建筑结构作业

1、Coffee cube,咖啡厅设计结构分析,选定的题目是大二上学期的旧建筑改造 这个设计面积不大，建筑形体也较为简洁，结构体系明确清晰 根据目前对于建筑结构知识的掌握和认识情况，可以对本方案进行较为深入的结构分析 另一方面此设计造型方正规则，主要是利用单元重复以及新旧材质之间的对比来取得视觉上的均衡与和谐，形体交接明确，虚实关系强烈，结构关系简洁明了。,Coffee cube,题目选定,方案简介,结构体系,构件尺寸估计,梁、筑尺寸估算,基础体系 选择与计算,2011-12,2,结构分析与设计-建91-曹木-2009010006,地段介绍： 地段为学校内部的工会俱乐部，南侧是近春园的荷花池，北侧

2、为荷园食堂，主要人流方向为地段东侧道路和南侧的步行路，如要人员为校内居住人员和部分学生（以生物系居多），地段南侧有一块不大的停车场 地段整体上比较安静，南侧景观较好。从地段景观性质和地段人员特质及行为模式可以看出本地段适宜建造供人休闲娱乐、交流讨论的建筑，咖啡厅是一个不错的选择,Coffee cube,题目选定,方案简介,结构体系,构件尺寸估计,梁、筑尺寸估算,基础体系 选择与计算,2011-12,3,结构分析与设计-建91-曹木-2009010006,方案生成： 决定做咖啡厅之后，开始选择表现手法 由咖啡联想开去，方糖进入了我的视线，方糖在糖盒子中堆叠产生了一系列的空间变化，方形的盒子也可以

3、与工会俱乐部原有的砖墙拱顶形成新旧的反差 方案的用色上大胆采用紫色绿色这些纯色，创造现代感，与旧有建筑形成鲜明对比，紫色是清华的校色，绿色是地段代表的自然的颜色。 功能简介： 针对地段上不同的人进行不同的空间设置，大厅的一般四人桌，针对普通游客，独立空间中的四人桌适用于开会讨论，单独小桌布置在远离入口区域，形成单人自习空间，还布置了一些双人桌,Coffee cube,题目选定,方案简介,结构体系,构建尺寸估计,梁、筑尺寸估算,基础体系 选择与计算,2011-12,4,结构分析与设计-建91-曹木-2009010006,结构体系的选择: 由于本方案用较小的体快组合而成，单元重复性强，而且建筑总层

4、数只有两层，因而采用采用次主梁结构体系比较合理经济，具体结构布置见右图，外墙自承重。由于本方案为旧建筑改造且新建结构与就结构关系不大，顾不考虑旧结构的计算 主要结构体系尺寸情况 a.柱（黄色）：高度3300mm b.主梁（红色）：跨度6000mm c.次梁（蓝色）：跨度6000mm d.板:单向板，最大跨度3900mm，最小跨度2100mm,Coffee cube,题目选定,方案简介,结构体系,构件尺寸估计,梁、筑尺寸估算,基础体系 选择与计算,2011-12,5,结构分析与设计-建91-曹木-2009010006,总体计算过程简述： 首先估算出梁、板、墙的截面尺寸大小，再根据前面估算结果个算

5、出结构自重，然后根据规范查得活荷载的取值大小，之后进行楼面及屋面的荷载计算，再算得建筑自重即可进一步算得柱的截面尺寸，最终再计算得出基础底面的土压力，并进行检验。 二层梁、板尺寸初步估计： 二层上的主次梁（下页图红色为主梁、蓝色为次梁） 主梁a（多跨连续主梁梁、跨度6000mm） h=L/14L/10=428.6600.0mm 故取500mm 又b=h/3h/1.5=166.7333.3mm 故取250mm 所以b*h=250*500mm较为合理 主梁B（单跨简支梁，跨度6000mm） H=l/12l/10=500.0600.0mm故取550mm B=h/3h/1.5=183.3366.7mm

6、故取250mm 所以b*h=250*550mm较为合理,Coffee cube,题目选定,方案简介,结构体系,构件尺寸估计,梁、筑尺寸估算,基础体系 选择与计算,2011-12,6,结构分析与设计-建91-曹木-2009010006,次梁（单跨简支梁，跨度6000mm） H=l/12l/10=500.0600.0mm故取550mm B=h/3h/1.5=183.3366.7mm故取250mm 所以b*h=250*550 板c（两端连续单向板，跨度3900mm） H l/40=97.5故取100mm,Coffee cube,题目选定,方案简介,结构体系,构件尺寸估计,梁、筑尺寸估算,基础体系 选

7、择与计算,2011-12,7,结构分析与设计-建91-曹木-2009010006,一层梁、板尺寸初步估计 一层上的主次梁（下页图红色为主梁、蓝色为次梁） 主梁a（多跨连续主梁梁、跨度6000mm） h=L/14L/10=428.6600.0mm 故取500mm 又b=h/3h/1.5=166.7333.3mm 故取250mm 所以b*h=250*500mm较为合理 主梁B（单跨简支梁，跨度6000mm） H=l/12l/10=500.0600.0mm故取550mm B=h/3h/1.5=183.3366.7mm故取250mm 所以b*h=250*550mm较为合理 次梁C（多夸连续次梁，跨度6

