长沙某大学宏图教学楼框架结构设计.docx

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1、目录摘要1绪论3第一章建筑设计41.I工程概况41 2 建!n设计要点41.3 光、通风、防火设计41. 3. 1 采光、通风设计41. 3. 2 防火设计41.4 建筑立面设计说明41.5 建筑剖面设计说明51. 5. 2 建式层咼51.5 . 3 楼梯51.6 建筑细部设计51.7 设计过程51.8 构造设计51.8.4门窗构造6第二章结构设计82. 2结构布置82. 3口 构设 说明 82. 3. 1 5r况82. 4 材料選用8第三章框架结构计算103.1框架计算简图及线刚度计算103. 1. I框架的选取103.1.2框架3计算103.1.4框架梁、柱的线刚度113. 3荷载计算14

2、3. 3. 2标准层 梁柱153. 4水平荷载作用下框架结构的位移验算183. 4. 1风荷载作用下框架结构的位移验算183. 4. 2地震作用下侧移验算203. 5框架内力计算213. 5. 1框架荷载简图213. 5. 2分别做恒载及活栽下的M, V, N图213. 5. 3 水平何载标准值下的内力计算42第四章内力组合55第五章截面配筋设计595. !框架梁截面设计595.1.2 梁正截面配筋计算595.1.3 梁斜截面受剪承载计算605. 2.4框架柱正截面受压计算635. 2. 5框架柱斜截面受剪验算74第六章基础设计756. 1地质资料757. 2荷载计算756.4 . .7 Z结

3、论80总结81主要参考资料82附录一PKPM电算83附.1 PKPM框架计算过程简述83附、2电算结果85附、2, 1标准层楼板电算结果89附、3标准层楼梯电算89附、3、1楼梯布置90附、3、2楼梯配筋及计算书90附、3、3楼梯计算书90附录二英文翻译及原文94摘要本毕业设计的题目为长沙某大学宏图教学楼设计。毕业设计是土木工程专业本科培养 计划中最后一个主要教学环节,也是最重要的综合性实践教学环节,目的是是通过毕业设 计,培养土木工程专业本科生总合应用所有基础课、技术基础课及专业课知识和相应技能, 解决具体的土本工程设计问题所需的综合能力和创新能力。本设计主要包括两个阶段的设 计:第阶段为建

4、筑设计,第二阶段为结构设计。建筑设计阶段:根据建筑设计的依据以 及建筑设计的基本原则,结合住宅设计的功能要求,在多个初步方案经济技术证明的基础 上选择了本设计方案,并进行了住宅建筑的平面、立面以及剖面设计。结构设计阶段:选 取框架KJ-3及其筏板基础进行计算。确定框架计算简图;计算其上的荷载标准值包括恒 载、活载、风载、雪载和地震作用以及框架在各种荷载单独作用下的内力，在此基础上进 行内力组合;并根据抗震要求将框架梁、柱进行内力调整;然后选取最不利的内力来进行 框架梁、柱的配筋计算。通过此次设计使我们掌握了科学的思维方式和正确的设计思想, 以及综合运用所学理论、知识和技能分析和解决实际问题的能

5、力。关键词;教学楼；框架结构；建筑设计；结构设计；柱下独立基础ABSTRACTThe subject of the graduation design is Changsha HongTu teaching building a design .A graduation project is the last chief teaching program in the educational plans of the civil engineering, and the most important comprehensive practice teaching program. Its ai

6、m is professional competence and innovation ability of civil engineering undergraduates in applying all knowledge from the basic courses, basic technical courses and specialized courses to solve specific problem in civil engineering designs by the graduation program to develop.The design consists in

7、cludes two stages in the design: the first is fbr building design, and the second is for structural design. On the stage of architectural design: According to the basic principles of the architectural design and the design of the house with the functional requirements,! chose this programs and draw

8、the architectural working drawings. On the stage of structural design: To KJ-3 framework and board foundation of the raft. Calculation frame diagram; Calculate the load values, including the dead and live loads, wind loads, snow load and seismic and in the framework of various load under separate fo

9、rces, the internal forces on the basis of composition; According to the seismic requirements and the framework of beams and columns for internal force adjustment; then select the most disadvantaged inner force to frame beams, Column reinforcement calculation. The results of the design are specificat

