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1、某省某市某大学本科生毕业设计（论文） 摘 要该设计是哈尔滨地区的一高层板式住宅。主体十二层，一梯三户，总建筑面积7529.76m2。本设计包括两章，建筑设计和结构设计。建筑设计部分包括：平面图设计、立面图设计、剖面图设计。平面图设计中考虑了高层建筑的抗震与选型及防火和朝向的要求，采用规则的矩形，平面布局合理；立面简洁大方，满足功能要求。结构设计部分包括：荷载计算（重力荷载、风荷载、水平地震荷载），剪力墙、现浇楼梯、楼板，以及基础的设计计算和结构配筋。在结构计算中，地震作用采用底部剪力法。在荷载内力计算的基础上，进行了内力组合，取最不利荷载进行了配筋计算。在配筋计算中，考虑了构造和抗震要求，并进
2、行了相应的构造配筋，计算结果较准确。该设计平面布局合理，满足要求。结构计算叫全面、详实。满足设计任务书的要求。关键词：住宅；结构设计；剪力墙；荷载；配筋AbstractThis design is a high-rise residential buildings in HaErBin city,called the apartment of plank buildings.Its main body is 12 storeys with one staircase for three.Its construction area is 7529.76m2.The design includes
3、 two chapters,architecture design and structural design.The following work is done in the architectural design:the plan design,the elevation design and the section design.During the plan design,considering the demands of earthquake resistance the orientation of the building and chooses the size,and
4、the design of fireproof and dispersion.the rectangular plan is designed,The plan is arrangement is reasonable.Its semblance is succinct and generous,which satisfies the function is requirement.The structural design includes :the calculating of the load,(the gravity loading,the wind loading and the h
5、orizontal earthquake action).The design of shear wall,pour the staircase and floor and the foundation.In the calculating of the structural,the horizontal earthquake action adopts shear strength calculation of the end.On the basis of calculating the internal force,I make the combination of internal f
6、orce,and choose the most disadvantageous force to design the steel reinforcing bar.In consideration of the requirment of the constitution and anti-seismic,and carrying out designing the steel reinforcing bar.The result is fairly exact.The design whose plane is reasonable,satisfies the functions requ
