
（1）设240×240构造柱，构造配筋4φ12，φ6@200；
（2）因层数大于4层，在每层楼面下纵墙设置圈梁，横墙隔层设置，截面240×240，构造配筋4φ14，φ6@200；且纵墙上圈梁兼作门窗的过梁，该过梁只受墙体自重。
（3）其它(横墙)上的过梁两边墙体上的支撑长度都为370mm。
（4）当纵墙上门窗洞口宽度小于或等于1800mm时，过梁截面尺寸为240×240；当大于1800mm时，截面尺寸为240×350；其它(横墙) 门窗洞口上过梁截面240×370。
三． 结构设计
1. 静力计算方案
本工程横墙最大间距 Smax =4m, 小于刚性方案墙最大间距Smax =32m， 静力计算方案属于刚性方案。
本工程横墙厚度为240mm > 180mm, 所有横墙水平截面的开洞率均小于50%，横墙为刚性横墙。
本工程外墙水平截面开洞率小于2/3， 地区基本风压0.4KN/㎡,层高2.8米，屋面自重大于0.8KN/㎡，总高度20.98<21, 按规范，计算时不计风载影响。
2. 墙身高厚比验算
2.1 允许高厚比【β】
本工程采用砂浆最低强度为M7.5, 查表可知墙身允许高厚比【β】=26。
2.2 验算高厚比
由一层平面图可知，所有承重墙中A~ C轴间横墙之高厚比最为不利（其侧向支撑墙间距最大， S=6.8m）；所有开洞墙中A轴线纵墙之高厚比最为不利（其支撑墙间距范围内开洞率最大，bs/S=2700/4000=67.5%）。现分别验算高后比。
1）A~ C轴承重墙
S=6.8m, H=2.8m, S >2H，查表得
H0=1.0H=1×2.8=2.8m
β= H0/h=2.8/0.24=11.7
μ1μ2[β]=1.0×1.0×26=26
β= 11.7 < μ1μ2[β] = 26, 满足要求。
2）A轴线上开洞墙
S=4.0m, H=2.8m, 2H > S > H，查表得
H0=0.4S+0.2H=0.4×4+0.2×2.8=2.16m
β= H0/h=2.16/0.24=9
根据平面图的结构布置，考虑到本工程A轴纵墙的实际受荷情况，由于阳台挑梁的作用，所以A轴纵墙按承重墙考虑，取μ1 = 1.0.
μ2 = 1-0.4 bs/S=1-0.4×(2700/4000)=73%
μ1μ2[β] =1.0×0.73×26=19
β=9 <μ1μ2[β] =19,满足要求。
3. 荷载统计
3.1 屋面荷载
块瓦形钢板彩瓦 0.12 KN/㎡
20mm厚1:3水泥砂浆找平层 0.02×20=0.4 KN/㎡
120mm厚钢筋混凝土现浇板 0.12×25=3KN/㎡
20mm厚天棚抹灰 0.02×17= 0.34 KN/㎡

屋面恒荷载合计 gk = 3.86 KN/㎡
屋面活载 qk = 0.5 KN/㎡
屋面荷载设计值 3.86x1.2+0.5x1.4=5.332 KN/㎡
3.2 楼地面（包括阳台）荷载
40mm厚细石混凝土随捣随抹光 0.04×25= 1.0 KN/㎡
120mm厚钢筋混凝土现浇板 0.12×25=3 KN/㎡
20mm厚天棚抹灰 0.02×17= 0.34 KN/㎡

楼地面（包括阳台）恒荷载合计 gk = 4.34 KN/㎡
楼地面活载 qk = 2.0 KN/㎡
阳台活载 qk = 2.5 KN/㎡
4.4 地砖楼面荷载（卫生间、厨房）
300×300防滑地砖铁面（含水泥砂浆结合层，找平层，防水层等）
0.8 KN/㎡
120mm钢筋混凝土现浇板 0.12×25= 3KN/㎡
30mm厚30厚C20细石混凝土,坡向地漏 0.03×25=0.75 KN/㎡
20mm天棚抹灰（水泥砂浆） 0.02×20=0.4 KN/㎡

