摘 要

此毕业设计对象为拟建在某市的高校学生公寓楼，总建筑面积约6000平方米，总建筑高度为18米，建筑层数为6层，标准层层高为3.0米。设计主要工作为建筑施工图设计、结构布置、框架荷载统计、框架内力计算以及内力组合、梁柱配筋计算、绘制结构平面图以及框架配筋图、基础设计和楼梯设计。此过程旨在锻炼毕业生的工程设计能力，帮助毕业生初步接触建筑结构设计的具体工作，同时也能帮助毕业生复习巩固所学力学相关知识，为以后从事建筑结构设计行业打下基础。在设计的过程中用到了许多力学理论知识，也借助结构力学求解器、AutoCAD、天正建筑、PKPM这些软件辅助设计工作，在遇到困难时请教了指导老师和同学。通过几个月的设计，我顺利完成了本工程的结构设计，且受益颇多，加深了我对建筑结构设计的认识。

关键词：建筑设计；框架设计；基础设计

Abstract

The object of this graduation project is the college student apartment building to be built in a city.The total building area is about 6,000 square meters, the total building height is 18 meters, the number of building floors is 6, and the standard floor height is 3.0 meters.The design mainly includes construction drawing design, structure layout, frame load statistics, frame force calculation and internal force combination, beam-column reinforcement calculation, drawing structure plan, frame reinforcement diagram, foundation design and staircase design.The purpose of this process is to train the graduates' engineering design ability, help them get in touch with the concrete work of building structure design, and help them review and consolidate the mechanics knowledge they have learned, so as to lay a foundation for their future career in building structure design industry. In the process of design, a lot of mechanics theory knowledge is used. With the help of structural mechanics solver, AutoCAD, Tianzheng Architecture, PKPM and other software, the instructor and classmates are consulted when they encounter difficulties. Through several months of design, I successfully completed the structural design of this project, and benefited a lot, deepening my understanding of structural design.

Keywords:Architectural design； Frame design； Foundation design

目录

第1章 绪论 1

第2章 结构平面布置和结构计算简图 2

第3章 设计资料及荷载统计 4

3.1设计资料 4

3.2梁柱截面估算 5

3.3荷载统计 6

3.3.1恒载标准值 6

3.3.2活荷载标准值 8

3.4 竖向荷载作用下框架荷载计算 8

3.4.1 框架梁上荷载计算 8

3.4.2 框架柱上荷载计算 14

3.5 风荷载作用下框架荷载计算 17

3.5.1 荷载计算 17

3.5.2风荷载计算结果图 19

3.6 地震作用下框架荷载计算 19

3.6.1 荷载计算 19

3.6.2 地震作用统计结果图 22

第4章 内力计算 24

4.1 风荷载作用下的框架弯矩计算 24

4.2 活荷载作用下的框架弯矩计算 25

4.3结构力学求解器计算结果 31

4.3.1恒荷载内力计算 32

4.3.2活荷载内力计算 36

4.3.3风荷载内力计算 40

4.3.4地震作用下的内力计算 44

第5章 内力组合 49

5.1 内力组合方式 49

5.1.1 抗震设计时的组合 49

5.1.2 非抗震设计时的组合 49

5.2 梁内力转换及调幅 49

5.3 抗震设计时梁的内力组合 49

5.4 非抗震设计时梁的内力组合 50

5.5 抗震设计时柱的内力组合 50

5.6 非抗震设计时柱的内力组合 50

第6章 梁柱配筋计算 51

6.1 框架梁正截面受弯配筋计算 51

6.1.1 一般组合作用下的梁配筋计算 51

6.1.2 地震作用参与组合下的梁配筋计算 55

6.2 框架梁斜截面受剪配筋计算 55

6.3 柱配筋计算 58

6.3.1 一般组合作用下的柱配筋计算 58

6.3.2 地震参与组合作用下的柱配筋计算 58

6.4 梁柱配筋图 59

第7章 楼梯设计 60

7.1荷载和受力计算 60

7.2 配筋面积计算 62

7.3 配筋结果 63

7.4 楼梯配筋图 64

第8章 现浇楼面板设计 65

第9章 基础设计 66

9.1 荷载计算 66

9.2 确定基础底面积 66

9.3 基础结构设计 69

9.3.1 荷载设计值确定 69

9.3.2 抗冲切验算及配筋 69

参考文献 74

致谢 97

第1章 绪论

毕业设计作为我们大学四年的最后一门课程，其目的及意义十分明确，就是对这四年的学习做一个总结和对所学知识的一个运用，了解结构工程师在结构设计方面的具体工作以及了解国内外建筑结构行业的发展现状和设计规范，为我们以后从事专业相关的工作做一个铺垫。在设计过程之前，我们有必要了解或者应用到目前国内外的一些设计成果和资料，同时也要加以分析，开阔我们的视野，提升我们的独立思考能力。

在毕业设计的各个环节中都会运用到我们所学过的知识和一些掌握的技能，哪部分力学理论知识可以在结构设计的哪些方面有实际的应用，这就是理论联系实际的过程，即巩固了所学知识，又可以帮助我们对理论知识的认识和理解提升到一个新的高度，从而在以后从事专业相关的工作中我们能更迅速地跟上所在团队的步伐和适应这方面的工作，提高工作效率，将自己的优势和价值充分体现出来，更有可能提前升职享受更丰厚的薪资待遇和工作环境。在学习和工作的过程中更要时刻关注自己所在行业国内外的现状和发展趋势，及时了解行业发展动态，紧跟时代的潮流。