7、irement.Structural design is fairly full and accurate,and also satisfies the requirement of the designing task. Key words:residential buildings;structural design ;Shear wall; loading; design the steel reinforcing bar目 录第1章 建筑设计1 1.1高层住宅特点1 1.2总体布局2 1.3平面交通2 1.4竖向交通2 1.5建筑物的朝向2 1.6户型设计3第2章 结构计算7 2.1
8、概述7 2.2重力荷载计算（标准值）16 2.3风荷载计算18 2.4水平地震作用计算19 2.5风荷载作用下结构内力的计算30 2.6竖向荷载下结构内力的计算33 2.7内力组合38 2.8剪力墙截面的设计42 2.9双向板的计算50 2.10桩基础结构设计51 2.11楼梯的设计56结论60参考文献61致 谢62III 某省某市某大学本科生毕业设计（论文）第1章 建筑设计1.1高层住宅特点 城市中高层建筑是反映一个城市经济繁荣和社会进步的重要标志，随着社会与经济的发展，特别是城市建设的发展，要求建筑物所能达到的高度与规模不断增加，并由此产生了一系列问题。首先，由于建筑高度增加，在高层建筑中
9、的竖向交通一般由电梯来完成，这样会增加建筑物的造价，从建筑防火的角度看，高层建筑的防火要高于中低层建筑，也会增加高层建筑的工程造价和运行成本。 其次，由于建筑高度的增加，在相同的建设场地上，建造高层住宅可以获得更多的建筑面积，这样可以部分解决城市用地紧张和地价高涨的问题。此外，设计精美的高层建筑可以为城市增加景观。第三，从结构受力的角度看，随着高度的增加，侧向荷载（风荷载和水平地震作用）在高层住宅的分析和设计中起着重要的作用，因此，高层住宅的结构分析和设计要比一般的中低层建筑复杂的多。第四，从城市建设和管理的角度看，建筑物向高空延伸，可以缩小城市的平面规模，缩短城市道路和各种公共管线的长度，从
10、而节省城建与管理的投资。由于高层建筑增加人们的聚集密度，缩短了相互间的距离，水平与竖向交通相结合，使人们在地面上的活动走向空间化，节约时间，增加了效率。但是人口过于密集有时会造成交通拥挤、出行困难等问题。第五，建筑高、重量大，近地面大气层对它周围环境都产生了影响，从而在许多设施、建筑构造及局部处理上都要与之相适应，另外，由于高层建筑的重量大，居住人数多，而出现高密度居住，对居民的心理状态、社会环境、城市结构的动态平衡、居住区的空间组织等都带来了新的问题。 第六，由于高层住宅的兴建，居住区和城市由水平向发展转向竖向发展，使经济评价方法和范围发生了变化。 第七，新的结构形式随之而来的新的施工方式，
11、同时也影响到设计方法和建筑管理。综上所述，建造高层住宅利大于弊，而合理的规划和设计可以达到美化城市环境效果。可以预见，在相当长的一段时间内，高层建筑仍然是城市建设中的主要建筑形式。因此认识这些特点并掌握高层建筑结构的分析理论和基本设计方法，可以为今后的工作打下良好的基础。1.2总体布局该住宅楼共为十二层，顶部设有电梯机房，一层至十二层均为住户房间。一层分六户，并且对称布置，这种布置对抗侧力有利。每套居室室内的平而布置基本上按“大客厅，小卧室”的要求确定的，并且厨房靠近客厅，卫生间靠近卧室，各种居住行为各得其所。1.3平面交通交通枢纽设置在建筑中心，电梯和楼梯通过前室连接，各户之间通过走廊连接，
12、并且各住户离楼梯、电梯很近，这样的交通路线简捷流畅，同时在紧急情况下，用户可以迅速疏散。1.4竖向交通由于建筑物的层数，住户的实际情况，本建筑中设有两部电梯，同时兼防火电梯用，根据估算两部电梯完全满足要求。除了设置电梯本设计中也设计置了楼梯，在塔式住宅中，虽设置了足够量的电梯，但是楼梯仍然必须设置。它有如下作用：1.作为住宅下面几层，特别是2至3层的居民的主要垂直交通方式。2.作为居民的短距离的层间交通。3.作为非常情况下的疏散交通。楼梯的位置，踏步的尺寸和数量，从考虑高层住宅的特点和一些建筑要求的方面做了设计和计算，楼梯采用直接采光和人工照明相结合，楼梯兼作防烟楼梯。1.5建筑物的朝向选择合
13、理的住宅朝向是住宅区建筑物布置首先考虑的问题，影响建筑物朝向的因素很多，如地理纬度、地段环境、局部气候特征及建筑用地条件等。北方住宅的朝向以朝南为主，板式住宅如本设计的建筑不可避免使一半朝东西，一半朝南北。这种选择主要考虑以下几点：(1)炎热的夏季尽量减少太阳光直射居室外墙或直射室内。(2)夏季有良好的通风，冬季避免冷风吹袭。(3)冬季能有适量的阳光射入室内。(4)尽量适合建筑组合的需要。(5)拟建建筑的交通与已有道路尽量融合一体。(6)充分利用地形。1.6户型设计在分析了我国目前城市人口结构和家庭组成及发展趋势，再结合该地区的实际居住条件决定采用二种户型配套使用，由于目前城市正由主干型转换为
