河南省职业技术学院10#教学楼设计.docx
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1、河南省职业技术学院10#教学楼设计摘要河南省工业职业技术学院拟建六层10#综合教学楼,钢筋混凝土框架体系,建筑面积为5850.18m2。本建筑物防火等级为二级,抗震设防烈度为7度,框架抗震等级为三级。结构设计是建筑工程专业的重点,本设计的主要内容有:荷载计算与内力计算,水平地震作用计算,框架梁柱设计及基础设计;竖向荷载内力计算采用弯矩二次分配法,水平荷载内力计算采用“D值法”;内力组合之后进行截面设计,采用“PKPM”进行了电算,电算结果和手算结果基本吻合;本工程基本可用于实际工程施工。关键词建筑设计;结构设计;内力组合;抗震设计;截面设计;基础设计IOTeachingBuildingofHe
2、nanVocationalandTechnicalCollegeDesignCivilEngineeringMajorAbstract:A10#sixstoriescomprehensiveteachingbuildingwillbeconstructedbyHenanVocationalandTechnicalCollege.Thebuildingissteelreinforcedconcreteframe2structureandthebuildingareais5850.18m.Thefire-protectionlevelisrankedtwo,theearthquake-protec
3、tedintensityisgradedseven,andtheearthquake-resistantlevelisgradedthree.Structuredesignisanemphasisofthearchitecturespeciality.Themainofthisdesignincludessuchcontentsasloadscomputationandinternalforcecomputation,horizontalearthquakeactioncomputing,innerforceoflateralframeanalysisandcombination,framea
4、ndfoundationdesign.InnerforcesofverticalloadareComputatedbythemethodofmomentdistribution,innerforcesofhorizontalloadareComputatedbyDvaluemethod,.Followingtheinnerforcecomputationthecrosssectiondesigniscarriedout.ThedesignisalsoComputatedbyPKPM,theuPKPM,resultsisconsistentwiththehandcomputationresult
5、s.Thisprojectcanbeusedforpracticalengineeringconstruction.Keywords:theinnerforcescomputation;thecrosssectiondesign;foundationdesign;1建筑设计11.1工程概况11.2建筑物功能与特点11.2.1平面设计11. 2.2立面设计11.2. 3剖面设计11.1 .4防火11.2 .5构造做法22结构设计概况32. 1基本资料32.2. 结构选型及结构材料32. 2.1结构体系选型33. 2.2其他结构选项34. 2.3材料42.3. 设计依据42.4. 结构的计算说明4
6、2.4 .1结构的设计内容42.5 .2本结构计算的特别说明43结构布置及计算单元的确定63. 1柱网布置及结构平面布置图63.2计算单元确定64框架梁、柱截面尺寸估算及计算简图确定84. 1框架梁、柱截面尺寸初估84.1.1框架柱截面尺寸初估84.1.2框架梁截面尺寸的估算84.1.3计算简图确定95刚度计算115.1框架梁、柱的线刚度计算H5.1.1框架梁的线刚度115.1.2框架柱的线刚度计算115.2各层柱横向侧移刚度计算116荷载及重力荷载代表值计算136.1屋面及楼面永久荷载标准值计算136.2 屋面及楼面可变荷载标准值计算146.3 楼梯梯段永久荷载标准值计算146.4 梁、柱重
