【四層】3200平米職教教學(xué)樓(計(jì)算書(shū)、建筑、結(jié)構(gòu)圖)
【四層】3200平米職教教學(xué)樓(計(jì)算書(shū)、建筑、結(jié)構(gòu)圖),【溫馨提示】壓縮包內(nèi)含CAD圖有預(yù)覽點(diǎn)開(kāi)可看。打包內(nèi)容里dwg后綴的文件為CAD圖,可編輯,無(wú)水印,高清圖,壓縮包內(nèi)文檔可直接點(diǎn)開(kāi)預(yù)覽,需要原稿請(qǐng)自助充值下載,所見(jiàn)才能所得,請(qǐng)細(xì)心查看有疑問(wèn)可以咨詢QQ:11970985或197216396
南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 1 引言 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)是外國(guó)語(yǔ)小學(xué)第二教學(xué)樓設(shè)計(jì),這是對(duì)我大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)的 總結(jié),對(duì)我畢業(yè)后實(shí)際工作能力、適應(yīng)社會(huì)能力有很大的影響。我與畢業(yè)設(shè)計(jì)同組同學(xué) 在徐愛(ài)華,孔憲賓等老師的指導(dǎo)下,進(jìn)行了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要目的是 加深對(duì)理論和概念的理解,獨(dú)立系統(tǒng)的完成一項(xiàng)工程設(shè)計(jì),熟悉工程設(shè)計(jì)的一般步驟, 熟悉相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范、手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)圖以及工程實(shí)踐中常用的方法。 本 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) 主 要 包 括 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書(shū) 、 建 筑 設(shè) 計(jì) ( 包 括 總 平 面 圖 、 平 面 圖 、 立 面 圖 、 剖 面 圖 等 ) 、 框 架 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 、 基 礎(chǔ) 設(shè) 計(jì) 以 及 其 它 附 屬 構(gòu) 件 設(shè) 計(jì) , 基 本 上 是 一 個(gè) 比 較 全 面 的 設(shè) 計(jì) 。 在 設(shè) 計(jì) 中 運(yùn) 用 了 Auto-CAD、 PKPM 等 一 系 列 計(jì) 算 機(jī) 輔 助 設(shè) 計(jì) 軟 件 , 對(duì) 自 己 的 計(jì) 算 機(jī) 知 識(shí) 和 軟 件 運(yùn) 用 能 力 有 了 一 定 的 加 強(qiáng) 。 本 設(shè) 計(jì) 從 建 筑 到 結(jié) 構(gòu) 是 一 個(gè) 較 為 完 整 的 設(shè) 計(jì) 過(guò) 程 , 通 過(guò) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 復(fù) 習(xí) 和 鞏 固 了 以 前 所 學(xué) 知 識(shí) , 把 主 要 課 程 聯(lián) 系 成 一 個(gè) 完 整 的 體 系 , 并 運(yùn) 用 于 設(shè) 計(jì) 中 ; 本 次 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 培 養(yǎng) 了 我 進(jìn) 行 獨(dú) 立 設(shè) 計(jì) 的 基 本 能 力 , 為 畢 業(yè) 后 的 工 作 打 下 了 堅(jiān) 實(shí) 的 基 礎(chǔ) 。 在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中我的指導(dǎo)老師在百忙之中,傾注了大量時(shí)間和精力,給予了必要 的指導(dǎo),在此表示衷心的感謝。 在所難免,敬請(qǐng)各位評(píng)審老師批評(píng)指正。由于畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間倉(cāng)促,工作量較大,加 之設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)有限,不妥之處 1.1 建筑設(shè)計(jì)說(shuō)明 建筑設(shè)計(jì)在現(xiàn)有的自然環(huán)境與總體規(guī)劃的前提下,根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求,綜合考 慮使用功能、結(jié)構(gòu)施工、材料設(shè)備、經(jīng)濟(jì)藝術(shù)等問(wèn)題,著重解決建筑內(nèi)部使用功能和使 用空間的合理安排,內(nèi)部和外表的藝術(shù)效果,各個(gè)細(xì)部的構(gòu)造方式等,創(chuàng)造出既符合科 學(xué)性,又具有藝術(shù)效果的工作環(huán)境。 