毕业设计---多层大学教学楼.doc

目 录 目 录1第一章 绪论31.1 建筑工程概况3第二章 建筑设计总说明42.1 建筑设计说明4第三章 结构计算部分53.1 结构设计说明53.2 计算依据53.3 重力荷载的计算53.4 框架侧移刚度的计算63.5 横向水平地震作用下框架结构的位移和内力计算73.6 风荷载作用下横向框架结构的位移和内力计算83.7 竖向荷载作用下横向框架结构的内力计算93.8 横向框架内力组合113.9梁柱截面设计及节点验算12第四章 基础设计12致 谢12第一章 绪论1.1 建筑工程概况1.1.1建设项目多层大学教学楼1.1.2设计原始资料1建筑地点：2建筑面积：3结构形式：4气象及地址条件：夏季主导风向：基本风压：基本雪压：室内外冬季设计温度：等等1.1.3设计任务及要求根据原始资料，完成以下设计内容：1建筑设计xx图，等等2结构设计xx图，等等 1.1.4设计参考资料1国家标准、规范、规程总图制图标准(gb50103-2001)等等2参考书等等第二章 建筑设计总说明2.1 建筑设计说明2.1.1总平面说明（要包括有总平面图）2.1.2建筑物的间距和朝向等的确定2.1.3主要房间的设置2.1.4辅助房间设计2.1.5交通联系部分设计2.1.6剖面设计2.1.7剖面设计2.1.8其他建筑设计说明等等第三章 结构计算部分3.1 结构设计说明3.1.1楼盖的选择3.1.2柱网的选择3.1.3基础形式3.1.4楼梯的选型3.1.5材料选用混凝土、钢筋、砌体及砂浆等等3.1.6内力计算地震作用，竖向荷载下、水平荷载下内力，楼板、基础等采用何种方法计算，弹性还是塑性。3.2 计算依据等等。3.2.1计算简图平面及里面计算简图。3.2.2构件尺寸的初步确定1柱截面尺寸的初步确定：2梁截面尺寸的初步确定：3.3 重力荷载的计算3.3.1主要材料及构件自重3.3.2内外墙荷载标准值1外墙做法：2内墙做法3.3.3屋面及楼面永久荷载标准值1屋面永久荷载标准值 2楼面永久荷载标准值 3.3.4屋面及楼面均布可变荷载标准值1屋面：活荷载、积灰荷载、雪荷载等等2楼面：3.3.5各层重力荷载代表值的计算 1墙的重力荷载：2柱、梁的重力荷载：3楼面、屋面的重力荷载：4雨蓬等附属构件的重力荷载计算5楼层质点重力荷载代表值的计算： 图 质点重力荷载代表值示意图3.4 框架侧移刚度的计算 本建筑有x榀横向框架，x榀纵向框架，其侧移刚度分别计算如下。3.4.1横向框架侧移刚度的计算1横向框架梁的线刚度计算： 图 框架梁柱平面布置图 图 横向框架梁柱立面布置图 由于在横向框架中，框架柱沿高度截面尺寸不同且截面形心不重合，故梁的计算跨度近似取为顶层柱的形心线间距。进行梁的刚度计算时，各层梁的计算跨度均以此计算跨度为准，忽略了柱截面沿高度变化时梁跨度的微小变化对梁刚度的影响。底层柱的高度由基础梁顶面算起。为矩形梁截面惯性矩，为考虑梁翼缘的影响，乘以惯性矩增大系数后的梁截面惯性矩。对于中框架梁和边框架梁，增大系数分别取2.0和1.5。2横向框架柱的侧移刚度计算：采用值法对各横向框架柱进行了侧移刚度计算，并汇总。3横向框架的规则性判断：3.4.2纵向框架侧移刚度的计算过程同横向框架。3.5 横向水平地震作用下框架结构的位移和内力计算3.5.1横向框架自振周期的计算对于结构的质量和刚度沿高度分布比较均匀的框架结构，可用顶点位移法计算其基本自振周期： 式中，为考虑非承重墙刚度影响的周期折减系数，本设计取0.7；是把集中在各楼层处的重力荷载代表值作为该楼层的水平荷载，用弹性方法计算出的结构顶点的假想水平位移(m)。表30为的计算过程。表 顶点假想水平位移计算表楼层（kn）（kn）（kn/m）（mm）（m）4321结构的横向基本周期为：=？3.5.2水平地震作用及楼层地震剪力的计算本xx楼的高度不超过40m，质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切变形为主，故可采用底部剪力法计算水平地震作用。图 水平地震作用分布图 图 楼层地震剪力剪力分布图3.5.3多遇地震作用下的弹性层间位移验算多遇地震作用下横向框架结构的弹性层间位移和顶点位移计算见表。表 楼层弹性位移验算表楼层层间剪力 （kn）层间刚度 （kn/m）层间弹性位移 （m）顶点位移 （m）层高 （m）层间弹性位移角 4321最大层间弹性位移角发生在第一层，其值x，符合（或不符合）抗震规范规定角限值。