地砖楼面恒荷载合计 gk =4.95KN/㎡
地砖楼面活载 qk = 2.0 KN/㎡
地砖楼面荷载设计值 4.95x1.2+2.0x1.4=8.74 KN/㎡
4.5 楼梯间荷载（踏步尺寸260x175）
1） 梯段板
Tga = 175/260=0.673、Cosa = 0.830, 设梯段板厚度h = 90mm
水磨石面层 （0.26+0.175）x0.65/0.26=1.09 KN/㎡
三角形踏步 1/2x0.26x0.175x25/0.26=2.19 KN/㎡
斜板 0.09x25/0.830=2.71 KN/㎡
20mm厚板底抹灰 0.02x17/0.830=0.41 KN/㎡

梯段板恒荷载合计 gk = 6.4 KN/㎡
梯段板活载 qk = 2.0 KN/㎡
梯段板荷载设计值 6.4x1.2+2.0x1.4=10.48KN/㎡
2） 平台板 （假定其板厚70mm）
水磨石面层 0.65 KN/㎡
平台板自重 0.07x25=1.75 KN/㎡
20mm厚板底抹灰 0.02x17=0.34 KN/㎡

平台板恒荷载合计 gk = 2.74 KN/㎡
平台板活载 qk = 2.0 KN/㎡
平台板荷载设计值 2.74x1.2+2.0x1.4=6.09 KN/㎡
3） 平台梁TL-2,TL-3（设其尺寸200mmX350mm）
平台梁自重 0.2x(0.35-0.07)x25=1.4 KN/㎡
梁侧粉刷 0.02x(0.35-0.07)x17x2=0.19 KN/㎡
平台板传来 2.74x1.52/2=2.08 KN/㎡
梯段板传来 6.4x1.82/2=5.82 KN/㎡

平台梁恒荷载合计 gk =9.49 KN/㎡
平台梁活载 qk = 2.0x(1.52/2+1.82/2)=3.32 KN/㎡
平台梁荷载设计值 9.49x1.2+3.32x1.4=16.04 KN/㎡
4) 平台梁TL-1,TL-4（设其尺寸200mmX350mm）
平台梁自重 0.2x(0.35-0.07)x25=1.4 KN/㎡
平台板传来 2.74x1.52/2=2.08 KN/㎡

平台梁恒荷载合计 gk = 3.48 KN/㎡
平台梁活载 qk = 2.0x(1.52/2)=1.52 KN/㎡
平台梁荷载设计值 3.48x1.2+1.52x1.4=9.09 KN/㎡
4.6 墙体自重
240mm厚墙体 （实心砖） 0.24x19 = 4.56 KN/㎡240mm厚墙体 （多孔砖） 0.24x16 = 3.84KN/㎡
双面粉刷 （混合砂浆） 2x0.34 = 0.68 KN/㎡

根据规定，计算墙，柱基础时，楼面活荷载应予折减，折减后的活荷载标准值如下
屋面 0.5
楼面，地面 2×0.65=1.3 KN/㎡
厨房，厕所 2×0.65=1.3 KN/㎡
阳台 2.5×0.65=1.63 KN/㎡

5. 墙体承载力验算

图二 单元平面图
分析本工程墙体受力情况选取⑤轴线上A~ C轴间横墙（取1m墙体为计算单元）进行墙体承载力验算：
5.1 由于墙身砌筑材料（砂浆）沿高度方向变化，因此除验算底层地面（±0.000）标高处墙体承载力外，还应验算+8.400处墙体承载力,方可满足要求。
（1）+8.400标高处
N1=[1.2 (3.86×cos30×4+4.34×4×3)+1.4（0.5×4+1.3×4×3）+
1.2（4.52×2.8×3+4.52×1.4）]=156.35 KN
N2=[1.35(3.86×cos30×4+4.34×4×3)+1.4×0.7(0.5×4+1.3×4×3)+
1.35(4.52×2.8×3+4.52×1.4)]=228.3KN
取设计值N2=228.3KN
已知砌体砖块为MU10及砂浆为M7.5时，查表得f=1.69N/，根据高厚比验算β=,11.7，查表得0.8275则墙体承载力为
0.8275×1.69×1000×240=335.6KN>N2=228.3KN,满足要求

