土木工程畢業(yè)設(shè)計 第一章工程概況+第二章結(jié)構(gòu)選型.doc

第一章 緒論第一節(jié) 工程設(shè)計總概況一、建筑設(shè)計圖紙從建施1至建施10二、工程概況1.規(guī)模：本工程某行政辦公樓工程，建筑設(shè)計工作已完成?？偨ㄖ娣e5061m2?？倶菍訛榈厣?層。各層的層高及各層的建筑面積、門窗標高詳見建筑施工圖。2.防火要求：建筑物屬二級防火標準。3.結(jié)構(gòu)形式：鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，填充墻厚度200mm。4.氣象、水文、地質(zhì)資料：（1）主導(dǎo)風(fēng)向：夏季東南風(fēng)，冬秋季西北風(fēng)。地面粗糙度類別為C類，基本風(fēng)壓Wo=0.30KN/m2。（2）建筑物地處某市中心，不考慮雪荷載和積灰荷載作用。（3）自然地面-20m 以下可見地下水。（4）地質(zhì)資料：表層為人工填土，松散，層厚；第層為軟塑粉質(zhì)黏土，層厚；第層為硬塑粉質(zhì)黏土，層厚；第層為密實礫砂，層厚。（5）抗震設(shè)防：此建筑物為一般建筑物，建設(shè)位置位于近震區(qū)，其抗震設(shè)防烈度為7度。（6）建筑設(shè)計圖紙附后。要求在已完成的建筑設(shè)計基礎(chǔ)上進行結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工設(shè)計。 某工程地基土的試驗指標 表1.1編號土層名稱土層厚度m壓縮模量MPa重度KN/m3內(nèi)聚力KPa摩擦角標慣擊數(shù)孔隙比e/%/%/%1人工填土210200152軟塑粉質(zhì)黏土25.5820.50.088150.70.86143018263硬塑粉質(zhì)黏土34.56200.08820.60.4310.52610.5214密實礫砂840402001540第二節(jié) 設(shè)計參數(shù)1.根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計統(tǒng)一標準本工程為一般的建筑物，破壞后果嚴重，故建筑結(jié)構(gòu)的安全等級為二級。2.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限為50年，耐久等級二級，耐火等級二級，屋面防水級。3.建筑抗震烈度為7度，應(yīng)進行必要的抗震措施。4.設(shè)防類別丙類。5.本工程高度為不超24m，為7度設(shè)防，故框架抗震等級為三級。6.地基基礎(chǔ)采用柱下獨立基礎(chǔ)。第二章 結(jié)構(gòu)選型和結(jié)構(gòu)布置第一節(jié) 結(jié)構(gòu)設(shè)計一、結(jié)構(gòu)體系選型（一）結(jié)構(gòu)體系和結(jié)構(gòu)形式的分析比較建筑結(jié)構(gòu)的分類方法很多，按結(jié)構(gòu)所用材料分類時可分為砌體結(jié)構(gòu)（包括石和砌塊砌體）、混凝土結(jié)構(gòu)（包括混凝土、鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)）、鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)等。各類結(jié)構(gòu)都有其一定的適用范圍，應(yīng)根據(jù)其材料性能、結(jié)構(gòu)形式、受力特點和建筑使用要求及施條件等因素合理選擇。一般來說，無筋砌體結(jié)構(gòu)主要用于建造多層住宅、辦公樓、教學(xué)樓以及小型單層工業(yè)廠房等；鋼結(jié)構(gòu)多用于建造超高層建筑以及有重型吊車、跨度大于36米或有特殊要求的工業(yè)廠房；其它情況均可采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。該設(shè)計是多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，因此宜采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。（二）多層建筑的結(jié)構(gòu)體系及選擇1框架結(jié)構(gòu)體系框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是建筑平面布置靈活，可以提供較大的建筑空間，也可以構(gòu)成豐富多變的立面造型。但框架結(jié)構(gòu)體系的抗側(cè)剛度主要取決于梁、柱的截面尺寸，一般梁柱截面的慣性矩較小，在水平荷載作用下的側(cè)向變形較大，抗側(cè)能力較弱，屬柔性結(jié)構(gòu)，因此其建筑高度受到限制?？