某七层钢筋混凝土住宅楼设计（方案一）【开题报告+文献综述+毕业论文】

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本科毕业论文系列开题报告土木工程某七层钢筋混凝土住宅楼设计（方案一）一、选题的背景与意义世纪之交，随着时代的发展与进步，人们的生活水平不断地提高，新型材料的出现，人们对住宅的要求也在不断提高，住房分配制度改革的历史性突破，以及相关的一系列制度创新，住宅发展进入到全面建立市场配置住房资源的新体制阶段，住宅产业成为国民经济的消费热点并开始向支柱产业发展，住宅建设进入新的历史时期、面临新的历史任务。钢筋混凝土作为主要的建筑材料被大量的运用于实际建设中。七层钢筋混凝土设计，能进一步全面掌握钢筋混凝土结构选型、柱网布置、荷载计算、结构分析、构件和节点设计、绘制结构施工图等专门知识，从而加深对混凝土结构设计原理、设计方法的认识，提高对所学知识的综合运用能力和自主设计能力，掌握CAD及PKPM等建筑结构设计相关软件的应用。二、研究的基本内容与拟解决的主要问题：本课题的主要内容就是完成住宅楼的建筑设计，包括建筑的平面、立面、剖面、关键结构的设计等。在设计过程中，对结构的计算要有明确的计算书，包括模型的选取与内力的计算，相关截面的设计。最后完成图纸，包括建筑设计总说明、结构设计总说明、建筑平面图、建筑立面图、建筑剖面图、结构详图。要求图纸清晰明了。拟解决的主要问题有：(1)设计，要求完成平面、立面、剖面的设计，确定结构布置(2）荷载计算，分别计算结构在水平与竖向荷载情况下的内力分析与计算，在荷载作用下的结构位移(3）对已得的内力进行组合(4）梁柱截面的设计与节点设计三、研究的方法与技术路线：首先,确定建筑性质、位置、功能要求等信息第二，根据已有的规范，选定建筑方案 ,建立模型，施加荷载，计算内力，进行内力组合，画出内力图；第三，应用CAD,PKPM,天正画出建筑图和结构图；四、计划进度：（1）2010.11.24——2010.12.07：撰写开题报告和文献综述；（2）2010.12.08——2011.01.16：阅读相关参考资料、熟悉任务书的有关要求，掌握设计软件PKPM使用方法，完成初步建筑设计；（3）2011.01.17——2011.02.16：毕业实习；（4）2011.02.17——2011.02.30：结构选型；（5）2011.03.01——2011.03.10：荷载计算；（6）2011.03.11——2011.03.20：内力分析；（7）2011.03.21——2011.03.31：结构构件设计；（8）2011.04.01——2011.04.10：楼梯设计；（9）2011.04.11——2011.04.20：基础设计；（10）2011.04.21——2011.05.05：绘制施工图；（11）2011.05.06——整理设计资料，准备答辩。五、主要参考文献：[1]GB50009-2001,建筑结构荷载规范[S][2]GB50011-2001,建筑抗震设计规范[S][3]GB50010-2002,混凝土结构设计规范[S][4]JGJ3-2002,高层建筑混凝土结构技术规程[S][5]GB/T50105-2001,建筑结构制图标准[S][6]GB/T50001-2001,房屋建筑制图统一标准[S][7]何炜明.高层建筑中钢筋混凝土结构设计分析[J].科技资讯,2008(31)[8]同济大学，西安建筑科技大学，东南大学等四校合编.房屋建筑学[M].北京：中国建筑工业出版社，2005.[9]同济大学.混凝土结构与砌体结构设计[M]，北京：中国建筑工业出版社,2008[10]王可峰.高层结构体系的选择[J].山西建筑,2009(15)[11]朱镜清.结构抗震分析原理[M].地震出版社,2002.[12]徐建平，严建烽.多层及高层钢筋混凝土房屋抗震设计[J],中国高新技术企业,2009(20) [13]杨娅琦，赵友云.钢筋混凝土框架结构的施工技术应用[J],建筑科学,2009(28)[14]T.J.Macginley,B.S.Choo.Reinforcedconcrete[monograph]：designtheoryandexamples,SecondEdition[M].1990.[15]P.M.Ferguson,ReinforcedConcreteFoundamentals,5thEdition[M].Wiley&SonsCo.1987 毕业论文文献综述土木工程某七层钢筋混凝土住宅楼设计（方案一）摘要：住宅楼作为一种低层、多层建筑，常用的结构形式有砖混、框架等。根据建筑结构的基本概念，如何将四大结构材料构成的各种类型的受力构件适当地组合起来，用以抵抗各类荷载的作用，以期构成一个安全、经济、完整的建筑结构体系，是设计者的一个重要任务。查找相关文献资料，了解设计的流程与要求的规范。在设计过程中，要严格遵守文献[1-4]的规范，建筑图纸要依照文献[5、6]的要求制图。本文介绍了钢筋混凝土的特点，框架结构的特点，对框架结构的发展状况、分类、适用性作了简单分析，了解钢筋混凝土抗震、框架结构的布置。关键字：钢筋混凝土；框架结构；抗震设计；框架结构布置随着多高层建筑在我国的迅速发展,钢筋混凝土框架结构形式的建筑物越来越普遍。