框架结构毕业设计.doc
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1、 常州市某小区11层住宅楼框架结构设计摘 要本设计综合运用所学的专业知识,根据设计任务书的要求进行了钢筋混凝土结构住宅的建筑设计、结构设计。设计过程遵循先建筑后结构再基础的顺序进行。建筑设计,依据建筑总体规划要求、建筑用地条件和基地周边的环境特点,首先设计建筑平面, 其次进行立面造型、剖面设计。建筑设计应满足使用功能和造型艺术的要求,并适应未来发展与灵活改造的需要。结构设计密切联系建筑设计,以现行的有关规范为依据,主要包括结构选型及结构布置、确定计算简图及计算单元、荷载计算、内力组合、构件设计、楼梯设计、基础设计等内容 。本工程采用钢筋混凝土结构框架结构体系,选择了有代表性的一榀框架进行计算。
2、对于竖向荷载作用采用分层法,弯矩二次分配法,水平荷载作用采用D值法。设计计算整个过程中综合考虑了技术经济指标和施工工业化的要求,由于本工程位于7度抗震设防区,所以计算时应考虑抗震要求。关键词建筑设计 结构设计 荷载计算 IA plot 11-story residential building frame design in Changzhou CityAbstract This thesis uses the professional knowledge synthetically according to the request of the design program. The des
3、ign of the office building includes architectural design, structural design and construction management design.The design process follows the order: firstly, architectural design; secondly, structural design; lastly, the foundation design. The architectural design, according to the master plan of th
4、e building, the site condition, peripheral urban environment, and characteristic of the base design the building plain at first. The elevation design is carried on secondly, considering building classify and fire prevention. The architectural design should meet the needs of the functional requiremen
5、t, the use requirement and development and flexible transformation in the future.Structural design maintains close ties with the architectural design, which is based on current relevant codes. It includes the structure style, the preliminary estimation for the structural members, confirmation of the
6、 sketch and unit for calculation, load calculation, component design, slab-stairs design, floor overlay design and foundation design. This project adopts cast-in-place reinforced concrete structure, which has chosen a representative frame to calculate. Vertical load function adopts Stratification, m
