某六层框架结构学生宿舍楼设计毕业论文.docx

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某六层框架结构学生宿舍楼设计毕业论文

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第一章绪论1

第二章建筑设计说明4

第三章结构设计计算5

第一节梁、柱截面及柱高的确定5

第二节重力荷载计算7

一、屋面荷载（不上人）7

二、楼面荷载8

三、卫生间荷载8

四、墙体重力荷载9

五、梁柱重力荷载9

六、女儿墙重力荷载9

七、门重力荷载10

八、窗重力荷载10

九、墙体自重10

第四章水平地震力作用下框架结构的力和侧移计算16

第一节框架侧移刚度的计算16

一、梁的线刚度16

二、柱的线刚度16

三、柱的侧移刚度16

第二节框架自振周期的计算17

第三节各质点水平地震作用计算及弹性位移验算17

第三节水平地震作用下框架力的计算18

第五章竖向荷载作用下的力计算23

第一节横向框架计算单元的确定23

第二节竖向荷载计算23

一、恒载计算23

二、活载计算25

三、力计算。

26

第六章横向框架力组合31

第七章截面计算40

第一节框架梁设计40

第二节框架柱设计43

一、剪跨比和轴压比验算43

二、A柱正截面承载力计算。

44

三、B柱正截面承载力计算46

第三节框架梁柱节点核芯区截面抗震验算49

第四节罕遇地震作用下弹塑性变形验算51

一、罕遇地震作用下的楼层剪力51

二、楼层受剪承载力计算51

第五节基础设计54

一、已知条件54

二、尺寸的确定54

三、桩身配筋55

四、桩基承载力56

五、桩身承载力58

第六节板的计算59

一、AB跨间板的计算59

二、屋面板的计算60

三、楼面板的计算61

结论63

致谢65

参考文献66

附录：

外文文献翻译67

第一章绪论

现今社会高层建筑得到广泛的应用。

建造高层建筑可以获得更多的建筑面积，这样可以部分解决城市用地紧和地价高涨的问题；建造高层建筑能够提供更多的休闲地面，将这些休闲地面用作绿化和休息场地，有利于美化环境，并带来更充足的日照、采光和通风效果；从城市建设和管理的角度来看，建筑物向高空延伸，可以缩小城市的平面规模等等这些高层建筑的优点使其应用广泛。

高层建筑采用的结构可分为钢筋混凝土结构、钢结构、钢-钢筋混凝土组合结构等类型。

根据不同结构类型的特点，正确选用材料，就成为经济合理地建造高层建筑的一个重要方面。

经过结构论证以及设计任务书等实际情况，以及本建筑自身的特点，决定采用钢筋混凝土结构。

框架结构体系一般用于钢结构和钢筋混凝土结构中，由梁和柱通过节点构成承载结构，框架形式可灵活布置建筑空间，使用较方便。

本建筑的高宽比H/B小于5，抗震设防烈度为8度，所以选用框架结构体系。

但是随着建筑高度的增加，水平作用使得框架底部梁柱构件的弯矩和剪力显著增加，从而导致梁柱截面尺寸和配筋量增加，到一定程度，将给建筑平面布置和空间处理带来困难，影响建筑空间的正常使用，在材料用量和造价方面也趋于不合理。

因此在使用上层数受到限制。

框架结构抗侧刚度较小，在水平力作用下将产生较大的侧向位移。

由于框架构件截面较小，抗侧刚度较小，在强震下结构整体位移都较大，容易发生震害。

此外，非结构性破坏如填充墙、建筑装修和设备管道等破坏较严重。

因而其主要适用于非抗震区和层数较少的建筑。

设计的基本要求和做法:

建筑设计在整个工程设计中起着主导和先行的作用，还应考虑建筑与结构，建筑与各种设备等相关技术的综合协调，以及如何以更少的材料，劳动力，投资和时间来实现各种要求，使建筑物做到适用，经济，坚固，美观，这要求建筑师认真学习和贯彻建筑方针政策，正确学习掌握建筑标准，同时要具有广泛的科学技术知识。

设计是在规划的前提下，根据任务书的要求综合考虑基地环境，使用功能，结构施工，材料设备，建筑经济及建筑艺术等问题。

着重解决建筑物部各种使用功能和使用空间的合理安排，建筑与周围环境，与各种外部条件的协调配合，部和外表的艺术效果。

各个细部的构造方式等。

创造出既符合科学性又具有艺术的生产和生活环境。

建筑设计包括总体设计和个体设计两部分。

自然条件:

