榮威塑膠公司研發(fā)大樓設(shè)計(jì)建工系畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、. 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)題目 學(xué) 生 姓 名 所 在 學(xué) 院 建筑科學(xué)與工程學(xué)院 專業(yè)及班級(jí) 指 導(dǎo) 教 師 完 成 日 期 2016年5月27日 摘 要 本工程為揚(yáng)州榮威塑膠公司研發(fā)大樓設(shè)計(jì)，主體五層、局部三層。食堂層高4m,主體底層層高為4m，其余各層為3.6m，局部五層為4 m，室內(nèi)外高差為0.45m，建筑總高度為23.3m。占地面積為1199.4m²,建筑面積為4883.3m²。經(jīng)過各方案比較論證，該工程上部結(jié)構(gòu)采用橫向承重的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)方案。因?yàn)樵摴こ炭拐鹪O(shè)防烈度為7度，所以只需考慮水平地震作用。首先用底部剪力法求出水平地震作用，然后利用D值法來完成水平

2、地震作用下的一榀框架的內(nèi)力計(jì)算。再采用彎矩二次分配法分別完成了豎向恒載和活載作用下的內(nèi)力計(jì)算。考慮結(jié)構(gòu)構(gòu)件的地震作用效應(yīng)與其它荷載效應(yīng)的基本組合及無地震作用荷載效應(yīng)的基本組合兩種情況，對(duì)框架內(nèi)力進(jìn)行組合，得出框架梁柱的控制截面處的內(nèi)力，進(jìn)而完成了梁柱截面的配筋計(jì)算。最后進(jìn)行基礎(chǔ)、零星構(gòu)件的設(shè)計(jì)，利用PKPM軟件對(duì)本工程進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、彎矩二次分配法、內(nèi)力組合、強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎 ABSTRACTThe project is the design for Yangzhou Rongwei plastic company R & D building ,the p

3、rincipal part of the structure has five stories and the other has three stories.The layer height of the ground floor of the major structure is 4m, and the rest of the each layer are 3.6m,local five layers are 4m, then height difference between indoor and outdoor is 0.45m. Total building height is 23

4、.3m.The layer height of the dining room is 4m, total height 13.1m. The floor area is 1199.4m2,and the built-up area is 4883.3m2.After analysis, the frame structure of supporting weight in transverse bearing system of reinforced concrete is adopted for the superstructure of this building .As the anti

5、-earthquake degree is 7, only should consider horise earthquake.Firstly the bottom shear method is applied to calculate the stress of a frame under horizontal earthquake. Secondly the D value method is applied to calculate the stress of a frame under horizontal earthquake. Secondly the stress under

6、vertical dead load and the live load is calculated by the double-moment-divided method. Considering the two cases: one is the basic combination of the earthquake and the other is basic combination of the other load . The load effect combination is carried off. So according to the stress and of beams

7、 and columns, the section design is finished .The design of foundation and other members are carried on. The software of PKPM is applied to design the pictures of the structure construction. KEYWORD: architectural design, structural design, double-moment-divided method, load effect combination, stro

8、ng colom and week bean, strong shear capacity and week bearing capacity目 錄1工程概況.6 1.1 結(jié)構(gòu)布置.6 1.2 設(shè)計(jì)資料.6 1.3 選用材料.72結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì).8 2.1 結(jié)構(gòu)方案確定.8 2.2構(gòu)件幾何尺寸確定.8 2.3計(jì)算簡圖.113水平地震作用計(jì)算.15 3.1 荷載計(jì)算.15 3.2 重力荷載代表值計(jì)算.20 3.3 水平地震作用計(jì)算.264豎向荷載計(jì)算.44 4.1 恒載計(jì)算.44 4.2 活載計(jì)算.585框架內(nèi)力計(jì)算.69 5.1 彎矩計(jì)算.69 5.2梁端剪力計(jì)算.75 5.3柱軸力計(jì)算.786

