鋼框架結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、前 言畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)本科教育培養(yǎng)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的重要步驟，是畢業(yè)前的綜合學(xué)習(xí)階段,是深化、拓寬、綜合教學(xué)成果的重要過程,是對大學(xué)期間所學(xué)專業(yè)知識的全面總結(jié)。本次設(shè)計(jì)使理論和實(shí)際很好的結(jié)合起來，提高了分析、解決工程實(shí)際問題的能力。培養(yǎng)了我們嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)、細(xì)致、認(rèn)真和吃苦耐勞的工作作風(fēng)，為以后更好地學(xué)習(xí)和工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。土木工程是門應(yīng)用性非常強(qiáng)的學(xué)科，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)對培養(yǎng)我們的實(shí)踐能力尤其重要。本專業(yè)為土木工程專業(yè)工民建方向，畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容是設(shè)計(jì)鋼框架結(jié)構(gòu)住宅。工程名稱為青島開發(fā)區(qū)青年公寓，位于青島開發(fā)區(qū)。設(shè)計(jì)共分兩章，內(nèi)容涵蓋建筑設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。建筑設(shè)計(jì)是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的前奏，這階段包括以下幾個方面：一、

2、建筑體型的確定，確定的依據(jù)有建筑的功能（使用的對象），場地條件，地理位置及周邊環(huán)境;二、平面設(shè)計(jì)，要處理好使用部分和交通聯(lián)系部分的關(guān)系，要遵循防火和安全疏散的有關(guān)規(guī)范，做好出入口和樓梯的布置，另外還得從采光通風(fēng)方面確定門窗的尺寸和位置；三、立面設(shè)計(jì)，在滿足使用要求后，應(yīng)該有一個較好的外觀美感，可從建筑的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，連通部件上做些虛實(shí)對比和凹凸；四、剖面設(shè)計(jì)，主要是確定建筑各部分應(yīng)有的高度；最后要從節(jié)能保溫上去選取材料。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，主要包括承重方案的選擇（以樓蓋的平面布置和豎向荷載的傳遞途徑為根據(jù)），計(jì)算簡圖的確定（本工程取梁頂為軸線，柱中心線為軸線），荷載的計(jì)算，內(nèi)力及內(nèi)力組合

3、（采用建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范gb50009中3.2.4條），截面驗(yàn)算（包括強(qiáng)度和穩(wěn)定性），組合樓蓋設(shè)計(jì)，樓梯設(shè)計(jì)，框架連接設(shè)計(jì)（要滿足剛度、強(qiáng)度要求，還要考慮到施工方便），基礎(chǔ)設(shè)計(jì)（明確在確定基礎(chǔ)底面積及埋深時(shí)，要用荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合，在基礎(chǔ)抗沖切驗(yàn)算和計(jì)算基底配筋時(shí)，要用荷載效應(yīng)的基本組合）。另外，在整個設(shè)計(jì)過程中，我查閱了大量的資料，學(xué)會了許多軟件，如天正建筑（結(jié)構(gòu)），鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件mts,pkpm設(shè)計(jì)軟件等。由于時(shí)間倉促，錯誤和不妥難免，敬請讀者批評指正。 編者 2008年4月畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)

4、行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日期： 使用授權(quán)說明本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨?/p>

5、布論文的部分或全部內(nèi)容。作者簽名： 日 期： 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以

6、采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名：日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日第1章 建筑設(shè)計(jì)1.1 工程概況1.1.1 建筑概況蘭州開發(fā)區(qū)青年公寓是在蘭州開發(fā)區(qū)的一棟五層的鋼結(jié)構(gòu)框架民用建筑，建筑物的具體位置在開發(fā)區(qū)黃河路以北。在擬建的青年公寓以北有已建的青年服務(wù)中心，以東有供青年運(yùn)動鍛煉身體的運(yùn)動場，此公寓是專門為工作不久的青年設(shè)計(jì)的，此地段交通方便（黃河路是開發(fā)區(qū)的交通主干道），有利于青年們的生活和工作。建筑的立面時(shí)尚、簡潔、美觀，平面布置能滿足大學(xué)生們的基本生活和娛樂要求，力求做到“適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀”。該建筑等級：耐久等級為

7、ii級,耐火等級ii級，采光等級為iii級。建筑面積約4000平方米,土建總投資約600萬元。根據(jù)擬建建筑物選址的縱向長度與橫向?qū)挾取⒔ㄖ娣e、建筑中使用部分和交通部分的關(guān)系，建筑的使用功能確定柱網(wǎng)。通過查閱民用建筑設(shè)計(jì)通則（jgj37-87）和現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)建筑模數(shù)協(xié)調(diào)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)(gbj2）,另外又考慮到建筑體型整齊，平面組合應(yīng)盡量符合柱網(wǎng)尺寸的規(guī)格、模數(shù)以及經(jīng)濟(jì)跨度的要求，建筑的柱網(wǎng)布置如圖1.1.1：圖1.1.1 柱網(wǎng)布置圖1.1.2 工程地質(zhì)條件(1) 地形平坦，自然地表標(biāo)高36.0m;(2) 根據(jù)勘察報(bào)告，場區(qū)土層按自上而下順序見表1.1.1：表1.1.1 場區(qū)土層性質(zhì)土層類別土層描述土

