本科毕业论文---大学学生公寓设计.doc

中国矿业大学2013届本科生毕业设计

1 建筑设计
1.1设计基本资料
1.1.1工程概况
本工程为徐州市管道中学学生公寓，建筑面积，使用房间（居室）面积：21.78m2，辅助房间：厕所面积24.42m2；盥洗室面积19.14m2；宿舍管理员办公室面积21.78m2；洗衣房面积：21.78m2，交通联系部分：走廊面积110.88m2；楼梯间面积21.78m2。本工程所在地处于江苏省徐州市泉山区。根据建筑物功能使用、经济性能等要求及该地区建筑行业的发展水平，该公寓楼采用钢筋混凝土框架结构。在方案的过程中考虑基地环境、使用功能、结构选型、施工、材料、设备、建筑经济等，从建筑物功能与形式等几个方面进行了探索。设计主要依据按照国家建筑、结构设计规范，根据徐州市泉山区工程地质条件、地震设防烈度、气象资料等有关资料进行设计。
工程名称：徐州市管道中学学生公寓；
工程层数：6层；
结构类型：钢筋混凝土框架结构；
工程环境：本工程位于徐州市泉山区；
地面粗糙度：C类；
抗震设防类别：丙类；
场地类别：Ⅱ类；
设计使用年限：50年；
结构重要性系数：1.0；
现浇钢筋混凝土房屋抗震等级：三级；
环境类别：地面以上一类，基础：二（a）类；
抗震设烈度为7度（第二组别），设计地震基本加速度值为；
各层层高均为，女儿墙高，建筑物总高度为；室内外高差为，无地下室。
1.1.2原始设计资料
1）气象资料
本地区属暖温带半湿润季风气候。年平均气温14.0℃，七月26.8℃，一月-0.4℃。极端最高温43.3℃（1928年7月5日），极端最低气温-18.9℃（1955年1月6日）。年日照时数为2284至2495小时，日照率52％至57％，年均无霜期200至220天，年均降水量800至930 mm，年平均总降雨量853.1mm，雨季降水量占全年的56％，雨量多集中在每年的7～9月份，主要气象灾害有旱、涝、风、霜、冻、冰雹等。气候特点是：四季分明，气候温和，光照充足，雨量适中，雨热同期。四季之中春、秋季短，冬、夏季长，春季天气多变，夏季高温多雨，秋季天高气爽，冬季寒潮频袭。最大冻土深度24cm。年平均相对湿度69%。主导风向为E、NEE风，年平均风速2.40m/s，风荷载0.5kPa。
2）基本地形及地质水文
（1）气候：具有大陆性气候特点，属温带气候，四季分明，雨量充沛。
（2）工程地质：对建筑物有较大影响的是第四纪地层，本工程地质条件能满足一般建筑物的要求，到需注意冲沟、岩脉，建筑物总平面布置应尽量避开，以免导致建筑物倾斜、拉裂。
经本次勘察，在钻孔深度范围内，自上而下共揭露地基土4层。层①为杂填土，层②为第四纪全新世（Q4）新近沉积土，层③为第四纪全新世（Q4）一般沉积土，层④为第四纪晚更新世（Q3）老沉积土，现将各层土的工程地质特征分述归纳如下：
层①杂填土，灰黄色，含碎砖瓦石块建筑垃圾。
层②粉土：灰黄色，湿，稍密，夹薄层黏土，无光泽反应，摇振反应迅速，干强度低，韧性低。
层③粉质黏土: 灰褐色，可塑～软塑，切面稍有光泽，干强度中等，韧性中等。
层④含砂姜黏土：褐黄色，可塑～硬塑，含铁锰质结核及钙质结核，局部钙质结核富集，切面光滑，干度高，韧性高。该层未揭穿，下部无软弱土层。
本工程地基土体的平均重度取20kN/m3；粘土的孔隙比及液性指数均大于0.85 ；地基承载力特征值取180kN/m2。
（3）水文地质：本地区地下水靠天然降水补给，地下水由东、东南向西、西北方向流动，与地形坡度一致。
（4）地震工程地质：地质运动以断裂运动为主，褶皱运动为辅，断层裂缝较多，老的断层有三条：峄山断层、张范断层、花石沟断层。在断层内有活动迹象，地壳运动比较活跃，尤其是花石沟断层比较明显，裂隙地面可见。根据有关方面分析：虽然断层较，但断层并无应力积聚条件，故历史上从未发生过较大地震（最大三级），国家地震局和省地质局确定为7度设防区。
1.2 建筑设计说明
1.2.1 建筑平面设计
本工程设计的是徐州市管道中学学生公寓，应根据公寓楼的功能要求和学生的规模及生活需求，进行合理设计，确定各类用房的平面布置，达到布局合理、互不干扰、有利于疏散等目的。公寓楼平面宜布置为内廊的形式。根据使用要求、建筑面积、结构选型等情况确定开间和进深，故本工程选用开间为，进深为。
1）房间使用面积、形状、大小的确定
居室的床位布置尺寸不应小于下列规定：两单床长边之间的距离0.60m；两床床头之间的距离0.10m；两排床或床与墙之间的走道宽度1.20m；居室应有储藏空间，每人净储藏空间不宜小于；严寒、寒冷和夏热冬冷地区可适当放大.储藏空间的净深不应小于0.55m。设固定箱子架时，每格净空长度不宜小于0.80m，宽度不宜小于0.60m，高度不宜小于0.45m。书架的尺寸，其净深不应小于0.25m，每格净高不应小于0.35m。贴临卫生间等潮湿房间的居室、储藏室的墙面应做防潮处理。