7、oment distribution method, level load function adopts D value method, and seismic load function adopts equivalent base shear method. As the project is located at 7 degree earthquake zone, so the calculation should be considered in the seismic requirements.KeywordsArchitectural design, Structural des
8、ign, Load calculation目 录摘 要I目 录III1 工程概况11.1设计任务11.2 场地类别11.3 设计内容11.4设计流程图22 建筑设计22.1 建筑功能22.2 方案比选22.3 平面布置32.4 功能材料83 屋盖楼盖设计83.1 设计资料83.2 结构平面布置图(A区)84 框架结构与计算简图94.1 梁柱尺寸94.1.1 梁截面尺寸94.1.2 柱截面尺寸94.2 计算简图(取轴线5处)94.3梁柱线刚度95 恒荷载内力计算115.1 恒荷载计算115.1.1 屋面框架梁线荷载标准值115.1.2楼面框架梁线荷载标准值115.1.3屋面框架节点集中荷载标准值
9、125.1.4楼面框架节点集中荷载标准值125.2恒荷载作用下内力计算125.2.1 计算简图125.2.2 荷载等效135.2.3 固端弯矩计算145.2.4 分层计算弯矩(取半结构计算)145.2.5 不平衡弯矩分配175.2.6 跨中弯矩计算175.2.7 剪力计算195.2.8 轴力计算195.2.9 弯矩调幅265.2.10 梁端柱边剪力与弯矩266 活荷载内力计算276.1 活荷载内力计算276.1.1 屋面框架梁线荷载标准值27III6.1.2 楼面框架梁线荷载标准值276.1.3 屋面框架节点集中荷载标准值276.2 活荷载作用下内力计算276.2.1 计算简图276.2.2
10、荷载等效275.2.3 固端弯矩计算285.2.4分层计算弯矩286.2.5 不平衡弯矩分配316.2.6 跨中弯矩计算316.2.7 剪力计算336.2.8 轴力计算336.2.9 弯矩调幅386.2.10 梁端柱边剪力与弯矩387 风荷载内力计算397.1 风荷载计算397.2 内力计算407.2.1 剪力在各层间的分布407.2.2 各柱反弯点及柱端弯矩(单位:kNm)417.2.3 风荷载作用下的内力图437.2.4 梁端柱边弯矩(单位:kNm)478 地震作用内力计算488.1 水平地震作用计算488.1.1 各层D值汇总(D单位:104kN/m)488.1.2 顶点位移计算(将重力
11、荷载代表值Gi作为水平荷载)488.1.3 基本自振周期488.1.4 基本自振周期水平地震影响系数498.1.5 结构底部剪力标准值498.1.6 各层水平地震作用标准值498.1.7 各层水平地震层间剪力508.2 一榀框架内力计算(KJ1)518.2.1 层间剪力在各柱分配518.2.2 反弯点高度确定518.2.3 地震作用下的内力力图538.2.4 梁端柱边弯矩(单位:kNm)569 内力组合579.1 梁内力组合578.2 柱内力计算699.3 内力设计值汇总859.3.1 梁内力设计值汇总859.3.2 柱内力设计值汇总8610 截面设计8910.1 梁截面设计8910.1.1
12、正截面受弯承载力计算8910.1.2 斜截面受剪承载力计算9010.2 柱截面设计9410.2.1 柱正截面承载力计算9610.2.2 柱斜截面承载力计算10911 楼梯设计11411.1 底层楼梯设计11411.1.1 梯段板TB1设计11411.1.2 平台板PTB1设计11511.1.3 平台梁TL1设计11511.2 其他层楼梯设计11612 板的设计计算11712.1 X向底板钢筋11712.2 Y向底板钢筋11812.3 X向支座左边钢筋11812.4 Y向上边支座钢筋11913 基础设计11913.1 边柱基础11913.1.1 基本尺寸与桩数确定12113.1.2 桩顶作用效应
13、计算12113.1.3 承台计算12213.2 中柱基础12213.2.1 基本尺寸与桩数确定12213.2.2 桩顶作用效应计算12313.2.3 承台计算12313.2.4 承台受弯计算:124结 论126参 考 文 献127致 谢128常州大学本科生毕业设计(论文)1 工程概况1.1设计任务通过综合运用所学的理论知识和技能,解决小高层住宅楼的建筑设计和结构设计方面的实际问题,从而对一般类型房屋的设计有比较全面的了解,对建筑设计、结构设计和施工之间必须相互密切配合的内在联系有较深刻的认识,为今后独立从事土建设计和施工打下基础。要求完成建筑方案;上部主体结构计算分析;地基基础计算;上部主体结
