五层框架结构大学教学楼设计.docx
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1、摘要IVAbstractV绪论11.1 项目名称及概况11.2 设计内容与方法1二建筑设计32.1 设计概要32.2 建筑细部具体构造做法3三结构设计相关参数53.1 国家标准及参数53.2 荷载取值63.3 结构总体布置73.4 主要承重构件及墙体截面尺寸83.5 基础83.6 材料8四结构设计94.1 结构体系94.2 结构布置94.2.1 构件材料及尺寸94.2.2 计算简图的确定10五荷载计算125.1 恒载计算125.2 活载计算155.3 风载计算175.4 水平地震作用计算20六第5轴框架内力计算256.1 第5轴框架计算简图256.2 恒载作用内力计算266.3 活载作用内力计
2、算306.4 左风作用内力计算346.5 地震作用内力计算386.6 重力荷载代表值内力计算42七内力组合467.1 控制截面内力467.2 内力组合56八框架截面设计648.1 框架梁截面设计648.2 框架柱截面设计718.3 标准层板的设计76九基础设计899.1 基本资料899.2 基础底面设计899.3 基础结构设计92十结论97参考文献99摘要本设计为大学教学楼,采用现浇框架结构。在建筑设计完成之后进行结构设计。在建 筑设计时先进行建筑方案设计,在建筑方案通过后进行建筑施工图的绘制。完成建筑施工 图绘制之后,根据建筑施工图确定结构布置方案,在确定框架布局后,选取横向一根框架 作为代
3、表进行计算,本设计以5轴线为代表进行计算。在进行结构设计时,先对水平地震荷载和风荷载、竖向恒荷载和活荷载进行内力计算。 在计算出各种内力之后,然后进行内力组合,内力组合时要考虑地震的作用,之后找出最 不利的内力组合,选取最安全的结果计算配筋,设计时先算上部结构,再进行下部基础设 计。最后进行施工图的绘制。施工的绘制要依据混凝土制图规范和混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则 和构造详图。关键词:框架结构,结构设计,教学楼设计,抗震设计AbstractThe design for the Zhongshan University building design, is used cast-in
4、-place framework structure. In the architectural design fbr the first building project design, construction scheme in after the construction plans drawn. Completion of construction drawing, according to the construction drawings to determine the layout of the structure, after determining the frame l
5、ayout, selection of transverse frame as a representative of calculation, the design has been selected 5 axis as the representative to calculate.In structural design, first on the horizontal seismic load and wind load, vertical dead load and live load inner force calculation. After the calculation of
6、 the various forces, then the combination of internal force, internal force combination to consider when earthquake, then identify the most unfavorable combination of internal forces, select the most secure reinforcement calculation of the results, before designing the lower foundation, we should de
7、sing the upper structure. Finally, the work is drawing.Construction drawing should be relied on the concrete drawing rule and concrete construction diagram representation of the whole plane and construction drawings detailing the rules.Key Words: Frame structure, structural design, teaching building
8、 design, seismic design-绪论1.1项目名称及概况项目名称:大学教学楼建筑地点:广州市建筑面积:6300m2建筑高度:18m层 高:3.6米层数:5层设有普通教室、小教室、阶梯教室和教师休息室,普通教室容纳座位88个,小教 室容纳座位42个。结构抗震等级为三级,合理使用年限50年;耐火等级为二级;抗震设 防烈度为7度,基本地震加速度值为0.10g,设计地震分组为第一组,场地类别为二类; 基本风压OSkN/n?,基本雪压为0。1.2设计内容及方法1.2.1 建筑设计L建筑方案设计根据房屋建筑学、民用建筑设计通则、混凝土结构设计规范、民用建筑设计防火规范 等相关知识进行建筑方
