【四层】3200平米职教教学楼（计算书、建筑、结构图）

【四层】3200平米职教教学楼（计算书、建筑、结构图）,【温馨提示】压缩包内含CAD图有预览点开可看。打包内容里dwg后缀的文件为CAD图,可编辑,无水印,高清图,压缩包内文档可直接点开预览,需要原稿请自助充值下载,所见才能所得,请细心查看有疑问可以咨询QQ：11970985或197216396 南京工业大学本科生毕业设计(论文)致谢本次设计感谢系领导的关心支持，感谢徐爱华老师的精心指导，她在我们的设计过程中提供大量资料供我参考，帮助我解决了许多难题，在我遇到疑难问题能够及时给予解答，还邀请了学校的专业老师来指导我们电算PKPM软件，使我能在这么短的时间内把所学的专业知识能够综合应用，从而能够顺利完成设计任务。感谢本组同学的帮助，我们充分发扬了团结就是力量的优势，相互之间能够及时的采集到资料、获取新的信息；感谢其他组的同学，在我计算和输入数据到电脑时帮助我解决许多困难，使我的论文和设计能顺利做好。对在这次毕业设计中给予过我帮助的人，谨此表示衷心的感谢！96附件一：毕业设计(论文)任务书课题名称淮安市楚洲区职教中心爱园分校教学楼设计 院 （系）建筑工程系专 业土木姓 名学 号起讫日期2008 年 月 日 月 日指导教师徐爱华 2008 年 1 月 16 日毕业设计（论文）的内容和要求1、设计内容淮安市楚洲区职教中心爱园分校位于淮安市楚洲区爱园镇，该职教中心是该镇及周边地区的主要职业教育机构，其教学楼是该分校的标志性建筑之一，是本分校的教学主要场所。其建筑面积约3200m2，按规划要求，拟建为四层框架结构。具体功能要求如下：（1）共设教室35个左右；（2）采用内廊式；（3）每层要配备必要的教室休息室、办公室和卫生间； 2、设计基本原始资料：（1）本工程采用的工程地质勘察报告及用地宗地图等另见。（2）本工程为民用二类项目设计，耐火等级二级，设计烈度设防为7度，工程设计耐久年限为50年。（3）地震荷载和雪荷载等常用荷载查相关规范。（4）场地平整，三通已完成，主要建筑材料供应充足。（5）设计依据为国家现行的有关工程设计规范、规程、标准。 3、设计任务：1)建筑设计的任务和要求根据毕业设计大纲要求，结合系和教研室设计细则，本毕业设计对该部分只进行方案设计，其设计深度要求达到建筑设计的基本要求设计水平即可。具体要求完成的任务如下： 建筑方案：底层建筑平面图及其他各层（包括屋面）建筑平面图（比例1：1001：200）主要立面图（比例1：1001：200）剖面图（比例1：1001：200） 建筑设计说明书要求完成一份建筑设计说明书，其具体内容提纲如下：设计任务简介（中英文工程概况）建筑设计提纲平、立、剖面设计说明承重结构的选择与布置、主要节点构造说明 设计要求在充分理解设计任务书要求的基础上，使建筑设计达到房间设置合理，使用方便，交通安全，设计方法正确，步骤清晰完整，并使设计的内容严格符合现行规范要求。绘图要求严格按照制图标准要求，做到图幅规范，布图紧凑均匀，线条流畅，粗细分明，尺寸齐全，注字规范。说明书的撰写应字迹工整，结构严谨，条理清晰，文字通顺。2)结构设计任务与要求 结构选型和结构布置根据建筑技术、使用条件、场地条件和抗震设计等要求，合理进行结构选型、结构布置和基础形式等，确定整体结构方案、统一构件编号及各构件的截面、定位尺寸，绘制出结构布置图。 结构计算首先根据规范要求计算出各恒载和活载，在选用主要计算单元进行计算其结构受力，经过与规范比较，得出合理的结构内容。具体内容如下：具体单元结构内力计算（手算）结构电算分析，并输出主要电算结果，并将电算和手算的结果进行比较；基础分析计算。各构件的计算分析； 结构施工图各层结构平面布置图；计算单元的模板图和配筋图；基础平面布置图和模板配筋图；各构件配筋图；其他必要的图形； 设计要求说明结构选型和结构布置的理由和设计依据，列出结构设计计算的各步骤和计算结果，同时计算书中还应附有必要的图表，最终的设计方案要合理，设计方法要正确，计算数据要可靠，计算书要条理清晰，文字要简练，书写要工整。设计图纸要能正确表达设计意图，符合制图标准，图面布置要协调合理。3）外文参考资料翻译结合院系关于本专业的毕业设规范要求，翻译一定量的与本专业（建筑、结构、预算或施工）有关的原英文资料。4要求完成的图纸及规格类别图纸内容图纸规格建筑设计总说明A3底层及其它层平面图A3、A3立面图、剖面图A3楼梯详图A3结构基础平面图、剖面图、详图A3、A3结构布置图、配筋图A3、A3楼梯、雨蓬等配筋图A3主要参考文献1 中华人民共和国国家标准.混凝土结构设计规范（GB50010-2002）. 北京：中国建筑工业出版社，2002。2 中华人民共和国国家标准.建筑抗震设计规范（GBJ50011-2001）. 北京：中国建筑工业出版社，2001。3 中华人民共和国国家标准.地基基础设计规范（GB5007-2002）. 北京：中国建筑工业出版社，2002。4 中华人民共和国国家标准.建筑结构荷载规范（GB50009-2001）. 北京：中国建筑工业出版社，2001。5 中华人民共和国国家标准.建筑制图标准（GB/T50104-2001）. 北京：中国建筑工业出版社，2001。6 中华人民共和国国家标准.公共建筑设计规范. 北京：中国建筑工业出版社，2001。7 中华人民共和国国家标准.建筑结构制图标准（GB/T50105-2001）. 北京：中国建筑工业出版社，2001。8 中华人民共和国国家标准.民用建筑防火规范. 北京：中国建筑工业出版社，2001。9 陈希哲.土力学与地基基础. 北京：清华大学出版社，1990。10 周景星，王洪瑾.基础工程. 北京：清华大学出版社，1996。11 庄崖屏，江见鲸.钢筋混凝土基本构件设计. 北京：地震出版社， 1996。12 包世华，龙驭逑.结构力学. 北京：人民教育出版社，198013 江苏省建筑配件标准图集.施工说明（苏J9501）第二版. 南京：江苏省工程建设标准设计站，1995。14 赵西安.钢筋混凝土高层建筑结构设计. 北京:中国建筑工业出版社， 1995。15 沈杰.地基基础设计手册. 上海：上海科学技术出版社，1985。16 周果行.工民建毕业设计. 北京：中国建筑工业出版社，1995。毕业设计（论文）进程安排起 迄 日 期 工 作 内 容2周 毕业实习：收集必要的设计原始资料，做好设计前的调查研究工作，参考同类型设计的文字及图纸资料。学习有关的国家法规及规范，国家的有关法规和规范是建筑设计的依据性文件。3周 建筑设计：建筑设计将绘制出房屋的平、立、剖及必要的详图，建筑设计说明等。其中包括建筑的材料做法和各种尺寸。8周 结构设计：结构平面布置设计、基础选型、构件的荷载分析、内力组合，进行最终结构图的绘制（包括各类基础结构）1周 毕业设计整理：学生按毕业设计条例及教研室实施细则整理毕业设计成果，并做好毕业答辩工作。 1周 答辩： 学生按系毕业设计领导小组的工作部署准备答辩。所在专业审查意见：专业主任： 年 月 日系审查意见：系主任： 年 月 日附件：工程地质条件（土木专业使用）附件二：南 京 工 业 大 学毕业设计（论文）选题审批表院（系）名称四系教研室土木毕业设计（论文）题目淮安市楚洲区职教中心爱园分校教学楼设计适用专业土木指导教师姓名徐爱华职称副教授指导教师意见（内容主要包括选题性质、难度、份量等情况）本毕业设计来源于工程实践，课题为淮安市楚洲区职教中心爱园分校教学楼设计，职教中心爱园分校位于淮安市楚洲区爱园镇，该职教中心是该镇及周边地区的主要职业教育机构，其教学楼是该分校的标志性建筑之一，是本分校的教学主要场所。