大学学生公寓楼建筑结构及施工设计Word文件下载.docx

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框架结构布置灵活，具有较大的室内空间，使用较为方便。

填充墙可采用轻质隔墙，减轻结构自重。

但内凸的框架柱直接影响到用户的实际使用面积及宿舍用具的摆设。

但是大学生宿舍对使用面积和摆设没有严格的要求，再考虑到初次设计，避难就易，虽然此工程的设防烈度为7度，但是建筑的层数及建筑高度不是太高，故此次设计宜采用此类结构类型。

2、异形柱框架结构

这种结构体系是框架结构的一个派生结构形式，它除了具有框架结构的特点外，与墙同宽的异型柱很好地解决了建筑平面使用问题。

根据行业标准《砼异型柱结构技术规程》JGJl49－2006第3.1.2条抗震设计为6度时，异型柱结构适用的房屋最大高度为24m，本设计的建筑总高超过24m。

故不宜采用异型柱框架结构。

3、剪力墙结构承重体系

剪力墙是高层建筑最常用的结构体系，采用剪力墙结构可以减少非承重隔墙数量，一般用钢量比框剪结构少，而且室内无外露梁柱，用户比较喜欢。

剪力墙结构体系是以一系列剪力墙纵横相交，既作为承重结构又作为分间隔断墙。

墙体具有较大刚度。

同时又由于墙体纵横交错，比框架结构中的刚度大得多。

这是抵抗高层建筑风荷载及地震力水平荷载的有利条件，缺点是由于剪力墙组成许多小开间，虽然结构的整体性较强，但平面布局受到了严格的约束。

如能使用大跨度楼板，则可使用轻质的灵活隔断，比较自由地组织内部空间。

这种结构体系一般用于高层结构，尤其在30层左右的高层住宅结构设计中应用广泛。

此方案的特点是根据建筑平面布局而设置钢筋砼墙，与墙同宽的剪力墙很好地解决了建筑平面使用问题。

该建筑总高度仅29.1m，抗震设防烈度为7度区，若采用纯剪力墙结构，造价高，并考虑到设计的难度，故该设计不采用此结构类型。

4、框架剪力墙结构体系

当框架体系的强度和刚度不能满足要求时，往往需要在建筑平面的适当位置设置较大的剪力墙来代替部分框架，便形成了框架一剪力墙体系。

在承受水平力时，框架和剪力墙通过有足够刚度的楼板和连梁组成协同工作的结构体系。

在体系中框架体系主要承受垂直荷载，剪力墙主要承受水平剪力。

剪力墙的设置，增大了结构的侧向刚度，使建筑物的水平位移减小，同时框架承受的水平剪力显著降低且内力沿竖向的分布趋于均匀。

这种结构体系一般用于高层结构，在近几年的高层结构设计中应用广泛，此结构类型的特点是利用楼电梯间做钢筋砼核心筒抵抗大部分水平荷载，框架柱主要承受竖向荷载。

这种结构既具有框架结构布置灵活，使用方便的特点，又具有较大的刚度和较强的抗震能力。

在地震区多采用此类结构类型，但是考虑到造价及第一次设计没有经验的缘故，故不作为该设计的结构。

5、筒体结构体系

凡采用筒体为抗侧力构件的结构体系统称为筒体体系，包括单筒体、筒体一框架、筒中筒、多束筒等多种型式。

筒体是一种空间受力构件，分实腹筒和空腹筒两种类型。

实腹筒是由平面或曲面墙围成的三维竖向结构单体。

空腹筒是由密排柱和窗裙梁或开孔钢筋混凝土外墙构成的空间受力构件。

筒体体系具有很大的刚度和强度，各构件受力比较合理，抗风、抗震力很强，往往应用于大跨度、大空间或超高层建筑。

由于本次设计的建筑高度不大，故不必要采用筒体结构。

6、其他结构体系

高层建筑的新结构体系大部分是探索性的，如筒中筒结构的发展、或者束状筒的组合，外筒桁架交错，以中心并筒悬挂式结构以及很高的桁架梁的体系等。

各种结构最大适用高度见下图：

方案确定

通过以上对框架结构和剪力墙结构的分析：

1.剪力墙结构自重较大，往往导致基础工程造价的增加。

2.框架剪力墙结构平面布置不灵活，很难满足公共建筑对空间的需求。

3.框架结构的梁、柱构件易于标准化、定型化，便于采用装配整体式结构，以缩短施工工期。

4.就最大适用高度而言，选择剪力墙结构会增大经济投入，不能达到经济适用的要求。

