大学逸夫楼建筑结构设计.docx
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1、XXXXX大学本科生毕业设计说明书题目:xxxxxxxxx大学逸夫楼建筑结构设计学生姓名:XXX学号:xxxxxxx专业:土木工程班级:土木XX-X班指导教师:XXXXX大学逸夫楼建筑结构设计(方案三)摘要根据学校教学及科研的要求,该建筑地上10层,地下一层,地下室层高3.5m,底层层高4.2m,其他层高3.6m。采用现浇钢筋混凝土框架-剪力墙结构体系,建筑结构安全等级为二级,结构设计使用年限为50年,地面粗糙类别为C类,基础采用筏形基础,抗震设防烈度为8度,剪力墙的抗震等级为一级,框架的抗震等级为二级。总建筑面积为9249.75m2,建筑高度为37.2m,总占地面积20000 m2o本设计包
2、括建筑和结构两部分。建筑部分主要包括建筑平面、立面及楼梯的设计。结构设计部分主要包括结构方案的选择及确定、结构构件的布置,结构各构件的刚度计算、水平地震作用下内力计算;利用结构设计软件PKPM对整体进行计算,并把主要控制截面的内力与手算进行比较。利用电算的结果对一根框架、一片剪力墙和基础进行内力组合并对其截面设计。关键词框架-剪力墙协同工作分析电算内力组合The architectural and structural design of the Yifu Teaching Building in Inner MongoliaUniversity of Science and Technolo
3、gy (Option III)AbstractAccording to the requirements of teaching and research,9 floors of the building on the ground, ground floor, basement floors 4.0m, the bottom storey5.7m,4.2m other story. By place reinforced concrete frame - shear wall structure, security level for the two structures, structur
4、al design life of 50 years, rough ground category B class, basic use of raft foundations,8 degree earthquake intensity, seismic rating of a wall, frame the seismic rating for the two. The total construction area ofl 2096m2, building height of 39.3m, the total area of 20000 m2.This design is composed
5、 of architecture design and structure design. Archetecture design includes plane,elevation and stairs design. The structure design includes structure scheme ,stiffness and strength of the structure. The stiffness calculation and internal force calculation under horizontal seismic action of structure
6、 components. Utilizing structure software PKPM to calculate a beam, and comparing the main control section of the internal forces with the manual method.The last I combinate the computer caculation of one basis frame , shear wall and the fundation,and I also design the section of the structures.Key
7、word the frame - shearing force wall, joint operation analysis ,computer calculation, endogenic forces combaninations摘要IAbstractII第一章工程概况及结构布置11.1 设计原始资料11.1.1 建筑结构安全等级及设计使用年限11.1.2 自然条件11.1.3 工程地质、水文及气象资料11.2 结构布置21.2.1 结构平面布置原则21.2.2 结构竖向布置原则21.2.3 变形缝的布置原则21.3 剪力墙的布置及间距21.3.1 剪力墙的布置原则21.3.2 剪力墙的间
8、距31.4 结构的总体布置31.4.1 高层建筑的结构体系的最大高度31.4.2 结构高宽比H/B31.4.3 结构平面形状41.4.4 结构柱网布置的形式4第二章结构构件截面尺寸初选62.1 框架梁截面尺寸的初选62.1.1 梁的强度等级62.1.2 框架梁尺寸的初估62.2 框架柱截面尺寸的初选72.2.1 柱的强度等级72.2.2 剪力墙的数量72.3 填充墙截面的初选82.4 剪力墙的选择82.4.1 剪力墙的数量82.4.2 剪力墙的强度等级92.4.3 剪力墙尺寸的确定92.5 板的截面尺寸的初选102.5.1 板的强度等级102.5.2 板的厚度102.5.3 板的类型10第三章
