1、土木工程六层框架结构学生公寓楼毕业设计论文河北工业大学城市学院毕 业 论 文作 者： 李 伟 琳 学 号： 107021 系： 土木工程 专 业： 土木工程专业 题 目： 河北工业大学综合公寓楼 框架结构设计之七 指导者： 李雨润 副教授 评阅者： 2014 年 6 月 6 日毕业设计（论文）中文摘要河北工业大学综合公寓楼框架结构设计之七摘要：我拿到的毕业课设题目是河北工业大学综合公寓楼框架结构设计之七，首先详细的了解了下课程设计的任务书，了解了设计位于天津市北辰区，包括建筑设计和结构设计两部分。根据规范跟制图标准采用天正建筑设计软件画出一份建筑设计方案，进行平面跟立面的布置，之后采用PKPM
2、系列软件进行结构设计，确定结构方案，选择合适的梁、板、柱截面，以及合理的进行荷载统计，进行pkpm建模，通过对结果的计算分析，对结构计算所输出的结果，检查各项指标是否符合规范要求，并进行结构规则性分析，使得设计的各个方面都满足要求。最后通过PKPM完成施工图的绘制。关键词： 公寓楼、框架结构、建筑设计、结构设计毕业设计（论文）外文摘要Title Hebei University of Technology apartment building frame structure design sevenAbstractI have graduated from the lesson topic i
3、s the Hebei University of Technology apartment building frame structure design seven, first detailed understanding of the course design task book, understand the design is located in Beichen District, Tianjin city, consists of two parts: Architectural Design and structural design. According to the C
4、hina architectural design software to draw a design scheme using standard with the drawing standard, with the elevation plane layout, using PKPM series software for structural design, determine the structure scheme, beam, plate, column section of the right, and the reasonable load statistics, PKPM m
5、odel, the calculation of results analysis on the structure calculation, the output results, the indicators examined whether meet the requirements of the specification, and analyzed the structure rules, so that all aspects of design are satisfied. Finally, through the PKPM to complete the constructio
6、n drawing.Keywords：Apartment building、Frame structure、Architectural design、Structure design目 次1引言12工程概况12.1设计内容12.2设计方法23建筑设计说明23.1建筑平面设计23.1.1房间的平面设计23.1.1.1房间构成23.1.1.2房间的布局23.1.1.3采光与通风33.2建筑立面设计33.2.1立面设定33.3建筑剖面设计33.3.1剖面形状33.3.2各部分高度的确定33.4防火设计43.5结构做法64结构设计说明84.1结构体系的选择84.2结构平面布置图84.3主要的布置参数9