3.5.4水平地震作用下横向框架内力计算采用d值法，取x轴横向框架进行水平地震作用下的的框架内力计算。1确定反弯点高度：2确定框架柱地震剪力并计算柱端弯矩：层柱的地震剪力由下式计算： 该柱在地震剪力作用下，上下柱端的弯矩分别由下式确定：； 3确定框架梁端弯矩、剪力及柱轴力：求出柱端弯矩后，由节点平衡条件和梁的线刚度比即可求出各梁端弯矩，节点左右的梁弯矩由下式计算，计算过程见表。； 由梁端弯矩可以求出梁端剪力和柱轴力，计算公式如下，计算过程见表。表中负号表示轴力为拉力。；4绘制横向框架内力图：根据表的计算结果，绘出轴框架的弯矩图，剪力图和轴力图，见图（三个图）。图 水平地震力作用下x轴框架弯矩图图 水平地震力作用下x轴框架剪力图图 水平地震力作用下轴框架轴力图3.6 风荷载作用下横向框架结构的位移和内力计算3.6.1 风荷载标准值的计算风荷载标准值按以下公式计算：考虑负载宽度，计算沿房屋高度分布的均布风荷载标准值，再按静力等效原理将均布风荷载转化为等效节点集中荷载。3.6.2 风荷载作用下横向框架结构水平位移验算最大层间位移角发生在第一层，其值x，符合规范要求。 图 x轴框架等效节点集中风荷载(kn)3.6.3风荷载作用下横向框架结构内力计算风荷载作用下框架结构内力计算过程与水平地震作用下框架结构内力计算过程的相似。画出风荷载作用下弯矩图、剪力图、轴力图（三个图）。图 风荷载作用下x轴框架弯矩图图 风荷载作用下轴框架剪力图图 风荷载作用下轴框架轴力图3.7 竖向荷载作用下横向框架结构的内力计算3.7.1计算单元的选取取x轴横向框架进行计算，如下图所示：图 横向框架计算单元要考虑部分荷载将通过纵梁传给柱子，会有偏心。3.7.2荷载计算1永久荷载计算：图 竖向永久荷载作用下的计算简图要考虑将三角形荷载和梯形荷载转化成均布荷载。2可变荷载计算：图 竖向可变荷载作用下的计算简图 图 竖向永久荷载分布简图 图 竖向可变荷载分布简图 可考虑取一半结构进行计算。图中要标明构件的线刚度，荷载标准值。要标明屋顶用的是活荷载还是雪荷载。3.7.3内力计算竖向荷载作用下框架内力采用弯矩二次分配法或分层法计算。梁端剪力可根据梁上竖向荷载引起的剪力与梁端弯矩引起剪力相叠加而得，柱轴力可由梁端剪力和节点集中力叠加得到，计算柱底轴力还需考虑柱的自重。计算可变荷载作用下的框架内力时，应考虑可变荷载的不利布置。但对于一般的民用建筑来说，可变荷载与永久荷载之比均不大于1时，此时可按可变荷载满布计算。本设计即按可变荷载满布考虑，仅对梁跨中的弯矩值乘以系数1.11.2予以调整。x轴横向框架在竖向永久荷载和可变荷载作用下的弯矩图见图（2到3个图）。图 弯矩二次分配法计算竖向永久荷载作用下框架弯矩图 弯矩二次分配法计算竖向可变荷载作用下框架弯矩图 弯矩二次分配法计算竖向可变荷载(屋面为雪荷载)作用下框架弯矩2计算梁端剪力及柱端剪力： x轴横向框架在竖向永久荷载和可变荷载作用下的剪力图见图（2到3个图）。3计算柱轴力： 利用梁端剪力计算结果，并考虑纵向框架梁传来的荷载及各层柱自重，可得柱轴力图，见图（2到3个图）。图 竖向永久荷载作用下x轴框架弯矩图图 竖向可变荷载作用下x轴框架弯矩图图 竖向可变荷载(屋面为雪荷载)作用下x轴框架弯矩图图 竖向永久荷载作用下x轴框架剪力图图 竖向可变荷载作用下x轴框架剪力图图 竖向可变荷载(屋面为雪荷载)作用下x轴框架剪力图图 竖向永久荷载作用下x轴框架轴力图图 竖向可变荷载作用下x轴框架轴力图图 竖向可变荷载（屋面为雪荷载）作用下x轴框架轴力图3.8 横向框架内力组合3.8.1结构抗震等级3.8.2框架梁的内力组合一般考虑了以下几种内力组合，即：非抗震： 1.2恒+1.4活1.35恒+0.71.4活1.2恒+0.91.4(活+风)抗震： 1.2(恒0.5活)1.3地震还要考虑调幅。表 x轴框架梁内力组合表楼层内力荷 载 类 型内 力 组 合恒荷载活荷载地震1.2(恒0.5活)1.3地震1.2恒+1.4活1.35恒+0.71.4活左震右震0.02513.8.3框架柱的内力组合每层框架取柱顶和柱底两个控制截面，柱的组合结果见表。注意：在考虑地震作用效应的组合中，取屋面为雪荷载时的内力进行组合。表 x轴框架边框架柱内力组合表楼层截面内力荷 载 类 型内 力 组 合恒 荷 载活 荷 载地 震1.2(恒0.5活)1.3地震1.2恒+1.4活1.35恒+0.71.4活左震右震nmm229.821柱顶mn柱底mn274.173.8.4柱端弯矩设计值的调整3.8.5柱端剪力组合和设计值的调整 3.9梁柱截面设计及节点验算