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1、1 引言毕业设计是大学本科教育阶段的重要部分,是毕业前得综合学习阶段,是对大学四年来知识的总结,深化,拓展。将起到承前继后的作用,为即将到来的工作打下坚实的基础。本毕业设计题目为唐山市世纪写字楼建筑结构设计 ,本设计是框架结构设计,在设计前,重点复习了结构力学 、 钢筋混凝土结构设计 、 建筑抗震设计 基础工程等专业知识,并借阅抗震规范 、 荷载规范等各种规范。建 筑 设 计 部 分 : 综 合 了 几 个 方 案 的 优 点 , 考 虑 了 影 响 建 筑 的 各 种 因 素 。 建筑设计依据用地条件和建筑使用功能、周边环境特点,首先设计建筑平面,包括建筑平面选择、平面柱网布置、平面交通组织
2、及平面功能设计;其次进行立面造型、剖面的设计;最后进行楼梯的设计及相关构件的初选。结 构 设 计 部 分 : 根 据 设 计 要 求 及 所 在 地 区 的 烈 度 ,确 定 出 拟 建 建 筑 物 的 抗震 等 级 为 二 级 。 查阅有关规范和资料, 考 虑 抗 震 设 防 要 求 , 分 别 从 结 构 的 体 系选 择 、 结 构 总 体 布 置 、 结 构 荷 载 、 地 震 作 用 、 内 力 分 析 、 楼 屋 盖 的 结 构 方 案 、基 础 方 案 的 选 择 等 多 方 面 进 行 了 论 述 。 结 构 设 计 部 分 大 致 分 为 以 下 几 个 步 骤 :结构体系与
3、构件布置:按建筑方案设计,确定各构件的截面及布置。荷载统计:在初选截面的基础上,按从上到下的顺序进行荷载统计,荷载的取值按各层房间的使用功能及所选材料查荷载规范而定,完成恒载与活载的统计。框架水平地震作用下侧移验算:采用顶点假想位移计算结构自振周期;按底部剪力法算得各层剪力;采用 D 值法把弯矩分配给各柱。横向框架内力分析:分析了横向框架在水平地震剪力作用下的内力;求梁固端弯矩,采用二次分配法求框架的梁端、柱端弯矩。并求梁剪力,柱轴力。内力组合:对梁端弯矩进行调幅;调幅后对恒载,活载及地震作用下横向框架的内力进行组合,找出最不利内力组合;根据最不利组合进行梁柱截面设计。 梁、柱节点设计:验算地
4、震作用下节点核心区混凝土验算。板的设计:根据本设计中梁板布置确定单向板和双向板,双向板是按弹性理论进行内力分析的。楼梯的设计:结构设计中对梁式楼梯进行了设计,本设计是梁式楼梯。基础的设计:根据建筑结构的形式采用钢筋混凝土柱下独立基础,根据底层柱底的内力进行标准组合,从而选出内力最不利的组合确定基础底面尺寸;由荷载基本组合的设计值进行验算和配筋的计算。2 工程概况2.1 工程名称唐山市世纪写字楼建筑结构设计2.2 建设地点 唐山市2.3 设计资料 建设面积 5000 ,设计使用年限为 50 年,结构形式为框架2m结构,共 4 层,耐久等级:级 ,耐火等级:级。2.4 气象条件基本风压: ,地面粗
5、糙程度为 C 类。20.35/KN基本雪压:S=0.35KN/m。2.5 地震烈度抗震设防类别为丙类,设防烈度为 8 度,类场地土,地震分组为第一组抗震等级为二级抗震。2.6 工程地质条件由唐山市基础工程公司提供地质勘察技术报告,场地土类型为中硬场地土,建筑场地类别为类, 地下水位距地坪 12 米。见下表:序号土壤类别土层状态粘粒含量厚度(M)深度(M)重度(KN/m3)地基承载力特征值(KPa)1 粉土 中密 12 4 4 18 1802 细沙 密实 7 11 19 2403.设计依据3.1 设计任务书3.2 混凝土结构设计规范3.3 建筑抗震设计规范3.4 建筑地基基础设计规范3.5 建筑
6、结构荷载规范3.6 05 系列建筑标准设计图集4.结构布置该工程采用全现浇结构体系。1-4 层柱的混凝土强度等级为 C30。结构布置如图首层平面布置标准层平面布置5.框架结构承重方案选择及主要构件尺寸初步估算5.1 框架梁截面尺寸初估横向框架主梁A- B 跨07.5lmB-C 跨,C-D 跨同 A-B 跨纵向框架主梁A 轴0l=8.1mB,C,D 轴与 A 轴相同,考虑到墙偏心,梁可以采用倒 L 形,01625937.,h=m8hlm:取 0b23.,b:取0675102.,h=m2hl:取 70b3.,b:取 3横向次梁次梁 L1 05.1lm次梁 L2 07.5l纵向次梁次梁 L1 03.