其建筑面积约3200m2，按规划要求，拟建为四层框架结构。具体功能包括：教室35个左右，以及每层要配备必要的教室休息室、办公室和卫生间等。通过毕业设计，主要培养土木工程专业本科生综合应用所学基础课、技术基础课及专业课知识和相关技能，解决具体的土木工程设计问题，提高工程应用的综合能力和创新能力。其设计的主要成果有底层及其它层平面图、立面图、剖面图、结构平面布置、基础布置、框架等构件配筋以及计算书和设计说明等。要求学生在指导教师的指导下，独立系统地完成工程设计，解决与之相关的所有问题，熟悉相关设计规范、手册、标准图以及工程实践中常用的方法。其设计内容和深度符合土木工程专业本科生毕业设计要求，难度和工作量中等。签名 徐爱华 年 月教研室意见签名 年 月系意见教学主任签名 年 月注：系部存档备查毕业设计(论文)开题报告学生姓名： 学 号： 所在院(系)： 建筑工程系 专 业： 土木工程 设计(论文)题目： 淮安市楚州区职教中心爱心分校教学楼设计 指导教师： 徐爱华 2008年 3 月 9 日开题报告填写要求1开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效；2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；3“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于15篇（不包括辞典、手册）；4有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 740894数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2007年4月26日”或“2007-04-26”。 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述：文 献 综 述一、 选题依据及意义毕业前的最后一次大型课程设计，此次设计的意义重大，也许也是最后一次在老师的指导下学习，土木工程专业决定了我们将来要从事的工作：就是运用我们所学的专业知识来指导将来的民用及工业建筑物的设计，施工，管理等各个环节。毕业设计的实质目的就是让我们深入了解了工程建设设计与施工的过程，对一般框架类型的房屋有更深刻的认识，以自己的课题出发，学会应用知识于现代建筑的具体实践之中，从设计之中来提升自己的能力，获取间接经验。随着时代的发展和科技的进步，人们的生活水平也在不断提升。而建筑是社会和科技发展所需要的“衣、食、住、行”的之首。它在任何一个国家的国民经济中都占有举足轻重的地位. 作为土木工程专业的一名本科毕业生，应该能从事土木工程的设计施工与管理工作。因此，我们有必要也必须进行一次综合性的毕业设计。通过综合运用所学的理论知识和技能，解决中学教学楼的建筑设计，结构和施工组织设计方面的实际问题，为今后独立从事土建设计和施工打下基础。因此，本次毕业设计的选题为“淮安市楚洲区职教中心爱园分校教学楼设计”，采用钢筋混凝土框架结构体系。二、 国内外研究现状及发展趋势：混凝土结构使用历史较长。它在性能及材料来源等方面有许多自身优点，发展速度很快，应用也最广泛，已从工业与民用建筑，交通设施转到了近海工程和海底工程等。我国应用混凝土的时间比较短，但目前钢筋混凝土结构在我国发展势头非常好，所以深入了解混凝土的性能非常有必要。在混凝土结构施工过程中，施工技术的改进起了很大作用。预应力技术的发明使混凝土结构的跨度大大曾加，滑模施工方法的发明使高耸结构和贮仓、水池等持种结构的施工进度大大加快。泵送混凝土技术的出现使高层建筑、大跨桥梁可以方便地整体浇注。蒸汽养护使预制构件成品出厂时间大为缩短.在模板方面，除了目前使用的木模板、钢模板、硬塑料模板外，今后向多功能发展，在钢筋的绑扎成型方面，正在大力发展各种钢筋成型机械及绑扎机具，以减少大量的手工操作。框架结构是由梁和柱连接而成的。是如今常用的一种建筑结构，整体性比较好，一般用于小高层建筑。在10层以下，否则要加设剪力墙结构。纯框架在现代运用较广。 框架结构选型结构分类：混凝土结构按施工方法的不同可分为现浇式、装配式和装配整体式。现浇式框架即梁、柱、楼盖均为现浇钢筋混凝土结构。一般做法是每层的柱与其上部的梁板同时支模、绑扎钢筋，然后一次浇注混凝土。整体性强、抗震性能好，其缺点是工作量大、工期长、需要大量的模板。装配式框架是指梁、柱、楼板均为预制，通过焊接拼装连接成整体的框架结构。施工速度快、效率高。但由于在焊接接头处须预埋连接件，节点构造较难处理，故此型式在框架中较少采用。不宜在地震地区应用。装配整体式框架是指梁、柱、楼板均为预制，节点构造简单，用钢量和焊接工作量少，吊装方便，抗震性能及整体性较好。在楼面荷载较大的工业厂房中，值得推广应用。目前国内外多层房屋大多采用现浇式钢筋混凝土框架结构。近年来，由于人们对大空间、大跨度的要求，国内外正在推广使用预应力混凝土结构。预应力构件的使用，大大减少混凝土的用量。 另外，由于地域的不同，或是特殊功能的要求，新的防冻、防火等具有特殊性能的混凝土正不断地被研制开发出来，相信未来混凝土的用途会越来越广泛。四、结构的运用与建筑艺术技巧的配置少数建筑师总是把结构放在从属地位，并要求结构必须服从建筑，一切以建筑队为先导，这一观念分割了科学的完整性，忽略了基本的力学规律，片面的追求建筑与技术与建筑艺术的结合和最大满足使用功能的要求，这样往往给某些建筑工程质量隐患和不安全因素。建筑与结构两者之间有着最密切的关系，特别是否在高层建筑设计中，由于结构是以水平荷载为主要控制荷载，故结构体系的迭型和结构布置要考虑最有利于抗震和抗风的要求。同时，结构构件截面尺寸还要满足刚度和版性的要求。这样便对建筑设计形成了一定的约束和限制，使建筑与结构二者相互协调统一。二者还应不断地相互配合，彼此渗透，这样才能设计出真正满意的建筑。五、研究目标、扼要总结：拿到设计题目，我们主要考虑到建筑是人们运用一定的物质材料创造所需空间和环境的一种技术和艺术。结构是由构件组成的能承受“作用”的受力骨架，它的功能是形成建筑功能所要求的基本空间和体型。建筑推动结构理论的发展结构促进建筑形式的创新。建筑设计主要解决：环境、场地、体型；与人的活动有关的空间组织；建筑技术问题；建筑艺术和室内布置。结构设计主要解决：结构形式；结构材料；结构的安全性、适用性和耐久性；结构的连接构造和施工方法。而我们所设计的课题在建筑和结构方面均有要求，我们所着重要解决的问题也正就与此。于是在设计中，我们主要考虑要做到：1.建筑方案应有利于结构平面布置，使结构构件传力明确，便于计算，尽量减少构件的类型。2.不过于复杂，以免造成设计时间不足或出现计算能力不够等方面的问题。3.尽量不出现对结构构件截面尺寸的限制（如梁的高度不满足常用的跨高比要求等），结构的跨度也不宜太大。其次在结构选型方面 ，我们依据安全适用，经济合理，技术先进的，施工方便的设计原则，根据建筑布置和荷载大小，选择结构类型和结构布置方案，并确定各部分尺寸、材料和构造方法。