9、荷载计算113.1 工程做法113.1.1 屋面面做法113.1.2 标准层楼面做法(除卫生间外的其它房间)113.1.3 首层地面做法(除卫生间外的其它房间)113.1.4 标准层卫生间地面做法123.1.5 首层卫生间做法123.1.6 外墙面做法133.1.7 内墙面做法133.1.8 女儿墙做法133.1.9 踢脚做法133.2 楼面荷载的计算143.3 各层柱自重的计算163.4 各层梁自重的计算163.5 各层墙体荷载计算173.6 重力荷载代表值的计算23第四章楼板及次梁设计254.1板的设计254.1.1 标准层号单向板的计算254.1.2 标准层号板的计算274.1.3 A号
10、次梁的设计29第五章电算结果32第六章地震作用及结构抗震验算596.1 梁线刚度计算596.2 柱线刚度计算596.3 框架柱侧移刚度及框架刚度计算596.3.1 框架柱侧移刚度及框架刚度计算596.3.2 总框架的等效刚度626.4 剪力墙等效刚度计算626.4.1 剪力墙W-1等效刚度的计算636.4.2 剪力墙W-2等效刚度的计算636.4.3 剪力墙W-3等效刚度的计算646.4.4 剪力墙W-4等效刚度的计算656.4.5 剪力墙W-5等效刚度的计算706.5 结构基本自震周期的计算及水平地震作用计算736.5.1 结构的基本周期736.5.2 结构的水平地震作用736.6 水平地震
11、作用下框架-剪力墙地震内力756.6.1 框架层间地震剪力的计算756.6.2 位移计算与验算76第七章框架一剪力墙协同工作分析787.1 剪力墙的地震剪力和弯矩标准值分配787.2 框架柱的地震剪力和弯矩标准值分配797.3 水平地震作用下柱端弯矩标准值的计算797.3.1 反弯点iWj度的确定797.3.2 水平地震作用下柱端弯矩标准值807.4 水平剪力作用下梁端剪力及柱轴力的计算817.5 水平地震力作用下内力图81第八章风荷载作用下框架的内力838.1 风荷载标准值的计算838.2 建筑物总风荷载的计算838.3 风荷载作用下结构的内力计算848.3.1 风荷载作用下框架的内力848
12、.3.2 风荷载作用下剪力墙的内力858.3.3 风荷载作用下一片剪力墙的内力858.3.4 风荷载剪力在边框框架柱的分配868.3.5 风荷载作用下边框框架柱端弯矩标准值的计算868.3.6 风荷载作用下边框框架梁端弯矩、剪力和柱轴力标准值的计算87第九章竖向荷载作用下框架的内力889.1 计算单元的确定889.2 恒荷载计算889.3 活荷载计算929.4 梁端弯矩计算969.5 梁柱的转动刚度979.6 分配系数的计算989.7 弯矩分配与传递989.8 竖向荷载作用下的内力图1019.9 竖向荷载作用下梁端剪力的计算103第十章结构的内力组合10610.1 荷载效应组合的选用10610
13、.1.1 无地震作用效应组合时,荷载效应组合的设计值应按下式确定.10610.1.2 地震作用效应组合时,荷载效应组合的设计值应按下式确定10610.2 本设计采取的荷载组合10710.3 框架梁、柱、剪力墙的内力组合107第十一章框架柱、框架梁、剪力墙的配筋计算10911.1 结构延性设计10911.2 框架梁配筋计算10911.2.2斜截面配筋计算1111123构造钢筋的设置11411.3 框架柱配筋计算11411.3.1 框架柱纵向钢筋的要求1141132剪压比、轴压比的验算11511.3.3 正截面受压承载力计算11611.4 斜截面受剪承载力的计算11811.5 框架梁、柱节点核芯区
14、受剪承载力计算12111.5.1 梁、柱节点核心区组合的剪力设计值12211.5.2 节点核芯区截面有效验算宽度12211.5.3 节点核芯区的受剪承载力按下式计算(按下式配置箍筋数量)12311.6 剪力墙的配筋计算12311.6.1 设计资料12511.6.2 轴压比的验算12611.6.3 墙肢纵向钢筋的计算(采用对称配筋)12611.6.4 墙肢横向钢筋的计算127第十二章楼梯设计12912.1 楼梯结构选择12912.2 梯段板的设计13012.3 平台板设计13112.4 平台梁设计13212.5 构造柱TZ1的设计134第十三章基础设计13513.1 设计资料13513.1.1
15、基本规定13513.1.2 基础资料(采用肋梁式筏板基础)13513.1.3 水文地质资料13513.1.4 工程地质资料13613.1.5 基础埋深的确定13613.2 地基承载力的修正13613.3 基础内力组合13713.4 基础的基底反力计算13813.4.1 基础尺寸及惯性矩13813.4.2 基底反力13813.5 地基净反力的计算13913.6 基础板的内力及配筋计算14013.6.1 板的内力计算14013.6.2 基础板的配筋计算14113.7 基础梁的内力及配筋计算14213.7.1 梁的内力计算14213.7.2 梁的正截面配筋计算14413.7.3 梁的斜截面配筋计算1
16、4513.8 基础底板冲切承载力及剪切承载力验算14613.8.1 冲切承载力的验算14613.8.2 剪切承载力的验算147基础的内力组合表(附表)148外文翻译155参考文献166致谢信167第一章工程概况及结构布置本设计为XXXX大学逸夫楼建筑结构设计,此设计平面布置为“一”字型。结构体系采用整体式钢筋混凝土框架一剪力墙结构体系,设计建筑面积9249.75 m)安全等级为二级,采用八度抗震设防。该工程主体建筑高度37.2m,首层层高4.2m,其他层高3.6m,机房层高2.7m,地上十层,地下一层。相对标高室内地坪0.000,室内外高差为0.6m,采用筏型基础。1.1 设计原始资料1.1.
