某新型小区五层居民楼土木工程毕业设计

毕业设计

题目：武汉市某新型小区五层居民楼

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明

本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

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本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

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本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

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注意事项

1.设计（论文）的内容包括：

1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）

2）原创性声明

3）中文摘要（300字左右）、关键词

4）外文摘要、关键词

5）目次页（附件不统一编入）

6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论

7）参考文献

8）致谢

9）附录（对论文支持必要时）

2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。

3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。

4.文字、图表要求：

1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写

2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画

3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印

4）图表应绘制于无格子的页面上

5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档

5.装订顺序

1）设计（论文）

2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订

指导教师评阅书

评阅教师评阅书

教研室（或答辩小组）及教学系意见

摘要

本次毕业设计是武汉东本二厂为终身技术员工解决居住问题修建的新型校区由

建筑设计和结构设计两部分组成。本办公楼的建筑面积为2200m2，层数5层，结构

体系为框架结构。住宅楼形状采用的是比较常用的矩形形状，在平面布置时采用的是

内走廊。建筑设计包括建筑设计总说明、建筑平面设计、立面设计和剖面设计；结构

设计包括结构平面布置及计算简图确定，计算简图选取一榀框架进行荷载计算、内力

计算、内力组合、框架梁、柱截面设计和配筋计算、楼板和屋面设计、楼梯设计，基

础设计等。

关键词：员工住宅楼；框架结构；建筑设计；结构设计。

Abstract

This graduation design is Wu Handong this two factory solve the problem of living for lifelong technical staff to build the new campus of the architectural design and structural design of two parts. This area is 2200 m2, of the office building of the layer number 5, structure for the frame structure. Residential building shape is rectangular shape, which are frequently used in the layout is in the corridor. Architectural design including building design general information, building plane design, elevation and section design; Structure design including the structural layout and calculation diagram, diagram to select a common framework for the load calculation, internal force calculation and internal force combination, frame beam and column section design and reinforcement calculation, floor and roof design, stair design, foundation design, etc.

目录

摘要 (2)

英文翻译 (2)

第一章建筑设计部分 .................................................................................................. 一

1.1工程概况 ............................................................................................................ 一

1.2平面设计 ............................................................................................................ 一

1.3剖面设计 ............................................................................................................ 三

1.4建筑立面设计…………………………………………………………………三

1.5门和窗的设计………………………………………………………………….四

1.6其它设计……………………………………………………………………….四第二章结构设计部分 .................................................................................................... 五

2.1材料要求 ............................................................................................................ 五

2.2填充墙要求 ........................................................................................................ 六

2.3材料选用 ............................................................................................................ 六

2.4.结构布置及截面尺寸初选 ................................................................................ 六

2.5.基础和地基 ........................................................................................................ 七

2.6结构设计计算内容 ............................................................................................ 八第三章：结构选型与布置……………………………………………………………十一

3.1设计原始资料……………………………………………………………….十一

3.2结构选型…………………………………………………………………….十一

3.3框架计算简图及梁柱线刚度………………………………………………十二

3.4荷载计算 (3)

3.5竖向可变荷载 (6)

3.6风荷载标准值计算 (7)

第四章：内力计算与内力组合 (9)

4.1恒荷载作用下的内力计算 (9)

4.2活荷载作用下的内力组合 (24)

4.3风荷载作用下的框架内力计算 (37)

4.4截面框架梁内力组合 (45)

4.5截面设计与配筋计算 (53)

4.6楼板的设计 (61)

4.7楼梯设计 (66)

4.8基础设计 (70)

总结 (75)

参考文献 (76)

致谢 .................................................................................................................................. a 毕业设计图纸目录 ........................................................................................................ 、b

第一章建筑设计部分

1.1工程概况

工程名称：武汉东本二厂员工住宅楼

建设地点：武汉市

建筑面积：平方米

建筑类型：框架结构

层数：5层

1.2 平面设计：

建筑平面是表示建筑物在水平方向房屋各部分的组合关系。由于建筑平面通常较为集中反映建筑功能方面的问题，一些剖面关系比较简单的民用建筑，它们的平面布置基本上能够反映空间组合的主要内容，因此，首先从建筑平面设计入手。但是在平面设计中，我始终从建筑整体空间组合的效果来考虑，紧密联系建筑剖面和立面，分析剖面、立面的可能性和合理性，不断调整修改平面，反复深入。也就是说，虽然我从平面设计入手，但是着手于建筑空间的组合。

