某高校学生宿舍楼设计设计(1).doc

精选资料某高校学生宿舍楼设计引言现今社会高层建筑得到广泛的应用。建造高层建筑可以获得更多的建筑面积，这样可以部分解决城市用地紧张和地价高涨的问题；建造高层建筑能够提供更多的休闲地面，将这些休闲地面用作绿化和休息场地，有利于美化环境，并带来更充足的日照、采光和通风效果；从城市建设和管理的角度来看，建筑物向高空延伸，可以缩小城市的平面规模等等这些高层建筑的优点使其应用广泛。高层建筑采用的结构可分为钢筋混凝土结构、钢结构、钢-钢筋混凝土组合结构等类型。根据不同结构类型的特点，正确选用材料，就成为经济合理地建造高层建筑的一个重要方面。经过结构论证以及设计任务书等实际情况，以及本建筑自身的特点，决定采用钢筋混凝土结构。第一章 绪论框架结构体系一般用于钢结构和钢筋混凝土结构中，由梁和柱通过节点构成承载结构，框架形式可灵活布置建筑空间，使用较方便。本建筑的高宽比H/B小于5，抗震设防烈度6度，所以选用框架结构体系。但是随着建筑高度的增加，水平作用使得框架底部梁柱构件的弯矩和剪力显著增加，从而导致梁柱截面尺寸和配筋量增加，到一定程度，将给建筑平面布置和空间处理带来困难，影响建筑空间的正常使用，在材料用量和造价方面也趋于不合理。因此在使用上层数受到限制。框架结构抗侧刚度较小，在水平力作用下将产生较大的侧向位移。由于框架构件截面较小，抗侧刚度较小，在地震下结构整体位移都较大，容易发生震害。此外，非结构性破坏如填充墙、建筑装修和设备管道等破坏较严重。因而其主要适用于非抗震区和层数较少的建筑。第二章 设计的基本要求和做法建筑设计在整个工程设计中起着主导和先行的作用，还应考虑建筑与结构，建筑与各种设备等相关技术的综合协调，以及如何以更少的材料，劳动力，投资和时间来实现各种要求，使建筑物做到适用，经济，坚固，美观，这要求建筑师认真学习和贯彻建筑方针政策，正确学习掌握建筑标准，同时要具有广泛的科学技术知识。设计是在规划的前提下，根据任务书的要求综合考虑基地环境，使用功能，结构施工，材料设备，建筑经济及建筑艺术等问题。着重解决建筑物内部各种使用功能和使用空间的合理安排，建筑与周围环境，与各种外部条件的协调配合，内部和外表的艺术效果。各个细部的构造方式等。创造出既符合科学性又具有艺术的生产和生活环境。建筑设计包括总体设计和个体设计两部分。2.1 自然条件2.1.1 气象条件建设地区的温度、湿度、日照、雨雪、风向、风速等是建筑设计的重要依据，例如：炎热地区的建筑应考虑隔热、通风、遮阳、建筑处理较为开敞；在确定建筑物间距及朝向时，应考虑当地日照情况及主要风向等因素。2.1.2 地形、地质及地震烈度基地的地形，地质及地震烈度直接影响到房屋的平面组织结构选型、建筑构造处理及建筑体型设计等。地震烈度，表示当发生地震时，地面及建筑物遭受破坏的程度。烈度在6度以下时，地震对建筑物影响较小，一般可不考虑抗震措施，9度以上地区，地震破坏力很大，一般应尺量避免在该地区建筑房屋，建筑物抗震设防的重点时7、8、9度地震烈度的地区。2.1.3 水文水文条件是指地下水位的高低及地下水的性质，直接影响到建筑物基础及地下室。一般应根据地下水位的高低及底下水位性质确定是否在该地区建筑房屋或采用相应的防水和防腐措施。2.2 技术要求设计标准化是实现建筑工业化的前提。因为只有设计标准化，做到构件定型化，使构配件规格，类型少，才有利于大规模采用工厂生产及施工的机械化，从而提高建筑工业化的水平。除此以外，建筑设计应遵照国家制定的标准，规范以及各地或各部门颁发的标准执行。如：建筑放火规范，采光设计标准，住宅设计规范等。2.3 建筑设计的深度根据国家城乡建设环境保护部门批准试行的建筑设计文件缩制深度的规定，现将有关建筑施工图设计文件的编制深度简述如下：2.3.1 图纸目录先列新绘制的图纸，后列选用的标准图或重复利用图。2.3.2 首页（包括设计说明） 施工图设计依据。 本3项的相对标高与总图绝对标高的关系。 本3项的设计规模和建筑面积。 用料说明：室外用料作法，如基础以上的墙体的砖标号，砂浆标号，墙身防潮层，地下室防水，屋面，外墙、勒脚、散水、台阶、斜坡等作法，可用文字说明或部分文字说明，部分直接在图上引注或加注索引号。 