大连理工大学本科生宿舍楼设计土木工程专业.docx

摘 要 在本文中，笔者综合运用大学所学，根据任务书要求进行了现浇钢筋混凝土框架结构宿舍楼的建筑设计及结构设计。本毕业设计题目为“大连理工大学本科生宿舍楼设计”。本工程所在地为大连（甘井子区），地震设防烈度为 7 度（0.10g），设计地震分组为第二组。建筑场地类别属于类，冻深 0.7m。宿舍楼为钢筋混凝土框架结构体系，不上人屋顶，总建筑面积约 5609.52m2。结构总层数为六层，首层层高 3.6m，标准层层高均为 3.3m，室内外高差 0.450m，建筑总高度为 20.7m，设计使用年限 50 年。关键词：关键词：框架结构；结构设计；地震作用；内力计算；内力组合 Design for dormitory of Dalian University of Technology Abstract In this article,I comprehensived use of what I learn in the university and carried out the cast-in-place reinforced concrete frame structure dormitory building design and structural design，according to the requirements of the mission.The graduation design topic is Design for dormitory of Dalian University of Technology.The project is located in Dalian(Ganjingzi District).The seismic fortification intensity is 7 degrees，and the earthquake group is the second group.The construction site category belongs to class,the frozen deep is 0.7m.The dormitory is reinforced concrete frame structure system,not on the roof,and the total construction area ois about 5609.52m2.The total number of layers is six，first layer is 3.6m high，standard layer is 3.3m high，and the height between indoor and outdoor is 0.450m.The total height of the building is 20.7m，and the design using age is 50 years.Key Words：Frame Structure;Structure Design;Seismic Action;Internal force calculation；Internal force combination 目 录 摘 要.1 Abstract.2 引 言.5 1 建筑设计说明.6 1.1 设计任务书.6 1.2 设计依据.6 1.3 各部分结构构造.6 1.4 防火设计.8 1.5 基本要求.9 2 结构设计论述.9 2.1 气象条件.9 2.2 地质条件.9 2.3 地震设防烈度.9 2.4 材料选用.9 2.5 结构体系.9 2.6 施工方式.9 3 框架设计.9 4 荷载统计.13 5 多遇地震水平作用计算.17 6 风荷载计算.22 7 竖向荷载作用下横向框架的内力计算.25 8 内力组合.32 9 构件截面设计及配筋计算.42 9.1 梁截面设计.42 9.2 柱截面设计.46 10 楼梯设计.48 10.1 楼梯板设计.48 10.2 平台板设计.49 10.3 平台梁设计.50 11 独立基础设计.52 结结 论论.55 参参 考考 文文 献献.56 致致 谢谢.57 引 言 本毕业设计题目为“大连理工大学本科生宿舍楼设计”。本工程所在地为大连（甘井子区），设防烈度为 7 度（0.10g），设计地震分组为第二组。建筑场地类别属于类，冻深 0.7m。宿舍楼为六层钢筋混凝土框架结构体系，不上人屋顶，总建筑面积约 5609.52m2，建筑平面为近似矩形。本工程地势平坦，地面标高 31.64-34.93m，地层从上至下为：表层2.0-3.0m 厚为人工堆积层（黏质粉土）；以下为第四纪沉积土层；标高 24.63-25.35m 以下为卵石层。地下水位较深，勘测最深钻孔（标高 19.73m）未见地下水，且地下水质对各类水源无任何腐蚀性。地基承载力特征值 =300kN/。基础采用独立基础，框架梁、柱、板均为现浇，建筑设计使用年限为 50 年，耐火等级二级，设计包括主体结构部分、楼梯、基础等。本次设计的内容包括建筑设计部分与结构设计部分。建筑设计内容包括建筑平面设计、建筑立面设计、建筑剖面设计、建筑总平面设计、建筑构造设计等内容，使其满足使用功能及造型美观的要求。并绘制了建筑施工图若干。本次设计的重点是综合利用我们大学四年所学习的专业知识，包括混凝土结构设计原理、高层建筑结构设计、结构力学、抗震设计以及基础工程等课程，并且学会查找相关知识以及国家规范等；并且学习并熟练使用相关软件，比如 AutoCAD、天正建筑、PKPM、Etabs等。通过本次毕业设计我学习到很多，也更加了解了土木工程，相信这会在以后对我有很大的帮助。1 建筑设计说明 1.1 设计任务书 设计名称：大连理工大学本科生宿舍楼。结构及设计参数：结构为钢筋混凝土的框架结构，建筑面积 5609.52 左右，基础采用独立基础，框架梁、柱、板均为现浇。室内外高差 0.450m。