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文档简介
1、课题内容:中心医院住院部大楼设计,该住院部大楼每层建筑面积1000平方米,层数6层,设计使用年限50年。建筑技术条件资料参见附录。课题主要内容如下1建筑设计(1)建筑方案及其初步设计(2)建筑平面、立面和剖面设计(3)主要部位的建筑构造设计2结构设计(1)确定结构方案(2)结构设计计算及计算书整理(3)绘制结构施工图课题任务要求:1. 建筑设计部分(1)住院部大楼的平面功能要求:住院部大楼应包括病房(含单间、双人间、多人间等,其中双人间最多),护士站(含护士工作区,配药间),开水房,医生办公室,重症监护室,库房等。住院部大楼底楼通常设有咨询台、缴费处及出入院手续办理、分药房、洗衣房等。各房间大
2、小参见相关规范及实际调研确定。(2)绘制图纸首层平面图(比例1:100或1150)标准层平面图(比例1:100或1150)屋顶平面排水图1个(比例1150或1200)正立面图、侧立面图不少于个(比例1:100)剖面图不少于1个(比例1:100)楼梯间详图(比例1:50)2. 结构设计部分1内容要求(1)确定结构方案:上部承重结构方案与布置;楼(屋)盖结构方案与布置;基础方案布置;结构措施及其特殊部位的处理等。(2)结构设计计算荷载计算及内力分析;一榀框架手算;现浇板计算;楼梯计算;悬挑构件计算;基础及基础梁计算;其它必要的构件计算。广厦CAD进行结构电算。(3)绘制图纸基础剖平面布置图及基础详
3、图(比例1:100和1:301:50)结构布置图及平法配筋图(比例1:100)一榀框架配筋图(比例1:301:50);楼梯配筋图(比例1:301:50);其它必要的构件配筋图(如:雨蓬或挑梁,比例1:301:50)。3. 设计计算书(论文)相关要求(1)毕业设计计算书(论文)按统一格式编写(2)文献综述不少于1500字(3)设计依据(4)正文(包括计算简图、表格和必要的文字说明)(5)微机计算结果的清单(6)手算结果与计算机计算结果进行比较(7)参考文献(8)译文内容必须与课题(或专业)紧密相关翻译现刊(近3年以内),并说明出处,不少于3000个汉字。(9)阅读中英文资料,不少于12篇,其中外
4、文文献不少于2篇。4. 图纸要求(1)图纸及绘图要严格按照房屋建筑制图统一标准执行(2)图纸幅面一律采用A1(3)绘图比例应以清晰表达所制内容为前提,不宜选择过大比例(4)图线及线型选择应符合常规表达方式(5)图面布置、比例、文字说明和绘制内容等都应达到施工图的基本要求(6)建筑图约4-6张;结构图约5-8张。其中1-2张手绘,其余均用Acad绘制。5. 时间安排(1)方案初步设计: 1周(2)建筑部分设计: 3周(3)结构部分设计: 7周(4)答辩准备及答辩: 1周主要参考文献(由指导教师选定):(一)、本科阶段相关专业课教材(二)、实例参考书籍:1. 沈蒲生.建筑工程毕业设计指南.高等教育
5、出版社,2007.参考页码:p1-1982. 沈蒲生.高层建筑结构设计例题.中国建筑工业出版社,2005. 参考页码:p34-95.3. 梁兴文 史庆轩.土木工程专业毕业设计指导.科学出版社,2002.参考页码:p1-1134. 邱洪兴.建筑结构设计(第二册)设计示例.高等教育出版社,2008. 参考页码:p131-1675. 杨杰.框架结构计算分析与设计实例.中国水利水电出版社 知识产权出版社,2008.参考页码:p1-206(三)、其他参考资料:1、国家标准和行业标准建筑模数协调统一标准 GBJ286民用建筑设计通则 JGJ3786旅馆建筑设计规范 JGJ6290建筑设计防火规范 GBJ1
6、687(2001年局部修订)建筑结构荷载规范 GB500092002(2006版)建筑抗震设计规范 GB500112010混凝土结构设计规范 GB500102002砌体结构设计规范 GB500032001建筑地基基础设计规范 GB500072002建筑制图标准 GB/T501042001建筑结构制图标准 GB/T5010520012、设计手册建筑结构静力计算手册钢筋混凝土结构设计手册砌体结设构计手册3、标准图集 国标建筑、结构图集西南标建筑、结构图集同组设计者杨明 季正超注:1. 此任务书应由指导教师填写。2. 此任务书最迟必须在毕业设计开始前一周下达给学生。附录:设计资料1. 住院部大楼位于