9、框架內(nèi)力組合.82 6.1 規(guī)范的有關(guān)規(guī)定.82 6.2控制截面.85 6.3KJ-6框架梁內(nèi)力不利組合.85 6.4框架梁內(nèi)力組合.87 6.5KJ-6框架柱內(nèi)力組合.937框架截面設(shè)計(jì).103 7.1 KJ-6框架梁配筋計(jì)算.103 7.2 KJ-6框架柱配筋計(jì)算.1138基礎(chǔ)設(shè)計(jì).120 8.1 確定地基承載力.120 8.2 基礎(chǔ)截面尺寸的確定.120 8.3 彎矩及剪力計(jì)算.122 8.4 基礎(chǔ)梁配筋.126 8.5 基礎(chǔ)底板配筋計(jì)算.1289樓梯設(shè)計(jì).129 9.1 梯段板計(jì)算.129 9.2 平臺(tái)板計(jì)算.130 9.3 平臺(tái)梁計(jì)算.131 參考文獻(xiàn).133辭謝.1341 工程概況

10、本工程為揚(yáng)州榮威塑膠公司研發(fā)大樓設(shè)計(jì)，主體五層、局部三層。食堂層高4m，主體底層層高為4m，其余各層為3.6m，局部五層為4 m，室內(nèi)外高差為0.45m，建筑主體高度19.25m，總高度為23.3m。1.1 結(jié)構(gòu)布置本工程采用全現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)體系樓蓋，二層至五層及屋頂均采用肋梁樓蓋體系結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)采用柱下單向條形基礎(chǔ)。1.2 設(shè)計(jì)資料1.2.1 自然資料（1）基本風(fēng)壓值：o=0.35kN/m2，常年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|南風(fēng)。（2）基本雪壓值：S o=0.35kN/m2。1.2.2 地質(zhì)水文資料根椐地質(zhì)勘察報(bào)告，建筑場(chǎng)地類別為類場(chǎng)地。（1）土壤情況及性質(zhì)為：持力層在自然地面以下1.5m，為亞粘土，無軟弱下臥

11、層。地基承載力：180kPa（2）地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為丙級(jí)，中軟場(chǎng)地土，類場(chǎng)地，地基不液化；地下水位在地表下1.6m處，地下水對(duì)基礎(chǔ)混凝土和鋼筋均無侵蝕。（3）場(chǎng)地平整后，絕對(duì)標(biāo)高（85年高程系）為8m，室內(nèi)外高差0.45m。1.2.3 結(jié)構(gòu)抗震抗震設(shè)防烈度為七度（0.15g，第一組），結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)為三級(jí)。1.2.4 結(jié)構(gòu)環(huán)境資料±0.000以下環(huán)境類別為二a類，±0.000以上環(huán)境類別為一類。1.2.5 荷載資料根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009-2012）及用戶要求，樓屋面活荷載如下：樓面： 2.0 kN/m2樓梯： 3.5 kN/m2屋面（不上人）： 0.

12、5 kN/m2走廊： 2.5kN/m2衛(wèi)生間： 2.5kN/m2陽臺(tái)： 2.5kN/m21.3 選用材料1.3.1 混凝土強(qiáng)度等級(jí)基礎(chǔ)墊層為C10(15)；基礎(chǔ)混凝土為C25；底層至頂層梁、板、柱均為C35。1.3.2 鋼筋梁、柱鋼筋：縱筋采用HRB400級(jí)鋼筋，箍筋采用HRB400級(jí)鋼筋；基礎(chǔ)、現(xiàn)澆板鋼筋：均采用HRB400級(jí)鋼筋?；A(chǔ)箍筋：采用HRB400級(jí)鋼筋。1.3.3 墻體 采用實(shí)心磚 ，小衛(wèi)生間隔墻采用120厚輕質(zhì)隔墻。2 結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)2.1結(jié)構(gòu)方案的確定 2.1.1 幾個(gè)指標(biāo) （1）結(jié)構(gòu)安全等級(jí)：三級(jí) （2）設(shè)計(jì)使用年限：50年 （3）抗震設(shè)計(jì)類別：丙類 根據(jù)GB50011-20

