西安理工大學三號宿舍樓設計論文設計

1、西安理工大學三號宿舍樓設計論文設計 1 1 設計資料 1.1 建筑設計說明書 1.1.1 方案說明 （1）本土木工程畢業(yè)設計題目為西安理工大學三號宿舍樓，基礎選擇是獨立基礎，建筑主體高度為 1.7m，建筑結構形式為鋼筋混凝土框架結構。 （2）設進深設為 6.6m，設柱距設為 3.6m。 （3）將樓梯設在了宿舍樓的三分之一處，照二級防火要求，都照著防火要求設計在宿舍的兩側設有安全出口。 （4）本設計中宿舍總長度 50.4m，在宿舍兩側設有廁所。 （5）窗臺高 900mm，是滿足采光通風要求。 （6）設為不上人屋面，防水采用二級。 1.1.2 建筑設計說明及構造做法 （1）該宿舍樓有五層，宿舍樓有

2、 17.5m，首層室內地坪標高0.000m，室內和外面有 0.45m 的差距。 （2）設計材料：板樓梯間、柱與梁是現(xiàn)澆的都是 c30，全部板鋼筋 hrb335，柱與梁的受力筋是 hrb335，箍筋是 hpb300。 （3）屋面做法：鋼筋混凝土現(xiàn)澆板 20mm 石灰砂漿抹底 20mm 水泥砂漿找平 80160 厚（3%找坡）膨脹珍珠巖保溫層 四層作為防水層（一氈二油上鋪小石子）。 （4）樓地面做法：鋼筋混凝土現(xiàn)澆板 20mm 石灰砂漿抹底 20mm 水泥砂漿找平，水磨石面層。 （5）頂棚制作：給內墻的涂料是乳膠漆，116 水泥石灰砂漿打底 15mm，面刮膩子 5mm。 （6）墻體制作：該宿舍樓框

3、架填充墻采用磚墻，內墻厚度是為 200mm，外墻厚 2 度是為 240mm。 （7）門和窗選擇：標準塑鋼窗 （8）選 100mm 直徑的落水管。 2 結構布置與選型 2.1 結構選型 宿舍樓共 5 層，功能簡單，宿舍樓是現(xiàn)澆結構。 2.2 結構布置 宿舍樓的柱距為 3.6m。板選擇雙向板。樓面與屋面的板去 120mm。 材料選用： 墻體：內外墻均采用磚墻，普通磚重量 18kn/m 3 。 窗：=0.35kn/m 2 門：木門 圖 2-1 平面結構布置圖 3 2.3 梁柱截面尺寸的估算 2.3.1 梁的截面估算 ( )縱向框架梁：h= 1/81/12 3600=450mm300mm ´

4、 去 h=450mm ( ) b= 1/21/3 h=225mm150mm， 去 b=250 毫米。 橫向邊跨梁：( ) ( )h= 1/81/12 l= 1/81/12 6600=825mm550mm ´ 去 h=600 毫米。 ( )b= 1/21/3 h=300mm200mm 去 b=300 毫米。 橫向中跨梁：去 h=400 毫米，b=300 毫米 橫向次梁：去 h=300 毫米 , b=200 毫米 2.3.2 柱截面的估算 本工程為現(xiàn)澆鋼筋混凝土結構，8 度設防，高度lt;30m，抗震分組為第一組，類場地，取底層中柱估算柱尺寸，根據(jù)經驗荷載為 15kn/m 2 ： 5 1

5、5 7.2 3.6 1. ( ) 2 2592 n kn = ´ ´ ´ + = 由軸壓比限值得 a c cfn9 . 0=32592100.9 14.3´´=202199mm 2 mm a bc78 . 448 = = 柱選 500 毫米500 毫米 4 3 框架計算簡圖與梁柱線剛度 3.1 確定框架計算簡圖 圖 3-1 結構計算簡圖 3.2 框架梁柱的線剛度計算 砼 c30，4 2 7 2303.0 10 3.0 10 /ce mm kn m = ´ = ´ 對于邊框架橫梁：3 9 401 / 12 300 600 5.