7、4.4构件截面初选104.4.1框架梁截面选择104.4.2框架柱截面选择114.5荷载统计115建立模型145.1 SATEWEI计算145.1.1设计参数的确定145.1.1.1总信息145.1.1.2风荷载信息165.1.1.3地震信息175.1.1.4活荷载信息185.1.1.5调整信息185.1.1.6设计信息195.1.1.7配筋信息195.1.1.8荷载组合信息206输出文本文件分析206.1结构整体分析结果合理性参数分析汇总表216.2数据246.2.1层间刚度比246.2.2刚重比266.2.3周期276.2.4剪重比276.2.5位移286.2.6层间抗剪承载力317板计算
8、结果327.1板计算书327.2板配筋图427.3板裂缝图437.4板挠度图448梁计算458.1梁配筋图458.2梁裂缝图478.3梁挠度图489柱计算499.1柱配筋图4910楼梯5110.1首层楼梯计算书5110.2其余层楼梯计算书56结论61参考文献63致谢64附图A64附图B661 引言每一个大学生都要毕业，而毕业设计是大学生活中最重要的一部分。本次设计来源于实际的工程设计，位于天津市北辰区，该公寓楼的主要用途是满足学校学生和单身教职工生活、居住及休闲使用，一楼是商铺、活动室、值班室、储藏室等，二至六层是学生宿舍和教职工宿舍。设计包括建筑和结构两部分，在前期报告中，我通过查阅相关的文
9、献，制定出一套适合自己的建筑设计方案，并认真分析了在设计中遇到的框架梁、柱的配筋问题、薄弱层的处理，以及短柱的问题，并给予及时有效的处理。通过天正软件的画图，熟练了天正画图工具，在中期报告阶段，通过课程设计的基本情况我确定了结构体系、结构平面布置草图、认真选取了梁板柱截面，通过分析进行合理的荷载统计，通过pkpm系列软件，使我掌握了很多画图的技术，通过老师的点评和指正，最终使得自己的设计符合规范和制图要求。2 工程概况该学生公寓楼为六层的钢筋混凝土框架结构，位于天津市北辰区，建筑总面积约为6000m2。主要是为了使学校的学生很教职工有更好的休息娱乐的场所，一层主要是商铺，包括活动室，洗浴室，公
10、共厨房等等。二六层主要是学生宿舍跟教职工宿舍。没有地下室，首层层高4.5m，二层六层3.6m,室内外高差为0.45m。天津市北辰区地区的地震设防列度为7度，设计基本地震加速度是0.15g，建筑的场地土类别为III类中软场地土。基本风压为W0=0.50kN/m2，地面粗糙类别为B类。2.1设计内容在建筑设计部分：通过查阅房屋建筑学、抗震设计规范、民用建筑设计防火规范等相关内容，进行建筑方案设计，满足公寓楼的使用要求，按期完成立面图、平面图、剖面图的绘制。在结构设计部分：，根据跨度的1/101/18合理选定框架梁的尺寸、同时合理选定次梁的的尺寸、楼板厚度、框架柱等构件的尺寸。混凝土强度等级采用C2
11、5C35，钢筋采用HPB300、HRB335或 HRB400。同时包括荷载的统计以及校核等方面。在设计过程中尽量做到经济、美观、合理。2.2设计方法建筑设计部分：通过查阅房屋建筑学等内容，联合设计规范的要求，保证工程的安全性，适用性，耐久性方面的要求，通过天正系类软件来进行绘图。结构设计部分：梁板柱的尺寸应该符合要求，柱距以及柱网布置符合要求采用pkpm系列软件画图，进行配筋计算。3 建筑设计说明该建筑是位于天津市北辰区的一座公寓楼的设计，综合各方面的考虑，应该从下面几个方面考虑：3.1建筑平面设计建筑平面设计包括三个部分的内容，即：熟悉建设环境，确定出入口位置及平面形状；分析功能关系和流线组
12、织，安排建筑各部分的相对位置；确定建筑各部分的尺寸几个方面。本次设计我采用了矩形的方案，比较简单方便。主要的房间是学生宿舍，辅助的房间有卫生间，商铺，储藏室，开水间等等。3.1.1房间的平面设计根据设计的需要，房间设计成矩形的房间，布置工整，根据房屋建筑学跟规范的要求，房间窗设计成2100*1500的，来确保房间足够的采光度。3.1.1.1房间构成本工程为天津市北辰区的学生公寓楼，根据任务书以及公寓楼的功能要求，此次设计该公寓楼有不同使用功能的房间，主要包括商铺、储藏室、开水间，浴室、公共厨房、值班室、楼梯间、卫生间，厕所、盥洗室以及学生宿舍楼和教职工宿舍等若干。3.1.1.2房间的布局为了满
13、足学生教职工宿舍各种的布置及学生教职工的活动娱乐特点，考虑到公寓楼各种房间在功能和面积上面的不同，尽量做到把功能区分开，同时要考虑到宿舍楼要有良好的采光试听要求，在设计中应该注意以下几点：1.以便学生的生活和娱乐要求，设置活动室和商铺。2.由于建筑是矩形，能够合理的利用房间，增大房间的利用率。3.卫生间布置在走廊的两面，可以减少异味，便于管理，卫生间二到六层对齐布置。3.1.1.3采光与通风采光跟通风是建筑设计的主要部分，如何满足采光通风的要求，满足建筑规范的要求就很重要。该建筑主体六层部分长度达到了57.60m，为了满足民用建筑设计通则中对于走道长度的要求所规定，应该设置采光口，所以在本次设