7、市区,该区域交通便利,商业繁华,地面粗糙度为C类。2. 建筑技术条件 地形概况:拟建工程位于市区,地形较平坦,地质情况较为简单,无不良地质现象。 气象条件:基本风压,常年无积雪。 水文地质条件场地地下水及土层对砼、砼内钢筋及钢结构等无腐蚀性。 地震效应评价及地基岩土承载力特征值建议值该场地抗震设防烈度为7度,设计地震分组为第一组,该场地设计基本地震加速度值为0.15g,建筑场地类别为类。建筑地层一览表(标准值)序号岩 土分 类土 层深 度 (M) 厚 度范 围 (M)地基承载力fk(kpa)桩 端阻力qp(kpa)桩周摩擦 力qs(kpa)1杂填土0. 0-0.5 0.52粉 土0. 51.5
8、 1.0 120 103中 砂1.5-2.5 1.0 200 254砾 砂2. 56.5 4.0 300 2400 305圆 砾6.512.5 6.0 500 3500 60注:)地下稳定水位距地坪8 M以下; )表中给定土层深度由自然地坪算起。学生完成毕业设计(论文)工作进度计划表序号毕业设计(论文)工作任务工 作 进 度 日 程 安 排周次12345678910111213141516171819201方案初步设计-2建筑设计-3结构电算-4手算一榀框架-5绘结构设计图-6整理设计计算书-7准备答辩-8910注:1. 此表由指导教师填写。2. 此表每个学生一份,作为毕业设计(论文)检查工作
9、进度之依据;3. 进度安排请用“”在相应位置画出。毕业设计(论文)阶段工作情况检查表时间第一阶段第二阶段第三阶段内容组织纪律完成任务情况组织纪律完成任务情况组织纪律完成任务情况检 查 情 况教师签字签字 日期签字 日期签字 日期注:1. 此表应由教师认真填写;2. “组织纪律”一栏根据学生具体执行情况如实填写;3. “完成任务情况”一栏按学生是否按进度保质保量完成任务的情况填写;4. 对违纪和不能按时完成任务者,指导教师可根据情节轻重对该生提出警告或不能参加答辩的建议。毕业设计(论文)开 题 报 告题 目 中心医院住院部大楼设计 学 院 土木工程(建筑结构工程)专 业 土木工程(建筑结构工程)
10、学 生 刘 春 良 学 号 0 9 0 1 1 0 1 5 指导教师 曹 烈 仿 重庆交通大学 2013 年一、 选题目的与意义该题为某中心医院住院部大楼设计,该住院部大楼每层建筑面积1000平方米,层数6层,设计使用年限50年,抗震设防烈度为7度。选择这一题目可以培养我在框架结构设计中的构思并考虑满足安全、适用、经济、美观的基本要求,以及满足平面布局分区明确、流线合理、互不干扰。掌握设计内容、方法和步骤,充分考虑影响设计的各种因素,明确建筑和结构的关系。根据不同使用空间的要求,处理好各部分的关系及室内环境要求,并解决好室内水平和垂直交通问题。在结构设计中要根据建筑规模、层数、体形等,合理选择
11、结构形式。毕业设计是大学阶段尤为重要的一个环节,它是对我们大学阶段所学知识的一次综合运用。通过毕业设计总结大学期间学习到的专业知识,学会一般工程建设项目的基本分析方法,熟悉房屋建筑方案设计,初步设计,结构计算及施工图设计的原理和方法。通过调查研究,收集资料,查阅文献,翻阅规范,进一步达到灵活运用所学基础知识,深化所学课程内容。同时,通过全面掌握建筑设计、结构设计的原理,绘制建筑施工图、结构施工图的原则,结构设计计算方法,培养自身严谨认真、实事求是、刻苦钻研的工作作风,培养独立分析和解决问题的能力,将所学习的理论知识运用到实际操作中。在设计中还涉及到很多计算机软件,如 Office中的Word、
12、Excel,绘图软件AutoCAD和天正,结构计算的广厦CAD等软件,通过对这些软件的应用,更能提高我对计算机的应用能力。通过这个过程我不仅能学到设计相关的知识,发现自身的不足,还能了解框架结构的特点和设计方法等,使我对建筑结构有了更深一层的了解,锻炼了自己的综合能力,为以后的工作打下了坚实的基础。二、国内外研究现状现代医学的科技发展.对医疗作业空间的物理及生化环境控制愈趋严谨,先进医疗管理架构之运作,对流程管控所要求之空间安排更加细腻。社会经济状况之改善.也促使环境规划往优质的方向发展。因此医院设计不仅是诊断功能作业或单纯的疗程空间的配置,而是将医疗、建筑与生活结合成一体.营造出人性化的健康
13、环境。 现代医院“以人为本”是设计的宗旨,人性化设计应贯穿在设计的各个领域、我们在为患者及病人家属提供良好的就医环境和陪护环境的同时,还要考虑到为医护人员提供舒适、高效的工作场所,激发他们的下作热情、提高他们的下作效率,从而更好地为病人服务,实现医院建筑的人文社会价值,促进社会的健康发展。目前国外医院环境的发展越来越重视医疗环境的人性化,注重环境品质的优化和提高,追求与整体医学模式相适应的整体医学环境,寻求适用医疗技术与情感平衡,突出自然、生态环境的“绿色医院”。其发展趋势主要表现在以下几个方面。1.医院规模对象化与功能综合化城市综合医院的规模,普遍不再是扩展千张以上床位的大型医院,而是根据医