13、10（3.1.1） （4）設(shè)計(jì)地震分組：第一組 根據(jù)GB50011-2010（附錄A） 抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)：取本地區(qū)抗震設(shè)防烈度 根據(jù)GB50011-2010（3.1.3） （5）混凝土結(jié)構(gòu)環(huán)境類別：基礎(chǔ)與屋頂?shù)臉敲鏋槎╝）類 其他為一類 根據(jù)GB50010-2010 （3.4.1） 裂縫控制等級(jí)為三級(jí) 根據(jù)GB50010-2002（3.3.4） 2.1.2 結(jié)構(gòu)方案 本工程結(jié)構(gòu)方案選擇：鋼筋混凝土現(xiàn)澆整體式框架結(jié)構(gòu) 選擇這種結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)點(diǎn)在于：整體性好，抗震性能好，抗風(fēng)能力強(qiáng)，對(duì)工藝復(fù)雜、 構(gòu)件類型較多的建筑適應(yīng)性好。 本工程承重方案選擇：橫向框架承重2.2構(gòu)件幾何尺寸的確定 2.2.1 板厚

14、根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50010-2010）10.1，民用建筑雙向板最小厚度為80mm,雙向板厚不宜小于短跨計(jì)算跨度的1/50；民用建筑單向板最小厚度為60mm，單向板厚宜取跨度的1/40（連續(xù)板）。4500÷40=113mm 本工程樓面板厚取120mm，陽臺(tái)板厚與雨棚板厚取100mm，樓梯板厚與樓梯平臺(tái)板厚取120mm。 2.2.2 框架梁 本工程均為現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，采用矩形梁。 框架梁高：h=（1/81/12）L（L為梁跨度），一般取1/10 L （1）縱向框架梁： A軸線：13軸線 h=（1/81/12)×6000=500750mm，取h=600mm b= (1/31

15、/2)×600=200300mm，取b=250mm B軸線：1012軸線 h=（1/81/12)×4500=375563mm，取h=400mm b= (1/31/2)×400=134200mm，取b=250mm C軸線：13軸線 h=（1/81/12)×6000=500750mm，取h=600mm b= (1/31/2)×600=200300mm，取b=250mm D軸線：45軸線 h=（1/81/12)×4200=350525mm，取h=400mm b= (1/31/2)×400=134200mm，取b=250mm 514

16、軸線，1518軸線 h=（1/81/12)×4500=375563mm，取h=400mm b= (1/31/2)×400=134200mm，取b=250mm 1415軸線 h=（1/81/12)×4000=334500mm，取h=400mm b= (1/31/2)×400=134200mm，取b=250mm E軸線：13軸線 h=（1/81/12)×6000=500750mm，取h=600mm b= (1/31/2)×600=200300mm，取b=250mm F軸線：13軸線 h=（1/81/12)×6000=500750

17、mm，取h=600mm b= (1/31/2)×600=200300mm，取b=250mm G軸線：45軸線 h=（1/81/12)×4200=350525mm，取h=400mm b= (1/31/2)×400=134200mm，取b=250mm 514軸線，1518軸線 h=（1/81/12)×4500=375563mm，取h=400mm b= (1/31/2)×400=134200mm，取b=250mm 1415軸線 h=（1/81/12)×4000=334500mm，取h=400mm b= (1/31/2)×400=1

18、34200mm，取b=250mm H軸線：13軸線 h=（1/81/12)×6000=500750mm，取h=600mm b= (1/31/2)×600=200300mm，取b=250mm 45軸線 h=（1/81/12)×4200=350525mm，取h=400mm b= (1/31/2)×400=134200mm，取b=250mm 514軸線，1518軸線 h=（1/81/12)×4500=375563mm，取h=400mm b= (1/31/2)×400=134200mm，取b=250mm 1415軸線 h=（1/81/12)&

