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1、目录第1章 引论11.1 本设计的目的意义11.2 设计内容11.3 设计依据5第2章 结构平面布置62.1 结构体系与结构布置62.2 基础结构类型72.3 材料参数确认及尺寸估算7第3章. 框架荷载计算103.1 一榀框架简图及框架梁柱相对线刚度计算103.2 恒载标准值计算123.3 活荷载标准值计133.4 竖向荷载内力计算133.4.1.恒载标准值计算143.4.2活载计算233.5 风荷载内力计算263.5.1 风荷载标准值计算263.5.2风荷载作用下的位移验算28第4章 非地震作用框架内力计算314.1、竖向恒载内力计算314.1.1、弯矩分配系数计算314.1.2 计算杆件固
2、端弯矩354.2、竖向活载作用下的内力计35计算杆件固端弯矩354.3、雪荷载内力计算404.4、风荷载内力计算40第5章 内力组合465.1框架梁弯矩调幅465.2 柱内力组合475.3梁内力组合56第6章 截面设计606.1梁截面设计606.1.1 框架梁配筋设计计算636.1.2梁斜截面受剪承载力计算816.2柱的配筋计算846.2.1剪跨比和轴压比验算.846.2.2 柱配筋计算.846.2.3 柱斜截面受剪计算.104第7章 现浇混凝土板式楼梯设计105第8章 柱下独立基础设计107参考文献1111第1章 引论1.1 本设计的目的意义二十世纪以来，全国各地有了很大的发展，许多城市不断
3、新建商场、住宅、办公楼、教学楼等建筑。同时，随着生活水平以及经济水平的增长，人们对建筑功能不断提出新的要求，从外立面、装饰装修、内部功能布置、结构材质等不断的变革，混凝土结构和钢结构是今年发展的趋势，很多建筑已经成为一个城市的标志，如上海的东方明珠、北京的鸟巢等。建筑是指人们使用土、石材、木材、混凝土、钢材等建筑材料构成的一种供人居住和使用的空间，一般可以划分为公共和民用两类。公共建筑是指政治经济等进行交流的空间，民用建筑是休息、居住所使用的建筑，如住宅楼、宿舍楼等。公共建筑按照功能可分为科学技术、医疗卫生、行政办公、商业、体育、文化教育、纪念、服务等类型的建筑。一个优秀的建筑，要有好的建筑功
4、能、物质技术条件和建筑形象，要以内部组合和外部建筑体型、立面样式和细部装饰处理等构成一定的建筑形象。而建筑形象可以表现出当时某个时代的技术水平、生产力水平和文化生活水平，也能展现出社会的精神风貌、民族特点和地方特长。毕业设计是大学结束阶段的实践环节，是对大学所学知识的系统性和综合性的复习和训练，具有不可靠替代的作用，是为将来的实际工作中打下坚实的基础。在这次毕业设计中，需要了解和掌握建筑设计的全过程，需要运用力学、房屋建筑学的知识，需要具有独立分析和创新的能力。1.2 设计内容1.建筑方案设计结合建筑任务书要求和工程技术条件，根据房屋建筑学、民用设计通则等知识进行建筑方案设计，方案设计要合理针
5、对空间进行组合，满足功能使用的要求，并做到建筑美观，并使建筑物与四周环境想协调。建筑介绍：建筑面积为3124.65m2,实验楼为三层钢筋混凝土框架结构体系，楼盖及屋面均采用现浇钢筋混凝土框架结构，楼板厚度采用120mm，填充墙采用MU7.5混凝土小型空心砌块墙，墙厚200mm。框架节点应力集中显著；框架结构的侧向刚度小，属柔性结构框架，在强烈地震作用下，结构所产生水平位移较大，易造成严重的非结构性破性；钢材和水泥用量较大，构件的总数量多，吊装次数多，接头工作量大，工序多，浪费人力，施工受季节、环境影响较大；不适宜建造高层建筑， 框架是由梁柱构成的杆系结构，其承载力和刚度都较低。2.建筑施工图建