表1.1居室类型与人均使用面积
类
型
人
数
项
目

1类
2类
3类
4类
每室居住人数（人）
1
2
3~4
6
8
人均使用面积（m2/人）
单层床、高架床
16
8
5
—
—
双层床
—
—
—
4
3
储藏空间
壁柜、吊柜、书架

注：本表中面积不含居室内附设卫生间和阳台面积
图1.1 居室单元的分类如下图

居室内应有便于存衣物的储藏空间，宜设固定书架。使用人数在4人及4人以上时，厕所与盥洗分隔设置。本设计因为框架结构，柱子在室内凸出，所以房间进深采用为6.6m,面宽为3.3m的六人间居室。
2）门窗的大小及位置确定
门的宽度及高度、开启方式、数量及位置的确定：根据规范要求，宿舍入口门洞宽度不应小于，高度不应小于；宿舍内卫生间门洞宽度不应小于，高度不应小于，宿舍外窗窗台高度不应低于0.90m。本设计中公寓楼大门、一楼侧门采用双扇门、阳台门采用推拉门外，其余均采用单扇门。尺寸及各层数量如1.2表：
表1.2 门窗表

窗的大小及位置确定：主要是考虑到室内采光和通风的要求。本工程设计中，一般的窗户均采用铝合金窗平推窗，具体布置位置见建筑平面图、立面图。按规范要求窗地面积比≥1：8。
3）交通联系部分的平面设计
一幢建筑物除了有满足各种使用功能的房间以外，还需要有把各个使用房间及室内外有机联系起来,建筑物内部的交通联系部分包括：水平交通空间—走道；垂直交通空间—楼梯；交通枢纽空间—门厅、过厅等。在多层建筑中，楼梯是必不可少的一部分，是楼人流疏散的必经之路，楼梯的数量、位置及形式应满足使用方便和安全疏散的要求，注重建筑环境空间的艺术效果。
走廊作为水平的交通联系其主要功能是连接同一层内的各个房间、楼梯、门厅等，以解决建筑物中水平联系和疏散的问题，要求其宽度满足人流通畅和建筑防火的要求，由于本工程采用的是内廊式走道，根据《宿舍建筑设计规范JGJ 36-2005》规定，故走道宽度（两轴线宽度）为2400mm。
设计楼梯时，还应使其符合《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）、《民用建筑设计通则》(GB50352-2005)和其他有关单项建筑设计规范的规定。
楼梯是多层房屋中的重要组成部分。楼梯的平面布置、踏步尺寸、栏杆形式等由建筑设计确定。
楼梯常见种类：板式楼梯、梁式楼梯，根据其特点及实际工程的需要，本工程采用板式楼梯，其具有下表面平整，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（一般在3m以内）时，采用板式楼梯较为合适，其斜板厚为跨度的1/25-1/30。
作为主要交通用的楼梯梯段净宽应根据楼梯使用过程中人流股数确定，一般按每股人流宽度0.55m+（0～0.15m）计算，并不应少于两股人流。楼梯平台部位的净高不应小于2m，楼梯梯段部位的净高不应小于2.2m楼梯梯段净高为自踏步前缘线量至直上方凸出物下缘间的铅垂高度。楼梯坡度的选择要从攀登效率、节省空间、便于人流疏散等方面考虑。本建筑楼梯踏步高度选用150mm,踏面选用300mm，故本工程楼梯采用一部双跑楼梯。