6、4 10bi i mm = = ´ ´ = ´ 中框架橫梁：3 9 401 / 12 300 400 1.60 10bi i mm = = ´ ´ = ´ 現(xiàn)澆框架結構梁慣性矩為： 0中框架梁i=2i，0邊框架梁i=1.5i， 線剛度i=ei/l 邊跨梁/ i ei l =410 3.6 n m 8 k = ´ × 中跨梁/ i ei l =410 =3 m .20 kn ´ × 底層柱/ i ei l =410 3.6 n m 2 k = ´ × 其余各層柱/ i ei l

7、 =410 =4 m .74 kn ´ 5 令 1.0 i =余柱，則其余各層桿件的相對線剛度為： 邊跨梁i=0.78 ，底層柱i=0.77 ，中跨梁i=0.68 4 荷載計算 4.1 恒載標準值計算 4.1.1 屋面 20 厚水泥沙漿找平：20.02 20 0.40 / kn m ´ = 80160 厚（3%找坡）膨脹珍珠巖： ()20.08 0.16 2 7 0.84 / kn m + ¸ ´ = 20.36 / 四層作法防水層： kn m 100mm 厚鋼筋混凝土樓板：20.1 25 2.5 / kn m ´ = 20mm 厚石灰砂漿抹底

8、： 20.02 17 0.34 / ? kn m ´ = 屋面恒荷載： 2 240 ? 0.84 / kn m kn m +2 2 20.36 / 2.5 / 0.34 / kn m kn m kn m+=4.44 2/ kn m 4.1.2 各層樓面 20mm 厚水泥砂漿找平 20.02 20 0.40 / kn m ´ = 120mm 厚鋼筋混凝土樓板 20.12 25 3 / kn m ´ = 20mm 厚石灰砂漿抹底 20.02 17 0.34 / kn m ´ = 水磨石面層 20.65 / ? kn m 總計：24.39 / kn m 6 4

9、.1.3 梁自重 邊框橫梁300 600 b h mm mm ´ = ´自重： 2(0.6 0.12) 0.3 25 3.6 / kn m - ´ ´ = 縱梁b h=250mm 450mm自重： ´ ´ 2（0.45-0.12） 0.3 25=3.6 / kn m ´ ´ 中跨橫梁b h=300mm 400mm： ´ ´ 2(0.4 0.12) 0.3 25 3.0kn / m - ´ ´ = 次梁b h=200mm 300mm自重： ´ ´ 2(0.3

10、 0.12) 0.2 25 3.0 / kn m - ´ ´ = 合：211.66kn/m 4.1.4 柱自重 b h=500mm 500mm ´ ´ 柱自重 20 . 5 0 . 5 2 5= 6 . 2 5 / k n m ´ ´ 總計：26.25 / kn m 4.1.5 外縱墻自重 除去底層的其它層 縱墻： 20 . 9 0 . 2 4 7 2 . 0 / k n m ´ ´ = 窗： 23 . 0 0 . 3 5 0 . 7 4 / k n m ´ = 外墻面： ( )23 . 6 - 3 .

11、0 0 . 3 4 0 . 5 1 / k n m = ´ 內墻面： ( )23 . 6 3 . 0 0 . 3 4 0 . 5 1 / k n m - ´ = 7 合：23.759? / kn m 一層 縱墻： ( )24.6 3.0 0.6 0.45 0.24 7 2.436 / kn m - - - ´ ´ = 窗： 23 . 0 0 . 3 5 0 . 7 4 / k n m ´ = 外墻面： ()23.6 3.0 0.34 0.51 / kn m - ´ = 內墻面： ()23.6 3.0 0.34 0.51 / kn m

12、- ´ = 合：24.189 / kn m 4.1.6 內縱墻的重量 除去底層的其它層 縱墻：23.0 0.18 7 2.793 / kn m ´ ´ = 窗： 20.349 0.89 0.316 / kn m ´ = 內墻面：23.0 0.34 2 1.428 / kn m ´ ´ = 合：24.539 / ? kn m 4.1.7 內隔墻自重 除去底層的其它層 內隔墻：23.0 0.19 7 3.99 / kn m ´ ´ = 內墻面：23.0 0.34 2 2.04 / kn m ´ ´