14、院级别不同,所担负的社区服务对象的情况,主要建设中型(400600张病床)以下的医院。随着医院规模的适中,医院功能逐步由单纯医疗型向医疗、保健、预防、康复综合型发展,为公众提供高质量、高效率、高水平的多层次、系列化、综合型医疗服务。2.医院建筑布局趋向合理化 在大型医院的布局上,趋向于较为密集型的总体布局。过去传统分散式的布局,已为组团式建筑群所替代 ,但也有大量中型以下医院逐渐呈现低层组合式布局。医院的建筑布局、楼群造型和内部结构,除了注重医学美学和建筑美学以外,更重视实用、配套,适应功能综合化的需要,注重功能分区以及功能多样化。3.崇尚绿色建筑医院建筑充分起到协调社会、人与环境关系的高情感
15、和人情味的作用。将回归自然的生活气息引进医院,医疗用房注重形态的改变,趋于单床室、小型化和家庭生活化,减少住院病人的陌生感,满足病人的心理需求。4.医院环境园林化 医院有足够的草坪、绿地以及相应的高低林带,组合成绿化、净化、美化、香化的花园式医院,并在相应地点,设置配套的亭榭,桌椅,喷水池等设施,供病人散步、健身、休息、观赏之用。三、主要研究内容 中心医院住院部大楼设计,该住院部大楼每层建筑面积1000平方米,层数6层,设计使用年限50年。建筑技术条件资料参见附录。课题主要内容如下1建筑设计(1)建筑方案及其初步设计(2)建筑平面、立面和剖面设计(3)主要部位的建筑构造设计2结构设计(1)确定
16、结构方案(2)结构设计计算及计算书整理(3)绘制结构施工图四、研究方法与实施方案研究方法:对本课题的研究将分为毕业实习、建筑设计、结构设计、毕业设计整理四个方面。毕业实习阶段,收集必要的设计原始资料,做好设计前的调查研究工作,参考同类型设计的文字及图纸资料。学习有关的国家法规及规范。建筑设计分为初步设计及施工图设计两个阶段,在此阶段将拟定建筑方案,确定建筑使用的材料及做法,确定建筑的总体形状及各种尺寸,绘出平、立、剖、总平面图、详图、写出施工说明并列出门窗明细表。结构设计部分包括计算确定荷载,同时进行荷载分析、内力计算,进行最终结构图的绘制,结构计算分手算和部分电算。毕业设计整理阶段完成对给定
17、的英文文献的翻译工作,按学校毕业设计条例及教研室实施细则整理毕业设计成果,做好毕业答辩准备工作。 设计全过程将充分考虑安全、经济、适用、美观的四个要素,建筑设计注意与周围环境的协调,功能区组合合理。考虑建筑自身特点,着力体现出现代化中学办公楼既严肃、稳重又美观大方的形象特点。结构设计要求结构布置合理,构件设计经济合理。具体设计内容、施工工艺等将按照规范在施工说明及各式设计图中详细体现。实施方案:1. 建筑设计部分(1)住院部大楼的平面功能要求:住院部大楼应包括病房(含单间、双人间、多人间等,其中双人间最多),护士站(含护士工作区,配药间),开水房,医生办公室,重症监护室,库房等。住院部大楼底楼
18、通常设有咨询台、缴费处及出入院手续办理、分药房、洗衣房等。各房间大小参见相关规范及实际调研确定。(2)绘制图纸首层平面图(比例1:100或1150)标准层平面图(比例1:100或1150)屋顶平面排水图1个(比例1150或1200)正立面图、侧立面图不少于个(比例1:100)剖面图不少于1个(比例1:100)楼梯间详图(比例1:50)2. 结构设计部分1内容要求(1)确定结构方案:上部承重结构方案与布置;楼(屋)盖结构方案与布置;基础方案布置;结构措施及其特殊部位的处理等。(2)结构设计计算荷载计算及内力分析;一榀框架手算;现浇板计算;楼梯计算;悬挑构件计算;基础及基础梁计算;其它必要的构件计
19、算。广厦CAD进行结构电算。(3)绘制图纸基础剖平面布置图及基础详图(比例1:100和1:301:50)结构布置图及平法配筋图(比例1:100)一榀框架配筋图(比例1:301:50);楼梯配筋图(比例1:301:50);其它必要的构件配筋图(如:雨蓬或挑梁,比例1:301:50)。3. 设计计算书(论文)相关要求(1)毕业设计计算书(论文)按统一格式编写(2)文献综述不少于1500字(3)设计依据(4)正文(包括计算简图、表格和必要的文字说明)(5)微机计算结果的清单(6)手算结果与计算机计算结果进行比较(7)参考文献(8)译文内容必须与课题(或专业)紧密相关翻译现刊(近3年以内),并说明出处
