六层高档住宅楼建筑结构方案设计-论文说明书

毕业论文中文题目：六层高档住宅楼建筑结构方案设计分部：学习中心：年级：学号：姓名：指导教师：论文完成日期:2024年12月目录摘要 1一、绪论 2二、结构方案设计 2（一）MACROBUTTONNoMacro2级标题平面设计 2（二）MACROBUTTONNoMacro2级标题平面组合设计 4（三）剖面设计 4（四）立面设计 4二、水平地震作用下的框架内力分析 摘要本着设计富有正气和时代气息的原则，注重创新和应用，综合考虑使用功能、结构施工、材料设备、经济艺术因素。本文主要以六层高档住宅楼建筑结构形式为现浇钢筋混凝土框架结构进行设计。从设计原则到具体结构形式、平面设计、组合设计、剖面设计、立面设计以及框架内力分析等方面进行了全面而深入的分析和探讨。该文件不仅注重理论知识的运用，还充分考虑了实际工程中的各种因素，为类似住宅楼建筑结构方案设计提供了有益的参考和借鉴。关键词：结构设计；建筑设计；力学分析

六层高档住宅楼建筑结构方案设计一、绪论随着全球房产业的深度融合与协同发展，住宅楼设计领域不断创新，更加注重实用性与艺术性的结合。本方案旨在设计一座现代化气息浓郁的住宅楼，兼顾科学性与艺术效果，满足现代住宅的多元化需求。本着设计富有正气和时代气息的原则，我们在现有的自然环境与总体规划框架下，根据设计任务书的要求，综合考虑使用功能、结构施工、材料设备、经济艺术等多方面因素。着重解决建筑内部使用功能和使用空间的合理安排，同时注重内部和外表的艺术效果，以及各个细部的构造方式。目标是创造出既符合科学性，又具备艺术感的住宅环境，实现建筑物适用、经济、坚固、美观的综合要求。在满足基本功能的基础上，该建筑还体现了现代化特色，适应现代化的住宅需求，并严格满足消防、抗震等安全要求。本方案采用框架结构体系，其优点显著是平面布置灵活：框架结构能够获得较大的使用空间，适应不同的房屋造型，满足多样化的使用需求。立面处理容易：建筑立面设计更加自由，能够创造出丰富的视觉效果。结构性能优越：框架结构属于柔性结构，自振周期较长，地震反应较小。经过合理的结构设计，可以展现出良好的延性性能，提高建筑的抗震能力。本次设计的建筑共六层，首层为商店，便于商业活动；上面五层为住宅，满足居民生活需求。框架结构由梁、柱、节点及基础组成，形成一个稳定的承重体系，将荷载有效传递至基础。注重建筑整体空间组合的效果，紧密联系建筑剖面和立面，分析剖面、立面的可能性和合理性。充分考虑房间的面积、形状、尺寸以及门窗的大小和位置，满足室内使用活动和设备合理布置的要求。同时，注重交通联系部分的设计，确保交通线路简捷明确，联系通行方便，满足紧急疏散时的迅速安全需求。二、结构方案设计（一）平面设计建筑平面是表示建筑物在水平方向房屋各部分的组合关系。由于建筑平面通常较为集中反映建筑功能方面的问题，一些剖面关系比较简单的民用建筑，它们的平面布置基本上能够反映空间组合的主要内容，因此，首先从建筑平面设计入手。但在平面设计中，我依旧从建筑整体空间组合的效果来考虑，紧密联系建筑剖面和立面，分析剖面、立面的可能性和合理性，不断调整修改平面，反复深入。也就是说，虽然我从平面设计入手，但是着手于建筑空间的组合。建筑平面设计包括使用部分平面设计和交通联系部分设计。建筑平面中各个使用房间和辅助房间，是建筑平面组合的基本单元。本设计在使用平面设计中充分考虑了以下几点：注意了房间的面积、形状和尺寸满足室内使用活动和设备合理布置的要求；门窗的大小和位置考虑了房间的出入方便，疏散安全，采风通风良好；房间的构成注意使结构布置合理，施工方便，也要有利于房间之间的组合，所用材料应符合相应的建筑标准；室内空间，以及屋檐、地面、各个墙面和构件细部，应考虑人们的使用和审美要求。对于辅助房间的平面设计，通常根据建筑物的使用特点和使用人数的多少，先确定所需设备的个数，根据计算所得的设备数量，考虑在整幢建筑中辅助房间的分布情况，最后在建筑平面组合中，根据整幢房屋的使用要求适当调整并确定这些辅助房间的面积、平面形式和尺寸。