6、筑施工图主要用来表达建筑设计的内容，即表示建筑物的总平面图步距、外观造型、内部构造和节点大样等。建筑施工图包括总平图（图1.1）、建筑平面图（图1.2，1.3）、建筑剖面图（图1.4）和建筑详图（图1.5）。建筑施工图设计使用CAD、天正等进行绘图。图1.1总平图图1.2建筑首层平面图图1.3建筑立面图图1.4剖面图图1.5一层楼梯详图1.3 设计依据主要设计依据：（1）民用设计通则GB50352-2005（2）建筑地基基础设计规范GB5007-2011（3）建筑工程抗震设防统一标准GB 50223-2008（4）混凝土结构设计规范GB50010-2010（5）建筑结构可靠度设计统一标准 GB
7、50068-2001（6）建筑结构荷载规范GB50009-2001（7）建筑设计防火规范 GB50016-2006（8）建筑制图标准（GB/T 50104-2010）M. 北京：中国计划出版社，2010（9）建筑设计防火规范（GB 50016-2014）M. 北京：中国计划出版社，2006（10）建筑结构可靠度设计统一标准（GB 50068-2001）M. 北京：中国建筑工业出版社，2001第2章 结构平面布置建筑结构设计的过程就是通过对建筑物的深层分析和概念设计、结构选型与结构布置、结构荷载计算、内力组合与构建设计等，设计出满足建筑结构安全性、适用性、经济型和耐久性的建筑物的过程，其中结构选
8、型时是后面个步骤的基础和依据，是结构设计必不可少的一部分，本章从结构选型与布置、构件尺寸估算等方面，确定各构件的平面布置。2.1 结构体系与结构布置结构选型是选择出空间组合和建筑造型的最佳结构方案，结构选型应遵循以下原则：满足建筑造型的需要、满足建筑功能的要求、充分发挥自身的优势、考虑材料和施工的条件、尽可能降低造价。建筑功能要求是指对不同的建筑的不同要求，如体育馆的视觉效果、超市的空间效果等，应采用针对性的结构。同时，结构选型要充分发挥出结构自身的优势。每种结构形式都有各自的优缺点，如砌体结构，刚度大，耐久性和耐火性比较好，但是抗拉抗剪强度较低；框架结构，空间分隔灵活，自重轻，节省材料，但是
9、侧向刚度较小。考虑材料和施工技术的不同，也会选择不同的结构形式，如砌体结构多为就地取材，施工简单；特定条件下，如钢材紧张或者钢材加工技术不完善时，一般不大量采用钢结构。在对结构轴压力要求较高时，还可能会用到钢和混凝土组合结构，组合结构可以充分利用混凝土的抗压和钢材的抗拉能力。一般情况下，在对结构设计条件没有特殊要求和约束时，多采用钢筋混凝土结构，这也是目前各类建筑中用的最多的结构形式。合理的混凝土结构体系，应符合如下几个方面：一是体系合理、构件布置得当；二是结构竖向和水平方向布置要规则，刚度连续并均匀；三是结构体系传力明确，构件连接均匀；四是宜选择超静定结构，重要构件应采用冗余约束进行设计。同
10、时，对于大多数地区，尚应对建筑进行抗震设计，根据抗震规范，对于建筑抗震设计，应有明确的地震作用传递途径，应避免因部分构件或构件破坏而导致整个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力。建筑应具有良好的抗震承载力、变形能力和消耗地震能量的能力，因此，抗侧力体系是进行抗震设计是首先考虑的因素之一。当今，常见结构体系有砌体结构、框架结构体系、剪力墙结构体系、框架-剪力墙结构体系等。框架结构是指有梁、板、柱等组成的结构体系，该结构中，竖向荷载由梁板承担，水平荷载由柱承担，砌体墙不是承重构件。混凝土结构广泛适用于住宅、办公楼、学校等建筑，本次设计即采用框架结构。2.2 基础结构类型基础是建筑结构的重要的部分