由于钢筋混凝土结构与砌体结构相比较具有承载力大、结构自重轻、抗震性能好、建造的工业化程度高等优点；与钢结构相比又具有整体性好、结构刚度大、位移小、舒适度佳、耐腐蚀、耐高温、耐火性好、造价低、材料来源广泛、维护方便等优点。[7] 因此，在我国钢筋混凝土结构是框架常用的结构型式之一。近年来，世界各地的钢筋混凝土多高层框架结构的发展很快，应用很多。住宅楼相对于其他建筑物，要求建筑拥有良好的保温，以保证冬季室内的气温、湿度、气流速度和室内热辐射在一定允许范围内。建筑还要求一定的采光率，用于室内照明。[8]一、框架结构的特点与抗震设计框架结构：即由钢筋混凝土浇捣成承重梁柱，组成骨架，再用空心砖或预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、陶粒等轻质板材作隔墙分户装配而成的住宅。[8]墙主要是起围护和隔离的作用，由于墙体不承重，可以用各种轻质材料制成。梁、板、柱等承重构件，可以预制，也可以浇注，我市当前采用现场浇注。钢筋混凝土框架结构是由楼板、梁、柱及基础四种承重构件组成的。由主梁、柱与基础构成平面框架， 各平面框架再由连续梁连接起来形成空间结构体系。采用框架结构体系时，框架梁应纵横向布置，形成双向抗侧力构件，使之具有较强的空间整体性，以承受任意方向的侧向力。框架结构具有建筑平面布置灵活、造型活泼等优点，可以形成较大的使用空间，易于满足多功能的使用要求。在结构受力性能方面，框架结构属于柔性结构，自振周期较长，地震反应较小，经过合理的结构设计，可以具有较好的延性性能。[9]其缺点就是整体侧向刚度较小,在强烈地震作用下侧向变形较大,容易使填充墙产生裂缝，并引起玻璃幕墙等非结构构件的破坏。不仅地震中危及人身安全和财产损失,而且震后的修复工作和费用也很大。[10]我国《建筑抗震规范》(GB50011-2001)对建筑的抗震设防提出“三水准、两阶段”的要求,“三水准”即“小震不坏,中震可修,大震不倒”。对建筑抗震的三个水准设防要求,是通过“两阶段”设计来实现的,其方法步骤如下:第一阶段:第一步采用与第一水准烈度相应的地震动参数,先计算出结构在弹性状态下的地震作用效应,与风、重力荷载效应组合,并引入承载力抗震调整系数,进行构件截面设计,从而满足第一水准的强度要求;第二步是采用同一地震动参数计算出结构的层间位移角,使其不超过抗震规范所规定的限值;同时采用相应的抗震构造措施,保证结构具有足够的延性、变形能力和塑性耗能,从而自动满足第二水准的变形要求。第二阶段:采用与第三水准相对应的地震动参数,计算出结构(特别是柔弱楼层和抗震薄弱环节)的弹塑性层间位移角,使之小于抗震规范的限值。并采用必要的抗震构造措施,从而满足第三水准的防倒塌要求。[11]历年震害资料表明：钢筋混凝土框架结构的柱端与节点的破坏较为严重，其抗震设计中必须满足“强柱弱梁”、“强剪弱弯”、“强节点”、“强底层柱底”等延性设计原则和有关规定[12]。我国高层混凝土框架结构破坏的方式；（1）框架柱的压弯破坏、剪切破坏、弯曲裂缝；（2）框架梁的斜截面破坏、正截面破坏、锚固破坏；（3）板四角的斜裂缝和平行于梁的通长裂缝；（4）框架节点核芯区钢筋配置不当导致的破坏[13]。二、框架结构的布置框架结构的布置首先是确定柱网。柱网即柱的排列方式，它必须满足建筑平面及使用要求，同时也要使结构合理。就承受竖向荷载而言，由于楼板布置方式不同，有主要承重框架和非主要承重框架之分。就承受水平荷载而言，两个方向的框架分别抵抗与框架方向平行的水平荷载。因此，在确定框架的组成及梁柱截面尺寸时，综合考虑上述各因素，既要考虑楼板的合理跨度及布置，又要考虑抗侧刚度的要求。从施工方式划分，框架结构有装配整体式、现浇及半装配半现浇等类型。[9]多层框架结构柱网或梁系的布置，要使结构受力合理，满足生产工艺的和建筑平面布置的要求，同时还要方便施工，考虑以上几点，所以建筑方案的设计和选型就变得很重要。按楼面竖向荷载传递路线的不同，承重框架的布置方案有以下几种：(1)横向框架承重方案，以框架横梁作为楼盖的主梁,楼面荷载主要由横向框架承担。由于横向框架数目往往较少，主梁沿横向布置有利于增强房屋的横向刚度。同时， 主梁沿横向布置还有利于建筑物的通风和采光。但由于主梁截面尺寸较大，当房屋需要大空间时，净空较小，且不利于布置纵向管道。(2)纵向框架承重方案，以框架纵梁作为楼盖的主梁，楼面荷载由框架纵梁承担。由于横梁截面尺寸较小，有利于设备管线的穿行，可获得较高的室内净空。但房屋横向刚度较差，同时进深尺度受到预制板长度的限制。(3)纵横向框架混合承重方案，纵横向框架混合承重方案是沿纵横两个方向上均布置有框架梁，作为楼盖的主梁，楼面荷载由纵,横向框架梁共同承担。它具有较好的整体工作性能。[9]三、总结随着时代的进步、经济的发展，人民生活水平的普遍提高，对生活质量要求也不断提高。住宅楼设计应该本着安全第一的原则，在安全舒适的前提下，兼顾工程造价，从而创造一个安全、舒适、优美、丰富的生活、活动环境，满足人们多方面发展的需要。对于具体的设计，要参照一定的规范如参考文献中所列。在设计过程中，我还参考了外文文献。框架结构相对于砖混结构：（1）自重轻：砖混结构自重为1500公斤/平方米；框架结构如采用轻板（加气混凝土隔墙、轻钢龙骨隔墙等）的自重为400公斤-600公斤/平方米，仅为砖混结构的1/3。（2）、房间布置灵活：框架结构的承重结构为框架本身，墙板只起围护和分隔作用，因而布置比较灵活。[14]钢筋混凝土材料作为主要的建筑材料被大量运用，了解钢筋混凝土的优缺点，最后选取钢筋混凝土作为设计的材料。