学位论文-—华文文理综合教学楼建筑设计及计算书.doc
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1、山东科技大学毕业设计(论文)摘要本综合教学楼共5层,层高3.9m,建筑总高度19.5米。建筑面积约14118m2。采用钢筋混凝土框架结构,抗震设防烈度为7度,场地类别类,抗震等级为三级。耐火等级为两级。整个设计包括建筑设计和结构设计两部分。建筑设计部分,根据建筑物的特性和要求先确定建筑物的外形。根据功能分区和流线布置划分房间。根据设防烈度以及抗震等级来确定建筑的结构形式,然后对建筑进行柱网布置。最后对建筑进行细部的处理,从而使建筑物达到“适用、安全、经济、美观”的要求;绘制建筑平面图、剖面图、立面图,细部详图和总平面图。结构设计部分,首先根据建筑设计、工艺使用要求、材料供应情况以及场地地质条件
2、等确定结构布置方案,然后选取一榀典型框架进行设计计算。在明确计算简图的前提下,进一步确定框架承受的荷载,包括恒载、屋(楼)面活载,在此基础上进行框架内力计算(采用D值法计算风荷载和地震荷载作用下的内力,采用弯矩二次分配法计算竖向荷载作用下的内力)、内力组合、梁、柱和基础等构件的配筋计算以及水平荷载作用下的侧移验算选取最安全的结果计算配筋并绘图;并进行地基设计。此外还进行了结构方案中的楼梯的设计。完成了踏步板,梯段斜梁,平台板,平台梁等构件的内力和配筋计算及施工图绘制。在上述工作的基础上,采用制图软件AutoCAD 2007和天正绘图软件绘制了建筑施工图和结构施工图。关键词:钢筋混凝土框架结构;
3、教学楼;建筑设计;结构设计。Abstract The comprehensive teaching building has 5 floors, floor high 3.9 meters building a total height of19.5 meters,.the building area of about 14118 m2. with reinforced concrete frame structure, seismic grade 3, seismic fortification intensity is 7 degrees, the whole design includi
4、ng architecture design and structure design two parts.Architectural design part, according to the characteristics of buildings and asked to determine the shape of the buildings, fortification intensity and seismic grade to determine the structure of buildings, then to column grid layout, building go
5、od column grid layout for the size of the room is decorated after, and then according to the functional partition room division, finally to detail of the building, so that the buildings reach applicable, security, economic, beautiful.Structure design part, firstly according to the architectural desi
6、gn, process, materials supply and requirements for the use of the site geological conditions determine the layout of the structure, and then selects a pin typical framework design. In the explicit calculation diagram under the premise, further determining the frame under load, including dead load, l
7、ive load house ( floor) surface, on the basis of calculation of internal forces of frame ( the D value method to calculate the wind load, the moment two methods of distribution to calculate vertical load under the action of internal force, internal force ) combination, beam, column and foundation me
8、mber reinforcement calculation and wind load under the lateral displacement calculation. In addition, the structure scheme of the design of stair.Ladder section of oblique beam, and completed the step plate flat pallet, platform beam component of the internal force and reinforcement calculation and
9、construction drawingsOn the basis of the above work, using graphics software AutoCAD 2007drawing construction plans and construction plans.Keywords: Reinforced concrete frame structure; Teaching building; architectural design; Structure design.目录1 建筑设计1 1.1 设计资料1 1.1.1 工程概况1 1.1.2 设计资料1 1.1.3 设计要求2
10、1.2 总平面设计3 1.2.1设计要求3 1.2.2设计内容3 1.3建筑平面设计4 1.3.1建筑平面布置4 1.3.2功能分区4 1.3.3房间的布置4 1.3.4交通联系部分的布置8 1.3.5防火措施9 1.4建筑立面设计10 1.4.1立面设计的基本要求11 1.4.2立面设计的主要形式11 1.4.3立面设计的主要做法12 1.5建筑剖面设计13 1.5.1剖面设计基本要求13 1.5.2楼梯的设计15 1.6细部构造设计17 1.6.1散水17 1.6.2变形缝17 1.6.3勒脚构造19 1.6.4楼、地面19 1.6.5女儿墙21 1.6.6门、窗212 结构设计22 2.