随着数字化时代的发展，用数字化技术来代替人工进行建筑的设计和监控已然成为目前建筑结构设计行业的发展趋势，BIM（建筑信息模型）技术理论就是在这样的环境下由国外的Autodesk公司率先提出，从2002年发展至今，BIM技术在国内外建筑结构工程领域得到十分广泛的运用，特别是在一些复杂建筑结构中大大减轻了建筑和结构设计行业人员的设计及计算任务。近年来，BIM技术得到了更深入更符合历史发展潮流的技术提升，GIS-BIM-FM智慧建筑运维管理平台解决方案，基于BIM技术的绿色建筑设计应用等等这些理念和技术层出不穷，为建筑设计铺设了越来越智能化、绿色化的发展道路。

目前超高层建筑的研究也取得一些新的进展，如建筑消能减震技术和数值风洞模拟技术。消能减震技术就是在建筑结构的合适位置布置一些消能减震设备来减少建筑结构在地震或风-荷载作用下的振动效应，降低这两种荷载对建筑的危害。数值风洞模拟技术就是运用有限元软件对建筑结构模型在模拟风荷载作用下对其进行风荷载分布和振动分析。这两项技术为超高层建筑的高度突破和创新设计提供了十分有利的研究工具，目前这两项技术在超高层建筑已经得到运用，我国也出台了相关规范——《建筑消能减震技术规程》 随着我国超高层建筑的发展，这两项技术将会发展得更加成熟。

作为结构方面的学习者或是未来的从业者，毕业设计为我们提供了一个提升自己专业知识水平接轨未来工作的机会，也为我们在接触国内外最新研究现状的时候开阔了我们的视野。

第2章 结构平面布置和结构计算简图

2.1所选框架结构平面布置图
所选框架结构平面布置如图2.1所示

图2.1 所选框架结构布置图

2.2 结构计算简图
⑩ 轴框架结构计算简图如图2.2所示

图2.2 结构计算简图

第3章 设计资料及荷载统计

3.1设计资料

工程名称：大学生宿舍设计

工程概况：工程为准备建在某市的高校学生公寓楼，总建筑面积约为 6000平方米，总建筑高度为 18米，建筑层数为 6层，标准层层高为 3.0 米，抗震设防烈度为 7度，基本地震加速度为 0.15g ，第一组。基本风压为0.35kN/ ,基本雪压为0.45kN/ ，地面粗糙度为B类，基础场地类别为Ⅱ类，建筑重要性类别为丙类，使用年限为50年。上部主体结构采用钢筋混凝土框架，楼盖采用现浇钢筋混凝土楼板，基础为柱下独立基础。

材料选用：混凝土选用C30,钢筋选用HRB400级。

工程地质勘察报告：

（一）地层分布

（1）杂填土：以块石和粘土为主，含大量建筑和生活垃圾，厚约0.5米。

（2）冲洪积含砾粘土：中密~稍密，粘土呈可塑~硬塑状，砾石含量随深度增加，一般含量10%~30%，属低压缩性土。厚度21~23米。

（3）页岩：灰色~灰绿色，夹薄层粉砂岩，基岩埋深21~23米。

（二）地下水情况

场地地下水埋深超过10米。经水质分析得出地下水成分对混凝土没有腐蚀性。

（三）工程地质条件评价

（1）场地（岩）土物理力学指标的标准值见表3.1

表3.1（岩）土物理力学指标的标准值

1. 场地地层建筑条件评价
2. (a) 杂填土层土质成分复杂，呈松散状态，厚度小，不适合当作建筑物地基的持力层。
3. (b) 含砾粘土层，中密~稍密，粘土呈可塑~硬塑状，砾石含量随深度增加，一般含量10%~30%，属与压缩性低的土。可作为建筑物地基基础的持力层。

3.2梁柱截面估算

梁截面高度：h=（1/18~1/10），为柱与柱或柱与墙之间的距离。根据结构计算简图取轴线间最大值，最大为6900mm。

则h=（1/18~1/10）6900mm=（384~690）mm，可取梁高度h=500mm。

矩形截面梁高宽比h/b一般取2.0~2.5，故可选b=250mm。

梁截面尺寸为bh=250mm500mm。

框架柱截面一般采用方形，截面尺寸一般取b=（1/12~1/18）H，H为层高。

根据计算简图，底层层高最大，H最大值为4400mm。

则b=（1/12~1/18）4400mm=（245~367）mm。

柱高宽比h/b取2.0，则h=2b=2250mm=500mm，用方形柱，b=h=500mm，因此选取柱的截面尺寸bh=500mm500mm。

3.3荷载统计

3.3.1恒载标准值

查阅规范得各种材料和构件的自重

屋面上面的恒载标准值

防水层（刚性）：厚度取30mm的强度C20细石混凝土 1.0kN/m

防水层（柔性）：材料取三毡四油铺小石 0.4kN/m

结构层：厚度取120mm的现浇钢混板 0.1225.0=3.0kN/m

抹灰层：厚度取10mm的混合砂浆 0.0117=0.17kN/m

找平层：厚度取15mm的水泥砂浆 20.01520=0.60kN/m

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