六层居民楼结构设计

六层居民楼结构设计第1章绪论毕业设计师大学本科教育培养目标实现的重要阶段，是毕业前的综合学习阶段，是深化、拓广、综合教和学的重要过程，是对大学期间所学专业知识的全面总结。

本组毕业设计题目为六层居民楼结构设计。

在前期，我温习了《结构力学》、《混凝土结构》、《工程结构抗震设计》、《基础工程》等知识，并借阅了《建筑抗震设计规范》、《建筑结构荷载规范》等规范。

通过所学的基本理论、专业知识和基本技能进行建筑、结构设计。

毕业设计的这段时间，在指导老师的帮助下，经过资料查阅、设计计算、论文撰写以及外文的翻译，加深了对规范、规程、手册等相关资料的理解认识。

巩固了专业知识、提高了综合分析、解决问题的能力。

框架结构设计的计算工作量很大，在计算过程中以手算为主，辅以专业软件校正。

由于自身水平有限，难免有疏忽之处，敬请各位老师批评指正。

1.1本课题研究目的和意义随着社会的不断发展和人们物质生活水平的提高，框架结构（住宅、公共建筑）将会得到很大发展。

由于框架结构具有空间大，平面布局灵活多样的特点，满足了人们不断要求个性化的要求。

我选择的毕业设计题目是某六层居民楼的结构设计。

要求技术先进、经济合理，安全可靠，设计方法上有一定的创新。

在结构方案选择上，我采用的是钢筋混凝土框架结构体系。

框架结构空间分隔灵活，自重轻，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；建筑立面容易处理；计算理论也比较成熟。

采用现浇式，结构的整体性、刚度较好，设计处理好能达到较好的抗震效果。

弥补了框架结构抗侧刚度小的缺点。

1.2本课题研究现状进入当代社会，随着经济的快速发展，传统的木质，砖混结构已不能满足现代建筑的要求。

钢筋混凝土框架结构的出现则突破了这些局限性：一方面，框架结构以梁柱承重的特点使平面布置更加灵活；另一方面，梁柱本身结构类型和布置位置也可以灵活选定，比如柱子可以选用L型、T型、十字形等类型，如此可以使整个立面更加富于变化，充分利用建筑空间；再则，通过合理设计，框架结构可以做成延性框架，延性框架的抗震性能好，可承受较大侧向变形。

因此，钢筋混凝土框架结构在多、高层办公楼中得到了广泛的使用。

框架式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，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、层数相当多时，结构底部各层不但柱的轴力很大，而且梁和珠由水平荷载所产生的弯矩和整体的侧移显著增加，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，故一般使用与建造不超过15层的房屋。

1.3本课题研究内容1、掌握多层框架结构的结构构件布置，包括楼（屋）盖结构方案与布置、基础方案布置等；2、掌握多层框架结构的荷载和内力计算、内力组合以及配筋计算的方法和步骤；3、掌握结构构造措施及其特殊部位的处理方法等；4、完成结构主要构件的配筋，并绘制结构施工图。

第2章建筑设计说明2.1 建筑依据1、《城市居住区规划设计规范》2、《住宅建筑规范》3、《住宅设计规范》4、《建筑设计防火规范》5、《高层民用建筑设计防火规范》6、《人民防空地下室设计规范》7、《汽车库建筑设计规范》8、《民用建筑设计通则》2.2工程概况1、工程名称：上理小区六层居民楼2、工程建筑面积：约3000mm²3、工程建筑总高度：21.25m²4、工程结构类型：六层框架结构5、工程建筑使用年限：50年2.3设计理念1、紧扣主题，结合场地的地理特征，营造和谐的社区环境；2、打造功能完善，交通便捷，空间丰富，配套设施齐全的新型社区；3、建筑立面追求简约时尚，现代典雅的建筑风格；4、营造景观优美，层次分明。

第3章结构设计说明3.1结构体系的选择本次设计的题目是六层居民楼结构设计，属民用建筑。

建筑高度未超过24m，属多层结构。

采用现浇式混凝土框架结构；楼板采用现浇肋梁楼盖。

3.2结构体系确定的依据1、框架建筑的主要优点是：空间分隔灵活，自重轻，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；建筑立面容易处理；计算理论也比较成熟。