[15]综上所述，在设计过程中以规范为本，将设计与现实相结合，合理选取结构与参数，学习与运用相关软件，对住宅楼设计有一个全面的认识与了解。参考文献：[1]GB50009-2001,建筑结构荷载规范[S][2]GB50011-2001,建筑抗震设计规范[S][3]GB50010-2002,混凝土结构设计规范[S][4]JGJ3-2002,高层建筑混凝土结构技术规程[S][5]GB/T50105-2001,建筑结构制图标准[S][6]GB/T50001-2001,房屋建筑制图统一标准[S][7]何炜明.高层建筑中钢筋混凝土结构设计分析[J].科技资讯,2008(31)[8]同济大学，西安建筑科技大学，东南大学等四校合编.房屋建筑学[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2005.[9]同济大学.混凝土结构与砌体结构设计[M]，北京：中国建筑工业出版社,2008[10]王可峰.高层结构体系的选择[J].山西建筑,2009(15)[11]朱镜清.结构抗震分析原理[M].地震出版社,2002.[12]徐建平，严建烽.多层及高层钢筋混凝土房屋抗震设计[J],中国高新技术企业,2009(20)[13]杨娅琦，赵友云.钢筋混凝土框架结构的施工技术应用[J],建筑科学,2009(28)[14]T.J.Macginley,B.S.Choo.Reinforcedconcrete[monograph]：designtheoryandexamples,SecondEdition[M].1990.[15]P.M.Ferguson,ReinforcedConcreteFoundamentals,5thEdition[M].Wiley&SonsCo.1987 本科毕业设计土木工程某七层钢筋混凝土住宅楼设计（方案一）TheDesignofaSeven-storeyReinforcedConcreteResidential（PlanOne） 某七层钢筋混凝土住宅楼设计（方案一）摘要:住宅楼作为一种低层、多层建筑，常用的结构形式有砖混、框架等。根据建筑结构的基本概念，如何将四大结构材料构成的各种类型的受力构件适当地组合起来，用以抵抗各类荷载的作用，以期构成一个安全、经济、完整的建筑结构体系，是设计者的一个重要任务。查找相关文献资料，了解设计的流程与要求的规范。在设计过程中，要严格遵守文献的规范，建筑图纸要依照文献的要求制图。本文介绍了钢筋混凝土的特点，框架结构的特点，对框架结构的发展状况、分类、适用性作了简单分析，了解钢筋混凝土抗震、框架结构的布置。关键字:钢筋混凝土；框架结构；抗震设计；框架结构布置。TheDesignofaSeven-storeyReinforcedConcreteResidential（PlanOne）ABSTRACT:Asalow-riseresidentialbuildings,multi-storeybuilding,thecommonstructureisbrick,frameandsoon.Accordingtothebasicconceptsofbuildingstructure,howtostructurematerialconsistingoffourtypesofforceelementsproperlycombined,toresisttheroleofvariousloadsinordertoformasafe,economicalandcompletestructuralsystemisanimportanttaskfordesigners.Findtherelevantliteraturetounderstandthedesignprocessandrequirementsofthespecification.Inthedesignprocess,wemuststrictlyabidebythenormsliterature,architecturaldrawings,mappingtofollowtherequirementsoftheliterature.Thisarticledescribesthecharacteristicsofreinforcedconcrete,framestructure,thecharacteristicsofthedevelopmentoftheframeworkstructure,classification,fitnessmadesimpleanalysistounderstandtheseismicreinforcedconcreteframestructureofthearrangement.KEYWORDS:Reinforcedconcrete;Framestructure;Aseismicdesign;Framestructurelayout.44 目　