8、層平均厚度（m）標(biāo)準(zhǔn)地基承載力特征值是否宜作天然持力層黏土（含沙）可塑0.4150不宜殘積土可塑0.5180不宜全風(fēng)化角礫巖遇水軟化2.1220可作強(qiáng)風(fēng)化角礫巖遇水不宜軟化2.2400良好的持力層中風(fēng)化角礫巖遇水不軟化厚度大1000良好的持力層(3) 擬建場地地下水為基巖裂隙水，勘查期間在勘探深度內(nèi)各孔均未見地下水;(4) 地基基礎(chǔ)方案分析：宜采用天然地基，全風(fēng)化角礫巖、強(qiáng)風(fēng)化角礫巖或中風(fēng)化角礫巖為地基持力層，建議采用-1.0m3.0m柱下獨(dú)立基礎(chǔ);(5) 抗震設(shè)防烈度為6度，擬建場地土類型為中硬場地土，場地類別為ii類;(6) 最大凍土深0.5m。1.1.3 氣象條件(1) 氣溫（見表1.1

9、.2）：表1.1.2 氣溫表月 份123456789101112平均氣溫/-5-241318202428242013-3平均最低氣溫/-8-5.5-1-1-5(2) 降水平均年降雨量：550mm雨量集中期：7月中旬至8月中旬基本雪壓：0.20kn/m2(3) 風(fēng)向主導(dǎo)風(fēng)向：夏季為東南風(fēng)；冬季為西北風(fēng)。基本風(fēng)壓：0.6kn/m1.2 總平面布局 為了達(dá)到合理利用現(xiàn)有基地環(huán)境的目的，并且考慮到符合總體規(guī)劃、環(huán)境、綠化與消防的要求及自行車車棚和出入口車道的設(shè)計(jì)要求，對總平面圖進(jìn)行了綜合布置。總平面布置圖如圖1.2.1：圖1.2.1 總平面布置圖總體規(guī)劃和基地環(huán)境的面很廣，下面著重從基地大小形狀和道路

10、走向，建筑物的間距和朝向來分析他們對建筑總平面布置的影響。(1) 基地大小、形狀和道路走向基地的大小、形狀對房屋的層數(shù)、平面組合的布局關(guān)系極為密切。在同樣能夠滿足使用要求的情況下，房屋功能分區(qū)各個部分，可采用較為集中緊湊的布置，或采用分散的布置方式，這方面除了和氣候條件、節(jié)約用地以及管道設(shè)施等因素有關(guān)外，還和基地大小和形 狀的現(xiàn)實(shí)可能性有關(guān)?；貎?nèi)人流、車流的主要走向，又是確定建筑出入口和門廳位置的重要因素。該建筑場地位于一小區(qū)里面，場地不是很開闊，綜合考慮各種因素，確定為“矩形”平面，在建筑的南側(cè)設(shè)有一大門廳，西側(cè)設(shè)有一個應(yīng)急疏散出口。在建筑物南側(cè)前兩米處設(shè)有自行車車棚，建筑物東側(cè)20米處有

11、一大片草坪，另外設(shè)有環(huán)繞建筑物的消防車道。(2) 建筑物的朝向建筑物的朝向主要考慮建筑物的采光、通風(fēng)等要求，因場地確定了，即正南正北方向的，故建筑物設(shè)為座北朝南，該地區(qū)風(fēng)向是：夏季主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|南風(fēng)，冬季為西北風(fēng)，易形成穿堂風(fēng)。1.3 平面設(shè)計(jì)該公寓是專供在半島工作不久的青年租用，考慮到工作不久青年的實(shí)際情況（收入微?。?，故不采用住宅式公寓設(shè)計(jì)（造價(jià)高，租金貴），而采用賓館式公寓設(shè)計(jì)，建筑的平面組合采用內(nèi)廊式組合，這種形式的組合能使各個房間不被穿越，較好的滿足各個房間單獨(dú)使用的要求，平面緊湊，走廊所占面積較小，房間進(jìn)深大，節(jié)省用地。此公寓的建筑平面布置有兩種，首層為一種，其余同標(biāo)準(zhǔn)層。房間均是統(tǒng)

12、一的（使用面積29.97平方米，衛(wèi)生間6.2平方米），房間里都帶有單獨(dú)的衛(wèi)生間，衛(wèi)生間里設(shè)有淋浴器、坐便器、洗手盆，二層至五層的房間還設(shè)有挑陽臺，不僅增大了使用面積，還可用于休息眺望（緩解眼疲勞），使建筑物的立面錯落有致。首層在建筑物南面正中一個柱距（即5-6軸線之間）設(shè)了門廳，并將門廳右邊的房間設(shè)置為公寓管理中心，這樣便于管理，有利于公寓的安全；將正對門廳的房間設(shè)為娛樂活動中心（考慮到此房間正對門廳，私隱不好，不便于作為宿舍），是青年們下班之余和周末休閑娛樂組織活動交流工作經(jīng)驗(yàn)、思想，增進(jìn)友誼的地點(diǎn)；首層還設(shè)置了配電室，便于電的統(tǒng)一管理；設(shè)置的儲藏室由于存放一些清潔用具和雜物。標(biāo)準(zhǔn)層的布置：

