土木项目工程毕业规划设计总说明.doc

研发办公楼设计专业：土木工程学生：XX 指导教师：XXX摘要：钢筋混凝土框架结构因其具有较好的可模型、耐久性、耐火性和整体性，且易于就地取材、造价低廉而广泛应用。对于全现浇钢筋混凝土框架结构房屋，无论是多层房屋还是高层房屋，其设计理论和计算方法都已比较成熟，因此本毕业设计选题为成都市高新区研发结构设计。其内容包括建筑设计与结构设计。本次毕业设计的结构部分主要是采用手算（一榀框架）和电算相结合的方法，手算主要是取一榀框架来进行荷载清理、内力分析、荷载组合和梁柱等构件的截面设计，最后任取一个基础来进行基础的设计。而电算部分，则是采用PKPM结构设计软件来对整栋建筑物进行建模、内力计算和截面的配筋计算，然后与手算部分相比较，并绘制各部分的结构平面布置图和相关构件的施工图。关键词：框架结构，结构设计，内力分析，截面设计，施工图 Research and development office building designMajor: Civil engineeringStudent: XX Supervisor: XXXAbstract: Reinforced concrete frame structure is widely used because of its can easy model, durability, resistant to fiery, integrity, and it is easy to use local materials and low cost. No matter the all the cast-in-place reinforced concrete frame structure housing is multilayer house or in a high-rise building, its design theory and calculation methods are mature. So this graduation designs topic is Chengdu high-tech zone development structure design. Its contents include architectural design and structure design. The graduation design structure part mainly calculate by hand count and the method of combining computing. Hand count investigated one is mainly take to load checking, internal force analysis, load combinations and the section the component such as design of beam-column take a last, based on any based design. And computing part is using PKPM structure design software to model the entire building, internal force calculation and section, reinforcement. Then calculated compared with the hand count, and drawing each part of structure layout and related components of construction drawings.Keywords: Frame structure, structure design, internal force analysis, section design, construction drawing.目 录第一章：研发办公楼设计 41.设计基本资料和设计任务 41.1设计概况 41.2设计基本资料 41.3设计任务 42.建筑结构说明 5 2.1结构布置 52.2荷载清理 62.3内力分析 6 2.4荷载组合 7 2.5截面设计 72.6基础设计 8 3.电算部分 8第二章：外文翻译说明 9附录 10参考文献 11致谢 12 第一章 研发办公楼设计1设计基本资料和设计任务1.1设计概况研发办公楼由四川大学工程设计研究院设计，该工程由一栋办公用房组成，层数4F，规划总用地面积为1250，建筑面积为3584，建筑高度19.825m。建筑基本呈规则的矩形布置，为框架填充墙结构。1.2设计基本资料1）、地质条件：经地质勘查部门确定，场地土属中软场地土，类建筑场地。基础持力层为稍密碎石土，重度为21KN/m3，承载力特征值为160KPa。2）、设计等级：该建筑物工程重要性等级为二级，场地等级为二级，地基等级为二级，岩土工程勘察等级为乙级。建筑设计使用年限为50年，抗震设防烈度7度，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度值为0.10g。 