建筑設(shè)計(jì)應(yīng)考慮建筑與結(jié)構(gòu)等相關(guān)的技術(shù)的綜合協(xié)調(diào),以及如何以更少的材料、勞 動(dòng)力、投資和時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)各種要求,使建筑物做到適用、經(jīng)濟(jì)、堅(jiān)固、美觀。 本方案采用框架結(jié)構(gòu),框架結(jié)構(gòu)是由梁、柱、節(jié)點(diǎn)及基礎(chǔ)組成的結(jié)構(gòu)形式,橫梁和 立柱通過(guò)節(jié)點(diǎn)連成一體,形成承重結(jié)構(gòu),將荷載傳至基礎(chǔ)。其特點(diǎn)是承重系統(tǒng)與非承重 系統(tǒng)有明確的分工,支承建筑空間的骨架與梁,柱是承重系統(tǒng),而分割室內(nèi)外空間的圍 護(hù)結(jié)構(gòu) 引言 2 和輕質(zhì)隔墻是不承重的,這種結(jié)構(gòu)形式強(qiáng)度高,整體性好剛度大,抗震性好,開(kāi)窗 自由。 框架結(jié)構(gòu)是多層、高層建筑的一種主要結(jié)構(gòu)形式。這種結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)點(diǎn)是建筑平面 布置靈活,能獲得較大的使用空間,建筑立面容易處理,可以適應(yīng)不同的房屋造型。同 時(shí),在結(jié)構(gòu)性能方面,框架結(jié)構(gòu)屬于柔性結(jié)構(gòu),自振周期較長(zhǎng),地震反應(yīng)較小,經(jīng)過(guò)合 理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以具有較好的延性性能。我國(guó)定義 8 層及 8 層以上的建筑為高層建筑, 一般認(rèn)為 8 層以下房屋屬多層建筑,鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)多用于多層建筑,較少用于高 層建筑,因?yàn)楫?dāng)房屋的高度超過(guò)一定的范圍時(shí),框架結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度較小,水平荷載作用 下側(cè)移較大,從受力合理和控制造價(jià)的角度,現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)一般不超過(guò) 60 米, 地震區(qū)現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架,當(dāng)設(shè)防烈度為 7 度、8 度、9 度、時(shí)高度一般不超過(guò) 55 米、 45 米和 25 米。 框架結(jié)構(gòu)是由梁、柱、節(jié)點(diǎn)及基礎(chǔ)組成的結(jié)構(gòu)形式,橫梁和柱,通過(guò)節(jié)點(diǎn)連為一體, 形成承重結(jié)構(gòu),將荷載傳至基礎(chǔ),整個(gè)房屋全部采用這種結(jié)構(gòu)形式的稱為框架結(jié)構(gòu)或純 (全)框架結(jié)構(gòu),框架可以是等跨或不等跨的,也可以是層高相同或不完全相同的,有 時(shí)因工藝和使用要求,也可能在某層抽柱或某跨抽梁,形成缺梁、缺柱的框架。 當(dāng)柱為正方形或接近正方形,或樓面荷載較大的情況下,可采用縱橫向承重方案, 這時(shí)樓面常為現(xiàn)澆雙向板樓蓋或井字梁樓蓋,兩個(gè)方向的框架同時(shí)承受豎向荷載和水平 荷載。 建筑物是社會(huì)物質(zhì)和文化財(cái)富,它在滿足使用要求的同時(shí),還需要考慮人們對(duì)建筑 物在美觀方面的要求,本工程主體為四層,房子對(duì)比顯明,錯(cuò)落有置又給人不呆板的感 覺(jué)。 1.1.1 平面設(shè)計(jì) 建筑平面是表示建筑物在水平方向房屋各部分的組合關(guān)系。由于建筑平面通常較為 集中反映建筑功能方面的問(wèn)題,一些剖面關(guān)系比較簡(jiǎn)單的建筑,它們的平面布置基本上 能夠反映空間組合的主要內(nèi)容,因此,首先從建筑平面設(shè)計(jì)入手。但是在平面設(shè)計(jì)中, 我始終從建筑整體空間組合的效果來(lái)考慮,緊密聯(lián)系建筑剖面和立面,分析剖面、立面 的可能性和合理性,不斷調(diào)整修改平面,反復(fù)深入。也就是說(shuō),雖然我從平面設(shè)計(jì)入手, 但是著手于建筑空間的組合。 各種類型的建筑,從組成平面各部分面積的使用性質(zhì)來(lái)分析,主要可以歸納為使 用部分和交通聯(lián)系部分兩類。 南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 3 建筑平面設(shè)計(jì)是組合布置建筑物在水平方向房屋各部分的組合關(guān)系,它包括使用部 分設(shè)計(jì)和交通聯(lián)系部分設(shè)計(jì)。 