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毕业设计(论文)
舟山市某高校学生宿舍楼设计
Design of University Campus Dormitory in Xuzhou
浙江海洋学院学位论文原创性声明
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论文作者签名：日期：年月日
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摘要
本设计为舟山市某高校学生宿舍楼，主体为6层框架结构。包括建筑设计和结构设计两部分。建筑设计包括建筑的平面图，立面图，剖面图，以及建筑说明图。结构计算内容有荷载计算，内力计算，内力组合，截面计算，基础设计等几方面。在确定计算简图之后，选取一榀框架进行计算，进行了重力荷载代表值的计算,通过顶点位移法求出自振周期，按底部剪力法计算水平地震荷载作用大小，用D值法求出在水平地震作用和风荷载作用下的结构内力（弯矩、剪力、轴力）。用分层法计算竖向荷载（恒载及活荷载）作用下的结构内力，由所得的内力进行内力组合，找出最不利的一组或几组内力组合进行梁、柱的配筋计算并绘图。屋面为不上人屋面，采用双向板设计。基础采用柱下独立基础，包括荷载计算，基础承载力计算。
关键词结构设计；框架；抗震设计；基础
Abstract
This design for the Xuzhou University Campus Dormitory, the main body is 5 portal frame constructions, partial 6.Including architectural design and structural design two parts.Architectural design including construction horizontal plan, elevation, as well as building instructional diagram.The structure computation content has the load computation, the endogenic force computation, the endogenic force combination, the section computation, the board, the staircase, the foundation design and so on several aspects. After determination computation diagram, selects a pin frame to carry on the computation, has first carried on the gravity load generation of tabular value computation, then extracts using the apex deflection method the self oscillation cycle, according to the base shearing force law computation horizontal earthquake load function size, extracts with the D value law under the horizontal earthquake function gentle breeze load function the structure endogenic force (bending moment, shearing force, axle strength).With the delamination computation vertical load (dead load and live load) under the function structure endogenic force, carries on