摘 要
該工程為框架結構,主體為六層,該地區抗震設防烈度為6度,第二分組,場地類別為III類場地。主導風向為西南,基本風壓0.45kN/m,基本雪壓0.3 kN/m2.樓﹑屋蓋均采用現澆鋼筋混凝土結構。
本設計貫徹"實用、安全、經濟、美觀"的設計原則。按照建筑設計規范,認真考慮影響設計的各項因素。根據結構與建筑的總體與細部的關系。
本設計主要進行了結構方案中橫向框架第8軸抗震設計。在確定框架布局之后,先進行了層間荷載代表值的計算,接著利用頂點位移法求出自震周期,進而按底部剪力法計算水平地震荷載作用下大小,進而求出在水平荷載作用下的結構內力(彎矩、剪力、軸力)。接著計算豎向荷載(恒載及活荷載)作用下的結構內力。是找出最不利的一組或幾組內力組合。選取最安全的結果計算配筋并繪圖。此外還進行了結構方案中的室內樓梯的設計。完成了平臺板,梯段板,平臺梁等構件的內力和配筋計算及施工圖繪制。對樓板進行了配筋計算,本設計采用樁基礎,對基礎承臺進行了受力和配筋計算。
手工計算完畢后,用結構分析軟件PKPM進行了整體框架計算。
設計成果包括計算書和施工圖紙兩部分。
關鍵詞:框架結構,抗震設計,荷載計算,內力計算,計算配筋
Abstract
The project for the frame structure, main body of six layers the region seismic fortification intensity is 6 degrees, the second group, site category III class site. Dominant wind direction for the southwest the basic wind pressure of 0.45 KN/m, basic snow pressure of 0.3 KN/m2. Floor, roof adopts the cast-in-place reinforced concrete structure.
The design and implement "practical, safe, economic, beautiful" design principle. According to the architectural design specification, carefully consider the various factors that affect the design. According to the relationship of structure and building overall with details.
This design mainly has carried on the structure scheme of transverse frame shaft 8 seismic in design. In determining the frame layout, has carried on the first floor between load on behalf of value calculation, and then use vertex displacement method from the earthquake cycle, and then press the bottom shear method under horizontal seismic load size, and then calculate the structural internal force under the horizontal load (bending moment, shear force and axial force)。 Then calculate vertical load (dead load and live load) under the action of internal force of structure. Is to find out the most unfavorable one or several groups of internal force combination. Choose the safest results reinforcement and drawing. In addition, the structure of indoor stair designs. Completed the flat pallet bench board, platform beam component such as the internal force and reinforcement calculation and construction drawings. On the floor reinforcement calculation, this design USES the pile foundation, foundation pile caps for the force and reinforcement calculation.
After the manual calculation, using the structure analysis software PKPM calculation has carried on the overall framework.
Design results including the calculation and construction drawings
Keywords: frame structure seismic design load calculation of internal force calculation of reinforcement calculation
目 錄
1 設計資料
1.1 工程概況
。1)建設地點:某市市郊
。2)工程名稱:某學校學生宿舍樓
。3)工程概況:六層混凝土框架填充墻結構,建筑面積4898.9m2,樓板及屋蓋均采用現澆鋼筋混凝土結構,樓板厚度取120mm,填充墻采用加氣混凝土砌塊。建筑總高為20.500 m,共6層,每層層高3.30 m,室內外高差0.45 m.
。4)氣候條件:夏季主導風向為南風,冬季主導風向為北風;撅L壓w0=0.4 5kN/m2,基本雪壓S0=0.3 kN/m2.
。5)地質條件:
工程地質條件及水文資料:粉質粘土層中,該地區地層的承載力足夠高,地下水位足夠低, 地下水對一般建筑材料無侵蝕作用,不考慮土的液化。
。6)場地情況:場地平坦,無障礙物,地下無古代建筑,用地四周無住宅區
。7)抗震設防烈度為6度,建筑耐火等級二級,建筑設計基準期為50年。
1.2 建筑設計說明書
本說明是對建筑方案的必要說明。根據防火疏散要求確定樓梯位置,走廊與梯段凈寬,以及房間布置,墻體防水等構造做法。此外根據規范給出了建筑的等級要求。
該工程位于某市市郊的主干道上,交通方便,各種材料供應及時。
1.2.1 設計依據
。1)建設行政主管部分對本項目的批復文件。
。2)與甲方簽訂的設計合同及經甲方同意的建筑方案。
。3)現行國家有關建筑工程設計規范、標準:
《宿舍建筑設計規范》 (JGJ36-2005)
《建筑抗震設計規范》 (GB50011-2010)
《建筑設計防火規范》 (GB50016-2006)
《混凝土結構設計規范》 (GB50010-2002)
《建筑結構荷載規范》 (GB50009-2001)
1.2.2 方案說明
。1)該工程為某學校學生宿舍樓,建筑結構形式為鋼筋混凝土框架結構,建筑主體高度為20.500 m,基礎形式為獨立基礎。
。2)本設計中柱距為3.60m,進深為6.60m.