13、考慮到建筑的平面組合采用內(nèi)廊是組合，走廊較長，采光通風(fēng)條件較差，在建筑的柱距（5-6軸線間）設(shè)置了過廳（改善采光、通風(fēng)條件），過廳外挑1.20m,此過廳還可兼作青年們休閑活動的場地；另外還考慮到青年們的洗衣服問題（衛(wèi)生間的盥洗室太小不便用于洗大件衣，洗衣容易把房間弄潮），標(biāo)準(zhǔn)層都設(shè)置了一個公用水房?？傊?，我們的設(shè)計(jì)力求為青年們提供一個方便和舒適的居住環(huán)境。1.4 立面設(shè)計(jì)建筑物的體型和立面，即房屋的外部形象，并不等于房屋內(nèi)部空間組合的直接表現(xiàn)，建筑的體型和立面設(shè)計(jì)，必須符合建筑造型和立面構(gòu)圖方面的規(guī)律性，如均衡、韻律、對比、統(tǒng)一等等。建筑體形的選擇，體形的選擇必然要受到結(jié)構(gòu)形式、基地環(huán)境、氣候

14、條件以及環(huán)保等因素的制約，還要考慮整體規(guī)劃，本工程為五層公寓樓，采用鋼結(jié)構(gòu)框架組合樓板結(jié)構(gòu)形式，根據(jù)擬建場地形狀，道路方向及大門布置等要求，把建筑設(shè)計(jì)成“矩形”，更能充分利用場地，也使得交通更加方便，同時(shí)也利于滿足建筑和結(jié)構(gòu)的要求。在體形選擇上力求做到簡捷、美觀、實(shí)用，以滿足適用性、安全性、舒適性的要求。建筑體型的組合，建筑物體型組合的要求，主要有以下幾點(diǎn)：（1）完整均衡、比例恰當(dāng)，而該建筑采用“矩形”，滿足這一要求；（2）主次分明、交接明確，在建筑南側(cè)二層以上的中間柱距設(shè)過廳，并都外挑1.20米，突出入口；（3）體型簡潔，環(huán)境協(xié)調(diào)，該建筑位于一小區(qū)里面，擬建建筑物的附近有已建建筑物、已有的綠

15、化，與環(huán)境相協(xié)調(diào)。以外挑的陽臺和過廳，達(dá)到建筑體型簡潔明了的效果。建筑的立面設(shè)計(jì)，建筑的立面可以看成是有許多部件所組成：它們有墻體、梁柱、墻墩等構(gòu)成房屋的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，該建筑二層過廳以上均外挑出1.20米，在建筑立面上做了一突起，這在建筑的立面上形成虛實(shí)對比，形成比較強(qiáng)烈的明暗對比關(guān)系，還對建筑起了豎向劃分的作用，給人莊重、挺拔的感覺；有門窗、陽臺、外廊等和內(nèi)部使用空間直接連通的部件，該建筑二層以上的每個房間均設(shè)有外挑的陽臺，這對建筑起了橫向劃分的作用，給人輕巧、親切的感覺，還有陽臺處的門聯(lián)窗左右規(guī)律的重復(fù)和變化，給人在視覺上得到類似音樂詩歌中節(jié)奏韻律的感受效果。1.5 采光通風(fēng)設(shè)計(jì)1.5.1 采

16、光設(shè)計(jì)采光設(shè)計(jì)是根據(jù)室內(nèi)生產(chǎn)對采光的要求確定窗子的大小、形式及其布置，保證室內(nèi)采光強(qiáng)度、均勻度及避免眩光。窗子選擇不能太小，選擇過小，給人們生活帶來不便；窗子選擇也不能太大，選擇過大不僅提高建筑物的造價(jià)，而且冬夏季室外氣象影響廠房內(nèi)部氣溫狀況，增加能源的消耗。本工程采光等級為iii級,根據(jù)建筑采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（gbjt50033-2001）中的表5.0.1,查得窗地面積比,再根據(jù)房間面積綜合確定窗子的尺寸,共確定了三種不同尺寸的窗子，窗1(c1)為，窗2(c2)為，窗3(c3)為，現(xiàn)以c1為例計(jì)算如下，經(jīng)計(jì)算均不能滿足采光要求，需補(bǔ)充人工照明，采用自然采光和人工照明相結(jié)合的方式，足以滿足采光要求。

17、1.5.2 通風(fēng)設(shè)計(jì)本工程因無特殊衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)要求，故采用自然通風(fēng)，即借助熱壓及風(fēng)壓使室內(nèi)外空氣進(jìn)行交換，不采用機(jī)械通風(fēng)，以節(jié)省設(shè)備和投資。因此使門聯(lián)窗與門正對，以便通風(fēng)。1.6 防火安全疏散設(shè)計(jì)1.6.1 防火設(shè)計(jì)本工程為耐火等級ii級，根據(jù)建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范（gbj16-87）民用建筑表5.1.1 耐火等級、層數(shù)、長度和建筑面積，防火分區(qū)的劃分規(guī)定見表1.6.1：表1.6.1 防火分區(qū)劃分耐火等級 最多允許層數(shù) 防火分區(qū)的最大允許建筑面積（m2） 備注 一、二級 按本規(guī)范第 1.0.2 條規(guī)定 2500 1. 體育館、劇院的觀眾廳，展覽建筑的展廳，其防火分區(qū)最大允許建筑面積可適當(dāng)放寬。2. 托兒

18、所、幼兒園的兒童用房和兒童游樂廳等兒童活動場所不應(yīng)超過 3 層或設(shè)置在四層及四層以上樓層或地下、半地下建筑（室）內(nèi)。 三級 5 層 1200 1. 托兒所、幼兒園的兒童用房和兒童游樂廳等兒童活動場所、老年人建筑和醫(yī)院、療養(yǎng)院的住院部分不應(yīng)超過 2 層或設(shè)置在三層及三層以上樓層或地下、半地下建筑（室）內(nèi)。2. 商店、學(xué)校、電影院、劇院、禮堂、食堂、菜市場不應(yīng)超過 2 層或設(shè)置在三層及三層以上樓層。 四級 2 層 600 學(xué)校、食堂、菜市場、托兒所、幼兒園、老年人建筑、醫(yī)院等不應(yīng)設(shè)置在二層。 地下、半地下建筑（室） 500 防火分區(qū)最大建筑面積，而本工程單層最大建筑面積為，所以不用設(shè)防火分區(qū)。另外