19、#215;4000=334500mm，取h=400mm b= (1/31/2)×400=134200mm，取b=250mm （2）橫向框架梁 13軸線：AF軸線 h=（1/81/12)×4000=334500mm，取h=400mm b= (1/31/2)×400=134200mm，取b=250mm FH軸線 h=（1/81/12)×5200=434650mm，取h=600mm b= (1/31/2)×600=200300mm，取b=250mm 418軸線：DG軸線 h=（1/81/12)×7500=625938mm，取h=700mm

20、b= (1/31/2)×700=234350mm，取b=250mm GH軸線 h=（1/81/12)×2700=225338mm，取h=400mm b= (1/31/2)×400=134200mm，取b=250mm 1012軸線：BD軸線 h=（1/81/12)×6000=500750mm，取h=600mm b= (1/31/2)×600=200300mm，取b=250mm其中，五層與屋頂?shù)?13軸線/DG軸線取800*250mm框架梁。 2.2.3 次梁 次梁高：h=（1/121/18）L（L為梁跨度） （1）樓主體外側(cè)次梁： 取 h=400

21、mm，b=250mm （2）衛(wèi)生間次梁與二級(jí)次梁：分別取 h=350mm，b=200mm h=200mm，b=200mm （3）樓梯間次梁： 取h=400mm，b=200mm 2.2.4框架柱 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，一般樓面總荷載設(shè)計(jì)值可取11kN/m²，邊柱系數(shù)取1.0，中柱系數(shù)取1.1，則柱軸力為: N=（1.0或1.1）×n×11×A（n為建筑總層數(shù)） 結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)為三級(jí)，查建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009-2012）得柱軸壓比限制為0.85。選擇C35混凝土，fk=16.7kPa。 D軸線與G軸線上框架柱均采用400 mm×500 mm的柱,其

22、他框架柱均采用400 mm×400 mm的柱。 對(duì)柱進(jìn)行軸壓比驗(yàn)算： KJZ6D： KJZ6G： KJZ6H： 各柱尺寸及布置圖如下圖 2.1 底層柱布置2.3計(jì)算簡圖 采用現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)，假定底層柱下端固接于基礎(chǔ)頂面，梁柱節(jié)點(diǎn)為剛結(jié)。 2.3.1梁、柱計(jì)算跨度及計(jì)算高度 梁、柱的位置以桿件的軸線表示：橫梁的軸線原則上取截面形心線；等截面柱的軸線取該截面的形心線，變截面柱的軸線取小截面的形心線。 橫梁的計(jì)算跨度取柱中心線間的距離。 柱的計(jì)算高度按下述采用：底層柱高取基礎(chǔ)頂面至二層樓面板頂?shù)木嚯x，其余各層柱高取層上、下樓（屋）面板頂間的距離，即層高。（1）梁計(jì)算跨度15層: DG軸橫梁的

23、計(jì)算跨度為7500mm。 GH軸橫梁的計(jì)算跨度為2700mm。 H軸外伸橫梁的計(jì)算跨度為2120mm。伸臂梁簡化為集中力和集中力矩作用于一層相應(yīng)節(jié)點(diǎn)（2）柱計(jì)算高度：初步確定基礎(chǔ)頂面至室內(nèi)地坪距離為1m，則底層柱高： 4.0+1.0=5.0m二四層柱高： =3.6m五層柱高: =3.6m，=4.0m 2.3.2 梁柱線剛度 C35混凝土彈性模量： Ec=3.15107kN/m2（1）梁的線剛度：軸線B-D間的梁：11軸線，考慮板的影響，此段梁為中框架梁=N10、12軸線，考慮板的影響，此段梁為邊框架梁= =N軸線D-G間的梁：613、1617軸線，考慮板的影響，此段梁為中框架梁=N5、14、1

24、5、18軸線，考慮板的影響，此段梁為邊框架梁=N4軸線，考慮板的影響，此段梁為矩形框架梁=N軸線G-H間的梁：517軸線，考慮板的影響，此段梁為中框架梁=N4、18軸線，考慮板的影響，此段梁為邊框架梁=N其中五層軸線D-H間的梁：913軸線，考慮板的影響，此段梁為中框架梁=N（2）柱的線剛度 底層：400 mm×400 mm=N400 mm×500 mm=N500 mm×500 mm=N二四層：400 mm×400 mm=N400 mm×500 mm=N五層：400 mm×400 mm=N400 mm×500 mm=N400