the endogenic force combination by the obtained endogenic force, again discovers most disadvantageous group of or a several group of endogenic force combination carries on Liang, the column matches the muscle to calculate and to draw a chart.Then carries on the floor, the staircase, the foundation matches the muscle computation.The roofing for on person roofing, uses the bidirectional board design.The foundation uses under the column the independent foundation, including load computation, foundation supporting capacity computation.
Keywords structural design frames anti-seismic design Foundation
目录
1 绪论 (1)
1.1工程概况 (1)
1.1.1设计资料 (1)
1.1.2自然条件 (1)
1.2结构设计说明 (1)
1.2.1概述 (2)
1.2.2建筑平面设计 (2)
1.2.2.1宿舍 (2)
1.2.2.2卫生间 (3)
1.2.2.3门、窗 (3)
1.2.2.4楼梯 (3)
1.3建筑立面设计 (4)
1.4剖面设计 (5)
1.4.1层高和室内净高 (5)
1.5建筑细部具体构造做法 (5)
2结构平面布置及计算简图的确定 (9)
3 轴力荷载代表值计算 (13)
3.1屋面及楼面永久荷载代表值计算 (13)
3.2屋面及楼面可变荷载代表值计算 (14)
3.3梁、柱自重(包括梁侧、梁底、柱抹灰的重量)标准值计算 (14)
3.4墙体自重标准值计算 (14)
3.5屋面女儿墙自重标准值计算 (17)
3.6各层重力荷载代表值计算 (17)
4 地震作用计算 (20)
4.1横向框架侧移刚度计算 (20)
4.2横向框架自振周期计算 (21)
4.3横向地震作用计算 (22)
4.4验算横向框架梁柱截面尺寸及水平位移 (24)
5 风荷载计算 (27)
5.1风荷载作用下横向框架侧移计算 (27)
6 框架内力计算 (30)
6.1水平地震作用下横向框架内力计算 (30)
6.2风荷载作用下框架内力计算 (35)
6.3竖向荷载作用下横向框架的内力计算 (39)
7 横向框架结构内力组合 (55)
7.1框架的抗震等级确定 (55)
7.2框架梁内力组合 (55)
7.3框架柱内力组合 (58)
8 截面设计 (62)
8.1框架梁 (62)
8.2框架柱 (66)
9 楼盖设计 (72)
9.1楼盖两个分布图 (72)
9.2荷载设计值计算 (72)
10 基础设计 (74)
10.1工程概况 (74)
10.2独立基础设计(4轴A柱) (74)
11 楼梯设计 (80)
11.1楼梯梯段板设计 (80)
11.2平台板设计 (82)
11.3平台梁设计 (83)
结论 (85)
参考文献 (86)
致谢 (88)
1 绪论
1.1工程概况
1.1.1设计资料
该工程为舟山市某高校学生宿舍楼，共6层，建筑面6000平方米。
1.1.2自然条件
（1）气象资料（查舟山建筑某任务书所得）
某市自然条件及气候条件：
年平均温度14.2℃
最热月份平均温度31.6℃
最高气温 39℃
最冷月份平均温度 -4.1℃
最低气温 -22.6℃
土壤冻结最大深度 500mm
年平均降雨量 240mm
日最大降雨量 10mm/h 相对湿度平均60%（冬季40%，夏季80%）
主导风向全年主导风向为偏东风
平均风速 3s
m 平均风速 19.3s
m
基本风压值 0.35
2
m KN
