传染病医院病房楼建设结构设计毕业论文.docx

传染病医院病房楼建设结构设计毕业论文目录第1章建筑设计21.1设计说明21.2设计要求21.2.1 总平面布置21.2.2 功能分区21.2.3 流线组织31.2.4 环境和环保设计31.2.5 节能设计41.2.6 消防设计41.2.7 平面设计51.2.8 剖面设计61.2.9 立面设计71.2.10 细部构造做法81.2.11变形缝设计91.2.12设计原始资料10第二章结构设计及计算112.1 结构设计112.1.1总设计思想-概念设计112.1.2 结构类型和结构体系的选择122.1.3 楼盖体系的选择122.1.4主要材料122.1.5柱网布置132.2 结构计算132.2.1计算简图132.1.2 构件尺寸选择14构件尺寸选择14框架柱14框架梁152.1.3 荷载计算152.1.4 楼层重力荷载代表值172.1.5框架侧移刚度及荷载192.1.6 水平地震作用下框架结构的内力和侧移计算222.1.6.1横向水平地震作用下框架结构的内力和侧移的计算222.1.6.2水平地震作用及楼层地震剪力计算232.1.6.3水平地震作用下的位移验算242.1.6.4 横向水平地震作用下框架内力计算252.1.7 风荷载作用下框架结构内力和侧移计算302.1.7.1 风荷载标准值302.1.7.2风荷载作用下的水平位移验算312.1.7.3风荷载作用下框架结构内力计算322.1.8 竖向荷载作用下框架结构的内力计算362.1.8.1框架内力计算362.1.8.2横向框架内力组合45第三章配筋计算533.1.1框架梁的截面设计533.1.2框架柱的截面设计683.1.3框架梁柱节点核芯区截面抗震验算743.1.4板配筋计算753.1.5楼梯配筋计算783.1.6基础配筋计算833.1.6.1基础设计说明833.1.6.2基础设计83参考文献87致谢89毕业设计小结9091第1章 建筑设计1.1设计说明该病房楼拟建在咸阳市第二人民医院东郊分院内，位于东郊渭城镇，占地30亩，打有自备井，水、电路俱通，现有两栋办公楼和简易住院病房，建筑面积2000，开设床位20张，主要针对社区开展基础医疗，但不符合传染病医院建筑设计规范要求，除办公用房外，门诊及住院部等需要新建，院内尚有空地8000左右，可用于扩建符合标准的传染病区。根据国家和省计委、卫生部关于建设传染病医院的文件精神，咸阳市第二人民医院申请在该区建设并完善传染病区。1.2设计要求1.2.1总平面布置根据院方要求，保留入口两侧临路的二层建筑和疗养用房。基地配有锅炉房、配电室、水塔。拟建建筑正对出入口，长轴平行于院区北墙，将成为院区的主要建筑之一，与之配套的设备用房均靠院墙布置。主体建筑采用U型结构，在同等绿化面积的情况下U型结构能有效节约占地面，同时，建筑朝向西南方向，使建筑的各个面都能得到日照。主体建筑凹进去部分作为绿化、休闲广场，使建筑更加有生气，使病人生活更舒适。1.2.2功能分区根据呼吸道传染病区的要求，将院区分为限制区和隔离区两大部分。后勤服务如配电、洗衣房、空压机房、氧气汇流排间、水塔、餐厅等为限制区。住院楼、门诊、污水处理站、太平间、化粪池均为隔离区。1.2.3流线组织本住院楼按传染病医院的要求分设病人入口、医护人员入口和探视入口，根据入口来组织各股人流，使人流互不交叉、杜绝感染。1.2.4 环境和环保设计1.环境设计环境绿化可以改善医疗区的小气候，调节气温，增加空气湿度，减低灰尘和噪音，净化空气，保护和美化环境。在总体布局上，主体建筑凹进去部分设集中绿化广场，种植草坪，观赏树木，设置休憩性广场和水池。2.环保设计本项目为100张床位的传染病医院，建筑物没有特别的空气污染源影响周围的环境，无噪声、振动等，有医疗垃圾和污水。设计从以下几个方面加以处理。1、医疗污水采用一级生化处理，生活污水建议采用二级生化处理，达到城市综合排污标准后纳入市政污水管网。2、医院内结合道路及建筑设置垃圾桶，所产生的来及统一收集后交环卫部门处理。重点对医疗垃圾采用收集、归类焚烧处理。3、有振动设备的用房布置远离病房，减小对医院环境的影响，其主要噪声及振动产生的污染工具具体情况采取处理措施。4、生活污废水室内分流，室外雨污分流，汇入城市管网。5、建筑物内外装饰面材料均按民用建筑工程室内环境污染控制规范GB50325-2001,采用无毒、无辐射、环保型材料，使用产品均有环保资质证书。1.2.5 节能设计1.建筑方面本工程位于陕西省，主要满足冬季保温要求。根据公共建筑设计节能标准4.1.2寒冷地区建筑体型系数应小于等于0.4，该建筑物体型系数0.19，满足本规定。本工程的每个朝向的窗墙比小于0.3。建筑节能主要从以下几方面进行考虑：（1）总体规划及建筑设计时注重朝向，同时组织良好的自然通风。（2）控制建筑物的体型系数及窗墙比，窗采用中空玻璃。（3）围护结构采取节能措施。墙体可采用内墙保温砂浆，屋面采用挤塑保温板保温。在保证相同的室内热环境指标的前提下，与未采取节能措施前相比，采暖、空调能耗应节约50%。窗 墙 比东0.25南0.27西0.24北0.28本工程墙体采用外墙内保温体系，240厚加气混凝土砌块内贴20厚挤塑板K=0.6W/(K)0.6W/(K)。