双层独栋别墅结构设计【毕业设计】.doc

1、毕业论文 - 本科 毕业论文 (设计 ) 题 目： 双层独栋别墅结构设计 学 院： 学生姓名： 专 业： 土木工程 班 级： 指导教师： 起 止 日期： 毕业论文 - 双层独栋别墅结构设计 摘要 本结构为双层独栋别墅结构设计。在确定框架布局之后，先计算了恒载，活载，风载的等效荷载以及各杆端的内力，然后用分层法进行内力分配，然后各层叠加，进而求出在水平荷载作用下的结构内力（弯矩、剪力、轴力）。接着内力组合找出最不利的一组或几组内力组合 , 选取最安全的结果 计算配筋并绘图 ,还进行地基设计 ,此外还进行了结构方案中的楼梯的设计。 该设计包括建筑设计和结构设计两部分。其中建筑设计是根据任务书与相关

2、规范总结得出的。包括平面图、立面图、剖片图的设计。结构设计部分，主要利用弯矩分配法通过手算各种荷载的弯矩图、剪力图，并借助 PKPM 软件及相关规范来完成整个结构图。 【关键词】 别墅；荷载； 结构设计 ； 内力组合 毕业论文 - structural design of double - layer single - family villas Abstract The structure is double - layer single - family villas. When the directions of the frames is determined, firstly the

3、 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

4、 frames of the different axis. Then the internal force in the structure under the horizontal loads can be easily calculated. After the determination of the internal force under the dead and live loads, the combination of internal force can be made by using the Excel software, whose purpose is to fin

5、d one or several sets of the most adverse internal force of the wall limbs and the coterminous girders, which will be the basis of protracting the reinforcing drawings of the components. The design includes architectural design and structural design of two parts. Architectural design which is based

6、on the mission statement and summary of relevant norms derived. Including plans, elevations, sections of the design. Part of structural design, mainly using moment distribution method of load calculation by hand bending moment diagram, shear diagram, and with PKPM software and related specifications

7、 to complete the structure. Key Words villas； load； structural design； Combine inside the dint 毕业论文 - 目 录 摘要 .2 1 建筑设计与结构设计论述 .5 1.1 建筑设计说明 .5 1.2 工程概况 .5 1.3 建筑方案的选择 .5 1.4 结构设计说明 .6 2 结构设计 .7 2.1 计算简图 .7 2.1.1 确定计算简图 .7 2.1.2 梁、柱截面尺寸 .7 2.1.3 材料强度等级 .8 2.1.4 荷载计算 .8 2.2 框架内力计算 . 17 2.2.1 恒载作用下的框架内

8、力 . 17 2.2.2 活载作用下的框架内力 . 22 2.2.3 风荷载作用下的位移、内力计算 . 27 2.2.4 地震作用下横向框架的内力计算 . 30 2.3 框架内力组合 . 37 2.4 框架梁、柱截面设计 . 40 2.5 楼梯设计 . 56 3 小结 . 92 4 参考文献 . 93 毕业论文 - 1 建筑设计与结构设计论述 1.1 建筑设计说明 （ 1） 遵照国家规定的各种规范、以及有关教材、建筑设计资料集、建筑结构构造等相关资料。 （ 2） 该建筑位于舟山定海区 . （ 3） 是双层的独栋别墅结构 . （ 4） 根据学校提供的各种要求进行设计 . 1.2 工程概况 本 工

9、程 为 舟山市定海区双层独栋别墅结构设计。采用框架结构，地上 2 层，房屋结 构高为7.65m ，占地 260 2m ，总建筑面积 520 2m 。建筑物设计年限为 50 年。工程环境为 B 类。本工程建筑结构安全等级为二级，耐火等级为二级，屋面防水等级为三级。本工程抗震设防烈度得 7 度，建筑设防类别为乙类。 框架梁、柱、楼面、屋面板板均为现浇。 1.3 建筑方案的选择 首先根据前人积累雄厚经验以及目前社会的主流动向，我选择钢筋混凝土框架结构。因为钢筋混凝土结构有以下的一些优点是我们说不 能忽略的。 第一：钢筋混凝土耐久性和耐火性较好，且维护费用较低。 第二：造价相对于钢结构较低。 第三 :

10、 现浇钢筋混凝土结构的整体性好，又具备必要的延展性，适于用作抗震结构；同时它的抗震性和防辐射性也比较好，亦适于用作防护结构。 第四 :原材料比较普遍，便于开展工程。 但钢筋混凝土结构不是十全十美的，它也具备很多缺点如自重太大，抗裂性能差，隔热隔声性能不好等缺点。 但随着科技的进步我相信这些缺点都可以被攻克的，所以建筑设计将更加完美，社会将更加健全。 毕业论文 - 1.4 结构设计说明 1.4.1 气象资 料 （ 1）基本风压值： 0.85KN/m2（地面粗糙度属 B 类） （ 2）基本雪压值： 0.35 KN/m2 1.4.2 抗震设防烈度 7 度（假定场地覆盖层厚度大于 9m，小于 80m）

