1、设计 1 6#住宅楼建筑结构设计 摘要 本设计为住宅楼，主要进行的是建筑设计和结构设计，该住宅共五层，采用钢筋混凝土框架结构，建筑总面积为 3500 平方米。 建筑设计是在总体规划的前提下，根据设计任务书的要求，综合考虑基地环境、使用功能、综合选型、施工、材料、建筑 设备 、建筑艺术及经济等。着重解决了建筑物与周围环境、建筑物与各种细部构造，最终确定设计方案，画出建筑施工图。结构设计是在建筑物初步设计的基础上确定结构方案； 选择合理的结构体系；进行结构布置，并初步估算，确定结构构件尺寸，进行结构计算。结构计算包括荷载计算、内力 分析 及截面设计，并绘制相关的结构施工图。本 工程 为 住宅 设计
2、，在总体规划设计时，考虑到场地要求、绿化设施、其它功能要求，以及周围建筑物的影响。总之，适用、安全、经济、使用方便是本设计的原则 。 关 键词 ： 框架结构； 建筑设计； 结构设计 设计 2 Lanxi garden 6 # residential building structure design ABSTRACT The design for the Lanxi garden 6# residential building in Fushun, is the main architectural design and structural design, the house has fiv
3、e floors, the use of reinforced concrete frame structure, a total construction area of 3500 square meters. The architectural design is the premise of the overall plan, according to the request of the design mission book, considering the base environment, use function, comprehensive selection, constr
4、uction, materials, construction equipment, architectural art and economy. Focus on solving the building and the surrounding environment, building structures with a variety of details, the final design, construction drawing draw. Structure design is to determine the structure scheme based on the prel
5、iminary design of the building; the reasonable structural system; structural layout, and a preliminary estimate, to determine structural component size, structure calculation. Structure calculation including load calculation, stress analysis and design section, and the mapping of the structural draw
6、ings. This project is a residential design, in the overall planning and design, taking into account the space requirements, green facilities, and other functional requirements, and the surrounding buildings. In short, application, security, economic, user-friendly design is the principle. Key word：
7、Frame structure; Architectural design ; Structure design 设计 3 目录 1. 绪论 .1 2. 建筑设计 .2 2.1 建筑平面设计 . 2 2.2 建筑剖面设计 . 2 2.3 建筑立面图设计 . 3 2.4 工程背景 . 4 3 结构设计 .5 3.1 结构设计说明 . 5 3.1.1 设计依据 . 5 3.1.2 一般说明 . 5 3.1.3 各部分结构构件材料强度等级 . 5 3.1.4 抗震设计应遵循一下原则 . 5 3.2 结 构体系的确定 . 6 3.2.1 柱网布置 . 6 3.2.2 计算单元的选取及计算高度的确定 .