建设地区的温度、湿度、日照、雨雪、风向、风速等是建筑设计的重要依据，例如：

炎热地区的建筑应考虑隔热、通风、遮阳、建筑处理较为开敞；在确定建筑物间距及朝向时，应考虑当地日照情况及主要风向等因素。

地形、地质及地震烈度:

基地的地形，地质及地震烈度直接影响到房屋的平面组织结构选型、建筑构造处理及建筑体型设计等。

地震烈度，表示当发生地震时，地面及建筑物遭受破坏的程度。

烈度在6度以下时，地震对建筑物影响较小，一般可不考虑抗震措施，9度以上地区，地震破坏力很大，一般应尺量避免在该地区建筑房屋，建筑物抗震设防的重点时7、8、9度地震烈度的地区。

技术要求:

设计标准化是实现建筑工业化的前提。

因为只有设计标准化，做到构件定型化，使构配件规格，类型少，才有利于大规模采用工厂生产及施工的机械化，从而提高建筑工业化的水平。

除此以外，建筑设计应遵照国家制定的标准，规以及各地或各部门颁发的标准执行。

如：

建筑放火规，采光设计标准，住宅设计规等。

本建筑的结构设计采用的钢筋混凝土结构有以下的一些优点：

第一：

合理的利用了钢筋和混凝土两种材料的受力性能特点，可以形成强度较高、刚度较大的结构构件。

这些构件在有些情况下可以用来代替钢构件，因而能够节约刚材，降低造价。

第二：

耐久性和耐火性较好，维护费用低。

第三：

可模性好，结构造型灵活，可以根据使用需要浇注成各种形状的结构。

第四：

现浇钢筋混凝土结构的整体性好，又具备必要的延性，适于用作抗震结构；同时它的防震性和防辐射性也好，亦适于用作防护结构。

第五：

混凝土中占比例较大的砂、石材料便于就地取材。

因为钢筋混凝土具有这些特点，所以在建筑结构、地下结构、桥梁、隧道、铁路等土木工程中得到广泛应用。

混凝土以成为当今世界上用量最大的建筑材料。

但是，钢筋混凝土也存在一些缺点，如自重过大，抗裂性能较差，隔热隔声性能不好，浇注混凝土时需要模板和支撑，户外施工受到季节条件限制，补强修复比较困难。

这些缺点在一定程度上限制了钢筋混凝土的应用围。

框架结构体系一般用于钢结构和钢筋混凝土结构中，由梁和柱通过节点构成承载结构，框架形式可灵活布置建筑空间，使用较方便。

但是随着建筑高度的增加，水平作用使得框架底部梁柱构件的弯矩和剪力显著增加，从而导致梁柱截面尺寸和配筋量增加，到一定程度，将给建筑平面布置和空间处理带来困难，影响建筑空间的正常使用，在材料用量和造价方面也趋于不合理。

因此在使用上层数受到限制，正是因为本设计采用的是小高层，建筑的高宽比H/B小于5，抗震设防烈度为6度，建筑高度小于55m，所以选用框架结构体系。

第二章建筑设计说明

工程名称：

某六层学生宿舍楼设计

工程位置：

市

工程总面积：

4500㎡，共六层，矩形，每层层高均为3.3ｍ

结构形式：

框架结构

项目简介：

本工程为位于XXXX高校校区，用于向全院学生提供住宿服务，结构形式为框架结构。

设计条件：

1.场地为Ⅱ类

2.抗震设防烈度：

8度，抗震等级：

二级。

设计地震加速度为0.2g。

故设计地震参数为αmax=0.08,Tg=0.4s

3.基本风压：

0.3kN/㎡

4.基本雪压：

0.15kN/㎡

5.冻土深度：

-1.03ｍ

6.楼面活载：

寝室、活动室、2.0kN/㎡

走廊、厕所、楼梯2.5kN/㎡

设计要点:

