南昌大学本科生宿舍建筑、结构设计

安徽工业大学毕业设计（论文）说明书共135页第1页南昌大学本科生宿舍建筑、结构设计土木工程专业林志钦（079044388）指导老师：于峰副教授摘要本工程为南昌大学本科生宿舍楼，位于南昌大学红谷滩校区，总建筑面积约为6200mm2，总建筑高度为25.05m。主体6层，每层层高3.9m。宿舍采用内廊式设计，以“两宿一卫一阳台”为一单元。本设计的内容包括建筑设计和结构设计两部分。建筑设计阶段：进行了总体方案设计、平面设计、立面设计、剖面设计，以及屋面、楼梯等构造设计，并完成了建筑设计总说明及有关建筑图。结构设计阶段：进行了结构平面布置、估算截面尺寸、水平地震荷载计算、侧移验算、竖向荷载计算、框架计算、内力计算、内力组合及构件设计等工作，并完成了结构设计总说明、屋面板和楼面板配筋图、次梁配筋图、框架配筋图、楼梯和基础结构施工图。本建筑上部结构采用现浇钢筋混凝土框架结构体系，下部采用独立基础和双柱联合基础，结构设计中考虑了恒载、楼屋面活载及地震水平作用、荷载效应组合等问题。本设计框架抗震等级为四级。对框架梁、柱按强剪弱弯、强柱弱梁原则进行构件配筋设计，并考虑了地震区对配筋的各种构造要求。关键词：宿舍楼建筑设计结构设计框架结构安徽工业大学毕业设计（论文）说明书共110页第2页ABSTRACTThisprojectisundergraduatedormitoryofNanchangUniversity,locatedinHonggutancampus,withatotalconstructionareaofapproximately6200squaremeters,totalbuildingheightof25.05m.Itconsistsofthemainsix-story,andeachstoreyis3.9mhigh.Itisamiddlecorridortypedormitory,andeveryunithastwoquartersandabalconyandawashroominit.Thedesignsincludearchitecturaldesignandstructuraldesign.Architecturaldesignstage:ageneralprogramdesign,graphicdesign,elevationdesign,profiledesign,androof,stairsandotherstructuraldesign.Andcompletedthegeneralinformationofconstructiondesignandbuildingplansnote.Structuraldesignstage:thestructurelayout,estimatingsectionsize,thelevelofseismicloadcalculation,thelateralchecked,verticalloadcalculation,theframeworkcalculation,theinternalforcecalculation,thecombinationofinternalforcesandcomponentdesignetc.andcompletedthegeneralinformationofstructuredesign,roofpanelandfloorpanelreinforcementchart,sub-beamreinforcementchart,framereinforcementchart,stairandinfrastructureconstructionchart.Thesuperstructureofthisbuildingusetheframeworkofcast-in-placereinforcedconcretestructure,andthelowerpartadoptindependentfoundationanddoublecolumncombinedfoundation.Thestructuraldesignconsidersofthedeadandlivesloadoffloorandroof,andtheleveloftheearthquake,loadeffectcombinations,etc.Theseismicdesignofframeworkisfourgrades.Thedesignofbeamsandcolumnsarebaseontheprincipleofweakshear-bendingandstrong-weakbeam,andtoconsidertheearthquakezoneonthereinforcementofstructuralrequirements.Keywords:dormitoryarchitecturaldesignstructuraldesignframestructure1．文献综述1.1设计条件与设计目的土木工程专业毕业设计是我们大学毕业前最后一个学习和综合训练阶段，是知识深化、拓宽、教学的重要过程，也是对我们综合素质与工程实践能力的一次全面检验。通过毕业设计，我们能够巩固和加深已学过的基础和专业知识，并培养我们综合分析和解决问题的能力以及严谨、扎实的工作作风和事业心、责任感。为我们将来走上工作岗位，顺利完成所承担的建设任务奠定基础。我的毕业设计题目是南昌大学本科生学生宿舍设计，工程位于南昌大学红谷滩校安徽工业大学毕业设计（论文）说明书共110页第3页区，建筑场地面积150m×100m。建筑物的总层数应控制在5～6层，总建筑面积5000～5500m2，根据具体情况可适当调整。设计使用房间及要求如下：门厅100～150m2、可容纳4～6人的学生宿舍、教室阅览室130～140m2、一层设收发室20～30m2、每层各设文体中心45～60m2、学生服务中心50～150m2、值班室40m2和房间内置卫生间5～7m2等。