19、，在選擇外墻材料時(shí)，選用alc板，厚度為200mm,耐火極限大于4小時(shí)。1.6.2 疏散設(shè)計(jì)在進(jìn)行安全疏散設(shè)計(jì)時(shí)因遵行的原則：(1)疏散路線要簡捷明了，便于尋找、辨別;(2)疏散路線要做到步步安全。疏散路線一般可分為四個階段：第一階段是從房間內(nèi)到房間門，第二階段是公共走道中的疏散，第三階段是在樓梯間內(nèi)的疏散，第四階段為出樓梯間到室外等安全區(qū)域的疏散。這四個階段必須是步步走向安全，以保證不出現(xiàn)“逆流”，疏散路線的盡端必須是安全區(qū)域;(3)疏散路線設(shè)計(jì)時(shí)要符合人們的習(xí)慣要求;(4)盡量不使疏散路線和撲救路線相交叉，避免相互干擾。根據(jù)建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范（gbj16-87），5.3.1 民用建筑的安全出

20、口應(yīng)分散布置。每個防火分區(qū)、一個防火分區(qū)的每個樓層，其相鄰2 個安全出口最近邊緣之間的水平距離不應(yīng)小于5m。本工程在首層設(shè)了兩個安全出口，一個門廳出口，一個側(cè)門出口，滿足規(guī)范要求，安全疏散距離的規(guī)定見表1.6.2：表1.6.2 安全疏散距離名稱 位于兩個安全出口之間的疏散門 位于袋形走道兩側(cè)或盡端的疏散門 耐火等級 耐火等級 一、二級 三級 四級 一、二級 三級 四級 托兒所、幼兒園 25 20 20 15 醫(yī)院、療養(yǎng)院 35 30 20 15 學(xué)校 35 30 22 20 其它民用建筑 40 35 25 22 20 15 即指房門至外部出口或封閉樓梯間的最大距離：(1)當(dāng)房間位于兩個外部出口

21、或樓梯間之間的房間，此最大距離應(yīng)小于等于40m;(2)位于袋形走道兩側(cè)或盡端的房間，此最大距離應(yīng)小于等于22m。本工程在第三和第七柱距間分別設(shè)了封閉式樓梯，滿足規(guī)范要求。規(guī)范規(guī)定：疏散走道和樓梯的最小寬度不應(yīng)小于1.1m，不超過六層的單元式住宅中一邊設(shè)有欄桿的疏散樓梯，其最小寬度可不小于1m。本工程的走道凈寬2.2米,梯段寬度1.35米,均滿足要求；首層疏散外門每個外門凈寬不小于1.20米，本工程設(shè)計(jì)滿足要求。規(guī)范規(guī)定：疏散樓梯間為封閉樓梯間，應(yīng)設(shè)乙級防火門，并向疏散方向開啟，疏散樓梯的最小凈寬為1.20米，不需設(shè)消防電梯。本工程設(shè)的是封閉樓梯間，樓梯凈寬1.35米，所以不用設(shè)消防電梯。1.7

22、 排水設(shè)計(jì)1.7.1 屋面排水該建筑采用有組織排水，外墻上設(shè)置高1000mm的女兒墻，內(nèi)天溝斷面尺寸初步選用300mm200mm,天溝設(shè)置見屋面排水圖。其中一側(cè)最大匯水面積為當(dāng)p=1時(shí)青島5min降雨強(qiáng)度為 (q為設(shè)計(jì)流量)以下計(jì)算天溝的過水能力： 天溝的排水能力遠(yuǎn)大于雨水設(shè)計(jì)流量，安全。1.7.2 落水管及落水斗落水管采用upvc材料，管徑為100mm的圓管，此管徑雨水落管最大允許排水量為，落水管間距一般為1824m,且配合柱布置，該建筑的落水管最大間距為21.6m24m,滿足要求，且滿足單根落水管匯水面積不超過的要求。雨水斗采用79型單斗體系，雨水斗直徑取150mm，此雨水斗最大允許泄水量

23、。共布置9個落水管。排水管見首層平面圖、標(biāo)準(zhǔn)層平面圖、屋面排水圖及立面圖。1.8 細(xì)部做法1.8.1 樓面做法（樓面詳圖如圖1.8.1）圖1.8.1 組合樓面詳圖本工程的樓面結(jié)構(gòu)層采用組合樓板（配一定量的鋼筋），結(jié)構(gòu)層上做20厚的砂漿找平層，再在找平層上做面層。1.8.2 屋面做法（屋面詳圖如圖1.8.2）圖1.8.2 屋面詳圖屋面保溫層采用100厚膨脹珍珠巖，防水層采用三氈四油改性瀝青柔性防水，在防水層上鋪小石子作為防護(hù)層，防護(hù)層上再做20厚細(xì)石混凝土保護(hù)層。1.8.3 樓梯做法（樓梯布置圖如圖1.8.3）圖1.8.3 樓梯布置圖因?yàn)槭枪ⅲ紤]到鋼樓梯會產(chǎn)生較大的噪音，影響人們的生活，所以