楼梯间进深的估算：取踏步为b×h=300mm×150mm,则每层踏步数为N=H/h=3.6/0.15=24,梯段水平投影长度L=（0.5N-1）b=11×300=3300mm。踏步的净长度为（3050-100）×0.5=1475mm,考虑中间休息平台的净宽度大于踏步的长度，其次考虑扶手在中间休息平台上伸出1/2个踏步宽，所以中间休息平台的总宽度至少为1475+300×0.5=1625mm,所以取休息平台的总净跨度为1800mm。在楼层平台处，踏步起始步退离转角至少为一个踏面宽，即300mm。根据以上可得楼梯间进深至少为1800+3300+300=5400mm,那么按居室进深6600mm布置楼梯间定能满足要求。
楼梯扶手：扶手高度不应小于0.9m,楼梯水平段栏杆长度大于0.5m时，其扶手高度不应小于1.05m,因本设计顶层有水平扶手，为统一，扶手高度均采用1.1m。综上所述：梯段板的净跨为3.3m，当楼梯梯段不大（大约3m以内），且荷载较小时，可采用板式楼梯，且板式楼梯便于施工、美观和增大净空高度等优点。本设计采用板式楼梯。
交通联系枢纽──门厅：门厅作为建筑交通系统的枢纽，是人流出入汇集的场所，门厅的大小、面积各不相同，门厅面积大小主要据建筑物的使用性质和规模确定，与所有交通联系部分的设计一样，疏散出入安全也是门厅设计的一个重要内容，门厅对外出入口的总宽度，应不小于通向该门厅的走道、楼梯宽度的总和，人流比较集中的公共建筑物，门厅对外出入口的宽度，一般按每100人0.6m计算。公寓楼大门的开启方式采用外开启的弹簧旋转门。
1.2.2 建筑立面设计
根据《宿舍建筑设计规范JGJ 36-2005》规定：居室在采用单层床时，净高不应低于2.60m；在采用双层床或高架床时，净高不应低于3.40m。
本设计采用双层床，所以层高采用3.6m，满足规范要求。又根据徐州地区抗震烈度为七度，宿舍应为丙类建筑物，根据抗震设计规范，则抗震设防烈度为七度，其建筑物的长宽比限值为6，此楼房的长宽比为2.96满足要求。为了使楼梯间有良好的通风和采光，又不使框架梁在楼梯间窗户处打断，所以楼梯间休息平台上窗高设置为1.8m。
同时还应考虑各出入口、雨棚等细部构件的处理。立面设计要体现出虚实凹凸的立面效果作用，也满足人使用需求。建筑底部勒脚出需进行防水防潮处理，顶层女儿墙与其它层墙面采用相同做法和处理。
1.2.3 建筑剖面设计
建筑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，则建筑剖面设计的主要内容包括：建筑层高、层数的确定，采光、通风的处理以及空间的组织与利用等。
建筑的剖面设计，首先要根据建筑的使用功能确定其层高和净高。建筑的层高是指从楼面（地面）至楼面的距离；而净高是指从楼面至顶棚（梁）的距离。
本工程设计的是一栋学生公寓楼，立面简洁大方，考虑室内使用性质和活动特点、采光通风、结构类型、室内空间比例的要求等综合因素，各层层高均为3.6m。
1.2.4 建筑装饰设计
外墙面采用贴灰褐色瓷砖和饰面碎石；窗户采用浅蓝色塑钢窗；门采用灰白色的木门，具体制造与生产商联系；室内地面采用灰白色地砖地面；卫生间采用防水地砖楼面。
1.2.5 室内环境设计（采光、通风、照明）
宿舍内的居室、公共盥洗室、公共厕所、公共浴室和公共活动室应直接自然通风和采光，走廊宜有自然通风和采光。采用自然通风的居室，其通风开口面积不应小于该居室地板面积的1/20；
表1.3 室内采光标准
房间名称
侧面采光
采光细数最低值（%）
窗地面积比最低值（Ac/Ad）
居室
1
1/7
楼梯间
0.5
1/12
公共厕所、公共浴室
0.5
1/10