20、,不少于3000个汉字。(9)阅读中英文资料,不少于12篇,其中外文文献不少于2篇。4. 图纸要求(1)图纸及绘图要严格按照房屋建筑制图统一标准执行(2)图纸幅面一律采用A1(3)绘图比例应以清晰表达所制内容为前提,不宜选择过大比例(4)图线及线型选择应符合常规表达方式(5)图面布置、比例、文字说明和绘制内容等都应达到施工图的基本要求(6)建筑图约4-6张;结构图约5-8张。其中1-2张手绘,其余均用Acad绘制。五、主要参考文献(一)、本科阶段相关专业课教材(二)、实例参考书籍:1. 沈蒲生.建筑工程毕业设计指南.高等教育出版社,2007.参考页码:p1-1982. 沈蒲生.高层建筑结构设计
21、例题.中国建筑工业出版社,2005. 参考页码:p34-95.3. 梁兴文 史庆轩.土木工程专业毕业设计指导.科学出版社,2002.参考页码:p1-1134. 邱洪兴.建筑结构设计(第二册)设计示例.高等教育出版社,2008. 参考页码:p131-1675. 杨杰.框架结构计算分析与设计实例.中国水利水电出版社 知识产权出版社,2008.参考页码:p1-206(三)、其他参考资料:1、国家标准和行业标准建筑模数协调统一标准 GBJ286民用建筑设计通则 JGJ3786旅馆建筑设计规范 JGJ6290建筑设计防火规范 GBJ1687(2001年局部修订)建筑结构荷载规范 GB500092002(
22、2006版)建筑抗震设计规范 GB500112010混凝土结构设计规范 GB500102002砌体结构设计规范 GB500032001建筑地基基础设计规范 GB500072002建筑制图标准 GB/T501042001建筑结构制图标准 GB/T5010520012、设计手册建筑结构静力计算手册钢筋混凝土结构设计手册砌体结设构计手册3、标准图集 国标建筑、结构图集西南标建筑、结构图集六、指导教师意见指导教师: 时 间:七、学院毕业设计(论文)指导小组意见负 责 人: 时 间: 毕业设计(论文)文献综述题 目 中心医院住院部大楼设计 专 业 土木工程(建筑结构工程)学 生 刘 春 良 学 号 0
23、9 0 1 1 0 1 5 指导教师 曹 烈 仿 重庆交通大学 2013 年文献综述一方案设计阶段。对于每一个新建的建筑物而言首先要进行建筑方案初步设计,设计过程中往往采用单线条作方案设计。根据业主提出的功能要求,在对建筑方案设计时从建筑平面、建筑立面和建筑剖面这三个方面进行全面设计。1)依据民用建筑设计通则。该通则适用于新建、改建和扩建的民用建筑设计。使民用建筑符合适用、经济、安全、卫生和环保等基本要求,该通则作为各类民用建筑设计必须共同遵守的通用规则。根据此通则可以很方便地查取建筑物设计尺寸,便于建筑方案的设计。根据此通则: 在进行建筑平面设计时主要是控制建筑物面积,建筑物外边尺寸不能超过
24、建筑红线,建筑物的总体布局要考虑到方方面面,要符合建筑规划要求。柱网尺寸布置则根据建筑使用功能要求进行定位,卫生间的位置往往布置在建筑物的两端,卫生间内部要根据人流量进行设计;而出入口的位置设计要根据人流量进行布置,主出入口要布置在人流量比较多的地方,次出入口主要起缓解人流疏通作用,建筑平面设计同时还需满足其它一些功能要求。2)查阅了房屋建筑学。该书中简明了民用和工业建筑设计与构造的基本原理及应用知识。书分两篇:第一篇为民用建筑设计原理与构造,第二篇为工业建筑设计原理与构造。对于建筑结构设计以及建筑使用功能设计方面有相当大的指导作用。根据此书:(1)进行建筑平面设计;(2)在进行建筑立面设计时
25、,在正立面的处理上,形式与内容相搭配、统一与变化相结合、表面窗户与墙体有虚实对比感、尺寸与比例协调、色彩与韵律有变化感、与周围环境相谐调;(3)在进行建筑剖面设计时,建筑剖面设计要注意室内外高差和建筑层高位置,同时要标出建筑物标高,根据室内外高差对台阶的进行设置,根据要求对窗下墙高度进行布置,定出门窗洞口高度,确定楼梯的段数,排水方式,根据屋面是否上人定出女儿墙高度,定出墙体与柱的位置关系以及要注意建筑平面和立面是否相吻合。3)关于工程设防减震设计阅读了建筑设计防火规范。为了保证社会公共利益和公民生命财产的安全,在建筑设计中要采取防火措施,防止和减少火灾危害。为了在火灾发生时使人员尽快疏散,所
26、以建筑设计中楼梯位置以及部数的设计要满足防火疏散功能要求。二建筑施工图设计阶段。首先在初步方案设计的基础上,对建筑施工图进行全面设计。选定各部位的工程做法,定出建筑标高。定出门窗类别和尺寸,同时要认真考虑各构件的细部尺寸,不断完善建筑方案图,使其达到建筑设计工作图程度。(1)重新查阅了房屋建筑学和旅馆建筑设计规范。对建筑方案图进行细化设计,使之满足建筑施工图要求。(2)参考了西南建筑图集。根据此图集对本方案楼面、地面、屋面及卫生间做法进行设计。由于屋面分上人和不上人屋面两种,所以在设计中两者的主要区别是保护层采用不同材料。同时根据此图集定出门窗类别和尺寸,对于一些有特殊要求的门窗在施工现场进行