。3)按二級防火要求,樓梯設在了建筑三分之一處,且在建筑的兩端均有安全出口,滿足防火要求。
。4)本設計中建筑長50.400m,在建筑左右兩側設有廁所,廁所地面低于同層教室地面20mm.
。5)為了防潮和預防洪水季節雨水進入室內,設室內外高差,高差450mm.
。6)為了采光通風滿足要求,窗地比均大于1/7,窗臺高900mm.
。7)屋面防水采用三級防水,不上人屋面。
1.2.3 等級說明
。1)根據建筑抗震設計規范,本工程為丙類建筑。
。2)本工程安全等級為二級,設計使用年限為50年。
。3)本工程抗震設防烈度為6度,設計基本地震加速度值為0.05g.設計地震分組為第二組;場地類別為Ⅲ類。
。4)建筑物抗震等級:框架為四級。
。5)本工程地基基礎設計等級為丙級。
。6)本建筑物防火等級為二級。
1.2.4 建筑設計說明及構造做法
。1)長度單位毫米為mm,標高單位米為m.
。2)本工程共六層,室內外高差-0.45m,首層室內地坪標高±0.000m,建筑總標高6.500m.
。3)建筑材料:現澆的框架柱、梁、板、樓梯間混凝土均為C30,梁柱受力筋HRB335,箍筋HPB235,所有的板鋼筋HPB235,內、外墻加氣混凝土砌塊200mm寬。
。4)衛生間:地面低于同層樓地面30mm,向地漏找坡1%.地面采用防滑地磚,墻面采用防水砂漿墻面,一般做法:
防水做法:(衛生間、廚房等處適用)
5厚防滑地磚300×300
20厚1:3水泥砂漿
聚氨酯防水涂膜1.2厚
1:3水泥砂漿找平兼找1%坡,最薄處不小于20厚
混凝土底板或素土夯實。
。5)屋面做法:
40厚C30細石混凝土(雙向Φ6@150)
30厚擠塑板
1.2厚三元乙丙橡膠卷材
20厚1:2.5水泥砂漿找平層(刷基層處理劑一遍)
鋼筋混凝土屋面(3‰坡度)。
。6)樓地面作法:
水磨石地面10mm面層
水磨石地面20mm水泥砂漿打底
水磨石地面素水泥漿結合層一道
混凝土底板或素土夯實。
。7)頂棚作法:
1:1:6水泥石灰砂漿打底15厚
面刮膩子5厚
噴涂內墻乳膠漆涂料。
。8)外墻面作法:
外墻為乳膠漆
聚合物水泥基防水涂膜1.0厚
1:2.5水泥砂漿打底15厚(摻防水劑)。
。9)內墻面作法:
1:1:6水泥石灰砂漿打底15厚
面刮膩子5厚
噴涂內墻乳膠漆涂料;
防水做法:(衛生間、廚房等處適用)
1:2.5水泥砂漿打底15厚(摻5%防水劑)
純水泥膏貼200×300瓷磚滿貼至天花底。
。10)墻體作法:
本工程框架填充墻為MU5加氣混凝土砌塊,M5混合砂漿,外墻厚度為240mm,內墻厚度為200mm.
。11)門窗:
標準塑鋼門窗,5厚玻璃。
。12)落水管直徑為100mm.
1.3 結構說明書
1.3.1 設計樓面活荷載
。1)不上人屋面:0.5 kN/m?
。2)宿舍:1.5kN/m?
。3)走廊、樓梯:2.0kN/m?
1.3.2 樓板
。1)板的混凝土保護層厚度均為20mm.
。2)HPB235鋼筋所注長度不包括彎鉤長度錨固長度為24d,板中受力筋的短向鋼筋放在長向鋼筋之上。
1.3.3 梁、柱
。1)混凝土保護層厚度均為35mm
。2)混凝土柱錨入基礎梁的鋼筋應在基礎施工時預埋,預埋鋼筋的直徑數量同上部柱。
1.3.4 墻體
。1)填充墻的長度>5m時, 每隔3-4m在墻中設200×墻厚混凝土構造柱, 柱主筋上下分別錨入梁內,錨入長度500mm,箍筋為Φ8@200.