10、ion for the design, construction Figure 9, Figure Construction 5. Through this design we mastered the scientific way of thinking and correct design and application of integrated learning theory, knowledge and skills to analyze and solve practical problems.Keywords* Teaching building ; Frame structur

11、e; Architectural design; Structural design;Column independent footing.绪论土木工程专业的毕业设计教学过程,是学生培养方案中最后的综合性实践性教学环节, 也是对学生综合素质和毕业后实际工作能力、适应社会能力影响最大的环节。毕业设计要 求我们在指导老师的指导下,独立系统地完成一项工程设计,解决与之相关的所有问题, 熟悉相关设计规范、手册、标准图以及工程实践中常用的方法,具有实践性、综合性强的 显著特点。因而可以培养我们的综合素质、增强我们的工程意识和创新能力。本设计是办公楼设计,主要包括建筑设计和结构设计,在建筑设计阶段,主要考

12、虑办 公楼的使用功能,进行平面、立面以及剖面设计,在满足使用功能的前提下做到美观、经 济;在结构设计阶段,主要选取根有代表性的框架,进行包括梁、柱、节点、基础及构 件的设计。并绘制了建筑施工图和结构施工图。本设计具有以下特点:(1)着重阐明本设计过程,包括建筑和框架结构及构件设计的基本要求、主要内容和 相应计算方法的应用。(2)内容围绕土本工程专业毕业设计的教学要求具有一定的系统性和完整性。(3)设计全过程根据我国最新颁布的一系列相关的建筑设计规范和结构设计规范紧密 结合工程实践编写。(4)文字力求通俗易懂,论述循序渐进,符合认识规律。通过这次实践设计,我较系统地掌握了建筑设计和结构设计的内容

13、及方法,同时也学 习了现行相关规范的基本要求。在编写本设计过程中,参考了较多的参考资料,未能在参考文献中列出,在此向 有关作者表示衷心的感谢!限于我的水平,设计中错误及不当之处难免,切盼各位老师给予批评指正。第一章建筑设计1. I工程概况工程名称:长沙某大学宠图教学楼建筑面积:8447.04m2；层数、层高:8层,首层3.9m,其他层3.6m；1.1 式：框架结构;抗震要求：建造地点抗震设防烈度为7度,近震,场地土为II类,地面粗糙度为B类。1.2 建筑设计要点设计以建筑物具有合理的使用功能作为出发点和最终目标,以系列规范及相关设计 资料作为设计依据,融入经济实用,以人为本的设计思想,在满足相

14、关规范及其他相关资 料和委托方对建筑本身的使用功能要求的前提下,设计始终围绕以人为本的主旋律,尽量 做到使用方便,功能齐全,以满足委托方对科研办公以及商业出租的要求。对高层建筑设计而言,主要体现在以下儿个方面：(1)建筑使用功能的要求;(2)现行技术条件下方便施工的要求;(3)尽量减少能量消耗,创造节能环保建筑的要求;(4)具有一定的美观要求;(5)防火设防满足相关规范的要求；(6)符合总体规划的要求,与周围环境协调一致的要求。总之建筑设计概括出来满足:使用、安全、经济、美观的要求。1.3 光、通风、防火设计1 . 3. 1采光、通风设计在设计中选择合适的门窗位置,取得良好的效果以便于通风。2

15、 . 3. 2防火设计本工程耐火等级为二级,建筑的内部装修、陈设均应做到难燃化,以减少火灾的发生 及降低蔓延速度,公共安全出口设有两个,可以方便人员疏散。楼梯间应采用封闭式,防 止烟火侵袭。在疏散门处应设有明显的标志。各层均应设有手动、自动报警器及高压灭火 水枪。3 .4建筑立面设计说明建筑的立面图反映建筑四周的外部形象。立面设计是在满足房间的使用要求和技术经 济条件下,运用建筑造型和立面构图的些规律,紧密结合平面、剖面的内部空间组合而 进行的。建筑立面设计的基本步骤;(1)根据初步确定的房屋平、剖面的内部空间组合关系,绘出建筑各个方向里面的基 本轮廓作为设计基础。(2)推敲立面各部分的体量和

