某门诊大楼设计.doc

某门诊大楼设计I选题报告 毕业设计是大学本科教育培养目标实现的重要阶段，是毕业前的综合学习阶段，是深化、拓宽、综合教和学的重要过程，是对大学期间所学专业知识的全面总结。通过毕业设计进一步巩固了基本理论知识和专业知识，培养综合应用大学阶段所学知识的能力。本组毕业设计题目为某医院门诊大楼设计，在毕业设计前，借阅了抗震规范、混凝土规范、建筑设计资料集、建筑结构荷载规范、混凝土结构设计规范等规范。在毕业设计中期，我通过所学的基本理论、专业知识和基本技能进行建筑、结构设计。在毕业设计后期，主要进行手稿的电脑输入，并得到老师的审批和指正，使我圆满的完成了任务，在此表示衷心的感谢。对于框架结构，它是有钢筋混凝土梁、柱、节点及基础为主框架，加上楼板、填充墙、屋盖组成的结构形式，楼板和横梁连在一起，横梁和柱通过节点连为一体，形成承重结构，将荷载传至基础，力的传递路线比较明确。对于整个房屋全部采用这种结构形式的称为框架结构。框架可以是等跨或不等跨的，也可以是层高相同或不完全相同的，有时因房屋布局和空间使用要求等原因，也可能在某层抽柱或某跨抽梁，形成缺梁、缺柱的框架。墙体是填充墙，仅起围护和分隔作用，所以框架结构的最大特点是承重构件与围护构件有明确分工，建筑物的内外墙处理十分灵活，应用范围很广，因此能为建筑提供灵活的使用空间。在结构受力性能方面：框架结构构件截面较小，因此框架结构的承载力和刚度都较低，它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁，楼层越高，水平位移越慢，高层框架在纵横两个方向都承受很大的水平力，所以框架结构属于柔性结构，自振周期较长，地震反应较小，经过合理的结构设计可以具有较好的延性性能。因此，根据框架结构的自身特点，在进行建筑、结构设计时，国际上流行采用“三统一”的原则，即“统一柱面、统一层高、统一荷载”的模式设计。统一柱面可使办公楼根据人们的需要和功能要求实行相对任意分割，不至于因建筑柱面不同而在改变使用功能上受到制约；统一层高可使楼房采光效果好，空气流通顺畅，读者来往便利，布局安排合理，水平运输畅通无阻，有利于使用功能的相互替代；统一荷载，打破了会议室和其他部门之间的明显界限。在这个总原则的指导下，我们要考虑以下几个方面的问题：首先，在体系的选择方面：由于在发生地震时，框架柱首当其冲，一旦出现塑性铰，将危及该柱距范围内的上层建筑，并可能引起相邻柱距范围的上层建筑连续倒塌，所以框架结构不宜采用单跨形式；且纵横两个方向的水平地震作用都由抗侧力构件承担，结构应设计成双向框架体系；框架结构的柱与梁宜上下左右贯通，不宜采用复式框架；以及砖混框剪结构。在填充墙的布置方面：宜采用轻质材料，且应避免形成上、下层刚度变化过大；避免形成短柱；减少因抗侧刚度偏心所造成的扭转。其次，在建筑设计方面：要先对建筑外观、建筑面积、建筑高度、层高和室内净高进行设计；然后对局部进行设计，如地下室墙身、楼地面、顶棚、屋面、楼面、坡面及楼梯位置，消防要求等进行设计。各部分都要按照规范要求进行设计。最后要明确框架结构的抗震级数，采用规则结构以利于房屋抗震，按照“三统一”的原则，确定柱网尺寸，确定材料及截面尺寸，以及基础的选定。最后，在结构设计方面：首先根据不同的设计要求选取不同的荷载代表值来进行承载力计算。进行变形验算。进行横向水平与纵向水平地震的作用计算。此外，在设计中涉及到很多计算机软件，如 Office中的Word、Excel，绘图软件AutoCAD和天正，结构计算的广厦及等软件，通过对这些软件的应用，更能提高我们对计算机的应用能力，真正达到学以致用，理论与实践相结合的目的。这对每个土木工程专业的毕业生来说，是一个挑战，也是一次机会，我们用它来检查和提高我们对基础理论和专业知识的理解、掌握程度及综合应用的实践能力。这也是本毕业设计研究的目的和意义所在。摘 要本次设计为某医院门诊大楼设计，其中主要包括建筑设计和结构设计两大部分。建筑设计是在总体规划的前提下，根据设计任务书的要求，综合考虑基地环境、使用功能、综合选型、施工、材料、建筑设备、建筑艺术形象及建筑经济性等问题。着重解决建筑物各部位功能布置及其各种细部构造，建筑物与周围环境，最终确定设计方案，并绘制出建筑施工图。结构设计是在建筑初步设计的基础上确定结构方案，选择合理的结构体系，进行结构布置，并初步估算，确定结构构件尺寸，进行结构计算。结构计算包括荷载计算、变形验算、内力分析及组合和截面设计等，最终绘制出相关的结构施工图。本工程为某医院门诊大楼，在总体规划设计时，考虑场地要求、绿化设施及其它功能需求，以及周围建筑物的影响，设计时采用矩型。本设计考虑了适用、安全、经济的设计原则。