注：
1． 窗地面积比值为直接天然采光房间的侧窗洞口面积A与该房间地面面积A之比；
2． 本表按Ⅲ类光气候单层普通玻璃铝合金窗计算，当用于其他光气候区时或采用其他类型窗时，应按现行国家标准《建筑采光设计标准》GB/T50033的有关规定进行调整；
3．离地面高度低于0.80m的窗洞口面积不计入采光面积内。窗洞口上沿距地面高度不宜低于2m。

由此可得本设计满足规范的通风采光和照明的要求。
1.2.6 建筑防火设计
根据《建筑防火设计规范 GB50016——2006》进行建筑防火计，该规范使用于9层以下，高度24m以下的工业与民用建筑。
本建筑的结构为框架结构，根据使用的材料性能，本建筑的耐火等级为二级，防火分区的最大允许面积为2500,本建筑的面积约为4548.96,分为两个防火分区，因为该建筑为6层，所以每个防火分区必须有两部楼梯（即两个安全出口）。
为了满足安全疏散和美观的要求，宿舍楼正面中部设置一个供正常出入的大门，走廊端头设置安全疏散门。
建筑结构自身的防火保护：在结构外表面喷涂防火材料，以保证建筑结构的强度降低速度不是太快，以达到防火要求。建筑物内部配备完善的消防设施，其布置间距由规范确定，本设计主要配置消防栓。
1.2.7 建筑抗震设计
《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)第3.1.2条规定，抗震设防烈度为6度及以上地区的建筑，必须进行抗震设计。徐州地区抗震设防烈度为7度，故进行抗震设防。
建筑根据其使用功能的重要性分为甲、乙、丙、丁四个抗震设防类别。甲类应属于重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑；乙类建筑应属于地震时使用功能不能中断或需要尽快恢复的建筑，以及地震时可能导致大量人员伤亡等重大灾害后果，需要提高设防标注；丙类建筑应属于除甲、乙、丙类以外的一般建筑，丁类建筑应属于抗震次要建筑。本工程的抗震设防类别为丙类，丙类建筑地震作用和抗震措施均应符合本地区抗震设防的要求。丙类建筑的抗震等级应由《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)确定，本设计属于框架结构，7度抗震设防，高度小于24m，故为三级框架。
1.2.8 细部构造总说明
1）勒脚：
勒脚是墙身接近室外地面的部分，一般情况下，其高度为室内地坪与室外地面的高差部分。它起着保护墙身和增加建筑物立面美观的作用。由于它容易受到外界的碰撞和雨、雪的侵蚀，遭到破坏，同时地表水和地下水的毛细作用所形成的地潮也会造成对勒脚部位的侵蚀。所以，在构造上必须采取相应的防护措施。
勒脚防潮层：分为水平防潮层和垂直防潮层。当室内地坪出现高差或室内地坪低于室外地面时，要同时设置水平防潮层和垂直防潮层。本工程只需设水平防潮层。水平防潮层根据材料的不同，一般有油毡防潮层、防水砂浆防潮层、配筋细石混凝土防潮层。
为了提高防潮层的抗裂性能，常采用厚的配筋细石混凝土防潮层。
2）散水
为保护墙基不受雨水的侵蚀，常在外墙四周将地面做成向外倾斜的坡面，以使将屋面水排至远处，这一坡面称散水。散水坡度约3%-5%，宽一般为600mm-1000mm，纵向每隔10米做一道伸缩缝，散水与外墙设20宽缝，其缝内均填沥青砂浆。当屋面排水方式为自由落水时，要求其宽度较出檐多200mm，一般雨水较多地区多做成明沟，干燥地区多做成散水。本工程做散水，宽度600mm，坡度3%，做法详见施工说明。