3）、气象条件：场地地下水位丰、枯水期年变幅约为2.003.00m，勘察期间处于丰期，历史最高地下水位埋深约-25.00m。该地区具有山地季风气候特点，气候温差大，灾害性气候较多。基本风压取0.3KN/，地面粗糙度为B类。 4）、活荷载：活载标准值根据建筑的使用性质根据建筑结构荷载规范确定。其中，不上人屋面为0.5 KN/，楼面为2.0 KN/。 5）、材料：梁、板、柱和基础采用C30混凝土，梁柱纵向受力钢筋采用HRB300,箍筋和板受力钢筋采用HPB235级钢筋，基础垫层采用C20混凝土。1.3设计任务1.3.1手算部分（1）框架计算（选取一榀横向框架）1）结构布置选取框架承重方式，拟定框架梁、柱截面尺寸及其它构件尺寸，确定基础形式及埋置深度。2）荷载清理 恒载清理根据结构尺寸、构造做法及内、外墙装修情况计算作用在框架上的永久荷载（恒载），绘制框架结构在恒载作用下的计算简图。 活荷载清理根据房屋的使用性质按规范确定房间的活荷载标准值，计算作用在框架上的活荷载，绘制框架结构在活荷载作用下的计算简图。 水平地震荷载清理确定作用在框架上的水平地震荷载，绘制框架结构在水平地震荷载作用下的计算简图。水平风荷载清理确定作用在框架上的水平风荷载，绘制框架结构在水平风荷载作用下的计算简图。（2）荷载作用效应计算 框架的永久荷载（恒载）作用效应计算 框架的可变荷载（活载）作用效应计算 框架的水平地震作用效应计算 框架的风荷载作用效应计算（3）荷载效应组合（4）框架各梁、柱截面设计（5）节点抗震验算（6）基础设计：选定基础持力层，确定基础底层标高并进行基础计算1.3.2电算部分应用PKPM相应软件进行整栋楼的平面建模，结构计算，并绘制梁、板、柱和基础的结构施工图。2建筑结构设计说明2.1结构布置（1）建筑结构类型为框架结构，根据结构体系合理，以及建筑设计计应符合抗震概念设计，不应采用严重不规则的设计方案，初步选定的结构布置见附件计算书的结构平面布置图。（2）梁和板的尺寸由规范经验公式，初步选定为，板厚120mm，主梁尺寸350mm700mm，次梁为250mm700mm,由于坡屋顶的特殊性选取屋顶结构纵向主梁尺寸为500mm1300mm。柱的尺寸则根据公式N/Afc（为柱轴压比限值）确定为500mm500mm，其中中跨柱的尺寸为550mm550mm。2.2荷载清理（1）恒荷载清理取8号轴线所在的一榀框架为计算单元，根据项目建筑施工图中楼地面作法，清算各房间面荷载。根据墙体材料和尺寸计算各墙自重，计算梁自重时应计算梁的净截面，即计算高度为梁高减去楼板厚度，且考虑抹灰（混凝土容重可取为27KN/m3）。然后根据荷载的传递路径是“板梁柱”，板是按照单向板的传力方式来进行荷载清理，最后根据清理结果作出恒荷载作用下框架的受荷简图。（2）活荷载清理根据建筑结构荷载规范，查出结构上各个功能房间所对应的楼面均布活荷载标准值，和恒载的清理方法一样，绘制各层计算单元的活荷载传递图，计算框架上的荷载，最后根据清理结果绘制活荷载作用下框架的受荷简图。（3）水平风荷载风压标准值计算公式为：w=ZSZ0，计算出各层的w之后，根据作用面积（即作用高度和作用开间的乘积）可得作用在各层结构上的风载值，根据计算结果绘制框架风荷载作用简图。（4）水平地震作用根据建筑抗震设计规范，查得该项目的抗震设防烈度为7，设计基本地震加速度值为0.10g，设计地震分组为第一组，场地类别为II类，计算出结构的重力荷载代表值（恒载+0.5活载），采用底部剪力法计算各楼层横向水平地震作用，计算详细过程见附件计算书。2.3内力分析（1）横向框架在恒载作用下的内力计算 首先要计算各框架梁柱的线刚度及相对线刚度，根据相对线刚度可计算各节点的弯矩分配系数，采用叠加法计算在复杂荷载作用下的固端弯矩。横向框架在恒载作用下的弯矩计算，主要是采用弯矩二次分配法，其计算过程可总结为“分配传递再分配”，最后可求得各节点相应处的弯矩，画出恒荷载作用下的框架梁柱弯矩图。恒载作用下的弯矩二次分配法的具体过程见附件计算书。 依据弯矩图，取出梁柱脱离体，利用平衡条件，求出剪力，并画出恒荷载作用下的框架梁柱剪力图。再根据剪力图，利用节点平衡条件，求出轴力，并画出恒荷载作用下的框架柱轴力图。（2）横向框架在活荷载作用下的内力计算活荷载作用下的弯矩计算也是采用弯矩二次分配法，线刚度和分配系数的计算同前面恒载计算过程。弯矩二次分配的过程见附件计算书。梁柱剪力和柱端轴力的计算方法同恒载作用下，这里不再详细叙述。（3）风荷载作用下的内力分析框架在风荷载作用下的内力计算采用D值法（改进的反弯点法）。计算时首先将框架各楼层的层间总剪力Vj，按各柱的侧移刚度在该层总侧移刚度所占的比例分配到各柱，即可求得Vij。根据求得的各柱层间剪力Vij和修正后的反弯点位置y，即可确定柱端弯矩MC上和MC下；由节点平衡条件，将节点左右梁端弯矩之和按线刚度比例分配，可求出各梁端弯矩，进而由节点的平衡条件求出梁柱端剪力和柱的轴力。 （4）水平地震作用下的内力计算横向框架在水平地震作用下的内力计算也是采用D值法，在计算梁柱线刚度的时候，考虑到现浇楼板对梁刚度的加强作用，对中框架梁的惯性矩乘以2.0，对边框架梁的惯性矩乘以1.5。D值法的计算步骤与风荷载作用下的计算步骤相同。