录1设计资料11.1主要任务与目标11.2主要内容与基本要求12建筑设计说明12.1工程概况12.2设计依据12.3建筑做法23结构设计计算软件与建模说明43.1软件介绍43.1.1建模步骤43.1.2生成荷载信息53.2PMCAD建模步骤53.2.1PMCAD交互数据输入53.2.2输入荷载信息53.2.3画结构平面图53.2.4图形变换、编辑及打印53.3SATWE计算说明53.4JCCAD计算说明63.5LTCAD计算说明64构设计说明及设计总信息64.1工程概况64.2设计依据64.3结构方案74.4构件截面尺寸估算74.5基础选型74.6建筑建模84.7设计参数定义（SWTWE参数）145结构荷载计算185.1荷载计算185.2正常使用活载选择196梁柱截面设计206.1侧移计算206.2柱轴压比计算236.3内力计算246.4内力包络图266.5梁配筋包络图276.6梁弹性挠度图287楼梯设计297.1楼梯说明297.2楼梯计算297.3平台板设计307.4平台梁设计318双向板楼盖设计328.1标准层楼板计算328.1.1板1的传荷方式328.2板1的配筋计算338.2.1求X方向跨中截面配筋338.2.2求X方向支座截面配筋338.2.3求y方向跨中截面配筋3344 8.2.4求y方向支座截面配筋349基础设计349.1地基资料349.2确定桩型349.3单桩承载力特征值估算349.4确定桩的根数349.5初选承台尺寸359.6柱对承台的冲切验算359.7承台斜截面受剪验算369.8局部受压承载力验算369.9承台受弯承载力计算37参考文献38致谢3944 1设计资料1.1主要任务与目标本工程为某七层钢筋混凝土住宅楼设计（方案一）。层数为七层，建筑耐火等级为二级，主体结构为框架结构，抗震设防烈度为七度，基本地震加速值为0.10g。地面粗糙度为B类，合理使用年限为50年。基本风压为0.45，基本雪压为0.3；地基承载力特征值为Fak=240.0KPa，地下水位4.2M。通过该工程设计，使我进一步全面掌握钢筋混凝土结构选型、柱网布置、荷载计算、结构分析、构件和节点设计、绘制结构施工图等专门知识，从而加深对混凝土结构设计原理、设计方法的认识，提高对所学知识的综合运用能力和自主设计能力。1.2主要内容与基本要求1、主要内容要求确定结构的建筑平面和剖面。独立完成结构设计过程，要有详细的计算说明。要完成图纸，包括：建筑设计说明、结构设计说明、建筑平面图、建筑立面图、建筑剖面图、以及结构施工详图，所有图纸要清晰，要能反映和表达设计思路。2、基本要求⑴认真贯彻“安全、经济、适用、美观”的设计原则；⑵熟悉混凝土结构设计规范、建筑结构荷载规范、建筑搞震设计规范的相关条文；⑶在建筑设计中，认真处理好结构与建筑的总体与细部关系。⑷在结构设计中，正确选择合理的结构形式，掌握结构的计算方法和基本构造要求。⑸认真编写设计说明书，计算书，并绘制相应的设计图纸。2建筑设计说明2.1工程概况A：本工程为某七层钢筋混凝土住宅楼设计（方案一）。层数为七层，采用框架结构，建筑面积为3000平方米左右。建筑耐火等级为二级，主体结构为框架结构，抗震设防烈度为七度，地面粗糙度为B类，合理使用年限为50年。B：设计标高：本建筑物室内地面标高±0.000，室外地坪标高－1.000m。C：本工程所注尺寸总平面图以米为单位，其余均为毫米为单位，标高均以米为单位，建筑施工图所注标高除特别注明外均为建筑完成面的标高。2.2设计依据44 《民用建筑设计通则》GB50352-2005《住宅建筑规范》GB50096-1999《建筑结构制图标准》GB/T5015-2002《建筑设计防火规范》GB50016-2006《屋面工程质量验收规范》GB502208-2002《砌体工程施工及验收规范》GB50203-98《建筑地面工程及验收规范》GB502209-2002《建筑抗震设计规范》GB50011-2001《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002其他国家现行有关规定具体详见建筑图中的建筑设计总说明。2.3建筑做法平屋面做法（自上而下）a：40厚C20细石混凝土保护层b：无纺聚酯纤维一层c：30厚挤塑聚苯保温隔热板保温d：4mm厚SBS改性沥青防水卷材e：1:6水泥炉渣2%找坡（最薄处30）f:120厚现浇钢筋混凝土楼板g:20厚板底粉刷楼面做法（自上而下）一般地面：a:面层（业主自理）b：30厚水泥砂浆面层c：水泥砂浆一道（内掺建筑胶）d：100厚现浇钢筋混凝土楼板卫生间、厨房、阳台地面：a:防滑地砖面层（1:1水泥砂浆结合并填缝）（业主自理）b：30厚1:3水泥砂浆找平44 c：水泥浆一道（内掺建筑胶）d：100厚现浇钢筋混凝土楼板散水a：20厚1:2水泥砂浆面层b：50厚C10素混凝土c：70厚碎石垫层d：素土夯实内墙做法白色内墙涂料做法（自外而内）：a：白色内墙涂料b：3厚纸筋灰面c：17厚1：1：6混合砂浆打底水泥砂浆内墙做法（自外而内）：卫生间a：6厚1：2水泥砂浆面层刮出纹道b：14厚1：3水泥砂浆分层抹平外墙做法a：6厚1：3水泥砂浆打底扫毛或刮出纹道b：刷素水泥一道，内掺水重3-5%的107胶c：12厚1：0.2：2水泥白灰膏砂浆，在外墙与钢筋混凝土柱，梁交接处在粉刷砂浆中埋入宽度大于200mm，0.8mm厚钢丝网踢脚线石质板材踢脚：a:灌20厚1：2.5水泥砂浆b:20厚石质板材，水泥浆擦缝楼梯梯板：a:花岗岩面层；b:周边250mm黑色花岗岩面层；c:30mm厚1：3干硬性水泥砂浆结合层（表面撒水泥粉）；d:水泥浆一道（内掺建筑胶）；e:现浇混凝土楼梯板；44 f:板底7mm厚1：2混合砂浆；g:3mm厚纸筋灰刮平；h:满刮腻子二道；i:刷白色乳胶漆二遍罩面。