屋面：150厚憎水膨胀珍珠岩板保温，K=0.529W/(K)0.55W/(K)外门窗：塑钢中空玻璃（空气层9厚）,K=2.7W/(K)0.3W/(K)由于本工程局部玻璃幕墙传热系数不满足限值要求，使用围护结构热工性能权衡判断法，初步计算围护结构的总体热工性能符合节能设计标准。2. 电气方面电气节能主要在小区照明方面采用声、光与时间控制相结合的方式，减少用电量，并在住宅楼内的公共部位除有消防要求外，全部采用节能开关，会所地下车库等公共建筑内的照明采用节能等和高效荧光灯，以达到节能效果。3.通风方面医技楼、门诊楼、住院楼、设备机房等的通风机均采用新型节能低噪声产品。1.2.6消防设计设计严格按照建筑设计防火规范BG50016-2006规范要求进行设计。1、消防通道在基地内环通布置，周边主要道路均可用于消防车通行，并在室外设置消防栓。2、各建筑单体高度均小于24米，按民用建筑设计防火规范设防，门诊楼、医技楼、住院楼设自动喷水和火灾自动报警系统，每层为一个防火分区0.7,所以该框架为规则框架。2.1.6水平地震作用下框架结构的内力和侧移计算2.1.6.1横向水平地震作用下框架结构的内力和侧移的计算1.横向自震周期计算对于有屋面局部突出间的房屋，ur应该取主体结构顶点突出间对主体结构顶点位移的影响，可以按照顶点位移相等的原则，将其重力荷载代表值折算到主体结构的顶层。结构假想位移计算：， ， 其中，Gk为集中在k层露面处的重力荷载代表值。Vgi为把集中在各层露面处的重力荷载代表值视为水平荷载而得的第I层的层间剪力为第I层的层间侧移刚度。，为第I层，k层的层间位移。S为同层内框架柱总数。结构顶点的假想侧移UT计算过程见表2-10。表2-10 结构顶点的假想侧移计算层次Gi/KNVgi/KNDi(N/mm)Ui/mmUi/mm54139.54139.521590219.2364.545071.19210.621590242.7345.335071.114281.721590266.1302.625071.119352.821043692.0236.51547824830.8171814144.5144.5按式T1=1.7T算基本周期T1，其中u为结构基本自震周期考虑非承重砖墙影响的折减系数，框架结构取0.60.7，此处取T= 0.6，它的量纲为m。uT为计算结构基本自震周期用的结构顶点假想位移（m），即假想把集中在各楼层面处的重力荷载代表值Gi作为水平荷载而得到的结构顶点位移。则：T1=1.7T=0.62（S）2.1.6.2水平地震作用及楼层地震剪力计算按照底部剪力法的应用条件：（1）建筑总高度不超过40米（2）建筑物沿高度方向刚度变化均匀，变形以剪切型为主（3）建筑结构形式没有发生突变。对于本设计，这三点要求都能满足，故采用底部剪力法。结构总水平地震作用的标准值按式FEK=a1Geq计算，即：Geq=0.85Gi=0.85(4139.5+5071.1+5071.1+5071.1+5478)=0.8524830.8=21106.2KN（Geq为结构等效总重力荷载，单质点应取重力荷载代表值，多质点应取总重力荷载代表值的85%）。 由所提供的设计资料，多遇地震作用下场地属A2区，水平地震影响系数最大值amax=0.08,则： a1 =（Tg/T1）0.9amax=（0.25/0.62）0.90.08=0.035FEK=a1Geq=0.03521106.2=738.7KN因1.4Tg=1.40.25=0.49ST1=0.62S,所以应考虑顶部附加地震作用系数n。当T11.4 Tg且Tg0.35 时：n=0.08 T10.07=0.080.620.07=0.12 F5=0.12738.7=88.6KN各质点的水平地震作用按式Fi=GiHi FEK（1n）/GjHj计算，将n和FEK带入可得：Fi=650.1具体计算见下表（各楼层的地震剪力按式Vi=Fk），结果列入下表：表2-12 各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表层次Hi/MGi/KNGiHi/KN.MGiHi/GjHjFi/KNVi/KN520.64139.585273.70.2774180.3180.3416.75071.184687.40.2755179.1359.4312.85071.164910.10.2112137.3496.728.95071.145132.80.146895.4592.115.05478273900.089157.9650各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布见下图（a）和图（b）:（a）水平地震作用分布（b）层间剪力分布图2-3 各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布2.1.6.3水平地震作用下的位移验算水平地震作用下的层间位移ui和顶点位移ui分别按式（ui）=vi/Dij和U=（u）k计算，ui为层间位移，ui为顶点位移，计算过程见下表：表2-13 横向水平地震作用下的位移验算层次Vi/KNDi（N/mm）ui/mmui/mmhi/mm5180.32159020.8411.3939004359.42159021.6610.5539003496.72159022.308.8939002592.12104362.816.59390016501718143.783.785000查表可以知道，钢筋混凝土框架结构弹性层间位移角限值为1/550，因此，各层均满足式ueeh的要求，其中u/h=1/550。