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河北工业大学城市学院
毕业设计中期报告

设计题目：天津市某高校研究生宿舍楼设计-5
专业及方向： 土木工程专业建筑工程方向
学生姓名: 刘银海
学 号： 074874 班 级: C078
指导教师姓名： 孔丹丹
教师号： 07014 职 称： 副教授
报告提交日期： 2011 年 5 月 11 日

在完成了前提的建筑图以后我们进入了结构设计阶段，在结构设计阶段的前期，老师要求我们对PKPM软件进行学习了解掌握。完成了前期的学习工作以后,我开始对建筑的结构进行设计,布置。在这个过程中遇到了很多问题，不过这个本来就是一个一边学习一边设计的过程，遇到困难解决困难,例如楼梯荷载的布置,卫生间荷载的统计等等。由于我的首层和二层配楼用的是玻璃幕墙结构，在这个过程中也对玻璃幕墙的安装和荷载统计进行了很多的了解.在这个过程中,很感谢老师对我们的帮助,每次都那么细心的帮我们解决在设计过程中遇到的问题，她的细心教育让我很是感动，谢谢老师.在老师的指导,同学之间的学习下,我完成了毕业设计的中期工作，很是感谢老师，同学。
一 结构设计
1概述
.1。1工程概况
本工程位于天津市区，主体结构为钢筋混凝土框架结构,占地面积940m2.，总建筑面积约4250m²,首层层高为4。2米，其余层高为3.6米，总高度23。0m。建筑等级：耐久等级Ⅱ等，耐火等级Ⅱ级 。设计使用年限：50年。
2设计资料
2.1设计依据
采用的规范与标准
GB50352—2005《民用建筑设计通则》
JGJ 36-2005《宿舍建筑设计规范》
GB50009—2001《建筑结构荷载规范》
GB50010-2002《混凝土结构设计规范》
GB50011—2001《建筑抗震设计规范》
GB50016—2006《建筑设计防火规范》
2.2自然条件
基本雪压：0。4KN/㎡
基本风压：0。5KN/㎡
设防烈度：7度
设计基本加速度：0.15g
设计地震分组:第二组
场地类别：三类
3活荷载标准值及材料强度等级
3.1活荷载标准值
序号
类别
活荷载标准值（kN/m2)
1
不上人屋面活荷载
0.5
2
宿舍一般房间活荷载
2。0
3
走廊、门厅、楼梯活荷载
2。0
4
卫生间、盥洗室活荷载
2.0
5
学生活动室
4.0
3。2材料强度等级
所用构件混凝土强度等级均为C40,构件配筋中受力钢筋选用HRB400级钢，箍筋选用HPB335级钢。
3.3设计等级
设计使用年限：50年
建筑结构的安全等级：建筑耐久等级Ⅱ等、耐火等级Ⅱ级
环境类别：I类
场地类别:III类
建筑抗震设防类别：7度第二组0。15g
框架结构抗震等级：三级
4结构类型、结构体系
结构类型：钢筋混凝土结构
结构体系:框架结构
5计算模型
地震作用计算模型：地震作用计算采用串联刚片系模型，假定各层楼板在平面内无限刚。
内力分析计算模型：采用空间杆系有限元模型。
6各层结构平面布置图

首层平面布置图（显示板厚)

标准层平面布置图（显示板厚)