24、采用混凝土現(xiàn)澆兩跑樓梯。采用最常用的兩跑樓梯，每跑為11步，梯段寬為1350mm, 休息平臺1900mm,踏步踏面300mm,踢面150mm。構(gòu)造要求平臺梁下凈高大于等于2m,梯段下凈高大于等于2.2m,本工程樓梯設(shè)計(jì)滿足要求。另外考慮到防火，在每層樓梯的的出入口處均設(shè)置了防火門。1.9 材料選擇及節(jié)能設(shè)計(jì)1.9.1 梁柱材料梁柱均為熱軋h型鋼，具體截面通過計(jì)算得出。1.9.2 墻體材料外墻選用alc板，厚200mm;內(nèi)墻選用輕質(zhì)隔墻，厚200mm(考慮各房間之間的隔聲，所以取200厚)，蒸壓加氣混凝土（alc）板的導(dǎo)熱系數(shù)（含水率5%）為僅為混凝土的1/11,為磚砌體的1/7,是一種高效保溫

25、隔熱圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料，在確保必要的隔熱保溫性能的前提下，alc墻可比其它材料做成的墻體薄得多，通?？商岣呤褂妹娣e6%10%。1.9.3 樓梯材料 樓梯選用混凝土（考慮到該建筑為公寓，若采用鋼樓梯，人上下走動時(shí)，產(chǎn)生的噪音較大，不利于人休息）。1.9.4 樓（屋）板材料屋面、樓板均采用組合樓板，厚為100mm(壓型鋼板選用yx-51-250-750,板厚取0.8mm,展開寬度0.96m,荷載)，保溫層采用100厚膨脹珍珠巖，導(dǎo)熱系數(shù)為（很?。?，對屋面保溫很有利。1.10 門窗工程具體的門窗見表1.10.1：表1.10.1 門窗表1.11 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 伴隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，迅猛發(fā)展，目前我國鋼產(chǎn)

26、量已是世界第一。與之相適應(yīng)，我國鋼結(jié)構(gòu)也得到了飛速發(fā)展，特別是近20年，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、單層輕型門式鋼架、高層鋼結(jié)構(gòu)得到了廣泛應(yīng)用，多層民用鋼結(jié)構(gòu)也開始興起。鋼結(jié)構(gòu)是以鋼材為材料做成受力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)住宅以其自重輕，基礎(chǔ)造價(jià)低，適用于軟弱地基，安裝容易，施工快，周期短，投資回收快，施工污染少，抗震性能好（材料均勻，塑、韌性好）等綜合優(yōu)勢而受到各方重視。鋼結(jié)構(gòu)房屋的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個方面：(1) 強(qiáng)度高，質(zhì)量輕鋼結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度大，彈性模量高，因此構(gòu)件質(zhì)量輕且截面小，柱網(wǎng)布置靈活，使建筑平面能夠合理分隔，特別適用于跨度大、荷載大的構(gòu)件和結(jié)構(gòu)。鋼材的強(qiáng)度與密度的比值較混凝土和木材大得多，從而在同樣受

27、力條件下的鋼結(jié)構(gòu)自重輕。研究數(shù)據(jù)表明，多、高層鋼結(jié)構(gòu)自重一般為混凝土自重的1/23/5。再以構(gòu)件為例，同樣荷載和跨度條件下，鋼構(gòu)件的重量是混凝土構(gòu)建重量的1/41/3。結(jié)構(gòu)自重的降低，可以減小地震作用，進(jìn)而減小結(jié)構(gòu)內(nèi)力。此外，構(gòu)件輕巧便于運(yùn)輸和安裝。(2) 構(gòu)件截面小，有效空間大 由于鋼材強(qiáng)度高，截面小，所占空間也就小。以相同受力條件的簡支梁為例?；炷亮旱母叨韧ǔＪ强缍鹊?/101/8，而鋼梁約是1/161/12，如果鋼梁有足夠的側(cè)向支承，甚至可以達(dá)到1/20，有效增加了房屋的層間凈高。在梁高相同的條件下，鋼結(jié)構(gòu)的開間可以比混凝土結(jié)構(gòu)的開間大50%，能更好地滿足建筑上大開間、靈活分割的要求。

28、另外，多層民用建筑中的管道很多，如果采用鋼結(jié)構(gòu)，可在梁腹板上開洞以穿越管道，如果采用混凝土結(jié)構(gòu)，則不宜開洞，管道一般從梁下通過，從而要占用一定的空間。因此在樓層凈高相同的條件下，鋼結(jié)構(gòu)樓層高度要比混凝土的小，可以減小墻體高度，并節(jié)約室內(nèi)空調(diào)所需能源，減小房屋維護(hù)和使用費(fèi)用。鋼柱的截面面積占建筑面積的3%5%，而混凝土柱的截面積占建筑面積6%9%。由于梁柱截面小，避免了“粗柱笨梁”現(xiàn)象，室內(nèi)視覺開闊，美觀方便。(3) 制造簡單，施工周期短鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件多是成品或半成品，加工較簡單，并能使用機(jī)械操作；鋼構(gòu)件在工地拼接，多采用簡單、方便的焊接或螺栓連接；有時(shí)鋼構(gòu)件還可以在地面拼裝成較大單元后再進(jìn)行吊裝，