9、案设计,针对工程的使用性质作出具体的设计。功能分区要细致合 理复合规范,是建筑物发挥应有的功能。2.建筑施工图手绘及CAD绘图,绘出建筑平面图、立面图、剖面图、节点图等。3.结构设计内容(1)结构类型的选择,包括结构的布置及柱网尺寸;(2)估算结构的梁、板、柱的截面尺寸以及材料的等级;(3)荷载统计,包括框架柱侧移刚度的计算;(4)水平荷载作用下框架侧移及内力计算、竖向荷载作用下框架内力计算;(5)框架内力组合;(6)框架梁、柱的配筋计算;(7)楼面板内力及配筋计算;(8)基础设计;(9)绘制结构施工图。1.2.2结构设计(1)荷载统计:荷载统计包括水平荷载与竖向荷载计算。水平荷载有水平风荷载
10、和水 平地震作用;竖向荷载有恒荷载及活荷载;(2)水平及竖向荷载作用下的框架内力计算:采用结构力学求解器计算;(3)通过内力组合求得梁、柱构件各控制截面的最不利内力设计值并进行调整后,即 可进行截面配筋和计算和采取构造措施;(4)板设计:双向板按弹性方法计算;(5)基础设计:根据上部荷载及建筑物有关条件、工程地质条件、场地环境条件等来 确定基础的类型及基础埋深,首先确定基础底面尺寸,按地基持力层承载力和软弱层承载 力进行验算,应用地基计算模型计算,进行各项配筋计算;(6)按照制图标准绘制结构施工图。二建筑设计2. 1设计概要本设计是广东中山大学综合教学楼,应根据建筑物的使用性质、建设规模与标准
11、的不 同,确定各类用房。一般由普通教室、教师休息室、阶梯教室等组成。1 .房间使用面积、形状、大小的确定一个房间使用面积基本包括:课桌所占的面积,设备所占面积,以及行走、交通所需 的面积。2 .门窗大小及位置的确定房间门洞宽不应小于900mm,根据人流的多少取门宽为900mln,开启方向朝房间内侧; 走道两端的门采用等宽单扇门,大厅的门采用双扇推拉门。3 .窗的大小以及位置的确定房间中的窗大小和位置的确定,主要是考虑到室内采光和通风的要求。4 .交通联系部分的平面设计一栋建筑物除了有满足各种使用功能的房间以外,还需要有把各个使用房间以及室内 外有机联系起来的交通联系部分,以保证使用便利和安全疏
12、散。在多层建筑中,楼梯是不 必可少的一部分,是楼层人流疏散的必经之路,楼梯的位置、位置及形式应满足使用方便 和安全疏散的要求,注意建筑环境空间的艺术效果。本设计楼梯选用板式双跑楼梯。作为主要交通用的楼梯梯段净宽应根据楼梯使用过程 中人流股数确定,一般按每股人流0.55m-0.15m计算,并不应少于两股人流。楼梯平台部 位的净高不应小于2m,楼梯梯段部位的净高不应小于2.2m楼梯梯段净高为自踏步前缘量 至直上方凸出物下缘间的铅直高度。楼梯坡度的选择要从攀登效率、节省空间、便于人流 疏散等方面考虑。走廊作为水平的交通联系其主要功能是连接同一-层内的各个房间、楼梯、门厅等,以 解决建筑物中水平联系和
13、疏散的问题,要求其宽度满足人流通畅和建筑防火的要求。2. 2建筑细部具体构造做法1 .屋面做法:油毡防水层(三毡四油上铺石子)15厚水泥砂浆找平层40厚水泥石灰焦渣砂浆0.3%找坡层80厚矿渣水泥120厚混凝土板15厚混合砂浆打底隔音纸板吊顶2 .楼面做法:地砖铺面20厚硬性水泥120厚钢筋混凝土板20厚板底抹灰3 .内墙做法:内墙体为240mm厚的混凝土空心小砌块,墙面两侧石灰粗砂。4 .外墙做法:外墙体为2400mm厚的混凝土空心小砌块,外墙面用水刷石,内墙面抹石灰粗砂。5 .墙基防潮:采用防水砂浆防潮层6 .卫生间做法:4厚马赛克,素水泥浆擦缝3-4厚水泥胶合层20厚1: 3水泥砂浆找平
14、层素水泥浆结合层一道100厚钢筋混凝土楼板7 .女儿墙做法:30厚C20细石混凝土防水层4厚防水卷材防水层20厚1:3水泥砂浆找平层40厚C30细石混凝土找坡层80厚矿渣水泥保温层120厚钢筋混凝土屋面板10厚混合砂浆抹灰三结构设计相关参数3.1国家标准及参数(GB 50009-2012)(GB 50010-2010)(GB 50011-2010)(GB 50003-2011)(1)国家标准.建筑结构荷载规范(2)国家标准.混凝土结构设计规范(3)国家标准.建筑抗震设计规范(4)国家标准.砌体结构设计规范 (5)国家标准.建筑地基基础设计规范(GB 50007-2011) (6)中南地区工程建
15、设标准设计建筑图集(2011-1) (7)中南地区工程建设标准设计建筑图集(2011-2) (8)中南地区工程建设标准设计建筑图集(2011-3) (9)中南地区工程建设标准设计建筑图集(2011-4)1 .场地条件:建筑场地地势平坦,地基土承载力特征值,/ak=200kPa,场地为II 类。2 .结构设计参数表3.1结构计算参数技术指标技术条件取值依据建筑结构安全等级三级建筑结构可靠度设计统一 -标准第108条设计使用年限50年建筑结构可靠度设计统一-标准第105条抗震设防烈度7度建筑抗震设计规范324条建筑抗震设防类别丙类建筑工程抗震设防分类标准第6.0.8条设计基本地震加速 度0.10g
16、建筑抗震设计规范第3.2.4条设计地震分组第一组建筑抗震设计规范第3.2.4条场地类别II类建筑抗震设计规范第4.1.6条房屋抗震等级三级建筑抗震设计规范第6.1.2条地基基础设计等级丙级建筑地基基础设计规范第3.0.1条混凝土 环境类 别0.000 以上一类混凝土结构设计规范第3.4.1条0.000 以下二类4抗震设计参数表3.2抗震设计参数地震影响水平地震影响系数 最大值特征周期取值依据多遇地震amax=0.08Tg=0.35建筑抗震设计规范第5.L4 条罕遇地震amax=0.503. 2荷载取值3.1.1 风荷载、雪荷载表3.3风荷载、雪荷载荷载类型取值(kN/m2)取值依据基本风压0.