顶层平面布置图（显示板厚）
7 截面尺寸的确定
7.1现浇钢筋混凝土楼板设计
通常,单向板板厚可取h = 1/ 30 L～1/ 35 L ,双向板板厚可取h= 1/ 35 L～1/ 45 L ，可根据荷载、跨数及使用实际情况取大值或小值.此外，为了保证刚度单向板的厚度尚应不小于跨度的1/40（连续板）、1 /35(简支板）以及1 /2(悬臂板）。双向板的厚度不宜小于80mm，双向板的厚度与短跨跨长的比值应满足刚度要求:h/L≥1/45(简支板),h/L≥1/50（连续板)。本工程柱网间距6600×7800mm，因此初步确定在跨度7800mm的方向上添加两根200×550的次梁，使与梁现浇在一起的板为双向板，初步选定板厚为120mm。
4。7。2梁截面设计
框架梁截面尺寸应根据承受竖向荷载大小、跨度、抗震设防烈度、混凝土强度等级等等因素综合考虑而定。对于现浇整体式框架梁，当荷载较大或跨度较大时,h=(1/8——1/10)l,当荷载较小或跨度较小时，h=（1/10——1/12）l。为了防止梁发生剪切脆性破坏,框架梁的截面高度不宜小于400mm，且也不宜大于1/4净跨。对于矩形截面梁,梁宽b=1/2—-1/3.5，其中主梁截面宽度不小于200mm,次梁截面宽度不宜小于150mm。本工程中梁的跨度为7200mm，6800mm,3900mm,所以主梁截面取250×650mm，250×600mm。次梁截面取200×300mm，200×450mm.
7.3柱截面设计
一般框架柱的截面先按轴压比进行估算，同时需要满足构造要求，框架柱截
面高度与宽度一般可取（1/10—-1/15）层高。抗震设计时,柱截面高度与截面宽度均不宜小于300mm柱截面高度与宽度比值不宜大于3，为避免产生剪切破坏，柱的剪跨比宜大于2。
由轴压比初步估算框架柱截面尺寸时，可按下式计算：
Ac=bchc≥N/uNfc
式中, Ac——框架柱的截面面积,mm2；
bc——框架柱的截面宽度,mm2;
hc-—框架柱的截面高度，mm2;
N——柱轴向压力设计值,N或KN；
uN-—框架柱的轴压比限值；
fc—-柱混凝土抗压强度设计值。
柱轴向压力设计值N按下式估算：
N=γGqSnα1α2β
式中，γG——竖向荷载分项系数可取1。25；
q-—每个楼层上单位面积的竖向荷载标准值KN/m2框架结构可取14；
S——柱一层的受荷面积mm2;
n——柱承受荷载的楼层数；
α1——考虑水平力产生的附加系数，三级抗震等级时取1.05--1。15，初取1.05;
α2-—边柱、角柱轴向力增大系数，边柱取1。1，角柱取1。2，中柱取1.0;
β—-柱由框架梁与剪力墙连接时，柱轴力折减系数,本结构为框架结构,取β=1。0。
框架柱选用C30混凝土,fc=14.3N/mm2，框架抗震等级为三级,轴压比uN=0.9，用轴压比初步估算框架柱截面尺寸,最终确定柱截面500×500mm.
7。4楼梯设计
楼梯的梯段最小净宽度为900mm，当双人行走时，梯段净宽度为：居住建筑1。1——1.2m,公共建筑1.4——2.0m；防火楼梯的宽度不小于1。1m.平台宽度应大于等于梯段的宽度,保证在转折处人流的通行和家具的搬运。为施工方便,一般设楼梯井宽度不大于200mm.楼梯的坡度一般在23°—37°之间。确定楼梯踏步高宽的经验公式为b+h=450mm或b+2h=600-620mm。一般而言，b不小于250mm,h不大于180mm，对于住宅而言，踏步高150-175mm，踏步宽250—300mm。梯段下净空高度不小于2200mm,平台下的净空高度不小于2000mm，栏杆扶手高度不小于1.0m。
综上所述，楼梯梯段净宽度选择1800mm，平台宽度选择1800mm，踏步宽度选择270mm，踏步高度为150mm。栏杆扶手高度选择1100mm.
二 结构计算与分析
2.1荷载统计
2.1楼面、屋面荷载计算(KN/M2)
恒荷载
(1）不上人屋面恒荷载(板厚120mm）共220厚
构造层
面荷载(kN/m2）
25厚1：2砂浆保护层
0.025×20=0。5
找平层:15厚水泥砂浆
0。015×20=0。30
防水层（柔)：3厚高聚物改性沥青一道
0。05
找坡层：40厚水泥石灰焦渣砂浆3‰找平
0.04×14=0。56
保温层:70厚矿渣水泥
0。07×14.5=1。015
找平层：20厚1：2水泥砂浆
0.02×20=0。40
抹灰层： 10厚板底粉刷抹平
0。01×17=0.17
顶棚层:10厚1:1粉刷石膏砂浆、2厚粉刷石膏浆、表面喷刷涂料另选
0。15
合计
3.15取3.2
（2)标准层楼面恒荷载（板厚120mm)共200厚
构造层
面荷载（kN/m2）
20厚大理石板体实拍平,水泥浆擦缝
1.16
40厚1：4干硬性水泥砂浆
素土水泥浆结合层一遍
抹灰层:10厚混合砂浆
0。01×17=0。17
顶棚层：10厚1：1粉刷石膏砂浆、2厚粉刷石膏浆、表面喷刷涂料另选
0。15
合计
1.48取1.5
（3）卫生间恒荷载（板厚120mm）共180厚
构造层
面荷载（kN/m2）
10厚防滑地砖地面
0。2
聚氨酯层1.2厚
0.1
细石混凝土找坡层最薄处20厚抹平
0.2×14=0.28
1：3水泥砂浆20厚，压实抹光
0。2×20=0.40
聚氨酯防水层1。5厚2道
0.1
蹲位折算荷载（考虑局部20厚炉渣填高)
1.5
抹灰层：10厚混合砂浆
0。01×17=0。17
顶棚层:顶棚层：10厚1:1粉刷石膏砂浆、2厚粉刷石膏浆、表面喷刷涂料另选
0.15
合计
2.7
(4）雨篷：
拉伸悬挂式玻璃钢雨棚
(5)外墙 共320厚
构造做法
面核载标准值（kN/m2）
300厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块
0。3×5.5=1.65
1：3水泥砂浆15厚
0。15×20=0。30
5厚1：2。5水泥砂浆木搓抹平
0.05×20=0。10
合计
2.05取2.1
（6)玻璃幕墙 共100厚
构造做法
面核载标准值（kN/m2)
100厚中空的玻璃幕墙
0.5
合计
0.5
（7）内墙 共220厚
构造做法
面荷载标准值（kN/m2）
200厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块
0.2×5.5=1。1
15厚1:3水泥石灰砂浆打底
0.15×20=0.30
5厚1:2水泥石灰砂浆抹面
0。05×20=0。10
合计
1.5
(8)女儿墙