夏季平均风速折算成距地面2m处数值 2.1s
m 积雪最大厚度 24cm
基本雪压 0.35
2
m KN
（2）地质资料
规划地范围内地势平缓，地质条件均匀、良好；常年地下水位约地表下2m 处，无侵蚀性；场地土壤属于II类建筑场地，1#土层为粉质粘土，平均厚度约3.5m，承载力标准值不小于130kpa；2#土层为粘土，平均厚度约为6m，承载力标准值不小于130kpa；土壤最大冻结深度为0.5m。
1.2结构设计说明
1.2.1概述
在进行宿舍楼设计时，我综合考虑了结构选型，使用功能，基地环境，施工材料，设备和建筑艺术等问题，并且合理安排了建筑内部各种使用功能和使用空间，并使建筑与周围外部环境相协调。
本设计为舟山市某高校学生宿舍楼，共六层，总建筑面积6000㎡。宿舍楼楼采用现代派的设计风格。特点是:在垂直界面及天棚界面作虚拟功能空间的分区，加上不同类型、方向灯光的投射，空间互相渗透，既满足不同使用功能要求又统一为一体。
居住区的空间与环境设计应遵守下列原则：1.合理布置公共服务设施，避免烟、气、味、尘及噪声对消防队员和工作人员的污染和干扰；2.建筑应体现地方风格、突出个性，群体建筑与空间层次应在协调中求变化；3.精心设置建筑小品，丰富与美化环境；4.注重景观与空间的完整性；5.公共活动空间的环境设计，应处理好建筑、道路、广场、院落、绿地和建筑小品之间及其与人活动之间的相互关系。居住区住宅建筑与规划设计，应综合考虑用地条件、选型、朝向、间距、绿地、层数与密度、布置方式、群体组合和空间环境等因素确定。
居住区公共服务设施包括教育、医疗卫生、文化体育、行政管理等设施。公共服务设施项目指标应按有关规范规定确定。绿地率新区建设不应低于30%。1.2.2建筑平面设计
建筑平面设计是在熟悉使用空间及其使用要求的基础上，进一步分析建筑整体的使用要求，分析各使用空间之间及使用空间与交通联系空间之间的相互关系，综合考虑技术、经济和建筑艺术等方面的要求，结合整体规划、场地环境等具体条件，将各使用空间和交通联系空间在水平方向上相互联系和结合，组成一个有机的建筑整体。
在建筑平面设计过程中，由于设计题目为高校学生宿舍楼，建筑的功能要求比较多，所以我首先从建筑的功能着手，分析其使用空间的结合。先把建筑中使用功能相同或联系紧密的使用空间组合在一起形成一区。平面设计必须按不同的功能要求分类并进行分区布局，使之既有明确的分区和隔离，又有必要的联系，一般而言，对于使用中联系密切的各部分要相近布置，对于使用中有干扰的部分，则要求适当地分隔。同时考虑“闹静”与“动静”的关系和特点，将需要安静环境的用房尽可能离开产生噪声的用房布置。
1.2.2.1宿舍
一、具有使用合理的室内空间组织和平面布局，提供符合使用要求的室内声、光、热效应，以满足室内环境物质功能的需要；
二、具有造型优美的空间构成和界面处理，宜人的光、色和材质配置，符合建筑物性格的环境气氛，以满足室内环境精神功能的需要；
三、采用合理的装修构造和技术措施，选择合适的装饰材料和设施设备，使其具有良好的经济效益；
四、符合安全疏散、防火、卫生等设计规范，遵守与设计任务相适应的有关定额标准；
五、随着时间的推移，考虑具有适应调整室内功能、更新装饰材料和设备的可能性；
六、联系到可持续性发展的要求，室内环境设计应考虑室内环境的节能、节材、防止污染，并注意充分利用和节省室内空间。
1.2.2.2卫生间
本条要求每个宿舍的卫生间带有洗浴功能。
1.2.2.3门、窗
本条要求当窗台距地面低于0.90m时，采取防护措施。本办公楼窗台设计距地面均高于0.9米，所有不需要采取防护措施。
面向走廊的窗，窗扇不应向走廊开启，否则应保证一定高度或加大走廊宽度，以免妨碍交通。
一般的房门总是向内开启的，可避免妨碍楼梯间的交通，本条规定外开时不应妨碍交通，一般可采用加大楼梯平台、设大小扇门、入口处设凹口等措施，以保证安全疏散。住宅各部位门洞的最小尺寸是根据使用要求的最低标准提出的，门的材料构造过厚或有特殊要求时，应留有余地。
1.2.2.4楼梯
本宿舍楼主体为六层，故采用了楼梯作为垂直交通手段。本建筑共设两部楼梯，作为垂直交通工具。