8、000mm） H=l/18l/12=333.3500.0mm故取400mm B=h/3h/1.5=133.3266.7mm故取200mm 所以b*h=200*400mm较为合理,Coffee cube,题目选定,方案简介,结构体系,构件尺寸估计,梁、筑尺寸估算,基础体系 选择与计算,2011-12,8,结构分析与设计-建91-曹木-2009010006,次梁D（单跨简支梁，跨度6000mm） H=l/12l/10=500.0600.0mm故取550mm B=h/3h/1.5=183.3366.7mm故取250mm 所以b*h=250*550 板E（两端连续单向板，跨度3900mm） H l/4

9、0=97.5故取100mm,Coffee cube,题目选定,方案简介,结构体系,构件尺寸估计,梁、筑尺寸估算,基础体系 选择与计算,2011-12,9,结构分析与设计-建91-曹木-2009010006,关于构造缝的考虑 伸缩缝：钢筋混凝土结构超过5060m是应该考虑设置，而这个设计整体长向为42m，故不考虑设置伸缩缝。 沉降缝：通常设置在建筑物在高度或荷载方面有显著差异的地方，此设计有局部二层，所以底层柱的荷载有比较大的区别，但是由于建筑的整体荷载本身就不大，所以其实最大荷载也不是很大，根据后面计算可知最大单基础承载大致为444KN，通过增大独立基础的底面面积就可以解决这个问题。 防震缝：

10、北京地处7度和8度抗震设防区，应考虑设置防震缝，要求基础以上结构断开，缝两端设置双柱，缝宽设为70mm。从功能上将整个结构氛围三部分，如图所示,Coffee cube,题目选定,方案简介,结构体系,构件尺寸估计,梁、筑尺寸估算,基础体系 选择与计算,2011-12,10,结构分析与设计-建91-曹木-2009010006,屋面荷载： 由于新建屋面全部在原有建筑的屋盖之下，因此不考虑雪载也不上人，按照最不利的尺寸进行荷载估算 屋面活载：0.5kn/ 屋面恒载： 钢筋混凝土屋盖：25*0.1=2.5kn/ 天棚吊顶：0.55kn/ 主次梁折合每平方米重力荷载 (0.25*0.45*6)/(3*6)

11、+(0.25*0.45*6)/(6*6)*25=1.41kn/ =4.96kn/ 次梁均布荷载估算 Q=4.96*3=14.88kn/m Mmax=ql2/8=14.88*36/8=66.96knm 按照表3.11取200*450合适 主梁均布荷载估算 Q=4.96*6=25.76kn/m M max=ql2/8=133.92knm 按照表3.11取250*550合适,Coffee cube,题目选定,方案简介,结构体系,构件尺寸估计,梁、筑尺寸估算,基础体系 选择与计算,2011-12,11,结构分析与设计-建91-曹木-2009010006,二层柱： 按照最不利的情况估算，柱A为本层荷载最

12、大的柱，用c20的混凝土 N2=1.30*1.2*(2.5+0.55+1.41)+1.4*0.5*27=212.43kn b*H=212.43*103/(0.70.9)*11.9=25501.819834.790000 为了防止混凝土柱压屈失稳，二层柱截面取300*300,Coffee cube,题目选定,方案简介,结构体系,构件尺寸估计,梁、筑尺寸估算,基础体系 选择与计算,2011-12,12,结构分析与设计-建91-曹木-2009010006,a,二层楼面荷载： 按照荷载最不利的情况 屋面活载： 餐厅：2.5kn/ 屋面恒载： 钢筋混凝土楼盖：25*0.1=2.5kn/ 瓷砖地面：0.5

13、5kn/ 天棚吊顶：0.55kn/ 主次梁折合每平方米重力荷载 (0.25*0.45*6)/(3*6)+(0.25*0.45*6)/(6*6)*25=1.41kn/ =7.51kn/ 活载主导时 q=1.2*5.01+1.4*2.5=9.51kn/ 恒载主导时 Q=1.35*5.01+1.4*0.7*2.5=9.21kn/ 次梁均布荷载估算 Q=7.51*3=22.53kn/m Mmax=ql2/8=22.53*36/8=101.39knm 按照表3.11取250*500合适,Coffee cube,题目选定,方案简介,结构体系,构件尺寸估计,梁、筑尺寸估算,基础体系 选择与计算,2011-1

14、2,13,结构分析与设计-建91-曹木-2009010006,主梁a Q=9.3*6=55.8kn/m M max=0.105*ql2=210.9knm 按照表3.11，取250*600合适 主梁b Q=4.96*6=25.76kn/m M max=ql2/8=133.92knm 按照表3.11取250*550合适 二层柱： 按照最不利的情况估算，柱A为本层荷载最大的柱，用c20的混凝土 二层柱自重g=25*0.3*0.3*3.5=7.88kn N1=N2+G+1.30*1.2*(2.5+0.55+1.41)+1.4*0.5*27=432.74kn b*H=432.74*103/(0.70.9

15、)*11.9=51949.640405.290000 为了防止混凝土柱压屈失稳，二层柱截面取300*300,Coffee cube,题目选定,方案简介,结构体系,构件尺寸估计,梁、筑尺寸估算,基础体系 选择与计算,2011-12,14,结构分析与设计-建91-曹木-2009010006,基础的选用与计算： 地基为砂土（中、粗砂）查规范可知f=180KPa 柱下基础 建筑层高较低，自重小，故选用独立基础较为合适。根据地段地下水线和北京冻土层深度等数据，将基础埋深定为D=1500mm 一层柱及埋于土中的柱自重 G=25*0.3*0.3*5=11.25kn 重力荷载的标准值 N=n1+g=432.74+11.25=443.99kn A n/(f-20D)=3.0 故独立