特殊要求的作法说明（如屏蔽、放火、防辐射、防尘、防震、防腐蚀、防爆等）。 对采用新技术、新材料的作法说明。 门窗表。2.3.3 平面图 纵、横墙，柱、墩，内外门窗位置及编号，门的开启方向，房间名称或编号。轴线编号等。 柱距（开间）、跨度（进深）尺寸、墙身厚度、柱、墩宽、深和轴线关系尺寸。 轴线间尺寸，门窗洞口尺寸，分段尺寸，外包尺寸。 伸缩缝、沉降缝、抗震缝等位置尺寸。 卫生器具、水池、台、橱、柜、隔断位置。 电梯、楼梯位置及楼梯上下方向示意及主要尺寸。 地坑、地沟、各种平台、人孔、墙上留洞位置尺寸与标高，重要设备位置尺寸与标高等。阳台、雨蓬、踏步、斜坡、散水、通气竖管、管线、竖井 、垃圾道，消防梯，雨水管位置及尺寸。室内外地面标高，设计标高、楼层标高（地层地面为0.000）。剖切线及编号（一般只注在底层平面）。有关平面墙上节点祥图或祥图索引号。指北针（画在底层平面，尽量取上北下南）。平面图尺寸和轴线。如系对称平面可省略重复部分尺寸，楼层平面除开间跨度等主要尺寸及轴线号外与底层相同的尺寸可省略。楼层标准层可共用亦平面，但需注明层次及标高。根据工程性质及复杂程度，可绘制夹层平面图、高窗平面图、平顶、留洞等局部放大平面图。建筑平面图长度较大，可采用分段绘制，并在每各分段平面的右侧绘出整个建筑外轮廓的缩小平面，表示出该段所在部位。屋面平面图可适当缩小比例绘制，一般内容有：墙、檐口、檐沟、坡向、坡度、落水口、屋脊（分水线）、变形缝、楼梯间、水箱间、电梯间、天窗、屋面上人孔、室外消防楼梯及其它构筑物、祥图索引号等。2.3.4 立面图各个方向的立面应绘全，但差异极小，不难推定的立面可以省略，对于内部院落的局部立面，也可附带在相关剖面图上表示，图剖面图未能完全表示时，则需要单独绘出。 建筑物两端及分段轴线编号。 女儿墙顶、檐口、柱、伸缩缝、沉降缝、抗震缝、室外扶梯和消防梯、阳台、栏杆、台阶、踏步、花台、雨蓬、线条、勒脚、洞口、门、窗、门口、雨水管、其他装饰构件和粉刷分格线示意图等；外墙的留洞应注尺寸与标高（宽高深及关系尺寸）。 门窗可适当典型示范一些具体形式与分格。在平面图上表示不出的窗编号，应在立面图上标注，平、剖面图未表示出来的窗台高度，应在立面图上分别注明。 各部分构造、装饰节点祥图索引、用料名称或符号。2.3.5 剖面图剖面图应选在有楼梯、层高不同、层数不同、内外空间比较复杂，最有代表型的部位，必须充分表达清楚。如局部情况有不同，可绘制局部剖面。 墙、柱、轴线、轴线编号，并标注其间距尺寸。 室外地面，地层地（楼）面、地坑、地沟、各层楼板、平顶、屋架、屋顶、出屋顶烟囱、天窗、挡风板、消防梯、檐口、女儿墙、门窗、吊车、吊车架、走道板、梁、铁轨、楼梯、台阶、坡道、散水、防潮层、平台、阳台、雨蓬、留洞、墙裙、踢脚板、雨水管及其他装修等能见的内容。 高度尺寸。外部尺寸门、窗、洞口（包括洞口上顶和窗台）高度、层间高度、总高度（室外地面至檐口或女儿墙顶）。内部尺寸地坑深度、隔断、留洞口、平台，墙裙等。 标高。底层地面标高（0.000）、以上各层楼面平台标高、屋面檐口、女儿墙顶、烟囱顶标高、高出屋面的水箱间、楼梯间、电梯机房顶部标高、室外地面标高、底层以下地下各层标高。 节点构造祥图索引号。2.3.6 地沟平面图 供水、暖、电气管线的地沟比较简单、内容较少、不致影响建筑平面图的清晰程度时可附带绘于建筑平面图上，否则必须单独绘制地沟平面图。 描绘建筑平面的墙柱、门洞、主要轴线、轴线编号。 地沟祥图需注明沟体平面内净宽度、沟底标高、坡度、坡向。采用通用图节点时，需标注索引号，若地沟盖板型号较多者，应做地沟盖板及过梁统计明细表。2.3.7 详图当上列图纸对有些布局构造、艺术装饰处理未能表示清楚时。应分别绘制祥图。祥图应构造合理，用料作法相宜，位置尺寸准确，交代清楚，方便施工，并编号注明比例，注意与祥图索引号一致，需要时，对特殊节点绘1：1祥图。2.4 建筑构造2.4.1 基础A 基础的定义在建筑工程中，建筑物与土层直接接触的部分称为基础；支撑建筑物重量的土层叫地基。基础是建筑物的组成部分，它承受者建筑物的全部荷载，并将它们传给地基，而地基则不是建筑物的一部分，它只是承受建筑物荷载的土壤层。B 基础的埋深室外设计地面至基础底面的垂直距离称为基础的埋置深度，简称基础的埋深。