17、1 建筑结构安全等级及设计使用年限建筑结构安全等级为二级;设计使用年限为50年;建筑抗震设防类别为乙类;地基基础设计等级为乙级;剪力墙抗震等级为一级,框架抗震等级为二级;混凝土结构的环境类别地上部分为一类,地下部分为二b类。1.1.2 自然条件1)基本风压:卬0=0.55侬/。地面粗糙度类别:C类。2)基本雪压:S=0.25KN/m2.3)抗震设防烈度:8度(0.2g),设计地震分组为一组。4)建筑场地类别:II类。1.1.3 工程地质、水文及气象资料1、建议采用天然地基,自然地坪以下1.9m2.3m为细沙层,承载力标准值f=180 WV/n2,23m2.9m为砺沙层,承载力标准值f=21(U
18、N/?。3.9m6.9m为圆砺层,承载力标注值f=350kN/nj2, II类场地。2、场地地下水埋臧于自然地表下7.2m7.7m,标高为93.17m93.34m,属于潜水。可不考虑设计和施工的影响,土壤的标准冻结深度为1.5m,最热平均温度为27.3C,最冷平均温度-10。.3、主导风向为北风和西北风。1.2 结构布置1.2.1 结构平面布置原则在高层建筑的一个独立结构单元内,宜使结构平面形状宜简单、规则、对称,刚度和承载力分布均匀,平面长度不宜过长,突出部分长度L不宜过大,不应采用严重不规则的平面形状。1.2.2 结构竖向布置原则高层建筑的竖向体型宜规则、均匀,避免有过大的外挑和内收,结构
19、的侧刚度宜下大上小,逐渐均匀变化,不应采用竖向布置严重不规则的结构。抗震设计时,结构竖向抗侧力构件宜上下连续贯通。1.2.3 变形缝的布置原则在一般房屋结构的总体布置中,为了消除结构不规则收缩应力和温度应力,不均匀沉降对结构的有害影响,可以用沉降缝、伸缩缝、防震缝将房屋分成若干个独立的部分,从而消除沉降差、温度应力和体型复杂对结构的危害。但在高层建筑中,由于建筑使用要求和立面效果的原因,以及防水处理困难等,一般不设缝,特别是在地震区,由于缝将房屋分成几个独立的部分,地震时常常因为相互碰撞而造成震害。在本设计中没有设置变形缝。1.3 剪力墙的布置及间距1.3.1 剪力墙的布置原则高层规程8.1.
20、7中规定框架一剪力墙结构中剪力墙的布置宜符合下列要求:1)剪力墙宜均匀布置在建筑物的周边附近,楼梯间、电梯间、平面形状变化及恒载较大的部位,剪力墙间距不宜过大:2)平面形状凸凹较大时,宜在凸出部分的端部附近布置剪力墙;3)纵、横剪力墙宜组成L形、T形、I形等型式;4)剪力墙宜贯通建筑物的全高,宜避免刚度突变,剪力墙开洞时,洞口宜上下对齐;5)单片剪力墙底部承担的水平剪力不宜超过结构底部总水平剪力的40%;6)楼、电梯间等竖井宜尽量与靠近的抗侧力结构结合布置;7)抗震设计时,剪力墙的布置宜使结构各主轴方向的侧向刚度接近;8)长矩形平面或平面有一部分较长的建筑中,纵向剪力墙不宜集中布置字房屋两端。
21、1.3.2 剪力墙的间距剪力墙间距,见表1.2所示。本设计为8度抗震设防现浇结构,故剪力墙最大间距应满足38且40m,取剪力墙的间距最大值为40m。表1.2剪力墙的间距(m)(取较小值)楼盖形式非抗震设计抗震设防烈度6度、7度8度9度现浇5.08,604.0B,503.08,402.08,30装配整体3.58,503.0B,402.58,30注:1、表中8为楼面宽度,单位为m。2、装配整体式楼盖应设置厚度不小于50mm的钢筋混凝土现浇层。3、现浇层厚度大于60mm的叠合楼板可作为现浇板考虑。1.4 结构的总体布置1.4.1 高层建筑的结构体系的最大高度高层规程中将高层建筑分为两级,即常规高度的
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