各种类型的民用建筑，从组成平面各部分面积的使用性质来分析，主要可以归纳为使用部分和交通联系部分两类。

建筑平面设计是组合布置建筑物在水平方向房屋各部分的组合关系，它包括使用部分设计和交通联系部分设计

1.2.1 使用部分平面设计

建筑平面中各个使用房间和辅助房间，是建筑平面组合的基本单元。本设计在使用平面设计中充分考虑了以下几点：注意了房间的面积、形状和尺寸满足室内使用活动和设备合理布置的要求；门窗的大小和位置考虑了房间的出入方便，疏散安全，采风通风良好；房间的构成注意使结构布置合理，施工方便，也要有利于房间之间的组合，所用材料应符合相应的建筑标准；室内空间，以及顶棚、地面、各个墙面和构件细部，应考虑人们的使用和审美要求。

一

平面布置图如下图所示：

平面布置图

住宅楼中主要的使用部分有：厨房，客厅，餐厅，卫生间，阳台等。还有一些辅助房间，卧室分为主卧室与次卧室，两种卧室均为矩形。

1.2.2 交通联系部分设计：

交通联系部分是把各个房间以及室内交通合理协调起来，同时又要考虑到使用房间和辅助房间的用途，减少交通干扰。楼梯是垂直交通联系部分，是各个楼层疏散的必经之路，同时又要考虑到建筑防火要求，本建筑采用平行双跑楼梯。

二

本设计中交通联系部分设计能满足下列要求：交通线路简捷明确，联系通行方便；人流通畅，紧急疏散时迅速安全；满足一定的通风采光要求；力求节省交通面积，同时考虑空间组合等设计问题。

1.3 剖面设计：

建筑剖面图是表示建筑物在垂直方向房屋各部分的组合关系，剖面设计主要表现为建筑物内部结构构造关系，以及建筑高度、层高、建筑空间的组合与利用。它和房屋的使用、造价和节约用地有着密切关系，也反映了建筑标准的一个方面。其中一些问题需要平、剖面结合在一起研究，才具体确定下来。

本工程为东本二厂为终身技术员工所建的住宅楼，层高底层为2.8m,其余为3m。垂直交通采用楼梯，因为考虑到公寓楼层数较少，仅有六层，不设电梯。门的高度根据人体尺寸来确定，窗高要满足通风采光要求。

1.4建筑立面设计

立面设计满足房间的使用要求和技术经济条件下运用建筑造型和立面构图的

一些规律。

建筑立面可以看成是由许多构部件所组成：它们有墙体、梁柱、墙墩等构成房屋的结构构件，有门窗、阳台、外廊等和内部使用空间直接连通的部件。

办公楼通过正立面图可以看到该建筑物的高度为16.8m，形成了左右对称或接近对称的平、立面设计容易取得端庄、严肃的效果。由于本建筑采用的是框架结构，墙体只起围护作用，不承担荷载，所以立面上门窗的设置具有很大的灵活性，不仅开启方式灵活，而且具有面积较大的特点，因此设计采用大面积的窗户设计，既满足了设计对光线的要求，又满足了经济要求。