14、核心型。二种户型可以满足不同层次和不同人口的家庭的需要。1.6.1卧室因为是休息的地方所以要求动、静分开的同时，同时也要求同其它房间分隔开来；各人生活各得其所，具有良好的私密性。对房间的要求是隔声效果好，卧室之间不应穿越，同时必须直接采光，自然通风。1.6.2客厅根据中国特色，厅具有起居室、会客室、餐厅的多种功能。本设计中采用了大客厅分别与厨房、卫生间、卧室相邻，成为连接各房间的交通枢纽。起居室内的门窗洞口布置应综合考虑使用功能要求，减少直接开向起居室的门数量.起居室内布置家具的墙面直线长度应大于3m。1.6.3厨房厨房的主要功能是炊事，有的厨房还同时兼有进餐或洗涤的功能，厨房是家务劳动中心。
15、其设计基本要求是：(1)厨房应设置洗涤池、案台、炉灶及排油烟机等设施或预留位置，按炊事操流程排列，操作净长不应小于2.10m。 (2)单排布置设备的厨房净宽不应小于1.5；双排布置设备的厨房其两排设备的净距不应小于0.90m。(3)厨房应该有直接的采光、自然通风，并宜布置在套内近入口处。基于以上要求，本设计中采用二种型式厨房，均满足尺寸要求。1.6.4卫生间卫生间的主要功能包括便溺，漱洗，沐浴，其居住标准、生活水平、自然条件、生活习惯不同，设施标准具有较大的差别。其设计要求为；(1)在满足设备及人体活动空间要求的前提下，力求布置紧凑，设备的尺寸和安装要符合人体工程学要求，以便尽可能减少人的体力
16、消耗。(2)厕所、卫生间是用水较多的场所，其建筑材料的选用及主要注意防水及排水并便于清洁，地面和墙裙应选用防水、又不致于过滑的材料，地面要设置一定坡度。(3)厕所、卫生间产生的蒸汽及其臭味要组织好通风予以排除。最好采用外 直接通风，否则采用通风道或设小功率排气扇等措施。排风道的排气口应 设在接近顶棚的位置。暗厕所，卫生间采用人工照明，有条件的可通过高 窗从邻近房间直接间接采光。本设计方案中采用的是公共使用的厕所和浴室。公共使用的厕所的设置与卧室和客厅都较靠近。这样就大大方便了住户。地面均采用防水地面砖，墙壁贴有色瓷砖，地面低于室内地面20mm。设计的坡度以防水流入室内。采光用人工照明，且有通风
17、用的小窗口。1.6.5楼梯本设计中，楼梯宽度为1.2m，满足要求。楼梯踏步宽270mm。踏步高150mm。均满足要求。1.6.6设施与设备 公共设备有电话线、配电设备、宽带网线等。室内有抽油烟机、浴缸、配有热水器喷头、可视门铃等。1.6.7阳台及栏杆 阳台是楼层住户与大自然相联系的部分。它按其使用性质可分为生活阳台和服务阳台，阳台设计中问题有尺寸、朝向、通风、视线、排水安全及附属设施几个方面。由于高层住宅的窗台距地面较高，再加之周围风速较大，易使产生心理上危险感，因此栏杆比多层住宅稍高，采用1.2m高的阳台钢筋混泥土栏杆，坚固耐用、通风、采光良好的同时给人以安全、舒适的感觉。1.6.8防火设计
18、 各套户型的进户门均采用防盗门，如某一住户发生火灾可及时关闭防火门，防止火势蔓延，使住户有足够的时间脱离危险区，保证了住户的生命安全，进入楼梯入口的门为乙级防火门，耐火极限为1.2小时，该楼梯是发生火灾时居民疏散的主要通道采用封闭式楼梯间，可以有效地减少火灾造成的人生伤亡，为了有利于消防员及时运送消防器材和救护伤员，设计时在电梯前室入口，同样设置了乙级防火门。(1)防烟楼梯 根据规范规定设置防烟楼梯，楼梯间入口处设有前室，前室内设有送风、排烟竖井，供疏散人员一经到达前室，就达到了第一个安全地点，如果烟一旦侵入前室，基本上可以从前室排除。(2)消防电梯 规范规定塔式高层住宅必须设置消防电梯，楼层
19、内共设置两台电梯，其中一台是消防电梯，平时可兼做普通载客电梯，发生大火灾时，将另一台电梯立即降到首层停止使用，消防员可以乘消防电梯迅速进入火场，及时运送消防器材和救护伤员。1.6.9使用房间的分类从使用房间的功能要求分类。住宅中的房间有客厅、餐厅、卧室、卫生间和厨房。A户型（三室二厅） 建筑面积 86.31m2主卧室的面积 13.33m2卧室1的面积 10.75m2卧室2的面积 13.33m2餐客厅的面积 39.60 m2厨房的面积 4.48 m2卫生间的面积 4.82m2B户型 （二室二厅） 建筑面积 57.85 m2主卧室的面积 9.75m2卧室1的面积 10.62m2餐客厅的面积 27.
