多层公寓建筑、结构设计
摘
要 本工程为南京市一拟建六层住宅。建筑面积约4000㎡,六层框架结构，建筑高度为17.80m，设有两个楼梯单元,一梯两户。本建筑物设防烈度为7 度，近震，场地土为二类。
本工程结构设计采用框架结构，结构计算按横向框架承重分析。内力计算考虑以下 3 种荷载作用，即水平地震作用下的内力，竖向恒、活载作用下的内力，重力荷载设计值作用下的内力。在进行截面抗震设计时，柱按偏压构件计算，为保证延性框架要“强剪弱弯，强柱弱梁，强节点、弱构件、强锚固”的设计原则，且满足构造要求。
本工程以手算为主，取一榀框架计算其在各种荷载情况下的内力，并进行内力组合，取最不利情况对进行配筋计算，此外还进行楼板设计计算、地基基础设计计算、楼梯设计计算，最后用 PKPM 对整个结构进行电算，在手算的基础上理解电算过程。
关键词：
建筑设计，框架结构，内力组合，抗震设计
Abstract This engineering is a flat of many layers intending to set up in Nanjng City. According to the use function, the construct contents six layer’s tall building .The high is 17.8ms of Main floor .Total building area is about 4000m 2 . The anti-seismic garrison of this building is seven point degrees.
This engineering construction design adoption the fragment construction. Being calculating the structure, the lateral structure is lacked as frame system and be analysis. Construction calculation considers of the action come from three loads, they are horizontal earthquake load, design value of gravity load and representative value of gravity load. Being underway the design of cross-section anti-seismic, we look the column as stubbornly pressed member to compute. In the interest of the assurance of the frame-work ability continue, we adhere to the design principle is “stranger column and weaker beam, stranger shear force and weaker bending, stranger joint stronger anchorage”. And the cross-section must to meet the demand of construction. The engineering is mainly caculated by hand, besides, it is caculated by software PKPM. Through the total enginer, I grape most konwadge of frame construction . Key Words ：
：the demand of construction；frame construction；the design of cross-section anti-seismic
目 录 摘要 ...................................................................... ⅰ Abstract ................................................................... ⅱ 第一章
建筑设计 ........................................................... 1 1.1 工程概况 ............................................................. 1 1.2 建筑物功能与特点 ...................................................... 2 第二章
结构设计 ........................................................... 3 2.1 结构布置及计算简图的确定 .............................................. 3 2.2 重力荷载代表值计算 .................................................... 4 2.3 框架侧移刚度计算 ..................................................... 12 2.4 水平地震作用下框架结构的侧移和内力计算 ............................... 15 2.5 竖向荷载作用下框架结构的内力计算 ..................................... 23 2.6 框架梁柱内力组合 ..................................................... 33 2.7 构件配筋设计 ......................................................... 45 2.8 板的计算 ............................................................. 54 2.9 楼梯计算 ............................................................. 58