8、 6 3.2.3 梁、板、柱截面尺寸确定 . 7 3.2.4 梁柱相对线刚度计算 . 8 3.2.5 侧移刚度计算 . 10 3.3 确定重力荷载代表值 . 11 3.3.1 各类荷载代表值的计算 . 11 3.3.2 各层墙荷载： . 17 3.3.3 各楼层重力荷载代表值 . 20 3.4 横向水平地震作用下计算 . 21 3.4.1.横向自振周期计算 . 22 3.4.2.水平地震作用及楼层地震剪力计算 . 22 3.4.3 水平地震作用下的位移验算 . 23 3.4.4 横向水平地震作用下框架内力计算 . 24 3.4.5 风荷载作用下框架的内力和侧移计算 . 29 3.5 竖向荷载作
9、用下框架结构的内力计算 . 38 3.5.1 竖向荷载作用的计算 . 38 3.5.2 梁端、柱端弯矩计算 . 46 3.6 横向框架内力组合 . 55 3.6.1 框架梁内力组合 . 56 3.6.2 框架柱内力组合 . 58 3.7 梁柱截面设计 . 62 设计 4 3.7.1 框架梁截面设计 . 67 3.7.2 框架柱截面设计 . 72 3.7.3 框架梁柱节点核芯区截面抗震验算 . 78 3.8 楼板设计 . 79 3.8.1 设计资料 . 79 3.8.2 荷载设计值 . 79 3.8.3 区格 A 的计算 . 80 3.9 楼梯设计 . 83 3.9.1 梯段板的计算 . 83
10、3.9.2 平台板的计算 . 85 3.9.3 平台梁的计算 . 86 3.10 雨篷设计 . 87 3.10.1 雨篷板的抗弯承载力计算 . 88 3.10.2 雨篷梁在弯剪扭作用下的承载力计算 . 90 3.10 基础设计 . 95 3.10.1 地基承载力和基础底面尺寸的确定 . 95 3.10.2 基础的冲切验算及配筋计算 . 97 结论 .95 致谢 .100 参考文献 .97 设计 5 1 绪论 近年，随着国民经济的高速增长，带动了建筑业的快速、持续的发展。房屋建筑逐渐由单层、多层向高层发展，房屋结构形式也由简单的砖混结构变得日趋复杂和多样。 本设计为多层钢筋混凝土框架住宅。框架结
11、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，即由梁和柱组成框架共同抵抗适用过程中出现的水平荷载和竖向荷载。采 用结构的房屋墙体不承重，仅起到围护和分隔作用。 房屋的框架按跨数分有单跨、多跨；按层数分有单层、多层；按立面构成分有对称、不对称；按所用材料分有钢框架、混凝土框架、胶合木结构框架或钢与钢筋混凝土混合框架等。其中最常用的是混凝土框架有现浇整体式、装配式、装配整体式。 框架建筑的主要优点：空间分隔灵活，自重轻，有利于抗震，节省材料；具有可以较灵活地配合建筑平面布置的优点，利于安排需要较大空间的建筑结构；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
12、工工期；采用现浇混凝土框架时，结构的整 体性、刚度较好，轻钢结构住宅体系建筑设计处理好也能达到较好的抗震效果，而且可以把梁或柱浇注成各种需要的截面形状。 框架结构体系的缺点为：框架节点应力集中显著；框架结构的侧向刚度小，属柔性结构框架，在强烈地震作用下，结构所产生水平位移较大，易造成严重的非结构性破坏；钢材和水泥用量较大，构件的总数量多，吊装次数多，接头工作量大，工序多，浪费人力，施工受季节、环境影响较大；不适宜建造高层建筑，框架是由梁柱构成的杆系结构，其承载力和刚度都较低，特别是水平方向的（即使可以考虑现浇楼面与梁共同工作以提高楼面水平刚度 ，但也是有限的），它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁
13、，其总体水平位移上大下小，但相对于各楼层而言，层间变形上小下大，设计时如何提高框架的抗侧刚度及控制好结构侧移为重要因素，对于钢筋混凝土框架，当高度大、轻钢结构的主要优点层数相当多时，结构底部各层不但柱的轴力很大，而且梁和柱由水平荷载所产生的弯矩和整体的侧移亦显著增加，从而导致截面尺寸和配筋增大，对建筑平面布置和空间处理，就可能带来困难，影响建筑空间的合理使用，在材料消耗和造价方面，也趋于不合理，故一般适用于建造不超过 15 层的房屋 5。 通过本次毕业设计， 使我大学所学的知识更加扎实，并很好的串联在一起。 设计 6 2 建筑设计 2.1 建筑平面的设计 建筑平面是表示建筑物在水平方向房屋个部
14、分的组合关系。在平面设计中，始终需要从建筑整体空间组合的效应来考虑，紧密联系建筑剖面和立面，分析剖面、立面的的可能性和合理性；也就是说，我们从平面设计入手，但是要着眼于建筑空间的组合。 建筑平面中各个使用房间和辅助用房，是建筑平面组合的基本单元。 一般说来，住宅要有较好的朝向，使用房间满足平面设计的要求。 (1).房间的面积、形状和尺寸要满足室内使用活动和家具设备合理布置的要求。 (2).门窗的大小和位置，应考虑房间的出入方便，疏散安全，采光通风较好。 (3).房间的构成应使结构构造布置合理，施工方便，也要有利于房间的组合，所有材料要符合相应的建筑面积。 (4).室内空间以及顶棚、地面、各个墙
15、面和构件细部，要考虑人们的使用和审美要求。 本建筑平面设计为共 3 个单元，每个单元两户的常见布局，其中每户均为两室两厅一卫约 100 平米左右大小的大众户型，平面布局大方合理。 2.2 建筑剖面设计 剖面图旨在反映出建筑物在垂直方向上各部分的组合关系，剖面设计的主要任务是确定建筑物各部分应有的高度，建筑物的 层数及建筑空间的组合和利用，以及建筑剖面中的结构 .构造关系等。 (1). 房屋各部分高度的确定 房间剖面的设计，首先需要确定室内的净高。即房间内楼地面到顶棚或其他构件底面的距离。室内净高和房间剖面形状的确定主要考虑以下几个方面：室内使用性质和活动特点的要求，采光通风的要求，结构类型的要
