土木工程毕业设计(论文)-某开发区行政办公楼框架结构设计.doc
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1、I 摘摘 要要 本设计贯彻“实用、安全、经济、美观”的设计原则。按照建筑设计规范,认真考 虑了影响设计的各项因素。 本设计选取了结构方案中的中间横向框架进行设计。先进行了层间荷载代表值的计 算,接着利用顶点位移法求出自震周期,进而按底部剪力法计算水平地震荷载作用下大小, 同时计算出结构在风荷载作用下的荷载大小,进而求出在水平荷载作用下的结构内力 (弯矩、剪力、轴力) 。接着计算竖向荷载(恒载及活荷载)作用下的结构内力。找出最 不利的一组或几组内力组合。 选取最安全的结果计算配筋并绘图。此外还进行了结构方 案中的室内楼梯的设计,完成了平台板,梯段板,平台梁等构件的内力和配筋计算及施 工图绘制。对
2、楼板也进行了配筋计算,采用是的是双向板。基础采用了柱下独立基础, 对基础行了受力和配筋计算。 整个设计过程中,严格遵循相关的专业规范,参考相关资料和有关最新的国家标准 图集,对设计的各个环节进行综合全面科学的考虑。总之,实用、安全、经济、美观是 本设计的原则。设计计算整个过程中综合考虑了抗震要求、技术经济指标和施工工业化 的要求。 关键词关键词: 框架结构;抗震设计;荷载计算;内力计算;计算配筋 II Abstract This design implementation “the practical, safe, economic, beautiful“ design principle.
3、According to the architectural design standard, carefully consider the various factors affecting design. This design chose the transverse frame structure scheme design among. The first between layers of load calculation, then represent value for using verte displacement method, and then from the ear
4、thquake cycle by bottom shear method to calculate the size of horizontal seismic load, and calculate the structure in the wind load, and then find out load size under horizontal loads of structural internal force (moment, shear force and aial force). Then calculating vertical load (constant load and
5、 live load) under the action of structural internal force. Find out the most unfavorable one group or several groups of internal force combination. Select the security reinforcement and the results calculated animation In addition to the structure scheme design of indoor stair, completing the flat b
6、edplate, ladder section board, platform beam of internal force and the component such as reinforcement calculation and construction drawing. Also on floor reinforcement calculation, using yes is two-way board. Foundation adopted under column independent basis, the base line stress and reinforcement
