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1、独栋别墅毕业设计计算书电算版(PKPM)1摘要摘要本次毕业设计的题目是“独栋别墅结构设计” 。这是对本科阶段所学知识的一次总结和实战，是综合运用所学知识分析和解决实际工程设计问题、由理论到实际的一个实践过程，也是为将来走上工作岗位后的实际工作奠定的一个良好的实践基础。在本次设计中，综合运用到了建筑和结构两方面的知识来完成毕业设计。首先要确定建筑方案，包括建筑平面布局、房间面积尺寸的确定、建筑立面、剖面图、大样图的绘制和建筑设计总说明等内容。在进入结构设计阶段后，我运用 PKPM 软件依次完成了结构布置方案和选型、荷载统计、SATWE 设计参数的设置、SATWE 计算结果分析、楼板的设计、框架梁
2、设计、框架柱设计、独立基础设计以及楼梯设计等内容,并完成了部分结构施工图。关键词：关键词：SATWE，荷载统计，框架梁设计，框架柱配筋，基础设计、楼梯设计独栋别墅毕业设计计算书电算版(PKPM)21.1.建筑设计说明建筑设计说明1.11.1 总平面设计总平面设计本设计为 A 市 B 区建新镇某 2 层独栋别墅,各层层高为 3.3m，考虑通风和采光要求，采用了南北朝向。设计室内外高差为 0.45 米，设置了 3 级台阶作为室内外的连接。1.21.2 平面设计平面设计建筑的平面设计是针对建筑的室内使用部分进行的。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
3、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大类。另外，对于一栋建筑来说，还有建筑的结构体系和围护体系，如墙、柱、隔断等构件所占的结构面积。1.2.11.2.1 使用部分的平面设计使用部分的平面设计使用部分是由许多房间组成的。房间
4、是建筑物最基本的使用单位，它通常以单个的形式出现。由于在功能使用上具有不同的特点和要求，使用部分的房间又分为使用房间（包括生活用房间、工作用房间和公共活动用房间）和辅助房间。1.2.21.2.2 交通联系部分的平面设计交通联系部分的平面设计交通联系部分设计是否合理，不仅直接影响到建筑物内部各部分之间联系通行是否方便，还在很大程度上影响建筑的工程造价、用地、平面组合方式等。1.31.3 立面设计立面设计建筑的立面图反映的是建筑四周的外部形象。立面设计是在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，紧密结合平面、剖面的内部空间组合而进行的。因此在立面设计中一应反映出建筑的
5、性格，即建筑的使用性质；二应反映内部空间及其组合情况；三应反映自然条件和民族特点的不同；四应适应基地环境和建筑规划的总体要求。独栋别墅毕业设计计算书电算版(PKPM)3立面设计是为了满足使用功能和美化环境的需要而进行的。同时，还可起到改善环境条件、保护结构和装饰美化建筑物的作用。并且要考虑它的耐久性、经济性；正确处理与施工技术的关系。本方案立面设计充分考虑了别墅立面造型的要求，立面布置了很多圆弧形推拉式玻璃窗，采用白色欧式装饰檐口线条，样式新颖。在装饰方面采用米黄色饰面砖的外墙，窗框为白色塑钢框，柱子为白色罗马住，色彩搭配和谐。为了使建筑的立面更加丰富，把栏杆做成欧式风格，与整栋别墅立面造型容
6、为一体，立面造型错落有致。1.41.4 剖面设计剖面设计建筑剖面图反映出的是建筑物在垂直方向上各部分的组合关系。建筑的剖面设计的主要任务是确定建筑物各部分应有的高度、建筑的层数及建筑空间的组合关系。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。门的高度根据人体尺寸来确定，窗高要满足通风采光要求。 屋面排水采用有组织排水，结构找坡。独栋别墅毕业设计计算书电算版(PKPM)42.2.结构布置方案及结构选型结构布置方案及结构选型2.12
7、.1 结构承重方案选择结构承重方案选择根据建筑功能要求以及建筑施工的布置图，本工程确定采用框架承重方案，框架梁、柱布置参见结构平面图。 图 2.1-1 一层结构布置独栋别墅毕业设计计算书电算版(PKPM)5图2.1-2 二层结构布置2.22.2 主要构件选型及尺寸初步估算主要构件选型及尺寸初步估算2.2.12.2.1 主要构件选型主要构件选型（）梁板柱结构形式：现浇钢筋混凝土结构（）墙体采用：加气混凝土砌块（）墙体厚度：外墙:200mm，内墙:200mm （）基础采用：天然地基浅基础 2.2.22.2.2 梁梁柱截面尺寸估算柱截面尺寸估算（） 主要承重框架:可取跨度较大者进行计算. 取 L=6
8、000mm h=(1/81/12)L=750mm500mm 取 h=500mm. 250mm167mm 取 b=250mm hb)3121(满足 b200mm 且 b 500/2=250mm故主要框架梁初选截面尺寸为：bh=250mm500mm（） 框架柱: 1111()() 3300220 16515201520hHmmb=(12/3)h 取 b=h按轴压比验算:此建筑抗震等级为三级，=0.85 ，选 C30 型混凝土 独栋别墅毕业设计计算书电算版(PKPM)6= 14.3cf2(62.3)(53.9)1.2 1.25 151000 222683700.85 14.3261kcqA nAmm
