【正文】 ****大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)某高層住宅樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 1 緒論 建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村是目前我國(guó)政府提出的促進(jìn)農(nóng)村發(fā)展的總的方針。建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村就是要將農(nóng)村建設(shè)成為生產(chǎn)發(fā)展、生活寬裕、鄉(xiāng)村文明、村容整潔的新農(nóng)村。建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村包括的著諸多方面的內(nèi)容總的來說就是對(duì)農(nóng)村進(jìn)行城鎮(zhèn)化的建設(shè)。 最近中央一號(hào)文件將村莊規(guī)劃正式納入各級(jí)政府的工作范疇，加強(qiáng)村莊規(guī)劃和人居環(huán)境治理。隨著生活水平提高和全面建設(shè)小康社會(huì)的推進(jìn)，農(nóng)民迫切要求改善農(nóng)村生活環(huán)境和村容村貌。很明顯，基于農(nóng)村生產(chǎn)生活的具體特點(diǎn)，我們生搬硬套以前城市發(fā)展的模式是行不通的。首先，我們要克服許多以往城市建設(shè)中的諸多不合理之處，例如，由于規(guī)劃不到位造成的許多設(shè)施建設(shè)的不合，對(duì)于住宅來講它經(jīng)歷了從底層到多層再到高層，而且目前隨著城市人口的不斷增加，住宅要往高層方向發(fā)展，在此過程中就會(huì)有不少資源浪費(fèi)，對(duì)于新農(nóng)村的建設(shè)中要克服這些不合理之處，減少不必要的浪費(fèi)。另外，我們要充分考慮到農(nóng)村居民生產(chǎn)生活的特點(diǎn)，做到以人為本。從以上分析來看，我們進(jìn)行新農(nóng)村的建設(shè)最好做到一步到位，盡量用最經(jīng)濟(jì)的建筑形式來滿足農(nóng)村居民生產(chǎn)生活的需要，以免不必要的浪費(fèi)。 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，在**老師的引導(dǎo)下我們一組對(duì)新農(nóng)村建設(shè)比較感興趣的搞了個(gè)新農(nóng)村房屋設(shè)計(jì)的系列，在我們組內(nèi)討論中我比較主張新農(nóng)村房屋建設(shè)的一步到位，所以我選擇作鋼結(jié)構(gòu)的高層住宅。隨著我國(guó)鋼材產(chǎn)量的不斷增長(zhǎng)，其價(jià)格也不斷降低，使鋼材大量的用于住宅成為可能。最近幾年，國(guó)家一直提倡城市建造鋼結(jié)構(gòu)小高層住宅，當(dāng)然用在新農(nóng)村的建設(shè)中也未嘗不可。特別是在經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)較好的地區(qū)，建造高層鋼結(jié)構(gòu)住宅也是完全可行的。如僅考慮造價(jià)，鋼材比混凝土貴是顯然的，但要真正評(píng)判一個(gè)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的優(yōu)越性，需全面系統(tǒng)地考慮問題，考察其綜合效益。高層建筑采用鋼結(jié)構(gòu)具有良好的綜合經(jīng)濟(jì)效益和力學(xué)性能，其特點(diǎn)主要主要表現(xiàn)在：（1）.鋼結(jié)構(gòu)自重輕。結(jié)構(gòu)自重的降低可以減小地震作用力，進(jìn)而減少設(shè)計(jì)內(nèi)力。此外結(jié)構(gòu)自重的減輕還可以使基礎(chǔ)的造價(jià)降低。（2）鋼結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度高。與混凝土結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)截面積小，從而增加建筑有效使用面積。（3）鋼結(jié)構(gòu)施工速度快。結(jié)構(gòu)施工周期的縮短，可使整個(gè)建筑更早投入使用，縮短貸款建設(shè)的使用周期，從而減少借貸利息。（4）鋼結(jié)構(gòu)的延性比混凝土的延性好得多，從而鋼結(jié)構(gòu)的抗震性能比鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)好。（5）鋼結(jié)構(gòu)的環(huán)保性能比較好。鋼結(jié)構(gòu)為干性施工，可避免混凝土濕性施工造成的環(huán)境污染。