13、= 合： 26.02 / kn m 一層 內隔墻： ()24.6 0.6 0.45 0.19 7 4.72 / kn m - - ´ ´ = 內墻面： ()24.6 0.6 0.45 2 0.34 2.41 / kn m - - ´ ´ = 合： 27.14 / kn m 8 4.1.8 女兒墻自重 女兒墻自重20.7 0.25 18 3.15? / kn m ´ ´ = 壓頂自重 20 . 1 0 . 2 5 2 5 0 . 6 3 ? / k n m ´ ´ = 合：23.78? / kn m 4.1.9 山墻

14、自重 縱墻：23.3 0.7 0.24 7 4.38? ( ) / kn m - ´ ´ = 外面墻：23.3 0.7 0.34 0.88 ) / ( kn m - ´ = 內面墻：23.3 0.7 0.34 0.88 ) / ( kn m - ´ = 合：26.13? / kn m 4.2 活荷載標準值計算 4.2.1 屋面和樓面荷載標準值 屋面： 20.5 / ? kn m 樓面： 宿舍 21 . 5 / k n m 過道 22 . 0 / k n m 洗手間 22 . 0 / k n m 4.2.2 雪荷載 0 k rs s m =2=1.0 0.

15、25=0.25kn/m ´ 9 4.3 豎向荷載下框架受荷 4.3.1 在 a-b 及 c-d 軸內受荷 83 . =ll 選擇雙向的板 在 bc 軸里： 2 . 23000660021= =ll 選擇雙向的板 4.3.2 在 a-b 軸間框架梁受荷 圖 4-1 板傳荷載示意圖 屋面板： 恒載：( ) ( ) )2 324.44 1.8 1 2 1.8 / 6.6 1.8 / 6.6 2 15. 2 / 1 kn m ´ ´ - ´ + ´ = éë 活載：( ) ( ) )2 320.5 1.8

16、1 2 1.8 / 6.6 1.8 / 6.6 2 1.5 / 7 kn m ´ ´ - ´ + ´ = éë 樓面板： 恒載：( ) ( ) )2 324.39 1.8 1 2 1.8 / 6.6 1 .8 / 6.6 2 14.9 / kn m ´ ´ - ´ + ´ = éë 10 活載：( ) ( ) )2 321.5 1.8 1 2 1.8 / 6.6 1.8 / 6.6 2 4.7 / 1 kn m ´ ´ - ´ + ´

17、= éë 在 a-b 軸間框架梁均布為： 22屋面梁：恒載=梁自重+板傳荷載=3.6+15.12=18.72kn/m 活載=板傳荷載=1.6 kn/m 4.3.3 屋面板: ( )2恒載：4.44 3/2 5/8 2=8.325kn/m ´ ´ ´ ( )2活載：0.5 3/2 5/8 2=0.94kn/m ´ ´ ´ 樓面板： ( )2恒載：4.39 3 / 2 5 / 8 2 8.23 / kn m ´ ´ ´ = ( )2活載：2.0 3 / 2 5 / 8 2 2.8 / kn

18、 m ´ ´ ´ = 梁自重：23.0kn/m 在 b-c 軸間; 22屋面梁：恒載=梁自重+板傳荷載=3.6+8.325=11.925 kn/m 活載=板傳荷載=0.94 kn/m 22樓面梁：恒載=梁自重+板傳荷載=3.6+8.23=11.83 kn/m 活載=板傳荷載=2.8 kn/m 4.3.4 a 軸柱豎向集中荷載 頂層柱：恒載=女兒墻重+梁重+板給的荷載 2= 3 . 7 8 3 . 6 2 . 0 6 （3 . 6 0 . 5 ） 3.6 （6.6 0.5） 2 0.44 （6.6 2 0.25）（3.6 0.30）=75.64kn/m´

19、+ ´ - + ´ - ¸ + ´ ¸ - ´ - 活載=板傳荷載 11 2=0.5 （6.6 2 0.25）（3.6 0.30）=5.03kn/m´ ¸ - ´ - 標準層柱：恒載=墻重+梁重+板給的荷載 ( ) ( )( ) ( )23.76 3.6 0.5 3.6 6.6 0.5 / 2 4.396.6 / 2 0.25 3.6 0.30 66.81 / kn m= ´ - + ´ - + ´- ´ - = ( ) ( )2活載=板傳荷載 2.0 6.6 /

