郑州大学远程教育毕业课程设计附自己设计CAD原图.doc
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郑州大学毕业设计(论文)
郑州大学现代远程教育
毕业设计
题目:
XXXXXXXXXX办公楼
入学年月
姓名
学号
专业
学习中心
指导教师
完成时间XXXX年XX月XX日
目录
内容摘要 4
绪言 6
计算书主体部分 7
1设计任务书 7
1.1工程概况 7
1.2设计的基本内容 7
1.3设计资料 8
1.3.1气象条件 8
1.3.2地质条件与抗震设防 8
1.3.3屋面及楼面的做法 8
2结构方案的选择 9
3框架结构设计计算 10
3.1梁柱截面、梁跨度及柱高确定 10
3.1.1初估截面尺寸 10
3.1.2梁的计算跨度 11
3.1.3柱的高度 11
3.2荷载的均布恒载 12
3.2.1屋面的恒载 12
3.2.2屋面的活载 13
3.2.3楼面的均布恒载 13
3.2.4楼面均布活荷载 14
3.2.5梁柱的自重 14
3.2.6墙体、门窗自重的计算 15
3.2.7各层荷载组合 15
3.3水平地震力作用下框架的侧移验算 16
3.3.1横梁的线刚度 16
3.3.2横向框架柱的线刚度及侧移刚度D值 17
3.3.3横向框架自震周期 17
3.3.4横向地震作用计算 18
3.3.5横向框架多遇水平地震作用下的抗震变形验算 19
3.3.6纵向框架柱的线刚度及侧移刚度D值 20
3.3.7纵向框架自震周期 21
3.3.8纵向地震作用计算 21
3.3.9纵向框架多遇水平地震作用下的抗震变形验算 22
3.4水平地震作用下横向框架的内力分析 23
3.4.1框架柱端剪力及弯矩计算 23
3.4.2梁端弯矩、剪力及柱轴力计算 25
3.5竖向荷载作用下横向框架的内力分析 27
3.5.1计算单元的选择确定 27
3.5.2荷载计算 28
3.5.3用力距二次分配法计算框架弯距 31
3.5.4梁端剪力及柱轴力的计算 37
3.6风荷载作用下框架的内力分析 38
3.7内力组合 40
3.7.1框架梁内力组合 40
3.7.2框架柱内力组合 44
3.8截面设计 46
3.8.1承载力抗力调整系数 46
3.8.2横向框架梁截面设计 47
3.8.3柱截面设计 57
3.8.4框架梁柱节点核心节点设计 65
3.8.5构造要求 65
4现浇板设计 72
4.1设计荷载 72
4.2四边支承板的内力及截面配筋计算(按弹性理论) 72
4.2.1区格A 72
4.2.2区格B 74
4.2.3区格C 74
5楼梯设计 75
5.1楼梯段板设计 76
5.1.1板厚确定 76
5.1.2荷载计算 76
5.1.3内力计算 77
5.1.4截面承载力计算 77
5.2中间平台板计算 77
5.2.1平台板荷载 77
5.2.2内力计算 78
5.2.3截面承载力计算 78
5.3平台梁计算 78
5.3.1荷载计算 78
5.3.2截面设计 79
6基础设计 80
6.1A柱独立基础设计 80
6.1.1地基承载力设计值 80
6.1.2截面形式、尺寸数据 80
6.1.3地荷载数据 81
6.1.4轴心荷载作用下地基承载力验算 82
6.1.5偏心荷载作用下地基承载力验算 82
6.1.6基础抗冲切验算 82
6.1.7基础受压验算 83
6.1.8受弯计算结果 84
6.2B柱联合基础设计 85
6.2.1纵向配筋 86
6.2.2横向配筋 86
设计心得 87
参考文献 88
致谢 89
内容摘要
在当今工程实际中,框架结构是应用非常广泛的一种结构布置形式。