建筑物上部结构荷载的大小，地基土质好坏地下水位的高低，以及土壤冰冻深度等均影响基础的埋深。一般要求基础埋置深度的不同，有深基础，浅基础荷部埋基础之分。C 桩基础的适用范围a 天然地基土质软弱 若遇天然地基土质软弱，设计天然地基浅基础部满足地基强度或变形的要求，或采用人工加固处理地基不经济或时间不允许时，则可以 采用桩基础。b 高层建筑高层建筑：尤其超高层建筑设计的一个重要问题是，必须满足地基基础稳定性要求。在地震区，基础埋置深度d(不应小于建筑物高度的1/16，采用浅基础，难以满足要求，只能用桩基础。2.4.2 墙 根据墙体平面上所处位置的不同，有内墙和外墙之分，外墙又称围护墙，内墙主要是分隔；内墙主要是分隔房间之用；凡沿建筑物段轴方向布置的墙称为横墙，横向外墙称山墙，沿建筑物长轴方向布置的墙称为纵墙，纵墙有内纵墙和外纵墙之分；在一片墙上，窗与窗或窗与门之间的墙称为窗间墙；窗间下部的墙称为下墙又称窗肚墙。非承重的隔墙的内墙通常称为隔墙，主要功能是分隔房间。作为隔墙，要求也具有自重轻，隔声及放火等性能。砌块隔墙常采用粉煤灰及硅酸盐，加气混凝土，混凝土或水泥煤渣空心砌块等砌筑。墙厚由砌块尺寸而定，由于墙体稳定性较差，亦需对墙身进行加固处理，通常沿墙身竖向和横向配以钢筋。2.4.3 墙面装修本工程采用水刷石饰面。构造及材料配合比:1、15厚1：3水泥砂浆打成，2、10厚1：1、21、4水泥石渣抹面。主要特点及操作要点：材料质感粗，耐久性号，装饰效果佳。施工时，面层用铁抹子压平，待到七成干燥时，用棕刷子粘水洗去表面的水泥浆，使石渣外露骨3左右。注：当面层用白水泥，并加入水泥量5%的颜色后，即成彩色水刷石。2.4.4 楼板层与地面楼板层是多层建筑楼层间的水平分隔构件，它一方面承受着楼板层上的全部静、活荷载，并将这些荷载连同自重传给墙或柱；另一方面还对墙体起着水平支撑作用。帮助墙体抵抗由于风或地震等所产生的水平力，以增强建筑物的整体刚度。作为楼板层，还应未人们提供一个美好而舒适的环境，此外，建筑物重的各种水平设备官线，也都安装载楼板层内。2.4.4.1 楼板层的设计要求为了保证楼板层的结构安全和正常使用，楼板层的设计有如下要求：从结构上考虑，楼板层必须具有足够的强度，以确保安全；同时，还应有足够的刚度，使其在荷载作用下的弯曲挠度不超过许可范围。刚度以挠度来控制，通常现浇混凝土的挠度F240mm故框架梁初选截面尺寸为L1,L2,L3：bh=250mm600mm次梁L4挑梁L5可取:bh=250mm400mm变截面梁L6可取：b（hH）=250mm（400mm600mm）框架柱:3300=220mm165mm ，b=(12/3)h 取b=h 按轴力估算: AD列柱:No=618.36m2(1014)KN/m2=1101.6KN1542.24KN BC列柱:No=617.28m2(1014)KN/m2=1036.8KN1451.52KN 按轴压比验算:此建筑抗震等级为二级，=0.8 选C30型混凝土 =14.3 N=(1.21.4)No A、D列柱： BC列柱： 故初选柱截面尺寸为：AD列柱： bh=450mm450mmBC列柱： bh=450mm450mm 3.2.2结构计算简图:.三个假设：平面结构假定：认为每一方向的水平力只由该方向的抗侧力结构承担，垂直于该方向的抗侧力结构不受力；楼板在自身平面内在水平荷载作用下，框架之间不产生相对位移；不考虑水平荷载作用下的扭转作用。.计算简图:根据结构平面布置图,选定轴线作为计算单元. 如图2所示：图2 框架计算单元3.2.3 柱高底层柱高度h=3.3m+0.60m+0.5m=4.4m，其中3.3m为底层高，0.60m为室内外高差，0.5m为基础顶面至室外地坪的高度。其他层柱高等于层高，即为3.3m。由此得框架计算简图及柱编号如图3所示：图3 框架计算简图及柱编号3.3 荷载计算3.3.1 屋面均布恒载：按屋面做法逐项计算均布荷载： 10厚1：2.5水泥砂浆结合层 0.20 kN/高聚无改性沥青，防水卷材 0.40 kN/基层处理剂 0.05 kN/10厚1：3水泥砂浆找平层 0.20 kN/1：8水泥膨胀珍珠岩找2%坡 1.13 kN/60厚聚苯乙烯泡沫塑料板 0.6 kN/120厚现浇钢筋混凝土板 3.0 kN/ 20厚板底抹灰 0.40 kN/5.98kN/ 屋面正投影面积：（19.8+1.44）（43.2+1.44）=948.15。