3）楼地面工程
内地面混凝土垫层酌情设置纵横缝（平头缝），细石混凝土地面面层设置分格缝，分格缝与垫层缩缝对齐，缝宽20mm，内填沥青玛蹄谛脂。
室内经常有水房间（包 括室外阳台）应设地漏，楼地面用1：2.5水泥砂浆（掺3%防水粉）作不小于1%排水坡度坡向地漏，最薄处为20厚，地面最高点标高低于同层房间地面标高0.020。
4）屋面工程
屋面具体做法详见《江苏省建筑配件标准图集施工说明》（苏J01-2005）。基层与突出屋面结构（女儿墙、墙、变形缝、管道、天沟、檐口）的转角处水泥砂浆粉刷均做成圆弧或圆角。凡管道穿屋面等屋面留洞孔位置须检查核实后再做防水材料，避免做防水材料后再凿洞。
5）门窗工程
设计门窗时应考虑大小比例、尺度、造型、组合方式、应满足坚固耐用，开启方便，关闭紧密，功能合理，便于维修的要求。在生产加工门、窗之前，应对门窗洞口进行实测。门窗安装前预埋在墙或柱内的木、铁构件应做防腐、防锈处理。
6）油漆构件防锈、防腐工程
埋入混凝土中的金属构件须先除锈，刷防锈漆饿二道；所有露明金属构件（不锈钢构件除外），均须先除锈刷防锈漆一道，再刷油漆二道。埋入混凝土及砌块中的木质构件均须做好防腐处理，满涂焦油一道。屋面架空硬木板须经防虫、防腐处理后方可使用，面刷酚酞清漆。室内木质门窗均需打腻子，磨退后刷底漆一道，再刷调和漆二道。
7）基础工程
根据现行《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）第3.0.1条，将基础分为三个安全等级：甲级、乙级、丙级。本设计基础的安全等级为乙级，对应于破坏后产生严重的后果，建筑类型为一般工业与民用建筑。基础按刚度分可分为：刚性基础和柔性基础；按构造分类可分为：独立基础、条形基础、筏板基础、箱形基础和壳体基础。本工程采用独立柔性基础。
在保证建筑物基础安全稳定，耐久使用的前提下，应尽量浅埋，以便节省投资，方便施工。某些建筑物需要具备一定的使用功能或宜采用某种基础形式，这些要求常成为础埋深的先决条件。结构物荷载大小和性质不同，对地基的要求也不同，因而会影响基础埋置深度的选择。为了保护基础不受人类和生物活动的影响，基础宜埋置在地表以下，其最小埋深为0.5m，且基础顶面宜低于室外设计地面0.1m，同时有要便于周围排水沟的布置。
由《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）第5.1.1条，基础的埋置深度，应按下列条件确定：
①建筑物的用途，有无地下室、设备基础和地下设施，基础的形式和构造；
②作用在地基上的荷载大小和性质；
③工程地质和水文地质条件；
④相邻建筑物的基础埋深；
⑤地基土冻胀和融陷的影响。
综合以上因素：本设计初选基础梁顶面到室外地面的距离为500mm，室内外高差为450mm,则底层柱高=3600+500+450=4550mm
1.3 建筑细部构造具体做法
1）屋面做法：
由《江苏省建筑配件标准图集施工说明》（苏J01-2005）
1、SBS改性沥青防水卷材；
2、100厚阻燃型苯乙烯泡沫塑料保温板；
3、20厚1:3水泥砂浆找平层（上刷聚氨酯防水涂料一层）；
4、水泥防水珍珠岩块或沥青珍珠岩块，最薄处30厚；
5、20厚1:3水泥砂浆找平层；
6、100厚钢筋混凝土板；