29、以降低高空作業(yè)量。另外，鋼結(jié)構(gòu)房屋一般采用壓型鋼板組合樓板，壓型鋼板可兼做施工時(shí)的模板和使用時(shí)的受拉鋼筋。(4) 節(jié)能，環(huán)保與傳統(tǒng)的砌體結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)屬于綠色建筑結(jié)構(gòu)體系。鋼結(jié)構(gòu)房屋的墻體多采用新型輕質(zhì)復(fù)合墻板或輕質(zhì)砌塊，如高性能alc板（輕質(zhì)加氣混凝土板），nalc板（配筋加氣混凝土板），復(fù)合夾心墻板，幕墻等。樓（屋）面多采用復(fù)合樓板，如壓型鋼板-混凝土組合樓板，輕鋼龍骨樓蓋等，符合建筑節(jié)能和環(huán)保的要求，可以達(dá)到節(jié)能50%的目標(biāo)，極大解決了我國相對人均短缺的能源。鋼結(jié)構(gòu)施工方式為干式施工，可避免混凝土濕式施工所造成的環(huán)境污染。另外，對于已建成的鋼結(jié)構(gòu)比較容易進(jìn)行改建和加固，用螺

30、栓連接的鋼結(jié)構(gòu)還可以根據(jù)需要進(jìn)行拆遷，有利于環(huán)境保護(hù)。第2章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1 工程概況及設(shè)計(jì)參數(shù)青島開發(fā)區(qū)擬建一幢五層鋼結(jié)構(gòu)青年公寓，建筑面積4000m2,擬建房屋所在地設(shè)計(jì)參數(shù)，抗震設(shè)防烈度為6度（只需進(jìn)行構(gòu)造抗震，不進(jìn)行地震作用計(jì)算），基本雪壓s0=0.20kn/m2，基本風(fēng)壓，地面粗糙度為b類。該多層鋼結(jié)構(gòu)建筑，采用純框架形式（框架應(yīng)雙向剛接），框架柱梁均采用熱軋h型鋼，選用q235鋼；梁與柱的節(jié)點(diǎn)連接采用剛接連接（栓焊混合連接），主梁與次梁的節(jié)點(diǎn)連接采用鉸接連接，柱腳采用剛接（外露式平板柱腳）；樓（屋）面采用壓型鋼板組合樓板；外墻體采用蒸壓輕質(zhì)加氣混凝土（alc）板，內(nèi)隔墻采用蒸壓粉煤

31、灰加氣混凝土砌塊。2.2 結(jié)構(gòu)布置及計(jì)算簡圖本工程平面為狹長形，且水平和豎向均為規(guī)則布置，沒有大的剛度突變，采用橫向框架承重方案，主梁沿橫向布置。查建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(gb50009-2001),樓面均布活載標(biāo)準(zhǔn)值為2.0kn/m2,陽臺為2.5 kn/m2,上人屋面為2.0kn/m2,雨篷為0.7kn/m2。2.2.1 計(jì)算單元根據(jù)結(jié)構(gòu)方案的特點(diǎn)（橫向框架承重），可取一榀典型橫向框架作為計(jì)算單元，這里取軸線框架進(jìn)行計(jì)算，取兩個柱距的1/2寬作為計(jì)算單元,如圖2.2.1： 圖2.2.1 平面結(jié)構(gòu)布置及計(jì)算單元選取2.2.2 構(gòu)件截面尺寸初選本工程的梁和柱子均采用q235鋼，材料性能應(yīng)滿足低合金高

32、強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼（gb/t1591）的要求。焊接材料與之相適應(yīng)，手工焊采用e43系列焊條，滿足低合金鋼焊條（gb/t5118）的要求。自動焊和半自動焊的焊絲應(yīng)滿足熔化焊用鋼絲（gb/t14957）的要求。2.2.2.1 梁截面初選本工程主次梁均優(yōu)先選用窄翼緣熱軋h型鋼（hn系列），初選截面可參考簡支梁的要求進(jìn)行調(diào)整，將截面高度減小些；框架柱優(yōu)先選用寬翼緣熱軋h型鋼（hw系列），以保證弱軸方向的抗彎能力。(1) 橫向框架梁查熱軋h型鋼和部分t型鋼（gb/t11263）,則選用hn396199711。(2) 縱向框架梁 查熱軋h型鋼和部分t型鋼（gb/t11263）,則選用hn34617469。(3)

33、次梁 查熱軋h型鋼和部分t型鋼（gb/t11263）,則選用hn2981495.58。2.2.2.2 框架柱截面初選 但因軸力n較大，取；查表可得截面回轉(zhuǎn)半徑近似值。 查熱軋h型鋼和部分t型鋼（gb/t11263）,則選用hw3443481016。2.2.2.3 組合樓蓋的初選根據(jù)組合樓板的構(gòu)造要求，壓型鋼板頂面以上的混凝土厚度不應(yīng)小于50mm,總厚度不應(yīng)小于90mm，取樓板厚度為100mm。 各構(gòu)件截面尺寸和特性見表2.2.1：表2.2.1 構(gòu)件截面尺寸及特性構(gòu)件類型截面尺寸hbtwtf(mm)截面積a(cm2)單位長度重量m（kn/m）ix(cm4)wx（cm3）ix(cm）iy(cm4)

34、wy(cm3）ix(cm）柱3443481016144.011.1305325451892.215.0311242646.18.84橫向框架 梁39619971171.410.560619023960.816.321446145.304.5縱向框架 梁3461746952.450.411710456604.414.1279190.93.88次梁2981495.5840.80.32035911396.712.0444259.303.292.2.2.4 梁、柱的計(jì)算跨(高)度 梁的跨度：取軸線間距，即邊跨梁為6.6m,中跨為2.4m; 底層柱高：設(shè)基礎(chǔ)底標(biāo)高-2.100m，基礎(chǔ)高度1.100m，則