故：

本设计采用框架结构体系。

结构平面布置

框架结构有横向承重布置、纵向承重布置和双向承重布置三种常用的结构布置方法。

1．横向框架承重方案

横向框架承重方案是在横向上设置主梁，在纵向上设置连系梁。

楼板支承在横向框架上，楼面竖向荷载传给横向框架主梁。

由于横向框架跨数较少，主梁沿横向布置有利于增加房屋横向抗侧移刚度。

由于竖向荷载主要沿横向传递，所以纵向连系梁截面尺寸较小，这样有利于建筑物的通风和采光。

其不利的一面是由于主梁截面尺寸较大，当房屋需要大空间时，其净空较小。

2．纵向框架承重方案

纵向框架承重方案是在纵向上布置框架主梁，在横向布置连系梁。

楼面的竖向荷载主要沿纵向传递。

横向连系粱尺寸较小，对大空间房屋，其净空较大，房间布置灵活。

其不利的方面是房屋的横向刚度较小，同时进深尺寸受到长度的限制。

3．纵横向荷载承重方案

框架在纵横向均布置主梁。

楼板的竖向荷载沿两个方向传递。

柱网较大的现浇楼盖，通常布置井字形梁，柱网较小的现浇楼盖，楼板可以不设井字梁直接支承在框架梁上。

综上所述，此结构采用结构双向承重方案，因在纵横两个方向都布置框架，因此结构的整体性和受力性能都很好。

本建筑位于云南省红河州蒙自县，建筑方位满足国家《建筑采光设计标准》GB/T50033-2001的要求，建筑有利于充分利用天然光，创造良好光环境和节约能源；

有利于生产、工作、学习、生活和保护视力；

结构平面形状满足简单、规则、对称、长宽比等要求。

长宽比验算为：

，满足要求；

立面布置规则、均匀、从上到下外形不变，有利于结构的抗震要求。

建筑内部布置：

本建筑一层为公共活动区域，在本层设有值班室、大小公共活动室、接待室、电视房、洗衣房、阅览室和公共卫生间等。

宿舍内应设置盥洗室和厕所。

公共用房的设置防止对居室产生干扰。

根据国家规范规定，在首层设置了两间无障碍居室。

首层房间布置尽量保证互相干扰的减少以及对无障碍宿舍的考虑。

底层层高3.9米，标准层层高3.6米，小屋面高3.6米，均满足国家相关规范的要求。

4.计算前得准备工作

（1）选择梁柱断面

框架梁的截面尺寸应该根据竖向荷载的大小、梁的跨度、框架的间距、是否考虑抗震设计要求以及选用的混凝土材料强度等诸多因素综合考虑确定。

一般情况下，框架梁的截面可按照下面公式估算：

梁净跨与截面高度之比不宜小于4，梁的截面宽度不宜小于200mm。

详见一榀框架计算书，此处从略。

框架柱截面一般都采用矩形或方形截面，在高层建筑中，按照下面公式估算：

框架柱的截面边长不宜小于250mm，圆柱的截面直径不宜小于350mm，剪跨比不大于2，截面的高宽比不宜大于3.详见一榀框架计算书，此处从略。

（2）层高的确定

建筑层高：

宿舍内设双层床，由《学生宿舍建筑设计规范》知，在采用双层床或高架床时，层高不宜低于3.60m；

在采用双层床或高架床时，净高不应低于3.40m。

所以标准层层高3.6m，底层有大房间，层高取3.9m，建筑总高=3.9+3.6×

8=32.7m。

建筑跨度：

由《学生宿舍建筑设计规范》，开间3.9m（其中大开间7.8m），进深7.5，建筑总长54.6，宽16.5m。

模型详见一榀框架计算书。

（3）荷载取值

包括楼屋面荷载计算；

梁、柱、墙体及门窗自重等。

5．计算结果及分析

计算结果见：

附录5：

结构计算控制参数

附录4：

TAT结构的周期、振型和各层地震力、位移输出文件

由于结构计算软件存在着一定的适用性、局限性和近似性，在计算输出的结果中可能存在部分构件或部位内力异常的情况，尤其是对于复杂结构。

这时，不能据此来否定分析软件的正确性，更不能对异常构件、部位置之不理或偏信于计算机的结果，而是应该从整体上来把握和控制结构体系的各项性能，对内力异常的构件或部位，应从明确的结构概念出发来分析和处理，从而确保结构的安全性、经济性、合理性。

