土木工程畢業(yè)論文工程設(shè)計-框架結(jié)構(gòu)(一)

...一中科技實驗樓結(jié)構(gòu)設(shè)計摘要本設(shè)計為一中科技實驗樓，為五層框架結(jié)構(gòu)。建筑總高度為19.5m，建筑面積為4201.15mm2，室內(nèi)外高差為0.45mm，本地區(qū)抗震設(shè)防烈度為8度，框架的框架等級為二級。首先根據(jù)提供資料及框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點確定框架布局及承重方案。再根據(jù)承重方案選擇、構(gòu)件截面尺寸選擇、重力荷載代表值計算及橫向框架側(cè)移剛度計算確定所設(shè)計框架為規(guī)則框架體系。然后計算了水平地震荷載作用下一榀框架的內(nèi)力分析并求出內(nèi)力，做出內(nèi)力圖，計算豎向荷載(恒載、活載)作用下各桿端內(nèi)力，用二次分配法進(jìn)行內(nèi)力分配，接著內(nèi)力組合，找出最不利的一組或幾組來進(jìn)行構(gòu)件截面設(shè)計。最后，用計算機(jī)軟件（PKPM）對一榀框架進(jìn)行計算，并繪制了樓板的配筋圖等。關(guān)鍵詞：框架結(jié)構(gòu)；實驗樓設(shè)計；內(nèi)力組合；截面設(shè)計；力矩分配法TechnologylabbuildingintheNO.1middleschoolofxxxxxxAbstractThedesignistechnologylabbuildingforthefive-storyframestructureintheNO.1middleschoolofxxxxxxxx.Thetotalbuildingareaisabout4201.15squaremetersandthetotalbuildingheightis19.5meters,andthedifferencebetweeninsideandoutsidegroundlevelsis450millimeter.Theseismicfortificationintensitydesignis8degrees,theclassofframestructureisSecondclass.Firstaccordingtothedesignmatcrialwhichprovides,aswellasthemeritsoftheframeworkoflayoutandloadingprograms.Undertheprogramthenloadingthechoicebeamsizechoices,gravityloadsonbehalfofthecalculationofhorizontalandlateralstiffnessframeworkofthecalculationtodeterminetheframeworkforthedesignrulesframework.Thencalculatethehorizontalseismicloadsframeworkofthenextloadanalysisandinternalforcessoughtforces,internalforcesmadeplans,calculatedverticalload(constantload,liveload)undertherodendswiththeinternalforcesecondarydistributionmethodforinternalforcedistribution,Theninternalforcecomposition,identifythemostdisadvantagedgrouporafewgroupstobeamdesign.Finally,thecomputersoftware(PKPM)carriesononeframetomatchthemusclechart,thefloormatchesthemusclechartaswellasthestaircasematchesthemusclechartthestructuretoleavethechart.Keywords:framestructure;officebuildingdesign;sectiondesign；internalforcecombination；momentdistributionmethod目錄第一章建筑設(shè)計 81.1滿足建筑功能要求 81.2采用合理的技術(shù)措施 81.3具有良好的經(jīng)濟(jì)效果 81.4考慮建筑美觀要求 81.5建筑平面設(shè)計 91.5.1使用房間平面設(shè)計要求 91.5.2本設(shè)計根據(jù)具體情況做到以下幾點 91.6交通聯(lián)系部分的平面設(shè)計 91.7建筑立面設(shè)計 101.8建筑剖面設(shè)計 10第二章工程概況和計算簡圖 112.1工程概況 112.1計算簡圖 112.1.1結(jié)構(gòu)布置圖 112.1.2結(jié)構(gòu)計算簡圖 