16、求，室内空间比例的要求。本设计各层的层高都为 3.0m。 设计 7 (2). 房间层数的确定 影响确定房间层数的因素有很多。主要有房屋本身的使用要求、城市规划的要求、选用的结构类型以及建筑防火等。 (3). 楼梯在剖面中的位置 画剖面 图时，一般要将楼梯 .门厅等较复杂的部位表现出来。 (4). 建筑空间的利用 充分利用建筑物内部的空间，除了充分发挥主体空间的功用外，还须对走廊 .楼梯和门厅等进行充分利用。走廊平顶的上部，可以作为设置通风。照明设备和铺设管线的空间。楼梯间的底部和顶部，通常都有可以利用的空间，当楼梯间底层平台不作出入口用时，平台以下的空间可作贮藏或厕所等辅助房间。 2.3 建筑
17、立面设计 建筑立面是由许多部件组成的，立面设计就是恰当的确定这些部件的尺寸大小、比例关系以及材料色彩等。通过形的变换、面的虚实对比、线的方向变 化等，求得外形的统一和内部空间与外形的统一。 建筑立面设计是一个由粗到细的过程，主要要从以下几点入手： (1). 尺度和比例。立面组成部分的尺度要正确，比例要协调； (2). 节奏和虚实。节奏感可以通过门窗的排列组合、墙面构件的划分表现；虚实对比则通过形体的凹凸光影效果实现； (3). 材料质感和色彩配置； (4). 细部处理。如檐口和入口处理等。 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，运用建筑选型和立面构图
18、的一些规律，紧密结合平面、剖面的内部空间组合而进 行的。追求尺度合理和比例协调、考虑材料质感和色彩配置、注重细部处理突出建筑物立面中的重点，既是建筑造型的设计手法，也是房屋使用功能的需要。 设计 8 建筑物的主要出入口部分，是人们经常经过和接触的地方，在使用上要求地位明显，易于找到，同时也是整个建筑物视觉中心之一。主入口设有厚重大方的雨棚和主入口阶梯，雨棚和柱以及阶梯均采用深色大理石饰面既满足使用的需要也很好的加强了建筑物立面的造型 5。 本建筑外观设计采用多种颜色与材料搭配的方法，使整体风格定位为都市浪漫海景房。建筑主体外墙粉刷米黄色外墙涂料 ，楼梯间外墙采用 淡蓝色石砖贴面，勒脚高度为 5
19、70mm，使用仿鹅卵石墙面设计。配合小区整体绿化，使建筑与环境融为一体，外观大方漂亮。 2.4 工程背景 (1).工程概况 溪兰花园新建多层住宅楼，采用钢筋混凝土框架结 构，该建筑为 5 层住宅，建筑面积约为 3500m2。 (2).设计原始资料 本建筑位于抚顺地区， 地质资料： 00.6m 人工填土， 17.5 3/mkN ； 0.63.0m粉粘土 18.2 3/mkN , sat 19.4 3/mkN ； fak=200kPa ,e 0.75， LI 0.75。 地下水位位于 2.0m 处，场地属于类场地，地势平坦。 建筑场地平整，主要建筑材料供应充足，水电可以就近接通。 设计 9 3 结
20、构设计 3.1 结构设计说明 3.1.1 设计依据 (1). 本设计是根据统一下发的土木工程专业毕业设计任务书的具体要求进行设计的； (2). 本设计的建筑结构工程均按国家现行各有关设计规范：混凝土结构规范、建筑结构抗震规范、建筑地基基础设计规范、建筑结构荷载规范、建筑结构制图标准、建筑结构标准图集、建筑结构设计手册等相关规定进行的。 3.1.2 一般说明 (1). 本设计采用钢筋混凝土框架结构，梁、板、柱、基础均现浇，采用纵横向框架承重方式； (2). 楼梯、雨篷也是现场浇筑； (3). 框架填充墙均采用粉煤灰轻渣空 心砌块，外墙加聚苯乙烯泡沫塑料保温板。 3.1.3 各部分结构构件材料强度
21、等级 (1). 底层柱 的混凝土强度等级采用C35， 标准层 梁、 柱 的混凝土强度等级采用C30，板 的混凝土强度等级 均 采用C30； (2). 框架梁、柱纵向受力钢筋采用HRB335级热轧钢筋，箍筋梁柱中的箍筋和现浇板中受力筋均采用HPB235级热轧钢筋； (3). 楼梯及雨篷采用C20混凝土，HPB235级钢筋，雨篷梁受力筋采用HPB235级钢筋； (4). 基础采用C30级混凝土，基础下铺100厚C15混凝土垫层，基础中受力筋采用HPB235级钢筋； (5). 梁、柱受力筋接头均采用焊接接头，柱采用电渣压力焊。 设计 10 3.1.4 抗震设计应遵循 以 下原则： (1). 强柱弱梁
22、。指设计框架时应保证框架柱的受弯承载力大于梁的受弯承载力，避免柱中出现塑性铰而形成柱铰型破坏机构。因为梁铰机构的抗震性能优于柱铰机构。 (2). 强剪弱弯。指框架梁、柱、剪力墙及连梁等构件的斜截面受剪宜大于构件弯曲屈服时实际达到的剪力，防止构件发生脆性剪切破坏。 (3). 强结点、强锚固。强结点是指梁柱节点的承载力应高于相邻构件的承载力，强锚固是指构件在达到极限承载力作用之前不应发生锚固失效。这是为了防止节点破坏或锚固失效发生在塑性铰充分发挥作用之前，以确保框架结构的延性要求。 (4). 抗震设计时，为保证结构构件具有良好的抗震性能， 应选用合 适的结构材料。 3.2 结构体系的确定 3.2.1 柱网布置 柱网布置及计算单元图见图 3.1 图 3.1 计算单元图