【关键词】 荷载；结构；内力；抗震74AbstractThis design for a hospital outpatient building design, Which mainly includes two parts of the architectural design and structural design.The architectural design is the premise of the overall planning, in accordance with the requirements of the design task, considering the base environment, the use of functions, comprehensive selection, construction, materials, construction equipment, the image of the art of architecture and construction economy and other issues. Focus on to solve building various parts of the arrangement and detailed structure of buildings and the surrounding environment, finalize the design, and draw out the construction plans.In the structure design, determine the structure design based on architecture first design. Select the right structure type. Precede structure arrangement and sizes of structure components to calculate. All work about calculation including load estimation deform test. Mechanics analysis and selection design. In the end, drawing out the related structures construction plans.This works for a hospital outpatient building, in the overall planning and design, taking into account the site requirements, green features and functional requirements, as well as the impact of surrounding buildings, this design uses a rectangular as the shape of the building.The design considerations applicable, safe and economical design principles.Key words：Load；Structure；Internal force；Anti-seismic stake 绪 论一、地理位置 该拟建商场位于江西省、九江市。 二、建筑技术条件 1. 自然条件1）温度：最热月平均29.8，最冷月平均3.8。夏季极端最高41.8，冬季极端最低-9.5。2）相对湿度：最热月平均为73%。3）主导风向：全年为西北风，夏季为东南风，基本风压4）雨雪条件：基本雪压0.4kN/m2。2. 工程地质条件1）震设防：抗震设防烈度为7度，设计地震分组为第一组，场地类别为类。2）地下水情况：地表以下2.0m，水质无侵蚀性对建筑物基础无影响。3）地质情况：自然地表1m内为填土，填土下层为3m厚砂质粘土，再下为砾石层。砂质粘土地基承载力特征值fa=200240kN/m2，砾石层为300400 kN/m2。三、建筑规模与要求本拟建门诊大楼建筑总面积约为3800m2， 层数为5层。门诊大楼首层高层高为3.9m，其余各层层高为3.3m。本门诊大楼包括内科、外科、妇产科、眼科、口腔科等科室的门诊。第一部分 建筑设计说明一、设计总说明 本设计为某框架结构商场设计，总建筑面积为3800平方米，主体结构共5层，第一层层层高为3.9m，25层层高均为3.3m。本商场房屋建筑主体高度为17.10m；房屋长度为48.40m；宽度13.70m；房屋外形为矩形。二、建筑平面设计各种类型的建筑，从组合平面各部分面积的使用性质来分析，充分考虑其使用功能的合理性、实用性、经济性、美观性三、建筑体型和立面设计建筑物在满足使用要求的同时，它的体型、立面、以及内外空间组合等，还会给人们在精神上以某种感受。建筑物的美观问题，即在房屋外部形象和内部空间处理中表现出来，又涉及到建筑群体的布局，它还和建筑细部涉及有关。建筑物的体型和立面，即房屋的外部形象，必须受内部使用功能和技术经济条件的约束，并受基地群体规划等外界因素的影响。建筑物的外部形象，并不等于房屋内部空间组合的直接表现，建筑体型和立面设计，必须符合建筑造型和立面构图方面的规律性，把适用、经济、美观三者有机结合起来。四、抗震设计在地震区建造房屋，必然充分考虑地震对建筑物造成的影响。为此我国制定了相应的建筑抗震设计规范。本设计考虑了地震对建筑的影响及要求，含构造上的抗震设计和结构上的抗震设计。第二部分 结构设计第1章 工程概况本工程结构体系为框架结构，结构主材为钢筋混凝土；设计使用年限为50年；主体结构高度为17.1m；基础为柱下独立基础；建筑结构的安全等级为二级。