交通联系部分是把各个房间以及室内交通合理协调起来，同时又要考虑到使用房间和辅助房间的用途，减少交通干扰。楼梯是垂直交通联系部分，是各个楼层疏散的必经之路，同时又要考虑到建筑防火要求，本建筑每单元采用一个梁式双跑楼梯。本设计中交通联系部分设计能满足下列要求：交通线路简捷明确，联系通行方便；人流通畅，紧急疏散时迅速安全；满足一定的通风采光要求；力求节省交通面积，同时考虑空间组合等设计问题。包括楼梯设计、室外台阶、门和窗的设计。楼梯是建筑物中的重要组成部分，它是主要的垂直交通设施之一，楼梯的主要功能是通行和疏散。梁式楼梯由踏步板、斜梁和平台板、平台梁组成。楼梯的位置与防火疏散、出入口位置、建筑物平面关系和艺术要求有关。建筑物室内地面必须高于室外地面，为了便于出入，应根据室内外的高差设置台阶。室外台阶的坡度比楼梯小，在15o-20o之间每级台阶高度约为100-150毫米，宽度在300-400毫米之间。在台阶和出入口之间一般设有1000-1500毫米宽的平台作为缓冲，平台的表面应作成向室外倾斜1-4％的流水坡，以利排水。台阶应采用耐久性，抗冻性好和耐磨的材料，如天然石，混凝土，缸砖等。台阶的基础要牢固，较简单的做法只需挖去腐蚀土，做一垫层即可。门的设计与布置：对门的设计主要考虑了以下几点：根据功能确定门的大小；根据使用具体要求确定门的数量；窗的设计和布置。房间中窗子的大小、形式和位置，对室内采光、通风、日照和使用等功能要求，对建筑物的装门面构图，都有很大关系，在设计时应根据各方面要求综合考虑。窗的大小：窗户面积至少是地面面积的七分之一，窗子的大小、数量，还应考虑经济条件和当地的气候条件。窗的位置：在设计窗的位置时，考虑了下列问题：窗的位置应很好地考虑房间内部的使用情况；窗子大都兼有通风的作用，因此房间的窗子位置应与门的位置一起考虑，最好把窗开在门对面的墙上或离门较远的地方，以使房间尽可能得到穿堂风；窗子的位置还考虑了立面的要求，使立面构图整齐谐调，不致杂乱无章，影响立面的效果。窗的形式：窗的形式不仅考虑了采光、通风的要求，而且还考虑比例造型的美观，因为窗是建筑外形和室内艺术造型的重要内容。（二）平面组合设计建筑平面的组合设计，一方面，是在熟悉平面各组成部分的基础上，进一步从建筑整体的使用功能、技术经济和建筑艺术等方面，来分析对平面组合的要求；另一方面，还必须考虑总体规划、基地环境对建筑单体平面组合的要求。即建筑平面组合设计须要综合分解建筑本身提出的、经及总体环境对单体建筑提出的内外两方面的要求。（三）剖面设计建筑剖面图是表示建筑物在垂直方向房屋各部分的组合关系，剖面设计主要表现为建筑物内部结构构造关系，以及建筑高度、层高、建筑空间的组合与利用。它和房屋的使用、造价和节约用地有着密切关系，也反映了建筑标准的一个方面。其中一些问题需要平、剖面结合在一起研究，才具体确定下来。本工程为青岛市金泰花园住宅楼，底层层高4.5，其余五层层高均为3.0m。垂直交通采用楼梯。门的高度根据人体尺寸来确定，窗高要满足通风采光要求。（四）立面设计立面设计是为了满足使用功能和美化环境的需要而进行的。同时，还可起到改善环境条件、保护结构和装饰美化建筑物的作用。并且要考虑它的耐久性、经济性；正确处理与施工技术的关系。建筑立面可以看成是由许多构部件所组成：它们有墙体、梁、柱、等构成房屋的结构构件，有门窗、阳台等和内部使用空间直接连通的部件，以及台基、勒脚、檐口等主要起到保护外墙作用的组成部分。恰当地确定立面中这些组成部分和构件的比例和尺度，运用节奏韵律、虚实对比等规律，设计出体型完整、形式与内容统一的建筑立面，是立面设计的主要任务。建筑立面设计的步骤，通常根据初步确定的房屋内部空间组合的平剖面关系，例如房屋的大小、高低、门窗位置，构部件的排列方式等，描绘出房屋各个立面的基本轮廓，作为进一步调整统一，进行立面设计的基础。