兰州理工大学 毕业设计（论文）用纸- 郭泰寅设计第 1 页 前 言毕业设计是大学本科教育培养目标实现的重要步骤，是毕业前的综合学习阶段,是深化、拓宽、综合教学成果的重要过程,是对大学期间所学专业知识的全面总结。本次设计使理论和实际很好的结合起来，提高了分析、解决工程实际问题的能力。培养了我们严谨、求实、细致、认真和吃苦耐劳的工作作风，为以后更好地学习和工作打下了坚实的基础。土木工程是门应用性非常强的学科，本次毕业设计对培养我们的实践能力尤其重要。本专业为土木工程专业工民建方向，毕业设计的内容是设计钢框架结构住宅。工程名称为青岛开发区青年公寓，位于青岛开发区。设计共分两章，内容涵盖建筑设计和结构设计。建筑设计是结构设计的前奏，这阶段包括以下几个方面：一、建筑体型的确定，确定的依据有建筑的功能（使用的对象） ，场地条件，地理位置及周边环境;二、平面设计，要处理好使用部分和交通联系部分的关系，要遵循防火和安全疏散的有关规范，做好出入口和楼梯的布置，另外还得从采光通风方面确定门窗的尺寸和位置；三、立面设计，在满足使用要求后，应该有一个较好的外观美感，可从建筑的结构构件，连通部件上做些虚实对比和凹凸；四、剖面设计，主要是确定建筑各部分应有的高度；最后要从节能保温上去选取材料。结构设计是本次毕业设计的重点，主要包括承重方案的选择（以楼盖的平面布置和竖向荷载的传递途径为根据） ，计算简图的确定（本工程取梁顶为轴线，柱中心线为轴线） ，荷载的计算，内力及内力组合（采用建筑结构荷载规范GB50009 中 3.2.4 条） ，截面验算（包括强度和稳定性） ，组合楼盖设计，楼梯设计，框架连接设计（要满足刚度、强度要求，还要考虑到施工方便） ，基础设计（明确在确定基础底面积及埋深时，要用荷载效应的标准组合，在基础抗冲切验算和计算基底配筋时，要用荷载效应的基本组合） 。另外，在整个设计过程中，我查阅了大量的资料，学会了许多软件，如天正建筑（结构） ，钢结构设计软件 MTS,PKPM 设计软件等。由于时间仓促，错误和不妥难免，敬请读者批评指正。编者 2008 年 4 月 兰州理工大学 毕业设计（论文）用纸- 郭泰寅设计第 2 页 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日 期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 兰州理工大学 毕业设计（论文）用纸- 郭泰寅设计第 3 页 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名： 日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日 兰州理工大学 毕业设计（论文）用纸- 郭泰寅设计第 4 页 第 1 章 建筑设计1.1 工程概况1.1.1 建筑概况兰州开发区青年公寓是在兰州开发区的一栋五层的钢结构框架民用建筑，建筑物的具体位置在开发区黄河路以北。在拟建的青年公寓以北有已建的青年服务中心，以东有供青年运动锻炼身体的运动场，此公寓是专门为工作不久的青年设计的，此地段交通方便（黄河路是开发区的交通主干道） ，有利于青年们的生活和工作。建筑的立面时尚、简洁、美观，平面布置能满足大学生们的基本生活和娱乐要求，力求做到“适用、安全、经济、美观” 。该建筑等级：耐久等级为 II 级,耐火等级 II 级，采光等级为 III 级。建筑面积约 4000 平方米,土建总投资约 600 万元。根据拟建建筑物选址的纵向长度与横向宽度、建筑面积、建筑中使用部分和交通部分的关系，建筑的使用功能确定柱网。通过查阅民用建筑设计通则（JGJ37-87）和现行国家标准建筑模数协调统一标准(GBJ2）,另外又考虑到建筑体型整齐，平面组合应尽量符合柱网尺寸的规格、模数以及经济跨度的要求，建筑的柱网布置如图 1.1.1：图 1.1.1 柱网布置图1.1.2 工程地质条件(1) 地形平坦，自然地表标高 36.0m; 兰州理工大学 毕业设计（论文）用纸- 郭泰寅设计第 5 页 (2) 根据勘察报告，场区土层按自上而下顺序见表 1.1.1：表 1.1.1 场区土层性质土层类别 土层描述土层平均厚度（m）标准地基承载力特征值 )(kPaf是否宜作天然持力层黏土（含沙）可塑 0.4 150 不宜残积土 可塑 0.5 180 不宜全风化角砾岩遇水软化 2.1 220 可作强风化角砾岩遇水不宜软化 2.2 400良好的持力层中风化角砾岩遇水不软化 厚度大 1000良好的持力层(3) 拟建场地地下水为基岩裂隙水，勘查期间在勘探深度内各孔均未见地下水;(4) 地基基础方案分析：宜采用天然地基，全风化角砾岩、强风化角砾岩或中风化角砾岩为地基持力层，建议采用-1.0m3.0m 柱下独立基础;(5) 抗震设防烈度为 6 度，拟建场地土类型为中硬场地土，场地类别为II 类;(6) 最大冻土深 0.5m。