屋面恒载标准值： 948.155.98=5669.94kN。3.3.2 楼面均布恒载按楼面做法逐项计算:8-10厚地面瓷砖 0.2 kN/30厚1：3干硬性水泥砂浆结合层； 0.6 kN/ 素水泥一道 0.1kN/120厚现浇钢筋混凝土板 3.00kN/20厚板底抹灰 0.40kN/ 4.30kN/楼面正投影面积：19.843.2=855.36。楼面恒载标准值：855.364.30=3678.05kN 。3.3.3 屋面均布活载对于非上人屋面，取均布活载为0.5kN/。 屋面均布活载标准值为：948.150.5=474.08kN。3.3.4 楼面均布活载：楼面均布活载对于宿舍、走廊、楼梯均为2.0kN/。楼面均布活载标准值为： 855.362.0=1710.72kN。3.3.5 梁柱自重（包括梁侧、梁底、柱抹灰重量）梁侧、梁底抹灰，柱四周抹灰，近似按加大梁宽及柱宽计算来考虑，计算见表1。表1 梁柱自重 梁（柱）编号截面bh（）长度l （）根数每根重量（kN）L10.250.606.5426(0.25+0.04)0.606.54 25=2 8.45L20.250.602.1613(0.25+0.04)0.602.16 25=9.40L30.250.603.1548(0.25+0.04)0.603.15 25=13.70L4，L50.250.403.3646(0.25+0.04)0.403.36 25=9.74L60.25（0.40.6）1.2626(0.4+0.6)1.26/2(0.25+0.04)25=4.57Z10.450.454.4052(0.45+0.04)(0.45+0.04)4.2525=25.51Z20.450.453.3052(0.45+0.04)(0.45+0.04)3.3025=19.813.3.6 墙体自重：墙为240厚和120厚，采用粉煤灰轻质砌块，两面抹灰，近似按加厚墙体考虑抹灰重量。240厚墙单位面积上墙体重量为： （0.24+0.04）8=2.24kN/120厚墙单位面积上墙体重量为： （0.12+0.04）8=1.28kN/墙体自重计算见表2。表2 墙体自重墙体总面积（m2）总重量（kN）底层纵墙574.57（240厚）125.50（120厚）1447.68底层横墙221.16（240厚）163.86（120厚）545.11其他层纵墙574.57（240厚）125.50（120厚）1447.68其他层横墙229.74（240厚）163.86（120厚）598.413.3.7 门窗自重 表3 门窗自重门窗类型总面积（）重量（kN/）总重量（kN）底层木门102.280.2121.48铝合门窗147.960.1522.19其他层木门102.280.2121.48铝合门窗155.160.1523.273.4风荷载作用下横向框架的内力分析3.4.1 横梁线刚度：采用混凝土C30， =3.0107kN/在框架结构中现浇板的楼面，可以作为梁的有效翼缘，增大梁的有效刚度，减少框架侧移。考虑这一有利作用，计算梁截面惯性矩时，取=2.0，挑梁刚度为0。横梁线刚度计算结果见表4。表4 横梁线刚度 梁号截面（）跨度（m）惯性矩（m4）梁=（m4）（kNm）L10.250.607.204.5010-39.0010-33.75104L20.250.602.404.5010-39.0010-311.25104L30.250.603.604.5010-39.0010-37.50104L4L50.250.43.601.3310-32.6710-32.221043.4.2横向框架柱的侧移刚度D值柱线刚度列于表5，横向框架柱侧移刚度D值计算列于表6。