自建房屋设计土木工程毕业设计论文.doc 46页

'云南广播电视大学毕业论文 题目自建房屋设计 姓名陈伦鸿教育层次大学本科学号1353001250479联系方式18987022052 专业土木工程分校云南广播电视大学 指导教师阳可新教学点大关教学点 摘要：在大关职中的电大学习即将毕业，我想将自己所学知识应用于实际生活中，本文叙述的是位于云南省昭通市盐津县庙坝镇大坝村田坝社的同几个邻居一起修建住房的设计。我们几家的修建房屋1300多平方米；该建筑修建于公路边，总共5层公路下面3层，平公路2层。1到3层3.8米，4层到5层4.2米。采用钢筋混凝土框架结构；抗震设防烈度为6度。在本论文中设计通过计算荷载、内力、配筋充分证实了该建筑物的可行性。该建筑物的框架梁柱、楼梯、板面、基础均有计算作为支撑。关键字：混凝土、框架、梁、柱、钢筋、楼层、板面自建房屋设计一、地理条件1、修建地名：云南省昭通市盐津县庙坝镇大坝村一乡村公路旁。2、地理气候：盐津县庙坝镇一年四季中最热的月6、7、8三个月，平均气温25度左右，最高气温到40度；最冷月份11、12、1月份，平均气温10度左右，最冷气温零下2度左右。年降雨量1226.2毫米，降雨集中在6、7、8三个月。最热的月份6、7、8三个的平均相对湿度80.5%，最冷月份平均相对湿度70.1%。主要吹东南风，风速2.5m/s，最大风速30m/s。二、房屋总体设计1、平面设计：房屋平面设计我主要考虑房屋的功能与用途，同时也要考虑建筑结构布置应该要满足建筑规范规则、对称以及一些平常的需求，更要出于安全考虑满足一些抵抗地震与防火需求与规范，具体的平面布置说明有以下几点 （1）门面、楼梯、走廊：该房屋是有3家人共同出资修建的，为了以后方便各家的管理，各家独立使用各自的房屋，该房屋设有三部楼梯，楼梯与各家的门面后端相连，采用两跑单梯段形式，是各家今后的主要交通线路，设计在门面上后端右方角落以便节省空间，该房屋走廊采用内廊式，廊宽2.5米，门面上开间均为4.8米，进深20米。（2）卫生间：该房屋的卫生间每层设三个，一家使用一个，不分男女，分别不至于各楼梯旁。这样做的目的是方面各家各自管理自己的卫生间，而且有利于通风，便于集中设置管道，为了节省卫生间面积坑位只设计一个。（3）柱网：本房屋设计为自建房屋，为了满足现在农村房屋的功能要求，给居住人们提供安全、方便的居住环境，同时兼顾该房屋不同需要，设计占净面积用20平方米为模数，为了方面分割客厅、餐厅、卧室、卫生间等满足不同住户的使用空间需求，设计时参考了《现代住房设计》中的一些规定，该房屋柱网都采用4.5m×4.8m2、功能划分：该房屋的使用功能主要分为客厅、卧室、餐厅、厨房、卫生间五大功能需求。3、立面设计：该房屋采用长方体型，立面上几乎对称，人们居住时要光线充足、空间宽敞，该房屋设计理念是尽量多开窗户，采用内廊式，使得房屋外观看起来简洁明了，比外廊式看起来更有立体感，更适合于人们居住。4、房顶设计：为了方面欣赏美景与夏天乘凉该房屋设计成上人屋面，采用平屋顶，建筑找坡，排水坡度0.5%，排水系统采用无组织排水，为了安全起见，设置女儿墙，女儿墙高度为1.5米。5、结构设计：该房屋采用现浇钢筋混凝土框架结构，现浇整体梁套板，墙采用高温耐压火砖，框架为三跨形式，基础采用现浇端承桩基基础。 一、进度安排1、房屋设计部分（1）计划用一个星期做出方案，9月15日到9月22日完成方案制作包括建筑平面图、立面图、剖面部分图的绘制。（2）计划用一个周制作全部建筑施工图，施工图是平面、立面、剖面的详图，9月22日到9月29日完成施工图的制作。1、房屋结构设计部分（1）计划用一周时间做出结构布置平面图，并且初步大约估算有关情况，制作出结构设计说明书包括地质条件、基础种类的选择、对荷载情况的要求、对结果的初步估算分析，做结构设计时必须完成电脑绘图的结构平面模板图，10月1日到10月9日完成结构设计部分（2）一榀框架首先要手算一榀框架图要有相应的计算，书然后要电算一榀框架要有相应的计算书。计划用10天完成，10月10日到10月20日完成手算一榀框架、电算一榀框架。（3）计划用一周时间绘制框架模版图、配筋图。