基本设计条件：基本风压 0.65kN/m2（标准值）；场地粗糙类别为 C 类；抗震烈度 7 度，场地类别属于类，设计地震分组为第二组，建筑设计使用年限为 50 年，耐火等级为二级。1.2 设计依据 住宅设计规范 GB50096-2011 建筑结构荷载规范 GB50009-2012 混凝土结构设计规范 GB50010-2010 建筑地基基础设计规范 GB50007-2011 建筑抗震设计规范 GB50011-2010 建筑设计防火规范 GB50016-2013 建筑结构制图标准 GB/T50105-2010 房屋建筑制图统一标准 GB/T50001-2010 以及相关教材、建筑结构构造图集、建筑设计图集等相关资料。1.3 各部分结构构造 1 施工方法（1）屋面(不上人屋面)20mm 厚 1:3 水泥砂浆面层 10mm 厚低标号砂浆隔离层 防水卷材防水层 20mm 厚 1:3 水泥砂浆找平层 保温层（泡沫塑料板）30mm 找坡层 120mm 厚钢筋混凝土屋面板 10mm 厚板底抹灰顶棚 （2）楼面：地砖面层 120mm 厚钢筋混凝土板 10mm 厚板底抹灰顶棚（3）外墙（由内至外）：20mm 厚石灰粗砂粉刷层；300mm 厚灰砂砖。（4）内墙：200mm 厚灰砂砖，双面石灰粗砂粉刷 20mm。2 建筑材料选用 墙：轻质砌块 窗：塑钢窗 结构正立面图、背立面图、侧立面图、楼梯剖视图如下所示。图 1.1 正立面 图 1.2 背立面 图 1.3 侧立面 图 1.4 剖面图 1.4 防火设计 建筑为六层公共建筑，建筑分类为二类，耐火等级为二级。建筑总长为 58.8m，设有 2 个楼梯，一个正门及一个侧门；任一房间与外部出口的最远距离不大于 24m，安全疏散距离满足规范要求（要求规定 30m）。建筑疏散走廊取2.1m（大于最小净宽1.40m），疏散楼梯取2.1m（大于最小净宽1.20m），外门净宽为 3.8m，均满足规范要求。1.5 基本要求 2 结构设计论述 2.1 气象条件 雪 荷 载：0.40kN/m2 基本风压：0.65kN/m2 2.2 地质条件 本工程地势平坦，地面标高 31.64-34.93m，地层从上至下为：表层 2.0-3.0m 厚为人工堆积层（黏质粉土）；以下为第四纪沉积土层；标高 24.63-25.35m 以下为卵石层。地下水位较深，勘测最深钻孔（标高 19.73m）未见地下水，且地下水质对各类水源无任何腐蚀性。地基承载力特征值 =300kN/。建筑场地类别属于类，冻深 0.7m。2.3 地震设防烈度 建筑地震设防烈度：7 度 设计基本地震加速度值：0.10g 地震分组：第二组 2.4 材料选用 2.5 结构体系 结构：现浇式钢筋混凝土框架结构；楼梯：钢筋混凝土梁板式楼梯。2.6 施工方式 梁、板、柱均为现浇钢筋混凝土。3 框架设计 3.1 结构平面简图 图 3.1 结构平面布置简图 由于结构尺寸较大，故取轴一榀框架为例进行计算。横向框架计算简图如下：图 3.2 横向框架结构简图 3.2 构件尺寸确定（1）梁截面尺寸的确定：主梁截面高度一般为跨度的 1/81/12，次梁截面高度一般为跨度的 1/181/12 当梁的负载面积较大或荷载较大时，宜取上限值,为防止梁产生剪切脆性破坏,梁的净跨与截面高度之比不宜小于 4；梁的截面宽度为梁高的 1/31/2,且宽度不易小于 200mm。主梁：纵向主梁：h=（1/81/12）7200=600900mm，取 h=700mm；b=（1/31/2）700=233350mm，取 h=300mm。横向主梁：边跨：h=（1/81/12）6900=575862mm，取 h=700mm；b=（1/31/2）700=233350mm，取 h=300mm。中跨：h=（1/81/12）2100=175262mm，不合理；为保证 b200mm，取 b=200mm，h=600mm。次梁：h=（1/181/12）6900=383575mm，取 h=500mm；b=（1/31/2）500=167250mm，取 h=200mm。（2）柱截面尺寸的确定：框架柱的截面尺寸一般根据柱的轴压比限值计算，公式如下：NFgn 柱轴压力增大系数；F简支状态下，柱的负载面积；g单位建筑面积上的重力荷载代表值，近似取 12kN/m2；n验算截面以上的楼层数；轴心抗压强度设计值，C30 查表得 14.3kN/m2；轴压比限值，二级框架柱=0.75（由抗震规范（2010）表 6.3.6 查得）计算：N=12（1.05+3.45）7.26=2332.8kN；=217510mm2；=466.4mm，取 =500mm。（3）屋面及楼面均采用 120mm 厚现浇钢筋混凝土 3.3 梁柱惯性距的确定 求梁截面惯性距时，考虑现浇楼板的作用,取 I=2I0(I0为不考虑楼板翼缘作用的梁截面惯性距)。E=3.0104N/mm2=3.0107kN/m2（C30）AB、CD 跨梁:i=1/12(bh3/L)=2E1/12(0.30.73/6.9)=24.910-4E（m3）BC 跨梁:i=1/12(bh3/L)=2E1/12(0.20.63/2.1)=34.310-4E（m3）柱:标准层：i=1/12(bh3/L)=E1/12(0.50.53/3.3)=15.810-4E（m3）底 层：i=1/12(bh3/L)=E1/12(0.50.53/3.6)=14.510-4E（m3）计算公式：i=，对于现浇混凝土框架，中框架梁 EI=2EI0，边框架梁 EI=1.5EI0，楼梯间处的框架梁 EI=1.5EI0。（I0为不考虑楼板翼缘作用的梁截面惯性矩）。表 3.1 梁的线刚度 位置 E（kN/m2）截面 bh（m）惯性距 10-3m4 104（kN m）AB、CD 跨 3.0107 0.30.7 8.575 5.59 BC 跨 3.0107 0.20.6 3.6 10.29 表 3.2 柱的线刚度 层次 E（kN/m2）截面 bh（m）层高（m）惯性距 10-3m4 i104