雨水管：水斗均为PVC制品，雨水管规格为Φ100，雨水口雨水斗做法参见95浙TJ-02油漆工程：所有木门均做成栗色聚酯漆一底二度所有钢制构件、金属预埋件均做防锈处理门窗工程：除注明者外，外门外窗一般居墙中立樘，内门与开启方向墙身平立樘其它：水、电留孔需在施工过程中事先留置，杜绝事后开凿和返工所有预埋铁件和木砖均需做防锈防腐处理室内所有阳角均做50mm宽1800mm高1：1水泥砂浆护角防潮层20厚1：2.5水泥砂浆掺水泥重3%-5%的防水剂。3结构设计计算软件与建模说明3.1软件介绍PMCAD软件采用人机交互方式，引导用户逐层地布置各层平面和各楼面，再输入层高就建立起一套描述建筑物整体结构的数据。PMCAD具有较强的荷载统计和传导计算功能。除计算结构自重外，还自动完成从楼板到次梁，，从次梁到主梁，从主梁到承重的柱墙，再从上部结构传到基础的全部计算，加上局部的外加荷载，PMCAD可以方便地建立整栋建筑的荷载数据。结构计算采用STAWE，适用于多层建筑。ASTWE采用空间杆单元模拟梁、柱及支撑杆件。STAWE给出了四种简化假定，即楼板整体平面内无限刚、分块无限刚带弹性连接板带和弹性楼板。STAWE适用于多层钢筋混泥土框架、框架-剪力墙、剪力墙结构，以及高层钢筋混泥土混合结构。44 STAWE可完成建筑结构在恒载、活载、风载以及地震力作用下的内力分析、动力时程分析及荷载效应组合计算，可进行活载不利布置计算，并可将上部结构和地下室作为一个整体进行分析，对钢筋混泥土结构可完成截面配筋计算，对钢构件可作截面验算。3.1.1建模步骤a输入各层平面的轴线网格，各层网格平面可以相同，也可以不同。b进行构件定义：输入柱、梁、墙、洞口和斜柱支撑的截面数据。c柱、梁、墙、洞口和支撑在平面网格和节点上的布置。d各层结构主要参数，如楼板厚度、混泥土强度等级等。e层编辑，包括层高以及标准层间的复制等。f定义各荷载标准层上的楼面恒、活荷载。g楼层组装，包括总层数，结构标准层数，荷载标准层数。h行镇设计信息。i绘图参数。j对上一步所建模型进行检查，发现错误并提示用户。根据上下层结构布置状况作上下层构件连接。k各层楼板楼面的详细布置，如楼板开洞、修改板厚、布置悬挑板以及次梁的设置等。3.1.2生成荷载信息a人机交互输入和修改除外加荷载，主要有梁、柱、墙、节点、次梁上的荷载，也可修改各房间恒、活荷载。b楼面荷载传导计算，生成各梁宇墙以及各梁之间的内力。c结构自重计算。d恒、活荷载向底层基础的传导计算。3.2PMCAD建模步骤3.2.1PMCAD交互数据输入a轴线输入和网格形成：各层平面的轴线网格。b构件定义：柱、梁、墙、洞口的截面数据。这里的墙指的是承重墙，本设计框架结构，墙只起分隔维护作用。44 c楼层定义：柱、梁、墙、洞口在平面网格和节点上的布置。需要几个结构标准层就布置几个，在换标准层前注意在本层信息里面修改自己的参数，可根据实际情况修改结构主要参数，如楼板厚度、混泥土强度等级等。d荷载定义：在这里定义楼面荷载和活荷载，在计算书的下面部分将精确计算何种楼板的恒荷载标准值。在这里先大致取2KN/m2，活载2.0KN/m2；不上人屋面恒载取2.2KN/m2，活载为0.5KN/m2（以上均不考虑楼板自重，楼板自重由软件自动计算）。在PMCAD第三步可以根据实际各楼板的不同情况来修改。e楼层组装：在这里进行结构标准层和荷载标准层的组装，并确定设计参数。f保存文件并退出，PMCAD第一步完成。3.2.2输入荷载信息a楼板荷载：这一步将对第一步的楼面恒、活荷载进行修改。按照好、各楼面的不同做法，对恒荷载进行修改。b梁间荷载：这里主要输入填充墙传来的恒荷载。具体数值见荷载计算部分。c各标准层设置好以后，保存文件退出，并选择生成传导基础的数据。3.2.3画结构平面图利用此选项可以画各层板的配筋图。3.2.4图形变换、编辑及打印利用此功能将PMPM里形成的图形转化为CAD可以打开的图形。在CAD立面对结构施工图做进一步的修改。3.3SATWE计算说明（1）接PM生成STAWE数据：进入此项选项后可以对上面PMCAD参数进行检查和修改，如果没有问题就可以进入下一步。（2）结构内力与配筋计算：点击进入，在设置好参数后检查没有错误后就可以进行计算了。（3）分析结果图形和文本显示：这里可以看各层柱及剪力墙的轴压比、横纵向的侧移、配筋简图、超筋信息等。（4）绘制梁柱施工图：将梁柱进行归并后即可在这里绘制梁柱施工图。3.4JCCAD计算说明（1）在JCCAD中采用人机输入的方式进行地质资料及相关参数的输入，并导入上部由SATWE算得的传至基础的荷载。（2）进行筏板、地梁、桩基承台的定义、输入及验算校核。44 （3）对基础梁、筏板、承台等进行内力及配筋计算，如出现超筋则在第（2）部中进行修改。（4）画基础部分各施工图。3.5LTCAD计算说明（1）在LTCAD中进行人机交互输入，定义楼梯间，布置楼梯、梯梁等，并进行楼梯的竖向布置。（2）对楼梯进行配筋校核后即可话楼梯施工图。4构设计说明及设计总信息4.1工程概况（1）结构类型：框架结构。本工程属于多层居民住宅，整体属于规则结构（2）本工程±0.000相当于黄海高程2.500m，室内外高差-1.0m（3）主要材料：混泥土——柱采用C30，楼板和梁为C25，基础垫层为C10钢材——HPB235，HRB335砌体——±0.000以上采用加气混泥土砌块（卫生间除外），以下采用混泥土砌块（4）结构层数为七层。