7、力荷载代表值计算146.5 墙体重力荷载代表值计算(忽略门窗洞口的影响)156.5.1墙体永久荷载标准值计算156.5.2各楼层各类填充墙体长度、高度计算156.5.3各楼层中门、窗、洞口等面积及门、窗重力荷载计算.166. 5.4填充墙重力荷载计算:197. 5.5总重力荷载代表值计算207横向水平地震作用及内力计算228. 1横向结构自振周期计算227.2横向水平地震作用标准值及位移计算227.2. 1横向水平地震作用标准值计算227.3. 2横向水平地震作用下水平位移计算237.4. 3内力计算238横向风荷载作用下框架结构内力及侧移计算269. 1风荷载标准值计算268.2横向风荷载作
8、用下水平位移计算268. 3横向风荷载作用下框架内力计算(D值法)269竖向荷载作用下横向框架结构内力计算299. 1计算单元的确定299.2. 1恒载计算299.2.2框架计算单元的活荷载计算309.3竖向荷载的内力计算319.3.1恒荷载作用下的内力计算(弯矩二次分配法)319.3.2计算恒载梁端剪力和柱轴力359.3.3计算活荷载作用下梁端剪力和弯矩379.3.4计算活载梁端剪力和柱轴力4110框架内力组合4410.1结构抗震等级4410.2框架梁内力组合4410.2.1作用效应组合4410.2.2承载力抗震调整系数4410.2,3弯矩调幅4510.2.4梁内力组合4610.2.5梁端剪
9、力调整4710. 3框架柱内力组合4910 .3.1柱内力组合4911 .3.2柱端弯矩值设计值的调整4911框架梁柱的截面设计5211. 1框架梁截面设计52梁设计内力的选择5211. 2框架柱5811.2 .1柱截面尺寸验算5811.3 .2框架柱的截面设计5812板的配筋6712. 1标准层楼板计算6712.1.1双向板设计6812.1.2配筋计算7212.2屋顶楼板计算7312. 2.1双向板设计7412.2.2配筋计算7713楼梯设计8013. 1梯段板设计8013. 1.1荷载计算8013. 1.2截面设计8013. 2平台板设计8113. 2.1荷载计算8113. 2.2截面设计
10、8113. 3平台梁设计8213. 3.1荷载计算8213. 3.2截面设计8213.4构造措施8313.4.1锚固长度8313.4.2平台梁构造8414.基础设计8514. 1基础梁截面尺寸选取:8515. 2边柱下基础的计算8516. 3中柱下基础的计算8817. 4基础梁的计算9115手算与机算结果的对比与分析93结束语116参考文献117致谢错误!未定义书签。1建筑设计工程名称:河南省工业职业技术学院10#教学楼设计1.1工程概况1)工程位置:南阳市河南省工业职业技术学院学校院内2)工程总面积:5850.18m2,主楼6层,高22.35m,一层层高3.9m,二至六层层高3.6m,突出屋
11、面楼梯间层高4.2m,室内外高差为0.45米。3)结构形式:钢筋混凝土多层框架结构。4)总平面布置:建筑物呈矩型,长约60.9米,宽约15.1米。1.2建筑物功能与特点本设计为河南省工业职业技术学院10#教学楼,设计汇集了近几年来对建筑设计的一些学习,并参考相关规范图集等资料,努力做到对教学楼建筑设计的总布局和平面布局的最优化设计,以保证该教学楼符合适用、经济、安全、防火的基本要求。本方案以体现以人为本的设计理念为主,以满足学生和老师的教学需要为根本,根据校园的总体布局方案,本建筑采用矩形设计,很好地与周围环境融为一体,向现代化节能、绿色建筑发展。1.2.1平面设计建筑朝向为南北向,平面布置满
12、足长宽比小于5,采用纵向4.2m和3.6m、横向6.3m、2.5m、6.3m的柱距,满足建筑开间模数和进深的要求。1.2.2立面设计由于该工程为教学楼,所以在立面上既要讲究自然大方,与周围环境相融合,突出人与自然的和谐之美,同时还要满足功能上的采光、通风与隔声等要求。在整体布置上主要以布局合理为主,外墙面涂料饰面的不同的选用,以此来划分和突出此建筑物的美观和立体感,使整个建筑主题风格更富有现代化建筑气息。1.2. 3剖面设计确定房间的剖面形状和比例关系,确定房屋的层数和各部分的标高,研究竖向空间的处理。主体建筑首层层高3.9m,一般层层高3.6m,阶梯教室层高5.7m,。主体建筑与阶梯教室的联
13、接采用走廊式使两者合理有效的联系起来。1.2.4 防火防火等级为二级,安全疏散距离满足房门至外部出口或封闭楼梯间最大距离小于35m,教室、实验室、会议室及大办公室设前后两个门,小房间设一个门,楼梯间设防火门,满足防火要求;室内消火栓设在走廊两侧,每层两侧及中间设3个消火栓,满足间距50m的要求。1.2.5 构造做法屋面结构:屋面形式为平屋顶上人屋面;平屋顶排水坡度为2%,排水方式为有组织排水。屋面做法采用05ZJ201中的卷材刚性防水屋面,女儿墙高1.5mo楼面结构:走道、无水房间做法选自05ZJoOI(楼)10;地面结构:选自05ZJOOI(地)19;楼梯结构:由于楼梯梯段首层水平投影长度为
