关 键 词：

平米 实验 试验 计算 建筑 结构图

资源描述：

内容简介：

业 设 计 设计题目： 系 别： _ 班 级： _ 姓 名： _ 指 导 教 师： _ 年 6 月 6 日 验 楼建筑结构设计 摘 要 本工程为 验楼，位于 。该工程为四层钢筋混凝土框架结构，建筑面积为 方米，建筑物总高度为 。 本设计主要分两部分，一是建筑设计，主要包括总平面设计、平面设计、立面设计、剖面设计。总平面设计是充分利用建筑空间，提高容积率，提高绿化率，对各类不同性质或功能的建筑进行平面布置，设计出既节约用地，又充分人性化，环境优秀的平面布置。平面设计主要依据各房间的使用功能及使用面积定出其形状和水平方向各部分的组合关系，按采光通风要求设计各房间的门窗大小和尺寸；立 面设计主要考虑 实验 楼的整体美观 ； 剖面设计则根据使用要求确定层高、窗台高度、窗高及室内外高。二是结构设计，是 在确定 结构布置 之后，先进行了 截面初估，然后进行了荷载统计，接着计算水平及竖向荷载作用下的内力， 找出最不利的一组或几组内力组合 ， 选取最安全的结果计算 梁板柱 配筋并绘图。 此外还进行了基础和楼梯设计，完成了基础、楼梯内力和选型计算及施工图绘制。楼梯采用板式楼梯，基础采用柱下独立基础。另外运用了 行框架结构设计计算。 整个结构在设计过程中，严格遵循相关的专业规范的要求，参考相关资料和有关最新的国家标准规范 ，对设计的各个环节进行综合全面的科学性考虑。总之，适用、安全、经济、美观、使用方便是本设计的原则。 关键词 ：框架结构 建筑设计 结构设计 内力组合 he is is of of 7.1 is up of is go of of or of of in to of is in of of is by of of in of to be on of on of of is is an of to or a of of of of In I of of is go of In of I of to on In to is 目 录 1 引言 . 1 2 建筑结构设计 . 3 程概况 . 3 程名称 . 3 设地点 . 3 程概况 . 3 质条件 . 3 象资料 . 3 震情况 . 3 料 . 3 计依据 . 3 筑设计概述 . 4 构布置 . 4 面初估 . 6 截面初估： . 6 架梁截面初估： . 6 架 计算简图 . 8 定框架计算简图 . 8 算各框架梁柱线刚度： . 8 载计算 . 9 载标准值计算 . 9 荷载标准值 . 11 向荷载下框架受荷总图 . 11 荷载标准值计算 . 17 平地震作用计算 . 19 遇水平地震作用计算 . 24 间位移及剪重比的验算 . 24 平地震作用下内力分析 . 25 荷载作用下的内力分析 . 30 向荷载下的内力分析 . 34 荷载作用下固端弯矩的计算 . 34 荷载作用下固端弯矩的计算 . 34 向荷载下剪力计算 . 38 向荷载下柱轴力计算 . 41 载效应组合 . 44 向荷载作用下梁端剪力和弯矩调幅 . 44 平地震作用下梁端弯矩调整 . 46 载作用下梁端弯矩调整 . 47 架柱的截面设计 . 57 力调整 . 57 架柱的截面设计 . 59 架梁的截面设计 . 61 截面受弯承载力计算 . 61 截面受剪承载力计算 . 64 架梁柱节点抗震验算 . 67 的配筋计算 . 68 面板的计算 . 68 面板的 计算 . 72 梯的计算 . 75 梯梯段斜板设计 . 75 台板设计 . 77 台梁设计： . 78 础的配筋计算 . 79 载设计值 . 80 柱独立基础的计算 . 80 柱独立基础的计算 . 84 柱独立基础的计算 . 87 梁的计算 . 90 术经济指标分析 . 92 3 结论 . 93 谢辞 . 