其主要缺点是：抗侧刚度小，水平位移较大，在地震作用下非结构构件破坏较严重，故限制了建造高度。

符合居民楼设计技术先进、经济合理，安全可靠的要求。

2、采用现浇混凝土框架时，结构的整体性、刚度较好，设计处理好能达到较好的抗震效果。

弥补了框架结构抗侧刚度小的缺点。

3、现浇楼盖的刚度大，整体性好，抗震抗冲击性能好，防水性好，对不规则平面的适应性强，开洞容易。

3.3结构布置情况1、柱网布置：应与建筑分隔墙布置相协调，将柱子设在纵横建筑隔墙交叉点上，减少柱子对建筑使用功能的影响。

2、承重框架的布置：采用横向框架混合方案。

横向框架承重方案是在横向布置框架承重梁，在纵向布置连系梁。

可获得较高的室内净高，有利于设备管线的穿行。

另外，上海地区土质松软，可利用横向框架的刚度来调整房屋的不均匀沉降。

3.4地基方案的选择因为框架结构主要因相邻柱基的沉降差使构件受剪扭曲而损坏，因此地基变形由沉降差控制。

上海地区土质1~1.2m 为填土，1.2~2m 为褐黄色粉质粘土，10~20m 为淤泥质粘土，因此地基基础一般采用“宽基浅埋”。

因此采用柱下独立基础。

这类基础的抗弯和抗剪性能良好，可在竖向荷载较大、地基承载力不高等情况下使用。

与无筋基础相比，其基础高度较小，因此更适宜在基础埋深较小时使用。

3.5 施工材料第一：本工程中采用的钢筋箍筋为Ⅰ级钢，2y 210N /mm f =主筋为Ⅱ级钢，2y 300N /mm f =。

第二：柱梁钢筋混凝土保护层为35mm,板为20mm 。

第三：钢筋的锚固和搭接按国家现行规范执行。

第四：本工程混凝土强度等级为C20，C30。

第五：墙体外墙采用240 mm 厚的蒸压灰砂砖，内墙采用240mm 厚的蒸压粉煤灰加气砼砌块。

第六：当门窗洞宽1000mm ≤时,应采用钢筋砖过梁,放置36φ两端伸入支座370并弯直钩;门窗洞宽1000mm ≥时,设置钢筋混凝土过梁。

3.6 施工要求及其他设计说明第一：本工程上部楼板设计时未考虑较大施工堆载（均布），当外荷载达到3.0kN/m 时，应采取可靠措施予以保护。

第二：施工缝接缝应认真处理，在混凝土浇筑前必须清除杂物，洗净湿润，在刷2度纯水泥浆后，用高一级的水泥沙浆接头，再浇筑混凝土。

第三：未详尽说明处，按相关规范执行。

第4章设计计算书4.1初步设计资料4.1.1工程名称上理小区6层居民楼结构设计。

4.1.2工程概况占地面积525m²，建筑总高为21.95m,层高3.3m，室内外高差为0.950m，基础顶面至室外地坪取-0.500。

4.1.3自然条件基本风压0.55kN/m²，地面粗糙度为B类；基本雪压0.20kN/m²。

4.1.4水文资料常年地下水位低于-1.3m，水质对混凝土没有侵蚀作用。

4.1.5地震烈度本工程地震设防烈度为7度，抗震等级为三级，设计基本地震加速度0.15g，属抗震丙类建筑。

4.1.6材料使用1、混凝土：梁柱板均使用C30混凝土。

2、钢筋：纵向受力钢筋采用热轧钢筋HRB335,其余采用热轧钢筋HPB235。

3.、墙体：a. 外纵墙采用蒸压灰砂砖（18kN/m³），尺寸为240mm×120mm×60mm，外墙面采用水刷石墙面，内墙面为水泥粉刷墙。

b. 内纵墙采用蒸压灰砂砖（18kN/m³）,两侧均为水泥粉刷墙面。

c. 女儿墙采用蒸压灰砂砖（18kN/m³），两侧为水刷石墙面，墙高1100mm，100mm厚混凝土压顶。

4、窗：均为铝合金窗（0.35kN/m²）5、门：除大门为玻璃门（0.45kN/ m²），房间均为木门(0.2kN/m²).4.2梁,柱截面尺寸的初选及结构布置本结构为6层，底层层高为4.75m ，其余层为3.3m 。

内外墙的做法：均砌240mm 厚蒸压灰砂砖，楼层屋盖均为现浇钢筋混凝土结构。

屋面板厚取120mm ，楼板厚取100mm 。

选第③轴交A ，B ，C 轴一榀框架作为计算单元，并据此来进行框架计算与配筋。

其余框架可参照此榀框架进行配筋 4.2.1梁柱截面尺寸初选一、梁截面尺寸的估算：选取第③轴交A 、B 、C 、D 、E 轴一榀框架作为计算单元，并据此来进行框架计算。

BC 、CD 、DE 跨: 4200mm L =(1/8~1/12)350mm ~525mm h L == 取500mm故框架横梁的截面尺寸为=300mm 500mm b h ⨯⨯ AB 跨: L =2000 mm ，截面尺寸取=250mm 400mm b h ⨯⨯ L =2600mm 的连系梁截面尺寸取=250mm 400mm b h ⨯⨯ 其余连系梁截面尺寸取=300mm 500mm b h ⨯⨯ 二、柱截面尺寸的估算1. 按轴力估算 0c N S N ωγ=⋅⋅⋅注：0γ考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数（边柱取1.3，中柱取1.25）。

S 为柱的负载面积,即该柱承担楼面荷载面积，近似按1/2柱距划分。

c N 折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，可近似的取142kN/m 。

ω为验算截面以上的楼层层数。

底层柱轴力估算：边柱：226 1.3 3.3 4.2/214kN/m 756.7kN/m N =⨯⨯⨯⨯= 中柱：226 1.3 3.3 4.214kN/m 1513.5kN/m N =⨯⨯⨯⨯=2. 按轴压比验算:此建筑设防烈度为7度，高度<24m ，抗震等级为三级，查表得轴压比限值0.85μ=, 选用C30型混凝土c f =14.3 N/m 2，32c 756.71062254.2mm 0.8514.3c N A uf ⨯≥==⨯边柱：32c 1543.510126984.8mm 0.8514.3c N A uf ⨯≥==⨯中柱：根据上述计算结果，并综合考虑其他因素，取柱截面为矩形，初步估计： 边柱（E 轴）的尺寸为22=400mm 400mm=160000mm 62254.2mm b h ⨯⨯>，中柱（B 、C 、D 轴）的尺寸为22=450mm 450mm=202500mm 126984.8mm b h ⨯⨯> 4.2.2结构布置图4-2-1 轴网布置图4.3确定框架结构的计算简图框架柱嵌固于基础顶面，框架梁与柱刚接，由于各层柱的截面尺寸不变，故梁跨等于柱截面形心轴线之间的距离，底层柱高从基础底算至二层楼面，室内外的高差为0.950m ，取基础顶至室外地坪通常取0.500m,故底层柱高4.75m ，其他层柱高为3.3m ，在框架结构中，现浇楼板的楼可以作为梁的有效翼缘，增大梁的有效翼缘，增大梁的有效刚度，减少框架的侧移。