通过综合运用所学的理论知识和技能，解决中学教学楼的建筑设计、结构设计方面的实际问题，从而对一般框架类型的房屋的设计有比较全面的了解，对建筑设计和结构设计之间必须相互密切配合的内在联系有较深刻的认识，为今后独立从事土建设计和施工打下基础。在熟悉设计任务书的基础上，类比同类建筑物，根据已给出的示意方案，结合淮安市的自然条件，施工单位的施工技术水平，材料供应情况，进行建筑设计、结构设计的计算以及单位工程的施工监理，并绘制出主要的建筑、结构施工图。此次毕业设计，不仅能使我学到设计中许多专业知识，同时也能让我了解现代教学楼的特点，了解社会的发展。毕业设计使我们将近四年来所学的专业知识综合的结合起来，并运用到实际工程中，培养我们综合应用能力，为我们在今后的工作能够独立的完成任务打下了坚实的基础。六、参考文献：1 中华人民共和国国家建设部.混凝土结构设计规范（GB50010-2002）. 北京：中国建筑工业出版社，2002。2 中华人民共和国国家建设部.建筑抗震设计规范（GBJ50011-2001）. 北京：中国建筑工业出版社，2001。3 中华人民共和国国家建设部.地基基础设计规范（GB5007-2002）. 北京：中国建筑工业出版社，2002。4 中华人民共和国国家建设部.建筑结构荷载规范（GB50009-2001）. 北京：中国建筑工业出版社，2001。5 中华人民共和国国家建设部.建筑制图标准（GB/T50104-2001）. 北京：中国建筑工业出版社，2001。6 中华人民共和国国家建设部.公共建筑设计规范. 北京：中国建筑工业出版社，2001。7 中华人民共和国国家建设部.建筑结构制图标准（GB/T50105-2001）. 北京：中国建筑工业出版社，2001。8 中华人民共和国国家建设部.民用建筑防火规范. 北京：中国建筑工业出版社，2001。9 陈希哲.土力学与地基基础. 北京：清华大学出版社，1990。10 周景星，王洪瑾.基础工程. 北京：清华大学出版社，1996。11 庄崖屏，江见鲸.钢筋混凝土基本构件设计. 北京：地震出版社， 1996。12 包世华，龙驭逑.结构力学. 北京：人民教育出版社，198013 江苏省建筑配件标准图集.施工说明（苏J9501）第二版. 南京：江苏省工程建设标准设计站，1995。14 赵西安.钢筋混凝土高层建筑结构设计. 北京:中国建筑工业出版社， 1995。15 沈杰.地基基础设计手册. 上海：上海科学技术出版社，1985。16 周果行.工民建毕业设计. 北京：中国建筑工业出版社，1995。17 有关教材 . 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：本课题研究内容：完成具有一定复杂程度的建筑物的建筑设计和结构设计。（一）建筑设计内容1方案设计2详细设计3施工图绘制（二）结构设计内容1结构选型及结构布置2框架内力计算4梁柱配筋及基础设计 5绘制结构施工图6整理计算书绘制出主要的建筑、结构施工图。（一）建筑施工图。包括：1.底层建筑平面图及其他各层（包括屋面）建筑平面图2.主要立面图 3.剖面图（二）结构施工图。包括：1.各层结构平面布置图；2.计算单元的模板图和配筋图；3.基础平面布置图和模板配筋图；4.各构件配筋图；5.其他必要的图形；决关键问题的思路：1 一个房间使用面积基本包括：教学用具、设备所占的面积；人们使用家具、设备所占活动面积；以及行走、交通所需的面积。充分利用框架结构的优越性，并考虑到柱网布置的要求。2 平面设计：建筑功能分区明确，用地合理；交通流线组织合理，空间组合紧凑，总体布局合理。立面设计：进行立面设计时要考虑房屋的内部空间关系，相邻立面的协调，各立面墙面的处理和门窗安排，满足立面形式美观要求，同时还应考虑各入口，雨篷等细部构件的处理。建筑剖面：确定房间净高时，主要考虑房间的使用性质，室内采光通风及设备设置和结构类型。 3 楼梯平面形式的选用，主要依据其使用性质和重要程度来决定。还要考虑他们的适用及安全等因素。4 建筑抗震设计规范规定，抗震设防烈度为6度及以上地区的建筑，必须进行抗震设计。由于该地区抗震设防烈度 须进行抗震设防。5 防火门应为向疏散方向开启的平开门，并在关闭后应能从任何一侧手动开启。用于疏散走道和楼梯间的防火门，还应具有顺序关闭的功本课题研究方案：1、文献收集。 广泛收集与教学楼有关的建筑设计和结构设计。2、毕业实习。 通过对现场直观观察，对实际工程中各处的工程施工与管理情况有了一定的感性认识。在这一过程中，学到了一些设计时应该掌握的一些工程细节，以及理论跟实际工程的联系，更好的指导设计。3、结构设计是整个设计中工作量最大，时间最长的一个环节，为了加深和巩固学生对自己出知识和基本技能的掌握程度，结构计算以手算为主，电算为辅的方法，施工图绘制要求既有手工绘制又有计算机绘制。工作进度：起讫日期设计（论文）各阶段工作内容备 注3.33.9毕业实习，毕业设计准备、资料收集1周3.103.23建筑设计及建筑施工图2周3.243.30结构布置，荷载及其作用计算1周3.314.6地震作用及其作用内力计算1周4.74.13内力组合1周4.144.27框架梁柱、楼梯和现浇板设计2周4.285.11基础设计（独立或条形基础）2周5.125.18结构分析（上机计算）1周5.196.1绘施工图2周6.26.8整理计算书、答辩准备1周6.96.15毕业答辩1周 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告指导教师意见：1对“文献综述”的评语：2对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测： 指导教师： 年 月 日所在专业审查意见： 专业主任： 年 月 日第七章 现浇楼面板设计7现浇楼面板设计7.2.1计算方法本例题工程楼盖均为整体现浇，现取二层楼面来计算。计算简图如图7-1。 图7-1 楼面板示意图根据楼面结构布置情况，楼面板均为双向板，板厚hL/50=6000/50=120mm，本工程教室分取120mm，h0=12020=100mm。本工程楼板按弹性理论方法计算内力，不考虑活荷载不利布置的影响。1） 跨中最大弯矩 图7-2 跨中最大弯矩活荷载不利布置将总荷载分成两部分：式中g均布静荷载；p均布活荷载。当板的各区格均受时（图4-22b），可近似地认为板都嵌固在中间支座上，亦即内部区格的板可按四边固定的单块板进行计算。当在一区格中向上作用而在相邻的区格中向下作用时（图4-22c），近似符合反对称关系，可认为中间支座的弯矩等于零，亦即内部区格的板按四边简支的单板进行计算。将上述两种情况叠加可行跨内最大弯矩。本工程为了简化计算，全不按四边固定计算，不考虑荷载的不利位置影响，但算到板的跨中弯矩时，将其乘上1.1的放大系数。2）求支座中点最大弯矩当活荷载和静荷载全部满布在各区格时，可近似求得支座中点最大弯矩。此时可先将内部区格的板按四边固定的单块板求得支座中点固端弯矩，然后与相邻的支座中点固端弯矩平均，可得该支座的中点最大弯矩。3）双向板在均布荷载作用下的弯矩系数表查结构静力计算手册荷载由前部分已计算得出。