。2)女兒墻在每一相交軸線上均設250×250混凝土構造柱。
1.3.5 構造柱
。1)構造柱縱筋錨于基礎內直段長度>la,并彎直鉤> 250mm直鉤?v筋層間搭接長度>la,箍筋為@100,且加密高度不能小于500.
。2)穿樓面的構造柱 ,縱筋在穿樓面處應上下貫通,在樓面以上才能搭接。
。3)墻與柱連接處沿柱高每500mm設2Φ8 拉結筋,拉結筋伸入墻體內長度不小于1000mm,遇門窗洞按實際長度截取,鋼筋伸入柱內不少于210mm.
1.3.6 其他
。1)衛生間及管井周邊均做混凝土反邊,寬度同墻。
。2)所有設備基礎均以廠家訂貨為準,且待設備到貨核實后方可施工。
。3)未經技術鑒定或設計許可,不得改變結構的用途和使用環境。
2 結構的選型和布置
2.1 結構選型
2.2 結構布置
2.3 初估梁柱截面尺寸
2.3.1 按大跨度進行計算
2.3.2 柱的截面尺寸
3 框架計算簡圖及梁柱線剛度
3.1 確定框架計算簡圖
3.2 框架梁柱的線剛度計算
4 荷載計算
4.1 恒載標準值的計算
4.1.1 屋面
4.1.2 各層樓面
4.1.3 梁自重
4.1.4 柱自重
4.1.5 外縱墻自重
4.1.6 內縱墻自重
4.1.7 內隔墻自重
4.1.8 女兒墻自重
4.1.9 山墻自重
4.2 活荷載標準值計算
4.2.1 屋面和樓面荷載標準值
4.2.2 雪荷載
4.3 豎向荷載下框架受荷總圖
4.3.1 在A-B 及C-D軸內
4.3.2 在A-B 軸間框架梁
4.3.3 在B- C軸間框架梁
4.3.4 C-D軸間框架梁同A-B 軸間框架梁
4.3.5 A軸柱縱向集中荷載的計算
4.3.6 B軸柱縱向集中荷載的計算
4.4 風荷載計算
4.5 水平地震作用
4.5.1 重力荷載代表值的計算
4.5.1.1 屋面處重力荷載代表值標準值計算
4.5.1.2其余各層樓面處重力荷載標準值計算
4.5.1.3 底層樓面處重力荷載標準值計算
4.5.1.4 屋面雪荷載標準值計算
4.5.1.5 樓面活荷載標準值計算
4.5.1.6 總重力荷載代表值的計算
4.5.2 框架柱抗側移剛度和結構基本自震周期計算
5 內力計算
5.1 恒載作用下框架的內力
5.1.1 恒載作用下框架的彎矩計算
5.1.2 恒載作用下框架的梁端剪力和軸力計算
5.2 活載作用下框架的內力
5.3 水平地震作用下框架內力計算
6 內力組合
6.1 梁端截面組合的剪力設計值調整
6.2 框架結構柱的內力組合
7 構件配筋計算
7.1 框架梁截面設計
7.2 框架柱截面設計
7.2.1 柱端彎矩設計值調整
7.2.2 柱端剪力設計值調整
7.2.3 柱配筋計算
7.3 板的截面設計
7.4 樓梯設計
7.4.1 樓梯設計資料
7.5 基礎配筋計算
7.5.1 設計資料
7.5.2 確定樁的規格數量及初定承臺的尺寸
7.5.3 邊柱承臺的設計
結 論
通過為期兩個月的畢業設計,總的體會可以用一句話來表達,紙上得來終覺淺,絕知此事要躬行!.