构造做法
面核载标准值(kN/m2）
水泥粉刷内墙面
0。36
两道20厚1：2水泥砂浆抹灰
0。8
200厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块
0。2×5.5=1.10
水刷石外墙面
0。5
合计
2。76取2.8
（9）楼梯荷载计算
折算板厚约取1/30梯长与1/2踏步之和，即√（3000²+1500²）/30+150/2=186.8mm,取190mm.
梯板线荷载：25×0。190=4。75kN/m²
板面恒载:1.20kN/m²
板底抹灰20厚：20×0。02=0。4kN/m²
小计：6。35kN/m²
楼梯角α=arctan(1500/3000）=26。6°
这算楼梯垂直荷载q=6.35/cosα=7。10kN/m²
楼梯的线恒载:7.10×3/2=10.65kN/m
楼梯的线活载：2.0×3/2=3。0kN/m
对于有门窗的内外墙体，开洞率一律取为20%.这样就可以得到第一结构标准层、第二结构标准层、第三结构标准层的内墙梁，外墙梁上线荷载的标准值。见下表
墙体
洞口
墙高
线荷载标准值(kN/m）
外墙
无洞
2.95
2。1×2.95=6.2
玻璃幕墙
3。6
0。5×3.6=1。8
有洞
2.95
1.5×2。95×0.8=3。6
女儿墙
0。8
0.8×2.8=2.3

0。8
0.8×2.8+0。5×08=2。7
内墙
有洞
2.95
1.5×2.95×0.8=3.6
无洞
2.95
1.5×2。95=4。5
附注：墙体采用蒸压粉煤灰加气混凝土砌块5.5 kN/ m3
活荷载
序号
类别
活荷载标准值(kN/m2）
1
不上人屋面活荷载
0.5
2
宿舍一般房间活荷载
2.0
3
走廊、门厅、楼梯活荷载
2.5
4
卫生间、盥洗室活荷载
2。0
5
学生活动室
4.0
6
雨篷活荷载(按不上人屋面活荷载）
0.5

