遼 東 學 院 本 科 畢 業 設 計丹東二中5#宿舍樓設計The Design of No.5 Student Apartment Building of the Second Middle School in Dandong 學 生 姓 名： 學 院： 城市建設學院 專 業： 土木工程 班 級： B0 學 號： 14110802 指 導 教 師： 張艷秋 審 閱 教 師： 校審 完 成 日 期： 2012年5月20日 遼 東 學 院Eastern Liaoning University獨創性說明作者鄭重聲明：本畢業設計是我個人在指導教師指導下進行的研究工作及取得研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標注和致謝的地方外，畢業設計中不包含其他人已經發表或撰寫的研究成果，也不包含為獲得遼東學院或其他單位的學位或證書所使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的貢獻均已在論文中做了明確的說明并表示了謝意。作者簽名：_ 日期：_ 丹東二中5#宿舍樓設計摘 要本工程為丹東二中5#宿舍樓，為多層整體全現澆鋼筋混凝土框架結構。結構共五層，底層層高為3.6m，其他層高均為3m，建筑物總高度為16.6m，室內外高差0.45m，建筑面積約為5723m2，本次設計主要包括建筑設計和結構設計兩大部分。建筑設計部分嚴格按照國家規定的建筑規范進行設計，根據建設用地條件和建筑使用功能、周邊環境特點，并在認真貫徹“適用、安全、經濟、美觀”的設計原則的基礎上，進行平面定位設計、平面設計、立面設計及剖面設計。結構設計部分主要進行了結構方案中框架8軸框架的設計，并嚴格按照結構規范進行設計。設計內容主要包括以下幾點：首先，進行結構選型，梁、柱、墻等構件尺寸的確定；然后進行了層間荷載代表值的計算；接著利用頂點位移法求出自振周期，進而按底部剪力法計算水平地震荷載作用下大小，進而求出在水平荷載作用下的結構內力；豎向荷載作用下框架內力計算采用彎矩二次分配法，并將求得的內力進行內力組合，進而求得截面配筋。最后根據地質情況進行混凝土預制樁基礎的設計；此外還有屋蓋、樓蓋、樓梯、雨篷等構件的配筋。本設計嚴格按照最新規范及有關規定進行設計，其中采用的計算方法均參照有關書籍。關鍵詞：框架結構；內力計算； 內力組合；抗震設計；結構設計- I -The Design of No.5 Student Apartment Building of the Second Middle school in DandongAbstractThis engineering is dandong 2 # 5 dormitory building, for multi-layer whole all the cast-in-place reinforced concrete frame structure. Structure of five layers, the bottom layer of 3.6 m, other stories are 3 m, building a total height of 16.6 m, inside and outside elevation 0.45 m, with a construction area of about 5723 m2, the design includes building design and structure design of two parts.The architectural design part in strict accordance with the state provisions for design of building codes. According to the construction land use function, construction condition and the surrounding environment and in conscientiously implement the apply, safety, economy, beautiful on the basis of the principle of design to Proceed the plane fixed position drawing design, the plane drawing design and sign to face the design, section design.The purpose of the design is to do the anti-seismic design in the longitudinal frames of axis9, which is strictly according to structure standard. The main contents of this design include the following: Firstly the weight of each floor is calculated .Then the vibrate cycle is calculated by utilizing the peak-displacement method, then making the amount of the horizontal seismic force