20、05m2厨房的面积 6.66m2卫生间的面积 3.78m21.6.10门窗在房间平面中的布置两种户型的入户门宽为900mm、卧室门均为宽900mm，其中入户门为防盗门，卧室门为成品木门；卫生间门宽700mm、厨房门宽为700mm，采用900mm的门可使一个携带东西的人方便的通过也能搬进书柜等尺寸较大的家具；700mm的门稍大于一个人通过宽度，这些较小的门扇，开启时可以少占室内的使用面积这对平面紧凑的核心式住宅显得更加重要。窗的高度1.5m。阳台采用落地拉门高度2.1m。窗的位置考虑采光和通风的要求设置，使各房间的采光均满足规范所规定的窗地比的要求。6某省某市某大学本科毕业设计（论文）第2章 结
21、构计算2.1 概述2.1.1工程概况该12层高层住宅楼，采用现浇钢筋混凝土剪力墙结构、墙下条形桩基，标准层建筑平面布置如图所示，主体结构高度为32.4m，层高2.7m，突出屋面电梯机房层高2.7m，结构主体总高度35.1m。该工程抗震设防烈度为7度，场地类别为类，设计地震分组为二组，基本风压0.55kN/m2，地面粗糙度为B类，基本雪压为0.45kN/m2；该房屋为丙类建筑。2.1.2主体结构布置该剪力墙结构平面布置对称，凸出、凹进尺寸符合规范要求；结构侧向刚度沿竖向变化均匀，无刚度突变；结构高宽比为H/B5；每个独立墙肢段的高宽比均大于2，且墙肢长度均小于8m。剪力墙门洞口上下对齐，形成了明
22、确的墙直和连梁。2.1.3材料的选用及剪力墙截面尺寸的确定 剪力墙结构的混凝土强度等级选用C30，钢筋采用HPB335和HRB400级。剪力墙厚度按二级抗震等级设计时不应小于楼层高度的1/20且不应小于160mm，本工程剪力墙采用双排配筋，剪力墙截面的厚度均为200mm。2.1.4剪力墙截面的类型判别及刚度计算 根据抗震设计的一般原则，对称结构的两个主轴方向均应进行抗震计算。限于篇幅，只对一个方向进行计算，且假定结构无扭转。另外，根据高层规程，在计算剪力墙结构的内力和位移时，可以不考虑纵横墙的共同工作，为了简化计算，不考虑纵横墙的共同工作。1.剪力墙的类型判别由图可得X方向上各片剪力墙的平面尺
23、寸，该工程外墙的门洞口高度均为1500mm，则外门窗洞口处连梁高度均为1200mm，内墙门洞口的高度均为2100mm，则内墙门洞口高度处连梁的高度均为600m，计算得内外墙连梁的面面积和惯性矩图244 图2-1结构布置图Abj=0.21.2=0.24mm2Ibj0=0.2(1.2)3=0.0288m4各片剪力墙截面特征列于下表。各片剪力墙连梁的折算惯性矩分别见表，其中连梁的计算跨度及折算惯性矩分别按公式计算，截面剪应力不均匀系数=1.2.各片剪力墙的整体工作系数,再根据与In/I与（根据建筑层数n及由表确定）的关系，可进行剪力墙类型的判别。表2-1 X向剪力墙截面特性墙号各墙肢截面面积Aj/m
24、2各墙肢截面惯性距Ij形心轴组合惯性距A1A2A3A4I1I2I3I4yiIXSW-1 0.170.360.230.01020.09720.02533.939.49Ai=0.76Ii=00.13278XSW-20.140.30.20.00570.56250.01673.433.04Ai=0.640.07863XSW-30.4650.0550.209470.000341.40.24Ai=0.52Ii=0.20981XSW-40.3350.0250.078320.000040.960Ai=0.36Ii=0.07836XSW-50.0640.9608560.0640.000551.84321.306
25、710.000551.160.91Ai=0.212Ii=0.0073XSW-61.010.772.146460.951114.8412.51Ai=1.78Ii=3.09757XSW-70.0640.960.8560.0640.000551.84321.306670.000556.7319.83Ai=1.944Ii=3.1510048XSW-80.030.030.000060.000061.350.0864Ai=0.06Ii=0.0001125XSW-110.170.270.240.140.010230.02410.02880.0057174.438.57Ai=0.82Ii=0.08576XSW