2。2楼面荷载示意图

首层楼面恒荷载

首层楼面活荷载

标准层楼面恒荷载

标准层楼面活荷载

顶层楼面恒荷载

顶层楼面活荷载
总信息 .。。.。。。.。.。..。。。.。。。。。.。。.。......。..。....。....
结构材料信息: 钢砼结构
混凝土容重 （kN/m3）: Gc = 25。00
钢材容重 (kN/m3）： Gs = 78.00
水平力的夹角 (Rad）: ARF = -90。00
地下室层数: MBASE= 0
竖向荷载计算信息： 按模拟施工加荷计算方式
风荷载计算信息： 计算X，Y两个方向的风荷载
地震力计算信息: 计算X，Y两个方向的地震力
特殊荷载计算信息: 不计算
结构类别: 框架结构
裙房层数： MANNEX= 0
转换层所在层号： MCHANGE= 0
墙元细分最大控制长度(m） DMAX= 2。00
墙元侧向节点信息： 内部节点
是否对全楼强制采用刚性楼板假定 否
采用的楼层刚度算法 层间剪力比层间位移算法

风荷载信息 ..。。..。。。。.。.。.。。。。。..。.。。。。。。.。。。。。..。.。.
修正后的基本风压 （kN/m2)： WO = 0。50
地面粗糙程度： B 类
结构基本周期（秒): T1 = 0.60
体形变化分段数： MPART= 1
各段最高层号: NSTi = 6
各段体形系数： USi = 1.30

地震信息 ......。。。.。。.....。.。。。。.。。....。.。..。..。..
振型组合方法(CQC耦联;SRSS非耦联) CQC
计算振型数： NMODE= 18
地震烈度: NAF = 7.50
场地类别： KD = 3
设计地震分组： 二组
特征周期 TG = 0.55
多遇地震影响系数最大值 Rmax1 = 0。12
罕遇地震影响系数最大值 Rmax2 = 0。72
框架的抗震等级： NF = 3
剪力墙的抗震等级： NW = 3
活荷质量折减系数： RMC = 0.50
周期折减系数: TC = 0.70
结构的阻尼比 (%): DAMP = 5.00
是否考虑偶然偏心: 是
是否考虑双向地震扭转效应: 否
斜交抗侧力构件方向的附加地震数 = 0

活荷载信息 .。.。.。。。...。。。..
考虑活荷不利布置的层数 从第 1 到6层
柱、墙活荷载是否折减 折算
传到基础的活荷载是否折减 折算
—-——--———---柱，墙，基础活荷载折减系数——--—-—--——-—
计算截面以上的层数-————-—-——---——折减系数
1 1.00
2--—3 0。85
4--—5 0。70
6———8 0.65
9—--20 0.60
> 20 0。55

调整信息 。。。...。.。...。.....。。...。....。.。。。.。.。..。
中梁刚度增大系数： BK = 2.00
梁端弯矩调幅系数： BT = 0。85
梁设计弯矩增大系数： BM = 1。00
连梁刚度折减系数: BLZ = 0.70
梁扭矩折减系数： TB = 0。40
全楼地震力放大系数： RSF = 1。00
0.2Qo 调整起始层号： KQ1 = 0
0。2Qo 调整终止层号: KQ2 = 0
顶塔楼内力放大起算层号： NTL = 0
顶塔楼内力放大： RTL = 1.00
九度结构及一级框架梁柱超配筋系数 CPCOEF91 = 1.15
是否按抗震规范5.2.5调整楼层地震力IAUTO525 1
是否调整与框支柱相连的梁内力 IREGU_KZZB = 0
剪力墙加强区起算层号 LEV_JLQJQ = 1
强制指定的薄弱层个数 NWEAK = 1
强制指定的薄弱层层号 WEAKNO = 1

配筋信息 ...。..。...。.。.。。....。.。.....。.。。.。。....。
梁主筋强度 (N/mm2): IB = 360
柱主筋强度 （N/mm2）: IC = 360
墙主筋强度 （N/mm2）： IW = 300
梁箍筋强度 （N/mm2）： JB = 300
柱箍筋强度 （N/mm2)： JC = 300
墙分布筋强度 (N/mm2)： JWH = 210
梁箍筋最大间距 (mm): SB = 10000
柱箍筋最大间距 （mm)： SC = 100.00
墙水平分布筋最大间距 (mm)： SWH = 150.00
墙竖向筋分布最小配筋率 （%): RWV = 0.30