can be got by way of the bottom-shear force method. The seismic force can be assigned according to the shearing stiffness of the frames of the different axis. Then the internal force in the structure under the horizontal loads can be easily calculated. The internal frame under the role of vertical load can be counted by bending moment distribution of the second. Then combination the internal forces with the forces solved above. Then count the section reinforcement. At last, design the prefabricated concrete pile foundation according to geological conditions. Besides, design the reinforcement of the roof, floor, stair and rain canopy.This article is designed strictly in accordance with the relevant provisions of the latest specification and calculation methods of using are all reference to the relevant books.Key Words：Frame Structure；Internal Force Calculation；Internal Force Combination；Structural Design；Anti-seismic Design；Structural Design- IV -目 錄摘 要IAbstractII一、建筑結構設計說明1（一）建筑設計的依據1（二）建筑平面設計1（三）建筑立面設計1（四）建筑材料2（五）建筑防火設計2二、結構設計3（一）工程概況3（二）結構設計條件3（三）框架布置及計算簡圖41.梁柱尺寸42.計算簡圖43.梁柱線剛度4（四）荷載計算61.恒荷載標準值計算62.活荷載標準值計算63.豎向荷載下框架受荷總圖74.梁端固端彎矩計算115.恒荷載計算116.活荷載計算16（五）地震作用內力計算191.重力荷載代表值計算192.梁、柱側移剛度D值計算213.框架地震作用計算224.框架地震內力的計算22（六）框架內力組合261.框架控制截面的內力262.梁內力組合263.柱內力組合324.內力設計值匯總37（七）截面設計391.梁截面設計392.柱截面設計43（八）樓梯設計481.樓梯設計48（九）現澆板設計521.荷載計算532.彎矩計算533.板內力計算534.支座內力計算545.次梁的設計55（十）雨篷配筋計算571.雨篷正截面承載力計算582.雨篷梁計算593.雨篷抗傾覆驗算60（十一）基礎配筋計算601.邊柱基礎602.中柱基礎62結 論66參 考 文 獻67附錄：遼東學院本科畢業設計任務書68致 謝74一、建筑結構設計說明（一）建筑設計的依據(1)滿足人體尺度和人體活動所需要的空間尺度；(2)家具、設備的尺寸和使用它們的必要空間；(3)溫度、濕度、日照、雨雪、風向、風速等氣候條件；(4)地形、地質條件和地震烈度；(5)舒適性：在環境、通風、溫濕度、光線等方面要柔和、協調，盡量借用外部的自然環境；(6)安全性：建筑安全防護措施做到不僅滿足規范要求而且更加人性化；(7)經濟性：把建設和維護一座宿舍樓所需要的經費和人員控制在最低限度。（二）建筑平面設計1.房間使用面積、形狀、大小的確定：依據任務書要求學生公寓170套左右每套23-25m2；收發室50-51m2；學生管理中心23-25m2；設衛生間。2.交通聯系部分的平面設計(1)水平交通聯系部分表1.1 走道寬度要求走道長度（m）走道凈寬（m）單面布房雙面布房40401.301.501.401.80(2)垂直交通聯系部分本設計樓梯選用板式樓梯，設計規范規定樓梯門、樓梯及走道總寬度應按每層通過人數每100人不小于1m計算，且梯段凈寬不應小于1.20m，樓梯平臺寬度不應小于樓梯梯段凈寬，公寓樓梯踏步寬度不應小于0.27m，踏步高度不應大于0.165m。扶手高度不應小于0.90m。（三）建筑立面設計1.尺度和比例。表明建筑外形，門窗，雨蓬外廊或陽臺及雨水管的形式和位置；標注總高，從室外地坪至屋頂最高處；各層間尺寸；門窗高度尺寸；必要部位的標高，如門廊、雨蓬等的位置；注明外墻材料及做法，飾面分格線立面細部詳圖索引號；立面名稱及比例（用立面的邊軸線編號表示）。2.居室在采用單層床時，層高不宜低于2.80m；在采用雙層床或高架床時，層高不宜低于3.60m；居室在采用單層床時，凈高不應低于2.60m；在采用雙層床或高架床時，凈高不應低于3.40m。（四）建筑材料1.主體部分：外墻和內墻為300厚爐渣砼小型空心砌塊砌筑，局部為非承重混凝土砌塊。爐渣砼小型空心砌塊砌體的強度等級：外墻MU5.0,內墻MU3.5，密度等級不大于1400kg/m。