11、1设计资料 22 2.2结构布置及计算简图的确定22 2.2.1选择承重方案22 2.2.2截面尺寸估算22 2.2.3结构计算简图243板及次梁的计算26 3.1板的设计 26 3.1.1荷载统计26 3.1.2双向板内力及配筋计算26 3.2次梁的设计29 3.2.1荷载设计值29 3.2.2计算简图30 3.2.3内力计算30 3.2.4承载力计算30 4框架设计32 4.1荷载统计 32 4.1.1恒荷载计算 32 4.1.2活荷载计算 35 4.1.3风荷载计算35 4.1.4重力荷载代表值计算36 4.2竖向荷载作用下框架内力计算 38 4.2.1横向框架线刚度计算394.2.2恒
12、荷载作用下内力值计算404.2.3活荷载作用下内力值计算46 4.3水平荷载作用下框架内力计算 544.3.1横向水平地震作用下框架的内力和侧移计算554.3.2风荷载作用下框架的内力和侧移计算60 5框架内力组合65 5.1结构抗震等级65 5.2框架梁内力组合 65 5.2.1作用效应组合66 5.2.2承载力抗震调整系数66 5.2.3梁内力组合表66 5.2.4跨间最大弯矩68 5.3框架柱内力组合 67 6框架截面设计68 6.1梁的截面设计 68 6.1.1正截面设计69 6.1.2斜截面设计70 6.2柱的截面设计 71 6.2.1正截面设计71 6.2.2斜截面设计73 7楼梯
13、设计75 7.1设计资料757.2梯段板设计75 7.2.1确定踏步板厚度75 7.2.2荷载计算75 7.2.3截面设计767.3平台板设计 76 7.3.1荷载计算77 7.3.2截面设计777.4平台梁设计77 7.4.1确定尺寸77 7.4.2荷载计算77 7.4.3截面设计 77 8雨篷计算79 8.1设计资料79 8.2雨篷的抗弯强度计算798.3雨篷梁计算80 8.3.1雨篷梁抗弯计算80 8.3.2雨篷梁抗剪抗扭计算81 8.3.3雨篷的抗倾覆验算839基础计算84 9.1荷载设计值849.2独立基础设计85 9.2.1基础基本资料85 9.2.2独立柱基础设计 86 9.3联
14、合基础设计 92参考文献97致谢98981建筑设计1.1设计资料1.1.1工程概况1、工程名称:华文文理综合教学楼 2、建设单位:山东科技大学3、建设场地:拟建场地在风光秀丽的珠山脚下,环山依势而就,周围景色优美,富有学术气氛,具体建设场地可现场考察。4、建设规模:建筑层数主体结构为五层,首层建筑面积为2454平方米,标准层建筑面积每层1889平方米,总建筑面积14118m2,由普通教室、多功能大教室、实验室、办公室、服务用房、学术报告厅组成。5、结构类型:混凝土框架结构,主体结构5层,无地下室。1.1.2设计资料(1)气象条件 所建地为青岛市黄岛经济开发区,气候条件参考青岛市地区的气候,如下
15、:1、主导风向:年平均风速为5.2米/秒,以东南风为主导风向;基本风压值为0.5kN/m。2、基本雪压:年平均降雪日数只有10天。最大积雪深度190mm;基本雪压值为0.25kN/m。3、年降雨量:青岛市降雨量年平均值680.5mm,全年雨量集中在7、8月份,两个月的平均降雨量303.1mm,全年总降雨量的45。整个冬季平均降雨量34mm,12月份雨量最少,仅为9.8mm。4、青岛多年平均冻土深度为30mm,土壤最大冻结深度400mm。(2)工程地质条件1、拟建场区地形较平坦,地貌类型单一,虽存在软弱地层,但未发现其它不利于场地稳定性的不良地质现象。拟建场区场地稳定性良好,建筑适宜性良好。其工
16、程地质条件如下图所示。图1.1工程地质条件剖面图2、地下水对混凝土结构具弱腐蚀性;在长期浸水的条件下,对钢筋混凝土中钢筋具微腐蚀性;在干湿交替的条件下,对钢筋混凝土中钢筋具微腐蚀性。土对建筑材料具微腐蚀性。3、青岛开发区抗震设防烈度为7度,设计地震分组为一组,设计基本地震加速度值为0.05g,特征周期为0.35s;综合判定拟建场地类别为类。拟建场区为建筑抗震一般地段。1.1.3设计要求1、总平面设计:合理布置建筑主、次入口;解决好人流、车流;尽可能考虑室外停车;满足建筑物防火间距及消防通道要求。2、平面设计:合理确定平面柱网尺寸;布置房间;确定楼梯数量、位置及形式;满足室内采光、通风要求。3、
17、剖面设计:确定合理层高,给出楼面、屋面、墙身工程的做法。4、立面设计:建筑风格、造型简约为主,符合教学楼的气息。1.2总平面设计1.2.1设计要求总平面设计标示了拟建建筑建设用地范围、道路及建筑红线位置、用地及四邻有关地形、地物、周边市政道路的控制标高。明确拟建建筑工程的位置及室内外设计标高。场地道路、广场、停车位布置及地面雨水排水方向。总平面设计作为拟建建筑施工定位、土方施工以及做施工平面图的主要依据。总平面图布置,应满足以下要求:1、作为综合教学楼,选择环境适宜且安静的场地,为学习办公创造条件;2、学生集中上下课时,应确保人流畅通,不拥挤;3、注意日照及通风条件,建筑场地应尽可能使建筑获得
18、良好朝向;4、预留活动、绿化场地;1.2.2设计内容1、拟建建筑与周围建筑的距离建筑物之间的距离主要应根据日照、通风等卫生条件与建筑防火安全要求来确定。对于大多数的民用建筑,日照是确定房屋间距的主要依据,但有的建筑由于所处的环境不同,以及使用功能要求不同,房间间距也不同,如教学楼间距要求应大于或等于2.5H,而最小间距不小于12m。本设计的建筑高度H=19.5m,所以,本建筑与图书馆之间的间距不小于h=2.5H=48.75m。2、拟建建筑的主入口、次入口根据建筑物的朝向和在学校的总体位置,其主要人流是由东面和南面进入,由于所建结构东面是学校主楼,而南边是校园主道路,综合考虑安全因素,本设计将主
19、要入口设在建筑南面,符合人性化安全设计概念,由于东面部分是公路,故设一个次入口,而西面部分较空旷,故也设一个次入口,妥善组织人流疏通,避免拥挤。3、拟建建筑周围停车车位的设置在建筑规范中,对一般以停小型车为主的停车场有以下规定,车位尺寸多采用2.52.756的尺寸,而单车道回转车道宽度不小于3.5米,双车道不少于5米。本设计在南面设置两排停车位,停车位的尺寸设为2.7m6.0m,一共设停车位的数量有30个。4、消防通道的设置建筑设计防火规范(2012版)中规定:街区内的道路应考虑消防车的通行,其道路中心线间的距离不宜大于160m。当建筑物沿街道部分的长度大于150m或总长度大于220m时,应设
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