94 参考文献 . 95 业 设 计 1 1 引言 本次设计题目为“ 验楼建筑结构设计”。建筑结构毕业设计是本科教学一个非常重要的环节。本设计从基本理论出发，结合施工现场经验，对本工程的建筑结构做了详细的设计。设计过程中参照了国家现行设计规范和标准，力求在内容上能够全面覆盖本结构设计的全部范围，密切联系工 程实际，努力做到能够对现场施工起到主要指导作用。 本设计采用钢筋混凝土框架结构 ,设计内容包括建筑设计和结构设计。 建筑设计部分： 在建筑结构设计中首先是初步设计的准备工作来满足建筑居住者所使用目的的功能要求，以及建筑物的耐久性能。 建筑设计是根据设计任务书 的要求，结合相关的规范章程、城市规划、地势条件，并考虑 各房间的布局、通风、采光、人流路线来确定的建筑的平立面布置。 采用 既能满足实验楼的采光、通风、保温、隔音等功能需要 ,又比较经济、美观的方案。 设计步骤是首先设计建筑平面，包括建筑平面选择、平面柱网布置、平面交 通组织及平面功能设计；其次进行立面造型、剖面的设计；最后进行楼梯的设计及相关构件的初选。 结构设计部分： 钢筋混凝土框架作为一种常用的结构形式，具有传力明确、结构布置灵活、抗震性和整体性好的优点。目前已广泛地应用于各类 公 用建筑中。框架结构设计包括梁、柱、板的初步设计，以确保有足够的强度抵抗结构构件所传递的弯矩、剪力，最后是结构设计的数据处理，通过计算来进行各个构件的配筋计算，以满足建筑物的使用以及耐久性。 结构设计部分具体设计步骤如下： 结构布置：按建筑方案设计，确定结构布置及各构件的截面尺寸。 构件材料及截面 尺寸的确定 : 建筑材料要选出既经济又能满足构件的强度指标的钢筋和混凝土标号。根据二级框架的有关规定，从而由柱网的尺寸确定出主梁的截面尺寸，再由主梁的布置来确定次梁的截面尺寸，主次梁布置确定后楼板的传力途径则可确定下来，并由此来确定楼板的厚度。柱截面尺寸确定依据 结构延性要求，即二级框架限制轴压比 ，同时各截面尺寸要满足模数要求。 荷载统计：荷载的取值按各层房间的使用功能及所选材料查荷载规范而定，完成恒载与活载的统计。 刚度计算：由梁柱截面尺寸及各项参数计算框架梁、柱的线刚度及柱的抗侧移刚度 验算侧移：包 括层间侧移及顶部位移。 横向框架的自振周期：按顶点位移法计算，求出结构的顶点水平位移，按下式求得结构的基本周期： 01 水平内力计算：本设计总高度不大于 40 米，质量和刚度沿高度方向基本均匀 业 设 计 2 分配，变形以剪切型为主，满足底部剪力法的基本假定和适用条件，故采用底部剪力法来求各层剪力，采用 D 值法计算水平作用下的内力。 竖向荷载作用下的框架内力计算：分析了横向框架在作用下的内力；运用结构力学所学知识求梁固端弯矩，采用弯矩二次分配法求框架的梁端、柱端弯矩；分别计算恒（活）载 作用下由荷载引起的梁端剪力及柱轴力和弯矩引起的梁端剪力及柱的轴力。 内力组合及配筋计算：对梁端弯矩进行调幅；调幅后对恒载，活载及地震作用下横向框架的内力进行组合，找出最不利内力组合；考虑强柱弱梁、强剪弱弯的设计原则，调整柱端的弯矩及梁柱剪力，并以此为依据对框架梁、柱进行截面设计。最后取其中最大值进行配筋，同时，各构件的配筋均要满足构造要求。 板的设计：根据本设计中梁板布置确定单向板和双向板，双向板按弹性理论进行内力分析的。 楼梯的设计：结构设计中对板式楼梯进行设计，主要包括梯段板、平台板、平台梁的内力及配筋 计算 基础的设计：采用柱下钢筋混凝土独立基础，根据得到的几组不利组合取最不利组合进行配筋计算，基础的计算主要包括基底尺寸的确定，基础埋深及高度的确定，以及基底配筋的计算。 研究方法：在设计的建筑设计的过程中要运用房屋建筑学的有关知识并参考相关的规范和建筑实例，同时结合自己对建筑设计的理解；在结构设计的过程中要应用结构抗震设计和钢筋混凝土设计的相关知识并结合一些规范和图集。 