26、-120.140.210.180.110.00570.01930.02150.0283.763.47Ai=0.64Ii=0.03993表2-2 X向剪力墙连梁折算惯性矩（lbj= lbj0+ hb/2） 表2-3 X向剪力墙类型 2.剪力墙刚度计算 （1）各片剪力墙刚度计算 1）XSW-9,XSW-10为整截面墙。Ec=2.8107kN/m2表2-4 整截面墙的等效刚度墙号H /mbh/mmAw/m2Iw/m4Ec/107kN/m2EcIeqXSW-932.42.30.20.460.20281.22.80.5653XSW-100.230.20.460.20280.5653 2）XSW-4、XS
27、W-7为整体小开口墙。 （）其中：截面的等效刚度，为剪力不均匀系数，矩形取1.2，为组合截面惯性矩。表2-5 整体小开口墙的等效刚度墙号H/mA/m2I/m4Ec /107kN/m2EcIeq/107 kNm2XSW-432.40.360.573061.22.81.263XSW-71.94419.839640.201 3）XSW-1、XSW-2、XSW-5、XSW-8、XSW-11、XSW-12为壁式框架壁式框架梁柱轴线由剪力墙连梁和墙肢形心轴线确定，壁梁与壁柱的刚域长度按公式计算，Kb=，Kc=分别为壁梁和壁柱线刚度。根据梁柱线刚度比可求得柱的侧移刚度修正系数，进而计算得到柱的侧移刚度及壁式
28、框架的剪切刚度。表2-6 XSW-1壁梁的等效刚度楼层梁号bbhb/mmI0/m4l0/ml/mEcI/104kNm2Kb/104kNm112左梁0.21.20.02882.43.1250.5.0.83837.7210.53中梁2.754.200.250.83860.914.5右梁2.753.580.250.83837.7210.53 表2-7 XSW-1壁柱的侧移刚度及壁式框架的剪切刚度楼层柱号h /mKc/104kNmD/104kNm2Cf212左柱3.04.9672.1190.5143.404112.398左中柱56.0850.5160.20515.329右中柱56.0850.5160.
29、20515.329右柱4.9672.1190.5143.4041左柱2.654.5582.3100.6525.078229.771左中柱55.3070.5240.40538.275右中柱55.3070.5240.40538.275右柱4.5582.3100.6525.078 表2-8 XSW-1壁柱的等效刚度楼层柱号bchc/mmI0/m4h0/mh/mEcI104kNm2Kb104kNm212左柱0.240.570.00372.63.00.220.87414.9034.967左中柱0.241.800.11663.00.600.481168.25456.085右中柱0.241.800.1166
30、3.00.600.481168.25456.085右柱0.240.570.00372.60.220.87414.9034.967 续表2-8 XSW-1壁柱的等效刚度楼层柱号bchc/mmI0/m4h0/mh/mEcI104kNm2Kb104kNm1左柱0.240.570.00372.452.650.230.86012.0794.558左中柱0.241.800.11662.650.680.419146.56655.307右中柱0.241.800.11662.650.680.419146.56655.307右柱0.240.570.00372.450.230.86012.0794.558表2-9
31、XSW-2壁梁的等效刚度 合计 3.742kN/ kN/（2）内墙：5厚水泥石灰膏砂浆罩面（两面） 0.005142=0.14 kN/13厚水泥石灰膏砂浆罩面（两面） 0.013142=0.364 kN/200厚钢筋混凝土墙 0.2025=5.00 kN/ 合计 =5.504 kN/ （3）120厚砖墙（内隔墙）13厚水泥石灰膏砂浆打底（两面） 0.013142=0.364 kN/120厚空心砖墙 0.12014=1.68k N/5厚水泥石灰膏罩面（两面） 0.005142=0.140 kN/ 合计 =2.184 kN/（4）女儿墙6厚水泥砂浆罩面 0.00620=0.12 kN/12厚水泥砂