35、底層柱高3.3+2.1-1.1=4.3m;其它層柱高：取層高，即為3.3m。2.2.3 框架計(jì)算簡圖框架在豎向荷載作用下，可忽略節(jié)點(diǎn)側(cè)移，按剛性方案設(shè)計(jì)。在水平荷載作用下，不能忽略節(jié)點(diǎn)側(cè)移，按彈性方案設(shè)計(jì)。相對線剛度計(jì)算如下（考慮組合效應(yīng)，鋼梁兩側(cè)有樓板時(shí)取1.5ib,一側(cè)有樓板時(shí)取1.2ib）:底層柱線剛度：其它層柱線剛度：邊跨梁線剛度：中跨梁線剛度:設(shè)，則。計(jì)算簡圖如圖2.2.2：圖2.2.2 框架計(jì)算簡圖2.3 荷載計(jì)算及其內(nèi)力分析2.3.1 荷載計(jì)算2.3.1.1 恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值樓面：0.8mm厚壓型鋼板 0.12kn/m2100mm厚c20鋼筋混凝土板 0.1025=2.50kn/m2

36、20mm厚1：2水泥砂漿找平層 0.0220=0.40kn/m23mm厚t910地磚 19.800.003=0.06kn/m2吊頂及吊掛荷載 0.30kn/m2合計(jì) 3.38kn/m2屋面：0.8mm厚壓型鋼板 0.12kn/m2100mm厚c25鋼筋混凝土板 0.1025=2.50kn/m240mm厚c20防水細(xì)石混凝土 0.0425=1.00 kn/m220mm厚1：3 水泥砂漿找平層 0.0220=0.40kn/m2100mm厚膨脹珍珠巖保溫層 0.102.5=0.25kn/m230mm厚水泥砂漿 0.0320=0.60kn/m24mm厚改性瀝青防水（三氈四油） 0.05kn/m220m

37、m1:3水泥砂漿（上人屋面的保護(hù)層） 0.0220=0.40kn/m2吊頂及吊掛荷載 0.30kn/m2合計(jì) 5.62kn/m2內(nèi)墻：200mm厚蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊 0.25.5=1.10kn/m28mm厚水泥砂漿找平層 0.08202=0.32kn/m28mm厚1：1：6水泥石膏砂漿 0.08142=0.22kn/m25mm厚1：0.3：3水泥石膏砂漿 0.05142=0.14kn/m2合計(jì) 1.78kn/m2內(nèi)墻自重（偏于安全的取3300mm高） 1.783.3=5.88kn/m外墻：200mm厚蒸壓輕質(zhì)加氣混凝土（alc）板 0.26.5=1.30kn/m2外墻面做法：丙乳密封液一

38、層5mm厚聚合物防水砂漿打底 0.00520=0.10kn/m23mm厚t920瓷磚 0.00319.8=0.06kn/m2內(nèi)墻面做法：丙乳密封液一層批膩?zhàn)油苛虾嫌?jì) 1.46kn/m2外墻自重 1.463.3=4.82kn/m女兒墻：高度1000mm,自重 1.461=1.46kn/m構(gòu)件自重：橫向框架梁自重（邊跨） 0.56kn/m （中跨） 0.56kn/m縱向框架梁自重 0.42kn/m次梁自重 0.32kn/m框架柱自重 1.13kn/m2.3.1.2 活載標(biāo)準(zhǔn)值樓面 2.0kn/m2陽臺 2.5kn/m2上人屋面 2.0kn/m2雨篷 0.7kn/m22.3.1.3 風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值（按5

39、0年一遇取青島地區(qū)值）基本風(fēng)壓 0.6kn/m2風(fēng)載體型系數(shù)查建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(gb50009-2001)，表7.3.1項(xiàng)5取。2.3.1.4 雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值基本雪壓 0.20kn/m2準(zhǔn)永久分區(qū)為,準(zhǔn)永久系數(shù)為0.2。雪荷載不與活荷載同時(shí)組合，取其中最不利組合。本工程雪荷載較小，荷載組合時(shí)直接取活荷載進(jìn)行組合，而不考慮與雪荷載的組合。2.3.1.5 地震作用本工程抗震設(shè)防烈度為6度（0.05g）,設(shè)計(jì)地震分組為第二組，在計(jì)算中不考慮地震作用，僅從構(gòu)造上予以考慮。2.3.2 荷載作用分布圖根據(jù)以上荷載情況和結(jié)構(gòu)布置，荷載按下面原則取值：次梁承擔(dān)由屋面板、樓面板傳來的荷載形式為矩形，橫向框架主梁承

40、擔(dān)由次梁傳來的荷載為集中荷載，梁的自重和梁上的墻體荷載按均布荷載加在梁上，外墻荷載按集中荷載加在梁柱節(jié)點(diǎn)處。2.3.2.1 一榀框架恒載計(jì)算簡圖 cl01上有衛(wèi)生間隔墻，次梁搭在主梁兩端，將次梁視為簡支梁，模型如圖2.3.1：圖2.3.1 次梁（cl01）計(jì)算簡圖框架中各層恒荷載作用分布圖如圖2.3.2：圖2.3.2 恒載作用分布圖(kn)2.3.2.2 一榀框架活載計(jì)算簡圖 框架各層活載作用分布圖如圖2.3.3：圖2.3.3 活載作用分布圖（kn）2.3.2.3 一榀框架風(fēng)載計(jì)算簡圖基本風(fēng)壓值： 值：由于建筑物總高h(yuǎn)不超過30m,所以取=1.0。 查荷載規(guī)范得值：迎風(fēng)面背風(fēng)面所以取。查表，具