10月20日到10月29日完成对框架模版图和配筋图的绘制（4）计划用5天完成楼板面的配筋图以及梁配筋结构平面图，这个部分一般情况下是在有了梁、板的就算书的基础上完成的，11月1日到11月5日完成对楼板配筋、梁配筋结构平面图的设计与制作。（5）计划用3天时间完成基础计算并进行绘图而且相应计算书应当完备，11月6到11月9日完成基础计算与绘图（6）计划用3天时间完成对楼梯施工图的制作，此时应当完成板、梁的计算、楼板的计算，相应的计算书应当完备。11月10日到11月12日完成楼梯施工图的制作。（7）计划用3天时间修改结构说明书，因为我们的初步设计可能有错误或者不完善的地方，此时我们现在就可以修改使它趋于合理，11月13日到11月16日。 一、设计任务知识要求1、建筑知识的一般要求（1）对建筑知识应该掌握多层房屋设计的方法与步骤，同时应该掌握多层房屋设计的知识与基本原理而且应该能够根据制作的设计要求确定工程的设计方案，进而能够有序的完成一部分建筑工程施工图纸。（2）在设计过程中我们要考虑经济、适用的原则而且我们也要注意审美观念，建成的房屋要符合人们的审美习惯，同时更要严格遵守国家以及各个省市颁发的技术规范与指导。（3）在设计过程中，柱网尺寸是非常重要的，设计的各个构架、配件都要尽量符合国家规范，要遵循国家标准。空间的标高以及所有的轮廓尺寸都应该幅我们国建的建筑制图规范与标准（4）我们绘制图纸时应该要按照国家颁发的建筑制图标准，根据实际情况、设计要求绘制施工图，但是在建筑设计过程中我们应当运用先进的科学技术，而且要考虑我们当地的，现在的技术条件，经济条件。2、框架结构部分的要求有以下几点（1）结构部分的设计与计算：首先我们要进行手算，我们选择有代表性的一榀框架进行设计与计算，然后此时我们必须全面完成截面配筋以及内力分析与组合同时我们还要确定荷载计算和计算的简图。由于手算容易出问题，可能会有错误，所以我们需要校验手算的结果，以便我们进行对照、参考、分析。五、房屋结构布置1、房屋楼层结构平面布置，该房屋的设计我们采用钢筋混凝土框架结构。楼面与房屋面板我们均用钢筋混凝土现浇板，而且为了稳固性考虑，我们采用现浇梁套板，卫生间处于板顶部标高比其他楼面低0.03m，房屋的结构平面布置图如下 ③④⑤⑥ 2、框架柱的截面积估算：框架柱的截面高和宽一般情况下可取层高的十分之一到十五分之一，可以按照下列方法初步确认。按照轴压比要求，轴压比已经确定的情况下，我们可以按照以下公式计算：μN=N/AcfcAc=N/μNfc在上述公式中μN框架柱的轴压比Ac框架柱的截面面积fc柱混凝土抗压强度设计值N轴向压力设计值轴轴向压力设计值可参照下列公式进行估算结构的抗震等级为四级，其轴压比μN=0.95，柱的混凝土强度等级选用C30；故fc=14.3，N=βFgEnN地震作用组合下柱子的轴向压力设计值β考虑地震左右组合后柱的轴向压力增大系数，边柱取1.3，等跨内柱取1.2;F按简支状态计算的柱的负载面积。gE折算在单位面积上的重力荷载代表值，可近似取12-15KN/mm；在此取gE=12KN/mmn是验算截面以上楼层层数所以Ac=N/μNfc=（βFgEn）/(μNfc)则：B轴边柱Ac=（βFgEn）/(μNfc)=（1.3×4.8×5.0×12×103×5）/(0.95×14.3)=14193.3mm2C轴边柱Ac=（βFgEn）/(μNfc)=（1.3×4.8×10×12×103×5）/(0.95×14.3) =28386.6D轴中轴Ac=（βFgEn）/(μNfc)=（1.3×4.8×10×12×103×5）/(0.95×14.3)=28386.6E轴中轴Ac=（βFgEn）/(μNfc)=（1.3×4.8×5.0×12×103×5）/(0.95×14.3)=14193.3mm2如取柱截面为正方形14193.3mm开根后119.13mm，28386.6mm开根后168.48mm根据上述计算结果，并综合考虑其它因素，在考虑其他实际本设计柱截面尺寸取值为：柱子全部350mm×350mm3、板面的选择由于我们采用的是梁套板，也就是板与梁整体现浇在一起，并且按四边连续双向板设计，板面厚度取10公分，走廊、厕所、屋顶面厚度均采用10公分。六、计算房屋的荷载1、我们在手算一榀框架图中选择横向框架进行计算，有六跨，跨度都是4800mm。