1.5门和窗的设计：

门的设计与布置：对门的设计主要考虑了以下几点：(1) 根据功能确定门的大小

(2) 根据使用具体要求确定门的数量(3) 窗的设计和布置

房间中窗子的大小、形式和位置，对室内采光、通风、日照和使用等功能要求，对建筑物的装门面构图，都有很大关系，在设计时应根据各方面要求综合考虑。

三

(4) 窗的大小

窗面积与地面面积应为1/4—1/6。

窗子的大小、数量，还应考虑经济条件和当地的气候条件，(5) 窗的位置

在设计窗的位置时，考虑了下列问题

a 窗的位置应很好地考虑房间内部的使用情况。

b 窗子大都兼有通风的作用，因此房间的窗子位置应与门的位置一起考虑，最好把窗开在门对面的墙上或离门较远的地方，以使房间尽可能得到穿堂风。

c 窗子的位置还考虑了立面的要求，使立面构图整齐谐调，不致杂乱无章，影响立面的效果。

(6) 窗的形式

窗的形式不仅考虑了采光、通风的要求，而且还考虑比例造型的美观，因为窗是建筑外形和室内艺术造型的重要内容。

1.6 其它设计：

1.6.1 散水设计：

建筑物的外墙做散水，主要是为了迅速排除靠墙体的地面水并堵住地面水沿墙脚向下渗透，以减少墙脚基础受水侵蚀的可能性。以便将水导至远离墙脚处。

散水用素混凝土现浇坡度为3%--5%。本次设计的散水宽度为1000mm，坡度3%，具体做法为：300厚素土夯实，70厚C10混凝土垫层，20厚1：2水泥砂浆抹面。

1.6.2 勒脚的设计：

用1：2水泥砂浆粉刷。这种勒脚的优点是造价低，施工方便，因此一般民用建筑多采用。本次墙勒脚采用1：2水泥砂浆粉刷，高度600mm。

1.6.3 女儿墙设计：

女儿墙是屋顶上直接受到风吹雨淋的一个构建，如果没有适当的放水措施，雨水就有可能顺着女儿墙渗入室内，女儿墙的外饰面材料也有可能因此而破坏。防止女儿墙渗水的主要办法是在女儿墙的墙身中铺设油毡防水层，或是防水层铺过女儿墙。

第二章结构设计说明

四

为了使建筑物设计符合技术先进、经济合理、安全适用、确保质量的要求，建筑结构方案设计，包括结构选型设计占有重要地位。建筑结构方案设计和选型的构思是一项很细致的工作，只有充分考虑各种影响因素并进行全面综合分析，才能选出优化的方案。

结构作为建筑的骨架形成人类的建筑空间，用来满足人类的生产、生活需要及对建筑物的美观要求（结构的建筑功能）。在真确设计、施工及正常使用条件下，建筑应该具有抵御可能出现的各种作用的能力（建筑结构的安全功能）。此外，建筑结构的工程造价及用工量分别占建筑物造价及施工用量的30%～40%，建筑结构工程的施工工期约占建筑物施工总工期的40%～50%（建筑结构的经济指标）。建筑物的形式和风格总是和构成它的材料和结构方式相适应的。在实践中不断地探索能够经济、合理地充分发挥材料、结构潜力的形式和风格，并逐渐形成建筑体系和结构体系。结构是建筑的骨架，是建筑赖以存在的基础，该办公楼选用框架结构是合理的。框架结构体系是由竖向构件的柱子与水平构件的梁通过节点连接而组成，即承担竖向荷载，又承担水平荷载。框架结构体系的优点是建筑平面布置灵活，可以提供较大的建筑空间，也可以构成丰富多变的立面造型。

在做本次设计时，选用框架结构,以钢筋混凝土为材料建造。框架结构体系是由竖向构件的柱子与水平构件的梁通过节点连接而组成，即，承担竖向荷载，又承担水平荷载。框架结构体系的优点是建筑平面布置灵活，可以提供较大的建筑空间，也可以构成丰富多变的立面造型。