20、2 0.25 3.6 0.30 15.1 / kn m = ´ - ´ - = 4.3.5 b 軸柱豎向集中荷載 五層： ( ) 恒載 梁自重 縱梁、橫梁 板傳荷載 = + ( ) ( ) ( ) ( ) ( )22.06 3.6 0.5 3.6 6.6 0.5 / 2 3 3.0 0.5 / 2 4.44 6.6 3.0 / 2 0.25 3.6 0.3 87.77 / kn m = ´ - + ´ - + ´ - + ´ + - ´ - = ( ) ( )活載=板傳荷載=0.5 6.6 3.0 / 2 0.25 3.6

21、0.3 7.5 kn ´ + - ´ - = é ùë û 二到四層柱： 恒荷載 梁重 板給的荷載 = + ( ) ( )( )( ) ( )22 . 0 6 3 . 6 0 . 5 3 . 6 6 . 6 0 . 5 / 21 . 8 9 3 . 0 0 . 5 / 24 . 3 9 6 . 6 3 . 0 / 2 0 . 2 5 3 . 6 0 . 3 8 5 . 6 5 ? / k n m= ´ - + ´ -+ ´ -+ é ùë û´ + - &

22、#180; - = ( ) ( )22.0 6.6 3.0 / 2 0.25 3.6 0.3 22.5 / 活荷載 板給的荷載= kn m ´ + - ´ - = é ù =ë û 12 圖 4-2 豎向受荷總圖(kn) 4.4 風荷載計算 0 z s zw b m m w =bh hj i2+ 西安風壓：w 0 =0.35kn/m 2 表 4-1 樓層 高度 h(m) zm kw 2( ) a m ( )p kn 五 17.5 1.18 0.537 23.76 12.76 四 14.2 1.1 0.500 23.76 11.88 三

23、 10.9 1.01 0.459 23.76 10.91 二 7.6 1.0 0.455 23.76 10.81 一 4.3 1.0 0.455 23.76 12.45 表 4-2 樓層 k 4/ (10 ) d kn m 0y y1 2 2y 3 3y y h h-y h 邊 五 2.225 0.53 2.8 0.41 0 1 0 1.35 1.95 13 柱 四 2.225 0.53 2.8 0.45 0 1 0 1 0 1.49 1.81 三 2.225 0.53 2.8 0.50 0 1 0 1 0 1.65 1.65 二 2.225 0.53 2.8 0.50 0 1 0 1 0 1

24、.65 1.65 一 1.98 0.62 2.17 0.55 0 0.77 0 2.37 1.93 中柱 五 5.04 0.72 3.81 0.45 0 1 0 1.49 1.81 四 5.04 0.72 3.81 0.50 0 1 0 1 0 1.65 1.65 三 5.04 0.72 3.81 0.50 0 1 0 1 0 1.65 1.65 二 5.04 0.72 3.81 0.50 0 1 0 1 0 1.65 1.65 一 4.48 0.77 2.7 0.50 0 0.77 0 2.37 1.93 剪力在各層分配（單位：kn） å=5n ii pip v，pikikvddv

25、 × =å 512.76pv = 52.70 v = 53.68 v = 424.64pv = 45.22 v = 47.10 v = 335.55pv = 37.53 v = 310.24 v = 246.36pv = 29.82 v = 213.36 v = 158.81pv = 112.46 v = 116.94 v = 14 圖 4-3 剪力分配圖 柱端彎矩計算（單位：knm） 7.859 9.92 5.439 8.17 15.768 19.55 12.977 19.55 21.446 29.19 21.446 29.19 28.478 38.74 28.478 3

26、8.74 44.305 55.14 54.417 67.71 圖 4-4 柱端彎矩圖 6 7 . 7 15 5 . 1 43 8 . 7 43 8 . 7 42 9 . 1 92 9 . 1 91 9 . 5 58 . 1 71 9 . 5 59 . 9 21 5 . 5 69 . 9 76 . 4 54 . 4 91 . 7 45 2 . 2 14 1 . 6 73 7 . 9 33027.2121.5315.4812.245.544.3854.42 54.4272.7944.3128.4849.9321.4528.4812.9821.4534.4321.215.4415.777.867.8672.7928.4821.4534.4321.2149.9312.985.444