1.使用部分平面設(shè)計(jì) 建筑平面中各個(gè)使用房間和輔助房間,是建筑平面組合的基本單元。本設(shè)計(jì)在使用 平面設(shè)計(jì)中充分考慮了以下幾點(diǎn):注意了房間的面積、形狀和尺寸滿足室內(nèi)使用活動(dòng)和 設(shè)備合理布置的要求;門窗的大小和位置考慮了房間的出入方便,疏散安全,采風(fēng)通風(fēng) 良好;房間的構(gòu)成注意使結(jié)構(gòu)布置合理,施工方便,也要有利于房間之間的組合,所用 材料應(yīng)符合相應(yīng)的建筑標(biāo)準(zhǔn);室內(nèi)空間,以及頂棚、地面、各個(gè)墻面和構(gòu)件細(xì)部,應(yīng)考 慮人們的使用和審美要求。 對(duì)于輔助房間的平面設(shè)計(jì),通常根據(jù)建筑物的使用特點(diǎn)和使用人數(shù)的多少,先確定 所需設(shè)備的個(gè)數(shù),根據(jù)計(jì)算所得的設(shè)備數(shù)量,考慮在整幢建筑中輔助房間的分布情況, 最后在建筑平面組合中,根據(jù)整幢房屋的使用要求適當(dāng)調(diào)整并確定這些輔助房間的面積、 平面形式和尺寸。 2. 交通聯(lián)系部分設(shè)計(jì) 交通聯(lián)系部分是把各個(gè)房間以及室內(nèi)交通合理協(xié)調(diào)起來(lái),同時(shí)又要考慮到使用房間 和輔助房間的用途,減少交通干擾。樓梯是垂直交通聯(lián)系部分,是各個(gè)樓層疏散的必經(jīng) 之路,同時(shí)又要考慮到建筑防火要求,本住宅采用梁板式雙跑樓梯。 本設(shè)計(jì)中交通聯(lián)系部分設(shè)計(jì)能滿足下列要求:交通線路簡(jiǎn)捷明確,聯(lián)系通行方便; 人流通暢,緊急疏散時(shí)迅速安全;滿足一定的通風(fēng)采光要求;力求節(jié)省交通面積,同時(shí) 考慮空間組合等設(shè)計(jì)問(wèn)題。 3. 平面組合設(shè)計(jì) 建筑平面的組合設(shè)計(jì),一方面,是在熟悉平面各組成部分的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步從建筑 整體的使用功能、技術(shù)經(jīng)濟(jì)和建筑藝術(shù)等方面,來(lái)分析對(duì)平面組合的要求;另一方面, 還必須考慮總體規(guī)劃、基地環(huán)境對(duì)建筑單體平面組合的要求。即建筑平面組合設(shè)計(jì)須要 綜合分解建筑本身提出的、經(jīng)及總體環(huán)境對(duì)單體建筑提出的內(nèi)外兩方面的要求。 1.1.2 剖面設(shè)計(jì) 建筑剖面圖是表示建筑物在垂直方向房屋各部分的組合關(guān)系,剖面設(shè)計(jì)主要表現(xiàn)為 建筑物內(nèi)部結(jié)構(gòu)構(gòu)造關(guān)系,以及建筑高度、層高、建筑空間的組合與利用。它和房屋的 使用、造價(jià)和節(jié)約用地有著密切關(guān)系,也反映了建筑標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)方面。其中一些問(wèn)題需 要平、剖面結(jié)合在一起研究,才具體確定下來(lái)。 引言 4 本工程為小學(xué)教學(xué)樓。垂直交通采用樓梯,門的高度根據(jù)人體尺寸來(lái)確定,窗高要 滿足通風(fēng)采光要求。 1.1.3 立面設(shè)計(jì) 立面設(shè)計(jì)是為了滿足使用功能和美化環(huán)境的需要而進(jìn)行的。建筑立面可以看成是由 許多構(gòu)部件所組成:它們有墻體、梁柱、墻墩等構(gòu)成房屋的結(jié)構(gòu)構(gòu)件,有門窗、陽(yáng)臺(tái)、 外廊等和內(nèi)部使用空間直接連通的部件,以及臺(tái)基、勒腳、檐口等主要起到保護(hù)外墻作 用的組成部分。恰當(dāng)?shù)卮_定立面中這些組成部分和構(gòu)部件的比例和尺度,運(yùn)用節(jié)奏韻律、 虛實(shí)對(duì)比等規(guī)律,設(shè)計(jì)出體型完整、形式與內(nèi)容統(tǒng)一的建筑立面,是立面設(shè)計(jì)的主要任 務(wù)。 1.1.4 基礎(chǔ)和地基設(shè)計(jì) 基礎(chǔ)和地基具有不可分割的關(guān)系,但又是不同的概念,基礎(chǔ)是建筑物與土層直接接 觸的部分,它承受建筑物的全部荷載,并把他們傳給地基,基礎(chǔ)是建筑物的一個(gè)組成部 分,而地基是基礎(chǔ)下面的土層,承受由基礎(chǔ)傳來(lái)的整個(gè)建筑物的荷載。地基不是建筑物 的組成部分。 地基分兩種:一是天然土層具有足夠的承載能力,不需人工處理就能承受建筑物全 部荷載的叫天然地基。一是當(dāng)上部荷載叫大或土層承載能力叫弱,缺乏足夠的堅(jiān)固性和 穩(wěn)定性,必須經(jīng)人工處理后才能承受建筑物全部荷載的叫人工地基。 根據(jù)地基土質(zhì)好壞,荷載大小及冰凍深度,常把基礎(chǔ)埋在地表以下適當(dāng)深度處,這 個(gè)深度成為埋置深度(簡(jiǎn)稱埋深) 。