7、6lm次梁 L2 04.5l次梁 L3 05.1lm次梁 L4 08.1l5.2 框架柱截面尺寸初估按轴压比要求初估框架柱截面尺寸用 C30 混凝土 fc=14.3N/mm2,框架柱抗震等级为 II 级,轴压比 ,0.75z由轴压比初步估算框架柱截面尺寸时,可按下式计算,即柱轴向压力设计值 N 按式估算即, 12GnNrqs01425637.,h=m8hlm:取 501bh6.2,b=23:取 01625937.,h=8hl:取 0,m:取 301675102.,h=m82hlm:取 7001425637.,h=8hl:取 500137562.,h=m82hlm:取 4001450,h=82h
8、l:取1bh.,b=2:取1bh3.,b=2:取1bh6.7,b=23:取1bh23.50,b=m:取 3czcAbhf3 轴与 D 轴相交的柱 12GnNrqs= .54(8.375)1.0.423kN因考虑到偏心作用取边柱的截面尺寸为 700mm 700mm 3 轴线与 C 轴相交中柱12GnNrqs.54(8.75)1.0.465kN取柱的截面尺寸为 700mm 700mm同样 3 轴线与 B 轴相交中柱,3 轴线与 C 轴相交中柱,柱的尺寸也为 700mm700mm针对三层四层的重力较小,高度较小柱的截面减小为 600 600.5.3 板得尺寸初估板的最小厚度不小于 80m,本建筑由于
9、楼面活荷载不大,为减轻结构自重和省材料起见,并考虑到保证结构的整体性,楼板和屋面板的厚度均取 10m。6.计算简图6.1 梁的计算跨度框架梁的计算跨度以柱形心线为准,由于柱形心线与建筑轴线重合,故建筑轴线为结构计算跨度。6.2 柱的高度首层柱高度 h=4.5+0.45+0.1=5.05m,其中 4.5m 为底层层高,0.45m 为室内外高差,0.1m 为基础顶面至室外地面高度,其它柱高等于层高,即二层为4.5m。三四层为 3.9m,计算框架选取轴框架由此得出框架计算简图(单位 mm)28.4.cNcAbhmf246137.cNcAbhmf 横向框架计算简图7.荷载统计7.1 恒荷载计算7.1.
10、1 屋面层恒载保护层:涂料 防水层:高聚物改性沥青防水卷材(二毡三油) 0.12KNm找平层:1:3 水泥砂浆掺聚丙烯 0.5kg/m3 找平层 20 厚 保温层:70 厚聚苯乙烯泡沫塑料板 30kg/mm3 0.07m=0.0212KNm找坡层:1:8 水泥膨胀珍珠岩找 2%坡最薄处 20 厚结构层:100mm 厚钢筋混凝土现浇板 25 0.12=32混合砂浆顶棚: 0.242KNm顶棚做法中除了防水层和保护层共计 0.52 2KNm合计: 3.78 2KNm7.1.2 楼面层恒载地面:30 厚水磨石地面 0.65 2结构层:100mm 厚钢筋混凝土现浇板 25 0.12=2.32KNm抹灰
11、层:混合砂浆抹灰顶棚 0.242总计: 3.8927.1.3 框架梁、柱自重1.梁截面 bh =300mm700mm 自重 0.70.3 25=5.25KN/m梁侧、梁底抹灰 (0.7-0.12)0.022+0.30.02 17=0.39KN/m总计 5.64 KN/m2.梁截面 bh = 200mm500mm 自重 0.50.2 25=2.5KN/m梁侧、梁底抹灰 (0.5-0.12) 0.022+0.30.02 17=0.26 KN/m总计 2.76 KN/m3.柱截面 bh =600mm600mm自重 0.60.6 25=9KN/m柱侧抹灰 0.60.02 20 4=0.96KN/m总计 9.96KN/m4.柱截面 bh =700mm700mm自重 0.70.7 25=12.25KN/m柱侧抹灰 0.70.02 20 4=1.12KN/m 总计 13.37KN/m7.2 活荷载计算7.2.1 屋面和楼面标准值由荷载规范查得:不上人屋面: 0.52KNm办