建筑平面设计：

1.根据建筑功能的要求，确定柱网的尺寸，然后逐一确定各房间的开间和进深。

2.根据交通、防火与疏散的要求，确定楼梯间的位置和尺寸。

3.确定墙体所用材料和厚度，以及门窗的型号和尺寸。

建筑立面设计：

确定门窗的立面形式。

建筑剖面设计：

1.根据建筑物空间组合情况，确定剖面位置在门厅部位。

2.根据平面图计算确定的尺寸，核对楼梯在高度方向上的梯段的尺寸。

第三章结构设计计算

第一节梁、柱截面及柱高的确定

本房屋主体结构为6层,层高均为3.3m。

填充墙采用200mm厚陶粒混凝土空心砌块。

门为铝合金门，洞口尺寸为1.8m×2.1m。

窗为塑钢窗。

洞口尺寸为1.8m×1.8m。

楼盖及屋盖采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚为100mm。

梁截面高度按跨度的1/12~1/8估算，宽度按高度的1/2~1/3估算。

梁、柱采用混凝土的设计强度为C35（fc=16.7N/mm2,ft=1.67N/mm2）。

梁的截面尺寸如表1

表1梁的截面尺寸（）

混凝土强度

等级

横梁（b×h）

纵梁

（b×h）

次梁1

（b×h）

次梁2

（b×h）

AB跨、CD跨、

BC跨

C35

250×500

250×400

300×700

250×450

×450

柱的截面有公式估算。

由该框架结构的抗震等级为二级，其轴压比限值[μ]=0.75，一~六层采用C35混凝土。

各层重力荷载代表值近似取13KN/m2。

由图2知可知边柱及中柱的负载面积分别为7.2×2.7m2和7.2×3.75m2。

故第一层柱的截面面积为

边柱

中柱

柱截面采用正方形，则边柱和中柱截面分别为384mm×384mm和443mm×443mm。

故柱采用正方形截面，边柱和中柱截面分别为450mm×450mm和450mm×450mm。

基础采用独立基础，基础埋深为1.20m。

图1结构平面布置图

框架结构计算简图如图3所示。

取柱的形心线作为柱的轴线;两轴线取至板底，2~6层柱的高度即为层高。

底层柱高度从基础顶面取至一层板底，即

H=3.3+0.05+0.7=4.05m。

图2横向框架计算简图

第二节重力荷载计算

一、屋面荷载（不上人）

（一）屋面永久荷载标准值:

40厚C30细石混凝土刚性层25×0.04＝1.00kN/㎡

防水卷材一道0.15kN/㎡

20厚1:

3水泥砂浆找平层0.02×20＝0.4kN/㎡

120厚泡沫混凝土保温层4×0.12＝0.48kN/㎡

20厚1:

3水泥砂浆找平层0.02×20＝0.4kN/㎡

100厚现浇钢筋混凝土屋面板0.1×25＝2.5kN/㎡

12厚水泥砂浆吊顶0.012×20＝0.24kN/㎡

合计5.17kN/㎡

（二）屋面可变荷载标准值:

不上人屋面均布活荷载标准值0.5kN/㎡

屋面雪荷载标准值:

0.15kN/㎡

二、楼面荷载

（一）楼面永久荷载标准值:

15厚1:

2水泥砂浆20×0.015=0.23kN/㎡

20厚1:

3水泥砂浆找平层0.025×20=0.5kN/㎡

100厚现浇混凝土楼板0.1×25=2.5kN/㎡

12厚水泥砂浆吊顶0.012×20＝0.24kN/㎡

合计=3.47kN/㎡

（二）楼面活荷载标准值：

寝室，过道：

2.0kN/㎡

三、卫生间荷载

永久荷载标准值：

地面砖0.65kN/㎡

20厚1：

3水泥砂浆搓麻0.02×20=0.4kN/㎡

20厚水泥砂浆防水保护层0.02×20＝0.4kN/㎡

100厚现浇钢筋混土楼板0.1×25＝2.5kN/㎡

PVC吊顶0.2kN/㎡

10厚水泥砂浆0.01×20＝0.2kN/㎡

恒载总计:

4.35kN/㎡

活荷载标准值：

2.5kN/㎡

四、墙体重力荷载

外墙:

300mm厚加气混凝土墙，外墙分别为20mm厚抹灰层，单位面积重力荷载为

7.5×0.30+17×0.02×2=2.93kN/㎡

墙：

200mm厚加气混凝土墙，外墙分别为20mm厚抹灰层，单位面积重力荷载为