结构高度为22.3m，长度41.04m，宽度10.24m。（5）本工程抗震设防烈度7度，抗震等级框架三级，结构安全等级：二级（一般建筑物）；环境类别:一类（室内正常环境）；建筑场地类别：二类（6）基本风压：0.45kN/m2；基本雪压：0.3kN/m2（7）基础形式：采用桩基础，（8）本工程设计使用年限为50年4.2设计依据《建筑结构荷载规范》GB5009-2001《建筑抗震设计规范》GB50011-2001《混凝土结构设计规范》GB50010-2002《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002《建筑结构制图标准》GB/T50105-2001《房屋建筑制图统一标准》GB/T50001-200144 结构设计软件：建筑CAD-PKPM软件应用，PKPM结构设计应用4.3结构方案4.3.1结构选型经过对建筑的建筑高度、建筑造型、适用功能、抗震要求以及经济性等因素的综合考虑后，采用钢筋混泥土现浇框架结构。采用小柱网、小开间布置，满足住宅使用功能。4.3.2屋面结构：采用现浇钢筋混泥土肋型屋盖4.3.3楼面结构：全部采用现浇钢筋混泥土肋型楼盖4.3.4楼梯结构：采用现浇钢筋混泥土两跑板式楼梯4.4构件截面尺寸估算具体见结构施工图4.4.1柱根据任务书要求及结构自身布置的需要，采用标准柱，其尺寸由《混泥土结构技术规程》JGJ149-2006相关要求确定。经验算，轴压比、配筋等均能满足要求。4.4.2梁异形柱结构框架梁截面高度按（1/10~1/15)lb确定（lb为计算跨度），且非抗震设计时不宜小于350mm；抗震设计时不宜小于400mm。梁的净跨与截面高度的比值不宜小于4。梁的截面宽度不宜小于截面高度的1/4和200mm。在综合考虑建筑做法、结构构造、建筑模型等的基础上，梁截面初步选用240*500截面，具体布置见结构施工图。4.4.3板一般规定l2/l1≥3按单项板计算，l2/l1<3时宜按双向板计算，则所有楼板除阳台外均应按双向板计算。一般双向板的最小厚度不小于80mm，按双向板短跨的1/35考虑，板厚h≥L/35。.本设计楼板厚度根据所受恒、活荷载大小及楼板跨度选用100,120两种板厚，具体见楼板配筋图。4.5基础选型根据提供的地质资料和考虑工程造价与施工进程，基础采用预应力管桩+承台类型，桩基础持力层为4粉质粘土层，地基承载力特征值为fak=240.0kPa，满足要求。桩与承台布置见结构施工图。4.6建筑建模44 4.6.1建筑模型与荷载输入（1）将建筑分3个标准层进行建模，分别对应如下：第1标准层：一层第2标准层：二~六层第3标准层：七层建筑结构的恒载计算如下（楼板、梁、剪力墙等自重由程序自动计算）（2）荷载输入：建筑结构的恒、活载计算具体见第五章（楼板、梁、剪力墙等自重由程序自动计算）。设计参数取值详见框架结构计算设计SATWE部分，荷载布置图如下（共分为3个荷载标准层，以下楼层号按PKPM建模时的楼层号计。）A:楼面荷载：44 第一标准层恒载布置图44 第一标准层活载布置图第二标准层恒载布置图第二标准层活载布置图44 第三标准层恒载布置图44 第三标准层活载布置图B梁间荷载44 梁间恒载布置图（左右对称）4.6.2楼层组装4.6.3楼板厚度44 第一、二标准层楼板厚度第三标准层楼板厚度4.6.4楼板配筋计算44 4.7设计参数定义（SWTWE参数）4.7.1总信息：44 注：混凝土容重考虑了梁、柱、板的表层抹灰重量。在进行基础设计时选用“模拟施工加载2”传递到基础的荷载。4.7.2设计信息44 注：该结构刚重比大于2.7，可以不考虑重力二阶效应。配筋按单偏压计算，并在特殊构件中对角柱进行定义。4.7.3风荷载信息44 注：结构基本周期按框剪T=（0.08~0.12）n计算。4.7.4地震信息4.7.5活载信息：44 4.7.6调整信息：44 4.7.7配筋信息：44 4.7.8荷载组合：5结构荷载计算5.1荷载计算5.1.1楼面荷载：板面装饰荷载0.95KN/m230mm厚水泥砂浆面层0.03×20=0.6KN/m2水泥浆一道（内掺建筑胶）（忽略）100mm厚现浇钢筋混泥土楼板（软件自动计算）板底顶棚抹灰装饰荷载0.2KN/m2恒载合计：1.75KN/m25.1.2楼梯荷载：详见楼梯计算书屋面荷载：40mm厚挤塑纤维一层0.04×20=0.8KN/m2无纺聚酯纤维一层（忽略）44 30mm厚挤塑聚苯保温隔热板0.1KN/m24mm厚SBS改性沥青防水卷材0.4KN/m21：6水泥焦渣找坡，最薄处为30mm厚0.04×17=0.68KN/m2120mm厚现浇钢筋混泥土屋面板（软件自动计算）板底顶棚抹灰装饰荷载0.2KN/m2恒载合计：2.18KN/m25.1.3墙体荷载（即梁上线荷载）（1）外墙（240mm厚）：粘土空心砖容重15KN/m3外贴瓷砖墙面0.5KN/m2内水泥粉刷墙面0.36KN/m2面荷载15×0.24+0.5+0.36=4.46KN/m2全墙作用在梁上的线荷载为（3-0.5）×4.46=11.15KN/m布置了门窗的外墙乘折减系数0.850.85×11.15=9.48KN/m（2）内墙（240mm厚）：加气混泥土砌块容重5KN/m3两侧水泥粉刷墙面2×0.36=0.72KN/m2面荷载5×0.24+0.72=1.92KN/m2全墙作用在梁上的线荷载为（3-0.5）×1.92=4.8KN/m布置了门窗的外墙乘折减系数0.850.85×4.8=4.08KN/m（3）卫生间内墙（240mm厚）：240mm厚混泥土空心砌块容重10KN/m3两侧水泥粉刷墙面2×0.36=0.72KN/m2面荷载10×0.24+0.72=3.12KN/m2全墙作用在梁上的线荷载为（3.0-0.5）×3.12=7.8KN/m布置了门窗的外墙乘折减系数0.850.85×7.8=6.63KN/m（4）240厚女儿墙，高300：按素混泥土算（20×0.24+0.86）×0.3=1.7KN/m5.2正常使用活载选择44 