32、浆打底 0.01220=0.24 kN/100厚钢筋砼墙 0.125=2.5 kN/20厚水泥砂浆找平 0.0220=0.4 kN/ 合计 =3.36 kN/3门窗重量 木门 0.2 kN/钢铁门 0.4 kN/乙级防火门 0.45 kN/塑钢窗 0.45kN/ 防火门 0.45kN/ 4设备重量 电梯桥箱及设备取 200kN5梁自重重力荷载 bh=250mm550mm 0.25（0.55-0.12）25=2.688kN/m10厚水泥石灰膏砂浆 0.01（0.55-0.12）214=0.120 kN/m=2.808 kN/m 2.3风荷载计算 基本风压Wo=0.55kN/，由荷载规范可知，由于
33、该建筑结构高度H=32.4m30m，且高宽比H/B=32.4/14.5=2.251.5,所以要考虑风压脉动的影响，风振系数=1+/，现确定结构基本周期T1T1=0.05n=0.0512=0.6s由建筑结构荷载规范可查得脉动增大系数=1.279，脉动影响系数=0.49，振型系数=/H ,则风振系数=1+/=1+1.2790.49/在风荷载的作用下沿房屋高度分布风荷载标准值，即 图2-3风荷载体型系数 表2-14 各楼层风荷载计算楼 层机 房37.11.51941.43721.147257.78931232.41.0001.4371.43736.143833.45631083.98571129.7
34、0.9171.41491.40735.015634.91391036.94410270.8331.3691.38233.277633.2805898.5735924.30.751.32311.35631.556831.5563766.8193821.60.6671.27720.32829.833129.8161644.0269718.90.5831.22581.29928.009227.9828528.874616.20.51.16641.26926.034626000421.3475513.50.4171.0981.23823.909123.8871322.4761410.80.3331.0
35、2241.20421.651521.8110235.558338.10.251.0001.15720.350520.4149165.360525.40.1671.0001.10519.435819.4329104.937712.70.0831.0001.05218.503618.506649.96770.00.0001.0001.00017.58914.80990在壁式框架剪力墙结构协同工作的分析中，应将沿高度分布的风荷载折算成倒三角分布荷载和均布荷载，qz按静力等效的原理折算成的节点集中力Fi. 倒三角形分布的荷载和均布荷载由下式计算，其中 （2-1） （2-2） （2-3） （2-4）2.
36、4水平地震作用计算2.4.1.荷载代表值的计算 结构地震反应，集中于个质点的重力荷载Gi为计算单元范围内各楼层楼面上重力荷载代表值及上、下各半层的墙、柱等重力荷载。（楼电梯间楼面自重力荷载近似取一般楼面自重力荷载的1.2倍）。 1-15层重力荷载代表值见下表。（表2-15,表2-16,表2-17 ）表2-15 重力荷载代表值G1-G11的计算项目单位面积重量（kN/）面积（）单位长度重量(kN/m)长度(m)重量(kN)外墙5.88310.61826.33内墙5.504402.962620隔墙2.114213.62451.59门窗0.2071.30140.45150.4267楼板3.68257
37、6.062121楼电梯间4.41862.31275.28卫生间厨房3.74280.2300.1084梁2.80857160.056楼面活荷载2.524.4861 G1-G11=7896.3644kN表2-16 重力荷载代表值G12的计算项 目单位面积重量（kN/m2）面 积（）单位长度重量（kN/m2）长度(m)重量(kN)12层外墙（半层）913.16412层内墙（半层）131012c层隔墙（半层）225.795屋面 5.660836.624735.3楼电梯间4.41862.31275.29女儿墙4.418113.6381.696电梯间外墙5.3678.77422.2电梯间内墙5.00419.6798.43电梯设备200