14、构和基础及楼梯的施工图绘制。学生应具备一定的土木工程专业知识;掌握WORD和EXCEL等办公软件的应用、学会AutoCAD绘图软件的使用;最好能熟悉PMCAD、TAT、SATWE等结构分析软件的使用。1.2 场地类别本工程为常州市某小区11层住宅楼。工程为11层现浇钢筋混凝土框架结构(一层地下车库)。屋面板顶面标高为36.6m。工程所在地抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度为0.10g,设计地震分组为第一组,无液化土层分布,工程建筑抗震设防分类为丙类。场地类别为III类。工程重要性等级为二级,场地等级为二级,地基等级为二级;整个场地地形较平坦,地貌类型单一;场地内土层划分为16个单元土层,土
15、层地质时代为Q4、Q3,部分区域分布淤泥质粉质粘土;其稳定水位在地表下1米左右,测得浅层承压水水位在地表下2.44.0米左右,相当于黄海高程0.00米左右。根据建筑物荷载特征,结合场地工程地质条件,建议该住宅楼采用400mm或500mm的预应力管桩。本工程场地环境属湿润区含水量30%(20%)弱透水层,环境类别为类,干湿交替,场地附近无污染源。地下水类型为重碳酸钙型水,在无污染的情况下,场地地下水对混凝土和混凝土中的钢筋无腐蚀性。屋面做法:40厚C25细石混凝土内配 6钢筋双向200,表面压光摸平,20厚1:3水泥砂浆找平层,挤塑聚苯板, 厚度55mm(阳台保温构造-挤塑聚苯板, 厚度30mm
16、),3厚SBS改性沥青防水卷材一层,20厚1:3水泥砂浆粉光压平,现浇钢筋混凝土屋面板。楼面做法:10厚1:2水泥砂浆面层压实抹光,20厚1:3水泥砂浆找平层,钢筋混凝土楼板随捣随抹。墙身做法:由普通砖砌筑而成,普通砖自重18kN/m3,厚度240mm。门窗做法:门厅为铝合金门窗,自重0.2 kN/m2,窗为钢窗玻璃窗,自重0.4 kN/m2。风荷载标准值0.4kN/m2,雪荷载标准值0kN/m2。活荷载:上人屋面均布活荷载标准值2.0kN/m2,楼面活荷载标准值2.0kN/m2。卫生间活荷载标准值4.0 kN/m2,楼梯间活荷载标准值为3.5 kN/m2 。1.3 设计内容本设计包括建筑图设
17、计,结构设计及计算书的编辑。本设计计算书包括屋盖、楼盖、框架主体结构、楼梯、基础等部分的计算和设计。资料分析及理论准备1.4 设计流程图建筑方案设计绘制建筑图结构布置草图典型内力计算绘制毕业设计相关图纸2 建筑设计2.1 建筑功能 建筑不单要满足各自的使用功能要求,而且还要为人们创造一个舒适的卫生环境,具有满足人们生理要求的功能。因此建筑具有良好的朝向,以及保温、隔热、隔声、采光、通风的性能。2.2 方案比选框剪结构与框架结构的主要区别就是多了剪力墙,框架结构的竖向刚度不强,高层或超高层的框架结构建筑更是如此!为了解决这个问题故使用剪力墙。框架-剪力墙结构,它是框架结构和剪力墙结构两种体系的结
18、合,吸取了各自的长处,既能为建筑平面布置提供较大的使用空间,又具有良好的抗侧力性能。框剪结构中的剪力墙可以单独设置,也可以利用电梯井、楼梯间、管道井等墙体。因此这种结构已被广泛地应用于各类房屋建筑。框剪结构的变形是剪弯型。众所周知,框架结构的变形是剪切型,上部层间相对变形小,下部层间相对变形大。剪力墙结构的变形为弯曲型,上部层间相对变形大,下部层间相对变形小。对于框剪结构,由于两种结构协同工作变形协调,形成了弯剪变形,从而减小了层间相对位移比和顶点位移比,使结构的侧向刚度得到了提高。 水平荷载主要由剪力墙来承受,从受力特点看,由于框剪结构中的剪力墙侧向刚度比框架的侧向刚度大得多,在水平荷载作用
19、下,一般情况下,约80%以上用剪力墙来承担。因此,使框架结构在水平荷载作用下所分配的楼层剪力,沿高度分布比样均匀,各层梁柱的弯矩比较接近,有利于减小梁柱规格,便于施工。框架结构由梁柱构成,构件截面较小,因此框架结构的承载力和刚度较低,它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁,楼层越高,水平位移越慢,高层框架在纵横两个方面都承受很大的水平力,这时,现浇楼面也作为梁共同工作,装配整体式楼面的作用不考虑,框架结构的墙体是填充墙,起围护和分隔作用,框架结构的特点是能为建筑提供灵活的使用空间,但抗震性能差。 根据上述的区别,为方便计算以及设计,选择框架结构的设计。2.3 平面布置 户型I(面积96.5 m2)图
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