设计信息 。.。.。。........。..。....。..。..。.。..。。.。..。
结构重要性系数: RWO = 1。00
柱计算长度计算原则： 有侧移
梁柱重叠部分简化: 不作为刚域
是否考虑 P—Delt 效应： 否
柱配筋计算原则： 按单偏压计算
钢构件截面净毛面积比： RN = 0.85
梁保护层厚度 (mm): BCB = 25。00
柱保护层厚度 (mm)： ACA = 30。00
是否按砼规范(7。3.11-3)计算砼柱计算长度系数： 否

荷载组合信息 .。....。.。。。。.。。。。.。.。.。..。..。。。..。.。。。.。
恒载分项系数： CDEAD= 1.20
活载分项系数: CLIVE= 1。40
风荷载分项系数： CWIND= 1.40
水平地震力分项系数: CEA_H= 1。30
竖向地震力分项系数: CEA_V= 0。50
特殊荷载分项系数： CSPY = 0。00
活荷载的组合系数： CD_L = 0。70
风荷载的组合系数: CD_W = 0。60
活荷载的重力荷载代表值系数: CEA_L = 0.50

剪力墙底部加强区信息。。..。。。....。。.。。。。。.。。。..。.。。.。。.
剪力墙底部加强区层数 IWF= 2
剪力墙底部加强区高度(m） Z_STRENGTHEN= 8.80

**＊****＊***＊**＊＊***＊＊*＊＊**＊＊*＊＊******＊＊**＊＊＊*＊*＊*＊**＊＊＊＊*
＊ 各层的质量、质心坐标信息 ＊
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层号 塔号 质心 X 质心 Y 质心 Z 恒载质量 活载质量
(m) （m） （t) (t)
6 1 15。832 -27。347 23。200 692。4 17。2
5 1 15.695 -27.562 19。600 717。1 75。3
4 1 15。850 —27。478 16。000 733.6 77.4
3 1 15.850 —27。483 12。400 751。6 77。4
2 1 16。320 -24.202 8。800 919.7 80。8
1 1 16。300 —24.163 5.200 959。8 93.0

活载产生的总质量 （t）： 420.975
恒载产生的总质量 （t）: 4774.185
结构的总质量 (t）: 5195。160
恒载产生的总质量包括结构自重和外加恒载
结构的总质量包括恒载产生的质量和活载产生的质量
活载产生的总质量和结构的总质量是活载折减后的结果 （1t = 1000kg)

＊＊*＊**＊＊＊***＊*******＊＊**＊****＊*＊＊＊＊＊＊＊**＊＊**＊*＊*＊＊＊＊*＊＊**
＊ 各层构件数量、构件材料和层高 *
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层号 塔号 梁数 柱数 墙数 层高 累计高度
（混凝土） （混凝土) （混凝土) （m) (m)

1 1 133（40) 38(40） 0(40） 5.200 5。200
2 1 133(40) 38(40） 0(40) 3。600 8。800
3 1 117(40） 32(40) 0（40) 3.600 12。400
4 1 117(30) 32(30） 0(30） 3。600 16。000
5 1 111(30) 32(30) 0（30) 3。600 19.600
6 1 105(30) 32(30) 0（30) 3.600 23。200

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* 风荷载信息 *
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层号 塔号 风荷载X 剪力X 倾覆弯矩X 风荷载Y 剪力Y 倾覆弯矩Y

6 1 168.35 168。4 606.1 88.89 88。9 320.0
5 1 153.70 322.0 1765。4 81.15 170.0 932.1
4 1 139。02 461。1 3425.3 73。40 243.4 1808.5
3 1 123.68 584.8 5530.4 65.30 308。7 2920.0
2 1 126.73 711.5 8091.7 68。51 377.3 4278。1
1 1 170.80 882.3 12679.6 92.33 469.6 6719。9

===========================
计算信息
===========================================================================
Project File Name : 1

计算日期 : 2011. 5。23
开始时间 : 12：57:46

可用内存 : 976。00MB

第一步： 计算每层刚度中心、自由度等信息
开始时间 : 12:57：46

第二步： 组装刚度矩阵并分解
开始时间 : 12:57：47

FALE 自由度优化排序
Beginning Time ： 12：57：48.20
End Time ： 12:57：48.48
Total Time (s) : 0.28

FALE总刚阵组装
Beginni