风荷载：基本风压0.5kN/m2。雪荷载：基本雪压为0.4kN/m2。抗震设计条件：抗震设防烈度为7度，设计地震分组为第一组，场地类别为II类。第2章 结构选型和布置及截面选择2.1 结构选型本结构设计采用钢筋混凝土框架结构体系。选9轴线的一榀框架结构的计算简图如图所示2.2梁柱截面尺寸估算（1）柱截面尺寸框架柱的截面尺寸根据柱的轴压比限值，按下列公式计算：柱截面尺寸初估时，可用下列经验公式粗略确定： (2-3-1)式中 折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，可近似取15；按简支状态计算的柱的负荷面积；验算截面以上楼层层数；考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数，边柱取1.3，中柱取1.25；混凝土轴压强度设计值；框架柱轴压比限值，查建筑抗震设计规范第6.3.6条；柱截面面积，取方形截面时边长为a。因为柱的混凝土强度等级为C30，故，本方案为二级抗震等级，查建筑抗震设计规范（GB500112010）第6.3.6条知轴压比为0.75；中柱负荷面积为（5.2+3.3）/28=34和边柱的负荷面积A轴2.68=20.8；所以得第一层柱截面面积为：中柱： As1.25151000345/(0.7514.3)=297203mm2边柱： As1.2515100020.85/(0.7514.3)=181818 mm2柱取方形截面，则中柱与边柱边长分别为545和426,根椐上述计算结果并综合考虑其它因素， 本设计柱截面尺寸为600mm600mm， 2-5层柱高度为3.3m，底层柱高度为h=3.9+0.3+0.6=4.8m其中3.9m为底层层高，0.3m为室内外高差，0.6m为基础顶面至室外地面的高度。（2）梁截面尺寸框架主梁截面高度,可取（）,且不小于400，为主梁的计算跨度。不宜大于净跨。主梁截面宽度不宜小于及，为柱子宽度，且不应小于250。纵 梁：h=()L=（）8000=(533.3800)mm取h=700mm,同理b=350mm横 梁：取h=700mm,同理b=350mm纵向次梁：h=(1/121/18) L=（1/121/18）5500=(306458)mm 取h=450mm取b=200mm横向次梁同理取： 取h=450mm b=200mm走道梁：，h=()L=（）3300=(220330)mm考虑刚度因素，取h=500mm考虑到边框架的走道梁宽不应小于1/2柱宽，取b=350mm。第3章 荷载计算3.1.恒载标准值计算上人屋面：35厚铺块（防滑地砖、仿石砖、水泥砖等）干水泥擦缝 220.035=0.77kN/m210厚低标号砂浆隔离 200.01=0.2kN/m2高聚物改性沥青卷材防水层3厚+高聚物改性沥青卷材附加层2厚 0.35kN/m2 20厚1：3水泥浆找平层 20kN/m30.02=0.4kN/m2100厚挤塑聚苯板保温层 0.50.1=0.05 kN/m2现浇钢筋混凝土板120厚 250.12=3.0kN/m2板底抹灰（或吊顶） 200.02=0.4kN/m2=5.17kN/m2水磨石楼面：10厚1:2.5水泥彩色石子地面，表面磨光打蜡 0.05+220.01=0.27kN/m220厚1：3水泥砂浆结合层，干后卧铜条分格 200.02+0.1=0.5kN/m21.5厚聚氨酯涂膜防水层 0.1 kN/m2 20厚1：3水泥砂浆找平层 200.02=0.4kN/m2素水泥浆一道（内掺建筑胶） 0.05 kN/m2现浇钢筋混凝土板120厚 250.12=2.8kN/m2板底抹灰（或吊顶） 200.02=0.4kN/m2=4.52kN/m2主连梁bXh=350mm700mm梁自重 250.35(0.7-0.12)=5.075kN/m抹灰层：20厚水泥砂浆 kN/m合计 5.679kN/m次梁bXh=200mm450mm梁自重 250.2(0.45-0.12)=1.65kN/m抹灰层：20厚水泥砂浆 kN/m合计 1.994kN/m走道梁bh=350mm500mm梁自重 250.35(0.5-0.12)=3.325kN/m抹灰层：20厚水泥砂浆 合计 3.769kN/m柱自重：bh=600600mm柱自重 250.600.60=9kN/m抹灰层：20厚水泥砂浆 (0.0200.60+0.020.6)220=0.96kN/m合计 9.96kN/m外墙面：以底层为例：10mm厚1：2水泥砂浆粘结层 0.0120=0.2kN/m210mm厚1：3水泥砂浆打底扫毛 0.0120=0.2kN/m2合计 0.4kN/m2内墙面：10mm厚1：2水泥砂浆粘结层 0.0120=0.2kN/m210mm厚1：3水泥砂浆打底扫毛 0.0120=0.2kN/m2合计 0.4kN/m2墙体：墙（均为200mm厚混凝土空心小砌块） 11.80.2=2.36kN/m2 内横墙自重标准层 2.36（3.3-0.7）=6.14 kN/m合计 6.14+20.4=6.94 kN/m底层 2.36（3.9-0.7）=7.55 kN/m合计 7.55+20.4=8.35 kN/m女儿墙(做法:墙高1.3m 200mm空心砌块) 0.21.310+1.30.02220=3.64 kN/m门窗：铝合金窗 0.4kN/m2木门 0.2kN/m23.2.