14、计中建筑内廊两侧设置了窗户，来满足内廊对采光和通风上的要求。3.2建筑的立面设计3.2.1立面设定建筑高22.5，在钢筋混凝土框架结构中，竖向荷载全部由柱子承担，墙体仅仅起到隔断维护作用，所以墙面上布置窗户比较方便与灵活，在本设计中，房间窗户采用2100*1500，满足采光要求。正门为两扇门满足疏散要求。女儿墙为0.9m，是整个建筑趋于合理。3.3建筑的剖面设计3.3.1剖面形状房屋的剖面形状采用了矩形，因为矩形平面简单、规整，便于竖向空间的组合，容易获得简洁而完整的体型，同时结构简单，施工方便。 3.3.2各部分高度的确定 1.层高的确定房屋内部空间的使用高度来源于剖面设计，公寓楼是人流比较
15、密集的建筑，考虑到建筑空间的使用要求，考虑到消防设备等的要求，首层层高设定为4.5m，其余层为3.6m。 2.室内外地面的高差为了防止室外雨水流入室内，防止建筑物因沉降而使室内地面标高过低，室内外地面应有一定高差，但是室内外地面高差要适当，过小难以保证基本要求，过大又会增加建筑高度和土方量，对于大量的民用建筑，室内外高差常取450-600mm,本方案采用450mm。 3、窗台高的确定为了确保靠窗布置的桌子表面能有充足的光线，不能把窗台做的过高，一般窗台宜高出桌面100-150mm，一般民用建筑中生活、学习或办公用房，窗台高度宜采用900mm。3.4防火设计防火和安全是现在建筑中的一个重要因素，
16、在本次的设计当中，对于各个部分的设计均应该严格按照国家设计防火规范进行设计，满足防火疏散的要求。 1.为了满足建筑设计防火规范中所规定的：“5.1.1 民用建筑的耐火等级应分为一、二、三、四级。除本规范另有规定者外，不同耐火等级建筑物相应构件的燃烧性能和耐火极限不应低于表5.1.1的规定。”将所有钢结构构件均刷防火涂料；所有木制装修构件（木板、木龙骨、木制纤维板、木制复合板等）底层均刷防火涂料，再做饰面装修；所有管道井每层必须用与楼板同标号的混凝土捣实封严进行防火分隔，且其耐火等级与楼板相当。 2.为了满足建筑设计防火规范中所规定的：“5.3.2 公共建筑内的每个防火分区、一个防火分区内的每个
17、楼层，其安全出口的数量应经计算确定，且不应少于2个。”故本方案中首层有5个安全出口，其余各层均有两个安全出口。 3.本方案房间内最远一点到该房间直接通向疏散走道的疏散门的距离为13.2m，满足建筑设计防火规范中所规定的：“5.3.13 民用建筑的安全疏散距离应符合下列规定：4 房间内任一点到该房间直接通向疏散走道的疏散门的距离，不应大于表5.3.13中规定的袋形走道两侧或尽端的疏散门至安全出口的最大距离。”3.5结构做法屋面做法保护层： 25厚1：2.5水泥砂浆抹平压光，1m1m分格，密封胶嵌缝防水层：4厚高聚物改性沥青防水卷材找平层：20厚1:3水泥砂浆保温层：50厚挤塑聚苯板找平层：20厚
18、1:3水泥砂浆 找坡层：40厚（最薄处）1:8水泥珍珠岩找2%坡结构层：120厚钢筋混凝土屋面板抹灰层：14厚水泥石灰膏砂浆抹灰楼面做法一般楼面20厚花岗石板铺实拍平，水泥浆擦缝30厚1：3干硬性水泥砂浆结合层20厚素水泥浆一道120（100）厚现浇钢筋混凝土楼板14厚水泥石灰膏砂浆抹灰卫生间楼面做法10厚地砖铺实拍平，水泥浆擦缝25厚1：4干硬性水泥浆1.5厚聚氨酯防水涂料，面上撒黄沙，四周沿墙上翻150高，刷基层处理剂一遍15厚1：2水泥砂浆找平50厚C15细石混凝土找坡不小于5，最薄处不小于30100厚现浇钢筋混凝土楼板墙体内墙水泥砂浆粉刷墙面加气混凝土砌块（200mm厚）水泥砂浆粉刷墙
19、面外墙贴瓷砖墙面（包括水泥砂浆打底）加气混凝土砌块（200mm厚）水泥砂浆粉刷墙面楼梯做法楼梯栏杆（高1000mm,栏杆间距110)选用西南图集，扶手选用西南图集。梯段靠梯井处加50宽,20高1:2水泥砂浆止水带,踏步防滑条详西南图集。女儿墙屋顶女儿墙高1.2m，折合为厚100mm的混凝土栏板散水（沿建筑周边除台阶外均做900宽散水）15厚水泥砂浆70厚C10混凝土素土夯实做3%坡度室外装修做法外墙面色彩及面层材料详见各立面图室外散水（600）宽，做法详西南图集外墙、悬挑部位、外窗、阳台底滴水槽做法：参见西南图集室内装修做法见工程作法表门窗构件本工程门窗材质详见门窗统计表门窗规格详见门窗表及相