27、安装制作。三建筑结构设计阶段 建筑结构处于双重空间:一是自然空间,二是建筑空间。在自然空间中要能抵御自然界的风、霜、雨、雪、地震作用;在建筑空间中要能抵抗如自重、使用荷载等作用。结构设计的目的就是要保证结构在规定的使用年限内,满足人们对结构安全、实用、耐久性的要求。同时为了满足经济、合理、尽可能美观的建筑方针,所以查阅了以下几种文献:(1) 查阅了建筑结构荷载规范。该规范是在建筑结构设计时,为了符合安全适用、经济合理及满足结构可靠度设计统一标准的要求而制定的。故在结构设计时就要严格按照规范要求的荷载进行设计计算。在进行建筑结构设计时根据建筑物所处的地区,用该规范查取相关的风荷载、雪荷载以及其它
28、恒载和活载进行荷载计算,计算出楼层上下半层重力荷载代表值,所以在查取荷载要按规范进行,以保证各种荷载计算的准确性。(2)依据建筑抗震设计规范。该规范是进行结构抗震设计的依据,在对建筑平面布置及结构布置等方案的确定、结构抗震验算及抗震构造处理时,必须遵守该抗震设计规范,这样才能满足结构设计使用年限,具有抗震减震能力。根据建筑物所处的地区,查取与抗震设计有关的数据,计算水平地震作用力。(3)按照混凝土结构设计规范。该规范是房屋和一般的钢筋混凝土、预应力混凝土以及素混凝土承重结构的设计准则。对混凝土结构材料的选用、截面尺寸的确定、承载力的计算以及构造要求等,都必须按该规范的要求贯彻执行,特别是对于规
29、范的强制性要求,则更要严格要求。根据梁、柱截面尺寸计算出各层梁、柱的线刚度,进而计算框架侧移刚度。(4) 参见了建筑地基基础设计规范。该规范包括两大部分,一是对地基的评价与处理、土的本构关系、土的物理力学性能、地基土的承载力与地基沉降等。二是基础的设计要求和设计准则,对各种基础的设计方案,计算方法及设计原则提出了要求。所以在地基基础设计时,必须遵守该设计规范,从而确定更好地设计方案。(5)翻阅了高层建筑混凝土结构技术规程。该规程适用于10层及以上或房屋高度超过28m的非抗震设计和抗震设防烈度为6至9度抗震设计的高层民用建筑结构,该规范保证了在高层建筑工程中能合理应用混凝土结构(包括钢和混凝土的
30、混合结构),使其做到安全适用、技术先进、经济合理、方便施工。抗震规范中要求框架如果长度超过55米要设伸缩缝,参照该规程在结构中部设置后浇带可不设伸缩缝。(6)参考了土木工程专业毕业设计指导,建筑工程毕业设计指南,高层建筑结构设计例题 ,建筑结构设计(第二册)设计示例 。书中着重阐明各种结构分析的基本概念和设计要点,并给出了比较完整的设计实例,有利于理解和掌握设计规范,便于自学和参考。内容安排符合土木工程专业毕业设计的教学要求,具有一定的系统性和完整性,有利于提高教学质量和学生的工程实践能力,对于毕业设计有着较大的借鉴作用,便于毕业设计。四绘制结构施工图结构施工图的绘制要严格按照制图标准进行,要
31、于建筑施工图相吻合,要达到施工图的深度,要达到能拿到施工现场进行施工的程度。查阅了建筑结构制图标准 ,房屋建筑制图统一标准,参照该标准在绘制结构施工图过程中可保证绘图质量,提高绘图效率,使图纸符合设计、施工要求。参考文献:1. 沈蒲生.建筑工程毕业设计指南.M高等教育出版社,2007.参考页码:p1-1982. 沈蒲生.高层建筑结构设计例题. M中国建筑工业出版社,2005. 参考页码:p34-95.3. 梁兴文 史庆轩.土木工程专业毕业设计指导M.科学出版社,2002.参考页码:p1-1134. 邱洪兴.建筑结构设计(第二册)设计示例M.高等教育出版社,2008. 参考页码:p131-167
32、 5. 李英明.建筑结构抗震设计M.重庆大学出版社,2011.6.建筑结构荷载规范(GB50009-2012)S.北京:中国建筑工业出版社.2012.7.建筑设计抗震规范(GB50010-2010)S.北京:中国建筑工业出版社.2012.8.建筑地基基础设计规范(GB50007-2011)S. 北京:中国建筑工业出版社.2011.9.混凝土结构设计规范(GB50010-2010)S. 北京:中国建筑工业出版社.2010.10. 高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-2010S. 北京:中国建筑工业出版社.2010.11.民用建筑设计通则(GB50352-2005)S. 北京:中国建筑工业出版社.