7.2.1双向板设计教室部分：恒载设计值 活载设计值走廊部分：恒载设计值 活载设计值教室部分：则： 则 ， 走廊部分：， 钢筋混凝土泊桑比可取1/6A区格 1）求跨内最大弯矩MX（A），My（A）作用下查“手册”表7-4，得=0时 图7-3 A区格板作用计算简图换算成时，可利用公式作用下，得=0换算成时，可利用公式叠加后：2）求支座中点固端弯矩，B区格 1、求跨内最大弯矩MX（B），My（B）作用下查“手册”表7-4，得=0时图7-4 B区格板作用计算简图 换算成时，可利用公式 作用下换算成时，可利用公式叠加后：2）求支座中点固端弯矩， M11.006 3.2607.716sM/(fcbh。*h。)0.1790.0510.1260.1980.0520.135As=fcbh。/fy724190694实际配筋(mm2)10100,As=7858125,As=40210125,As=62885南京工业大学本科生毕业设计(论文)8基础设计 8.1按照地基基础设计规范和建筑抗震设计规范的有关规定，上部结构传至基础顶面上的荷载只需按照荷载效应的基本组合来分析确定。 混凝土设计强度等级采用C25，基础底板设计采用级钢，室内外高差为0.9m，基础埋置深度为2.1m，上柱断面为400400，基础部分柱断面保护层加大，两边各增加50，故地下部分柱颈尺寸为500500，地基承载力标准值，按设计任务书的地质剖面土参数，假定为8.1.1荷载计算 以轴线8为计算单元进行设计,上部结构传来柱底荷载标准值为 边柱柱底: 8.36+3.55=11.91 485.12+96.69=581.81 3.92-1.66= -5.58 中柱柱底: -5.62-2.35= -7.92kN.m 571.22+136.55=707.77kN 2.63+1.1=3.73kN底层墙,基础连系梁传来荷载标准值墙重: +_0.00以上：3.60.23.3=2.38 (采用轻质填充砌块，=3.6 kN/m3) +_0.00以下：190.241.6=7.30 (采用轻质填充砌块，=19 kN/m3) 连系梁重：（400240） 250.40.24=2.4 =2.38+7.30+2.4=12.08 柱A基础底面：581.81+12.084.875=640.7 11.91-5.580.55=8.84 柱B基础底面: 707.77+12.084.875=766.66 -7.97-3.730.55=-10.02 8.1.2确定基础底面积1A柱（1） 初估基底尺寸 由于基底尺寸未知，持力层土的承载力特征值先仅考虑深度修正，由于持力层为粉质粘土，故取=1.6m=(17.21.0 +19.30.2)/1.2=17.55 (加权土重，其中杂填土容重取17.2 kN/m3粉质粘土19.3 kN/m3 )按规范公式 设 m取b=2.4,l=2.8m （2） 按持力层强度验算基底尺寸：基底形心处竖向力：640.7+202.42.81/2（2.1+1.2）=862.46Kn基底形心处弯矩： 8.84kN.m偏心矩: 所以满足要求 2.B柱 （1） 初估基底尺寸 由于基底尺寸未知，持力层土的承载力特征值先仅考虑深度修正，由于持力层为粉质粘土，故取=1.6m=(17.21.0 +19.30.2)/1.2=17.55 (加权土重，其中杂填土容重取17.2 kN/m3粉质粘土19.3 kN/m3 )按规范公式 设 m取b=2.6,l=3.1m （2） 按持力层强度验算基底尺寸：基底形心处竖向力：766.66+202.63.11/2（2.1+1.2）=1032.64Kn基底形心处弯矩： 10.02kN.m偏心矩: 所以满足要求 8.1.3基础结构设计（混凝土选用C20） 1.荷载设计值 基础结构设计时，需按荷载效应基本组合的设计值进行计算。 A柱： B,C柱： 2A柱：（1）基底净反力： （2）冲切验算 ， 基础高度满足要求。（3）配筋 选914（） 按构造钢筋要求配1410（AS=1099mm2） 注：短边钢筋放在长边钢筋内侧，所以有效计算高度差10mm)3.B,C柱基 （1）基底净反力： （2）冲切验算 ， （3）配筋 选914（） 按构造钢筋要求配1410（AS=1099mm2）89南京工业大学本科生毕业设计第十章 电算校核分析本设计电算部分采用PKPM等软件进行计算。首先建立框架的空间模型，布置柱、梁构件及荷载情况；然后采用TAT进行结构内力分析。最后将电算框架5轴线和手算框架5轴线的结果进行比较，发现两者的结果有一定差异，相对误差在20%左右。这主要是两者计算方法不同造成的。手算时计算竖向荷载作用下框架内力采用的是分层法，计算水平荷载下框架内力采用D值法，都属于平面的近似算法，而且仅进行横向单一方向的计算，电算采用的是空间算法，更精确。下面是电算框架5轴线的恒载弯矩图，图10-1 恒载弯矩图（单位kNm）图10-2恒载剪力图（单位kNm）图10-3 恒载轴力图（单位kNm）下面是手算框架5轴线的恒载弯矩图，恒载作用下梁剪力、柱轴力图10-5 恒载作用下梁剪力、柱轴力（KN）两图比较：1.从手算的弯矩图和电算的弯矩图中可以看出跨中弯矩的差值较大,其他的值中误差均在20%以下。2.梁的剪力的误差很小,可以控制在5%以下。3.柱的轴力的误差也较大,可以控制在20%左右。误差分析：1.计算的方法不同。由于PKPM的计算方法主要以空间算法，而手算的方法主要是在竖向荷载作用是以迭带法计算，水平力的计算方法以D值法为主。所以由于两者的模型的建立相差导致了计算结果的部分差异。2.手算的近似性:由于手算所采用的方法有一定的近似性,例如在弯矩的迭代法计算中在弯矩的传导过程中不彻底性导致了计算的结果的具有很大的近似性。而电算时考虑了在变形中梁的轴力和柱的剪力，使计算更加的精确。3.电算采用了部分系数在电算的过程中由于软件中为了保证结构的简化和结构的安全性设置了许多细部的系数，其中含有扩大系数也有缩小系数，而这些系数在手算过程由于许多的原因被忽略了，这也是导致了电算和手算的结果很大的不同。4.人为的因素： 在手算中我采用了只取两位小数的近似取值，而计算机可以取值更加精确，这也在一定程度影响了计算结果。5.集中力的处理: 在手算过程中我所遇到的集中力采取向内的偏心方法,而在电算的简图中可以发现采用的却是全部向一侧偏心的方式,这在计算的结果产生了很大的影响。93结语结语本设计说明书主要包括设计任务书、建筑设计（包括总平面图、平面图、立面图、剖面图等）、框架结构设计、基础设计以及其它附属构件设计，基本上是一个比较全面的设计。在设计中运用了Auto-CAD、PKPM等一系列计算机辅助设计软件，对自己的计算机知识和软件运用能力有了一定的加强。本设计从建筑到结构是一个较为完整的设计过程，通过毕业设计复习和巩固了以前所学知识，把主要课程联系成一个完整的体系，并运用于设计中；本次毕业设计培养了我进行独立设计的基本能力，为毕业后的工作打下了坚实的基础。在本次毕业设计中我的指导老师在百忙之中，倾注了大量时间和精力，给予了必要的指导，在此表示衷心的感谢。由于毕业设计时间仓促，工作量较大，加之设计经验有限，不妥之处在所难免，敬请各位评审老师批评指正。9394参考文献参考文献1 中华人民共和国国家建设部.混凝土结构设计规范（GB50010-2002）. 北京：中国建筑工业出版社，2002。2 中华人民共和国国家建设部.建筑抗震设计规范（GBJ50011-2001）. 