鋼結(jié)構(gòu)建筑拆除后，鋼構(gòu)件或可以直接利用，或經(jīng)冶煉后在使用，對(duì)環(huán)境沒有影響，因此，鋼材也成為綠色建材。從以上的分析來看在農(nóng)村大量利用鋼材是完全可行的，當(dāng)然從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，這也正好本著節(jié)約的原則，不僅節(jié)約了大量的建筑用地，而且可防止大拆大建，加重農(nóng)民負(fù)擔(dān)，扎實(shí)穩(wěn)步推進(jìn)農(nóng)村的整體發(fā)展。 鋼結(jié)構(gòu)住宅雖然擁有許多優(yōu)點(diǎn)，但其本身也存在不少弱點(diǎn)，如防火能力差，易銹蝕等。而在我國(guó)，鋼結(jié)構(gòu)住宅畢竟屬于初期發(fā)展階段，仍存在許多問題需要解決，如鋼結(jié)構(gòu)住宅的綜合技術(shù)規(guī)范不完善、投資過高、技術(shù)含量不高、缺少專業(yè)技術(shù)人才等。不過，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，上述問題的解決指日可待。2 設(shè)計(jì)資料和結(jié)構(gòu)選料 本工程是位于****市****河的一高層住宅(詳圖見總平面圖)，地上10層，另有小棚一層。H=，L=，B=。建筑類別為二類，耐火及防火等級(jí)均為二級(jí)。屋面做法為：現(xiàn)澆壓型鋼板現(xiàn)澆混凝土組合的結(jié)構(gòu)層，刷素水泥砂漿一道，20厚1：3水泥砂漿找平，4后高聚物改性瀝青防水涂抹防水層，1：8水泥膨脹珍珠巖找坡，100厚憎水珍珠巖保溫，30厚1：，25厚1：3水泥砂漿結(jié)合層，粘貼10厚鋪底缸磚，干水泥擦縫 。樓蓋做法為壓型鋼板混凝土組合樓板結(jié)構(gòu)層，下有隔音低板頂棚，20厚水泥砂漿找平，上鋪磨光花崗石板（在花崗石板背面刷23厚YJ9型建筑粘結(jié)劑后粘貼）。外墻采用200厚泰柏板，除衛(wèi)生間和廚房采用100厚泰柏板外其余均采用200厚泰柏板。門窗為塑鋼門窗，室內(nèi)部分門為木門。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)條件本建筑結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí)，使用年限50年，抗震設(shè)防類別為丙類,抗震等級(jí)為三級(jí)，地震基本烈度為6度，抗震分組為第二組，場(chǎng)地類比為Ⅰ類。,。 工程地質(zhì)概況： ；粉質(zhì)粘土層厚8—=260kPa；碎石土層（未鉆透），地基承載力fk=300kPa。鋼材選用Q235—B?？蚣芰汉痛瘟哼x用窄翼緣的H型鋼，框架柱選用H型鋼截面。屋蓋和樓蓋均采用YX—70—200—600型壓型鋼板和混凝土組合樓板，混凝土強(qiáng)度等級(jí)采用C25。基礎(chǔ)混凝土采用C30，鋼筋采用HPB235。3 結(jié)構(gòu)方案根據(jù)抗震規(guī)范(GB50011—2001)和鋼結(jié)構(gòu)規(guī)程（JGJ99—98），本地區(qū)抗震設(shè)防烈度為6度，抗震設(shè)防分類為丙類，處于Ⅰ類場(chǎng)地，故本工程可不計(jì)算地震作用，且可不進(jìn)行罕遇地震作用下的結(jié)構(gòu)計(jì)算。地震作用和抗震措施均按6度考慮。本工程的結(jié)構(gòu)類型為鋼結(jié)構(gòu)純框架體系。 高寬比驗(yàn)算：由JGJ99—98知，6度抗震設(shè)防的鋼結(jié)構(gòu)最大高寬比為5，H/B=5，滿足要求。 結(jié)構(gòu)平面布置需滿足L/B=4，并且凹角伸出部分在一個(gè)方向的長(zhǎng)度遠(yuǎn)小于該方向建筑總尺寸的25%，為平面規(guī)則結(jié)構(gòu)；其豎向也為規(guī)則結(jié)構(gòu)，故本工程為規(guī)則結(jié)構(gòu)。基礎(chǔ)采用平板式筏板基礎(chǔ)。4 結(jié)構(gòu)分析模型與計(jì)算簡(jiǎn)圖本工程L=,B=,為板式樓，根據(jù)該結(jié)構(gòu)的平面布置圖,不宜劃分成平面抗側(cè)力單元，應(yīng)采用空間結(jié)構(gòu)計(jì)算模型， 由于畢業(yè)設(shè)計(jì)條件所限，僅取一榀最不利的框架進(jìn)行計(jì)算，其計(jì)算簡(jiǎn)圖為十一層三跨平面框架。 h=3,(i=2,3,4…11)h=4 框架計(jì)算簡(jiǎn)圖5 分體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)同樓蓋結(jié)構(gòu)平面布置圖，,；，；,。壓型鋼板采用YX—70—200—600型（鍍鋅Z27,鋼號(hào)Q235）, 厚度t=, kN/m2，截面力學(xué)特征（1m寬）：全截面慣性矩I=164㎝4/m,斷面W=㎝3/m,有效截面慣性矩Ief=115㎝4/m,Wef=㎝3/m。