结构设计方案

一、结构方案的选择

1.结构形式建筑物为七层学生公寓，属民用建筑。建筑高度22.2m，未超过24m，属多层结构。【高层指十层及十层以上的居住建筑(包括首层设置商业服务网点的住宅)；建筑高度超过24m的公共建筑。】

2.结构体系本设计属框架体系。竖向承重结构全由框架所组成的房屋结构体系为框架体系。框架结构由梁、柱构件通过节点连接构成，它既承受竖向荷载，又承受水平荷载。框架结构体系的优点是：建筑平面布置灵活，能获得较大空间；建筑立面容易处理；结构自重较轻；计算理论比较成熟；在一定的高度范围内造价较低。其缺点是侧移刚度较小，在地震作用下非结构构件（如填充墙、建筑装饰等）破坏较严重。因此，框架结构的建筑物的层数和高度受到控制。

二、上部主要承重结构方案与布置:

该建筑为大学生公寓，每间宿舍宜住4～6人。根据人数及经济状况确定框架基本尺寸，主要是柱网的布置和层高的选用。民用建筑的柱距常为3.3～7.2m，梁跨为4.5～7.0m，层高为2.8～4.2m，通常以300为模数。框架结构的布置既要满足生产工艺和建筑功能的要求，又要使结构受力合理，施工方便。框架结构的布置可分为平面布置、竖向布置和构件选型。1.布置、

（1）柱网布置纵向柱距约3.3m，横向柱距6人间的宿舍6.6m，4人间的宿舍5.4m。其他详见建施。

（2）承重框架的布置柱在纵、横两个方向都有梁拉结，构成纵向和横向的框架，二者共同构成空间受力体系。采用双向板楼盖时，相应的，楼盖荷载可传递到纵、横两个方向的框架上，此时纵、横两个方向的框架均为承重框架。本设计采用纵、横向框架混合承重方案：在纵、横两个方向上均布置主梁以承受楼面荷载，并采用现浇楼盖。当楼面上作用有较大荷载，或楼面有较大开洞，或当柱网布置为正方形或接近正方形时，常用这种方案。纵、横向框架混合承重方案具有较好的工作性能。其中框架柱均为双向偏心受压构件。这种框架为空间受力体系，因此也称为空间框架。

（3）变形缝的设置变形缝有伸缩缝、沉降缝、抗震缝三种。平面面积较大的框架结构或形状不规则的结构，根据有关规定设缝。上部结构受温度变化而伸缩，但基础却基本不受温度变化的影响，故当建筑物较长时，会产生较大的温度应力。规范对钢筋混凝土结构伸缩缝的最大间距的规定：框架结构现浇式最大间距55m。本设计长度超过55m，故设置缝的宽度为100mm。当结构不同部位的上部荷载差异较大，或地基土的物理力学指标相差较大，应设沉降缝。因为该设计不存在此问题，不设沉降缝。防震缝的设置主要与建筑平面的形状、高差、质量分布等因素有关。设置防震后，应使被防震缝分割而成的各结构单位简单规则、尽可能具有对称性、且刚度和质量分布均匀，以避免各单元在地震作用下产生扭转振动。为避免在振动时各单元之间相互碰撞，防震缝的宽度不得小于70mm，同时满足防震缝最小宽度要求，对7度框架为5H－5，基础可不分开，但在防震缝基础应加强构造和连接。因为本设计两个部分不对称，刚度和质量分布不均匀，故设防震缝，缝宽100mm。综上，取100的缝宽，设于建筑中部结构相异处。1.竖向布置竖向布置是确定结构沿竖向的变化情况。在满足建筑功能要求的同时，应尽可能规则、简单。本设计竖向稍有变化，底层大空间，是半地下室商场。为有利于结构受力，在平面上，框架梁宜拉通、对直；在竖向，框架柱宜上下对中，梁柱轴线宜在同一竖向平面内。2.构件选型构件选型包括确定构件的形式和尺寸。框架一般是高次超静定结构，因此必须确定构件的形式和尺寸后才能进行分析。框架梁的截面一般为矩形。当楼盖为现浇板时，楼板的一部分可作为梁的翼缘，则梁的截面就成为T形或L形。框架柱截面形式常为矩形或正方形。本设计梁和柱都用矩形。 三、楼（屋）盖结构方案与布置:

1.单向板与双向板肋梁楼盖由板、次梁、主梁以及竖向承重的柱和墙所组成。肋梁楼盖每一区格的四边一般均有梁或墙支承，板上的荷载主要通过板的受弯作用传到四边支承的构件上。根据弹性薄板理论的分析结果，当区格板的长边与短边之比超过一定数值时，荷载主要是通过沿板边的短边方向的弯曲（及剪切）作用传递的，沿长边方向传递的荷载可以忽略不计，这时称为单向板。双向板受力特征不同于单向板，它在两个方向的横截面上均作用有弯矩和剪力，另外还有扭矩。《混凝土结构设计规范》GB50010规定：沿两对边支承的板应按单向板计算；

对于四边支承的板，当长边与短边比值大于3时，可按沿短边方向的单向板计算；当长边与短边比值小于3时，宜按沿双向板计算；当长边与短边比值介于2与3时，亦可按沿短边方向的单向板计算，但应沿长边方向布置足够数量的构造钢筋；当长边与短边比值小于2时，应按沿双向板计算；根据比值，本设计大部分是按双向板计算。 1.肋梁楼盖布置肋梁楼盖的主梁一般宜布置在整个结构刚度较弱的方向（即垂直于纵墙的方向），这样可使截面较大、抗弯刚度较好的主梁能与柱形成一片片框架，以加强承受水平作用力的侧向刚度，而由次梁将各片框架连接起来。梁格布置应综合考虑房屋的使用要求和梁的合理跨度，与柱网布置统一考虑。梁格及柱网布置力求简单、规整、统一，以减少构件类型，方便设计和施工。双向板的跨中弯矩较小、刚度较大，受力性能比单向板优越，其跨度可达5米左右。当梁格尺寸及使用荷载较大时，采用双向板肋梁楼盖比采用单向板肋梁楼盖更经济。 四、基础方案与布置:

对多高层建筑宜根据上部结构、工程地质、施工等因素优先选用整体性较好的箱形或筏形基础，根据本设计建筑要求设置半地下室，故采用筏形基础。1.特点筏板基础以其成片覆盖于建筑物地基的较大面积和完整的平面连续性为明显特点，它易于满足软弱地基承载力的要求，减少地基的附加应力和不均匀沉降，增强建筑物的整体抗震性能，有地下室的筏基还具有一定的补偿效应，但由于平面面积较大，而厚度有限，造成它只是具有有限的抗弯刚度，无力调整过大的沉降差异。且有正负弯矩钢筋和构造钢筋，经济指标较高。2.内力计算先确定基底反力，再用“倒楼盖”法对筏板基础的内力做分析计算。将筏式基础视为倒置的楼盖，以柱子为基础，地基的净反力为荷载。本设计为梁板式筏式基础，按倒置的肋梁楼盖计算。