2.建筑材料節能部分：本設計外墻貼EPS板60厚，其它詳見具體部位特殊說明。所有EPS板與基層均應粘、錨牢固，且粘接面積在一層不得小于50%， EPS板外保溫體系基層找平層為20厚，粘接層5厚，聚合物砂漿3厚，抹面膠漿5厚。EPS板出廠之前應在自然條件下陳化42d，錨栓抗拉承載力標準值不應小于0.30KN/個。耐堿玻纖網設置在EPS外保溫體系所要求的部位及墻與柱或梁交接處，其網孔中心距：標準網為5mmx5mm、加強網為10mmx10mm， 玻纖網的搭接長度均200mm。EPS板位于始端或終端時，其側面涂抹面膠漿（或滿打膠） ,并用標準網翻包100寬、瀝青麻絲 及密封膏封嚴；凡窗口、窗榜及窗臺等處均貼EPS板30厚，且在一層外墻及各層窗或洞口等部位附加一層標準網。（五）建筑防火設計(1)公寓樓安全疏散應符合現行國家標準建筑設計防火規范GBJ 16、高層民用建筑設計防火規范GB50045的規定。(2)公寓安全出口門不應設置門檻，其凈寬不應小于1.40m。(3)建筑防火間距應符合表1.2。表1.2 民用建筑的防火間距耐火等級一、二級三 級四 級一、二級679三 級7810四 級91012二、結構設計（一）工程概況1.工程名稱：丹東二中5#宿舍樓設計2.建設地點：丹東市3.建筑面積約5723平方米4.建筑物為五層，底層層高為3.6m，其他層高為3m,室內外高差450mm5.結構形式為鋼筋混凝土框架結構6.設計使用年限為50年7.耐火等級為二級（二）結構設計條件本工程抗震設防類別為丙類，丹東市的抗震設防烈度為7度（設計基本地震加速度值為0.15g，設計地震分組為第一組），基本風壓：0.55 KN/m2,雪壓：0.4 KN/m2 ,類場地土，地面粗糙程度類別為B類。表2.1 地質條件表序號巖土分類土層深度(m)厚度范圍(m)地基承載力(kPa)樁端阻力(kPa)樁周摩擦力(kPa)1雜填土0.0-0.50.52粉 土0.51.51.0120103中 砂1.5-2.51.0200254礫 砂2.56.54.03002400305圓 礫6.512.56.0500350060注：地下水未見，表中給定土層深度由自然地坪算起。建筑場地所在地區的標準凍深（天然地面以下）為1.0m。結構環境類別為二類（基礎部分）和一類（其余部分），地面粗糙度為B類。建筑場地類別為類，場地土的特征周期為0.35s。（三）框架布置及計算簡圖1.梁柱尺寸(1)梁高hb=（1/121/8）lb b=（1/21/3）hb橫向 lb7.8m，hb=650975mm，取hb=700mm b=300mm縱向 lb6m hb=550825mm，取hb =700mm b=300mm過道 取hb=500mm b=300mm次梁 hb=350mm b=300mm(2)柱截面尺寸本工程為現澆鋼筋混凝土結構，7度設防，高度(3)恒荷載作用下梁端剪力梁端剪力均布荷載下: 表2.4 恒荷載作用下梁端剪力計算表部位層次q(KN/m)L(m)(KN)(KN)(KN)(KN)邊跨525.026.075.063.2672.8078.32433.36.099.900.5399.37100.43333.36.099.900.2799.63100.17233.36.099.900.3599.45101.25133.36.099.9010.4189.49110.31中跨512.51318.77018.7718.77411.23316.85016.8516.85311.23316.85016.8516.85211.23316.85016.8516.85111.23316.85016.8516.85(4)恒荷載作用下的柱軸力表2.5 恒荷載作用下的邊柱軸力計算表層橫梁剪力（KN）縱向荷載（KN）柱重（KN）（KN）邊柱軸力（KN）572.80125.5824.93198.60198.60223.53223.53 499.97143.3224.93243.29441.89268.22491.75399.63143.3224.93242.95684.84267.88759.63299.45143.3224.93242.77927.61267.701027.33189.49143.3226.42232.811160.42257.741258.07表2.6 恒荷載作用下的中柱軸力計算表層橫梁剪力（KN）橫梁剪力（KN）縱向荷載（KN）柱重（KN）（KN）中柱軸力（KN）578.3218.77129.7124.93226.80226.80251.73251.734100.4316.85163.5524.93280.83507.63305.76557.493100.1716.85163.5524.93280.57788.20305.5862.992101.2516.85163.5524.93281.651069.85306.581169.571110.3116.85163.5526.42290.711360.56317.131486.70說明: 為本層荷載產生的軸力(5)恒荷載作用下彎矩圖圖2.5 M彎矩圖(括號中為調幅后彎矩，)(6)恒荷載作用下軸力、剪力圖圖2.6 恒荷載作用下軸力、剪力圖（kN）6.