7、20厚石灰抹灰；
2）楼面做法：
由《江苏省建筑配件标准图集施工说明》（苏J01-2005）
（一）各房间、走廊及楼梯采用水磨石
1、15厚1:2白水泥白石子（或掺有色石子）磨光打蜡
2、刷素水泥浆结合层一道
3、20厚1:3水泥砂浆找平层
4、100mm现钢筋混凝土楼面
（二）卫生间采用地砖楼面
1、10厚地砖楼面，干水泥擦缝，或1:1水泥砂浆勾缝
2、撒素水泥面（洒适量清水）
3、20厚1:2干硬性水泥砂浆结合层
4、刷素水泥浆（或界面剂一道）
5、100mm现钢筋混凝土楼面
3）地面做法：
由《江苏省建筑配件标准图集施工说明》（苏J01-2005）
（一）各房间、门厅、过道、楼梯及防烟前室采用水磨石地面
1、15厚1：2水泥白石子（或掺有色石子）磨光打蜡
2、素水泥浆结合层一道
3、20厚1：3水泥砂浆找平层
4、60厚C15混凝土
5、100厚碎石或碎砖夯实
6、素土夯实
(二)卫生间采用地砖地面（有防水层）
1、8～10厚地面砖，干水泥擦逢
2、撒素水泥面（洒适量清水）
3、20厚1：2干硬性水泥砂浆（或建筑胶水砂浆）粘结层
4、素水泥浆（或界面剂一道）
5、40厚C20细石混凝土
6、防水层 B.聚氨醋三遍涂膜防水层，厚18
7、60厚C15混凝土，随捣随抹平
8、100厚碎石或碎砖夯实
9、素土夯实
4）外墙做法：
1、300厚加气混凝土
2、外墙外保温岩棉板
3、刷外墙涂料
4、6厚1：2水泥砂浆粉面（水刷带出小麻面）
5、12厚水泥砂浆打底
5）内墙做法：
1、内墙两侧均为20厚石灰砂浆抹灰；
2、刷界面处理剂一层；
3、200厚加气混凝土砌块。
6）踢脚做法：
1、10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。
7）墙基防潮：
1、20厚1:2水泥砂浆掺5%避水浆，位置一般在-0.06标高处。
8）台阶做法：
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C30号现捣钢筋混凝土φ6双面钢筋中距150（厚度不包括踏
步三角部分），台阶面向外坡2%；
5、150厚碎石或碎砖垫层；
6、素土夯实（坡度按工程设计）。
9）坡道做法水泥防滑坡道：
1、20厚1:2水泥砂浆抹面15宽金刚砂防滑条，中距80，凸出坡面；
2、素水泥浆一道；
3、80厚C15混凝土；
4、200厚碎石灌M2.5混合砂浆；
5、素土夯实。
10）散水（宽度800mm，坡度3%做水磨石面层）：
1、40厚C20细石混凝土，撒1:2水泥黄砂压实抹光；
2、120厚碎石，灌M2.5混合砂浆；
3、素土夯实，向外坡。
11）女儿墙：
1、6厚水泥砂浆罩面；
2、12厚水泥砂浆打底；
3、200厚混凝土砌块；
4、20厚水泥砂浆找平。
12）排水雨水管：
直径100mm高级塑料落水管。
13）门窗：
1、木门、塑钢窗。
14）油漆：
1、楼梯扶手为油漆蜡克罩面；
2、楼梯栏杆为不锈钢套管；
3、木门油一底二度栗色调和漆；
4、所有铁件油防锈漆一度、银粉漆二度，深入墙内木料为热柏油防腐。
15）踢脚（采用大理石踢脚）：
1、稀水泥浆擦缝，10~20厚大理石板；
2、厚1:2水泥砂浆灌缝。
16）基础：
采用柱下独立基础，基础采用C30混凝土，有垫层，垫层厚度100mm，垫层混凝土标号为C10，基础具体尺寸与做法详见基础设计。