表5 柱线刚度 柱号Z截面（）柱高度H（m）惯性矩线刚度（m4）（kNm）Z10.450.454.403.4210-32.33104Z20.450.453.303.4210-33.11104 表6 横向框架柱侧移刚度D值计算项目 柱类型层 根数底层边柱0.584843426中柱0.8221187126400732二三四五六层边柱0.3771292026中柱0.70724229267227603.4.3风荷载标准值计算风压标准值计算公式为：k=ZSZ0 本地区基本风压为：0=0.40kN/m2地面粗糙类别为B类； 表7层次123456Hi（第i层距离室外地面的高度）5.08.311.614.918.221.5表8离地面高度（m）z5.08.311.614.918.221.5风压高度变化系数Z1.001.001.141.141.141.25因为结构高度H=21.530m,故取Z=1.0, S=1.3 表9z（m）5.08.311.614.918.221.5k（kN/m2）0.520.520.590.590.590.65转化为集中荷载（受荷面与计算单元同）6层： FW6K=3.631.1030.65+3.633.3/230.59=6.08kN5层： FW5K=3.633.330.59=7.01kN4层： FW4K=3.633.330.59=7.01kN3层： FW3K=3.633.33（0.59+0.52）/2=6.59kN2层： FW2K=3.633.330.52=6.18kN1层： FW1K=3.634.430.52=8.24kN（如图4所示）图4 风荷载作用图3.4.4风荷载作用下的内力分析采用D值法，其计算结果如下：6.08kN=0.377D=74306=0.707D=12920D=24229V6=6.08kNV6=6.08kNVA6=DV6/D=1.06kNVB6=1.98kN7.01kN=0.377=0.707D=12920D=24229V5=13.09kNV5=13.09kNVA5=2.28kNVB5=4.27kN7.01kN=0.377=0.707D=12920D=24229V4=20.10kNV4=20.10kNVA4=3.49kNVB4=6.55kN6.59kN=0.377=0.707D=12920D=24229V3=26.69kNV3=26.69kNVA3=4.64kNVB3=8.70kN6.18kN=0.377=0.707D=12920D=24229V2=32.87kNV2=32.87kNVA2=5.72kNVB2=10.72kN6.24kN=0.584D=25428=0.822D=8434D=11871V1=39.11kNV1=39.11kNVA=12.98kNVB=18.26kN AB 3.4.5风荷载作用下框架的内力计算风荷载作用下的弯矩，剪力和轴力图如图5，6，7所示。层次层高hi(m)层间剪力Vi(kN)层间刚度D (kN/m)B轴柱（边柱）Dim(kN/m)Vim(kN)yi(m)M上(kNm)M下(kNm)63.36.0874306129201.061.210.362.241.2653.313.0974306129202.281.210.414.443.0843.320.1074306129203.491.210.456.335.1833.326.6974306129204.641.210.468.277.0423.332.8774306129205.721.210.509.449.4414.439.1125428843412.981.610.6221.7035.41表10风荷载作用下柱端弯矩计算（B） 注：表中yi = y0+y1+y2+y 3； Vim= ViDi/D； M下= Vim yihi； M上= Vim( 1-yi )hi0层次层高hi(m)层间剪力Vi(kN)层间刚度D (kN/m)D轴柱（中柱）Di(kN/m)Vim (kN)yi(m)M上(kNm)M下(kNm)63.36.0874306242291.984.820.453.592.9453.313.0974306242294.274.820.507.057.0543.320.1074306242296.554.820.5010.8110.8133.326.6974306242298.704.820.5014.3614.3623.332.87743062422910.724.820.5017.6917.6914.439.11254281187118.266.4