(2)±0.000标高处 N1=[1.2×(3.86×cos30×4+4.34×4×6)+1.4(0.5×4+1.3×4×6)+1.2（4.52×2.8×6+4.52×1.4）]=286.23KN
N2=[1.35×(3.86×cos30×4+4.34×4×6)+1.4×0.7(0.5×4+1.3×4×6)+1.35(4.52×2.8×6+4.52×1.4)]=302.27KN
取设计值N2=302.27KN
砖块为MU10及砂浆为M10时，查表得f=1.89N/，根据高厚比验算β=11.7，查表得0.8275则墙体承载力
0.8275×1.89×1000×240=375.3KN > N=302.27KN ,满足要求。
5.2 基础顶面（-2.180标高处）
上部荷载产生的轴向力设计值N：
N=302.27+1.35×(4.34×4+5.24×2.18)+0.98×2×0.65×4=346.22KN
砖块为MU15及砂浆为M10时,查表得f=2.31N/,=0.9x2.31=2.079N/
,(为水泥砂浆调整系数)。β=2.18/0.24=9.08( 对普通烧制红砖高厚比修正系数为=1.0)，查表0.8884。
0.8884×2.079×1000×240=443.28KN > N=329.7KN ,满足要求。
5.3 说明
其他墙体如两轴相交的转角墙、挑梁下墙体，由于设有240mmX240mm钢筋混凝土构造柱，在此就不做验算。

楼梯设计

图四 楼梯平面图

图五 楼梯配筋图
1 梯段板设计（采用C20混凝土，板采用HPB235，梁纵筋采用HRB335）
取梯段板厚度h = 90mm，约为板斜长的1/25。Tga = 175/260=0.673、Cosa = 0.830。取1m宽板带计算：
板水平计算跨度=0.26x7=1.82m，弯矩设计值M=1/10x10.12x1.822=3.35KN.m
板的有效高度h0=90-20=70mm.
αs= ==0.071
ζ=1-= =0.073
== 233.6
受力筋选用Φ8@200，Αs=251 ，分布筋每级踏步1根Φ6
2 平台板设计
设平台板厚h=70mm，取1m宽板带计算。
平台板计算跨度l0=1.52+0.12/2-0.2/2=1.48m,弯矩设计值M=1/10x6.09x1.482=1.33KN.m，板的有效高度h0=70-20=50mm.
αs= ==0.055
ζ=1-= =0.057
== 130.3
受力筋选用Φ6@200，Αs=141。
3 平台梁设计
（1）设TL-1,TL-4截面尺寸 200mmX350mm
梁计算跨度l0=1.05= 1.05x(2.6-0.24) =2.478m，梁的有效高度=350-35=315mm.
弯矩设计值：
M== 1/8x9.09x=7.0 KN.m
剪力设计值 ：
V==0.5x9.09x2.36=10.7 KN.m
① 纵向钢筋计算
αs= ==0.037
ζ=1-= =0.038
== 76.6
受力筋选用3Φ8，Αs=151
② 腹筋计算
截面校核 181.44KN >10.7KN，截面
尺寸满足要求；
判断是否需要计算配筋 58.212KN >
10.7KN，按构造配筋：选取Φ6@300；

2） 设TL-2,TL-3截面尺寸 200mmX350mm，截面按倒L形计算
梁计算跨度l0=1.05= 1.05x(3.0-0.24) =2.898m，梁的有效高度=350-35=315mm. =70mm。
弯矩设计值：
M== 1/8x16.04x=12.31 KN.m
剪力设计值 ：
V==0.5x16.04x2.36=18.93 KN.m
翼缘计算宽度：=b+5=200+5×70=550
判别截面类型：
103.4 KN.m > 12.31 KN.m
属第一类T形梁:
① 纵向钢筋计算
αs= ==0.023
ζ=1-= =0.023
== 127.5
受力筋选用3Φ8，Αs=151
② 腹筋计算
截面校核 415.8KN > 18.93KN，截面
尺寸满足要求；
判断是否需要计算配筋 133.4KN >
18.93KN，按构造配筋：选取Φ6@300
基础设计