最下面一层的柱子高度应从基础顶面处算起。第一层柱高=基础顶部掩埋深度+室内外高度差+层高=800+300+3800=4900mmH2-3=3800mmH4-5=4200 计算简图如下 该房屋中各梁柱的线刚度的计算值如下i=EI/LI=bh^3/12i=Ebh^3/12L各梁柱的线刚度计算简图如下图 2.计算房屋的恒荷载（1）计算上人屋面房屋框架梁面荷载的标准值厚度为200mm的混凝土钢筋水泥板面荷载标准值=25（钢筋混凝土密度）×0.2=5KN/㎡厚度为30mm厚找平的水泥砂浆面荷载标准值=20（水泥砂浆密度）×0.03=0.6KN/㎡合计：上人屋面框架梁面荷载的标注值=5+0.6=5.6KN/㎡计算房屋屋面的恒荷载：房屋边跨梁框架梁（AB）自重=0.4×0.5×25=5KN/m框架梁的侧面粉刷由于一面已算在面板中，所以底面不用算所以梁两侧粉刷的砂灰自重=2×（0.5-0.2）×0.03×17=0.31KN/m合计：5+0.31=5.31KN/m房屋中跨梁框架梁（BC）自重=0.4×0.4×25=4KN/m框架梁的侧面粉刷由于地面那一侧已经被墙面遮盖，所以底面不用粉刷所以梁两侧粉刷的砂灰自重=2×（0.4-0.2）×0.3×17=2.04KN/m合计4+2.04=6.04KN/m所以顶层框架梁上承受的线荷载如下g5AB1=5.31KN/mg5BC1=6.04KN/mg5AB2=5.6×5=28KN/m g5BC2=5.6×4.8=26.88KN/m（2）计算房屋楼面框架梁的线荷载的标准值如下：厚度为30mm的水泥砂浆表层0.030×20=0.6KN/㎡厚度为200mm的钢筋混凝土楼板0.200×25=5KN/㎡合计5.6KN/㎡AB跨的框架梁及梁侧面的粉刷5.31KN/㎡房屋的楼面恒荷载AB跨填充墙自重：0.3×(4.2-0.5)×7.5=8.33KN/m墙面粉刷的砂灰自重：（4.2-0.5）×0.03×2×17=3.77KN/m合计12.1KN/mBC跨框架梁与梁侧面的粉刷6.04KN/m所以在房屋一到四层的框架梁上的承受的线荷载为gAB1=5.31+12.1=17.41KN/mgBC1=6.04KN/mgAB2=5.6×5=28KN/mgBC2=5.6×4.8=26.88KN/m（3）房屋屋面框架节点集中的荷载值⑦轴为边柱（A轴）连系的梁的自重为：0.40×0.50×5.0×25=12.5KN粉刷的砂灰自重0.03×（0.5-0.2）×2×5×17=1.53KN70公分女儿墙自重0.7×5×0.25×7.5=6.56KN粉刷的砂灰紫红在自重0.03×0..8×2×5×17=4.08KN屋面传给连系梁的自重0.5×5×0.5×5×5.6=35KN顶面边节点的集中荷载(A)G5A=59.67KN⑧房屋中柱连系梁的自重（B轴）0.4×0.5×5×25=25KN粉刷砂灰自重0.03×（0.5-0.2）×2×5×17=1.53KN 屋面传给连系梁自重0.5×（5+5-2.5）×1.25×5.6=26.25KN0.5×5×0.5×5×5.6=35KN顶层的节点的集中荷载（B轴）G5B=88.03KN⑨边柱的连系梁自重（C轴）0.4×0.5×5×25=25KN粉刷砂灰自重1.53KN70公分女儿墙自重0.7×5×0.25×7.5=6.56KN粉刷0.03×0.7×2×5×17=3.57KN屋面传给连系梁的自重0.5×5×0.5×5×5.6=35KN顶层的节点的集中荷载（C轴）G5C=81.66KN（4）房屋楼面的节点集中承受的荷载：⑦轴为边柱（A轴）连系的梁的自重为：0.40×0.50×5.0×25=12.5KN粉刷的砂灰自重0.03×（0.5-0.2）×2×5×17=1.53KN窗体的自重3.0×2.0×0.45=2.7KN窗下墙体的自重0.25×1.4×5×7.5=13.12KN粉刷砂浆自重0.03×1.4×5×17+0.5×5×1.4=7.7KN窗边的墙体自重0.8×0.25×2×7.5=3KN粉刷的砂灰自重0.03×2.0×0.8×17+0.5×0.8×2.0=1.62KN框架柱的自重0.35×0.35×4.2×25=12.86KN粉刷砂灰自重0.7×0.03×4.2×25=2.21KN房屋楼面传给连系梁的自重（0.5×5）×（0.5×5）×5.6=35KN房屋中间层的边节点的集中荷载（A轴）GA=92.24KN⑧中间柱连系梁自重（B轴）12.5KN粉刷的砂灰自重1.53KN内部纵墙的自重5×（4.2－0.35）×0.03×2×17=19.64KN减去门洞以及墙重-2.5×（1.5－0.2）×1.2=-3.9KN房屋框架柱的自重12.86KN粉刷砂灰自重2.21KN 