建筑场地类别为Ⅱ类场地土，地震设防烈度为6度。此次毕业设计旨在通过进一步的学习和设计训练，使我们熟悉钢筋混凝土结构的基本原理和方法，具备一般工业与民用建筑结构设计基本技能。1.2建筑设计1.2.1平面设计平面设计是建筑设计中的关键，它集中反映了建筑平面各组成部分的特征及其相互关系、使用功能的要求、是否经济合理。因此，在进行方案设计的时候，总是从平面入手，同时认真分析剖面及立面的可能性和合理性。平面设计由使用部分和交通联系部分组成。学生宿舍楼中最主要的使用部分当数宿舍了，供同学们生活学习的宿舍必然要求安静良好的环境，且人们在其中停留的时间相对较长，因此希望能有较好的朝向，故宿舍设置在整栋楼的南北两侧。另外宿舍楼的人流比较集中，出入频繁，交通联系部分的设计不仅要考虑流通要求，还要方便学生们之间的交流走动，故采用内廊式设计，这样也有利于公寓内部的管理。对学生宿舍的的平面设计要求主要有：（1）所有房间面积、形状和尺寸要满足学生使用活动和家具设备合理布置的要求；（2）门窗的大小和位置应考虑学生出入方便，疏散安全，采光通风良好；（3）所有房间的构成应使结构布置合理，施工方便，也要有利于房间之间的组合，所用材料要符合相应的建筑标准；（4）学生宿舍内各个细部构件都要考虑使用和审美要求。除此之外，《宿舍设计建筑规范》中，对学生宿舍各个部分的面积尺寸有更详细要求：（1）高等院校的本、专科学生宿舍属3类居室，每室居住人数3～4人，人均使用面积不小于5m2；（2）居室内的附设卫生间，其使用面积不应小于2m2，设有淋浴设备或2个坐（蹲）便器的附设卫生间，其使用面积不宜小于3.50m2；（3）宿舍建筑内的管理室宜设置在主要出入口处，其使用面积不应小于8m2；（4）走道总宽度应按每层通过人数每100人不小于1m计算；（5）门窗需满足采光通风要求，采光系数不小于1%，窗地面积比不小于1/7；（6）宿舍宜设阳台，阳台进深不宜小于1.20m。根据以上规定，并满足设计要求及建筑模数协调统一标准，南昌大学本科生学生宿舍采用内廊式、坐北朝南设计，即内部走廊南北两侧为主要使用房间。公寓主入口及门厅设宿舍正中，门厅东边设值班室，首层北面设主楼梯、消防楼梯、学生服务中心、收发室和教师阅览室，每层主楼梯西面为文体中心，首层学生宿舍朝南，二至五层南北皆为宿舍。宿舍采用“两宿一卫一阳台”小单元式设计，房间设计入住人数4人/间，采用上铺居住，下铺工作的家具组合。每单元尺寸为9.9m×6.6m，其中单间宿舍尺寸为5.4m×3.3m，卫生间1.8m×3.3m，阳台进深1.5m，其余空间为走道兼储物间。宿舍内走道宽2.4m，主楼梯尺寸8.4m×6.6m，消防楼梯8.4m×3.9m。安徽工业大学毕业设计（论文）说明书共110页第4页为了使学生宿舍楼既满足使用要求，又能与周围环境协调一致，还必须考虑总平面设计。学生宿舍楼宜接近工作和学习地点，并宜靠近公用食堂、商业网点等方便生活的服务配套设施，宿舍附近应有活动场地、集中绿地、自行车存放处等。宿舍建筑的房屋间距还应满足国家标准有关防火及日照的要求，且应符合各地城市规划行政主管部门的相关规定。1.2.2立面设计建筑立面是由许多部件组成的，这些部件包括门窗、墙柱、阳台、遮阳板、雨篷、檐口、勒脚等。立面设计就是恰当地确定这些部件的尺寸和大小、比例关系以及材料色彩等。通过形的变换、面的虚实对比、线的方向变化等，求得外形的统一与变化和内部空间与外形的协调统一。学生宿舍楼的建筑立面设计应注意以下几点：（1）宿舍楼共有东西南北四个立面，在推敲建筑立面时不能孤立地处理每个面，必须注意几个面的相互协调和相邻面的衔接，以取得统一；（2）研究立面造型不能只局限在立面的尺寸大小和形状，应考虑到建筑空间的透视效果，必要时采用夸大的尺寸；（3）建筑外形应立足于运用建筑物构件的直接效果、入口的重点处理以及少量的装饰处理等。立面设计中主要处理方法有：（1）立面比例尺度的处理。这与建筑功能、材料性能及结构类型是分不开的，不同的建筑由于使用性质、容纳人数、空间大小、层高等不同会形成全然不同的比例和尺度关系。（2）立面虚实与凹凸处理。建筑立面中“虚”的部分是指窗、空廊、凹廊等，“实”的部分指墙、柱、屋面、栏板等，巧妙处理虚实关系可以获得轻巧生动、坚实有力的外观形象。（3）立面的线条处理。任何线条本身都具有一种特殊的表现力和多种造型的功能，任何好的建筑立面造型中千姿百态的优美形象都是通过各种线条在位置、粗细、长短、方向、曲直、疏密、繁简、凹凸等方面的变化而形成的。（4）立面的色彩与质感处理。色彩与质感都是材料的固有特性，而对一般建筑来说，主要是通过材料色彩的变化使其互相衬托与对比来增强建筑的表现力。（5）立面的重点与细部处理。根据功能和造型的需要，在建筑物某些局部位置进行重点和细部处理，可以突出主体，打破单调感。依据以上立面设计方法及要点，本宿舍楼层高设为3.9m，东西立面做分层修饰。南北立面阳台栏杆采用两根空心钢管与240厚砖墙的组合形式，净高1.1m，每个阳台设一靠墙角的落水管。南立面中主入口处设与走廊同长的三阶梯，以求美观并突出主入口的重点。北立面中主楼梯和消防楼梯采用从上到下整体相连的玻璃幕墙，采用这种虚实结合的处理方式，从而获得整栋宿舍楼坚实有力的外观形象。在外墙的色彩装饰上采用淡黄涂料，阳台等突出部分采用灰色，分层装饰处采用白色，通过各种材料色彩变化使宿舍楼给人一种较强的表现力，并突出层次感，使人感到一种热烈和兴奋的感觉。1.2.3剖面设计剖面设计的目的是确定建筑物各部分高度、建筑层数、建筑空间的竖向组合与利用，以及建筑剖面中的结构、构造关系等。平面设计着重解决内部空间水平方向上的安徽工业大学毕业设计（论文）说明书共110页第5页问题，而剖面设计则主要研究竖向空间的处理。剖面设计的主要内容有：（1）确定房间的剖面形状、尺寸、及比例关系；(2)确定房间的层数和各部分的标高；(3)解决天然采光、然后通风、保温、隔热、屋面排水及