41、體值見表2.3.1。為簡化計(jì)算，將矩形分布的風(fēng)荷載折算成節(jié)點(diǎn)集中力。表中的，分別為下柱、上柱的高度（頂層取女兒墻高的兩倍），為風(fēng)荷載的線荷載標(biāo)準(zhǔn)值。表2.3.1 風(fēng)荷載計(jì)算表 框架各層風(fēng)荷載作用分布圖如圖2.3.4：圖2.3.4 風(fēng)荷載作用下荷載分布圖(kn)2.3.3 荷載內(nèi)力分析2.3.3.1 節(jié)點(diǎn)分配系數(shù)的計(jì)算頂層分配系數(shù)計(jì)算過程如下（其他層計(jì)算方法相同，見表2.3.2）節(jié)點(diǎn)a:節(jié)點(diǎn)b: 表2.3.2 節(jié)點(diǎn)分配系數(shù)計(jì)算表節(jié)點(diǎn)a各桿端分配系數(shù)節(jié)點(diǎn)b各桿端分配系數(shù)頂層a5b50.22b5a50.14a5a40.78b5c50.38b5b40.48標(biāo)準(zhǔn)層a4b40.12b4a40.10a4a3

42、0.44b4b30.32a4a50.44b4b50.32b4c40.26底層a1b10.14b1a10.10a1a20.49b1c10.28a1a00.37b1b00.27b1b20.352.3.3.2 恒載作用下內(nèi)力分析(1) 恒載下固端彎矩計(jì)算頂層梁a5b5固端彎矩計(jì)算如下（計(jì)算簡圖如圖2.3.5）：圖2.3.5 梁a5b5固端彎矩計(jì)算簡圖b5c5:底層及標(biāo)準(zhǔn)層邊跨框架梁固端彎矩計(jì)算如下（計(jì)算簡圖如圖2.3.6）：圖2.3.6 梁a4b4固端彎矩計(jì)算簡圖底層及標(biāo)準(zhǔn)層中跨框架梁固端彎矩計(jì)算如下：(2) 恒載作用下內(nèi)力計(jì)算及內(nèi)力圖恒載作用下內(nèi)力計(jì)算采用力矩二次分配法，由結(jié)構(gòu)和恒荷載的對稱性，可

43、取對稱進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算過程如圖2.3.7：恒載彎矩、剪力、軸力圖分別如圖2.3.8(a)、圖2.3.8(b)、圖2.3.8(c)：2.3.3.3 活載作用下內(nèi)力分析 框架在樓、屋面活載作用下采用滿布荷載法，其內(nèi)力計(jì)算方法與恒載相同。(1) 活載作用下固端彎矩計(jì)算活載作用下固端彎矩計(jì)算方法與恒載相同，采用疊加法。固端彎矩計(jì)算見表2.3.3：表2.3.3 活載固端彎矩計(jì)算表邊跨框架梁中跨框架梁頂層0底層及標(biāo)準(zhǔn)層0(2) 活載作用下內(nèi)力計(jì)算及內(nèi)力圖其內(nèi)力計(jì)算也采用二次分配法，內(nèi)力計(jì)算過程如圖2.3.9，彎矩圖、剪力圖、軸力圖分別如圖2.3.10(a)、圖2.3.10(b)、圖2.3.10(c)：上柱下

44、柱右梁 左梁上柱下柱右梁0.00 0.78 0.22 0.14 0.00 0.48 0.38 -102.48 102.48 -0.27 0.00 79.93 22.55 -14.31 0.00 -49.06 -38.84 21.55 -7.15 11.27 -17.74 19.42 -11.23 -3.17 -1.81 -6.22 -4.92 90.26 -90.26 97.63 -73.02 -24.61 0.44 0.44 0.12 0.10 0.32 0.32 0.26 -97.97 111.12 -0.27 43.11 43.11 11.76 -11.09 -35.47 -35.47

45、-28.82 39.97 21.55 -5.54 5.88 -24.53 -17.74 14.41 -24.63 -24.63 -6.72 2.20 7.03 7.03 5.71 58.44 40.03 -98.47 108.11 -52.97 -46.18 -8.97 0.44 0.44 0.12 0.10 0.32 0.32 0.26 -97.97 111.12 -0.27 43.11 43.11 11.76 -11.09 -35.47 -35.47 -28.82 21.55 21.55 -5.54 5.88 -17.74 -17.74 14.41 -16.53 -16.53 -4.51

46、1.52 4.86 4.86 3.95 48.13 48.13 -96.26 107.43 -48.35 -48.35 -10.73 0.44 0.44 0.12 0.10 0.32 0.32 0.26 -97.97 111.12 -0.27 43.11 43.11 11.76 -11.09 -35.47 -35.47 -28.82 21.55 24.00 -5.54 5.88 -17.74 -19.40 14.41 -17.61 -17.61 -4.80 1.68 5.39 5.39 4.38 47.05 49.50 -96.56 107.60 -47.82 -49.48 -10.30 0.49 0.37 0.14 0.10 0.35 0.27 0.28 -97.97 111.12 -0.27 48.01 36.25 13.72 -11.09 -38.80 -29.93 -31.04 21.55 -5.54 6.86 -17.74 15.52 -7.85 -5.92 -2.24 -0.46 -1.62 -1.25 -1.30 61.71 30.32 -92.04 106.43 -58.1