楼面传给连系梁自重（5+5-2.5）×0.5×1.2×5.6=25KN.0.5×5×2.5×5.6=35KN中间层的节点集中荷载（B轴）GB=104.84⑨中间柱连系梁的自重（C轴）12.5KN粉刷的砂灰自重1.53KN楼面传给连系梁的自重（5+5-2.5）×0.5×1.2×5.6=25KN中间层的节点承受的集中荷载GC=40.43KN由于B、C、D、E、F、G、H几乎没有区别而且上面的板面、框架梁几乎一致所以G5C=G5D=G5E=G5F=G5GgBC1=gCD1=gDE1=gEF1=gFG1gBC2=gCD2=gDE2=gEF2=gFG2房屋恒荷载下的计算简图如 1、房屋楼面活荷载的计算根据相关规范房屋活荷载取2.0KN/㎡，上人屋面取0.8KN/㎡，房屋内廊取2.5KN/㎡房屋的屋面的线荷载P5AB=0.8×5=4KN/mP5BC=0.8×2.5=2KN/m房屋屋面集中荷载P5A=0.5×5×0.5×5×0.8=5KN/mP5B=0.5×(5+5-2.5)×1.2×0.7+0.5×5×2.5×0.8=8.15KN/mP5C=0.5×(5+5-2.5)×1.2×0.8=3.6KN/m房屋楼面的线荷载为PAB=2.0×5=10KN/mPBC=2.5×2.5=6.25KN/m房屋楼面集中荷载PA=0.5×5×0.5×5×2=12.5KN/m PB=0.5×（5+5-2.5）×1.2×2.5+0.5×5×2.5×2=23.75PC=0.5×（5+5-2.5）×1.2×2.5=11.25由于C、D、E、F、H、G柱以及上面框架梁及楼板情况几乎一致PC=PD=PE=PF=PGPBC=PCD=PDE=PEF=PFG房屋活荷载的计算简图如下 3、对房屋荷载进行等效本人依据固端的弯矩相等的理论根据，把三角形的分布荷载以及梯形的分布的荷载，转化为等效均匀分布的荷载，如何进行荷载等效均匀分布的计算简图如上图q=p（a3-2a2+1）当a取1/2时，就是三角形荷载所以q=0.625p由上述公式进行等效的过程如下上述公式中的a=2500/4800=0.52g5AB=g5AB2+（a3-2a2+1）+g5AB1=28+0.60+5.31=33.91g5BC=g5BC1+g5BC2╳0.625 =6.04+26.88=32.92gAB=gAB1+gAB2+（a3-2a2+1）=17.41+28+0.60=46.01gBC=gBC1+g5BC2╳0.625=6.04+26.88╳0.625=22.84q5AB=(a3-2a2+1)P5AB=0.60×4=2.4KN/mq5BC=0.625×P5BC=0.625×2=1.25KN/mqAB=（a3-2a2+1）PAB=0.60×10=6KN/mqBC=0.625PBC=0.625×6.25=3.91KN/m 荷载进行等效之后恒荷载之下的计算的简图如下 根据上面的计算活荷载的计算简图如下七、房屋内力的计算1、房屋的恒载作用下的内力的计算房屋恒荷载下的内力的计算本人打算使用分层的方法，因为本人选取的框架的构架是对称的，荷载也是对称的，因此可以选取半边的刚架进行计算，如何进行的计算的步骤如下：（1）本人把框架简化为半钢架，把简化的一段用作为滑动的支座。（2）根据荷载计算各个杆件的固端的弯矩与集中所有的力产生偏心的弯矩累加计算出各个节点的不平衡的弯矩 （3）本人依据各个杆件的转动的刚度，依据μ=求出各个节点上的分配系数，底层的柱子应该要除外，另外的柱子的线刚度都要乘以求出来的分配系数0.9。（4）各层传递系数的计算；除底层外其它层各柱因该，各层的梁应该，底层的柱应该（5）弯矩的分配与传递，从一个较大的不平衡的弯矩的节点分配，进而传递向远端，让后面一个节点发生不平衡的弯矩。