一般基礎(chǔ)的埋深應(yīng)大于冰凍線的深度,從經(jīng)濟(jì)和施工 角度分析,基礎(chǔ)的埋深,在滿足要求的情況下越淺越好,但最小不能小于 0.5 米。天然 地基上的基礎(chǔ),一般把埋深在 5 米以內(nèi)的叫淺基,超過(guò) 5 米的叫深基。本工程考慮到地 下水位的高度,冰凍線的深度,以及地下軟弱層的深度和范圍,確定 1.5 米深度作為基 礎(chǔ)埋深,同時(shí)考慮到該工程為框架結(jié)構(gòu),梁柱中心線不重合,將會(huì)產(chǎn)生較大的豎向彎矩, 為了提高抗側(cè)剛度,滿足縱橫向彎矩的平衡,提高抗剪切能力,該工程選用柱下獨(dú)立基 礎(chǔ),基礎(chǔ)頂設(shè)置連梁,滿足以上條件,同時(shí)又能起到節(jié)省材料的作用。 1.1.5 樓梯設(shè)計(jì) 樓梯是建筑物中的重要組成部分,它是主要的垂直交通設(shè)施之一,樓梯的主要功能 是通行和疏散。 板式樓梯和梁式樓梯是最常見(jiàn)的現(xiàn)澆樓梯,賓館和公共建筑有時(shí)也采用一些特種樓 梯,如螺旋板式樓梯和懸挑式樓梯。此外也有采用裝配式樓梯的。 南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 5 板式樓梯由梯段板、休息平臺(tái)和平臺(tái)梁組成,梯段是斜放的齒形板,支承在平臺(tái)梁 上和樓層梁上,底層下端一般支承在壟墻上。板式樓梯的優(yōu)點(diǎn)是下表面平整,施工支模 方便,外觀比較輕巧;缺點(diǎn)是斜板較厚,約為梯段板斜長(zhǎng)的 1/25~1/30,其混凝土用量 和鋼材用量都較多,一般適用于梯段板的水平跨長(zhǎng)不超過(guò) 3M 時(shí)。 梁式樓梯同踏步板、斜梁和平臺(tái)板、平臺(tái)梁組成。 設(shè)計(jì)樓梯時(shí)應(yīng)考慮以下三個(gè)基本要求: (1)要滿足功能上的要求 樓梯的數(shù)量、位置、形式和樓梯的寬度、坡度均應(yīng)該符合上下通暢、疏散方便的原 則,樓梯間必須直接采光,采光面積應(yīng)不小于 1/12 樓梯間平面面積。設(shè)置在公共建筑 中的主要樓梯,有的需要富麗堂皇,有的需要精巧簡(jiǎn)潔,應(yīng)在樓梯形式、欄桿式樣、材 料選用方面作精心設(shè)計(jì),一般建筑則適當(dāng)考慮美觀問(wèn)題。 (2)要滿足結(jié)構(gòu)和建筑構(gòu)造方面的要求 在建筑構(gòu)造方面要滿足堅(jiān)固與安全的要求,例如扶手、欄桿和踏步之間應(yīng)有牢固 的連接,選用欄桿式樣也應(yīng)注意花飾形式。桿件與桿件的間距應(yīng)考慮防止發(fā)生意外事故。 (3)要滿足防火、安全方面的要求 樓梯的間距和數(shù)量,應(yīng)根據(jù)建筑物的耐火等級(jí),滿足防火設(shè)計(jì)規(guī)范中民用建筑及工 業(yè)輔助建筑安全出口所規(guī)定的要求。這樣樓梯才有足夠的通行和疏散能力,此外還應(yīng)注 意在樓梯間四周的墻,不準(zhǔn)有凸出太多的磚柱、磚礅、散熱片、消防栓等構(gòu)件,防止人 在緊急疏散通行時(shí)受阻而發(fā)生意外。在樓梯間內(nèi)除必須的門以為,不準(zhǔn)另外設(shè)置門、窗, 防止火災(zāi)發(fā)生時(shí),火焰竄出和煙霧蔓延、擴(kuò)散到樓梯間而使樓梯失去通行疏散作用。 樓梯材料的選用應(yīng)該考慮建筑物的耐火等級(jí),同時(shí)還應(yīng)結(jié)合考慮材料的耐磨、防滑、 易清潔和美觀等要求。此外,設(shè)計(jì)樓梯時(shí)尚需考慮到經(jīng)濟(jì)和施工的方便。 1.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說(shuō)明 1.2.1 結(jié)構(gòu)選型 結(jié)構(gòu)是建筑的骨架,是建筑賴以存在的基礎(chǔ),作為建筑的骨架形成人類的建筑空間, 用來(lái)滿足人類的生產(chǎn)、生活需要及對(duì)建筑物的美觀要求(結(jié)構(gòu)的建筑功能) 。在正確設(shè)計(jì)、 施工及正常使用條件下,建筑應(yīng)該具有抵御可能出現(xiàn)的各種作用的能力(建筑結(jié)構(gòu)的安 引言 6 全功能) 。此外,建筑結(jié)構(gòu)的工程造價(jià)及用工量分別占建筑物造總工期的 40%~50%(建筑 結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)) 。 為了使建筑物設(shè)計(jì)符合技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全適用、確保質(zhì)量的要求,建筑結(jié) 構(gòu)方案設(shè)計(jì),包括結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)占有重要地位。建筑結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)和選型的構(gòu)思是一項(xiàng) 很細(xì)致的工作,只有充分考慮各種影響因素并進(jìn)行全面綜合分析,才能選出優(yōu)化的方案。 