以往的課程設計都是單獨的構件或建筑物的某一部分的設計,而畢業設計則不一樣,它需要綜合考慮各個方面的工程因素,諸如布局的合理,安全,經濟,美觀,還要兼顧施工的方便。這是一個綜合性系統性的工程,因而要求我們分別從建筑,結構等不同角度去思考問題。
在設計的過程中,遇到的問題是不斷的。前期的建筑方案由于考慮不周是,此后在指導老師及教研室各位老師和同學們的幫助下,通過參考建筑圖集,建筑規范以及各種設計資料,使我的設計漸漸趨于合理。
在計算機制圖的過程中,我更熟練操作AutoCAD、天正建筑等建筑設計軟件。在此過程中,我對制圖規范有了較為深入地了解,對平、立、剖面圖的內容、線形、尺寸標注等問題上有了更為清楚地認識。
中期進行對選取的一榀框架進行結構手算更是重頭戲,對各門專業課程知識貫穿起來加以運用,比如恒載,活載與抗震的綜合考慮進行內力組合等。開始的計算是錯誤百出,稍有不慎,就會出現與規范不符的現象,此外還時不時出現筆誤,于是反復參閱各種規范,設計例題等,把課本上的知識轉化為自己的東西,使其更接近于實際工程。
后期的PKPM 軟件計算,由于以前對各種辦公軟件應用不多,以致開始的輸入速度相當的慢,不過經過一段時間的練習,日趨熟練。
緊張的畢業設計終于劃上了一個滿意的句號,從四月份至今,回想起過去兩個多月的設計收獲是很大的,看到展現在眼前的畢業設計成果,不僅使我對四年來大學所學專業知識的進行了一次比較系統的復習和總結歸納,而且使我真正體會了設計的艱辛和一種付出后得到了回報的滿足感和成就感。同時也為以后的工作打下了堅實的基礎,也為以后的人生作好了鋪墊。
因此,通過本畢業設計,掌握了結構設計的內容、步驟、和方法,全面了解設計的全過程;培養正確、熟練的結構方案、結構設計計算、構造處理及繪制結構施工圖的能力;培養我們在建筑工程設計中的配合意識;培養正確、熟練運用規范、手冊、標準圖集及參考書的能力;通過實際工程訓練,建立功能設計、施工、經濟全面協調的思想,進一步建立建筑、結構工程師的責任意識。
參 考 文 獻
[1] 中華人民共和國國家標準。建筑制圖標準(GB/T50104-2012)。北京。中國建筑工業出版社。2012
[2] 中華人民共和國國家標準。建筑結構荷載規范(GB50009-2010)。北京。中國建筑工業出版社。2010
[3] 中華人民共和國國家標準。建筑設計防火規范(GB50016-200687)。北京。中國建筑工業出版社。2006
[4] 中華人民共和國國家標準。建筑地基基礎設計規范(GB50007-2012)。北京。中國建筑工業出版社。2012
[5] 《建筑抗震設計規范》(GB50011-2010)
[6] 中華人民共和國國家標準;炷两Y構設計規范(GB50010-2010)。北京。中國建筑工業出版社。2010
[7] 中華人民共和國國家標準。建筑結構可靠度設計統一標準(GB50068-2001)。北京。中國建筑工業出版社。2001
[8] 鄭照北,呂恒林,李天珍。結構力學教程(上冊)。徐州:中國礦業大學出版社,2000.
[9] 王作興,張德琦;炷两Y構與砌體結構。江蘇。中國礦業大學出版社。1999
[10] 工業與民用建筑畢業設計指導,武漢工業大學出版社,1997
[11] 趙明華。土力學與基礎工程。武漢。武漢理工大學出版社。2000
[12] 房屋建筑學,中國建筑工業出版社,1995
[13] 鋼筋混凝土房屋結構設計與實例,上?萍汲霭嫔,1992
[14] 李廉錕,結構力學。高等教育出版社,1995
[15] 嚴正庭,混凝土結構實用構造手冊。中國建筑工業出版社,1997
[16] 曹雙寅。 工程結構設計原理。東南大學出版社。2002
[17] 陳希哲,土力學地基基礎,清華大學,1996
[18] 郭繼武,建筑抗震設計,高等教育出版社,1995
[19] 柱興文,史慶軒。土木工程專業畢業設計指導。北京:科學出版社,2002.
[20] 包世華,高層建筑結構設計。清華大學,1996
致 謝
畢業設計即將結束,回想大學的生活感慨頗多。在這幾年的電大教育的時間里,認識了很多老師和同學,不論是在生活方面還是在學習方面,他們都給了我很大的幫助。通過這幾年的學習,我不僅學到了許多文化知識,而且在做人和為人處世方面也深有所得,在畢業離校之際,深深地向他們表達我最真誠的謝意!
在整個畢業設計期間,因為有了你們的幫助和支持,我才把一個系統的、從來沒有上手的課題,圓滿地完成。正是因為有了你們的幫助,才讓我不僅學到了本次課題所涉及的新知識,更讓我感覺到了知識以外的東西,那就是團結的力量。
在這次畢業設計中,我首先要感謝我的指導老師,他的嚴謹求實的治學態度、高度的敬業精神、兢兢業業、孜孜以求的工作作風對我產生重要影響。她們用自己的言行來告訴我們應以什么樣的心態去學習、去工作。是她們的鼓勵和幫助才使我順利完成設計。在畢業設計過程中,教研室所有的老師都給我極大的幫助。在此,向他們表達深深的謝意。
最重要的是我還要深深地感謝我的父母,她們為我默默操勞支持我讀完了大學,他們不辭勞苦的精神,成為我永遠前進的動力! 我將倍加努力,在新的工作崗位上,用優異的成績來感謝幫助過我的人。
最后,再次感謝母校和老師們。
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