蚣芙Y(jié)構(gòu)有橫向、縱向、雙向承重方案選擇：（1）橫向框架承重方案縱向連系梁將橫向框架連成整體。對于水平風(fēng)荷載作用，由于橫向每榀框架的柱子少，而縱向每榀框架的柱子多，所以橫向框架的受力遠比縱向的大，故一般只需要對每榀橫向框架進行內(nèi)力分析，而對縱向框架可按構(gòu)造設(shè)計。但對水平地震荷載作用，由于框架結(jié)構(gòu)所受的地震作用與房屋框架結(jié)構(gòu)體系是由豎向的柱子與水平構(gòu)件的梁通過節(jié)點連接而組成，既承擔(dān)豎向荷載，又承擔(dān)水平荷載（風(fēng)、地震）（2）縱向框架承重方案此時，縱向框架為主要承力構(gòu)件，沿房屋的縱向設(shè)置框架主梁，有利于充分利用室內(nèi)空間，但其橫向剛度較弱，對抗震不利，故不應(yīng)在地震區(qū)框架結(jié)構(gòu)中采用。（3）縱橫框架雙向承重方案 這種方案比較適用于建筑平面呈正方形或平面邊長L/B1.5的情形（L房屋長度，B房屋寬度），對于地震區(qū)的框架結(jié)構(gòu)，由于其縱向、橫向都承受地震作用，需將縱橫兩個方向的梁、柱按剛接處理，設(shè)計成雙向承重的框架結(jié)構(gòu)方案。2剪力墻結(jié)構(gòu)體系現(xiàn)澆混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)抗側(cè)移剛度大、變形小，整體性好，采用先進工藝施工時可縮短工期，節(jié)省人力；但墻體較密，使建筑平面布置和空間利用受到限制，很難滿足大空間建筑功能要求；結(jié)構(gòu)自重較大加上抗側(cè)剛度較大，結(jié)構(gòu)自振周期較短，導(dǎo)致較大的地震作用。3框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系它可提供較大的建筑空間，布置靈活，能為建筑設(shè)計提供豐富的建筑造型，且側(cè)移小，減輕節(jié)點負擔(dān)，增加超靜定次數(shù)，保證塑性鉸均勻發(fā)展；但水平方向剛度不均勻，抗震性能較剪力墻相對薄弱。4筒體結(jié)構(gòu)體系筒體結(jié)構(gòu)屬于整體剛度很大的結(jié)構(gòu)體系。由于它能提供很大的建筑空間和建筑高度，建筑物內(nèi)部空間的劃分可以靈活多變，因此它廣泛應(yīng)用于多功能、多用途的超高層建筑中。（三）承重體系的選擇根據(jù)設(shè)計原始資料可知，該工程為某框架結(jié)構(gòu)，總樓層為3層。建筑功能的要求，需要較大空間，能適應(yīng)靈活布置。各開間及進深均較大；抗震設(shè)防烈度為7度，地震作用要考慮。綜合以上幾種常見的結(jié)構(gòu)體系在抗震、抗側(cè)以及造型要求等方面的比較，并著重考慮由于不同方案所帶來的對建筑物造價的影響，結(jié)合實際情況，現(xiàn)選取縱橫框架雙向承重體系作為承重體系。（四）建筑材料的選擇建筑結(jié)構(gòu)材料是形成結(jié)構(gòu)的物質(zhì)基礎(chǔ)。鑒于框架結(jié)構(gòu)，其填充墻應(yīng)優(yōu)先選用輕質(zhì)砌體?？紤]資源的可持續(xù)發(fā)展，以及環(huán)境保護等各方面因素，為滿足建筑造型要求，現(xiàn)采用混凝土小型空心砌塊作為填充墻材料。（五）其他結(jié)構(gòu)選型1屋面結(jié)構(gòu)充分考慮屋面防漏，采用鋼筋混凝土整體現(xiàn)澆板。2樓面結(jié)構(gòu)該建筑處于7度抗震設(shè)防區(qū)，為了使建筑整體性好，故采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土板。3樓梯結(jié)構(gòu)樓梯的斜板的水平投影長度絕大多數(shù)超出3m的一般要求不多，仍然可以采用板式樓梯，故樓梯均采用鋼筋混凝土板式樓梯。4過梁窗過梁均采用鋼筋混凝土梁，5基礎(chǔ)從抗震整體性、經(jīng)濟和施工方便的角度出發(fā)采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆柱下獨立基礎(chǔ)。（六）材料選擇1混凝土強度等級柱：C30梁、板：C302鋼筋強度等級柱子：縱筋HRB400，箍筋HPB300 梁：縱筋HRB400，箍筋HPB300板： HPB300第二節(jié) 結(jié)構(gòu)布置一、板、梁、柱的截面確定根據(jù)板、梁、柱布置的一般原則，同時充分考慮建筑的美觀，并借鑒同類建筑結(jié)構(gòu)平面布置的相關(guān)成果，注意易于整體施工的因素，初步確定板厚、梁、柱截面尺寸。并將它們表示在各層的結(jié)構(gòu)平面布置圖上。