7、calculation. The whole design process, strictly abide by relevant professional regulation, reference related materials and related the latest national standard atlas of design of each link, comprehensive comprehensive scientific consideration. Anyhow, practical, safe, economic, beautiful is the desi
8、gn principles. Design calculation the whole process took into consideration the seismic requirements, technical and economic indees and construction industrialized requirements. Keywords: Frame structure; Seismic design; The load calculation; Internal force calculation; Calculation of reinforcement
9、III 目目 录录 摘摘 要要 I ABSTRACTII 第一章第一章 建筑设计说明建筑设计说明.- 1 - 1.1 平面设计.- 1 - 1.1.1 使用部分平面设计 - 1 - 1.1.2 交通联系部分设计 - 2 - 1.1.3 平面组合设计 - 2 - 1.2 剖面设计.- 2 - 1.3 立面设计.- 2 - 1.4 楼板层和地面.- 3 - 1.5 基础和地基.- 3 - 1.6 交通联系部分的设计.- 4 - 1.6.1 楼梯设计- 4 - 1.6.2 门厅的设计- 4 - 1.6.3 室外台阶- 4 - 1.6.4 门和窗的设计 - 4 - 1.7 其它设计.- 5 - 1.7
10、.1 散水设计- 5 - 1.7.2 勒脚的设计- 5 - 1.7.3 女儿墙设计- 5 - 第二章第二章 结构设计说明结构设计说明.- 6 - 2.1 材料要求.- 6 - 2.2 填充墙要求.- 6 - 2.3 截面尺寸要求.- 6 - 2.4 结构布置要求.- 6 - 2.5 计算过程.- 6 - 2.5.1 计算简图- 6 - 2.5.2 在竖向荷载作用下的近似计算.- 7 - 2.5.3 地震作用计算 - 7 - 2.5.4 框架的内力组合 - 8 - 2.5.5 在截面设计时,主要有正截面和斜截面的设计- 8 - 第三章第三章 设计资料设计资料.- 9 - 3.1 工程背景- 9
11、- 3.2 设计资料- 9 - 3.2.1 气象资料- 9 - 3.2.2 地质条件- 9 - 3.2.3 抗震设计资料- 9 - 3.2.4 建筑耐久等级、防火等级均为级。- 9 - 3.3 材料- 9 - 3.4 结构选型.- 9 - 第四章第四章 结构计算结构计算.- 10 - 4.1 框架结构设计计算.- 10 - 4.1.1 工程概况- 10 - IV 4.1.2 梁柱截面、梁跨度及柱高度的确定.- 10 - 4.1.3 荷载计算- 10 - 4.2 水平地震作用下框架的侧向位移验算.- 16 - 4.2.1 横向线刚度- 16 - 4.2.2 横向框架柱的侧移刚度 D 值- 17
12、- 4.2.3 横向框架自振周期 - 18 - 4.2.4 横向地震作用计算 - 18 - 4.2.5 横向框架抗震变形验算 - 20 - 4.2.6 水平地震作用下横向框架的内力分析- 20 - 4.3 横向风荷载作用下框架结构内力和侧移计算.- 24 - 4.3.1 风荷载标准值.- 24 - 4.3.2 风荷载作用下的水平位移验算- 24 - 4.3.3 风荷载作用下框架结构内力计算.- 25 - 4.4 竖向荷载作用下横向框架的内力分析.- 26 - 4.4.1 计算单元.- 26 - 4.4.2 恒载标准值计算 - 27 - 4.4.3 活荷载标准值计算 - 29 - 4.4.4 荷