20、关大样，加工订货时，厂家应根据地区基本风压值和建筑物高度核算门窗抗风压强度。所有门窗所用玻璃在如下情况下应使用安全玻璃：建筑物单块面积大于0.5平方米的门玻璃、玻璃面积1.5平方米窗玻璃或距地高度小于500的落地窗以及铝合金外门除木门外，门窗产品均需有国家主管部门颁发的合格证明，防火门应有消防局、公安局销售许可证门窗护角为M10水泥砂浆展面200（即各边为100），高度与门窗洞口同高门窗立口居中(不含保温层)，选型详门窗表。外窗与外墙交接处必须采用发泡聚氨酯嵌实严密4 结构设计说明4.1结构体系选择本设计采用现浇混凝土框架结构。框架结构是指由梁和柱以刚接或者铰接相连接而成，构成承重体系的结构，
21、即由梁和柱组成框架共同抵抗使用过程中出现的水平荷载和竖向荷载。结构的房屋墙体不承重，仅起到围护和分隔作用，一般用预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、空心砖或多孔砖、浮石、蛭石、陶粒等轻质板材等材料砌筑或装配而成。是如今常用的一种建筑结构。（1）框架结构所用的钢筋混凝土或型钢有很好的抗压和抗弯能力，因此，可以加大建筑物的空间和高度。(2)可以减轻建筑物的重量。(3)有较好的抗震能力。(4)有较好的延性。(5)有较好的整体性。竖向荷载作用下，框架结构以梁受弯为主要受力特点，梁端弯矩和跨中弯矩成为梁结构的控制内力。水平荷载作用下，框架柱承担水平剪力和柱端弯矩，并由此产生水平侧移，在梁柱节点处，由于协调变形
22、使梁端产生弯矩和剪力，因此产生于柱上下端截面的轴力、弯矩和剪力是柱的控制内力。4.2结构平面布置图4.3主要的设计参数类别数值抗震设防烈度抗震设防烈度为7度设计基本加速度设计基本加速度值为0.15g设计地震分组设计地震分组为第二组建筑场地土类别类中软场地土框架抗震等级三级设计使用年限50年建筑环境类别一类，即室内正常环境；冻深为地表下0.6m抗震设防类别标准设防分类（丙类建筑）室内外高差0.454.4构件截面初选4.4.1框架梁截面尺寸确定一般情况下，框架梁的截面高度取值范围是h= (1/10-1/18)l ，其中l是梁的计算跨度；截面的宽度取值范围是b=(1/2-1/3)h；次梁高取为1/1
23、2至1/15跨长，次梁宽取为1/21/3梁高，根据梁的跨度初步选定。梁净跨与截面高度之比不宜小于4。框架梁宽不宜小于1/2柱宽，且不小于250mm。框架梁的截面中心线宜与柱中心线重合，当必须偏置时，同一平面内的梁柱中心线间的偏心距不宜大于柱截面在该方向的1/4。框架梁截面尺寸应根据承受竖向荷载的大小、跨度、抗震设防烈度、混凝土强度等级等诸多因素综合考虑确定。横向框架梁最大跨度L=6.6m，纵向框架梁最大跨度L=7.2m。横向框架主梁h=(1/10-1/18) =(1/10-1/18)6600=660-367mm，取h=600mmb=(1/2-1/3)h=300-200mm，取b=300mm取截
24、面尺寸为:hb=600mm300mm横向框架次梁h=(1/12-1/15)6600=550-440，取h=500mmb=(1/2-1/3)h=250-167mm，取b=250mm取截面尺寸为:hb=500mm250mm纵向框架主梁h=(1/10-1/18)7200=720mm-400mm，取h=700mmb=(1/2-1/3)h=350mm-233mm ，取b=300mm取截面尺寸为:hb=700mm300mm纵向框架次梁h=(1/12-1/15)7200=600，取h=600mmb=(1/2-1/3)h=250-167mm，取b=300mm取截面尺寸为:hb=600mm300mm楼梯间梁、卫
25、生间梁h=(1/10-1/18)3600=360mm-200mm，取h=300mmb=(1/2-1/3)h=150mm-100mm，取b=200mm取截面尺寸为:hb=300mm200mm综上所述，本设计的横框架梁截面尺寸取600mm300mm，纵框架梁截面尺寸取700mm300mm横向次梁截面尺寸为500mm250mm，卫生间下小梁300mm200mm，楼梯间的楼梯平台处的平台梁截面尺寸是300mm200mm。4.4.2框架柱截面尺寸的确定本设计索选取的柱截面是800mm800mm。角柱的受荷面积小，但是由于角柱受到偏心荷载作用，受力情况复杂，因此，角柱截面尺寸取为与边柱尺寸一样，即800mm800mm。因此本结构中所有的柱都是800mm800mm。4.5荷载统计类别做法面荷载标准值屋面（上人屋面）保护层：25厚1：2.5水泥砂浆抹平压光，1m1m分格，密封胶嵌缝防水层：4厚高聚物改性沥青防水卷材找平层：20厚1:3水泥砂浆保温层：50厚挤塑聚苯板找平层：20厚1:3水泥砂浆找坡层：40