北京：中国建筑工业出版社，2001。3 中华人民共和国国家建设部.地基基础设计规范（GB5007-2002）. 北京：中国建筑工业出版社，2002。4 中华人民共和国国家建设部.建筑结构荷载规范（GB50009-2001）. 北京：中国建筑工业出版社，2001。5 中华人民共和国国家建设部.建筑制图标准（GB/T50104-2001）. 北京：中国建筑工业出版社，2001。6 中华人民共和国国家建设部.公共建筑设计规范. 北京：中国建筑工业出版社，2001。7 中华人民共和国国家建设部.建筑结构制图标准（GB/T50105-2001）. 北京：中国建筑工业出版社，2001。8 中华人民共和国国家建设部.民用建筑防火规范. 北京：中国建筑工业出版社，2001。9 陈希哲.土力学与地基基础. 北京：清华大学出版社，1990。10 周景星，王洪瑾.基础工程. 北京：清华大学出版社，1996。11 庄崖屏，江见鲸.钢筋混凝土基本构件设计. 北京：地震出版社， 1996。12 包世华，龙驭逑.结构力学. 北京：人民教育出版社，198013 江苏省建筑配件标准图集.施工说明（苏J9501）第二版. 南京：江苏省工程建设标准设计站，1995。14 赵西安.钢筋混凝土高层建筑结构设计. 北京:中国建筑工业出版社， 1995。15 沈杰.地基基础设计手册. 上海：上海科学技术出版社，1985。16 周果行.工民建毕业设计. 北京：中国建筑工业出版社，1995。17 有关教材 .93108目 录摘要IABSTRACTII引言 11.1 建筑设计说明11.1.1 平面设计2 1.1.2使用部分平面设计 21.1.3 交通联系部分设计31.1.4 平面组合设计31.1.5 剖面设计31.1.6 立面设计31.1.7 基础和地基设计31.1.8 楼梯设计41.2 结构设计说明5 1.2.1 结构选型51.2.2 内力变形及特点51.2.3 震害特点61.2.4 梁、柱截面尺寸71.2.5结构布置 7 1.2.6计算单元确定101.2.7 荷载标准值计算101.2.8地震作用计算10 1.2.9 框架结构侧移计算10 1.2.10 框架结构内力计算 10 1.2.11各杆端弯矩值 111.1.12 构件设计 12第一章 结构选型与布置 13 1.1 结构选型与布置13 第二章 确定计算简图172.1确定计算简图172.2结构布置182.3荷载计算19第三章 框架内力计算293.1恒载作用下的框架内力303.2活载作用下的框架内力393.3地震作用下的框架内力45第四章 框架内力组合 54第五章 框架柱截面设计 60 第六章 楼梯结构计算设计 716.1梯段板计算716.2休息平台计算726.3梯段梁的计算73 第七章 现浇板楼面设计757.1计算方法 757.2双向板计算 76 第八章 基础设计 808.1荷载计算 808.2确定基础底面积818.3基础结构设计 83第九章 电算校核分析88结语94 参考文献95致谢96南京工业大学本科生毕业设计（论文）内容摘要本设计主要进行了结构方案中横向框架5轴框架的抗震设计。在确定框架布局之后，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，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，是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。关键词：框架 结构设计 抗震设计 AbstractThe purpose of the design is to do the anti-seismic design in the longitudinal frames of axis 5. When the directions of the frames is determined, firstly the weight of each floor is calculated .Then the vibrate cycle is calculated by utilizing the peak-displacement method, then making the amount of the horizontal seismic force can be got by way of the bottom-shear force method. The seismic force can be assigned according to the shearing stiffness of the frames of the different axis. Then the internal force (bending moment, shearing force and axial force ) in the structure under the horizontal loads can be easily calculated. After the determination of the internal force under the dead and live loads, the combination of internal force can be made by using the Excel software, whose purpose is to find one or several sets of the most adverse internal force of the wall limbs and the coterminous girders, which will be the basis of protracting the reinforcing drawings of the components. The design of the stairs is also be approached by calculating the internal force and reinforcing such components as landing slab, step board and landing girder whose shop drawings are completed in the end.Key words : frames；structural design；anti-seismic design南京工业大学本科生毕业设计(论文) 1 引言 本次毕业设计的任务是外国语小学第二教学楼设计，这是对我大学四年所学知识的 总结，对我毕业后实际工作能力、适应社会能力有很大的影响。我与毕业设计同组同学 在徐爱华，孔宪宾等老师的指导下，进行了本次毕业设计。本次毕业设计的主要目的是 加深对理论和概念的理解，独立系统的完成一项工程设计，熟悉工程设计的一般步骤， 熟悉相关设计规范、手册、标准图以及工程实践中常用的方法。 本 设 计 说 明 书 主 要 包 括 设 计 任 务 书 、 建 筑 设 计 （ 包 括 总 平 面 图 、 平 面 图 、 立 面 图 、 剖 面 图 等 ） 、 框 架 结 构 设 计 、 基 础 设 计 以 及 其 它 附 属 构 件 设 计 ， 基 本 上 是 一 个 比 较 全 面 的 设 计 。 