（1）楼梯形式的选择：楼梯常见的形式有板式楼梯和梁式楼梯。梁式楼梯由踏步板、斜梁、平台板和平台梁组成，踏步板支承在斜梁上，斜梁再支承在平台梁上，作用于楼梯上的荷载先由踏步板传给斜梁，再由斜梁传至平台梁。梁式楼梯梯段板较薄，可以节省材料，当梯段板较长时，梁式楼梯较为经济，但这种楼梯施工复杂，外观也显得比较笨重。板式楼梯具有下表面平整，施工支模方便，外观比较轻巧的优点，是一种斜放的板，板端支承在平台梁上，作用于梯段上的荷载直接传至平台梁。当梯段跨度较小时，采用板式楼梯较为合适，但其斜板较厚，为跨度的1/25～1/30。本工程均采用板式楼梯。
（2）楼梯踏步的尺寸：考虑到人们行走的舒适性，便于疏散等要求，标准层取踏面宽260mm，踢面高165mm，（165×9≈1750mm）；底层楼梯踏面宽260mm，踏面高160.7mm（160.7×14≈2240mm）。楼梯坡度略小于30度。
（3）楼梯扶手的确定：楼梯的扶手应坚固适用，其高度为1000mm。在楼梯的起始及终结处，扶手均自其前缘向前伸出300mm，且出于安全因素，扶手末端向下布置。
1.3建筑立面设计
建筑的立面设计是在符合使用功能和结构构造等要求的前提下对建筑空间造型的进一步美化，运用建筑造型和立面构图的一些规律，紧密结合平面、剖面的内部空间组合而进行的。因此在立面设计中一应反映出建筑的性格，即建筑的使用性质；二应反映内部空间及其组合情况；三应反映自然条件和民族特点的不同；四应适应基地环境和建筑规划的总体要求。
本设计在立面上看起来显的比较简单，但是在墙面涂料的色彩上，用分格条把这个立面的色调区别开来，分别刷有淡蓝色乳胶漆和白色乳胶漆，显的比较质朴、典雅。在窗户处理上，整个立面大体上采用了两种形式的窗户，较大的截面尺寸使得整个建筑显的很稳重。总体上说，整个建筑在立面设计上力求达到活泼、简洁、朴素、典雅的效果。通过对空间的综合利用，以端庄朴实无华的形象来表达教学建筑的丰富文化内涵，达到形式和内容的统一，使环境得到改善。
建筑形态是一种人工创造的物质形态。建筑形态构成是在基本建筑形态构成理论基础上探求建筑形态构成的特点和规律。
为便于分析，把建筑形态同功能、技术、经济等因素分离开来，作为纯造型现象，抽象、分解为基本形态要素（点、线、面、体――空），探讨和研究其视觉特性和规律。
建筑形态构成的要素主要分为点、线、面、体四大要素。点有一定形状和大小，如体和面上的点状物、顶点、线之交点、体棱之交点、制高点、区域之中心点等。点的不同组合排列方式产生不同的表情。点在构图中有积聚性、求心性、控制性、导向性等作用。线分实存线和虚存线。实存线有位置、方向和一定宽度，但以长度为主要特征；虚存线指由视觉――心理意识的线，如两点之间的虚线及其所暗示的垂直于此虚线的中轴线，点列所组成的线及结构轴线等。
线在构图中有表明面与体的轮廓，使形象清晰，对面进行分割，改变其比例、限制、划分有通透感的空间等作用。面分实存面和虚存面。实存面的特征是有一定厚度和形状，有规则几何图形和任意图形；虚存面是由视觉――心理意识到的面，如点的双向运动及线的重复所产生的面感。
面在构图中有限定体的界限，以遮挡、渗透、穿插关系分割空间，以自身的比例划分产生良好的美学效果，以自身表面的色彩、质感处理产生视觉上的不同重量感等作用。面的空间限定感最强，是主要的空间限定因素。
体也有实体和虚体之分。实体有长、宽、高三个量度。形状上分为有规则的几何体和不规则的自由体，各产生不同的视觉感受，如方向感、重量感、虚实感等。虚体（空间）自身不可见，由实体围合而成，具有形状、大小、及方向感，因其限定方式不同，而产生封闭、半封闭、开敞、通透、流通等不同的空间感受。
1.4剖面设计
建筑剖面设计的任务是确定建筑各部分空间的高度、建筑的层数、建筑空间的利用以及处理建筑剖面中结构构造关系等问题。建筑剖面设计的实质是对使用空间、交通联系空间进行竖向的组合布局。建筑剖面设计和建筑的使用、造价、节约用地等有很大的关系，而且要结合平面一起考虑，才能有助于剖面设计的完成。层高是剖面设计的重要数据，是工程常用的控制尺寸。本设计中层高的确定除了考虑室内净高与结构、构造所需的高度外，还使其符合建筑模数的要求。建筑剖面组合则是根据建筑竖向使用要求，解决层高、层数和建筑在高度方向的安排方式，并协调这些因素与“造型力求简洁”之间的矛盾。