本工程主要部位使用活载如下表（KN/m2）名称卧室、餐厅、起居室厨房楼梯阳台卫生间不上人屋面荷载2.02.02.52.02.00.5本工程选用√√√√√√本工程的基本风压0.45KN/m2，基本雪压为0.3KN/m6梁柱截面设计本章将详细介绍利用PK进行框架设计的全过程，PK程序可以将由PMCAD建模得来的建筑结构单独拿出一榀框架进行计算。你还可以对框架进行风荷载和抗震能力计算，并能够进行框架施工图的绘制。比起传统的用手工计算和绘图，大大提高了效率，节省了时间，而且还便于随时进行修改。本设计之所以采用了PK软件进行计算也是考虑到这一点。本计算假定框架柱嵌固于基础顶面，框架梁与柱刚接。基础标高根据地质条件和室外高差定为-0.6m，底层层高为3.0m，故底层柱标高为4.0m，其余各层的柱高从楼面算至上一层楼面（即层高），故分别为3.0m。6.1侧移计算由SATWE计算水平作用下结构各层平均侧移44 44 44 分析：在风荷载与地震荷载作用下结构的层间位移与层间位移角均满足要求。（框架结构层间位移角限值1/550、水平位移极限）。44 6.2柱轴压比计算下图为各层最大轴压比的一层，其余层略根据《高规》的相关规定，七度设防区，由上面轴压比可知，满足要求。44 6.3内力计算有SATWE计算各层在各荷载工况下构件标准内力图：一层梁恒载作用下的弯矩图44 一层梁在恒载作用下的剪力图同理可得其余各层梁在地震、风载、恒载、活载作用下的弯矩图和剪力图，此略。44 6.4内力包络图有SATWE可得各层梁设计内力包络图：一层梁设计内力包络图软件计算的其余各层梁设计内力包络图，此略。44 6.5梁配筋包络图有SATWE计算各截面梁设计配筋（主筋/箍筋）包络图，其余层略44 一层截面梁设计配筋包络图6.6梁弹性挠度图一层梁弹性挠度图44 分析:混凝土结构设计规范GB50010-2002中正常使用极限状态受弯构件的挠度值为Lo＜7m时为Lo/200，当7m＜Lo＜9m时为Lo/250，当Lo＞9m时为Lo/300。经验算，均满足要求。同样，PKPM软件还可以计算并绘出各荷载情况下结构空间变形简图、各层质心振动简图、结构整体空间振动简图等，此略。7楼梯设计7.1楼梯说明楼梯平面图如下：楼梯为双跑楼梯，高3米，踏步尺寸为260mm*166.7mm。采用混凝土等级C25，钢筋为Ⅱ级，分布钢筋为Ⅰ级。楼梯活载标准值q=2.5㎞/㎡。计算单元示意图44 7.2楼梯计算（1）相关系数混凝土强度等级C25fc=11.9N/mm2钢筋强度设计值HRB335钢筋fy=300N/mm2板厚100mm,h。=100-20=80mm,取一米宽板带作为计算单元踏步宽260mm踏步高166.7mm梯段板净长Ln=9×260=2340mm活荷载标准值q=2.5㎞/㎡。活荷载准永久值系数0.4构件受力特征系数2.1纵向受拉钢筋表面特征系数0.7（2）荷载计算（取一米板宽）梯段板厚h=Ln/25=2340/25=93.6mm，取h=100mm有效厚度ho=100-20=80mm荷载分项系数=1.2=1.4板倾斜度tanɑ=166.7/260=0.641cosɑ=260/317.32=0.819恒载：面层0.65×（h+b）/b=1.07kN/m2踏步25×h×b/（2×b）=2.08kN/m2斜板25×h/cosɑ=3.05kN/m2板底抹灰17×0.02/cosɑ=0.415kN/m2栏杆0.4kN/m2合计:楼面恒荷载gK=7.02kN/m2活载标准值qK=2.5KN/m2荷载总设计值p=gK×1.2＋qK×1.4=11.92KN/m2（3）截面设计板计算跨度Lo=1.05Ln=2.46m44 弯矩设计值M=p×Lo/8=11.92×2.46×2.46/8=9.0KN·m=M/（××b×）=9×/（11.9×1000×）=0.118板的经济配筋率为0.3%~0.8%，要求满足挠度要求。选用7.3平台板设计1.荷载计算平台板的荷载计算列于表7-2平台板的荷载表7-2荷载种类荷载标准值（KN/m2）恒荷载20厚水泥砂浆面层100厚混凝土板20厚板底抹灰小计3.24活荷载2.5总荷载设计值2.内力计算平台板计算跨度跨中弯矩为最大弯矩，取：弯矩设计值为板的有效高度为44 选用受力筋7.4平台梁设计平台梁截面尺寸选用200×400(1)荷载计算平台梁计算详见下表表6.3平台板的荷载计算表荷载种类荷载标准值（KNm）恒荷载斜板传来的恒载7.02.46/2=8.61平台板传来的恒载4.31.2/2=2.58平台梁自重2510.20.4=2粉刷170.02(0.2+2(0.4-0.1))=0.272小计12.96活荷载2.51(2.46/2+1.2/2)=4.58由可变荷载效应控制的组合:=1.2×12.96+1.4×4.58=21.96KN/m由永久荷载效应控制的组合：＝1.35×12.96+1.4×0.7×4.58＝21.98KN/m所以选择永久荷载效应控制组合进行计算，取p=21.98KN/m(2)内力计算计算跨度＝1.1（2.4-0.24）＝2.4m最大弯矩最大剪力44 梁的有效高度mm选配斜载面受剪承载力满足要求，按构造配置双肢箍筋8双向板楼盖设计8.1标准层楼板计算这里仅以轴1与轴2之间的D、F跨楼面板1为例，说明计算方法和计算过程，其他板的计算从略。