33、2005.12.建筑模数协调统一标准(GBJ2-86) S.北京:中国计划出版社.1886.13.旅馆建筑设计规范(JGJ 62-90S.北京:中国计划出版社.1991.14.建筑设计防火规范(GB50016-2006) S. 北京:中国计划出版社.2006.15.建筑制图标准(GB/T 50104-2001) S. 北京:中国计划出版社.2001.16.建筑结构制图标准(GB/T 50105-2001) S. 北京:中国计划出版社.2001.17. Asteris, P. G. (2003). “Lateral stiffness of brick masonry infilled plan
34、e frames.”M J.Struct.Eng.129(8),10711079.18 Benjamin, J. R., and Williams, H. A. (1958). “The behaviour of one-story shear walls.”M Proc. Am. Soc. Civ. Eng., ST4(July),172319 Coul, A. (1966). “The influence of concrete infilling on the strength and stiffness of steel frames.”M Indian Conc.J.20 Mosal
35、am, K. M. (1996). “Experimental and computational strategies for the seismic behavior evaluation of frames with infill walls.”M Ph.D. thesis, School of Civil and Environmental Engineering, Cornell Univ. Ithaca ,NY.毕业设计(论文)外文翻译题 目 中心医院住院部大楼设计 专 业 土木工程(建筑结构工程)学 生 刘 春 良 学 号 0 9 0 1 1 0 1 5 指导教师 曹 烈 仿 重
36、庆交通大学 2013 年外文翻译基于实验结果的中央开口砌体填充框架墙强度和刚度马吉德 穆罕默迪 法扎德 尼克法摘要:对实验数据进行一个广泛的统计分析,推导具有中央开口的砌体填充墙框架的强度和刚度公式。为此,大多数现有的实验数据基于围框和开放类型收集和分类。对现有的经验关系的可靠性进行考察,建议的折减系数显示,多空填充物的强度或刚度的比率和一个固体的相似。研究表明,相比于其他资料,在估计多孔填充框架墙的横向强度和刚度关系上,文献推荐的关系是其中最准确的。对收集到的实验数据进行趋势分析,得到修正公式,此公式能确定多孔填充框架墙的力学性能。实验数据也表明,由于开口的存在,填充墙框架的极限强度折减系数
37、很大程度上取决于围框的材料(钢或混凝土),但刚度折减系数不受框架类型的影响。因此,对具有不同开口填充墙的强度和刚度,提出了不同的方程。【DOI:10.1061/(ASCE)ST.1943-541X. 2013 美国土木工程协会】工程数据库主题词:刚度;砌体结构;框架;抗震设计;侧向荷载;试验;开口。关键词:强度;刚度;砌体;填充墙框架;中央开口;抗震设计;横向荷载。前言据报道,在钢或钢筋混凝土框架中加入砌体墙,由于填充框架相互作用,提高了其结构平面内刚度和强度。由此产生的系统被称为框架填充墙,其作用与各个组成部分(框架和填充墙)具有显著差异,大大影响其结构的动态响应。由于建模的复杂性和工程知识
38、的不足,特别是在具有开口的填充墙框架方面,工程师们在结构分析与设计中很少考虑内嵌问题。这样的想法可能会导致预测结构侧向刚度,强度和延性的极大偏差。由于在市区(1996年Mosalam)内砌体填充墙框架的广泛应用和结构参数的种类繁多,自1950年代以来,对填充墙框架的横向负载特性进行了广泛的研究实验和分析 。斯塔福德史密斯(1962,1966)进行了砌体填充钢框架墙的性状实验研究。波利亚科夫(1960)表示,一个等效的斜撑可以用于模仪填充板的影响。随后,福尔摩斯(1961)推行这一想法,建议使用与填充板有相同性能,宽度等于填充板对角线三分之一的对角撑杆模仪。斯塔福德史密斯(1969)将斜撑的宽度
39、同框架和填充板之间的接触长度联系在一起,运用此模型研究填充墙框架的特性。梅因斯通(1971,1974)进行了一系列类似与前者的实验,并提出了一套等效撑杆刚度的经验公式。廖和关(1983)进行了一系列的小模式微粒混泥土填充试验。基于这些实验中,他们提出了砌体内嵌墙的塑料崩溃论。据报道,穆贾达姆和道林(1987)对砌体填充框架墙进行了大量研究综述。尽管对固体砌体填充框架墙的横向特性进行了许多实验研究,尽管由于建筑需要,许多砌体墙板上开有门和窗,但很少有人对具有开口的填充框架墙进行测试。许多研究表明,开口会改变填充框架墙特性,使其更复杂。填充墙板上开口通常会降低墙板的刚度强度。开口尺寸的增加,使得填