25、 mm×400 mm=N400 mm×500 mm=N 3 水平地震作用計(jì)算3.1 荷載計(jì)算 3.1.1恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值 （1）不上人屋面三氈四油熱鋪綠豆砂一層 0.4 kN/m2 冷底子油一層 020厚1：3水泥砂漿找平層 20×0.02=0.4kN/m280厚礦渣水泥保溫層 14.5×0.08=1.16kN/m2 20厚1：3水泥砂漿找平層 20×0.02=0.4 kN/m2120厚現(xiàn)澆鋼筋砼屋面板 25×0.12=3.0kN/m210厚混合砂漿抹灰層 17×0.01=0.17 kN/m2合計(jì) 5.53kN/m2（2）標(biāo)準(zhǔn)層

26、樓面（地磚樓面）20厚1：3水泥砂漿找平層 17×0.02=0.34kN/m2120厚現(xiàn)澆鋼筋砼樓面 25×0.12=3.0kN/m220厚混合砂漿抹灰層 17×0.02=0.34kN/m2合計(jì) 3.68kN/m2（3）標(biāo)準(zhǔn)層衛(wèi)生間樓面 20厚1：3水泥砂漿找平層 （四周作圓弧狀或鈍角） 17×0.02=0.34kN/m2100厚現(xiàn)澆鋼筋砼樓面 25×0.1=2.5kN/m220厚混合砂漿抹灰層 17×0.02=0.34kN/m2合計(jì) 3.18kN/m2（4）樓梯板恒載10厚1：4干硬性水泥砂漿找平層 0.13kN/m2撒水泥漿結(jié)合層

27、一道 0鋼筋砼基層 4.67kN/m210厚水泥砂漿抹灰層 0.13 kN/m2合計(jì) 4.93kN/m2 （5）樓梯平臺(tái)板恒載20厚1：4干硬性水泥砂漿找平層 17×0.02=0.34kN/m2撒水泥漿結(jié)合層一道 0鋼筋砼基層 =3.0 kN/m220厚水泥砂漿抹灰層 17×0.02=0.34 kN/m2合計(jì) 3.68kN/m2（6）門窗門窗按0.6 kN/m2計(jì)算（7）外墻 刷（噴）內(nèi)墻涂料 10厚1：2水泥砂漿抹面 17×0.01=0.17kN/m210厚1:3水泥砂漿打底 17×0.01=0.17kN/m2刷界面處理劑一道 0實(shí)心磚 19×

28、;0.24=4.56kN/m2刷界面處理劑一道 012厚1：3水泥砂漿打底 17×0.012=0.20kN/m28厚1:2.5石灰砂漿粉面 17×0.008=0.1 0kN/m2合計(jì) 5.24kN/m2（8）內(nèi)墻 刷（噴）內(nèi)墻涂料10厚1：2水泥砂漿抹面 17×0.01=0.17kN/m210厚1:3水泥砂漿打底 17×0.01=0.17kN/m2刷界面處理劑一道 0實(shí)心磚 19×0.24=4.56kN/m2刷界面處理劑一道 010厚1：3水泥砂漿打底 17×0.01=0.17kN/m210厚1：2.5石灰砂漿粉面 17×0

29、.01=0.17kN/m2 刷（噴）內(nèi)墻涂料 0 合計(jì) 5.24kN/m2（9）120隔墻雙面抹灰板條隔墻 0.9 kN/m2合計(jì) 0.9kN/m2（10）食堂屋面女兒墻 乳膠漆（或涂料）一底二面 0 刮防水膩?zhàn)右恢炼?0 6厚1：3聚合物水泥砂漿 20×0.012=0.24kN/m22-3厚NALC界面劑 020厚1：3水泥砂漿找平層 20×0.02=0.4 kN/m2240厚實(shí)心磚 19×0.24=4.56 kN/m2合計(jì) 5.24kN/m（11）主樓屋面女兒墻 乳膠漆（或涂料）一底二面 0刮防水膩?zhàn)右恢炼?0 6厚1：3聚合物水泥砂漿 20×0