8.1.1板1的传荷方式由于当板的长短跨之比小于3时，按双向板进行设计计算；当板的长短跨之比大于3时，按单向板进行设计计算。荷载计算由前面计算可知，楼面恒荷载设计值楼面活荷载设计值则楼面荷载总设计值8.2板1的配筋计算计算跨度：按塑性理论计算44 短跨长度长跨长度取由于板1为四边连续板，四周有梁，弯矩考虑折减系数80%，钢筋采用分离布置，假设板的跨中钢筋在距支座处截断一半，则：取，钢筋选用：混凝土强度等级：C258.2.1求X方向跨中截面配筋可按最小配筋率配筋，选配：8@1808.2.2求X方向支座截面配筋选配：8.2.3求y方向跨中截面配筋44 可按最小配筋率配筋，选配：8@1808.2.4求y方向支座截面配筋可按最小配筋率配筋，选配：8@1809基础设计9.1地基资料地质条件(KPa)土层编号土质类型土层埋深土层厚度承载力设计值（预制桩）侧面摩擦力端承力(1)粘性土3.803.8012.000.00(2)淤泥6.302.508.000.00(3)粘质粉土10.304.0016.000.00(4)粉质粘土31.5021.2026.001000.00(5)粉质粘土45.8014.3022.00800.00(6)粉质粘土57.8012.0028.001400.00(7)粘性土61.8014.0034.001800.009.2确定桩型根据地质勘察报告，以第4层粉土作为持力层根据图集2002浙G22，采用PC预应力混凝土管桩，桩型号为：PC－400(100)9.3单桩承载力特征值估算44 取单桩承载力为750KN9.4确定桩的根数轴8与轴D交处柱下基础为例进行设计分析考虑到偏心作用，将其扩大10％～20％，暂取2根。9.5初选承台尺寸桩距：，取承台边长短边长取边桩中心至承台边缘距离为600mm取承台高度为500mm，埋深2000mm，钢筋保护层厚度为50mm，桩顶伸入承台50mm，则承台的有效高度h0=0.50-0.05＝0.45m采用C25混凝土，HRB335级钢筋ft=1.27MPafc=11.9MPafy=300MPa荷载标准值：(作用在承台顶部）竖向荷载:F=1265kNM=38kN·NV=2kN取承台及其上土的平均重度桩顶平均竖向力设计值：符合要求。9.6柱对承台的冲切验算44 冲跨比与系数的计算：＝＝满足要求9.7承台斜截面受剪验算圆桩换算为方桩截面边长bp=0.8d=0.8×400=320(mm)X方向上部斜截面受剪验算=1.000×1.212×1270×2.4×0.45=1662KN>2=1442KN满足要求9.8局部受压承载力验算在轴心竖向力作用下　Qk＝(Fk+Gk)/n　Qk＝(1265+115.2)/2＝690.1kN≤1.2Ra＝900kN　每根单桩所分配的承台自重和承台上土自重标准值Qgk：　Qgk＝Gk/n＝115.2/2＝57.6kN　44 扣除承台和其上填土自重后的各桩桩顶相应于荷载效应基本组合时的竖向力设计值：　Ni＝γz×(Qik-Qgk)　N＝1.35×(690.1-57.6)＝854kN　局部荷载设计值F＝Nmax+γg×Qgk＝854+1.35×57.6＝931.8kN　混凝土局部受压面积　承台在角桩局部受压时的计算底面积按下列公式计算：　　满足要求。9.9承台受弯承载力计算选用，沿平行y轴方向均匀布置。选用，沿平行x轴方向均匀布置。44 参考文献[1]GB50009-2001,建筑结构荷载规范[S][2]GB50011-2001,建筑抗震设计规范[S][3]GB50010-2002,混凝土结构设计规范[S][4]JGJ3-2002,高层建筑混凝土结构技术规程[S][5]GB/T50105-2001,建筑结构制图标准[S][6]GB/T50001-2001,房屋建筑制图统一标准[S][7]何炜明.高层建筑中钢筋混凝土结构设计分析[J],科技资讯,2008(31)[8]同济大学、西安建筑科技大学、东南大学，等四校合编.房屋建筑学[M].北京：中国建筑工业出版社，2005.[9]同济大学.混凝土结构与砌体结构设计[M]，北京：中国建筑工业出版社,2008[10]王可峰.高层结构体系的选择[J],山西建筑,2009(15)[11]朱镜清.结构抗震分析原理[M].地震出版社,2002.11[12]徐建平，严建烽.多层及高层钢筋混凝土房屋抗震设计[J],中国高新技术企业,2009(20)[13]杨娅琦，赵友云.钢筋混凝土框架结构的施工技术应用[J],建筑科学,2009(28)44 [14]T.J.Macginley,B.S.Choo.Reinforcedconcrete[monograph]：designtheoryandexamples,SecondEdition[M].1990.[15]P.M.Ferguson,ReinforcedConcreteFoundamentals,5thEdition[M].Wiley&SonsCo.1987.44