17、5气象资料基本雪压0气象资料3.1.2 楼面、屋面活荷载标准值表3.4楼面、屋面活荷载标准值荷载类型取值(kN/m2)取值依据房间2.0建筑结构荷载规范第4.1.1条卫生间2.0走廊、门厅、楼梯2.0屋面(不上人)0.53.1.3 结构重要性系数、荷载分项系数、可变荷载组合值系数取值表3.5非抗震设计极限状 态系数名称系数取值取值依据承载能力结构重要性系数Yo=l.O建筑结构可靠度设计统一 标准第7.0.3条永久荷载分项系数当其效应 对结构不 利时由可变荷载 效应控制的 组合Yg=1.2建筑结构可靠度设计统一 标准第7.0.4条由永久荷载 效应控制的 组合Yg=L35当其效应对结构有利时Yg=
18、 10承载 力可变 荷载当其效应对结构不利时Yq=1.4建筑结构可靠度设计统一分项 系数当其效应对结构有利时Yq=O标准第7.0.4条楼面活荷载组合值系数|/ci=0.7建筑结构荷载规范第4.1.1 条屋面活荷载组合值系数Vci=0.7建筑结构荷载规范第4.3.2 条风荷载组合值系数Wci=0.7建筑结构荷载规范第7.1.4 条表3.6抗震设计系数名称系数取值取值依据承载力抗震调整系数梁(受弯):0.75建筑抗震设计规范第5.4.2 条轴比小于0.15的柱:0.75轴压比不小于0.15的柱:0.8各类构建(受剪):0.85重力荷载分项系数Yg=L2建筑抗震设计规范第5.4.1 条水平地震作用分
19、项系数YEh=L3竖向地震作用分项系数Yev=03. 3结构总体布置1 .平面布置结构平面布置应规则、对称,质量和刚度变化应均匀。2 .柱网布置采用大柱网,柱网尺寸见结构布置图。3 .变形缝设置本工程结构规则、荷载及地基土质均匀,故不设变形缝,通过设置后浇带来消除温度 应力产生的结构变形。4 .防震缝设置防震缝两侧结构类型不同时,宜按需要较宽防震缝的结构类型和较低房屋高度确定缝 宽,本设计设置防震缝100mm,满足规范要求。3.4主要承重构件及墙体截面尺寸1 .柱:一至六层边柱均为500mm*500mm;中柱为500mm*500mmo2 .梁:AB (CE)跨横梁为300mm*600mm, B
20、C跨横梁为300mm*600mm,纵梁为 250mm*500mm。3 .楼盖、屋盖:现浇混凝土楼(屋)盖,板厚120mm。4 .墙体:外墙厚240mm,内墙厚240mm,女儿墙厚240mm。3. 5基础1 .基础形式:柱下独立基础。基础形式由地质勘探报告,选承载力为Ak=280KPa的土 为持力层。2基础埋深:1.6m。3.地基处理方式:灰土垫层法。3. 6材料表3.7混凝土强度等级选用表梁、板一至六:C30柱一至六:C30基础C30表3.8钢筋选用表构件受力钢筋箍筋或构造钢筋板HRB355HPB300梁HRB400HPB300柱HRB400HPB300基础HRB400HPB300四结构设计4
21、. 1结构体系本建筑为教学楼,内设有普通教室、阶梯教室、教师休息室等,房间使用面积较大, 故选择建筑平面布置比较灵活的框架结构体系,框架结构建筑立面容易处理,结构自重较 轻,本建筑层数为五层,选用钢筋混凝土框架结构能够获得较好的经济效益。4. 2结构布置4. 2.1构件材料及尺寸1 .现浇板楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构,根据工程经验,板厚h应满足:h Hmax/40,可取 h= 120mm o2 .框架梁主梁截面按梁跨度的1/81/12估算,次梁截面按梁跨度的1/101/18估算,梁截面宽 度均按梁截面高度的1/41/2估算,由此估算的梁截面尺寸见表4.1,表中还给出了梁的混 凝土等级。
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