30、.012=0.24kN/m22-3厚NALC界面劑 020厚1：3水泥砂漿找平層 20×0.02=0.4 kN/m2240厚實(shí)心磚 19×0.24=4.56 kN/m2合計(jì) 5.24kN/m（12）雨篷多波型V-125建筑用壓型鋼板波高35mm厚，板厚6mm 自重0.065 kN/m2（13）底層樓地面恒載8厚地磚樓面，干水泥擦縫 =0.158 kN/m2撒素水泥粉（灑適量清水） 020厚1：2干硬性水泥砂漿粘結(jié)層 =0.4 kN/m2刷素水泥漿（或界面劑一道） 060厚C35砼 24×0.06=1.44kN/m2 100厚碎石夯實(shí) 14×0.1=1.4

31、kN/m2素土夯實(shí) 合計(jì) 3.40kN/m2（14）底層衛(wèi)生間樓面（地磚樓面、防水）8厚地磚樓面，干水泥擦縫 19.8×0.008=0.158kN/m2撒素水泥面（灑適量清水） 020厚1：2干硬性水泥砂漿粘結(jié)層 20×0.02=0.4kN/m2刷素水泥漿（或界面劑一道） 040厚C35細(xì)石砼 24×0.04=0.96kN/m2防水層 0 厚1.8聚氨酯三遍涂膜防水層 0 60厚C35砼 24×0.06=1.44kN/m2 100厚碎石夯實(shí) 14×0.1=1.4kN/m2素土夯實(shí) 合計(jì) 4.36kN/m2 （15）框架梁線荷載 200×

32、;200梁： 25×0.2×0.2+(0.2-0.12)×2+0.2)×0.17=1.06kN/m 200×350梁： 25×0.2×0.35+(0.35-0.12)×2+0.2)×0.17=1.86 kN/m 250×400梁： 25×0.25×0.4+(0.4-0.12)×2+0.25)×0.17=2.64kN/m250×600梁： 25×0.25×0.6+(0.6-0.12)×2+0.25)×0.17

33、=3.96kN/m250×700梁： 25×0.25×0.7+(0.7-0.12)×2+0.25)×0.17=4.61kN/m250×800梁： 25×0.25×0.8+(0.8-0.12)×2+0.25)×0.17=5.27kN/m 平臺(tái)梁250×400： 25×0.25×0.4+(0.4-0.12)×2+0.25)×0.17=2.64 kN/m （16）框架柱線荷載 400×400柱： 25×0.4×0.4+17

34、×(0.4+0.02×2)²-0.4×0.4)=4.57 kN/m 400×500柱： 25×0.4×0.5+17×(0.4+0.02×2)×(0.5+0.02×2)-0.4×0.5)=5.64 kN/m D=500圓柱： 25××0.25²+17×(0.27²-0.25²)=5.46 kN/m3.2重力荷載代表值計(jì)算 3.2.1 構(gòu)件面積計(jì)算 （1）墻面積 一層：外墻 4.45×(62.2+10.2)&#

35、215;2+1.8×4)=676.4m² 扣臺(tái)階 0.45×(9+4.5+4.2)=7.97m² 扣門窗3.8×3.2+4.1×3.2×22.25×2.6+1.8×2.2×18+13.26×3.2+12.76×3.2=198.8m² 扣門洞 4.5×3.2=14.4m² 總計(jì) 676.4-7.97-198.79-14.4=455m² 240內(nèi)墻 4×(7.5×5+2.7×3+4.2+4.5×3+4.0)=269.2m² 扣門窗 1.8×2.8+2.25×2.6×2+0.9×2.1×2=20.52m² 總計(jì) 269.2-20.52=249m² 120內(nèi)墻 4×(4+2.7+4.5+0.3+1.82)=53.28m² 扣門窗 0.8×2+0.8×2=3.2m