11、，是连接上部结构和地基的纽带。基础设计应考虑建筑物的使用要求、水文地质条件、工期以及造价等方面因素，选择合理的基础方案，方能保证基础工程经济、可靠，选择独立基础作为本次设计的基础形式。2.3 材料参数确认及尺寸估算1）基础持力层选择。根据规范要求，在满足地基稳定和变形的前提下，基础宜浅埋，基础埋深是指室外地面至基础底面的距离，除岩石地基外，基础埋深不宜小于0.5m，同时，上部结构荷载较大时，一般要求基础置于承载力较高的地层上，本工程选择第二层土作为持力层。2）板厚估算。板厚与板是单双向板以及跨度有关，同时兼顾舒适度与挠度因素，根据结构布置，计算板跨度最大为3600mm，混凝土双向板板厚不小于跨
12、度的1/40，单向板不小于板厚的1/30，L=3600/40=90.00mm。根据混凝土规范，根据构造要求，单向板厚度不得小于60mm，双向板最小厚度为80mm；经比选，取楼层板厚h=100mm。3）梁截面尺寸估算横向框架梁：由建筑平面图以及柱网布置可知，梁横向跨度为7800mm。梁高h=18-112l=18-1127800= 975mm-650mm取h=700mm；梁宽b=12-13h=12-13700= 350mm233mm取b=300mm。纵向框架梁。梁高h=18-112l=18-1123600= 450mm-300mm取h=500mm；梁宽b=12-13h=12-13500= 250m
13、m167mm取b=300mm。4）框架柱截面尺寸确定。以B轴柱为例，结合混凝土规范，对柱尺寸进行估算。N=1.2qSn=1.2133.65.253=884.52kNA=bchc=Nfc=8845200.8516.7=62312.08mm2q：楼层单位面积荷载,可取q=1214kN/mS：柱传力面积N：柱轴向压力估算n：楼层数：极限轴压比，按照0.85考虑A：框架柱的截面面积因为是方形柱，边长最小值bc=hc=249.62mm根据任务书及规范可知抗震烈度为7度。综上，选择柱尺寸hc=hc=500mm。5）混凝土及钢筋强度选择混凝土强度等级：梁选用C35混凝土，柱选用C35混凝土，根据地基基础设计
14、规范，基础选用C30，垫层选用C10。钢筋强度：根据钢筋混凝土设计规范GB50010-2010以及建筑抗震设计规范GB50011-2010，结合市场现行情况，纵向受力纵筋选择HRB400；水平钢筋以及构造钢筋和板筋选用HRB400一榀框架尺寸简图如下（图2.3.1）：图2.1一榀框架尺寸第3章. 框架荷载计算3.1 一榀框架简图及框架梁柱相对线刚度计算根据教材以及规范，框架结构计算高度下部为基础顶部，因此，柱计算高度为基础埋深、室内外高差和首层层高之和。根据建筑立面图，本工程室内外高差为-0.45m，根据地基规范，基础最小埋深需不小于于0.5m，故初定基础埋深为1.5m，故基础顶至0.000高
15、度为0.95m，首层层高为4.20m,故首层柱计算长度为5.15m。二层以上由于以梁板进行划分，故层高即为相应计算高度。框架结构梁和板为现浇结构，整体性较好，根据课本及规范条文说明，对于两侧有楼板相连梁其刚度应适当放大，I=2I0，对于单侧楼板的框架梁，如边跨以及开洞框架梁，I=1.5I0(I0为无翼缘梁截面惯性矩，)。（一榀框架简图见图3.1）求解梁线刚度：求解柱线刚度：以底层柱作为刚度基本单位，将其他构件刚度进行换算，计算所有构件相对线刚度：图3.1一榀框架简图3.2 恒载标准值计算1) 屋面表3.屋面恒载标准值做法厚度容重荷载23厚素混凝土23250.58kN/m2隔离层+防水层0.40 kN/m2水泥砂浆找平20200.40 kN/m2