16、总的比例关系,同时考虑儿个立面之间的统、相邻立 面之间的协调。(3)调整各个立面上的墙面处理和门窗安排,以满足建筑立面形式美的原则。(4)最后对入口、雨棚、建筑装饰等重点及细部处理。4 .5建筑剖面设计说明建筑剖面图反映出建筑物在垂直方向上各部分的组合关系,主要是确定建筑物各部分 的高度、建筑层数及建筑空间的组合关系。1. 5. 1建筑层数结合建设用地面积和使用功能的要求，该建筑设计为6层。1. 5. 2建筑层高首层的层高采用3.9m,其他层的层高采用3.6m。1.5 . 3楼梯考虑楼梯为消防楼梯,楼层之间采用两跑式设置。每跑采用设置12踏步,踏步宽度为 280mm,踏步高度为150,休息平台

17、宽度为1.2m。楼梯全部采用梁板式现浇钢筋混凝土楼 梯。1.6 建筑细部设计1、建筑热设计应做到因地制宜,保证室内基本的热环境要求,发挥投资的经济效益。2、建筑体型设计应有利于减少空调与采暖的冷热负荷，做好建筑围护结构的保温和隔 热,以利节能。3、采暖地区的保温隔热标准应符合现行的民用建筑节能设计标准的规定。4、室内应尽量利用天然采光。5、为满足防火和安全疏散要求,设有两部楼梯。6、办公室内的布置与装修以清新自然为主,卫生间的地面铺有防滑地板砖,墙面贴瓷 病。1.7 设计过程建筑设计根据建筑用地条件和建筑使用功能、周边城市环境特点,首先设计建筑平面, 包括建筑平面选择、平面柱网布置、平面交通组

18、织及平面功能设计;其次进行立面造型、 剖面设计;最后设计楼梯和卫生间。本设计满足建筑单位的使用要求,技术措施合理,同 时,通风、采光、消防等技术指标均满足相应的规范和规定。1.8 构造设计构造设计在设计中要较大数量的内容,本设计说明中只针对主要部分内容作一介绍， 其余参照相关规范、规定设计采用。1. 8. 1外墙和内墙本建筑物为框架结构,结构的承重体系为框架柱,作为分割空间的填充墙墙,要满足 自重轻、隔声以及防火、防潮、防水的要求。本设计中外墙采用240mm厚的蒸压粉煤灰 加气混凝土砌块,重度为5.5kN/m3。在墙体稳定下较差的情况下需要沿墙身横向配置加筋 的方式来满足墙体的稳定性。1. 8

19、. 2楼板的构造框架结构体系中,框架结构需要刚度很大的楼盖将竖向构件联系在一起共同抵抗水平 荷载。本设计中,楼盖采用现浇整体式钢筋混凝土楼盖,楼板厚度为120mm。1.8.3楼梯构造由于办公建筑设置有电梯，因此楼梯的功能主要是消防疏散的要求。楼梯采用两段楼 梯，楼梯选用现浇钢筋混凝土梁板式楼梯设置踏步尺寸为280mm,扶手高度为1100mm0 楼梯采用1:25水泥砂浆抹面,楼梯和平台下表面装饰采用水泥砂浆抹平，喷白二度。1. 8. 4门窗构造门窗采用自中南地区通用建筑标准设计建筑配件图集,详见标准图集。1.9建筑做法1. 9. 1.屋面做法:细石混凝土刚性防水平屋面1 . 40厚C20防水细石

20、混凝土2 .隔离层（干铺玻纤布或低强度等级砂浆）一道3 防水层:3厚高聚物改性沥青防水卷材4 .刷基层处理剂一道5 20厚1： 3水泥砂浆抹平6 .保温层:硬质聚氨酯泡沫板7 . 20厚1： 3水泥砂浆找平8 .40厚1： 8水泥珍珠岩找坡层2%9钢筋混凝土屋面板。1. 9. 2.楼面做法:地面砖防水楼面8-10厚地面砖,砖背面刮水泥浆黏贴,稀水泥浆擦缝。30厚1： 3干硬型水泥砂浆结合层1.5厚合成高分子防水涂料刷基层处理剂一道30厚C20细石混凝土找坡抹平素水泥浆一道现浇钢筋混凝土楼板。1. 9. 3.顶棚做法:混合砂浆涂料顶棚1 .现浇钢筋混凝土楼板2. 素水泥浆一道3. 7厚1： 0.