1.4.1层高和室内净高
宿舍楼标准层高3.6m，宿舍室内有穿堂风，因而对流风速有所增加，室内湿度却随穿堂风的增加而减小。因此要改善室内微小气候，关键是减小夏季辐射对室温的影响，改善平面布置的通风条件，组织穿堂风加速室内热气的散发。
招待所卫生间面积较小，顶板下的排水横管即便靠墙布置，其管底（特别是存水弯）的底部距楼、地面净距若太低，常常造成碰撞并且妨碍门、窗户开启。本条要求其净距不得低于2.20m。
1.5建筑细部具体构造做法
基础做法：
采用柱下独立基础，混凝土等级为C35，垫层为素混凝土，C10，垫层高100mm。
地面做法：
采用碎拼大理石地面
1、20厚碎拼大理石石块，1：2水泥砂浆（掺色）灌缝，表面平整磨光；
2、8厚1：1水泥细砂浆结合层；
3、20厚1：2水泥砂浆找平层；
4、刷素水泥浆一道；
5、60厚C15混凝土；
6、100厚碎石或碎砖夯实；
7、素土夯实。
楼面做法：
采用地砖楼面
1、8-10厚地砖楼面，干水泥擦缝，或1：1水泥砂浆勾缝；
2、5厚1：1水泥细砂浆结合层；
3、20厚1：3水泥砂浆找平层。
4、a、现浇钢筋混凝土楼面；
b、40厚C20细石混凝土垫层，预计钢筋混凝土楼面。
屋面做法：
1、现浇楼板上铺膨胀珍珠岩保温层（檐口处厚100mm，2%自两侧檐口向中间找坡）；
2、20厚1：2水泥砂浆找平层；
3、100厚现浇钢筋混凝土楼板；
4、二毡三油防水层，撒绿豆砂保护。
卫生间做法：
1、小瓷砖地面，素水泥浆檫缝；
2、3～4厚1：4水泥胶合层；
3、20厚1：3水泥砂浆找平层；
4、素水泥砂浆结合层一道；
5、100厚现浇钢筋混凝土楼板；
6、20厚的抹灰（石灰砂浆）。
卫生间的墙面做法：瓷砖墙面
1) 5厚釉面砖白水泥浆擦缝；
2) 6厚1 : 0.1 : 3水泥石灰膏砂浆结合层；
3) 12厚1 : 3水泥砂浆打底。
踢脚做法：
采用地砖踢脚、台度
1、8厚地砖素水泥擦缝；
2、5厚1：1水泥细砂结合层；
3、12厚1：3水泥砂浆打底。
内墙做法：
1、15厚1：3水泥砂浆打底；
2、5厚1：1水泥砂浆粘结层；
3、20厚抹灰。
外墙面做法：
1、15厚1：3水泥砂浆打底；
2、5厚1：1水泥砂浆粘结层；
3、20厚抹灰。
外墙饰面：
褐色瓷砖饰面；
白色涂料饰面；
米色面砖饰面；
GRC成品欧式挂件；
散水做法：
混凝土水泥沙浆面散水（带垫层）
1、20厚1：2水泥砂浆抹面，压实抹光；
2、60厚C15混凝土，上撒1：1水泥砂子压实抹光；
3、120厚碎石或碎砖垫层；
4、素土夯实，向外坡4%。
墙基防潮：
防水砂浆防潮层
20厚1：2水泥砂浆掺5%避水浆，位置一般在-0.06标高处
坡道台阶：
花岗石台阶
1）花岗石条石规格厚度和宽度，按台阶设计要求，长度1000～1500表面剁平；
2）30厚1 : 3水泥砂浆结合层；
3）素水泥浆一道；
4）100厚C15号现捣钢筋混凝土Φ6双向钢筋中距150mm（厚度不包括踏步三角部分），台阶面向外坡1％；
5）150厚碎石或碎砖垫层；
6）素土夯实（坡度按工程设计）；
7）台阶横向两端M3号砂浆砖砌240厚地龙墙，横向总长度大于3米时，每隔3米加一道240厚地龙墙，地龙墙埋深在冰冻线以下，C10混凝土基础垫层600
宽、300高。
2结构平面布置及计算简图的确定
根据该房屋的使用功能及建筑设计的要求，进行了建筑平面、立面及剖面设计，其框架平面柱网布置、结构平面布置分别见图2.1、图2.2。主体结构共六层，层高均为3.6m 。
填充墙采用200mm 厚的耐火砖。门为木门，门洞尺寸为1.0mx2.4m 。窗为铝合金窗，洞口尺寸为 1.5mX1.8m 、0.6mX1.8m 。楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚度取为120mm 。梁截面高度按梁跨度的1/12—1/8估算，由此估算的截面见表2.1，各层梁、柱和板的混凝土的强度等级和保护层厚度见表2.2。)
mm 43N .1f ,mm 3KN .14f (C30-2t -2c ?=?=)mm 2.20KN f ,mm 23.4KN f (C35-2t -2c ?=?=。