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1、毕业设计结构总说明题目武汉某高校多层教学楼结构设计学生姓名 专业名称 土木工程 指导教师 武汉某高校多层教学楼结构设计 摘要：本设计为武汉市某高校多层教学楼工程设计的整体过程。按照设计任务书依据现行建筑设计规范和结构设计规范，完成本设计。设计分为建筑设计和结构设计两大部分。建筑部分包括建筑设计要点、建筑平面设计、立面设计和剖面设计等。结构设计选择钢筋混凝土框架结构中的一榀框架进行设计计算，主要包括结构选型（包括楼板、屋面板、楼梯等）；结构布置方案；选用有代表性的单元确定计算简图、导算荷载、进行内力分析和内力组合，对构件进行截面配筋设计；根据工程地质资料，对基础进行设计；用结构分析软件（PKPM
2、）进行验算，并对手算和电算结果进行比较分析。最后完成了建筑平面图、结构布置图、梁柱配筋图、基础计算等。关键词：建筑设计 结构设计 框架结构Abstract：This design is for the whole of engineering design of multilayer teaching building of a high school in Wuhan .According to design specifications, according to the currentdesign specification of the buildingand design speci
3、fication of the structure,I finish the designing. Design include two major parts of architectural design and structural design, The part of building including architectural design main point, planar design of the building, elevation is designed and designed etc. I choose one of reinforced concrete f
4、rame structure to design, it mainly includes the selection of structure (includes floor, roof board, stair, etc.); Layout of structure; I select the representative unit to confirm sketch of calculating, Compute its load and carry on internal force analysis and cabinet; According to the geological ma
5、terials of the project, I design the foundation; go on checking with structure software (PKPM), and carry on checking by comparing manpower calculating and computer calculating. Finally, I finished structural plans, a table of beams and columns ,a footing plan and pile foundation drawing.Key words：B
6、uilding construction design Structure design Frame structure1、建筑设计1.1 建筑说明本工程为拟建武汉市某高校教学楼，该工程总建筑面积约为5249.13m2，按任务书要求通过查找资料，基本风压为0.4KN/m2, 基本雪压为0.35KN/m2，抗震设防烈度为6度。 1.2 方案设计1.2.1根据设计任务书所给资料，结构型式选用框架结构。本多层框架结构教学楼采用内廊式柱网布置，考虑到走廊长度大于40m，两面布置房间时，中间走廊的跨度取为2.4m，两边房间的开间和进深采用3.6m和7.2m，楼梯处开间采用3.6m，横向柱跨度分别为7.2
7、m、3.6m、7.2m。考虑到武汉地区的气候条件，内外墙均采用240厚。该教学楼根据使用功能的要求，首层设有门卫室、接待室、教师休息室、教师办公室、大小教室、男女卫生间等。框架两端各设3.6m开间楼梯。1.2.2该建筑在立面上采用宽大而明亮的铝合金窗，内走廊两边也都有设置1.8m宽窗户，有效的满足了教学采光的要求，同时又表现出简洁现代感，还增加了立面的美观效果。建筑立面和竖向剖面上力求规则，避免立面凹进或突出，使结构的侧向刚度变化均匀。为了丰富立面，外墙沿门窗上下沿都设装饰线。室外台阶采用花岗岩贴面。在排水方面采用女儿墙内天沟外排水。使用直径为100UPVC落水管。在剖面上，主要反映建筑物在垂
8、直方向上各部分的组合关系。室内外高差为0.45m，考虑室内外采光通风，窗台取900mm高。1.3建筑材料及做法1.3.1墙体：内外墙均采用240厚砌体，防潮层设在相对标高-0.050m处，做法是1：2水泥砂浆掺2防水剂20厚。1.3.2 门窗：底层外门均采用玻璃推拉，建筑内部门采用木门，所有窗户均采用塑钢推拉窗，底层外墙窗户加设钢筋防盗网。凡木料与砌体结构接触部位均应涂满防腐水柏油二度。1.3.3 楼地面做法：见中南地区建筑图集。1.3.4 散水做法：水泥砂浆散水宽1000mm。1.3.5 落水管及雨水口：屋面雨水口做法见中南地区建筑图集；落水管材料采用直径为100PVC落水管。1.3.6 挑