40、充框架墙强度和有效刚度降低。(莫沙拉姆等1997年;波利亚科夫 1952年;本杰明和威廉姆斯1958年;霍姆斯1961年;库仑 1966年)。马利克和加格(1971)实验研究了开口位置对在有无剪力连接建的情况下填充墙框架的侧向刚度的影响。他们的结论是,如果开口在无剪力连接件的填充框架墙加载的对角线的任意一端,框架墙的强度和刚度分别减少约75和8590%,与类似的固体填充物的比较。窗户或门的最佳开口位置,建议开在填充墙板的中央(达维和西雅1989;马利克和加戈 1971)。廖(1972年)提出,在分析具有或不具有开口的填充框架墙时,引入等效元件的概念。此概念在将填充框架墙转变成等效的框架时得以发
41、展,此等效框架的部分具有实际结构复合材料的特性。开口大于全填充面积50%时,实验和分析结果之间的比较显示出良好的一致性。施耐德等人(1998)进行实验,调查具有大窗户开口且无筋的砌体的平面钢框架的抗震性能。测试参数包括砌筑墩的宽度和威思量。结论是,狭窄的墩和双威思填充墙往往要比宽的墩更具韧性。此外,实验结果证明,施加0.2%的侧移量,有效刚度约衰减到初始刚度的30%侧移幅度大于0.75%时,将在砌体填充强的砖块中产生过量分裂和破碎现象。刚度从侧移量为2.0%时开始继续均匀衰减,并一直衰减到没有。卡拉莱特赛斯和卡拉亚尼斯(2007)进行了一项实验计划,研究门窗开口对砌体填充钢筋混凝土框架墙的影响
42、,并分析不同位置门窗开口的相对优势和劣势。他们发现,填充物的存在,即使具有偏心的门窗开口,都能提高混凝土框架结构的强度,刚度,韧性,和耗能方面的性能。基于实验结果,并与其他研究相比得出的结论是,开口的位置必须尽可能靠近砌体填充物的边缘,以此提高填充框架墙的性能。此外,卡拉莱特赛斯和卡拉亚尼斯(2008)实验研究了循环荷载条件下砌体填充钢筋混凝土框架墙的强度,刚度和能量耗散,以及失效模型中开口和砌体填充物的抗压强度产生的效应。他们发现,具有开口的砌体填充物可显著提高钢筋混凝土框架墙的性能。此外,他们提出了一种基于等效斜撑结构的分析方法,用于预测具有开口的砌体填充钢筋混凝土框架墙的侧向强度。另一个
43、研究中,他们汇报了对八个砌体填充钢筋混凝土框架墙的实验结果,此实验研究调查了砌体开口性状和大小对框架墙抗震性能的影响。结果表明,开口的出现对降低实验中填充框架墙的刚度和强度及能量耗散能力具有重大意义。(卡拉莱特赛斯和卡拉亚尼斯 2009)运用全部的实验结果,得出具有开口的砌体填充框架墙的持续力变形模型。(卡拉莱特赛斯 2009)此外,他们还提出了非线性分析情况下具有开口的砌体填充强持续力变形模型。莫沙拉姆等人(1997)进行了一系列的实验,测试了重力荷载设计的半刚性连接的钢框架填充墙,此连接件内部有可承载循环横向载荷的无筋砌体墙。实验测试评估了混凝土砌块和砂浆接缝的相对强度,托架数量和填充墙的
44、开放式结构对单层缩尺填充框架墙的影响效应。实验结果表明,混凝土砌块的抗压强度确定故障模式,如填充墙板的角破碎或砂浆开裂。此外,两个托架样本的最终负载约为单托架样本的两倍,开口的存在通过降低40%的横向载荷强度,使其低于裂解荷载强度水平,来降低固体嵌板的刚度值。此外,填充物上的开口会导致其更具韧性。Achyutha等(1986年)提出一个简单的迭代有限元,研究具有开口的填充框架墙,这些开口周围有的具有加强筋,有的没有加强筋。分析结果表明,窗开口面积大于50的固体填充区域的情况下,相比与固体填充框架墙,此填充墙板的作用可以忽略不计。开口的位置和尺寸对填充框架墙的性能影响,通常用有限元分析法研究。通
45、过这种方法,安斯特瑞斯(2003)提出相应的尺寸和开口位置的刚度折减系数图。分析结果表明,对于研究的样品,占总体面积2030%的开口约能降低7080%固体填充框架墙刚度。在框架强中加入填充物通常会提高系统的机械特性,但是必要考虑相互作用的影响,内嵌框架通常在提高的结果,如在部分填充框架墙内的短柱效应和刚度增加产生的增长的柱内力。邱义仁等(1999)研究了使用具有或不具有开口的填充框架墙时,控制这些影响因素的必要性。达维和西雅(1989)对多孔砌体填充钢框架墙进行大量实验,得出数据结论。在这项研究中,测设了开口对填充框架墙刚度和强度的影响效应。雅尼热等人(2004)通过测试16个样本,研究了填充
