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 日目次1引言 (1)2工程概况 (1)2.1设计内容 (1)2.2设计方法 (2)3建筑设计说明 (2)3.1建筑平面设计 (2)3.1.1房间的平面设计 (2)3.1.1.1房间构成 (2)3.1.1.2房间的布局 (2)3.1.1.3采光与通风 (3)3.2建筑立面设计 (3)3.2.1立面设定 (3)3.3建筑剖面设计 (3)3.3.1剖面形状 (3)3.3.2各部分高度的确定 (3)3.4防火设计 (4)3.5结构做法 (6)4结构设计说明 (8)4.1结构体系的选择 (8)4.2结构平面布置图 (8)4.3主要的布置参数 (9)4.4构件截面初选 (10)4.4.1框架梁截面选择 (10)4.4.2框架柱截面选择 (11)4.5荷载统计 (11)5建立模型 (14)5.1 SATEWEI计算 (14)5.1.1设计参数的确定 (14)5.1.1.1总信息 (14)5.1.1.2风荷载信息 (16)5.1.1.3地震信息 (17)5.1.1.4活荷载信息 (18)5.1.1.5调整信息 (18)5.1.1.6设计信息 (19)5.1.1.7配筋信息 (19)5.1.1.8荷载组合信息 (20)6输出文本文件分析 (20)6.1结构整体分析结果合理性参数分析汇总表 (21)6.2数据 (24)6.2.1层间刚度比 (24)6.2.2刚重比 (26)6.2.3周期 (27)6.2.4剪重比 (27)6.2.5位移 (28)6.2.6层间抗剪承载力 (31)7板计算结果 (32)7.1板计算书 (32)7.2板配筋图 (42)7.3板裂缝图 (43)7.4板挠度图 (44)8梁计算 (45)8.1梁配筋图 (45)8.2梁裂缝图 (47)8.3梁挠度图 (48)9柱计算 (49)9.1柱配筋图 (49)10楼梯 (51)10.1首层楼梯计算书 (51)10.2其余层楼梯计算书 (56)结论 (61)参考文献 (63)致谢 (64)附图A (64)附图B (66)1 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1/10—1/18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C25—C35，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，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，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4.4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1/12至1/15跨长，次梁宽取为1/2～1/3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。