建筑物的形式和風(fēng)格總是和構(gòu)成它的材料和結(jié)構(gòu)方式相適應(yīng)的。在實(shí)踐中不斷地探 索能夠經(jīng)濟(jì)、合理地充分發(fā)揮材料、結(jié)構(gòu)潛力的形式和風(fēng)格,并逐漸形成建筑體系和結(jié) 構(gòu)體系。結(jié)構(gòu)是建筑的骨架,是建筑賴以存在的基礎(chǔ),該辦公樓選用框架結(jié)構(gòu)是合理的。 框架結(jié)構(gòu)體系是由豎向構(gòu)件的柱子與水平構(gòu)件的梁通過(guò)節(jié)點(diǎn)連接而組成,即,承擔(dān) 豎向荷載,又承擔(dān)水平荷載(風(fēng)、地震) ??蚣芙Y(jié)構(gòu)體系的優(yōu)點(diǎn)是建筑平面布置靈活,可 以提供較大的建筑空間,也可以構(gòu)成豐富多變的立面造型。 1 .內(nèi)力及變形特點(diǎn): (1)平荷載作用下,框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布的特點(diǎn)是:底層柱子的軸力、剪力和彎矩, 且由上向下減小。一般情況下,每根柱子都有反彎點(diǎn),但當(dāng)梁的剛度比柱子剛度小很多 時(shí),柱子可能沒(méi)有反彎點(diǎn)。 (2) 作用下框架結(jié)構(gòu)的側(cè)向變形主要由兩部分組成: 第一部分是由柱和梁的彎曲產(chǎn)生的側(cè)移△ 1,這部分側(cè)移呈現(xiàn)剪切型特征; 第二部分是由柱的拉伸、壓縮產(chǎn)生的側(cè)移△ 2,這部分側(cè)移呈現(xiàn)彎曲型特征。 其中,第一部分側(cè)移△ 1是主要的,隨著框架結(jié)構(gòu)的高度增大,第二部分側(cè)移△ 2在 總側(cè)移中所占比重逐漸增大,但由于框架結(jié)構(gòu)所能適用的最大高度有限,故兩部分側(cè)移 合成后的框架結(jié)構(gòu)總位移仍然主要呈現(xiàn)剪切變形的特征;框架結(jié)構(gòu)的變形規(guī)律是:底層 框架的層間變形最大,向上逐漸減小。 2.震害特點(diǎn) 由梁、柱線形桿件組成的框架結(jié)構(gòu)體系,由于側(cè)向剛度教弱,在房屋高度增加的情 況下,其內(nèi)力和側(cè)移增長(zhǎng)的很快,在地震的作用下往往由于其過(guò)大的側(cè)移,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的 破壞。 強(qiáng)烈地震作用下,框架結(jié)構(gòu)體系一旦其構(gòu)件端部進(jìn)入塑性屈服,隨之就會(huì)出現(xiàn)混凝 土壓酥、脫落、主筋外露、壓曲和箍筋崩脫等較重的破壞現(xiàn)象,有的柱子可能出現(xiàn)剪拉、 南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 7 剪壓等脆性破壞。在強(qiáng)烈地震作用下,框架梁柱節(jié)點(diǎn)可能出現(xiàn)雙向交叉裂縫,或沿柱子 縱筋方向產(chǎn)生粘結(jié)開(kāi)裂,混凝土保護(hù)層剝落,從而導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)部分柱子鋼筋出現(xiàn)燈籠狀的 壓屈破壞。 框架結(jié)構(gòu)體系的震害一般較多發(fā)生在柱端。就平面上不同位置的柱子而言,邊柱的 破壞程度一般較中柱為重。邊柱之中,又以角柱的破壞程度更重。就豎向不同高度位置 的柱子而言,底層柱子往往較以上的柱子更早破壞。就層內(nèi)一根柱子而言,柱子上端的 震害往往重于下端。與柱子的震害相對(duì)比而言,梁端及梁身的震害較少、較輕;節(jié)點(diǎn)的 震害也較少??蚣芙Y(jié)構(gòu)的砌體填充墻,在歷次地震中表現(xiàn)出普遍的震害。填充墻震害的 一般規(guī)律是“上輕下重” ;貼砌在框架平面外的填充墻震害比嵌砌在框架平面內(nèi)的為重。 現(xiàn)澆框架其結(jié)構(gòu)整體性較好,抗震性能強(qiáng),鋼材用量省。缺點(diǎn)是模板消耗量大,現(xiàn) 場(chǎng)工作量大,但可采用工業(yè)化現(xiàn)澆的施工工藝來(lái)改進(jìn),效果是不錯(cuò)的,故該工程用現(xiàn)澆 的方法。無(wú)論是現(xiàn)澆框架,還是預(yù)制框架,均應(yīng)盡量符合“強(qiáng)柱弱梁,強(qiáng)剪弱彎,強(qiáng)壓 弱彎,強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”的抗震設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,使框架結(jié)構(gòu)具有合理的抗震破壞機(jī)制——梁鉸 側(cè)移機(jī)制,達(dá)到規(guī)范對(duì)結(jié)構(gòu)抗震的目的要求。 梁、柱混凝土強(qiáng)度等級(jí)相差不宜大于 5Mpa,如超過(guò)時(shí),梁、柱節(jié)點(diǎn)區(qū)施工時(shí)應(yīng)作專 門處理,使節(jié)點(diǎn)區(qū)混凝土強(qiáng)度等級(jí)與柱相同。 