近年来，随着计算机技术的不断发展，框架结构的计算也由手算转向电算，设计人员的工作强度逐渐降低。但是，目前有的工程人员过分依赖计算机的计算 结果，缺少独立分析问题、解决问题的能力。所以本次毕业设计采用手算配合电算对手算结果加以验证，本次设计中用到了天正 建筑软件，通过手算电算的结合更加深刻的掌握建筑结构设计。 业 设 计 3 2 建筑结构设计 程概况 程名称 ： 验楼 设地点 ： 工程概况 ： 建筑面积 m ，结构形式为钢筋混凝土框架结构，共四层，每层高 室内外高差为 设计使用年限为 50 年。 质条件 ： 场地标准冻结深度为 场地土类型为中硬场地土，建筑场地类别为类。 象资料： 1基本风压： 2m ,地面粗糙度为 2基本雪压： N/ 2m 。 震情况 ： 抗震设防烈度为 8 度， 设计地震分组为第一组，框架抗震等级二级。 料 ： 基础：钢筋混凝土 梁：钢筋混凝土 柱：钢筋混凝土 隔墙：加气混凝土砌块 楼板：钢筋混凝土 计依据 (1)设计任务书 (2)建筑设计防火规范 （ 2006） (3)中小学建筑设计规范（ (4)05 系列建筑设计标准图集（ (5)混凝土结构设计规范（ 2002） (6)建筑抗震设计规范（ 2001） (7)建筑地基基础设计规范 （ 2002） (8)建筑结构荷载规范 （ 2006） 业 设 计 4 筑设计概述 建筑设计是在总体规划的前提下，根据任务书的要求综合考虑基地环境，使用功能，结构施工，材料设备，建筑经济及建筑艺术等问题。着重解决建筑物内部各种使用功能和使用空间的合理安排，建筑与周围环境，与各种外部条件的协调配合，内部和外表的艺术效果 ,各个细部的构造方式等。创造出既符合科学性又具有艺术的 教学 和 办公 环境。 建筑设计在整个工程设计中起着主导和先行的作用，除考虑上述各种要求以外，还应考虑建筑与结构，建筑与各种设备等相关技术的综合协调，以及如何 以更少的材料，劳动力，投资和时间来实现各种要求，使建筑物做到适用，经济，坚固，美观，这要求我们认真学习和贯彻建筑方针政策，正确学习掌握建筑标准，同时要具有广泛的科学技术知识。 建筑设计包括总体设计和个体设计两部分。 本次设计的主要内容是实验楼的设计，实验楼属于公共建筑类。 作为一个 公共建筑 空间设计， 要在 平面规划中自始至终遵循实用、功能需求和人性化管理充分结合的原则。 （ 1）建设地区的温度、湿度、日照、雨雪、风向、风速等是建筑设计的重要依据，例如：炎热地区的建筑应考虑隔热、通风、遮阳、建筑处理较为开敞；在确定建 筑物间距及朝向时，应考虑当地日照情况及主要风向等因素。 （ 2）基地的地形，地质及地震烈度直接影响到房屋的平面组织结构选型、建筑构造处理及建筑体型设计等。 地震烈度，表示当发生地震时，地面及建筑物遭受破坏的程度。本次设计抗震设防烈度为 8度，所以应进行建筑物抗震设防。 （ 3）水文条件是指地下水位的高低及地下水的性质，直接影响到建筑物基础。一般应根据地下水位的高低及 地 下水位性质确定是否在该地区建筑房屋或采用相应的防水和防腐措施。 建筑设计 图纸 要求：建筑 图纸均需达到施工图深度，弄清建筑平面、立面和剖面之间的关系，熟 悉建筑施工图的表达方式，掌握常用的建筑构造措施等。 本工程的建筑用房采用内廊式，双面布房，具有良好的通风和采光条件。 本工程楼梯和走廊的设计充分考虑了消防的要求。 构布置 见图 1 业 设 计 5 图 1 结构布置图 业 设 计 6 面初估 截面初估 ： 取楼板厚 0m 且 架梁截面初估： （ 1） 主梁截面初估： 截面高度 81121(，截面宽度 11( )32 4,4,200 n。 