它的钢及水泥用量虽然比较大,造价也比混合结构的高,但具有梁柱承重,墙体只起分隔和围护的作用,房间布置比较灵活,门窗开置的大小、形状都较为自由的特点。
本文将对办公楼进行建筑设计,并对设计给予相应的说明,详诉本办公楼的结构布置,根据建筑设计和相关规范条款给出合理的柱网图;在综合考虑了结构在各种恒载、活载、风荷载以及地震荷载作用下的情形后,详细的分析了结构在风荷载和地震荷载作用下的横向和纵向的各种性能,具体的计算了结构的梁、柱的弯矩、轴力、剪力,并进行了相应的内力组合,并由此进行了框架配筋部分,最后完成了柱下独立基础以及联合基础的有关计算。
从而比较完整地完成了该办公楼的各项设计工作。
关键词:
框架结构、办公楼、配筋、荷载,内力组合
绪言
本组毕业设计题目为《西岗文化办公楼框架结构设计》。
在毕设前期,我温习了《结构力学》、《钢筋混凝土》、《建筑结构抗震设计》等知识,并借阅了《抗震规范》、《混凝土规范》、《荷载规范》等规范;在毕设中期,我们通过所学的基本理论、专业知识和基本技能进行建筑、结构设计,本组在校成员齐心协力、分工合作,发挥了大家的团队精神;在毕设后期,主要进行设计手稿的电脑输入,并得到老师的审批和指正,使我圆满的完成了任务,在此表示衷心的感谢。
毕业设计的三个月里,在指导老师的帮助下,经过资料查阅、设计计算、论文撰写以及外文的翻译,加深了对新规范、规程、手册等相关内容的理解。
巩固了专业知识、提高了综合分析、解决问题的能力。
在进行内力组合的计算时,进一步了解了Excel。
在绘图时熟练掌握了AutoCAD,以上所有这些从不同方面达到了毕业设计的目的与要求。
在此次设计中,我的结构计算书主要包括以下几个部分:
结构选型、水平力地震作用下的框架结构计算、竖向荷载作用下的内力计算、横向框架内力组合、截面尺寸设计、板的设计、楼梯设计、基础设计等,设计主体是五层框架结构,选择一榀框架计算。
毕业设计是大学本科教育培养目标实现的重要阶段,是毕业前的综合学习阶段,是深化、拓宽、综合教和学的重要过程,是对大学期间所学专业知识的全面总结,它培养我们综合素质,工程实践能力和创新能力都起到非常重要作用。
计算书主体部分
1设计任务书
1.1工程概况
建筑地点:
郑州市
建筑类型:
五层办公楼,框架填充墙结构
建筑介绍:
建筑面积约5563平方米,楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土框架结构,楼板厚度取100mm,填充墙采用加气混凝土砌块。
门窗使用:
大门采用钢门,其它为木门,门洞尺寸为1.2m×2.4m,窗为铝合金窗,洞口尺寸:
南面2.1m×1.8m,北面1.8m×1.8m。
柱网与层高:
本办公楼采用柱距为7.2m的内廊式柱网,边跨为6.3m,中间跨为2.4m,层高底层取4.2m,其它层3.3m。
结构选材:
梁、板、柱混凝土采用C30,受力纵筋采用HRB335级,箍筋采用HPB235级,板和基础的受力筋采用HPB235级。
1.2设计的基本内容
结构设计包括结构布置,设计依据、步骤和主要计算过程及计算结果,计算简图等,具体如下内容:
结构设计依据与步骤(计算过程);
结构布置方案;
计算简图;
地震作用计算;
(5)框架内力分析,配筋计算(取一榀);
(6)基础设计计算;
(7)板、次梁、楼梯的设计计算。
其它构件计算视设计情况而定。
1.3设计资料
1.3.1气象条件
基本风压,主导风向为东南风,
基本雪压,此处按建筑结构荷载规范采用。
1.3.2地质条件与抗震设防
经地质勘察部门确定,此建筑场地为二类近震场地,设防烈度为7度,地基土承载力为fk=200KN/㎡。
1.3.3屋面及楼面的做法
屋面的做法:
30厚C20细石混凝土保护层
二毡三油防水层
冷底子油热玛蹄脂二道