框架結(jié)構(gòu)的開(kāi)間、進(jìn)深、層高等尺寸以及所選用的構(gòu)件類型應(yīng)盡量減少規(guī)格類型, 以利于構(gòu)件生產(chǎn)的工業(yè)化,并最大限度地利用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)配件。 3. 截面尺寸要求: 框架柱的截面形式通常大多為方形、矩形,根據(jù)建筑需要也有圓形,八角形等,也 可采用柱肢厚度與墻體厚度一致的 T 形、L 形、十字形的截面形式??蚣苤孛娉叽绲拇_ 定按規(guī)范中構(gòu)造要求定。 4. 結(jié)構(gòu)布置要求: 抗震框架結(jié)構(gòu)的平面布置應(yīng)力求簡(jiǎn)單、規(guī)則、均勻、對(duì)稱,使剛度中心與質(zhì)量中心 盡量減小偏差,并盡量使框架結(jié)構(gòu)的縱向、橫向具有相近的自振特性??蚣芙Y(jié)構(gòu)應(yīng)布置 并設(shè)計(jì)為雙向抗側(cè)力體系,主體結(jié)構(gòu)的梁柱間不應(yīng)采用鉸接,也不應(yīng)采用橫向?yàn)閯偨樱?縱向也鉸接的結(jié)構(gòu)體系。 1.2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 框架結(jié)構(gòu)一般有按空間結(jié)構(gòu)分析和簡(jiǎn)化成平面結(jié)構(gòu)分析兩種方法。在計(jì)算機(jī)沒(méi)有普 及的年代,實(shí)際為空間工作的框架常被簡(jiǎn)化成平面結(jié)構(gòu)采用手算的方法進(jìn)行分析。近年 引言 8 來(lái)隨著微機(jī)的日益普及和應(yīng)用程序的不斷出現(xiàn),框架結(jié)構(gòu)分析時(shí)更多的是根據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué) 位移法的基本原理編制電算程序,由計(jì)算機(jī)直接求出結(jié)構(gòu)的變形、內(nèi)力,以至各截面的 配筋。 由于目前計(jì)算機(jī)內(nèi)存和運(yùn)算速度已經(jīng)能夠滿足結(jié)構(gòu)計(jì)算的需要,因此在計(jì)算機(jī)程序 中一般是按空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。但是在初步設(shè)計(jì)階段,為確定結(jié)構(gòu)布置方案或估算構(gòu)件 截面尺寸,還是需要采用一些簡(jiǎn)單的近似計(jì)算方法,以求既快又省地解決問(wèn)題。另外, 近似的手算方法雖然計(jì)算精度較差,但概念明確,能夠直觀地反映結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn),因 此,工程設(shè)計(jì)中也常利用手算的結(jié)果來(lái)定性的校核判斷電算結(jié)果的合理性,所以我將重 點(diǎn)介紹框架結(jié)構(gòu)的近似手算法。 1. 計(jì)算單元確定 一般情況下,框架結(jié)構(gòu)是一個(gè)空間受力體系,為了方便起見(jiàn),常常忽略結(jié)構(gòu)縱向和 橫向之間的空間聯(lián)系,忽略各構(gòu)件的抗扭作用,將縱向框架和橫向框架分別按平面框架 進(jìn)行分析計(jì)算。由于橫向框架的間距相同,作用于各橫向框架上的荷載相同,框架的抗 側(cè)剛度相同,因此,除端部外,各榀橫向框架都將產(chǎn)生相同的內(nèi)力與變形,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí) 一般取中間有代表性的一榀橫向框架進(jìn)行分析即可;而作用于縱向框架上的荷載則各不 相同,必要時(shí)應(yīng)分別進(jìn)行計(jì)算。 (1)節(jié)點(diǎn)的簡(jiǎn)化 框架節(jié)點(diǎn)一般總是三向受力的,但當(dāng)按平面框架進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析時(shí),則節(jié)點(diǎn)也相應(yīng)地 簡(jiǎn)化。在現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中,梁和柱內(nèi)的縱向受力鋼筋都將穿過(guò)節(jié)點(diǎn)或錨入?yún)^(qū),這 時(shí)應(yīng)簡(jiǎn)化為剛節(jié)點(diǎn)。 (2)柱網(wǎng)和層高的確定 在結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖中,桿件用軸線來(lái)表示??蚣芰旱目缍燃慈≈虞S線之間的距離。 框架的層高(框架柱的長(zhǎng)度)即為相應(yīng)的建筑層高,而底層柱的長(zhǎng)度則應(yīng)從基礎(chǔ)頂面算 起。對(duì)于不等跨框架,當(dāng)個(gè)跨跨度相差不大于 10%時(shí),在手算時(shí)可簡(jiǎn)化為等跨框架,跨度 取原框架各跨跨度的平均值,以減少計(jì)算工作量。但在電算時(shí)一般可按實(shí)際情況考慮。 (3)截面尺寸確定(根椐梁的跨度初估) (4)柱截面尺寸的確定(根據(jù)層高初估) (5)構(gòu)件截面抗彎剛度的計(jì)算。 在計(jì)算框架梁截面慣性距 I 時(shí)應(yīng)考慮到樓板的影響。在框架梁兩端節(jié)點(diǎn)附近,梁受 負(fù)彎矩,頂部的樓板受拉,樓板對(duì)梁的截面抗彎剛度影響較小;而在框架梁的跨中,梁 南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 9 受正彎矩,樓板處于受壓區(qū)形成 T 形截面梁,樓板對(duì)梁的截面抗彎剛度影響較大。在工 程設(shè)計(jì)中,為簡(jiǎn)便起見(jiàn),仍假定梁的截面慣性距 I 沿軸線不變,對(duì)現(xiàn)澆樓蓋中框架取 I=2I0 邊框架取 I=1.5I0;對(duì)裝配整體式樓蓋,這里 I0 為矩形截面梁的截面慣性矩。 反彎點(diǎn)發(fā)首先假定梁柱之間的線剛度只比為無(wú)窮大,其次又假定柱的反彎點(diǎn)高度為 一定值,從而使框架結(jié)構(gòu)在側(cè)向荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算大為簡(jiǎn)化。但這樣做同時(shí)也帶來(lái) 了一定的誤差,首先是當(dāng)梁柱線剛度較為接近時(shí),特別是在高層框架結(jié)構(gòu)或抗震設(shè)計(jì)時(shí), 梁的線剛度可能小于柱的線剛度,框架節(jié)點(diǎn)對(duì)柱的約束應(yīng)為彈性支承。柱的抗側(cè)剛度不 但與柱的線剛度和層高有關(guān),而且還于梁的線剛度等因素有關(guān)。 另外,柱的反彎點(diǎn)高度也與梁柱線剛度比、上下層橫梁的線剛度比、上下層層高的 變化等因素有關(guān)。 1)柱彎矩和剪力的求解: 由表可查得 y1=y2=y3=o,因而 y=y0,風(fēng)荷載分布接均布荷載,故 y0 按均布 荷載查表,地震作用按倒三角荷載查表。 一般層: 底層: 計(jì)算公式: kiKc??24321?kiKc??25.021? 021yhVMiDjjc?下 ? )1(0yhVMDPjjjj???上 i1 i2 i3 i4Ic i1 i2 ic 引言 10 2)梁端彎矩及梁剪力和柱軸力的求解: 梁端彎矩:對(duì)于邊柱: 對(duì)于中柱: 梁剪力: 柱軸力:對(duì)于邊柱,頂層的柱軸力即為梁端剪力,下一層的柱軸力即為上一層的柱 軸力加上此層的梁端剪力。對(duì)于中柱,頂層的柱軸力等于左右兩梁的剪力值之差,下一 層的柱軸力等于相應(yīng)層兩梁的剪力值之差加上上一層的柱軸力。 3)柱邊彎矩和梁跨中彎矩的求解: 2. 荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算 (1)恒載計(jì)算 1) 屋面框架梁均布線荷載標(biāo)準(zhǔn)值 2) 樓面框架梁線荷載標(biāo)準(zhǔn) 3) 屋面框架節(jié)點(diǎn)集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值 4) 樓面框架節(jié)點(diǎn)集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值 (2) 活載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算 3. 地震作用計(jì)算 在此僅考慮水平地震作用即可,并可采用基底剪力法計(jì)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 jjjM??2*右 柱 邊左 柱 邊中 梁 端柱 邊 MbV?? 南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 11 為求基底剪力,先要計(jì)算結(jié)構(gòu)各層的總重力荷載代表值,在此為簡(jiǎn)化計(jì)算,僅取一 榀框架的重力荷載代表值進(jìn)行計(jì)算。 頂層重力荷載代表值包括:屋面恒載,50%屋面活 荷載,縱、橫梁自重,半層柱自重,半層墻體自重以及女兒墻自重。其它層重力荷載代 表值包括:樓面恒載,50%樓面活荷載,縱、橫梁自重,樓面梁自重,樓面上、下各半層 的柱及縱、橫墻自重。請(qǐng)注意:在計(jì)算重力荷載代表值時(shí),屋面活荷載僅考慮雪荷載。 4. 框架結(jié)構(gòu)側(cè)移計(jì)算 控制框架結(jié)構(gòu)側(cè)移要計(jì)算兩部分內(nèi)容:一是計(jì)算頂層最大側(cè)移,因周期過(guò)大,將影 響使用;二是計(jì)算層間相對(duì)側(cè)移,其值過(guò)大,將會(huì)使填充墻出現(xiàn)裂縫。引起框架的側(cè)移, 主要是水平荷載作用。 對(duì)一般的多層框架結(jié)構(gòu)而言,僅需計(jì)算由梁柱彎曲變形所產(chǎn)生的側(cè)向位移,而不考 慮梁柱的軸向變形和截面的剪切變形所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)側(cè)移,這樣計(jì)算的框架側(cè)移已能滿足 工程設(shè)計(jì)的精度要求。 5. 