活荷载标准值计算第一：楼面和屋面活荷载标准值 ，根据荷载规范查得：上人屋面 2.0kN/m2楼面：医院 2.0kN/m2第二：雪荷载 0.4kN/m2过道： 2.5kN/m2屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，两者中取大值。3.3竖向荷载下框架受荷总图本次设计的医院门诊，单区格板为3.50m5.20m。L1/L2=1.490.7，D2/D3=D3/D4 1784373/17843730.7故该框架为规则框架4.2.横向自振周期计算11横向地震自振周期利用顶点假想侧移计算，计算过程见表7 表7 结构顶点的假想侧移计算层次Gi/kNVi/kNDi(N/mm) (mm)i/mm512309.7612309.7617843736.9115.3411649.7623959.52178437313.4108.4311654.6335614.5117843732095211616.6747230.82178437326.575112476.4659707.28123214848.548.5按式T1=1.7计算基本周期T1，其中T的量纲为m取=0.7则 T1=1.70.7(115.310-3)1/2=0.404s4.3 .横向水平地震力计算11本工程中结构不超过40m质量和刚度沿度分布比较均匀，变形以剪切型为主，故可用底部剪力法计算水平地震作用，结构总水平地震作用标准值按式FEK=1Gep计算即Gep=0.85G1=0.8559707.28=50751.19kN由于该工程所在地抗震设防烈度为7度，场地类别为类，设计地震分组为第一组，则。 ， 则 （ 式中 r-衰减指数，在的区间取0.9, -阻尼调整系数,除有专门规定外,建筑结构的阻尼比应取0.05,相应的） 因1.4Tg=1.40.35=0.49T1=0.404S，则取为0FI=（1-n）各层横向地震作用及楼层地震剪力计算见表8表8 各层横向地震作用及楼层地震剪力层次hiHiGiGiHiFiVi53.318.012309.76221575.70.3261158.141158.1443.314.7011649.76171251.50.252895.252053.3933.311.4011654.63132862.80.196696.312749.723.38.1011616.6794095.030.138490.263239.9614.804.8012476.4659887.010.088312.633552.59各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布如图7，8图7 水平地震作用分布 图8 层间剪力分布4.4.验算横向框架梁柱截面尺寸及水平位移该框架在地震区，故应同时验算截面的最大承载力及轴压比。梁的混凝土强度等级为C30，钢筋为HRB400级；柱的混凝土强度等级为C30，钢筋为HRB400级。 框架梁框架梁采用同一截面尺寸，故只需对受力较大的楼面梁进行核验由于本框架的抗震等级为三级，根据混凝土结构设计规范（GB50010-2010）第11.3.1条，则其受压区高度应符合下列要求。三级抗震等级 x0.35h0即b=0.35，从而知=b（1-b/2）=0.289，因此，Mumax= =0.2891.014.3350(700-30)2 =463.8KN.m 0.8M =0.8148.52=118.82kN.m V=1/0.85 (0.2fcbho)=1/0.850.214.3350670=789.0kNV说明梁截面尺寸350700mm2满足要求 框架柱只需对受力最大的底层中柱柱底截面的抽压比进行验算。N=Nmax=1.353.5(3.3+5.2)/24.52+1.40.723.52.6+1.40.72.53.51.65+1.352.36(2.6+3.5)(3.3-0.12)+1.355.679(1.65+2.6+3.5)+1.359.96(4.8-0.12)=306.90kN对于抗震等级为三级的框架柱，由混凝土结构设计规范（GB50010-2010）第11.4.16条可知，框架柱的轴压比限值为0.8。而 =1.2306.91000/(14.3600600)=0.072 0.8故可满足轴压比的限制要求。4.5水平地震作用下的位移验算水平地震作用下框架结构的层间位移和顶点位移i分别按式和1=()k计算计算过程见表9，表中还计算了各层的层间弹性位移角=i/hi表9 横向水平地震作用下的位移验算层次ViDiiihie=51158.1417843730.658.0433001/507742053.3917843731.157.3933001/287032749.717843731.546.2433001/214323239.9617843731.824.733001/181313552.5912321482.882.8848001/1667由表9可见，最大层间弹性位移角发生在第5层，其值为1/50771/550满足式eeh的要求，其中/h=1/550由表查得。4.6. 水平地震作用下