2.10 基础计算 ............................................................ 61 第三章
PKPM 计算结果 ...................................................... 70 第四章
总结与展望 ........................................................ 82 参考文献 .................................................................. 83 致谢 ...................................................................... 84
第一章
建筑设计
1 1 .1 工程概况：
工程名称：多层公寓建筑、结构设计。
工程位置：南京江宁。
工程总面积：4000 ㎡，主楼 6 层，建筑高 17.8m，设有两个楼梯单元,一梯两户。
结构形式：现浇整体框架。
工程地质条件：地表下 0.6m 为杂填土，0.6--2.0m 为粉质粘土，承载力为 70kPa；2.0m 以下为砂质粘土，承载力为 250 kPa。
抗震设防烈度：
7 度 场地类别：Ⅱ类 设计地震分组：第一组 环境类别：
一 建筑物类型：
丙类 基本雪压：
S 0 = 0.65 KN/m 1.2 建筑物功能与特点：
该拟建的建筑位于南京江宁，设计内容：建筑、结构设计。
1. 平面设计 建筑朝向为南北向，平面布置满足长宽比小于5，采用纵向4200mm、4800mm; 横向4800mm、5100m、4200m 的柱距，满足建筑开间模数和进深的要求。
2. 立面设计 该建筑立面为了满足采光和美观需求，设置了大面积的玻璃窗。外墙面根据《98J1——工程做法》选用面砖饰面，不同分隔区采用不同的颜色区隔，以增强美感。
3. 抗震设计
建筑的平立面布置规则，建筑的质量分布和刚度变化均匀，楼层没有错层，满足抗震要求。
4. 屋面设计 屋面形式为不上人平屋顶，排水为有组织排水，排水方式为外排水屋面形式为平屋顶；平屋顶排水坡度为 2%，排水坡度的形式为垫置坡度，排水方式为内排水。屋面做法采用《98J1——工程做法》中柔性防水，聚苯乙烯泡沫塑料板保温层屋面。
建筑平面布置如图 1.1：
1.1 标准层建筑平面布置图
第二章
结构设计 1 2.1 结构布置及结构计算简图的确定
楼盖以及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚度取 100mm。梁截面高度按照梁跨度的1/12 至 1/8 估算。该框架的抗震等级为三级，其轴压比限值为 0.9，各层的重力荷载代表值近似取 14kN/m²,由平面图可知负载面积：
边柱：4.8 5.1 4.210.3952 2
mm2
中柱：4.8 5.1 4.8 4.222.2752 2
mm2
由此得第一层柱截面积：
32 21.25 22.275 14 10 5115583.51 337 337mm0.9 19.1cA mm 中柱：
根据上述计算结果并综合考虑抗震等其他因素，本设计中一层柱尺寸取 550mm×550mm 和 400mm×400mm，混凝土等级 C40，二至六层取 400mm×400mm 和 350mm×400mm，混凝土等级 C30。一到六层梁截面尺寸取 250mm×300mm 和 250mm×500mm，其中一层梁采用混凝土等级为 C40，二到六层采用混凝土等级为 C30。基础选用独立扩展基础，混凝土等级 C30。初拟基础埋深 1.8m,肋梁高度 0.85m。
框架结构计算简图如图 2.1 所示。底层柱高度从基础顶面取至一层板底：h 1 =2.9 +0.45+1.8-0.85-0.1=4.2m，2 至 7 层柱高即为层高，取 2.9m。
图 2.1 结构平面布置图 2 2.2 重力荷载代表值计算
1．屋面以及楼面的永久荷载标准值. 屋面（不上人）：
三毡四油上铺小石子
0.40kN/m2
20mm 水泥砂浆找平层
200.02=0.40kN/m2
150mm 水泥蛭石保温层
50.15=0.75kN/m2
100mm 现浇钢筋混凝土楼板
250.1=2.50kN/m2
V 型轻钢龙骨吊顶
0.25kN/m2
4.30kN/m2 1 至 6 层楼面：
10mm 水磨石地面
0.25kN/m2
20mm 水泥沙浆找平层
200.02=0.40kN/m2
100mm 现浇钢筋混凝土楼板
250.1=2.50kN/m2
V 型轻钢龙骨吊顶
0.25kN/m2
3.40kN/m 2
阳台：
小瓷砖地面
0.55 N/m2
80 厚钢筋混凝土板
250.08=2.00kN/m2
20 厚抹灰
170.02=0.34kN/m2
2.89kN/m2
2．屋面及楼面可变荷载标准值
不上人屋面均布活荷载标准值
0.5kN/m2
楼面活荷载标准值