9、fAmm 考虑弯矩影响的调整系数，一般取 1.11.3；恒载与活载的荷载分项系数的加权平均值，一般民用建筑可近似取1.25；楼层总荷载标准值，取 1215；kq欲确定的柱楼层负荷面积，可根据柱网尺寸确定；A欲确定的柱截面以上的楼层层数；n框架柱的轴压比限值，根据结构的抗震等级查表取得；混凝土轴心抗压强度设计值。cf根据建筑抗震设计规范 6.3.5 条要求：柱的截面尺寸，宜符合下列各项要求：1 截面的宽度和高度，四级或不超过 2 层时不宜小于 300mm，一、二、三级且超过 2 层时不宜小于 400mm；圆柱的直径，四级或不超过 2 层时不宜小于350mm，一、二、三级且超过 2 层时不宜小于
10、450。考虑到该建筑位于地震区，柱截面尺寸不宜小于 300mm。故初选柱截面尺寸为 柱： bh=350mm350mm柱子的高度：底层柱高h=3.3+0.45+0.3=4.05m（室内外高差450mm，基础顶面距外地面300mm）。二层柱子高h=3.3m独栋别墅毕业设计计算书电算版(PKPM)73.荷载统计荷载统计 3.1恒荷载恒荷载3.1.1 板荷载板荷载板恒载计算表 表 3.11-1性质功能具体做法荷载标准值（kN/m2）客厅、卧室硬木地板（0.2） 预埋木格栅（0.2) 20 厚水泥砂浆找平 （200.02=0.4） 100 厚板（250.1） 15 厚混合砂浆打底（170.015） 隔音
11、纸板吊顶（0.18）3.735卫生间30 厚水泥砂浆，预留修面层（0.03x20=0.6） 1.5 厚聚氨酯防水涂料（0.05） 刷基层处理剂一遍（0.05） 20 厚 1:2 水泥砂浆找平（0.0220=0.4） C15 细石混凝土填充热水管道间，找坡不小于 0.5%，最薄处不小于 50 厚 20 厚复合铝箔挤塑聚苯乙烯保温板 100 厚板（250.1） 20 厚板底抹灰（0.0217=0.34）5.94不上人屋面20 厚细石混凝土（0.0224=0.48） 高聚物改性沥青防水材料（0.38） 20 厚 1:3 水泥砂浆（0.0220=0.4） 100 厚聚苯乙烯泡沫塑料板（0.12=0.2
12、） 水泥珍珠岩找 2%坡（最薄处 20 厚） （0.25=1） 隔气层（0.02） 20 厚 1:3 水泥砂浆（0.0220=0.4） 120 厚板（250.12=3） 20 厚板底抹灰（0.0217=0.34）6.22露台陶瓷地毡露面（含找平层） （0.7） 100 厚板(2.5) 20 厚石灰砂浆粉刷层（0.0217=0.34）3.543.1.2 梁间线荷载梁间线荷载本工程内外墙都采用 200 厚加气混凝土砌块，外墙线荷载 6.72KN/m, 内 墙（1）线荷载 6.44KN/m，内墙（2）线荷载 6.67KN/m。具体何在布置见 PKPM 梁间荷载图 注：转化为梁上线荷载时的计算公式：面
13、荷载（层高-梁高）独栋别墅毕业设计计算书电算版(PKPM)8屋面檐沟荷载：估为 2.0KN/m 加载到屋面边梁。3.2.活荷载活荷载活荷载取值表 表 3.2-1类型性质荷载标准值（kN/m2）卧室、客厅、卫生间2.0楼面露台2.5屋面不上人0.53.33.3 风荷载风荷载0.7 02/mkN3.4 PKPM 荷载布置图荷载布置图图 3.4-1 一层恒活荷载布置、梁间线荷载布置独栋别墅毕业设计计算书电算版(PKPM)9（注：括号中表示活荷载大小）图 3.4-2 一层恒荷载导荷方式（注：6.8 处为楼梯间，板厚按 0 算）图 3.4-3 屋面恒活荷载布置、梁间线荷载布置独栋别墅毕业设计计算书电算版
14、(PKPM)10图 3.4-5 屋面恒荷载导荷方式图独栋别墅毕业设计计算书电算版(PKPM)114 .SATWESATWE 设计参数信息设计参数信息4.14.1 总信息总信息4.24.2 风荷载信息风荷载信息独栋别墅毕业设计计算书电算版(PKPM)124.34.3 地震信息地震信息4.44.4 活荷信息活荷信息4.54.5 调整信息调整信息独栋别墅毕业设计计算书电算版(PKPM)134.64.6 设计信息设计信息独栋别墅毕业设计计算书电算版(PKPM)144.74.7 配筋信息配筋信息4.84.8 荷载组合荷载组合独栋别墅毕业设计计算书电算版(PKPM)155.SATWE 计算结果查看分析计算
15、结果查看分析5.1 结构整体位移角结构整体位移角建筑抗震设计规范 表 5.5.1结构整体位移角 c cu h ，其中cuV为多遇地震作用标准值产生的楼层内最大弹性层间位移；h 为层高。抗规：钢筋混凝土框架弹性层间位移角限值 c为 1/550。 独栋别墅毕业设计计算书电算版(PKPM)16图 5.1-1 风作用下的位移角图 5.1-2 地震作用下的位移角分析：位移角数值符合规范要求，且由上图分析可知，地震作用下位移角大于独栋别墅毕业设计计算书电算版(PKPM)17风荷载作用下的位移角，所以本工程受地震作用控制。5.2 结构空间整体振动简图结构空间整体振动简图第一振型：以 X 方向平动图 5.2-1 结构第一振型平动图第二振型：Y 方向平动图 5.2-2 结构第二振型平动图独栋别墅毕业设计计算书电算版(PKPM)18第三振型：扭转为主图 5.2-3 结构第三振型扭转图5.3 结构平均重度结构平均重度建筑抗震设计规范规定：框架结构与框架剪力墙结构参考值约为 12142/kN m各楼层的单位面积质量分布(单位:kg/m*2)层号 塔号 单位面积质量 gi 质量比 max(gi/gi-1,gi/gi+1)1