经过一系列分配传递然后分配，分配到一定时候弯矩就会比较小，此时就可以停止传递，最后把杆端的弯矩累加就是杆端的弯矩值把线刚度进行修正后，如图 该建筑一榀框架中有六根柱子，因此在恒荷载的下对内力进行计算如图 5层的如下2层传到1层计算简图如下 2、计算房屋活荷载下的内力计算房屋活荷载下的内力时，我们常采用的分层的方法，具体的计算过程同计算横载的过程差不多，参照国家的结构设计方面的有关规范，当房屋的横载与房屋的活载之比大于0.5时，活荷载的布置情况可以考虑满布时的情况，所以当活荷载很小时，就可以参照满布的情况该建筑一榀框架中有六根柱子，房屋活荷载的内力计算简图如下 3计算风产生的荷载下的内力（1）设置模型在进行计算风荷载时底层柱的高度我们必须算到房屋外面的平面所以底层的高度为3800+460=4260（2）根据模型计算风的荷载根据当地的地理条件资料风的压力为0.40KN/㎡本人设计的房屋是立方体也就是长方体型因此风系数u=0.8-（-0.5）=1.3风的压力会随高度发生变化并且其中的风高系数如下根据房屋建设场地地面的粗糙程度B类型：高度为50m、100m、150m、200m、300m风高度系数分别8、10、11.4、12.5、14.2房屋框架的结构根据相关知识自振周期大约为0.09n（n为房屋的层数）t1=5×0.09=0.45sw0=0.3×0.45×0.45=0.061KN·s2/㎡根据荷载规范：动力系数为1.277该房屋建设地点的脉动的影响的系数为0.53Wk=bzuzusw0由于房屋的高度小于30m，所以bz=1.0 ；把风的荷载转换为房屋框架每一层节点承受的集中荷载，计算后的结果如下当层数为5层时us=1.3，bz=1.0，Wk=0.30uz=1.724z=21.32A=11.50Pk=6.73当层数为4层时us=1.3，bz=1.0，Wk=0.30uz=1.561z=16.40A=17.65Pk=11.01当层数为3层时us=1.3，bz=1.0，Wk=0.30uz=1.412z=12.36A=17.65Pk=9.90当层数为2层时us=1.3，bz=1.0，Wk=0.30uz=1.301z=8.4A=17.65Pk=8.80当层数为1层时us=1.3，bz=1.0，Wk=0.30uz=0.130z=4.63A=19.13Pk=8.30风荷载经过计算后作用于框架结构的简图如下 4、对房屋框架进行内力的计算在通常情况下我们计算风荷载作用于房屋时的内力采用反弯点法，剪力系数由侧移系数决定，但由于，如果房屋各层的柱子高度相等，那么i和d就几乎相同，由上面的的数据加之由于处于山区地带，四面的山就把风当掉了，所以风对房屋的作用不大、影响不大。同时由于房屋全部高度20.4小于30，参考相关资料，地震等级大约4级，对房屋影响不大，所以不用进行计算地震对房屋的影响。5、经过计算得出房屋恒荷载下的内力弯矩简图如下 房屋产生的恒荷载的轴力图、剪力图如下 房屋产生的活荷载的内力图如下 房屋产生的活荷载的轴力图和剪力图如下八、房屋框架内力的组合房屋内力的组合一般情况下情况不考虑地震方面的荷载作用，房屋框架的内力的组合根据如下的公式计算进行计算 S=φwγwCwωk+γQ2CQ2Q2k+γ0CγGCGGk+γQ1CQ1Q1k由于在此房屋中地质条件特殊，四面环山，几乎不受风的影响，所以基本上不考虑风的作用。所以公式应该简化为S=γQ2CQ2Q2k+γ0CγGCGGk+γQ1CQ1Q1k进行内力组合时按活载和横载各自的规律，进行内力计算，制表，然后把内力组合后填表，各内力要乘以相应的系数，同时也要按相关规则组合内力表中的弯矩的数值要通过塑性调节，系数在支座位置是0.8，跨中间的位置为1.2梁和柱截面的控制图如下 