荷載作用下的框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算 框架結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算可近似地采用分層法。通常,多層多跨框架 在豎向荷載作用下的側(cè)移是不大的,可近似的按無(wú)側(cè)移框架進(jìn)行分析,而且當(dāng)某層梁上 有豎向荷載時(shí),在該層梁及相鄰柱子中產(chǎn)生較大內(nèi)力,而在其他樓層的梁、柱子所產(chǎn)生 內(nèi)力,在經(jīng)過(guò)柱子傳遞和節(jié)點(diǎn)分配以后,其值將隨著傳遞和分配次數(shù)的增加而衰減,且 梁的線剛度越大,衰減越快。因此,在進(jìn)行豎向荷載作用下的內(nèi)力分析時(shí),可假定作用 在某一層框架梁上的豎向荷載只對(duì)本層樓的梁以及與本層梁相連的框架柱產(chǎn)生彎矩和剪 力,而對(duì)其他樓層框架和隔層的框架柱都不產(chǎn)生彎矩和剪力。 于是,多層多跨框架在多層豎向荷載同時(shí)作用下的內(nèi)力,可以看成是各層豎向荷載 單獨(dú)作用下的內(nèi)力的疊加,但還要進(jìn)行修正。除底層以外其他各層柱的線剛度均乘 0.9 的折減系數(shù)。柱的彎矩傳遞系數(shù)為 1/3。 用彎矩二次分配法計(jì)算框架彎矩豎向荷載作用下框架的內(nèi)力分析,除活荷載較大的 工業(yè)廠房外,對(duì)一般的工業(yè)與民用建筑可不考慮活載的不利布置法求得的彎矩偏低,但 當(dāng)活荷載占總荷載比例較小時(shí),其影響很小,若活荷載占總荷載比例較大,可在截面配 筋時(shí),將跨中彎矩乘 1.1~1.2 的放大系數(shù)予以調(diào)整。 彎矩二次分配法 (1)計(jì)算豎向荷載作用下各跨梁的固端彎矩,并將各節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩進(jìn)行第一次分 配。 引言 12 (2)將所有桿端的分配彎矩向運(yùn)端傳遞,傳遞系數(shù)均為 1/2 (3)將各節(jié)點(diǎn)因傳遞而產(chǎn)生的新的不平衡彎矩進(jìn)行第二次分配,使各節(jié)點(diǎn)處于平衡狀 態(tài)。 6. 各桿端彎矩。 (1)固端彎矩的計(jì)算: 梁上的分布荷載含有矩形、梯形或三角形荷載,在求固端彎矩時(shí)可直接根據(jù)圖示荷 載計(jì)算,也可根據(jù)固端相等的原則,先將梯形分布荷載及三角形荷載化為等放均布荷載, 在此采用后一方法。 (2)梁端剪力及柱軸力計(jì)算 (3)跨中彎矩的求解: 對(duì)于跨中彎距的求解,應(yīng)按轉(zhuǎn)化前的計(jì)算簡(jiǎn)圖進(jìn)行計(jì)算,在本設(shè)計(jì)中為簡(jiǎn)化 計(jì)算,是按照轉(zhuǎn)化后的計(jì)算簡(jiǎn)圖進(jìn)行計(jì)算的。 (4)柱邊剪力和柱邊彎矩: 計(jì)算公式: 柱邊剪力:V 柱邊 =V 梁端 -qb/2 柱邊彎矩 M 柱邊 =M 梁端 -V 柱邊 b/2 橫向框架內(nèi)力組合通過(guò)框架內(nèi)力分析,獲得了在不同荷載作用下產(chǎn)生的構(gòu)件內(nèi) 力標(biāo)準(zhǔn)值。進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)根據(jù)可能出現(xiàn)的最不利情況確定構(gòu)件內(nèi)力設(shè)計(jì)值。 1)結(jié)構(gòu)抗震等級(jí) 結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)可根據(jù)結(jié)構(gòu)類型,地震烈度,房屋高度等因素,由表確定可知,本工 程的框架為三級(jí)抗震等級(jí)。 2)框架梁內(nèi)力組合 本工程考慮了四種內(nèi)力組合,即 1.2SGk+1.4 SQk,1.2 SGk+0.9×1.4(S Qk+ SWk) , 1.35 SGk+1.0 SQk及 1.2 SGE+1.3 SEK,此外對(duì)于本工程 1.2 SGk+1.4 SWk這種內(nèi)力組合與考 慮地震作用的組合相比,一般較小,對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不起控制作用,故不予考慮,各層梁的 內(nèi)力組合結(jié)果見(jiàn)表下,表中 SGk、S Qk兩列中的梁端彎矩 M 為經(jīng)過(guò)調(diào)幅后的彎矩(調(diào)幅系數(shù) 取 0.9) 取上述荷載組合中最不利情況作為截面設(shè)計(jì)時(shí)用的內(nèi)力設(shè)計(jì)值。 7. 構(gòu)件設(shè)計(jì) 南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 13 (1) 框架梁 梁正截面受彎承載力計(jì)算,梁斜截面受彎承載力計(jì)算,梁的抗震構(gòu)造措施。 (2) 框架柱 柱截面尺寸驗(yàn)算,柱正截面承載力計(jì)算,柱斜截面承載力計(jì)算,柱 的抗震構(gòu)造措施。
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