（一）現(xiàn)澆板厚確定本工程現(xiàn)澆板長邊與短邊之比最大為2.2根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB50010-2010），第9.1.1的規(guī)定四邊支承的板1)當長邊與短邊長度之比不大于2.0時，應(yīng)按雙向板計算；2)當長邊與短邊長度之比大于2.0，但小于3.0時，宜按雙向板計算；3)當長邊與短邊長度之比不小于3.0時，宜按沿短邊方向受力的單向板計算，并應(yīng)沿長邊方向布置構(gòu)造鋼筋。本工程板按雙向板計算?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB50010-2010），9.1.2 條現(xiàn)澆混凝土板的尺寸宜符合下列規(guī)定：1 、板的跨厚比：鋼筋混凝土單向板不大于30，雙向板不大于40；無梁支承的有柱帽板不大于35，無梁支承的無柱帽板不大于30。預(yù)應(yīng)力板可適當增加；當板的荷載、跨度較大時宜適當減小。雙向板的厚度不應(yīng)小于80mm，單向板不應(yīng)小于60。雙向板的厚度與短跨跨長的比值h/l01應(yīng)滿足剛度的要求： 1結(jié)構(gòu)四層板截面尺寸估算邊跨最大板跨為3600mm，為簡支雙向板： 中間跨最大板跨為3300mm，為連續(xù)雙向板： 2結(jié)構(gòu)三層樓板截面尺寸估計邊跨最大板跨為3600mm，為簡支雙向板： 中間跨最大板跨為3300mm，為連續(xù)雙向板：3結(jié)構(gòu)域一層、二層樓板截面尺寸估計邊跨最大板跨為3600mm，為簡支雙向板： 中間跨最大板跨為3300mm，為連續(xù)雙向板：廁所處最大板跨為3600mm，為簡支雙向板：綜上，考慮隔音及管道埋設(shè)等因素，取。綜上估算，考慮隔音、管道埋設(shè)及施工方便，廁所荷載較大故板厚取120mm，其余樓板板厚均為100mm，樓梯平臺板板厚確定詳見樓梯設(shè)計。（二）確定梁截面尺寸按高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范（JGJ 3-2010），第6.3.1條的規(guī)定，框架結(jié)構(gòu)的主梁截面高度可按確定，L為主梁的計算跨度，梁的寬度；梁凈跨與截面高度之比不宜小于4。梁的截面寬度不宜小于200mm，梁截面的高寬比不宜小于2且大于4。1結(jié)構(gòu)三層梁截面尺寸估計（1）橫向框架梁截面尺寸估算軸、軸上的主梁：BC跨 CD跨 綜上，取 取軸、軸上的主梁：A-B跨 B-C跨 C-1/C跨 綜上，取 取軸、軸上的主梁：A-C跨 C-1/C跨 綜上，取 ?。?）縱向框架梁截面尺寸估算軸、軸上框架梁：5-6跨 6-7跨 7-8跨 綜上，取 ?。?）其余次梁截面尺寸估計次梁最大跨度為6600mm 取 取2一層、二層框架梁截面尺寸估計（1）橫向框架梁截面尺寸估算軸、軸上主梁： 取 取軸、軸、軸、軸、軸、軸、上主梁：B-C跨 C-D跨 綜上，取 取軸、軸上的主梁：A-B跨 B-C跨 C-D跨 D-E跨 綜上，取 取軸、軸上的主梁：A-C跨 C-E跨 綜上，取 ?。?）縱向框架梁截面尺寸估算縱向框架梁最大跨度為9600mm 取 ?。?）其余次梁截面尺寸估計橫向次梁跨度為6600mm 取 取縱向次梁最大跨度為6600mm 取 取（三）確定柱截面尺寸柱截面尺寸可由軸壓比控制來估算，可由如下經(jīng)驗公式粗略確定:A-柱橫截面面積；n驗算截面以上樓層層數(shù)； F驗算柱的負荷面積；根據(jù)柱網(wǎng)確定；混凝土軸心抗壓強度值；地震及中、邊柱的相關(guān)調(diào)整系數(shù)，本結(jié)構(gòu)取7 度 ，中柱取1.1 ，邊柱取1.15,角柱取1.2。G結(jié)構(gòu)單元面積的重量，根據(jù)經(jīng)驗估算鋼筋混凝土高層建筑為12-18KN/m2；經(jīng)簡單估算,-軸內(nèi)結(jié)構(gòu)單元面積重量為8 KN/m2,取G=10 KN/m2,其余軸線結(jié)構(gòu)單元面積的重量經(jīng)估算為13.1 KN/m2,取G=13.5 KN/m2。查建筑抗震設(shè)計規(guī)范（GB50011-2010）第636條規(guī)定，本框架抗震等級為三級，。各層柱子混凝土強度等級采用C30，。柱截面估算軸、軸：角柱C1、D1、C12、D12軸、軸：角柱B2、B11角柱C2、C11邊柱D2、D11軸、軸：邊柱B3、B10邊柱D3、D10中柱C3、C10軸、軸邊柱B4、B9邊柱D4、D9中柱C4、C9軸、軸邊柱A6、A7邊柱E6、E7中柱C6、C7軸軸角柱A5、E5、A8、E8邊柱B8邊柱D8中柱C8考慮強柱弱梁要求，綜上除中柱C6、C7柱截面550650，A7、A8、E7、E8