内力组合的方式第一种：恒荷载×1.2+活载×1.4方式第二种：恒荷载×1.2+1.26（活荷载+恒荷载）经过计算房屋第一层的梁的内力通过组合后如下当梁截面号为1、2、3、4、5、6、7时恒荷载分别为-50.20、83.02、105.32、-72.36、-100.53-4.2810.32.36-1.65-7.38活荷载分别为-16.20、26.38、29.50、-34.56、-29.30、-2.05、4.05、2.31、-0.69、-3.52一种组合后分别为-80.03、140.3、150.21、-120.1、-150、-7.01、19.2、5.20、-6.23、-15.23第二种组合后分别为-145.52150.23、167.23、-170.23-170.25、-24.23、55.36、27.61、-73.21、-51.21经过计算房屋第二层的梁的内力通过组合后如下当梁截面号为1、2、3、4、5、6、7时恒荷载分别为-50.10、80.23、100.56、-72.63、-100.40、-4.29、11.23、3.25、-1.63、-7.23活荷载分别为-15.36、25.32、28.90、-32.36、-28.36、-2.03、4.10、2.63、-0.74、-4.32一种组合后分别为-82.10、141.23、152.32、-112.3、-160、-7.20、20.2、5.32、-6.52、-15.32第二种组合后分别为-153.20、156.8、174.2、-165.32-198.23、-26.32、65.25、29.65、-79.32、-58.63经过计算房屋第三层的梁的内力通过组合后如下当梁截面号为1、2、3、4、5、6、7时恒荷载分别为-48.25、78.63、98.25、-76.32、-101.23、-5.23、10.32、4.53、-1.36、-7.32 活荷载分别为-16.32、24.32、29.65、-33.53、-29.32、-3.01、4.23、2.56、-0.63、-4.56一种组合后分别为-78.30、150.36、140.52、-108.63、-145、-7.8、21.3、6.32、-7.23、-14.32第二种组合后分别为-152.36、137.32、145.20、-123.47-180.39、-28.69、76.30、30.57、-80.63、-60.23经过计算房屋第四层的梁的内力通过组合后如下当梁截面号为1、2、3、4、5、6、7时恒荷载分别为-49.36、81.23、100.23、-86.32、-115.32、-6.23、11.32、4.63、-5.36、-8.93活荷载分别为-17.32、25.63、30.56、-34.23、-30.65、-4.01、5.32、3.52、-0.53、-5.32一种组合后分别为-76.32、149.32、138.52、-198.32、-150、-6.5、96.6、6.23、-7.25、-6.32第二种组合后分别为-156.32、145.32、156.32、-130.32-189.32、-29.63、77.62、31.65、-91.32、-63.0经过计算房屋第五层的梁的内力通过组合后如下当梁截面号为1、2、3、4、5、6、7时恒荷载分别为-51.23、80.63、111.32、-85.63、-117.63、-6.32、10.32、5.32、-6.32、-9.23活荷载分别为-16.32、26.32、31.23、-35.69、-29.63、-4.03、5.32、2.36、-0.63、-7.46一种组合后分别为-80.23、150.32、138.63、-198.56、-157、-7.1、97.2、6.23、-8.32、-3.65第二种组合后分别为-153.45、136.78、165.63、-175.62-190.32、-39.23、78.93、30.12、-90.23、-65.32注： 柱的内力组合方法与梁的内力组合方法大同小异，因此在这里就不做讨论九、房屋楼梯的设计本设计中的楼梯结构设计一致，因此就以其中的一个楼梯为例。该建筑修建于公路边，总共5层公路下面3层，平公路2层。1到3层3.8米水平投影长度为15×300+50=500，4层到5层4.2米15×300+50=4500采用两跑单梯段形式，混凝土使用C25，梁的受力钢筋筋使用级，其余使用Ⅰ级，采用梁式楼梯。