设计时首先应该推敲立面各部分总的比例关系，考虑建筑整体的几个立面之间的统一，相邻立面间的连接和协调，然后着重分析各个立面上墙面的处理，门窗的调整安排，最后对入口门廊、建筑装饰等进一步作重点及细部处理。完整的立面设计，并不只是美观问题，它和平、剖面的设计一样，同样也有使用要求、结构构造等功能和技术方面的问题，但是从房屋的平、立、剖面来看，立面设计中涉及的造型和构图问题，通常较为突出。本设计工程建筑立面设计力求给人一种均衡、和谐的感觉，与环境融于一体，充分体现了建筑物的功能，通过巧妙组合，使建筑物创造了优美、和谐、统一而又丰富的空间环境，给人以美的享受。按施工方法，楼板有现浇式、装配式和装配整体式三种。本次住宅楼设计采用的时现浇肋梁楼盖,现浇肋梁楼板是最常见的楼板形式之一，当板为单向板时称为单向板肋梁楼板，当板为双向板时称为双向板肋梁楼板。单向板肋梁楼板由板，次梁和主梁组成，其荷载传递的路线为板，次梁，主梁，柱或墙。次梁的布置通常按开间方向排列，主梁可由柱或墙支撑，主梁的经济跨度为5-8米，次梁为主梁跨度的1/14-1/8，梁宽为梁高的1/3-1/2，次梁间距同板跨。由于板中混凝土用量为整个楼板的50﹪-70﹪，因而板宜取薄些通常板跨在3米以下，其经济跨度为1.7-2.5米，板厚为6-8公分。单向板肋梁楼板主梁次梁的布置，不仅由房间大小，平面形式来决定，而且还应从采光效果来考虑双向板肋梁楼板常无主次梁之分，由板和梁组成，荷载传递路线为板，梁，墙或柱。楼面构造与地面构造基本相同，因而以下叙述的地面做法也同样适合于楼面。地面面层包括面层本身及踢脚线，踢脚线的作用是遮盖面层与墙面的接缝，保护墙面以防擦洗地面时弄脏墙面，它的材料大多与地面相同，常见做法有与墙面粉刷相平，突出，凹进三种，踢脚线高120-150毫米。基础和地基具有不可分割的关系，但又是不同的概念，基础是建筑物与土层直接接触的部分，它承受建筑物的全部荷载，并把他们传给地基，基础是建筑物的一个组成部分，而地基是基础下面的土层，承受由基础传来的整个建筑物的荷载。地基不是建筑物的组成部分。地基分两种：一是天然土层具有足够的承载能力，不需人工处理就能承受建筑物全部荷载的叫天然地基。一是当上部荷载叫大或土层承载能力较弱，缺乏足够的坚固性和稳定性，必须经人工处理后才能承受建筑物全部荷载的叫人工地基。根据地基土质好坏，荷载大小及冰冻深度，常把基础埋在地表以下适当深度处，这个深度成为埋置深度（简称埋深）。一般基础的埋深应大于冰冻线的深度，从经济和施工角度分析，基础的埋深，在满足要求的情况下越浅越好，但最小不能小于0.5米。天然地基上的基础，一般把埋深在5米以内的叫浅基，超过5米的叫深基。本工程考虑到地下水位的高度，冰冻线的深度，以及地下软弱层的深度和范围，按《建筑地基基础设计规范》要求，当采用独立基础或条形基础时，基础埋深指基础底面到室内地面的距离，至少取建筑物高度的1/15，基础埋深取1.45m。三、水平地震作用下的框架内力分析（一）层间侧移刚度计算梁、柱线刚度计算，柱侧移刚度计算如下表所示。表3-1框架柱的侧移刚度部位层高柱子线刚度AC跨梁线刚度CE跨梁线刚度二至六层3.0303904920049200首层4.5347104920049200表3-2层间侧移刚度计算部位A轴柱(9根）C轴柱(9根）E轴柱(11根）KαD1KαD2KαD3二至六层1.620.45181273.240.62250481.620.4518127首层1.420.56115412.830.59120601.420.5611541表3-3刚度计算部位各层柱子的侧移刚度层间刚度∑DA∑DC∑DE∑Di二至六层163141225434163141551716首层103867108544103867316277（二）水平地震作用下层间剪力和弹性位移的计算采用底部剪力法计算水平地震作用表3-4楼层重力荷载水平作用下侧移计算层数楼层重力荷载