2.4内力组合考虑结构塑性内力重分布的有利影响，在内力组合之前对竖向荷载作用下的内力进行调幅，梁端负弯矩的调幅系数取0.85，调幅后跨中弯矩增大，近似取为调幅前跨中弯矩的1.2倍。并且在地震作用的组合中，还要考虑承载力抗震调整系数RE，对于受弯混凝土梁，受弯时，承载力抗震调整系数取0.75；受剪时，承载力抗震调整系数取0.85。对于框架柱，偏压时承载力抗震调整系数取0.8；受剪时，承载力抗震调整系数取0.85。主要考虑以下组合：（1）、非抗震设计时的基本组合以永久荷载效应控制的组合：1.35恒载+0.71.4活载以可变荷载效应控制的组合：1.2恒载+1.4活载考虑恒载、活载和风载组合时：1.2恒载+1.40.9（活载+风载）(2)、地震作用效应和其他荷载效应的基本组合考虑重力荷载代表值和水平地震组合（对于一般结构，风载组合系数为0）： 1.2重力荷载+1.3水平地震2.5截面设计2.5.1梁截面设计梁的正截面承载力计算，控制截面取支座处和跨中。应该将支座中心处的弯矩换算为支座边缘控制截面的弯矩进行配筋计算，本次设计没有进行该换算，而是直接取支座中心处的弯矩进行截面设计。配筋的计算过程详见附件的计算书。为避免梁在弯曲破坏前发生剪切破坏，应按“强剪弱弯”的原则调整框架梁端截面组合的剪力设计值。该框架的抗震等级为二级，框架梁端截面剪力设计值V，应按下式进行调整 由于在前面内力组合时，地震作用的组合已经乘以承载力抗震调整系数，这里的内力值不再乘以2.5.2柱截面设计柱的正截面承载力计算时，首先要进行柱的轴压比验算N/Afc，验算轴压比时的轴力组合值不考虑承载力抗震调整系数，抗震等级为二级的框架柱的轴压比不应大于0.8。考虑框架柱同一截面可能承受正负向弯矩，故采用对称配筋。在进行配筋计算时，应取一根柱的上下两个截面进行计算，最后取最大的配筋值进行配筋。每个截面应该对应于三种内力组合分别进行截面配筋计算，这三种组合为 Mmax和相应的N的组合 Nmin和相应的M的组合 Nmax及相应的M的组合柱的斜截面受剪承载力计算按照偏心受压构件斜截面配筋计算来进行。2.6基础设计基础类型为柱下独立阶形基础，先进行地基承载力的深宽修正，然后确定基础底面尺寸，由于轴力最大的组合中弯矩和剪力较小，可近似按照轴心受压来进行设计。然后再进行抗冲切验算，控制截面取柱边和变阶处，最后对柱边和变阶处分别进行配筋计算，取最大的配筋作为最后的配筋。3电算部分电算部分可分为三部分：建模、计算、配筋计算。首先在PMCAD中进行建筑模型与荷载输入，建立模型，之后进行荷载的输入，形成PK文件，选择要电算的轴线（8号轴线）。下面进入平面荷载显示校核界面，逐层进行校核，校核无误后，进入PK界面，进行PK数据交互输入和计算操作，查看计算简图和计算结果，对手算和电算的内力图进行比较。之后进行SATWE操作，首先接PM生成SATWE数据，然后进行参数输入、数据检查和图形检查，检查无误后进行结构内力、配筋计算。之后进入梁柱施工图界面，进行梁柱平法施工图的绘制，最后进入JCCAD进行基础的设计，并绘制基础平面施工图。第二章 外文翻译说明略附 录计算书建筑施工图结构施工图参考文献【1】国家标准 房屋建筑制图统一标准（GB/T50001-2001) 北京：中国计划出 版社，2002【2】国家标准 建筑制图标准（GB/T50004-2001) 北京：中国计划出版社，2002【3】国家标准 公共建筑节能设计标准（GB50189-2005) 北京：中国建筑工业出版社，2005【4】同济大学，西安建筑科技大学，东南大学，重庆大学合编，房屋建筑学，北京：中国建筑工业出版社，2005【5】建筑设计资料集编委会 建筑设计资料集 北京：中国建筑工业出版社，1988【6】国家标准 建筑结构荷载规范（GB50009-2001) 北京：中国建筑工业出版社，2002【7】国家标准 建筑抗震设计规范（GB50011-2001) 北京：中国建筑工业出版社，2001【8】国家标准 混凝土结构设计规范（GB50223-2004) 北京：中国建筑工业出版社，2004【9】国家建筑标准设计图集 建筑物抗震构造详图903G329-1) 中国建筑标准设计研究院出版社，2003【10】国家标准 建筑结构制图标准(GB/T 50105-2001) 北京：中国计划出版社，2002 致 谢经过近一个学期的努力，毕业设计已经接近尾声。在此，我首先要感谢我的指导老师XXX老师。在他的悉心指导和严格要求下，我的毕业设计才得以顺利完成。老师从最开始的查阅资料到设计方案的确定和修改，中期检查，后期详细设计，上机电算等整个过程中都给予了我悉心的指导，在老师的指导过程中我不仅完成了毕业设计，还学到了很多东西，老师的严谨的治学态度和科学的研究精神都深深的影响了我，并将影响我以后的学习和工作！其次，我要感谢身边的同学对我的无私帮助，他们不仅给我解答疑惑，还在软件计算方面给予帮助，还有他们做毕业设计的积极性也带动了我投入到毕业设计当中去！我要感谢我的母校XX大学，是母校给我们提供了优良的学习环境；另外，我还要感谢那些曾给我授过课的每一位老师，是你们教会我专业知识。在此，我向大家表示深深的谢意！由于本人水平有限，虽然查阅大量资料并慎之又慎，设计中错误在所难免，恳请各位老师和同学不吝指正。谢谢！ 最后，还要衷心感谢在百忙中评审和答辩的各位老师！