在 设 计 中 运 用 了 Auto-CAD、 PKPM 等 一 系 列 计 算 机 辅 助 设 计 软 件 ， 对 自 己 的 计 算 机 知 识 和 软 件 运 用 能 力 有 了 一 定 的 加 强 。 本 设 计 从 建 筑 到 结 构 是 一 个 较 为 完 整 的 设 计 过 程 ， 通 过 毕 业 设 计 复 习 和 巩 固 了 以 前 所 学 知 识 ， 把 主 要 课 程 联 系 成 一 个 完 整 的 体 系 ， 并 运 用 于 设 计 中 ； 本 次 毕 业 设 计 培 养 了 我 进 行 独 立 设 计 的 基 本 能 力 ， 为 毕 业 后 的 工 作 打 下 了 坚 实 的 基 础 。 在本次毕业设计中我的指导老师在百忙之中，倾注了大量时间和精力，给予了必要 的指导，在此表示衷心的感谢。 在所难免，敬请各位评审老师批评指正。由于毕业设计时间仓促，工作量较大，加 之设计经验有限，不妥之处 1.1 建筑设计说明 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。 本方案采用框架结构，框架结构是由梁、柱、节点及基础组成的结构形式，横梁和 立柱通过节点连成一体，形成承重结构，将荷载传至基础。其特点是承重系统与非承重 系统有明确的分工，支承建筑空间的骨架与梁，柱是承重系统，而分割室内外空间的围 护结构 引言 2 和轻质隔墙是不承重的，这种结构形式强度高，整体性好刚度大，抗震性好，开窗 自由。 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。我国定义 8 层及 8 层以上的建筑为高层建筑， 一般认为 8 层以下房屋属多层建筑，钢筋混凝土框架结构多用于多层建筑，较少用于高 层建筑，因为当房屋的高度超过一定的范围时，框架结构侧向刚度较小，水平荷载作用 下侧移较大，从受力合理和控制造价的角度，现浇钢筋混凝土框架结构一般不超过 60 米， 地震区现浇钢筋混凝土框架，当设防烈度为 7 度、8 度、9 度、时高度一般不超过 55 米、 45 米和 25 米。 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。 当柱为正方形或接近正方形，或楼面荷载较大的情况下，可采用纵横向承重方案， 这时楼面常为现浇双向板楼盖或井字梁楼盖，两个方向的框架同时承受竖向荷载和水平 荷载。 建筑物是社会物质和文化财富，它在满足使用要求的同时，还需要考虑人们对建筑 物在美观方面的要求，本工程主体为四层，房子对比显明，错落有置又给人不呆板的感 觉。 1.1.1 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， 但是着手于建筑空间的组合。 各种类型的建筑，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。 南京工业大学本科生毕业设计(论文) 3 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.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，采风通风 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 材料应符合相应的建筑标准；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。 2. 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，本住宅采用梁板式双跑楼梯。 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。 3. 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、经及总体环境对单体建筑提出的内外两方面的要求。 1.1.2 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，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。 引言 4 本工程为小学教学楼。垂直交通采用楼梯，门的高度根据人体尺寸来确定，窗高要 满足通风采光要求。 1.1.3 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。建筑立面可以看成是由 许多构部件所组成：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，以及台基、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和构部件的比例和尺度，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。 1.1.4 基础和地基设计 基础和地基具有不可分割的关系，但又是不同的概念，基础是建筑物与土层直接接 触的部分，它承受建筑物的全部荷载，并把他们传给地基，基础是建筑物的一个组成部 分，而地基是基础下面的土层，承受由基础传来的整个建筑物的荷载。地基不是建筑物 的组成部分。 地基分两种：一是天然土层具有足够的承载能力，不需人工处理就能承受建筑物全 部荷载的叫天然地基。一是当上部荷载叫大或土层承载能力叫弱，缺乏足够的坚固性和 稳定性，必须经人工处理后才能承受建筑物全部荷载的叫人工地基。 根据地基土质好坏，荷载大小及冰冻深度，常把基础埋在地表以下适当深度处，这 个深度成为埋置深度（简称埋深） 。一般基础的埋深应大于冰冻线的深度，从经济和施工 角度分析，基础的埋深，在满足要求的情况下越浅越好，但最小不能小于 0.5 米。天然 地基上的基础，一般把埋深在 5 米以内的叫浅基，超过 5 米的叫深基。本工程考虑到地 下水位的高度，冰冻线的深度，以及地下软弱层的深度和范围，确定 1.5 米深度作为基 础埋深，同时考虑到该工程为框架结构，梁柱中心线不重合，将会产生较大的竖向弯矩， 为了提高抗侧刚度，满足纵横向弯矩的平衡，提高抗剪切能力，该工程选用柱下独立基 础，基础顶设置连梁，满足以上条件，同时又能起到节省材料的作用。 1.1.5 楼梯设计 楼梯是建筑物中的重要组成部分，它是主要的垂直交通设施之一，楼梯的主要功能 是通行和疏散。 板式楼梯和梁式楼梯是最常见的现浇楼梯，宾馆和公共建筑有时也采用一些特种楼 梯，如螺旋板式楼梯和悬挑式楼梯。此外也有采用装配式楼梯的。 南京工业大学本科生毕业设计(论文) 5 板式楼梯由梯段板、休息平台和平台梁组成，梯段是斜放的齿形板，支承在平台梁 上和楼层梁上，底层下端一般支承在垄墙上。板式楼梯的优点是下表面平整，施工支模 方便，外观比较轻巧；缺点是斜板较厚，约为梯段板斜长的 1/251/30，其混凝土用量 和钢材用量都较多，一般适用于梯段板的水平跨长不超过 3M 时。 梁式楼梯同踏步板、斜梁和平台板、平台梁组成。 