20厚水泥沙浆找平层
150厚膨胀珍珠岩保温层
100厚现浇混凝土结构层
粉底
楼面的做法:
地板砖地面
20厚水泥沙浆找平层
100厚现浇混凝土结构层
粉底
2结构类型
2.1确定结构体系
本方案拟采用纵横向承重方案,采用现浇框架结构,建筑平面布置灵活,有较大空间。
因为现浇式楼板整体性好、刚度大、利于抗震、梁板布置灵活、能适应各种不规则形状和需留孔洞等特殊要求的建筑。
在现浇式钢筋混凝土楼板中选用现浇肋梁楼板,即梁板式楼板。
此种楼板有板、主梁、次梁组成。
混凝土强度等级为C30。
2.2框架结构承重方案的选择:
竖向荷载的传力途径:
楼板的均布活载和恒载经次梁间接或直接传至主梁,再由主梁传至框架柱,最后传至地基。
根据以上楼盖的平面布置及竖向荷载的传力途径,本办公楼框架的承重方案为纵横向框架承重方案,梁、板、柱、楼面均采用现浇形式,计算图如下所示:
(注:
此处为了方便计算,对柱网布置做了适当调整,计算书轴线标注与图中不同,详见梁的计算跨度如图2-2所示)
2.3变形缝的作用、类型及要求
2.3.1伸缩缝:
当建筑物长度超过一定限度时(60米),为避免构件因温度变化而变形开裂,通常沿建筑物长度方向每隔一定距离预留缝隙,将建筑物断开。
缝宽一般为20~30mm,要求将墙体、楼层、屋顶等地面以上构件全部断开,基础不必断开。
2.3.2沉降缝:
为避免由于地基的不均匀沉降,结构内产生附加应力,使建筑物产生竖向错动而开裂设置变形缝,沉降缝应从基础开始全部断开,一般与伸缩缝合并设置,兼起伸缩缝的作用。
2.3.3防震缝:
在地震烈度7~9度的地区,为防止地震影响相互挤压、拉伸,造成变形破坏而设置。
一般多层砌体建筑的缝宽50~100mm,多层钢筋混凝土框架结构,高度在15m时,缝宽为70mm,超过15m,按烈度增大缝宽。
一般情况下,基础不设缝,如与沉降缝合并设置,基础也应设缝断开。
2.3.4沉降缝的设置条件
同一建筑物两相邻部分的高度相差较大、荷载相差悬殊或结构形式不同时;建筑物建造在不同地基上,且难于保证均匀沉降;建筑物相邻两部分的基础形式不同、宽度和埋深相差悬殊时;建筑物体形比较复杂、连接部位又较薄弱时;新建建筑物与原由建筑物相毗连。
该工程设计图长度大于60米,设置伸缩缝,缝宽一般为30mm,要求将墙体、楼层、屋顶等地面以上构件全部断开,基础不必断开。
3框架结构设计计算
3.1梁柱截面、梁跨度及柱高确定
3.1.1初估截面尺寸
(1)柱:
由于框架办公楼荷载较小,按13kN/㎡计算;负荷面积按F=7.2×(2.4+6.3)/2=31.32㎡考虑,取1。
设防烈度为7度,小于60m高的框架结构抗震等级为三级,因此取0.8,那么,
A=a2=×=13×31.32×6/14.3/0.7/1000=0.244㎡
所以,a=0.494m
再有,底层柱高H=4200+500+600=5300mmb=(1/10~1/15)H=530mm~353mm
考虑到柱纵向间距较大,初步估计底层柱的尺寸的为:
550㎜×550㎜,2-5层b×h=450mm×450mm,为计算简便,边柱中柱尺寸取相同。
(2)梁:
该工程定为纵横向承重,主要为横向承重,根据梁跨度初步确定:
L1:
b×h=250mm×600mmL2:
b×h=250mm×400mm
L3:
b×h=250mm×700mmL4:
b×h=250mm×650mm
L5:
b×h=250mm×400mm
如:
h=(1/14~1/8)l=(1/12~1/8)×6300mm=525mm~787.5mm取h=600mm
b=(1/2~1/3.5)l=(1/2
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