2 结构设计
2.1 结构设计资料
工程名称：徐州市管道中学学生公寓
工程规模：主体6层；
结构类型：框架结构；
工程环境：本工程位于江苏省徐州市区。本地区抗震设防等级为7度，第二组别，设计基本地震加速度值为0.10g；场地类别：Ⅱ类；
建筑类别：丙类； 防火等级：二级
地面粗糙度：C类
现浇钢筋混凝土框架抗震等级：三级
结构重要性系数：1.0
环境类别：地面以上Ⅰ类，基础为二（a）
设计使用年限：50年
2.2 结构方案选取
2.2.1 竖向承重体系选取
选择合理的抗侧力结构体系，进行合理的结构或构件布置，使之具有较大的抗侧刚度和良好的抗风、抗震性能，是结构设计的关键。同时还须综合考虑建筑物高度、用途、经济及施工条件等因素。
常见的竖向承重体系包括砖混结构体系、框架结构体系、剪力墙结构体系、框架-剪力墙结构体系及筒体结构体系等。
本公寓楼的建筑高度为22.3m，共计六层，每层层高度3.6m，在楼层高度及建筑物高度均比较小的情况下，其结构的抗侧刚度及抗震性都较容易满足。根据教学楼的功能使用性，要求建筑平面布置比较灵活，可以形成较大的使用空间。经各方案比较筛选，我选用框架结构作为该教学楼的竖向承重体系。
2.2.2 水平方向承重体系选取
常见的横向承重体系包括：现浇楼盖、叠合楼盖、预制板楼盖、组合楼盖等。
现浇楼盖结构：可分为肋梁楼盖、密肋楼盖、平板式楼盖和无粘结预应力现浇平板楼盖等。肋梁楼盖结构具有良好的技术经济指标，可以最大限度地节省混凝土和钢筋的用量，能充分发挥材料的作用，结构整体性好，抗震性能好，且结构平面布置灵活，易于满足楼面不规则布置、开洞等要求，容易适用各种复杂的结构平面及各种复杂的楼面荷载。其余结构不详加说明。
叠合楼盖：在预制钢筋混凝土薄板上，再现浇一层钢筋混凝土并使之共同工作的楼盖结构。其优点是整体性好，刚度大，施工方便，节省模板。
预制板楼盖：可分为预制预应力大楼板和预制预应力多孔板，其施工方便，工业化程度高，但刚度较小，整体性较差，抗震性弱，在抗震区使用较少。
组合楼盖：由底部型钢板和上部的混凝土现浇层所组成。其优点是自重轻、楼板厚度小、节省模板、施工方便、施工周期较短；缺点是用钢量大，造价高。
经各方案比较筛选，我选用现浇楼盖结构中的肋梁楼盖为该教学楼的水平向承重体系。
2.2.3 基础形式选取
根据现行《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011和地基损坏造成建筑物破坏后果的严重性，将基础分为三个安全等级：甲级、乙级、丙级。本设计基础的安全等级为乙级，对应于破坏后产生严重的后果，建筑类型为一般工业与民用建筑。基础按刚度分可分为：刚性基础和柔性基础；按构造分类可分为：独立基础、条形基础、筏板基础、箱形基础和壳体基础。
在保证建筑物基础安全稳定，耐久使用的前提下，应尽量浅埋，以便节省投资，方便施工。某些建筑物需要具备一定的使用功能或宜采用某种基础形式，这些要求常成为其基础埋深的先决条件。结构物荷载大小和性质不同，对地基的要求也不同，因而会影响基础埋置深度的选择。为了保护基础不受人类和生物活动的影响，基础宜埋置在地表以下，其最小埋深为，且基础顶面宜低于室外设计地面，同时有要便于周围排水沟的布置。
由《建筑地基基础设计规范》第5.1.1条，基础的埋置深度，应按下列条件确定：
①建筑物的用途，有无地下室、设备基础和地下设施，基础的形式和构造；
②作用在地基上的荷载大小和性质；
③工程地质和水文地质条件；
④相邻建筑物的基础埋深；
⑤地基土冻胀和融陷的影响。
因该地区工程地质条件较好，地基承载力较高，能满足一般建筑物的要求。加上建筑物柱网布置均匀，平面布置比较对称，故采用独立基础。
2.2.4 其他结构形式选取框架
楼梯结构形式选取：因楼梯间的开间较小，选取施工支模方便，外观轻巧的板式楼梯。
2.2.5 结构平面布置图及框架计算简图
(1)结构布置原则
①结构平面形状和立面体形宜简单、规则，是各部分刚度均匀对称，减少结构产生扭转的可能性；
②控制结构高宽比，以减少水平荷载下的侧移；
③尽量统一柱网及层高，以减少构件种类规格，便于设计和施工；
④房屋的总长度宜控制在最大温度伸缩缝间距内，当房屋长度超过规定值时，可设伸缩缝将房屋分成若干温度区段。
本公寓楼根据上述结构布置原则，结构平面采取单一的“一”字形平面，立面上也采取平整的立面，避免凹进或凸出。平面上各房间尽量布置对称，楼梯的布置也是对称的，使各部分的刚度均匀，减少结构产生扭转的可能性。
(2)柱网布置
在本公寓楼结构的柱网布置上，根据建筑平面设计和结构布置的原则，采用内廊式的建筑平面，中间为走廊，两侧为居室。因此，横向为四排柱三跨对称布置的框架，其跨度分别为6.6m、2.4m、6.6m；横向框架之间的跨度均为6.6m，柱网布置如图2.1所示。
假定框架柱嵌固于基础顶面，框架梁与柱刚接。由于各层柱截面尺寸不变，故梁跨度等于柱截面形心轴线之间的距离。梁轴线取至板底，2~5层柱高度即为层高，取3.6m；底层柱高度从基础顶面取至一层板顶，