13、载计算- 29 - 4.4.5 用弯矩分配法计算框架弯矩 .- 34 - 4.4.6 梁端剪力及柱轴力的计算 - 42 - 4.5 内力组合- 43 - 4.5.1 框架梁内力组合 - 43 - 4.5.2 柱内力组合.- 50 - 第五章第五章 截面设计截面设计.- 53 - 5.1 承载力抗力调整系数 RE - 53 - 5.2 横向框架梁截面设计.- 53 - 5.2.1 梁的正截面强度计算 .- 54 - 5.2.2 梁的斜截面强度计算 - 54 - 5.3 柱截面设计- 57 - 5.3.1 轴压比验算.- 58 - 5.3.2 正截面承载力的计算 .- 58 - 5.3.3.斜截面
14、承载能力计算 .- 61 - 5.4.节点设计.- 63 - 第六章第六章 板配筋计算板配筋计算.- 64 - 6.1 设计资料.- 64 - 6.2 荷载计算.- 64 - 6.3 板的计算.- 65 - 第七章第七章 楼梯设计楼梯设计.- 68 - 7.1 计算简图及截面尺寸 - 68 - 7.2 设计资料- 68 - 7.3 梯段板设计(TB-1) - 68 - 7.3.1 确定板厚- 68 - 7.3.2 荷载计算.- 68 - 7.3.3 内力计算- 69 - 7.4 平台板计算(PTB-2).- 69 - 7.4.1 荷载计算.- 69 - 7.4.2 内力计算- 69 - 7.4
15、.3 配筋计算- 70 - 7.5 平台梁计算- 70 - 7.5.1 荷载计算- 70 - V 7.5.2 内力计算- 70 - 7.5.3 配筋计算- 70 - 第八章第八章 基础设计基础设计.- 71 - 8.1 材料选用.- 71 - 8.2 荷载选用.- 71 - 8.2.1 由基础梁传到基顶的荷载 - 71 - 8.3 基础截面计算.- 71 - 8.4 地基承载力、基础冲切验算及基础底板计算配筋.- 72 - 8.4.1 A 柱的验算.- 72 - 8.4.2 A 柱的配筋计算- 73 - 8.4.3 D 柱的验算及配筋计算(双柱基础).- 74 - 参考文献:参考文献:- 79
16、 - 致致 谢谢 .- 80 - VI 第一章第一章 建筑设计说明建筑设计说明 这次毕业设计的课题为某开发区行政办公楼框架结构设计,本着富有时代气息的原则, 来设计一座具有现代化气息的商业办公楼。建筑设计在现有的自然环境与总体规划的前 提下,根据设计任务书的要求,综合考虑使用功能、结构施工、材料设备、经济艺术等 问题,着重解决建筑内部使用功能和使用空间的合理安排,内部和外表的艺术效果,各 个细部的构造方式等,创造出既符合科学性,又具有艺术效果的工作环境。 建筑设计应考虑建筑与结构等相关的技术的综合协调,以及如何以更少的材料、劳 动力、投资和时间来实现各种要求,使建筑物做到适用、经济、坚固、美观
17、。 本方案采用框架结构,六层,是一座以办公为特色的永久性建筑,根据地形,该楼 正面朝南,中间为走道。 在满足功能要求的基础上,该建筑要体现现代化特色,适应现代化的办公需求。满 足消防、抗震等安全要求。 框架结构是多层、高层建筑的一种主要结构形式。这种结构体系的优点是建筑平面 布置灵活,能获得较大的使用空间,建筑立面容易处理,可以适应不同的房屋造型。同 时,在结构性能方面,框架结构属于柔性结构,自振周期较长,地震反应较小,经过合 理的结构设计可以具有较好的延性性能。 框架结构是由梁、柱、节点及基础组成的结构形式,横梁和柱,通过节点连为一体, 形成承重结构,将荷载传至基础,整个房屋全部采用这种结构
18、形式的称为框架结构或纯 (全)框架结构,框架可以是等跨或不等跨的,也可以是层高相同或不完全相同的,有 时因工艺和使用要求,也可能在某层抽柱或某跨抽梁,形成缺梁、缺柱的框架。 1.1 平面设计平面设计 建筑平面是表示建筑物在水平方向房屋各部分的组合关系。由于建筑平面通常较为 集中反映建筑功能方面的问题,一些剖面关系比较简单的民用建筑,它们的平面布置基 本上能够反映空间组合的主要内容,因此,首先从建筑平面设计入手。但是在平面设计 中,我始终从建筑整体空间组合的效果来考虑,紧密联系建筑剖面和立面,分析剖面、 立面的可能性和合理性,不断调整修改平面,反复深入。也就是说,虽然我从平面设计 入手,但是着手