Gi(KN)楼层剪力

Vi=∑Gi(KN)楼层侧移刚度

∑Di(KN/m）层间位移

楼层侧移

（m)66541.46541.45517160.01190.269955568.912110.35517160.02200.258145568.917679.25517160.03200.236135568.923248.15517160.04210.204125568.928817.05517160.05220.161915884.334701.33162770.10970.1097表3-5水平地震作用下剪力计算表质点(m)(KN)(KN•m)FEK(KN)619.56541.4127557.301592.790.303482.20482.20104.66516.55568.991886.851592.790.218347.36829.56193.76413.55568.975180.151592.790.178284.201113.76282.87310.55568.958473.451592.790.139221.041334.80371.9727.55568.941766.751592.790.099157.891492.69461.0714.55884.326479.351592.790.063100.101592.79555.22表3-6水平地震作用下的层间位移计算层6482.203.05517160.00091/33335829.563.05517160.00151/200041113.763.05517160.00201/150031334.803.05517160.00241/125021492.693.05517160.00271/111111592.794.53162770.00501/900（三）水平地震荷载作用下框架内力图水平地震荷载作用下框架内力（左振）如下图所示。图3-1水平地震荷载作用下框架内力图（左振）水平地震荷载作用下框架内力（右振）如下图所示。图3-2水平地震荷载作用下框架内力图（右振）荷载传递路线图及荷载汇集荷载传递路线板荷载传递如下图，由于楼板为现浇楼板，沿四角点45度将区格分为小块，每块板荷载传给相连梁，且板传给梁的三角形或梯形荷载等效为均。建筑物的外墙做散水，主要是为了迅速排除靠墙体的地面水并堵住地面水沿墙脚向下渗透，以减少墙脚基础受水侵蚀的可能性。以便将水导至远离墙脚处。散水用素混凝土现浇坡度为3%--5%。本次设计的散水宽度为900mm，坡度3%，具体做法为：300厚素土夯实宽L+300，60厚75号混凝土垫层，20厚1：2水泥砂浆抹面。设计依据采用国家规定的现行相关设计规范：《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）、《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）、《住宅设计规范》（GB50096-1999）、《建筑设计防火规范》（GBJ16-87）、《民用建筑设计通则》（GB50352-2005）。屋面做法（自上而下）。30mm厚细石混凝土刚性保护层；SBS改性沥青防水层；20mm厚1:3水泥砂浆找平层；120mm厚水泥珍珠岩保温层；120mm厚焦渣找坡层（最薄处30mm厚）；120厚钢筋混凝土楼板；15mm厚混合砂浆顶棚粉刷层；表面刮涂料。楼面做法（自上而下）。600*600抛光地面砖（10mm厚面层；20mm厚水泥砂浆打底）；30mm厚细石混凝土整浇层；现浇楼板120mm厚；15mm厚混合砂浆顶棚粉刷层；表面刮涂料。卫生间面砖：150mm厚水泥砂浆保护层；120mm厚钢筋混凝土板；防水剂（2道）：15mm厚水泥砂浆找平层；120mm厚钢筋混凝土板；20mm厚混合砂浆抹灰。（四）楼盖设计和楼梯设计楼盖混凝土采用C20；钢筋采用HPB235。考虑到楼梯的荷载并不大，因此采用现浇混凝土板式楼梯。根据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2006）的规定，多层住宅的楼梯活载取值为2.0KN/㎡,组合值系数0.7，准永久值系数0.4.采用C30混凝土;钢筋采用HPB235级和HRB335级。取平台板的厚度为70mm，取1m宽板带计算。平台板的荷载效应由可变荷载效应控制。平台梁截面选200mm×400mm,365mm。图3-3平面示意图表3-7荷载汇集荷载种类材料种类荷载标准值（KN/m）恒荷载水磨石面层0.6570厚混凝土板1.75板底抹灰0.34小计2.74活荷载2.0参考文献[1]史恒通.结构力学概念在结构设计及优化中的应用[J].石油化工设计,2023,40(03):28-31+36+5.[2]杨小涛.居民住宅楼结构设计中裂缝成因及控制策略分析[J].中国建筑金属结构,2023,22(08):133-135.[3]林永洪.结构设计管理对房地产项目成本的影响[J].建筑技术开发,2021,48(21):109-111.[4]蒋国灼.装配式建筑结构设计关键点分析