活荷載計算(1)活荷載作用下彎矩分配：圖2.7 活荷載作用下彎矩分配（）(2)活荷載作用下跨中彎矩計算:M=QL2-M5AB=2.166.62-=3.39M5BC=0.9432-13.55=-9.79M4AB=6.966.62-=5.44M4BC=4.6932-4.36=14.4M3AB=6.966.62-=5.97M3BC=4.6932-9.36=9.4M2AB=6.966.62-=5.97M2BC=4.6932-9.36=9.4M1AB=6.966.62-=10.23M1BC=6.9632-9.36=9.4彎矩調幅邊跨：端部彎矩值乘尺以0.85，跨中彎矩值乘以1.2中跨：端部彎矩值乘尺以0.85，跨中彎矩值乘以0.9且都調至(3)活荷載下梁端剪力均布荷載下： 表2.7 活荷載下梁端剪力計算表部位層次q(KN/m)L(m)(KN)(KN)(KN)(KN)邊跨52.166.06.480.266.226.7447.06.0210.9220.0821.9237.06.0210.9020.1021.9027.06.0211.0219.9822.0217.06.0211.1619.8422.16中跨50.943.01.4101.411.4144.693.07.0407.047.0434.693.07.0407.047.0424.693.07.0407.047.0414.693.07.0407.047.04(4)活荷載作用下的柱軸力表2.8 活荷載作用下的柱軸力層(KN)縱向荷載(KN)邊柱軸力(KN)(KN)(KN)縱向荷載(KN)中柱軸力(KN)56.2248211.046.741.418.2118.62421.9219.2841.221.927.0431.81170.8321.9019.2841.1821.907.0431.81246.36222.0219.2841.322.027.0431.81322.92119.8419.2839.1222.167.0431.81400.16說明：為本層荷載產生的軸力(5)活荷載作用下彎矩圖圖2.8 M彎矩圖（括號中為調幅后彎矩, ）(6)活荷載作用下軸力、剪力圖圖2.9 活荷載作用下軸力、剪力圖（kN）（五）地震作用內力計算1.重力荷載代表值計算五層女兒墻： 23.68(15+76.3)=550.53kN屋面： 1576.34.825336.49kN縱（橫）梁： 4.16(57.6+16.2)2+57.62+(6.45529+2.815)=1638.18kN柱子： 8.31481.8598.96kN外墻： (55.8+12.45)8+2.65162+(3.316.2-2.11.8)0.310+(3.316.2-2.11.8)0.021722+2.6521/2= 791.76kN內墻： (14.77+41.3)14+0.8432+(6.4553.310+6.4553.62140.02)291/2=4004.6kN活載： 0.5 1576.30.5485.14kN合計 13163.09kN二、三、四層樓面： 1576.34.14=2195.48kN縱（橫）梁： 1638.18kN柱子： 8.313.3481197.92kN外墻： 791.762=1583.52kN內墻： 4004.612=8009.2kN活載： 0.56.076.322+2.5376.3=948.8kN合計 15609.10kN一層樓面： 2195.48kN縱（橫）梁： 1638.18kN柱子： 8.31348=1197.92kN外墻： 1583.52kN內墻： （14.77+41.3）13+0.8430+（6.455310+6.4553.62170.02）22 1/2+4004.6=7061.7kN活載： 0.5 1969.59=984.8kN合計 14664.57kN圖2.10 各層重力荷載代表值圖（kN）2.梁、柱側移剛度D值計算表2.9 26層D值的計算D(kN/m)中柱（20根）0.426.36104邊柱（20根）0.256.36104D=(24733.3+14722.2) 24=946932kN/m表2.10 首層D值的計算D(kN/m)中柱（20根）0.615.04104 =17820.46邊柱（20根）0.475.04104=13730.52D=(17820.46+13730.52)24=757223.52 kN/m框架自振周期計算表2.11 基本周期T1的計算層（kN）Di(kN/m)(kN)(m)= (m)513163.0994693213163.090.0140.353415609.194693228772.190.0300.339315609.194693259990.390.0630.262215609.194693275599.490.0800.199114664.57757223.4290264.060.1190.1193.框架地震作用計算根據公式計算基本周期,考慮非承重墻剛度對結構自振周期影響的折減系數取0.60.7 所以多遇地震，設防烈度7度，設計地震加速度為0.15g時，；I類場地，設計地震分組為第一組。因為T10.701.4Tg1.40.250.35s ,故要考慮頂部附加水平地震作用，即地震總水平地震作用標準值驗算框架層間彈性位移表2.12 、和的計算層（kN）（m）（kN）（kN）(kN/m)（m）513163.0922.55296827.68913777.271253.91253.99469320.00037 415609.1015.35239599.69637.582678.69469320.00079 315609.1011.75183406.93488.053166.659469320.00093 215609.108.15127214.17338.53505.179469320.00103 114664.574.5566723.