46、框架墙上开口以及砌体面板的材料(例如,粘土和混凝土块)的影响效应。Tasnimi和 Mohebkhah(2011)研究了具有砌体填充板的钢框架墙的特性。测试了六个具有全规模一层,一个托架的样本,且这些样本具有中央开口。循环测试表明,与以往的研究不同,孔填充物并不总是增加框架的延性,其韧性更多取决于填充物的失效模式。此外,在这项研究中,基于等效斜撑的概念,一个简单的分析方法引入,用于估计中央开口的填充框架墙最大剪切强度。此外,提出了确定等效支撑的宽度的新关系衰减因子。开口对填充框架墙刚度和强度的影响主要由衰减系数考虑。(Tasnimi和Mohebkhah 2011; Al-Chaar 等2003
47、; Al-Chaar 2002;新西兰地震工程协会2006;Durrani 和 Luo 1994;Mondal and Jain 2008; asteris 2003)。衰减系数表明了多孔填充框架刚度或强度与一个类似固体框架刚度和强度的比率。此衰减系数的提出,是对有限数量的实验测试结果进行统计分析的结果,因此只对类似的样本有效。本文的主要目的是判定建议关系的准确性,并基于前人研究得出的所有实验数据,提出新公式。为此,在基于诸如围框类型和开口类型这些有效参数基础上,几乎收集和分类了所有可用的实验数据。(比如,门和窗)在本文中,介绍了常用的经验关系,并解释了其中参数。确定了这些关系在预测孔填充框架
48、墙刚度和强度时的平均误差。通过统计分析分类的实验数据,提出新的修正关系。分析方法等效支撑杆的概念是分析砌体填充墙结构最简单和最实用的方法之一。该方法通过用两个斜压杆替换填充板,在结构的整体动力响应下考虑填充板的作用。执业工程师可能面临的困难之一是开口填充框架墙模型的可靠性。单支撑杆模型准确地考虑到固体填充墙对结构的影响,但对开口填充墙,它必须通过有限元分析进行校准(FEMA2000)。正如前面提到的,文献中提出了一些经验关系,以确定开口对填充板影响程度的衰减系数,此中,开口填充物的有效宽度是由相应固体填充物的有效宽度We乘以衰减系数的结果, 因此:值得注意的是,开口只是引起填充墙框架强度和刚度
49、减少的因素,但不表示的应力分布有可能发生。换句话说,为了对整体结构性能进行评价提出了采用折减系数。由开口部的存在引起的局部作用域,包括应力,应采用其他方法考虑,如有限元建模。Tasnimi and Mohebkhah.tasnimi和mohebkhah基于横向的高峰负荷比Ho/Ht与试样的开口的Ao/AP开孔率回归分析提出了公式(2)来求出折减系数。他们通过回归得出分析试样的相关系数为0.99。(2)和分别等于开口和填充板面积。当时,得取值为0;这时,拥有大开孔的多孔填料板的硬化和强化的作用被忽视(Tasnimi 和 Mohebkhah 2011)。因此,为了评价开口的砌体填充墙框架的最大受剪
50、承载力,提出了公式(3):Ho = RF H(3)Ho 和 H分别等于开口以及不开口的填充墙框架高峰负荷的能力。Al-Chaar et al.为了研究开了门窗的填充墙框架的横向强度和刚度,Al-Chaar et al. (2003) 进行了一系列测试。实验结果,通过分析研究的支持,被用来估计由于开孔板的存在造成的整体强度和刚度的下降。在这方面,给出了考虑了开口影响的折减系数公式(4):可以从公式4中看出,如果开口区域的面积大于或等于60%的填充板的面积,那填充板的影响可以忽略不计(Al-Chaar 2002)。新西兰地震工程学会新西兰地震工程学会(NZSEE2006)在Dawe 和 Seah(
51、1989)的努力下提出了一种简化的方法。根据此代码,如果一个填充墙被打穿了一个门或者窗,那么可能被减少的强度和刚度可以通过公式(5)中的系数来表示出来: (5) 和 分别等于在一个水平面测量的开口和填充的最大宽度,该方程表明,如果凸窗开孔宽度超过三分之二凸窗宽度,那么可以假定填充部分对整体系统性能没影响。相对于其他的方程,这个方程中折减系数由开口的宽度决定而不考虑开口高度的影响。Durrani 和 LuoDurrani 和 Luo (1994) 提出了一个经验公式(6)确定具有长度和宽度的中央开口的长度l和宽度l的填充板强度和刚度的折减系数 (6)其中 (7) (8) (8)在公式(7中),和分别是填充板和开口的切线纵横比的角度(高度比宽度)。当填充墙的开口延伸到整个面板的宽度或高度时,有效宽度应取为零。公式(6)并没有经过实验结果的验证而是建立在有限元数值分析上的。Mondal 和Jain在这项研究中,一个有限元模型与之前的试验数据进行校准。其后,为了探讨开口的影响进行了一个参数的研究,得出的结论是,无论开口的纵
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