结构图如下1、构件设计时，计算踏步板只取一步进行计算（1）计算荷载踏板的自重0.3×1.3×25×（0.308+0.054）/2=1.1765KN/㎡踏步抹灰的自重1.2×0.341×17×0.05=0.348KN/m恒荷载为1.525KN/m活荷载为0.30×1.5×2.5=1.13KN/m水平面垂直的总荷载为1.13+1.525=2.66KN/m 斜面垂直的荷载总值为2.66×cosa=2.32KN/m（2）通过对内力、截面的承载力计算，为了保障踏板的安全每一个踏板最少用两根钢筋，且使用2Φ6@1602、计算房屋楼梯斜梁（tl-1）（1）计算荷载楼梯斜梁的重量：1.3×0.16×25/cosa×（0.45-0.05）=1.62KN/m踏板传来的重量：1/0.3×2.71×（1.59+2×0.13）×1/2=8.36KN/m楼梯斜梁粉涮灰的重量：1.3×2×（0.45-0.05）×0.003×17/cosa=0.31KN/m栏杆自重1.3×0.1=0.13KN/m总重1.62+8.36+0.31+0.13=10.42KN/m（2）通过对楼梯斜梁的内力与截面的承载力的计算要选用3Φ13且箍筋选用Φ5＠250，由于内力与截面计算较简单这里就不详细计算3、计算楼梯平台的梁（tl-2）平台的梁使用混凝土C25，钢筋采用Ⅱ级（1）计算荷载来自斜梁的重量10.42×5.3×1/2=27.61KN来自平台的均匀恒载1.3×（0.56+0.08×25+0.03×17）×（1.9/2+0.3）=4.99KN/m来自平台的均匀活荷载1.5×2.5×（1.9/2+0.3）=4.69KN/m平台梁的重量1.3×0.3×（0.56－0.08）×25=4.68KN/m平台粉刷的灰的重量1.3×0.03×（0.56－0.08）×17×2=0.64KN/m平台合计重量27.61+4.99+4.69+4.68+0.64=42.61KN/m（2）通过对平台进行内力与正、斜截面承载力进行计算以及一些附加计算要选用3Φ37且箍筋选用双肢Φ8＠300，斜梁要附加Φ8双肢箍3个。内力与正、斜截面承载力与附加计算较简单在这里就不讨论了 十、计算配筋算配筋的过程大同小异，因此在讨论时，我们仅以一跨来讨论，1、计算梁正截面的受弯承载力从上面计算的的内力组合中可得出AB跨与支座的截面的对不利的内力-146.02KN·m，-165.79KN·m，167.23KN·m，16,3.46KN经过计算后，该房屋翼缘的计算宽度应该跨度考虑，bf=4800/3=1600mm由于1.0×15.2×1600×200×（536-200/2）=2120.07KN>166.04KN。所以是第一类T形截面，且钢筋应该配4Φ18，p=0.8%>0.25%符合要求，经过对支座A上部一系列的计算富余，不会屈服，应该取4Φ18。支座C上部要取4Φ20，p=0.8%大于0.25%符合要求2、计算梁的斜截面受剪承载力AB跨V=152.65KN<0.3=0.3×1.0×15.6×200×601=562.53KN，因此截面符合要求。梁端的加密区域箍筋为2肢Φ8＠100根据0.7+=320.98KN>162.54KN加密区长度取0.85m，房屋非加密区的箍筋为2肢Φ8＠200BC跨的梁端加密区域的箍筋取2肢Φ8＠1000.7+=157.23>54.39KN综上所述，由于非加密区长度小，全跨都应像加密区域的那样布置。 框架梁的纵向钢筋计算表框架梁层次框架梁截面m/kneas/mmas/mm2实配钢筋as/mm2P/%1支座-45.66<08622904Φ150.30D-84.32<08625324Φ170.31AC跨间1436.250.0228104Φ190.36支座A-7.65<04522303Φ120.38-15.78<04522303Φ150.56CD跨间5.750.08823Φ160.593支座A-116.36<010236595Φ150.52-145.23<010239253Φ190.70AC跨间153.360.0239105Φ190.50 支座-18.0<06042404Φ150.65D-40<06045805Φ160.75CD跨间18.630.0333336Ф100.595支座-145.23<010209105Φ170.56D-168.23<0102010656Φ210.64AC跨间163.230.0239685Φ180.63支座A-26.32<06043763Φ150.78-72.32<060410536Φ190.56CD跨间29.320.0453626Φ180.98 