壓型鋼板上澆90mm厚C25混凝土， kN/m2。 樓蓋截面圖 壓型鋼板組合樓自重 =+24=取施工荷載 kN/m設(shè)計(jì)值 可變荷載控制的組合 ＋= kN/m永久荷載控制的組合 ＋= kN/m計(jì)算寬度取b=1m，樓板最大跨度取l=壓型鋼板沿順肋方向一個(gè)波寬（200㎜）的彎矩設(shè)計(jì)值: M=kNm 壓型鋼板在施工階段的受彎承載力可按強(qiáng)邊（順肋）方向的單向板進(jìn)行驗(yàn)算，其受壓部分寬度bc=130mm有效計(jì)算寬度be=50t=60mm，取be=60mm計(jì)算，而Ws=㎝3/m,滿足要求。壓型鋼板施工階段按單項(xiàng)單跨簡(jiǎn)支板驗(yàn)算剛度，樓板跨度取最大值,則 δ=[δ]= ,滿足要求。壓型鋼板組合樓板 ＋24= kN/m2 素水泥漿一道（厚） 20= kN/m2 20厚1：3水泥砂漿找平 20= kN/m2 4厚高聚物改性瀝青防水涂膜防水層 kN/m2 1：8水泥膨脹珍珠巖找坡2%最薄處40厚 2= kN/m2 100厚憎水膨脹珍珠巖塊保溫層 25= kN/m230厚1：25水泥砂漿Ф4@200雙向配筋，66m分格 25= kN/m2縫寬10，油膏嵌縫4厚高聚物改性瀝青防水卷材防水層（SBS,APP） kN/m225厚1：3水泥砂漿結(jié)合層 20= kN/m2粘貼10厚鋪地缸磚（鋪地磚），干水泥擦縫， 21= kN/m236m留10寬縫，1：3石灰砂漿勾縫 小計(jì) kN/m2V型輕鋼龍骨吊頂 kN/m2恒載: kN/m2活載 kN/m2設(shè)計(jì)值 可變荷載控制的組合 ＋= kN/m2永久荷載控制的組合 ＋= kN/m2 取一個(gè)波距的計(jì)算寬度kNm kN , 故塑性中和軸在壓型鋼板頂面以上的混凝土中，組合樓板受壓區(qū)高度為故取，則受彎承載力為 故滿足要求。故滿足要求。單元板寬度內(nèi)截面慣性矩 ，每延米寬度內(nèi)截面慣性矩 荷載短期效應(yīng)組合下 荷載長(zhǎng)期效應(yīng)組合下 荷載短期效應(yīng)組合下的撓度荷載長(zhǎng)期效應(yīng)組合下的撓度 均滿足要求。 故自振頻率滿足要求。 組合樓板的構(gòu)造要求前面的計(jì)算中將組合樓板簡(jiǎn)化成剪支板來驗(yàn)算施工及正常使用過程中的承載力與撓度，但實(shí)際上在簡(jiǎn)支板的端部肯定受負(fù)彎矩的作用，故在此處要按構(gòu)造配置負(fù)彎矩筋以滿足此處的承載力要求。%的要求，配的抗裂鋼筋，一米寬板帶的配筋面積為283的要求，順肋方向抗裂鋼筋的保護(hù)層厚度為20。與抗裂鋼筋垂直的分布鋼筋同樣按構(gòu)造要求，取為?？沽唁摻畹呐渲瞄L(zhǎng)度從邊緣算起為800，能夠滿足抗裂鋼筋與不小于5根分布鋼筋相交的要求。為阻止壓型鋼板與混凝土之間的滑移，在組合樓板的端部均設(shè)栓釘，栓釘應(yīng)設(shè)置在端支座的壓型鋼板凹肋處穿透壓型鋼板，并將栓釘和壓型鋼板均焊于鋼梁翼緣上。栓釘?shù)闹睆骄?。在壓型鋼板端部每一個(gè)凹肋處設(shè)置栓釘，栓釘還應(yīng)符合下列要求：沿梁軸方向滿足；沿垂直于梁軸方向滿足。次梁截面選用,次梁最大跨度。截面力學(xué)特征，自重次梁承受的線荷載為 恒載 活載 標(biāo)準(zhǔn)組合 設(shè)計(jì)值 可變荷載控制的組合 永久荷載控制的組合 。 按簡(jiǎn)支板計(jì)算最大彎矩設(shè)計(jì)值 抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算 抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算，由于型鋼的腹板較厚，不必驗(yàn)算抗剪強(qiáng)度。將次梁連于主梁的加勁肋上，不必驗(yàn)算次梁支座處局部承壓強(qiáng)度。全部荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下均滿足要求。 樓蓋板的設(shè)計(jì)樓蓋板的設(shè)計(jì)資料和施工階段的驗(yàn)算均同屋蓋板的，不再贅述，下面進(jìn)行樓蓋板使用階段的驗(yàn)算。 樓蓋板使用階段的驗(yàn)算 荷載計(jì)算 恒載 磨光花崗石板20厚1:3干硬性水泥砂漿結(jié)合層20厚水泥砂漿一道 kN/m2壓型鋼板與混凝土組合樓板 kN/m2 V型輕鋼龍骨吊頂 kN/m2小計(jì) kN/m2活載 kN/m2設(shè)計(jì)值 可變荷載控制的組合 ＋=永久荷載控制的組合 ＋=取一個(gè)波距計(jì)算寬度kNm kN , 故塑性中和軸在壓型鋼板頂面以上的混凝土中，組合樓板受壓區(qū)高度為取，則受彎承載力為 故滿足要求。故滿足要求。單元板寬度內(nèi)截面慣性矩 ，每延米寬度內(nèi)截面慣性矩