1.1.3 气象条件(1) 气温（见表 1.1.2）：表 1.1.2 气温表月 份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12平均气温/-5 -2 4 13 18 20 24 28 24 20 13 -3平均最低气温/ -8 -5.5 -1 -1 -5 兰州理工大学 毕业设计（论文）用纸- 郭泰寅设计第 6 页 (2) 降水平均年降雨量：550mm雨量集中期：7 月中旬至 8 月中旬基本雪压：0.20kN/m 2(3) 风向主导风向：夏季为东南风；冬季为西北风。基本风压：0.6kN/m1.2 总平面布局为了达到合理利用现有基地环境的目的，并且考虑到符合总体规划、环境、绿化与消防的要求及自行车车棚和出入口车道的设计要求，对总平面图进行了综合布置。总平面布置图如图 1.2.1：图 1.2.1 总平面布置图总体规划和基地环境的面很广，下面着重从基地大小形状和道路走向，建筑物的间距和朝向来分析他们对建筑总平面布置的影响。(1) 基地大小、形状和道路走向基地的大小、形状对房屋的层数、平面组合的布局关系极为密切。在同样能够满足使用要求的情况下，房屋功能分区各个部分，可采用较为集中紧凑的布置，或采用分散的布置方式，这方面除了和气候条件、节约用地以及管道设施等因素有关外，还和基地大小和形 状的现实可能性有关。基地内人流、车流的主要走向，又是确定建筑出入口和门厅位置的重要因素。该建筑场地位于一小区里面，场地不是很开阔，综合考虑各种因素，确定为“矩形”平面，在建筑的南侧设有一大门厅，西侧设有一个应急疏散出口。在建筑物南侧前两米处设有自行车车棚，建筑物东侧 20 米处有一大片草坪，另外设有环绕建筑物的消防车道。(2) 建筑物的朝向建筑物的朝向主要考虑建筑物的采光、通风等要求，因场地确定了，即正南正北方向的，故建筑物设为座北朝南，该地区风向是：夏季主导风向为东南风，冬季为西北风，易形成穿堂风。 兰州理工大学 毕业设计（论文）用纸- 郭泰寅设计第 7 页 1.3 平面设计该公寓是专供在半岛工作不久的青年租用，考虑到工作不久青年的实际情况（收入微薄） ，故不采用住宅式公寓设计（造价高，租金贵） ，而采用宾馆式公寓设计，建筑的平面组合采用内廊式组合，这种形式的组合能使各个房间不被穿越，较好的满足各个房间单独使用的要求，平面紧凑，走廊所占面积较小，房间进深大，节省用地。此公寓的建筑平面布置有两种，首层为一种，其余同标准层。房间均是统一的（使用面积 29.97 平方米，卫生间 6.2 平方米） ，房间里都带有单独的卫生间，卫生间里设有淋浴器、坐便器、洗手盆，二层至五层的房间还设有挑阳台，不仅增大了使用面积，还可用于休息眺望（缓解眼疲劳） ，使建筑物的立面错落有致。首层在建筑物南面正中一个柱距（即 5-6 轴线之间）设了门厅，并将门厅右边的房间设置为公寓管理中心，这样便于管理，有利于公寓的安全；将正对门厅的房间设为娱乐活动中心（考虑到此房间正对门厅，私隐不好，不便于作为宿舍） ，是青年们下班之余和周末休闲娱乐组织活动交流工作经验、思想，增进友谊的地点；首层还设置了配电室，便于电的统一管理；设置的储藏室由于存放一些清洁用具和杂物。标准层的布置：考虑到建筑的平面组合采用内廊是组合，走廊较长，采光通风条件较差，在建筑的柱距（5-6轴线间）设置了过厅（改善采光、通风条件） ，过厅外挑 1.20m,此过厅还可兼作青年们休闲活动的场地；另外还考虑到青年们的洗衣服问题（卫生间的盥洗室太小不便用于洗大件衣，洗衣容易把房间弄潮） ，标准层都设置了一个公用水房。总之，我们的设计力求为青年们提供一个方便和舒适的居住环境。1.4 立面设计建筑物的体型和立面，即房屋的外部形象，并不等于房屋内部空间组合的直接表现，建筑的体型和立面设计，必须符合建筑造型和立面构图方面的规律性，如均衡、韵律、对比、统一等等。建筑体形的选择，体形的选择必然要受到结构形式、基地环境、气候条件以及环保等因素的制约 ， 还要考虑整体规划，本工程为五层公寓楼，采用钢结构框架组合楼板结构形式，根据拟建场地形状，道路方向及大门布置等要求，把建筑设计成“矩形” ，更能充分利用场地，也使得交通更加方便，同时也利于满足建筑和结构的要求。在体形选择上力求做到简捷、美观、实用，以满足适 兰州理工大学 毕业设计（论文）用纸- 郭泰寅设计第 8 页 用性、安全性、舒适性的要求。建筑体型的组合，建筑物体型组合的要求，主要有以下几点：（1）完整均衡、比例恰当，而该建筑采用“矩形” ，满足这一要求；（2）主次分明、交接明确，在建筑南侧二层以上的中间柱距设过厅，并都外挑 1.20 米，突出入口；（3）体型简洁，环境协调，该建筑位于一小区里面，拟建建筑物的附近有已建建筑物、已有的绿化，与环境相协调。以外挑的阳台和过厅，达到建筑体型简洁明了的效果。建筑的立面设计，建筑的立面可以看成是有许多部件所组成：它们有墙体、梁柱、墙墩等构成房屋的结构构件，该建筑二层过厅以上均外挑出 1.20 米，在建筑立面上做了一突起，这在建筑的立面上形成虚实对比，形成比较强烈的明暗对比关系，还对建筑起了竖向划分的作用，给人庄重、挺拔的感觉；有门窗、阳