设计楼梯时应考虑以下三个基本要求： （1）要满足功能上的要求 楼梯的数量、位置、形式和楼梯的宽度、坡度均应该符合上下通畅、疏散方便的原 则，楼梯间必须直接采光，采光面积应不小于 1/12 楼梯间平面面积。设置在公共建筑 中的主要楼梯，有的需要富丽堂皇，有的需要精巧简洁，应在楼梯形式、栏杆式样、材 料选用方面作精心设计，一般建筑则适当考虑美观问题。 （2）要满足结构和建筑构造方面的要求 在建筑构造方面要满足坚固与安全的要求，例如扶手、栏杆和踏步之间应有牢固 的连接，选用栏杆式样也应注意花饰形式。杆件与杆件的间距应考虑防止发生意外事故。 （3）要满足防火、安全方面的要求 楼梯的间距和数量，应根据建筑物的耐火等级，满足防火设计规范中民用建筑及工 业辅助建筑安全出口所规定的要求。这样楼梯才有足够的通行和疏散能力，此外还应注 意在楼梯间四周的墙，不准有凸出太多的砖柱、砖礅、散热片、消防栓等构件，防止人 在紧急疏散通行时受阻而发生意外。在楼梯间内除必须的门以为，不准另外设置门、窗， 防止火灾发生时，火焰窜出和烟雾蔓延、扩散到楼梯间而使楼梯失去通行疏散作用。 楼梯材料的选用应该考虑建筑物的耐火等级，同时还应结合考虑材料的耐磨、防滑、 易清洁和美观等要求。此外，设计楼梯时尚需考虑到经济和施工的方便。 1.2 结构设计说明 1.2.1 结构选型 结构是建筑的骨架，是建筑赖以存在的基础,作为建筑的骨架形成人类的建筑空间， 用来满足人类的生产、生活需要及对建筑物的美观要求（结构的建筑功能） 。在正确设计、 施工及正常使用条件下，建筑应该具有抵御可能出现的各种作用的能力（建筑结构的安 引言 6 全功能） 。此外，建筑结构的工程造价及用工量分别占建筑物造总工期的 40%50%（建筑 结构的经济指标） 。 为了使建筑物设计符合技术先进、经济合理、安全适用、确保质量的要求，建筑结 构方案设计，包括结构选型设计占有重要地位。建筑结构方案设计和选型的构思是一项 很细致的工作，只有充分考虑各种影响因素并进行全面综合分析，才能选出优化的方案。 建筑物的形式和风格总是和构成它的材料和结构方式相适应的。在实践中不断地探 索能够经济、合理地充分发挥材料、结构潜力的形式和风格，并逐渐形成建筑体系和结 构体系。结构是建筑的骨架，是建筑赖以存在的基础，该办公楼选用框架结构是合理的。 框架结构体系是由竖向构件的柱子与水平构件的梁通过节点连接而组成，即，承担 竖向荷载，又承担水平荷载（风、地震） 。框架结构体系的优点是建筑平面布置灵活，可 以提供较大的建筑空间，也可以构成丰富多变的立面造型。 1 .内力及变形特点： （1）平荷载作用下，框架结构内力分布的特点是：底层柱子的轴力、剪力和弯矩， 且由上向下减小。一般情况下，每根柱子都有反弯点，但当梁的刚度比柱子刚度小很多 时，柱子可能没有反弯点。 （2） 作用下框架结构的侧向变形主要由两部分组成： 第一部分是由柱和梁的弯曲产生的侧移 1,这部分侧移呈现剪切型特征； 第二部分是由柱的拉伸、压缩产生的侧移 2,这部分侧移呈现弯曲型特征。 其中，第一部分侧移 1是主要的，随着框架结构的高度增大，第二部分侧移 2在 总侧移中所占比重逐渐增大，但由于框架结构所能适用的最大高度有限，故两部分侧移 合成后的框架结构总位移仍然主要呈现剪切变形的特征；框架结构的变形规律是：底层 框架的层间变形最大，向上逐渐减小。 2.震害特点 由梁、柱线形杆件组成的框架结构体系，由于侧向刚度教弱，在房屋高度增加的情 况下，其内力和侧移增长的很快，在地震的作用下往往由于其过大的侧移，导致结构的 破坏。 强烈地震作用下，框架结构体系一旦其构件端部进入塑性屈服，随之就会出现混凝 土压酥、脱落、主筋外露、压曲和箍筋崩脱等较重的破坏现象，有的柱子可能出现剪拉、 南京工业大学本科生毕业设计(论文) 7 剪压等脆性破坏。在强烈地震作用下，框架梁柱节点可能出现双向交叉裂缝，或沿柱子 纵筋方向产生粘结开裂，混凝土保护层剥落，从而导致节点部分柱子钢筋出现灯笼状的 压屈破坏。 框架结构体系的震害一般较多发生在柱端。就平面上不同位置的柱子而言，边柱的 破坏程度一般较中柱为重。边柱之中，又以角柱的破坏程度更重。就竖向不同高度位置 的柱子而言，底层柱子往往较以上的柱子更早破坏。就层内一根柱子而言，柱子上端的 震害往往重于下端。与柱子的震害相对比而言，梁端及梁身的震害较少、较轻；节点的 震害也较少。框架结构的砌体填充墙，在历次地震中表现出普遍的震害。填充墙震害的 一般规律是“上轻下重” ；贴砌在框架平面外的填充墙震害比嵌砌在框架平面内的为重。 现浇框架其结构整体性较好，抗震性能强，钢材用量省。缺点是模板消耗量大，现 场工作量大，但可采用工业化现浇的施工工艺来改进，效果是不错的，故该工程用现浇 的方法。无论是现浇框架，还是预制框架，均应尽量符合“强柱弱梁，强剪弱弯，强压 弱弯，强节点弱构件”的抗震设计准则，使框架结构具有合理的抗震破坏机制梁铰 侧移机制，达到规范对结构抗震的目的要求。 梁、柱混凝土强度等级相差不宜大于 5Mpa，如超过时，梁、柱节点区施工时应作专 门处理，使节点区混凝土强度等级与柱相同。 框架结构的开间、进深、层高等尺寸以及所选用的构件类型应尽量减少规格类型， 以利于构件生产的工业化，并最大限度地利用国家标准构配件。 3. 截面尺寸要求： 框架柱的截面形式通常大多为方形、矩形，根据建筑需要也有圆形，八角形等，也 可采用柱肢厚度与墙体厚度一致的 T 形、L 形、十字形的截面形式。框架柱截面尺寸的确 定按规范中构造要求定。 4. 结构布置要求： 抗震框架结构的平面布置应力求简单、规则、均匀、对称，使刚度中心与质量中心 尽量减小偏差，并尽量使框架结构的纵向、横向具有相近的自振特性。框架结构应布置 并设计为双向抗侧力体系，主体结构的梁柱间不应采用铰接，也不应采用横向为刚接， 纵向也铰接的结构体系。 1.2.2 结构设计 框架结构一般有按空间结构分析和简化成平面结构分析两种方法。在计算机没有普 及的年代，实际为空间工作的框架常被简化成平面结构采用手算的方法进行分析。近年 引言 8 来随着微机的日益普及和应用程序的不断出现，框架结构分析时更多的是根据结构力学 位移法的基本原理编制电算程序，由计算机直接求出结构的变形、内力，以至各截面的 配筋。 由于目前计算机内存和运算速度已经能够满足结构计算的需要，因此在计算机程序 中一般是按空间结构进行分析。但是在初步设计阶段，为确定结构布置方案或估算构件 截面尺寸，还是需要采用一些简单的近似计算方法，以求既快又省地解决问题。另外， 近似的手算方法虽然计算精度较差，但概念明确，能够直观地反映结构的受力特点，因 此，工程设计中也常利用手算的结果来定性的校核判断电算结果的合理性，所以我将重 点介绍框架结构的近似手算法。 1. 计算单元确定 一般情况下，框架结构是一个空间受力体系，为了方便起见，常常忽略结构纵向和 横向之间的空间联系，忽略各构件的抗扭作用，将纵向框架和横向框架分别按平面框架 进行分析计算。由于横向框架的间距相同，作用于各横向框架上的荷载相同，框架的抗 侧刚度相同，因此，除端部外，各榀横向框架都将产生相同的内力与变形，结构设计时 一般取中间有代表性的一榀横向框架进行分析即可；而作用于纵向框架上的荷载则各不 相同，必要时应分别进行计算。 （1）节点的简化 框架节点一般总是三向受力的，但当按平面框架进行结构分析时，则节点也相应地 简化。