14第三章重力荷載計算 163.1工程做法 163.2重力荷載代表值計算 223.2.1的計算 223.2.2的計算 243.2.3、的計算 263.2.4的計算 26第四章結(jié)構(gòu)構(gòu)件剛度計算 284.1材料選擇 284.2剛度計算 28第五章橫向水平作用框架下結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移計算 315.1橫向水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計算 315.1.1橫向自震周期計算 315.1.2水平地震作用及樓層地震剪力 325.1.3水平地震作用下位移驗算 345.1.4水平地震作用下框架內(nèi)力計算 355.1.5梁端彎矩、剪力及柱軸力計算 37第六章豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算 406.1橫向框架內(nèi)力計算 406.1.1計算單元 406.1.2荷載計算 416.1.3內(nèi)力計算 436.1.4.恒載作用下梁固端彎矩和剪力計算 456.1.5活載作用下梁固端彎矩和剪力計算 46第七章框架內(nèi)力組合 537.1結(jié)構(gòu)抗震等級 537.2框架內(nèi)力組合 53第八章截面設(shè)計 658.1框架梁的截面設(shè)計及構(gòu)造要求 658.1.1構(gòu)造要求 658.1.2梁的正截面受彎承載力計算 678.1.3梁的斜截面承載力驗算 688.2框架柱截面設(shè)計及構(gòu)造要求 698.2.1構(gòu)造要求 698.2.2柱的軸壓比驗算 718.2.3柱的正截面承載力計算 728.2.4柱的斜截面承載力的計算 738.3框架梁、柱的節(jié)點設(shè)計 75第九章樓板的設(shè)計 789.1雙向板的設(shè)計 789.1.1荷載設(shè)計值 799.1.2計算跨度 799.1.3彎矩計算 799.1.4截面設(shè)計 809.2單向板的設(shè)計 819.2.1計算跨度 819.2.2彎矩設(shè)計值 81第十章次梁的設(shè)計 8310.1荷載設(shè)計值 8310.2計算簡圖 8310.3內(nèi)力計算 8310.4承載力計算 84第十一章樓梯的設(shè)計 8611.1.1梯段板的設(shè)計 8611.1.2荷載計算 8611.1.3截面設(shè)計 8711.2平臺板的設(shè)計 8711.2.1荷載計算 8711.2.2截面設(shè)計 8811.3平臺梁的設(shè)計 8811.3.1荷載計算 8811.3.2截面設(shè)計 88第十二章獨立基礎(chǔ)設(shè)計 9012.1基礎(chǔ)設(shè)計資料 9012.2基礎(chǔ)設(shè)計 9012.2.1確定基礎(chǔ)埋深 9012.2.2確定地基承載力和基礎(chǔ)尺寸 90第十三章電算部分 98第十四章外文翻譯 119參考文獻(xiàn) 125致謝 126..第一章建筑設(shè)計建筑設(shè)計是建筑物設(shè)計的一部分，遵循安全、經(jīng)濟(jì)、實用、美觀的原則。并且與結(jié)構(gòu)設(shè)計相互密切配合。因此，必須綜合考慮建筑功能、建筑藝術(shù)、結(jié)構(gòu)等的要求。1.1建筑設(shè)計原則：1.1.1滿足建筑功能要求滿足建筑物的功能要求，為人們的生產(chǎn)和生活活動創(chuàng)造良好的環(huán)境，是建筑設(shè)計的首要任務(wù)。1.1.2采用合理的技術(shù)措施正確選用建筑材料，根據(jù)空間組合的特點，選擇合理的結(jié)構(gòu)、施工方案，使房屋堅固耐久、建造方便。1.1.3具有良好的經(jīng)濟(jì)效果房屋設(shè)計和建造中，要因地制宜，就地取材，盡量做到節(jié)省勞動力，節(jié)約建筑材料和資金。講究經(jīng)濟(jì)效果，使得房屋設(shè)計的使用要求、技術(shù)措施以及造價匹配。1.1.4考慮建筑美觀要求建筑物在滿足使用要求的同時要考慮人們對建筑物的美觀的要求，考慮建筑物所賦予人們在精神上的感受。1.2建筑平面設(shè)計1.2.1使用房間平面設(shè)計要求a房間的面積、形狀和尺寸要滿足室內(nèi)辦公、活動等的要求b門窗的大小和位置考慮出入方便、疏散安全、采光通風(fēng)良好。c房間之間的組合要有利于結(jié)構(gòu)合理的布置，施工方便。1.2.2本設(shè)計根據(jù)具體情況做到以下幾點a房間的面積基本上由任務(wù)書給定，部分做了適當(dāng)調(diào)整?？紤]到房間之間平面組合的方便采用“一”字型平面。b房間平面中門的最小寬度是由通過人流多少決定的。一般情況下，門的寬度為900mm左右，由?辦公建筑設(shè)計規(guī)范?