14、3.90m,二层为水平投影长度为3.3m。采用钢筋混凝土板式楼梯,05ZJ4.0(Y14);天沟:采用内天沟,做法选自05ZJ201(414);楼梯:选自05ZJ401(Y14);卫生间及盥洗室:选自05ZJIO3(1/14);勒脚:选自98ZJ901(l3);门窗:见建施一1设计说明。2结构设计概况2.1基本资料1)基本风压(南阳地区w=0.35kNm2(50年重现期);冬季主导风向:北偏东风;夏季主导风向:东南风;C类粗糙地面。抗震设防烈度:7度(g,第一组);框架抗震等级为三级(高度30m)。3)南阳市地区基本雪荷载标准值:=0.45kNm2(50年重现期)。4)地质条件:根据地质勘察报
15、告,自然地面一下土层依次为:第一层杂填土层:厚度0.6m(均值);第二层粘土层:厚度1m(均值),地基土承载力特征值170kPa;第三层粘土含姜石:厚度1.35m(均值),地基土承载力特征值200kPa;第四层粘土:厚度大于13m,未钻穿,地基土承载力特征值220kPa;水文地质条件:地下水埋深14.85m,地下水对混凝土结构中钢筋无腐蚀性,场地类型为中硬场地土,建筑场地类型为11类,地震烈度7度时,不会产生地震液化;5)该建筑设计年限50年,安全等级为二级,安全系数1.0。2.2结构选型及结构材料2.2.1结构体系选型采用钢筋混凝土双向现浇框架体系。对于六层教学楼,因功能上要求其建筑跨度大,
16、房间布置灵活,同时考虑该建筑处于7度防震区,将承受纵、横向水平地震作用,故选用纵、横向承重的双向现浇框架体系。2.2.2其他结构选项屋面结构:按上人屋面设计,活荷载标准值取2.00kNm2;采用卷材刚性双防水屋面,做法选自05ZJ201(37);女儿墙高1.5m;楼面结构:走道、无水房间做法选自05ZJOOI(楼)10;有水房间选自05ZJ103(l14);地面结构:选自05ZJOOI(地)19;楼梯结构:由于楼梯梯段的水平投影长度为3.3m,采用钢筋混凝土板式楼梯,05ZJ40KY/14);天沟:采用内天沟,做法选自05ZJ201(414);过梁:采用钢筋混凝土过梁200X250;基础:因荷
17、载不是很大,地基承载力较大,采用柱下独立基础;基础梁:因持力层较深,采用现浇钢筋混凝土基础梁,按构造要求定;室内门采用木质门,楼梯、门厅门采用钢玻门;窗采用钢框窗;2. 2.3材料外墙粉刷:选自05ZJoOI(外墙)2;内墙粉刷:选自05ZJOOI(内墙)7;顶棚抹灰:选自05ZJOoI(顶)3;吊顶:选自98ZJ521(88);墙体:除卫生间与盥洗室之间的隔墙采用20Omm厚,其余墙体为25Omm厚的粉煤灰轻质砌块;混凝土的选用:梁用C25U=2.8106kNm2);柱采用630=3.0106kNm2);板采用混凝土的强度等级同梁;钢筋:主钢筋采用HRB335级钢筋,箍筋采用HPB300级钢
18、筋。2.3设计依据建筑结构荷载规范GB50009-2012建筑抗震设计规范GB50011-2012混凝土结构设计规范GB50010-2010建筑地基基础设计规范GB50007-2011混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则及构造详图03G101-1钢筋混凝土结构构造手册建筑结构静力计算手册中南地区建筑构配件图集土木工程专业毕业设计手册(第二版)钢筋混凝土楼梯设计手册2.4结构的计算说明2.4.1结构的设计内容确定结构平面布置;计算荷载代表值;水平地震作用下结构内力计算;风荷载作用下结构内力经计算;竖向荷载作用下,结构内力计算;荷载的内力组合计算;框架梁、柱的配筋计算;框架现浇板的配筋计算;钢
19、筋混凝土板式楼梯的配筋计算;基础设计;2.4.2本结构计算的特别说明本结构为纵、横向双向三跨6层框架,但本结构设计只计算横向框架,且本结构只计算主体结构,附属阶梯教室不再计算。主体结构中,楼梯只计算主入口的楼梯,框架只计算14轴线上这一根框架。3结构布置及计算单元的确定3. 1柱网布置及结构平面布置图采用小柱距,在每一个主轴线交点上布置柱子,外围及走道柱子外皮与填充墙平,即轴线到外皮尺寸为125mm,详见结构平面布置图3-1;另各建筑楼层的墙体布置位置如下系列图。3.2计算单元确定计算单元的计算范围如图3-5中阴影部分;图3-5计算单元确定4框架梁、柱截面尺寸估算及计算简图确定4.1框架梁、柱
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