2.0kN/m2
屋面雪荷载标准值
0.2kN/m2
3．梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算 梁、柱可根据截面尺寸、材料容重以及粉刷等计算出单位长度上的重力荷载，见下表 (利用对称性计算)。对墙、门、窗等可计算出单位面积上的重力荷载。
表 2.1 柱子重力荷载标准值 层次
(mm)
(mm)
(kN/m3 )
(kN/m)
(m)
(kN) iG (kN)
1
400
400
25
1.1
4.40
4.20
32
591.36
1115.44
1
550
550
25
1.1
8.32
4.20
15
524.08
2-6
350
400
25
1.1
3.85
2.90
32
357.28
548.68
2-6
400
400
25
1.1
4.40
2.90
15
191.40
表 2.2 一层横梁重力荷载标准值 轴
号
跨
号
(mm)
(mm)
(kN/m3 )
(kN/m)
(m)
(kN) iG (kN) 2
BC
250
500
25
1.05
3.28
4.40
2
28.88
2
CE
250
500
25
1.05
3.28
4.70
2
30.84
2
EF
250
500
25
1.05
3.28
3.80
2
24.94
3
BC
250
500
25
1.05
3.28
4.40
7
101.06
3
EF
250
500
25
1.05
3.28
3.80
10
124.69
3
CE
250
500
25
1.05
3.28
4.80
5
78.75
456.09
5、7、10
EF
250
300
25
1.05
1.97
4.00
4
31.50
11
CE
250
300
25
1.05
1.97
4.50
4
35.44
表 2.3 一层纵梁重力荷载标准值 轴
号
跨
号
(mm)
(mm)
(kN/m3 )
(kN/m)
(m)
(kN) iG (kN) B
2、3
250
500
25
1.05
3.28
3.65
4
47.91
C、E、F
2、3
250
500
25
1.05
3.28
3.73
6
73.43
C、E
3、6
250
500
25
1.05
3.28
4.40
8
115.50
B
3、6
250
500
25
1.05
3.28
4.25
4
55.78
440.93 E
9、11
250
500
25
1.05
3.28
3.80
8
99.75
C 3、4 250
500
25
1.05
3.28
2.60
2
17.06
D
2、3
250
300
25
1.05
1.97
4.00
4
31.50
表 2.4 一层阳台梁重力荷载标准值
(mm)
(mm)
(kN/m3 )
(kN/m)
(m)
(kN) iG (kN) 250 500 25 1.05
3.28
1.23
10
40.36
250 300 25 1.05
1.97
4.60
4
36.23
95.88
250 300 25 1.05
1.97
4.90
2
19.29
表 2.5 二到六层横梁重力荷载标准值 轴
号
跨
号
(mm)
(mm)
(kN/m3 )
(kN/m)
(m)
(kN) iG (kN) 2
BC
250
500
25
1.05
3.28
4.25
2
27.89
449.89
2
CE
250
500
25
1.05
3.28
4.55
2
29.86
2
EF
250
500
25
1.05
3.28
3.65
2
23.95
3
BC
250
500
25
1.05
3.28
4.33
7
99.45
3
EF
250
500
25
1.05
3.28
3.80
10
124.69
3
CE
250
500
25
1.05
3.28
4.70
5
77.11
5、7、10
EF
250
300
25
1.05
1.97
4.00
4
31.50
11
CE
250
300
25
1.05
1.97
4.50
4
35.44
表 2.6 二到六层纵梁重力荷载标准值 轴 号
跨 号
(mm)
(mm)
(kN/m3 )
(kN/m)
(m)
(kN) iG (kN) B
2、3
250
500
25
1.05
3.28
3.80
4
49.88
C、E、F
2、3
250
500
25
1.05
3.28
3.83
6
75.40
C、E
3、6
250
500
25
1.05
3.28
4.45
8
116.81
B
E
C、E D
3、6
250
500
25
1.05
3.28
4.40
4
57.75
449.79 9、11
250
500
25
1.05
3.28
3.85
8
101.06
3、4 250
500
25
1.05
3.28
2.65
2
17.39
2、3
250
300
25
1.05
1.97
4.00
4
31.50
表 2.7 二到六层阳台梁重力荷载标准值
(mm)
(mm)
(kN/m3 )
(kN/m)
(m)
(kN) iG (kN) 250 500 25 1.05
3.28
1.30
10
42.66
250 300 25 1.05
1.97
4.60
4
36.23
98.18
250 300 25 1.05
1.97
4.90
2
19.29
外墙体为 200mm 厚加气混凝土砌块，外墙体贴瓷砖 0.5 kN/m2 ，内墙面为 200mm 厚抹灰，
则外墙的重力荷载代表值为：
70.20+170.02+0.5=2.24kN/m2 。
阳台墙为 100mm 厚加气混凝土砌块，外墙体贴瓷砖 0.5 kN/m2 ，内墙面为 200mm 厚抹灰，则 70.10+170.02+0.5=1.54kN/m2 。
.
...