11、。 1.4.3 荷载资料 （ 1）教学楼楼面活载，查建筑结构荷载规范，确定楼面活载标准值为 2 KN/m2。 （ 2）不上人屋面：活载标准值为 0.5 KN/m2。 （ 3）屋面构造 35mm 厚 490mm 490mm 的 C20 预制钢筋混凝土架空板、防水层、 20mm 厚 1:3 水泥砂浆找平层，现浇钢筋混凝土屋面板、 12mm 厚纸筋石灰粉平顶。 （ 4）楼 面构造 水泥楼面： 10mm 厚 1:2 水泥砂浆面层压实抹光、 15mm 厚 1:3 水泥砂浆找平层、现浇钢筋混凝土楼面板、 12mm 厚纸筋石灰粉平顶； （ 5） 围护墙 围护墙采用 200mm 厚非承重空心砖（ 190mm

12、190mm 90mm，重度 3.62 KN/m2）， M5 混合砂浆砌筑，双面粉刷（ 重度 3.62 KN/m2）。 毕业论文 - 2 结构设计 2.1 计算简图 2.1.1 确定计算简图 本工程横向框架计算单元取结构的横向一品框架 (即 号轴线横向框架为计算分析对象 )，框架的计算简图底层柱下 端固定于基础，按工程地质资料提供的数据，查建筑抗震设计规范可判断该场地为 II 类场地土，地质条件较好，初步确定本工程基础采用柱下独立基础，挖去所有杂填土，基础治愈第二层粉质粘土上，基底标高为设计相对标高 -0.45m。柱子的高度底层为： h1=3.6+1.6-0.5=4.7m（初步假设基础高度 0.

13、5m），二层的柱高为 3.6m。主节点刚接，横梁的计算跨度取柱中心至中心间距离，两跨分别是 5000， 3000， 5000。计算简图见图 2-1。 图 2-1 计算简图 2.1.2 梁、柱截面尺寸 毕业论文 - （ 1） 框架柱 柱子： 初定边柱尺寸 400mm 400mm，中柱 400mm 400mm， 角柱 400mm 400mm，一至 二 层框架柱混凝土强度等 C20。 ccNfA N Fgn 其中， n 为验算截面以上楼层层数， g 为折算在单 位建筑面积上的重力荷载代表值，框架结构近似取 15 kN/m2， F 为按简支状态计算的柱的负荷面， 为考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数。

14、抗震等级 三 级的框架结构轴压比 0.9 ，边柱和中柱的负荷面积分别是 5m 2m和 5m 5m。 边柱 3 21 . 2 5 2 1 5 1 0 2364140 . 9 1 1 . 9cA m m 中柱 3 21 . 2 5 5 1 5 1 0 2875350 . 9 1 1 . 9cA m m 所以边柱取 400mm 400mm，中柱取 400mm 400mm。 （ 2） 梁 横向框架梁 AB 跨、 CD 跨： 250mm 600mm， BC 跨： 250mm 400mm。纵向连系梁：250mm 500mm。 2.1.3 材料强度等级 混凝土：均采用 C20 级 钢筋直径 12mm 的采用

15、 HRB335 钢筋，其余采用 HPB235 钢筋。 2.1.4 荷载计算 本工程以 轴线横向框架为计算分析对象。 1. 屋面横梁竖向线荷载标准值 （ 1）恒载（图 2-2a） 毕业论文 - 恒载图（ D-L.F） 图 2-2a 恒载作用下结构计算简图 毕业论文 - 活载图（ L-L.T） 图 2-2b 活载作用下结构计算简图 屋面恒载标准值： 35 厚架空隔热板 20 .0 3 5 2 5 0 .8 7 5 K N m 防水层 20.4KN m 20mm 厚抹灰砂浆找平 20 .0 2 2 0 0 .4 K N m 120（ 100）厚钢混凝土现浇板 20 .1 2 2 5 3 K N m （ AB， CD 跨板厚 120， BC 跨板厚 100） 20 .1 2 5 2 .5 K N m 21 2 m 0 . 0 1 2 1 6 0 . 1 9 2 K N m厚 纸 筋 石 灰 粉 平 顶 屋面恒荷载标准值： 24.87KN m ( 24.37KN m ) 梁自重