（1）周期比：

周期比是指结构扭转为主的第一周期Tt与平动为主的第一周期T1的比值，其主要目的是控制结构在地震作用下的扭转效应。

周期比实际上反映了结构的扭转刚度和侧向刚度之间的一种对应关系，同时也反映了结构抗侧力构件布置的合理性和有效性。

高规的4.3.5条规定，结构扭转为主的第一周期与平动第一周期之比，A级高度高层建筑不应大于0.9，B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑不应大于0.85.

由输出文件分析可知，结构第三振型的转动比例为0.99是第一个超过0.5的震型。

结构周期比为：

经分析对比，本设计的结构周期比满足要求。

位移比是指楼层的最大弹性水平位移（或层间位移）与该楼层两端弹性水平位移（或层间位移）的平均值之比。

位移比的大小是反映结构平面规则与否的重要依据，它侧重控制的是结构侧向刚度与扭转刚度之间的一种相对关系，而非其绝对大小，它的目的是使结构抗侧力构件的布置更有效、更合理。

结构平面布置应减少扭转的影响。

在考虑偶然偏心影响的地震作用下，楼层竖向构件的最大水平位移不宜大于该楼层平均值的1.2倍，层间位移不应大于该楼层平均值的1.5倍。

第1荷载工况：

X向地震力作用下节点控制水平位移，最大层间位移角：

1/648

平均层间位移角：

1/650；

+5%偶然偏心地震力作用下X向节点控制水平位移，最大层间位移角：

1/640平均层间位移角：

-5%偶然偏心地震力作用下X向节点控制水平位移，最大层间位移角：

1/635平均层间位移角：

1/651；

第2荷载工况：

Y向地震力作用下节点控制水平位移，最大层间位移角：

1/698

1/704；

+5%偶然偏心地震力作用下Y向节点控制水平位移，最大层间位移角：

1/568平均层间位移角：

1/736；

-5%偶然偏心地震力作用下Y向节点控制水平位移，最大层间位移角：

1/560平均层间位移角：

1/742；

第3荷载工况：

X向风力作用下节点控制水平位移，最大层间位移角：

1/9999

1/9999；

第4荷载工况：

Y向风力作用下节点控制水平位移，最大层间位移角：

1/5255

1/5278；

第5荷载工况：

恒载作用下节点的最大竖向位移，最大竖向位移为：

-7.76mm；

第6荷载工况：

活载作用下节点的最大竖向位移，最大竖向位移为：

0.

结果分析：

我国《建筑结构抗震设计规范》（GB50010-2002）规定：

对于钢筋混凝土框架结构，且高度不大于150m的高层建筑，其楼层层间最大位移角不大于1/550.以上分析最大层间位移角为1/560小于1/550.满足规范要求。

（3）主要为了控制竖向构件延性的要求。

由PKPM中TAT功能模块分析知道，结构最大轴压比为0.68满足规范的要求

（4）剪重比控制

剪重比指结构任一楼层的水平地震剪力与该层及其上各层总重力荷载代表值的比值，一般是指底层水平剪力与结构总重力荷载代表值之比。

它在某种程度上反映了结构的刚柔程度。

剪重比应在一个比较合理的范围内，以保证结构整体刚度的适中。

剪重比太小，说明结构整体刚度偏柔，水平荷载或水平地震作用下将产生过大的水平位移或层间位移；

剪重比太大，说明结构整体刚度偏刚，会引起很大的地震内力，不经济。

抗震规范第5.2.5条明确规定最小剪重比应不小于下表值

结构为7度（0.15g）设防，基本周期为3.5s，故结构的