图2.1 柱网布置图
(3)承重框架的布置
柱网确定后，沿房屋的纵横向两个方向均应布置梁系，因此，实际的框架结构是一个空间受力体系。但是为了计算方便起见，可以把实际空间框架结构看成纵横两个方向的平面的平面框架，这种简化仅限于方形或矩形的规则平面。沿建筑物长向的称为纵向框架，沿建筑物短向的称为横向框架。它们分别承受各自方向上的水平力，而楼面竖向荷载则依楼盖结构布置方式不同而按不同的方式传递。
按楼面竖向荷载传递路线的不同，承重框架的布置方案可以有横向框架承重、纵向框架承重和纵横向框架混合承重三种方案。横向框架承重体系有利于提高建筑物的横向抗侧刚度，纵向框架有利于房屋内的采光与通风，而混合框架整体性好，受力均匀，有利于抗震，由于本公寓楼考虑抗震，采用双向框架承重方案和现浇楼面的屋楼盖体系。
(4) 选取第七榀框架进行设计计算，一榀框架结构的计算简图如图2.2所示。

图2.2 框架结构计算简图

2.3 梁、柱截面尺寸估算
2.3.1．材料选取
根据本设计房屋的类型、抗震设防烈度和房屋的高度查表得，本建筑的抗震等级为三级。楼盖、房屋均采用现浇混凝土结构，楼板厚度取为100mm，各层梁、柱的混凝土等级均为C35(Ec=3.15×104 N/mm2， fc=16.7N/mm2，ft=1.57 N/mm2)，纵向受力钢筋采用HRB400级钢筋(fy=360N/mm2)，其余钢筋用HPB300级钢筋(fy=270N/mm2)。基础垫层采用C10混凝土。
2.3.2 梁截面尺寸估算依据
框架结构的主梁截面高度及宽度可由下确定：
（1）横梁
截面高度：梁截面高度为梁跨度的（为满足承载力、刚度及延性要求）；
框架梁的截面宽度不宜小于，且不宜大于4。
截面宽度可取梁高，同时不宜小于柱宽，且不应小于。
（2）纵梁
截面高度：梁截面高度为梁跨度的（为满足承载力、刚度及延性要求）；
框架梁的截面宽度不宜小于，且不宜大于4。
截面宽度可取梁高，同时不宜小于柱宽，且不应小于。
=(～), =（） 且，其中横梁跨度：， 纵梁。由此估算的梁截面尺寸如下：
横梁主框架梁：
纵向主框架梁：
次梁：
2.3.3柱截面尺寸估算
柱的轴压比应小于轴压比限值的要求:

式中： N---柱组合的轴压力设计值；
F---按简支状态计算的柱的负载面积；
---为折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，可依据实际荷载计算，也可近似取12～15；
---考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数，边柱取1.3，不等跨内柱取1.25,等跨内柱取1.2；
n---验算截面以上楼层层数；
---柱截面面积；
---混凝土柱轴压比强度设计值；
框架柱轴压比限值，此处可近似取值，即对三级抗震等级，取为0.85；
即求得
取柱截面为正方形，则柱截面边长为430mm,结合实际情况，并综合考虑其他因素，本设计柱截面尺寸为。
2.3.4 框架梁柱截面特征
由构件的几何尺寸、截面尺寸和材料强度，利用结构力学有关截面惯性矩及线刚度的概念计算梁柱截面的特征。
框架梁柱的线刚度计算
1．柱子计算
首层柱子：

二至五层柱子：

2．梁计算：
第7轴梁为中框架梁，,各层梁截面相同，
AB跨、CD跨梁为
BC跨梁为

2.4 竖向荷载计算
2.4.1 恒载标准值计算
1.不上人屋面恒载
4mm厚SBS改性沥青防水卷材
100厚阻燃型苯乙烯泡沫塑料保温板
20厚1:3水泥砂浆找平层（上刷聚氨酯防水涂料一层

水泥防水珍珠岩块或沥青珍珠岩块，最薄处30厚

20厚1:3水泥砂浆找平层
100厚钢筋混凝土板
20厚石灰抹灰
合计 4.53
2．楼面恒载
(1)走廊、室内采用水磨石楼面
15厚1：2白水泥百石子（或掺有色石子）磨光打蜡
刷素水泥浆结合层一道
20厚1：3水泥砂浆找平层
现浇钢筋混凝土楼面100mm
20厚石灰抹灰
合计 3.34 (2)卫生间
10厚地砖楼面，干水泥浆擦缝
5厚1：1水泥砂浆结合层
20厚1：2干硬性水泥砂浆结合层
附设卫生间防水层
100mm现浇钢筋混凝土楼面
沉箱
合计 11.21
3．梁自重
主梁：
次梁：
主梁自重：
主梁构造层抹面：20厚抹面

合计 4.192
次梁自重：
主梁构造层抹面：20厚抹面

合计 2.374
4. 柱自重
KZ1:
KZ1： 柱自重：
抹灰层：10厚混合砂浆

合计 9.51
5.墙自重
(1)外纵墙自重
底层和标准层： 300厚加气混凝土

外墙外保温岩棉板：
刷外墙涂料
6厚1：2水泥砂浆粉面（水刷带出小麻面）

12厚水泥砂浆打底
内侧20mm厚抹灰
合计