9. 挑梁设计
6轴挑梁承受两个阳台及阳台隔墙荷载，受力最大，选择6轴挑梁验算。
9.1 挑梁计算简图

图七 跳梁示意图
9.2 荷载统计
挑梁截面为：240mm×350mm.外边梁240×350
挑梁伸入砌体的长度: 楼层为2m, 屋面为3m. 阳台栏杆为120mm厚砌块墙；阳台隔墙为240mm厚砌块墙。
1） 屋面挑梁荷载计算
（1）挑梁自重 0.24×0.35×25=2.1 KN/m
（2）阳台隔墙自重：0.24×16×（2.8-0.35）=9.408 KN/m
（3）屋面板、外边梁及栏板自重传至挑梁端部集中力
屋面板：3.86 KN/
外边梁：0.24×0.35×25=2.1KN/m
栏板：0.12×1.5×16=2.88 KN/m
集中力=[1/2×3.86×(1.5-0.24-0.12)+2.1+2.88] ×4=28.72KN
（4）挑梁埋入砌体部分均布荷载（现浇板及挑梁自重）
=3×4+0.24×0.35×25=14.1 KN/m
（5）阳台活荷载传至挑梁端部集中力
=2.5×1/2(1.5-0.24-0.12) ×4=5.7KN

2）楼层挑梁荷载计算
（1）挑梁自重：0.24×0.35×25=2.1KN/m
（2）阳台隔墙自重：0.24×16×（2.8-0.35）=9.408 KN/m
（3）阳台板、外边梁及栏板自重传至挑梁端部集中力
阳台板：4.34 KN/
外边梁：0.24×0.35×25=2.1 KN/m
栏板：0.12×1.5×19=2.88 KN/m
集中力=[1/2×4.34×(1.5-0.24-0.12)+2.1+2.88] ×4=29.82KN
（4）挑梁埋入砌体部分均布荷载（现浇板及挑梁自重）
=3×4+0.24×0.3×25=14.1 KN/m
（5）阳台活荷载传至挑梁端部集中力
=2.5×1/2(1.5-0.24-0.12) ×4=5.7KN
（6）墙体自重（不考虑粉刷）: 0.24×16=3.84 KN/
9.3 挑梁验算
1）计算

=0.3=0.3×350=105mm
取=105mm < 0.13=0.13×2000=260mm
2）抗倾覆验算
（1）顶层
倾覆力矩：=1.35×[1/2×（2.1+9.408）×+28.72X
(1.5-0.12+0.105)]+ 1/2×0.98×5.7×=81.006KN·m
抗倾覆力矩(规范7.4.3)：
板+墙=0.8×[14.1×3×(3/2-0.105)+ 3.84×2.8×3×
(3/2-0.105)+1/2×3.84×2×2.0×(3-0.105+1/3×2.0)]=105.08 KN·m
=85.95KN·m < =153.82 KN·m, 满足要求。
（2）楼层
倾覆力矩：=1.35×[1/2×（2.1+9.408）×+29.82×(1.5-0.12+0.105)]+ 1/2×0.98×5.7× =83.06KN·m
抗倾覆力矩(规范7.4.3)：
板+墙=0.8×[14.1×2×(2/2-0.105)+ 3.84×2.8×2.0×
(2.0/2-0.105)+1/2×3.84×2.8×2.8×(2.0-0.105+1/3×2.8)]=69.65 KN·m
=KN·m < =69.65KN·m, 满足要求。
3 挑梁下砌体局部受压承载力验算
（1）顶层
=2R =2×{1.35×[（2.1+9.408）×(1.5-0.12+0.105)+28.72]+0.98×5.7×(1.5-0.12+0.105)}= KN

砖块MU15及砂浆M5，查表得f=1.69N/；
挑梁下砌体局部受压承载力应满足：；
其中η=0.7 γ=1.5 A=1.2b=1.2×240×350=100800
0.7×1.5×1.69×100800=KN > =KN,满足要求；
（2）楼层
=2R=2×{1.35×[(2.1+9.408) ×(1.5-0.12+0.105)+ 29.82]+ 5.7×0.98×(1.5-0.12+0.105)}= KN
0.7×1.5×1.83×100800=166.02KN > =KN,满足要求；
4 承载力计算（以楼层跳梁为例）
==85.95KN·m，
C30混凝土，HRB335级钢筋；=14.3N/,=300N/
αs= ==0.344
ζ=1-= =0.441
== 1362.2
受力筋选用6Φ18，Αs=1526
=70.76KN
截面校核 231.66KN > 70.76KN，截面
尺寸满足要求；
判断是否需要计算配筋 64.86KN <
70.76KN，需构造配筋；

70760 = 0.7×1.43×240×270+1.25×210××270
则=0.084/ 查表，选取Φ6双肢箍，28.3×2/0.084=337mm;按构造要求选取200mm，即箍筋用量为Φ6@200。