9、出墙面的雨篷等构件：凡未特别注明者，其上部粉1：2水泥砂浆，并找1挑水坡，其下部粉1：2水泥砂浆15厚刷白色106涂料，并做滴水线30宽。2、结构设计2.1 结构说明本设计为五层构架砌体混合结构，建筑物总高度为22.3m，抗震设防烈度为6度，结构安全等级为二级，结构正常使用年限为50年。室内设计标高为0.000，相对于绝对标高0.450m，室内外高差450mm。建筑物的耐火等级为二级。图纸中标高以米，尺寸以毫米计。由于建筑物总长度为69m，满足混凝土规范GB50010-2002第9.1.1条伸缩缝最大间距55m要求。在结构设计计算中，首先进行结构选型和结构布置，确定承重体系。在计算荷载之前，根
10、据设计经验初了估梁、柱截面尺寸，并进行了验算。2.2 结构计算2.2.1地震作用因该地区地震6度设防，所以地震作用影响很小，采用一般结构上设防即可。2.2.2 风荷载作用根据负荷面积宽度，将风荷载换算成作用于框架每层节点上的集中荷载，运用D值法，求出柱上下端弯矩，通过节点平衡得出梁端弯矩，由此得到水平风载作用下梁柱弯矩和梁端剪力和柱轴力。2.2.3 竖向荷载作用（恒载及活载）在计算单元范围内的纵向框架梁的自重、纵向墙体的自重以及纵向女儿墙的自重以集中力的形式作用在各节点上。竖向荷载作用下框架的内力采用弯矩二次分配法计算。梁端和柱端弯矩计算之后，梁端剪力可根据梁上竖向荷载引起的剪力和梁端弯矩引起
11、的剪力相叠加而得到；柱轴力可由梁端剪力和节点集中荷载叠加得到。2.2.4 内力组合根据结构类型、地震设防烈度、房屋高度等因素，由抗震规范确定该框架结构抗震等级为三级。梁的内力组合：根据结构规范和抗震规范考虑三种内力组合形式：（1）1.2SGK1.4SQK(2) 1.2SGK+0.91.4(SQK+SWK)(3) 1.35SGE+0.71.4 (SQK+SWK)2.2.5 配筋计算由于本工程按6度设防区设计，因此进行了抗震设计，形成延性框架结构。其设计原则是：“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件”。2.3 基础设计根据地质报告，本工程所在地地质情况良好，第二层作为持力层，其地基承载力达到200Kp
12、a，因此在框架部分选用柱下独立基础。基础埋深1.50m，高度0.9m，根据上部结构传来的内力值，初估基底面积，然后进行冲切验算和底板配筋。2.4 现浇厕所楼面板、上人孔处屋面板设计根据所设计房间区格的长边与短边之比，确定是单向板还是双向板（长边与短边之比大于2，属于单向板；长边与短边之比小于2，属于双向板。）按照不同的计算理论和方法，分别进行控制截面配筋计算。2.5 现浇板式楼梯设计根据建筑要求和施工条件，本工程中采用现浇板式楼梯，并根据建筑类别确定楼梯的活荷载标准值后，分别对楼梯梯段板、平台板、平台梁进行控制截面的配筋计算。2.6 雨篷设计本工程设计成板式雨篷，框架横梁兼作雨篷梁，雨篷周围设
13、置凸沿以便能有组织排水。雨篷计算包括三个内容：a.雨篷板的正截面承载力计算；b.雨篷梁在弯矩、剪力、扭矩共同作用下的承载力计算；c.雨篷抗倾覆验算，之后进行配筋设计。3、手算与电算结果分析对比手算结束后，运用PK软件进行了电算分析。从电算结果与手算结果的对比可以看出误差的存在，这些误差的存在是从以下几个方面产生的：1） 计算方法选取不同：手算采用底部剪力法，电算采用振型分解法。2） 活载组合方式不同：手算时由于活载较小，作满布考虑时，没有考虑荷载的不利布置，因而与电算有差别。3） 梁跨中最大弯矩点和最大弯矩值取的不同：手算时，梁跨中下部受拉最大弯矩点取的是中点，最大弯矩值取的是相应的值。而电算
14、时，最大弯矩点不一定是中点，最大弯矩值也不一定是中点值，因而两者出现差别。4） 弯矩调幅不同：手算调幅时，是在内力组合之前进行的，而电算只对恒载，活载作用时产生的梁内弯矩进行调幅，因而存在差别。5） 手算时只考虑了横向框架，即X向框架。而电算时同时考虑了X向和Y向的地震和风荷载作用。6） 手算时考虑到偏心弯矩较小，就忽略了偏心弯矩作用。而电算时考虑了竖向荷载（包括恒载和活载）的偏心作用。以上几种原因造成的误差显而易见，原则上，手算与电算结果的误差在一定范围内存在是允许的，且不可避免，而且这种误差在配筋中可以得到缓解。 参 考 资 料：1.建筑结构抗震设计东南大学编著、清华大学主审。北京：中国建
15、筑工业出版社，19982.建筑结构制图标准（GB/T50001-2001）中华人民共和国建设部。2002.3.13.建筑结构荷载规范（GB5009-2001）中华人民共和国建设部。2002.3.14.混凝土结构设计规范（GB50010-2002）中华人民共和国建设部。2002.4.15.建筑抗震设计规范（GB50011-2001）中华人民共和国建设部。2002.1.16.建筑地基基础吴湘兴主编。华南理工大学出版社，2002.77.混凝土结构上册、中册，第二版，天津大学、同济大学、东南大学主编，清华大学主审。北京：中国建筑工业出版社，19988.房屋建筑学第三版，同济大学、西安建筑科技大学、东南
16、大学、重庆建筑大学编，北京：中国建筑工业出版社，19979.建筑类专业外语之建筑工程，第三册，王翰邦、刘文瑛主编，北京：中国建筑工业出版社，199710.建筑工程制图第三版，同济大学建筑制图教研室，陈文斌、章金良主编，上海：同济大学出版社，199611.结构力学上册，第四版，湖南大学结构力学教研室编，北京：高等教育出版社，199812.土木工程专业英语，段兵廷主编，武汉：武汉工业大学出版社，200113.高等学校建筑工程专业毕业设计指导，沈蒲生、苏三庆主编，北京：中国建筑工业出版社，2000、614.土木工程专业毕业设计指导，梁兴文、史庆轩主编，北京：科学出版社，200215.建筑结构荷载规范，02110发布，0231实施中华人民共和国建设部主编，北京：中国建筑工业出版社，200216.混凝土结构设计规范，02220发布，0241实施，中华人民共和国建设部主编，北京：中国建筑工业出版社，20026