(JGJ67-89)規(guī)定：辦公室門洞口寬度不應(yīng)小于1m，高度不應(yīng)小于2m，如室內(nèi)人數(shù)超過50人或房間面積大于60m2時，須設(shè)兩個門或一個大于1.5m的雙扇門，房內(nèi)最遠(yuǎn)一點到門口距離不超過14m。本設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)教室設(shè)兩個1m的單扇門。合班教室設(shè)兩個1.5m的雙扇門。房間中窗的大小和位置主要根據(jù)室內(nèi)采光和通風(fēng)要求考慮?！掇k公建筑設(shè)計規(guī)范》(JGJ67-89)規(guī)定：辦公室、教室等房間窗地比不應(yīng)小于1∶6。c規(guī)范規(guī)定：①廁所距離最遠(yuǎn)的工作點不應(yīng)大于50m。②廁所應(yīng)設(shè)前室，前室內(nèi)應(yīng)設(shè)洗手盆。③男廁所每40人設(shè)大便器一具，每30人設(shè)小便器一具，女廁所每20人設(shè)大便器一具，洗手盆每40人一具。1.2.3交通聯(lián)系部分平面設(shè)計規(guī)范規(guī)定：走道的寬度應(yīng)符合防火、疏散和人流暢通的要求。本設(shè)計走道寬度設(shè)計為2400mm，能夠滿足防火、疏散和人流暢通的要求。樓梯寬度考慮三人并行前進(jìn)，其寬度在1500-1650mm內(nèi)，且平臺板的寬度不應(yīng)小于梯段寬度，本設(shè)計1#樓梯梯段寬采用1800mm，2#樓梯梯段寬采用1600mm。門廳對外出入口的總寬度不應(yīng)小于通向該門廳的過道、樓梯寬度的總和，門廳應(yīng)與樓梯、過廳、電梯等臨近。1.3建筑立面設(shè)計建筑外形設(shè)計要求簡潔、明快、樸素、大方，能體現(xiàn)建筑物的使用要求以及與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)。外觀要求有較完善的材料質(zhì)感及色彩搭配，為了達(dá)到以上效果，本設(shè)計采取以下措施：⑴建筑立面采用框架柱與墻面相平，不顯示出框架柱。立面外墻面噴刷淺灰色外墻涂料，使人感覺明快、清新、淡雅。⑵勒腳采用700mm高的剁斧石裝飾磚，與墻面的顏色相輝映，使建筑物整體協(xié)調(diào)。1.4建筑剖面設(shè)計剖面設(shè)計反映建筑物各部分應(yīng)有的高度、建筑層數(shù)、空間組合以及各部分結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。本設(shè)計綜合考慮了諸多因素，采取以下措施：⑴各層布置基本相同，主體部分都是實驗室、辦公室、活動室和衛(wèi)生間。為滿足辦公的凈空要求和采光良好，將標(biāo)準(zhǔn)層層高設(shè)計為3.9m。⑵為了防止雨水侵入室內(nèi)，并防止墻身受潮，室內(nèi)外高差取為450mm，并在±0.000下60mm處設(shè)水平防潮層一道。第二章工程概況和計算簡圖2.1工程概況一中擬建五層科技實驗樓，框架結(jié)構(gòu)，本工程建筑面積為4201平方米。擬建工程所在地的設(shè)計局震動參數(shù)：=0.16，=0.35s基本風(fēng)壓=0.55基本雪壓=0.10主導(dǎo)風(fēng)向：北風(fēng)，西北風(fēng)地震烈度：6度，根據(jù)甲方要求，實際結(jié)構(gòu)設(shè)計為8度（0.2g）第一組場地地勢較為平坦，場地自上而下各土層的工程地質(zhì)特征如下：礫砂，承載能力標(biāo)準(zhǔn)值f=130(kPa)角砂，承載能力標(biāo)準(zhǔn)值f=260(kPa)，Ⅱ類場地本工程地基持力層為角砂，地基承載力特征值[]=260kPa地下水埋深較深，對本工程無影響土壤標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)深度1.3m。最熱平均溫度27.3℃（絕對最高氣溫39℃），最冷平均溫度：-10℃（絕對最低氣溫-25℃）。2.1結(jié)構(gòu)布置圖2.1.1結(jié)構(gòu)平面布置圖主體結(jié)構(gòu)共五層，框架結(jié)構(gòu)，層高均為3.9m。填充墻：外填充墻為300厚陶?？招钠鰤K，內(nèi)填充墻為200厚陶?？招钠鰤K，門為木門，窗為鋁合金窗。結(jié)構(gòu)平面布置圖如圖2.1所示。圖2.1結(jié)構(gòu)平面布置圖樓蓋及屋蓋均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，樓板厚度取120mm，梁截面尺寸依剛度要求確定，梁高為梁跨度的1/12~1/8，根據(jù)已確定的柱網(wǎng)尺寸，橫向主梁的尺寸為（300×600）mm。由于走廊的跨度較小，為了防止梁的剪切脆性破壞，規(guī)定梁高不宜大于1/4凈跨，即h≤1/4×2100=525mm，取走廊的橫向梁截面尺寸為（300×500）mm，縱向梁的截面尺寸取（300×800）mm。柱的截面尺寸可由下式估算，由表