在现浇钢筋混凝土结构中，梁和柱内的纵向受力钢筋都将穿过节点或锚入区，这 时应简化为刚节点。 （2）柱网和层高的确定 在结构计算简图中，杆件用轴线来表示。框架梁的跨度即取柱子轴线之间的距离。 框架的层高（框架柱的长度）即为相应的建筑层高，而底层柱的长度则应从基础顶面算 起。对于不等跨框架，当个跨跨度相差不大于 10%时，在手算时可简化为等跨框架，跨度 取原框架各跨跨度的平均值，以减少计算工作量。但在电算时一般可按实际情况考虑。 （3）截面尺寸确定（根椐梁的跨度初估） （4）柱截面尺寸的确定（根据层高初估） （5）构件截面抗弯刚度的计算。 在计算框架梁截面惯性距 I 时应考虑到楼板的影响。在框架梁两端节点附近，梁受 负弯矩，顶部的楼板受拉，楼板对梁的截面抗弯刚度影响较小；而在框架梁的跨中，梁 南京工业大学本科生毕业设计(论文) 9 受正弯矩，楼板处于受压区形成 T 形截面梁，楼板对梁的截面抗弯刚度影响较大。在工 程设计中，为简便起见，仍假定梁的截面惯性距 I 沿轴线不变，对现浇楼盖中框架取 I=2I0 边框架取 I=1.5I0;对装配整体式楼盖，这里 I0 为矩形截面梁的截面惯性矩。 反弯点发首先假定梁柱之间的线刚度只比为无穷大，其次又假定柱的反弯点高度为 一定值，从而使框架结构在侧向荷载作用下的内力计算大为简化。但这样做同时也带来 了一定的误差，首先是当梁柱线刚度较为接近时，特别是在高层框架结构或抗震设计时， 梁的线刚度可能小于柱的线刚度，框架节点对柱的约束应为弹性支承。柱的抗侧刚度不 但与柱的线刚度和层高有关，而且还于梁的线刚度等因素有关。 另外，柱的反弯点高度也与梁柱线刚度比、上下层横梁的线刚度比、上下层层高的 变化等因素有关。 1）柱弯矩和剪力的求解： 由表可查得 y1=y2=y3=o，因而 y=y0，风荷载分布接均布荷载，故 y0 按均布 荷载查表，地震作用按倒三角荷载查表。 一般层： 底层: 计算公式： kiKc24321kiKc25.021 021yhVMiDjjc下 )1(0yhVMDPjjjj上 i1 i2 i3 i4Ic i1 i2 ic 引言 10 2）梁端弯矩及梁剪力和柱轴力的求解： 梁端弯矩：对于边柱： 对于中柱： 梁剪力： 柱轴力：对于边柱，顶层的柱轴力即为梁端剪力，下一层的柱轴力即为上一层的柱 轴力加上此层的梁端剪力。对于中柱，顶层的柱轴力等于左右两梁的剪力值之差，下一 层的柱轴力等于相应层两梁的剪力值之差加上上一层的柱轴力。 3）柱边弯矩和梁跨中弯矩的求解： 2. 荷载标准值计算 （1）恒载计算 1) 屋面框架梁均布线荷载标准值 2) 楼面框架梁线荷载标准 3) 屋面框架节点集中荷载标准值 4) 楼面框架节点集中荷载标准值 (2) 活载标准值计算 3. 地震作用计算 在此仅考虑水平地震作用即可，并可采用基底剪力法计算水平地震作用力。 lMVjjj 右左 右左 右下上右 右左 左下上左 iijjj jjj )(下上 jjjM2*右 柱 边左 柱 边中 梁 端柱 边 MbV 南京工业大学本科生毕业设计(论文) 11 为求基底剪力，先要计算结构各层的总重力荷载代表值，在此为简化计算，仅取一 榀框架的重力荷载代表值进行计算。 顶层重力荷载代表值包括：屋面恒载，50%屋面活 荷载，纵、横梁自重，半层柱自重，半层墙体自重以及女儿墙自重。其它层重力荷载代 表值包括：楼面恒载，50%楼面活荷载，纵、横梁自重，楼面梁自重，楼面上、下各半层 的柱及纵、横墙自重。请注意：在计算重力荷载代表值时，屋面活荷载仅考虑雪荷载。 4. 框架结构侧移计算 控制框架结构侧移要计算两部分内容：一是计算顶层最大侧移，因周期过大，将影 响使用；二是计算层间相对侧移，其值过大，将会使填充墙出现裂缝。引起框架的侧移， 主要是水平荷载作用。 对一般的多层框架结构而言，仅需计算由梁柱弯曲变形所产生的侧向位移，而不考 虑梁柱的轴向变形和截面的剪切变形所产生的结构侧移，这样计算的框架侧移已能满足 工程设计的精度要求。 5. 荷载作用下的框架结构内力计算 框架结构在竖向荷载作用下的内力计算可近似地采用分层法。通常，多层多跨框架 在竖向荷载作用下的侧移是不大的，可近似的按无侧移框架进行分析，而且当某层梁上 有竖向荷载时，在该层梁及相邻柱子中产生较大内力，而在其他楼层的梁、柱子所产生 内力，在经过柱子传递和节点分配以后，其值将随着传递和分配次数的增加而衰减，且 梁的线刚度越大，衰减越快。因此，在进行竖向荷载作用下的内力分析时，可假定作用 在某一层框架梁上的竖向荷载只对本层楼的梁以及与本层梁相连的框架柱产生弯矩和剪 力，而对其他楼层框架和隔层的框架柱都不产生弯矩和剪力。 于是，多层多跨框架在多层竖向荷载同时作用下的内力，可以看成是各层竖向荷载 单独作用下的内力的叠加，但还要进行修正。除底层以外其他各层柱的线刚度均乘 0.9 的折减系数。柱的弯矩传递系数为 1/3。 用弯矩二次分配法计算框架弯矩竖向荷载作用下框架的内力分析，除活荷载较大的 工业厂房外，对一般的工业与民用建筑可不考虑活载的不利布置法求得的弯矩偏低，但 当活荷载占总荷载比例较小时，其影响很小，若活荷载占总荷载比例较大，可在截面配 筋时，将跨中弯矩乘 1.11.2 的放大系数予以调整。 弯矩二次分配法 (1)计算竖向荷载作用下各跨梁的固端弯矩，并将各节点不平衡弯矩进行第一次分 配。 引言 12 (2)将所有杆端的分配弯矩向运端传递，传递系数均为 1/2 (3)将各节点因传递而产生的新的不平衡弯矩进行第二次分配，使各节点处于平衡状 态。 6. 各杆端弯矩。 （1）固端弯矩的计算： 梁上的分布荷载含有矩形、梯形或三角形荷载，在求固端弯矩时可直接根据图示荷 载计算，也可根据固端相等的原则，先将梯形分布荷载及三角形荷载化为等放均布荷载， 在此采用后一方法。 （2）梁端剪力及柱轴力计算 （3）跨中弯矩的求解： 对于跨中弯距的求解，应按转化前的计算简图进行计算，在本设计中为简化 计算，是按照转化后的计算简图进行计算的。 （4）柱边剪力和柱边弯矩： 计算公式： 柱边剪力：V 柱边 =V 梁端 -qb/2 柱边弯矩 M 柱边 =M 梁端 -V 柱边 b/2 横向框架内力组合通过框架内力分析，获得了在不同荷载作用下产生的构件内 力标准值。进行结构设计时，应根据可能出现的最不利情况确定构件内力设计值。 1）结构抗震等级 结构抗震等级可根据结构类型，地震烈度，房屋高度等因素，由表确定可知，本工 程的框架为三级抗震等级。 2）框架梁内力组合 本工程考虑了四种内力组合，即 1.2SGk+1.4 SQk，1.2 SGk+0.91.4（S Qk+ SWk） ， 1.35 SGk+1.0 SQk及 1.2 SGE+1.3 SEK，此外对于本工程 1.2 SGk+1.4 SWk这种内力组合与考 虑地震作用的组合相比，一般较小，对结构设计不起控制作用，故不予考虑，各层梁的 内力组合结果见表下，表中 SGk、S Qk两列中的梁端弯矩 M 为经过调幅后的弯矩（调幅系数 取 0.9） 取上述荷载组合中最不利情况作为截面设计时用的内力设计值。 7. 构件设计 南京工业大学本科生毕业设计(论文) 13 (1) 框架梁 梁正截面受弯承载力计算，梁斜截面受弯承载力计算，梁的抗震构造措施。 (2) 框架柱 柱截面尺寸验算，柱正截面承载力计算，柱斜截面承载力计算，柱 的抗震构造措施。