2.1.6.4 横向水平地震作用下框架内力计算1.柱的反弯点高度比计算各柱的反弯点高度比y按式y=yny1y2y3计算，当为水平地震作用时，yn 由“倒三角形分布水平荷载下各层柱标准反弯点高度表”查得，底层柱需考虑修正值y2 ，第二层柱需要考虑修正值y3，其余均没有修正。具体计算过程及结果见下表：表2-14 各柱的反弯点高度比层次边柱中柱kyKy51.460.3732.940.44741.460.3732.940.4531.460.52.940.521.880.5943.470.512.560.554.050.55注：表中M的量纲为KN.m，V量纲为KN。2.梁柱端弯矩、剪力及柱轴力计算梁端弯矩、剪力及柱轴力分别按下式计算：式中：分别表示节点左右梁的线刚度；分别表示节点左右梁的弯矩；为柱在i层的轴力，以受压为正。表2-15 各层柱端弯矩及剪力计算表柱号层次hi/mV/KNDi（N/mm）KyDiViMibMiu边柱53.9180.32159021.460.3731400611.7017.0228.6143.9359.42159021.460.3731400623.3233.9257.0233.9496.72159021.460.51400632.2262.8362.8323.9592.12104361.880.5941639846.14106.8973.0615.06501718142.560.551168144.19121.5299.43中柱53.9180.32159022.940.4471981416.5528.8535.6943.9359.42159022.940.451981432.9857.8870.7433.9496.72159022.940.51981445.5888.8888.8823.9592.12104363.470.52152260.56118.09118.0915.06501718144.050.551297949.10135.03110.475表2-16 梁端弯矩、剪力及轴力计算层次边梁（AB）走道梁（BC）柱轴力MblMbrlVbMblMbrlVbA柱B柱528.6114.176.36.7921.5221.522.417.93-6.79-11.14487.8639.546.320.2260.0560.052.450.04-27.01-40.963122.8058.266.328.7488.5088.502.473.75-55.75-85.972135.8982.176.334.61124.80124.802.4104-90.36-155.361206.32116.776.351.28117.79117.792.498.16-141.64-202.24注：1)柱轴力中的负号表示拉力。当为左地震作用时，左侧的两根柱为拉力，右侧的为压力。2)表中M单位为kNm，V单位为kN，N单位为kN，l单位为m。水平地震作用下框架的弯矩图如图2-4所示。图2-4 左地震作用下框架弯矩图(kNm)图2-5 左地震作用下梁端剪力及柱轴力图（KN）2.1.7风荷载作用下框架结构内力和侧移计算2.1.7.1 风荷载标准值风荷载标准值按式wk=zusuzwo计算。基本风压wo=0.35KN/，由荷载规范第7.3节查得us=0.8（迎风面）和us=0.5（背风面）。荷载规范规定，对于高度大于且高宽比大于1.5的房屋结构，应采用风震系数z来考虑风压脉动的影响。本设计中房屋高度H=20.6m30m，且H/B=20.6/54.6=0.3771.5，所以可以不考虑风压脉动的影响。T1=0.56S，wo T12=0.350.562=0.11KN.S2/。仍取横向框架，其负载宽度为7.8m，则沿房屋高度的分布风荷载标准值： q(z)=7.80.35usuz=2.73usuz根据各楼层标高处的高度Hi查取uz，带入上式可得各楼层标高处的q(z)，见下表，q(z)沿房屋高度的分布见下图（a）（b）：图2-6（a）风荷载沿房屋高度的分布（KN/m）图2-6（b）等效节点集中风荷载（KN）表2-17 沿房屋高度分布风荷载标准值层次Hi/mHi/Huzq1(z)/（KN/m）q2(z)/（KN/m）520.61.0001.2603.9272.454416.70.8111.1773.5222.201312.80.6211.0783.0841.92828.90.4321.002.6911.68215.00.2431.002.471.544框架结构分析时，应按静力等效原理将上图（a）的分布风荷载转化为结构的节点集中荷载，如上图（b）所示。2.1.7.2风荷载作用下的水平位移验算根据上图（b）所示的水平荷载，由式Vi=Fk .i 计算层间剪力Vi，然后求出框架的层间侧移刚度，再根据式（u）I