2.1 材料要求：

梁、柱混凝土强度等级相差不宜大于5Mpa，如超过时，梁、柱节点区施工时应作专门处理，使节点区混凝土强度等级与柱相同。

2.2 填充墙要求：

(1) 框架结构的填充墙应优先选用预制轻质砌块或墙板，填充墙应按规范的构造要求与框架可靠拉结。

(2) 框架结构的填充墙宜与框架梁、柱轴线位于同一垂直平面内。

2.3 材料选用：

混凝土楼梯和现浇板和基础采用C20其它均采用C30

钢筋：梁柱纵向受力钢筋采用热轧钢筋HRB335其余采用热轧钢筋HPB235 五

墙体：外墙采用灰砂砖其尺寸为240mm×120mm×60mm,重度γ=18KN/㎡，内隔墙采用水泥空心砖，其尺寸为240mm×120mm×60mm

窗：铝合金窗γ=0.35KN/㎡门：γ=0.2KN/㎡

雨蓬采用轻型钢结构雨蓬，厂家定制。

2.4 结构布置及截面尺寸初选：

2.4.1 结构布置：

(1) 抗震框架结构的平面布置应力求简单、规则、均匀、对称，使刚度中心与质量中心尽量减小偏差，并尽量使框架结构的纵向、横向具有相近的自振特性。

(2) 框架结构应布置并设计为双向抗侧力体系，主体结构的梁柱间不应采用铰接，也不应采用横向为刚接，纵向也铰接的结构体系。

2.4.2 截面尺寸初选：

一.梁截面尺寸的估算：

梁截面高度一般取h=（1/12~1/8）L，截面宽度b=（1/3~1/2）B

中跨梁：h=L/12=3500/12=292mm,取h=400mm，b=200mm

边跨梁：h=L/12=3300/12=275mm,取h=400mm，b=200mm

纵向框架梁：h=L/12=4500/12=375mm，取h=450mm，b=250mm

纵向最小跨度为4米，根据梁净跨度与高度比不宜小于4，取纵梁尺寸符合标准。

次梁：h=L/12=4200/12=350mm，取h=400mm，b=200mm

二.柱截面尺寸的估算：

1.框架柱的截面尺寸一般根据柱的轴压比限值按下列公式估算：

N=βFgn Ac≥N/μnfc

N为柱组合的轴压比设计值，F为按简支状态计算的柱的负载面积；g为折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，可根据实际荷载计算，也可以近似取1.2~1.5KN/㎡；β为考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数，边柱取1.3，不等跨内柱取1.25，等跨内柱取1.2。n为验算截面以上楼层。Ac为柱截面的面积。Fc为混凝土轴心抗压强度设计值。Μn为框架柱轴压比限值，此处可近似取。

2.框架柱验算对于边柱

六

N=βFgn =1.3×4.5×3.5×1.0×13×5=1330.88KN

Ac≥N/Unfc=1330.88/(1.0×14.3)mm2=93069mm2

对于中柱：

N=βFgn =1.25×4.5×3.5×1.0×13×5=1279.68KN

Ac≥N/Unfc=1279.68/(1.0×14.3)mm2=89488mm2

a=√93069mm=305mm

根据上述计算结果，并综合考虑其他因素，取柱截面为正方形，初步估计柱

的尺寸为400㎜×400㎜＝160000mm2，为计算简便中柱和边柱的尺寸相同，均为400㎜×400㎜。故初选柱的尺寸为400㎜×400㎜

2.5基础和地基：

基础和地基具有不可分割的关系，但又是不同的概念，基础是建筑物与土层直接接触的部分，它承受建筑物的全部荷载，并把他们传给地基，基础是建筑物的一个组成部分，而地基是基础下面的土层，承受由基础传来的整个建筑物的荷载。地基不是建筑物的组成部分。

地基分两种：一是天然土层具有足够的承载能力，不需人工处理就能承受建筑物全部荷载的叫天然地基。一是当上部荷载叫大或土层承载能力较弱，缺乏足够的坚固性和稳定性，必须经人工处理后才能承受建筑物全部荷载的叫人工地基

根据地基土质好坏，荷载大小及冰冻深度，常把基础埋在地表以下适当深度处，这个深度成为埋置深度（简称埋深）。一般基础的埋深应大于冰冻线的深度，从经济和施工角度分析，基础的埋深，在满足要求的情况下越浅越好，但最小不能小于0.5米。天然地基上的基础，一般把埋深在5米以内的叫浅基，超过5米的叫深基。本工程考虑到地下水位的高度，冰冻线的深度，以及地下软弱层的深度和范围，确定2.5米深度作为基础埋深，同时考虑到该工程为框架结构，梁柱中心线不重合，将会产生叫大的竖向弯矩，为了提高抗侧刚度，满足纵横向弯矩的平衡，提高抗剪切能力，该工程选用柱下独基，满足以上条件，同时又能起到节省材料的作用。

岩土工程地质分层表

七

建筑物位于武汉地区。拟建场地地面平坦，拟建物基础均全部埋置于粘土层中，其地基承载力特征值取220 Kpa，修正之后的地基承载力取值250Kpa。

Fa=fak+ηdγm(d-0.5)=220+1.0×20.0×（2-0.5）=250kpa

2.6 结构设计计算内容:

2.6.1 对框架结构的简化

框架结构一般有按空间结构分析和简化成平面结构分析两种方法。

一般情况下，框架结构是一个空间受力体系，为了方便起见，常常忽略结构纵向和横向之间的空间联系，忽略各构件的抗扭作用，将纵向框架和横向框架分别按平面框架进行分析计算。由于横向框架的间距相同，作用于各横向框架上的荷载相同，框架的抗侧刚度相同，因此，除端部外，各榀横向框架都将产生相同的内力与变形，结构设计时一般取中间有代表性的一榀横向框架进行分析即可；而作用于纵向框架上的荷载则各不相同，必要时应分别进行计算。

在结构计算简图中，杆件用轴线来表示。框架梁的跨度即取柱子轴线之间的距离。框架的层高（框架柱的长度）即为相应的建筑层高，而底层柱的长度则应从基础顶面算起。对于不等跨框架，当个跨跨度相差不大于10%时，在手算时可简化为等跨框架，跨度取原框架各跨跨度的平均值，以减少计算工作量。

在计算框架梁截面惯性距I时应考虑到楼板的影响。在框架梁两端节点附近，梁受负弯矩，顶部的楼板受拉，楼板对梁的截面抗弯刚度影响较小；而在框架梁的跨中，梁受正弯矩，楼板处于受压区形成T形截面梁，楼板对梁的截面抗弯刚度影响较大。在工程设计中，为简便起见，仍假定梁的截面惯性距I沿轴线不变，对现浇楼盖中框架取I=2I0边框架取I=1.5I0;对装配整体式楼盖，这里I0为矩形截面梁的截面惯性矩。

2.6.2 在竖向荷载作用下的近似计算

八

框架结构在竖向荷载作用下的内力计算可近似地采用分层法。通常，多层多跨框架在竖向荷载作用下的侧移是不大的，可近似的按无侧移框架进行分析，而且当某层梁上有竖向荷载时，在该层梁及相邻柱子中产生较大内力，而在其他楼层的梁、柱子所产生内力，在经过柱子传递和节点分配以后，其值将随着传递和分配次数的增加而衰减，且梁的线刚度越大，衰减越快。因此，在进行竖向荷载作用下的内力分析时，可假定作用在某一层框架梁上的竖向荷载只对本层楼的梁以及与本层梁相连的框架柱产生弯矩和

剪力，而对其他楼层框架和隔层的框架柱都不产生弯矩和剪力。其中一般我们常用的方法有两种:D值法和迭代法.荷载计算包括恒载计算和活载计算，其中活载计算时应考虑最不利的组合。

2.6.3 在水平荷载作用下采用D值法

柱的抗侧移刚度不但与柱的线刚度和层高有关，而且还与梁的线刚度有关，另外，柱的反弯点高度也与梁柱线刚度比、上下层横梁的线刚度比，上下层层高的变化等因素有关。日本武藤清教授在分析了上述影响因素的基础上，对反弯点法中柱的抗侧移刚度和反弯点高度进行了修正。修正后，柱的抗侧移刚度以D表示，故此法又称“D值法”，也成为修正反弯点法。

D值法有四项假定:

1.假定计算目标柱及与其上下相邻柱的线刚度均为ic

2.假定计算目标柱及与其上下相邻柱的层间水平位移均为Δμ

3.假定计算目标柱两端节点及与其上下左右相邻的各个节点的转角均为θ

4.假定与目标柱相交的横梁的线刚度分别为i1，i2，i3，i4

2.6.4 内力组合:

荷载效应组合时，对于建筑结构，无地震作用参与组合时，一般考虑以下三种组合情况（不包括偶然组合）：

（1）恒荷载+风荷载+其他活荷载（2）恒荷载+除风荷载以外的其他活荷载（3）恒荷载+风荷载

根据内力的几种组合方式，找出梁、柱控制界面处的最不利内力组合。

2.6.5 梁、柱截面设计:

受弯构件在设计是都要进行抗弯和抗剪设计,钢筋混凝土受弯构件的破坏主要有三种形式.即适筋截面的破坏,特点是手拉钢筋先屈服,而后受压区混凝土被压碎,超筋破坏九