19、于建筑空间的组合。 各种类型的民用建筑,从组成平面各部分面积的使用性质来分析,主要可以归纳为使 用部分和交通联系部分两类。 建筑平面设计是组合布置建筑物在水平方向房屋各部分的组合关系,它包括使用部分 设计和交通联系部分设计。 1.1.1 使用部分平面设计使用部分平面设计 建筑平面中各个使用房间和辅助房间,是建筑平面组合的基本单元。本设计在使用 平面设计中充分考虑了以下几点:注意了房间的面积、形状和尺寸满足室内使用活动和 设备合理布置的要求;门窗的大小和位置考虑了房间的出入方便,疏散安全,采光通风 良好;房间的构成注意使结构布置合理,施工方便,也要有利于房间之间的组合,所用 - 2 - 材料应符
20、合相应的建筑标准;室内空间,以及顶棚、地面、各个墙面和构件细部,应考 虑人们的使用和审美要求。 对于辅助房间的平面设计,通常根据建筑物的使用特点和使用人数的多少,先确定 所需设备的个数,根据计算所得的设备数量,考虑在整幢建筑中辅助房间的分布情况, 最后在建筑平面组合中,根据整幢房屋的使用要求适当调整并确定这些辅助房间的面积、 平面形式和尺寸。 1.1.2 交通联系部分设计交通联系部分设计 交通联系部分是把各个房间以及室内交通合理协调起来,同时又要考虑到使用房间 和辅助房间的用途,减少交通干扰。楼梯是垂直交通联系部分,是各个楼层疏散的必经 之路,同时又要考虑到建筑防火要求,本建筑采用板式双跑楼梯
21、。 本设计中交通联系部分设计能满足下列要求:交通线路简捷明确,联系通行方便; 人流通畅,紧急疏散时迅速安全;满足一定的通风采光要求;力求节省交通面积,同时 考虑空间组合等设计问题。 1.1.3 平面组合设计平面组合设计 建筑平面的组合设计,一方面,是在熟悉平面各组成部分的基础上,进一步从建筑 整体的使用功能、技术经济和建筑艺术等方面,来分析对平面组合的要求;另一方面, 还必须考虑总体规划、基地环境对建筑单体平面组合的要求。即建筑平面组合设计须要 综合分解建筑本身提出的、以及总体环境对单体建筑提出的内外两方面的要求。 1.2 剖面设计剖面设计 建筑剖面图是表示建筑物在垂直方向房屋各部分的组合关系
22、,剖面设计主要表现为 建筑物内部结构构造关系,以及建筑高度、层高、建筑空间的组合与利用。它和房屋的 使用、造价和节约用地有着密切关系,也反映了建筑标准的一个方面。其中一些问题需 要平、剖面结合在一起研究,才具体确定下来。 本工程为多层办公楼,首层高为,其余楼层为。垂直交通采用楼梯,及电m2 . 4m2 . 3 梯一部。门的高度根据人体尺寸来确定,窗高要满足通风采光要求。 1.3 立面设计立面设计 立面设计是为了满足使用功能和美化环境的需要而进行的。同时,还可起到改善环 境条件、保护结构和装饰美化建筑物的作用。并且要考虑它的耐久性、经济性;正确处 理与施工技术的关系。 建筑立面可以看成是由许多构
23、件所组成:它们有墙体、梁柱、墙墩等构成房屋的结 构构件,有门窗、阳台、外廊等和内部使用空间直接连通的部件,以及台阶、勒脚、檐 口等主要起到保护外墙作用的组成部分。恰当地确定立面中这些组成部分构件的比例和 尺度,运用节奏韵律、虚实对比等规律,设计出体型完整、形式与内容统一的建筑立面, 是立面设计的主要任务。 建筑立面设计的步骤,通常根据初步确定的房屋内部空间组合的平剖面关系,例如 房屋的大小、高低、门窗位置,构部件的排列方式等,描绘出房屋各个立面的基本轮廓, 作为进一步调整统一,进行立面设计的基础。设计时首先应该推敲立面各部分总的比例 关系,考虑建筑整体的几个立面之间的统一,相邻立面间的连接和协
24、调,然后着重分析 - 3 - 各个立面上墙面的处理,门窗的调整安排,最后对入口门廊、建筑装饰等进一步作重点 及细部处理。完整的立面设计,并不只是美观问题,它和平、剖面的设计一样,同样也 有使用要求、结构构造等功能和技术方面的问题,但是从房屋的平、立、剖面来看,立 面设计中涉及的造型和构图问题,通常较为突出。 本建筑设计立面设计力求给人一种均衡、和谐的感觉,与环境融于一体,充分体现 了建筑物的功能,通过巧妙组合,使建筑物创造了优美、和谐、统一而又丰富的空间环 境,给人以美的享受。 1.4 楼板层和地面楼板层和地面 按施工方法,楼板有现浇式、装配式和装配整体式三种。本次办公楼设计的楼盖采 用的是现
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