21、5:3水泥石灰膏砂浆打底扫毛或刮出纹道4. 7厚1： 0.5:3水泥石灰膏砂浆找平5. 内墙涂料第二章结构设计结构设计的内容包括:结构选型、结构布置、确定计算简图、选择合理简单的计算方 法进行各种荷载作用下内力计算、荷载效应组合、截面配筋设计、绘施工图。1. 1结构体系选择该工程有8层,选择框架结构。框架结构是指由梁柱杆系构件构成,能够承受竖向和 水平荷载作用的承重结构体系。钢筋混凝土框架结构按照施工方法的不同,有装配式、装 配整体式和现浇式三种。本设计采用现浇式,其特点是整体性和抗震性能好,能较好地满 足使用要求,但模板较多,工期较长。承重方案采用纵横向:混合承重方案。2. 2结构布置结构布

22、置主要工作是合理确定梁柱的位置及跨度。基本原则是：1、多层建筑的平面布置要求结构有利于抵抗竖向和水平荷载、受力明确、传直接的 要求。抗震设防也要求建筑物能够简单规则。本设计中,建筑物平面形状为矩形,其中建 筑物长L=60.8m,建筑物高度H=29.6m,建筑物宽B=22.2m。按照高层建筑混凝土结构技 术规程（JGJ3-2002） A级高度钢筋混凝土高层建筑结构适用的最大高宽比、长宽比的要 求,知：H/B=29.6/22.21.3 1.47； =1.4x0.35 = 0.49s考虑顶部附加地震作用。考虑抗震设防,抗震设防类别为丙类,抗震设防烈度为7度，II类近震场地，设计地 震分组为组,场地类

23、别为n类。设计基本地震加速度o.iog。由抗震规范查得水平地震影响系数最大值amax=0.08,由建筑抗震规GB50011-2001查得特征周期Tg=0.35s则横向地震影响系数ax =（務严 x LO x 0.08 = 0.054不考虑顶部附加地震作用系数。对于多质点体系结构底部总横向水平地震标准值:FEk =alG（,f/ =0.85xa,x G, = 0.85x0.054 x 103370 = 4744.68AN附加地震作用顶部附加地震作用系数Z = 0.087； + 0.07 = 0.1132尸=6 F =0.1132 x 4744.68 = 537. IkN（1亿）= 4207.6k

24、N按抗震规范公式5.21得作用于各质点上横向水平地震作用标准值,如下表所示。=%。一G,也表3-2格层横向地震作用及楼层地震剪层次况G：Gg,/g冉, 7=1829.610915392940.10933.1726.01295946652.40.121508.5622.41295946652.40.121977.0518.81295946652.40.122338.4415.21295946652.40.122592.9311.61295946652.40.122741.428.01295946652.40.122899.914.41470164684.40.173048.4表中第8层中加入了3

25、 .4水平荷载作用下框架结构的位移验算3. 4. 1风荷载作用下框架结构的位移验算水平荷载作用下框架的层间侧移可按下式计算:式中 X77第i层的总剪标准值;Z 4 第i层所有柱的抗侧刚度之和;从一第j层的层间侧移。第一层的层间侧移值求出之后,就可以计算各楼板标高处的侧移值的顶点侧移值,各 层楼板标高处的侧移值是该层以下各层层间侧移之和。顶点侧移是所有各层层间侧移之和。j层侧移勺顶点侧移=Z 勺框架在风荷载作用下侧移的计算见下表表3-3上层D值的计算构件名称K -Ka。c 2 + Kr12/c h2B轴柱”= 0.62x1.00. 2317250C轴柱0.6x2 + 1.48x2C人。=2.08

26、2x1.00.5138250D轴柱0.6x2 + 1.48x2 C。=2.082x1.00.5138250E轴柱0.6x2 ,=0.62x1.00. 2317250T D. =111000/m表3-4底层D值计算构件名称K=0.5 +K =2 + Kc12/户B轴柱0.6=0.660.910. 4422091C轴柱0.6 +1.48=2.290.910. 5829244D轴柱0.6 +1.48C=2.290.910. 5829244E轴柱”= 0.660.910. 4422091 D“ =10267kN / m表3-5风荷载作用下框架楼层层间位移与层高之比计算层次Wj/KNVj/KNZ o/(KN/m) u j/mA j/h815. 5615. 561110000.0001401/25714721.4537.011110000. 0003331/10811619. 6556. 661110000. 0005101/7058518. 0774. 731110000.0006731/5349416.2791.01110000. 0008191/4395314. 42105. 421110000. 0009491/3793212.86117.841110000. 0010