表6-2框架梁箍筋表层次截面V（KN）（KN）梁端加密区实配钢筋（）非加密区实配钢筋1AB110.70495.23>V0.053Φ8@101(3.02)3Φ8@202(0.52)BC19.51230.59>V-0.36<03Φ8@101(3.02)3Φ8@202(0.52)3AB150.68596.89>V0.393Φ8@101(3.02)3Φ8@202(0.52)BC31.64230.30>V-0.13<03Φ8@101(3.02)3Φ8@202(0.52)5AB160.51450.72>V0.593Φ8@101(3.02)3Φ8@202(0.52)BC53.40230.23>V0.093Φ8@101(3.02)3Φ8@202(0.52)柱的配筋计算与梁的配筋计算大同小异在这里我们就不讲了。十一、房屋基础设计1、房屋基础平面布置房屋修建在斜坡上地基虽硬，但承载力不均衡，所采用桩基础，土层厚度为3.5米左右，第二层为风化石土，土层厚度4米，第三层坚硬砂石混土，该层土一直延伸到河底以下Quk=Qsk+Qpk=u∑qsik•li+α•psk•Ap式中：Quk——单桩竖向极限承载力标准值；Qsk——单桩总极限侧阻力标准值；Qpk——单桩总极限端阻力标准值；u——桩身周长；qsik—— 用静力触探比贯入阻力值估算的桩周第i层土的极限侧阻力标准值；li——桩穿越第i层土的厚度；α——桩端阻力修正系数；psk——桩端附近的静力触探比贯入阻力标准值(平均值)；Ap——桩端面积。γsp调整系数α取值为1桩基础截面尺寸350mm×350mmR=Quk/=（Qsk+Qpk）/γsp=(u∑qsik•li+α•psk•Ap)/γsp=[4×0.35×（18×3.5+29.6×4）+992×0.352]/1.60=376.96采用C20混凝土，取混凝土轴心抗压强度ft=1.1N/mm2、混凝土轴心抗拉强度fc==9.6N/mm2、Ⅱ级钢筋取钢筋抗压强度设计值fy=300N/㎜22、地质条件：修建房屋的场地是一个斜坡地带但不是滑坡地带，因为地质本身较硬，由于修筑修筑乡村公路时在此场地上堆积了很多酥松黑色杂土，因此该场地图层主要量三层第一层酥松杂土，土层厚度为3.5米左右，第二层为风化石土，土层厚度4米，第三层坚硬砂石混土，该层土一直延伸到河底以下该地质条件的物理、建筑力学指标第一层酥松黑色杂土端承力：50摩擦力：8含水量：40.5重力密度：15.2孔隙比：1.0承载力：55压缩模量：2.65内摩擦角：25粘聚力：6饱和度：90.1液限质数：1.0塑限指数：20.1塑限：19.6液限：39.6第二层风化石土端承力：400摩擦力：19含水量：35.2重力密度：20.6孔隙比：0.65承载力：160压缩模量：5.6内摩擦角：25粘聚力：16饱和度：90.6液限质数：0.7塑限指数：16.7塑限：16.9液限：31.5 第三层坚硬砂石端承力：1265摩擦力：36.2含水量：19.8重力密度：13.8孔隙比：0.45承载力：321压缩模量：9.5内摩擦角：40.6粘聚力：25饱和度：98液限质数：0.4塑限指数：13.2塑限：13.7液限：28.5考虑地质条件该房屋采用混凝土预制桩基础，桩截面尺寸可选用40公分乘40公分，桩长15m，房屋单桩承载力根据R=Quk/=（）得380KN，混凝土使用C20，Ⅱ级钢筋fy=300N/㎜2，fc=10000Kpa，ft=1100Kpa3、计算桩的根数基础的桩截面尺寸40公分乘40公分，桩基础的底部荷载应该取到全部柱的最大值A柱：FA=1230KNMA=100KN·mVA=28.36KNB柱：FB=1526NMB=96.32KN·mVB=25.23KNC柱：FC=432.56KNMD=82.36KN·mVD=18.69KN根据n>FA/R可计算出A柱4根，B柱5根，D柱2根。4、计算承台的尺寸桩的距离根据相关规定，桩的距离3.0，dp=3.0×0.4=1.2mA柱：承台长边（0.6+0.4）×2=2m承台短边（0.6+0.4）×2=2m用同样的方法计算出B柱承台长边2m，短边2mD柱承台长边2m，短边0.8承台尺寸如下图 其它承台尺寸画法差不多，在这里就不介绍。5、桩顶的荷载计算（1）桩平台与其上面土的重度为20KN/m3对A柱来说，桩顶的平均竖向力的设计值为(FA+G)/n=(1260.32+1.3×25×3×3×1.6)/4=323.2