0 5 07008 4 0 0)81121()81121( ，取 00 50233700)2131()2131( ，取 00 （ 2） 次梁截面初估： 截面高度 121181(，截面宽度 2131(。 254508100)121181()121181( ，取 00 00200600)2131()2131( ，取 50 003336 0 0 0)121181()121181( ，取 50 25150450)2131()2131( ，取 00 (3)框架柱截面尺寸： (1)按轴压比初估框架柱截面尺寸 结构单位面积重量 2/1412 ，取 2/14 。 框架柱的受荷面积如图所示，框架柱选用 凝土， 架抗震等级二级，轴压比 。由式 业 设 计 7 可以初步估算框架柱截面尺寸，具体计算过程如下： 框架柱轴向压力设计值按式21计算， 5 轴与 B 轴相交中柱 21() 取中柱截面尺寸为 00600 5 轴与 D 轴相交边柱 21 2 ( 考虑到边柱承受偏心荷载且跨度较大，故取 D 轴边柱截面尺寸 00600 5 轴与 A 轴相交边柱 21 业 设 计 8 ( 考虑到边柱承受偏心荷载且跨度较大，故取 A 轴边柱截面尺寸为00600 。 角柱虽然承受面荷载较小，但由于角柱承受双向偏心荷载作用，受力复杂，故截面尺寸取与 00600 。 故框架柱截面尺寸为 00600 。 (2)校核框架柱截面尺寸是否满足构造要求 构造要求框架柱截面高度不宜小于 宽度不宜小于 为避免发生剪切破坏，柱净高与截面长边之比宜大于 4， (3)框架柱截面高度和宽度 405105100)151101()151101( 0 故所选框架柱截面尺寸满足构造要求。 为了简化施工，各柱截面从底层到顶层不改变。 架计算简图 定框架计算简图 框架的计算单元如图 2，框架柱嵌固于基础顶面，框架梁与柱刚接。 底层柱高从基础顶面算至二层楼面，室内外高差为 础顶面至室外地坪取 基础顶面标高至 距离定为 层楼面标高为 底层柱高为 余各层柱高从楼面算至上一层楼面（即层高），故均为 算各框架梁柱线刚度： 由于楼面板与框架梁的混凝土一起浇筑，对于中框架梁取 02， 见表 1 业 设 计 9 图 2 框架计算简图 表 1 框架梁柱线刚度 构件 线刚度 相对线刚度 框架梁 边框 框 2 边框 框 2 架柱 二 四层 ( 层 ( 载计算 载标准值计算 (1)不上人屋面 保护层：着色涂料 防水层： 高分子卷材 KN m 找平层： 20水泥砂浆 20=KN m 找坡层：水泥焦渣找坡 2%，最薄处 30 14=KN m 保温层： 60聚苯乙烯泡沫塑料板 KN m 结构层： 120钢筋混凝土现浇板 25 KN m 总计： KN m 业 设 计 10 (2)各层顶棚 KN m (3)各层楼面 磨光花岗岩楼面： KN m 结构层： 25=KN m 总计： KN m (4)雨篷荷载 细石混凝土面层 KN m 板底粉刷 2KN m 总计 KN m (5)梁自重 700300 自重： 抹灰： 总计： 4.6 600250 重： 抹灰： 总计： 450200 自重： 抹灰： 总计： (6)柱自重 600600 自重： 抹灰： 总计： 9.7 (7)外墙自重（加气混凝土块） 标准层： 墙自重： 塑钢窗： 贴面砖外墙面： ( 内墙面： ( 业 设 计 11 总计： 底层： 墙自重： 塑钢窗： 贴面砖外墙面： 内墙面： ( 总计： 玻璃幕墙 自重： (8)内纵墙自重 墙自重： 内墙面： 总计： (9)内隔墙自重 内隔墙： 内墙面： 总计： 荷载标准值 (1)屋面和楼面标准值 由荷载规范查得： 不上人屋面： KN m 楼面： KN m 走廊： 2/5.2 楼梯： 2/5.2 (2)雪荷载标准值： 21 . 0 0 . 3 5 0 . 3 5 N m 屋面活荷载与雪荷载不同时组合，两者中取大值。 向荷载下框架受荷总图 确定板传递给梁的荷载时，要分