多层框架结构计算书-本科毕设(土木工程结构设计).doc

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本科毕业设计论文

西北工业大学本科生毕业设计

专业土木工程

题目陕西华秦科技园4#楼设计

学生姓名：

李浩

指导教师：

艾兵

毕业时间：

2013年7月

毕业设计任务书

1、指导思想和目的要求

通过毕业设计，使学生熟悉建筑工程设计的程序和内容，熟悉建筑设计的基本原理，掌握建筑结构的设计过程和方法，并且能较准确地运用施工图表达设计意图。

培养学生解决实际工程问题的能力以及灵活运用所学专业知识的基本技能。

2、工程概况及设计原始资料

陕西华秦科技园综合楼位于西安高新技术开发区，，北临西部大道，西邻经36路。

4#实验楼总建筑面积7487㎡，层数5层，总高度18.6m，一层为厂房及实验室。

二至四层为电子装配生产区，五层为实验室。

结构形式：

钢筋混凝土框架结构。

具体平面、立面及剖面图详见方案图。

2.1.主要气象参数

夏季通风计算温度31℃。

冬季采暖计算温度–5℃。

冻土深度0.45m。

基本风压0.35KN/M2。

基本雪压0.20KN/M2。

2.2.建筑结构安全等级及设计使用年限

（1）西安地震设防烈度：

8度，设计基本地震加速度值：

0.20g，设计地震分组：

第1组。

（2）建筑安全等级：

二级。

（3）设计使用年限：

50年。

（4）建筑抗震设防类别：

标准设防类（丙类）。

（5）地基基础设计等级：

丙级。

（6）场地土类别：

II类。

2.3.工程地质条件

场地各层土的特征见表2.1.

岩土的野外特征和埋藏条件表2.1

地层

编号

地质年

代

及成因

岩土的野外特征

层厚

（m~m）

层底

深度

（m~m）

层底

高程

（m~m）

①

Qml

杂填土：

主由黄褐色的粘性土和砖块碎屑等建筑垃圾组成。

该层仅分布于3#楼（厂房）、4#楼（厂房）东侧勘探点№6、№12、№22、№25、№32一带，结构松散，处于松散~稍密状态

7.60~

11.10

7.60~

11.10

404.96~

408.52

②

Q32eol

黄土：

黄褐、褐黄色，大孔结构，虫孔较发育，含钙质白色条纹和少量钙质结核，处于坚硬~可塑状态，以硬塑状态为主

1.70~

10.50

10.00~

10.50

405.60~

406.01

③

Q31el

古土壤：

褐红色，具针状孔隙，含钙质白色条纹和粒径为20~40mm的钙质结核，底部为0.20~0.30m的钙质结核层，处于坚硬~可塑状态，以硬塑状态为主

3.20~

4.20

13.80~

14.50

401.67~

402.25

④

Q3al+pl

粉质粘土：

黄褐色，含氧化铁条纹和少量的钙质结核，岩性局部相变为粉土，处于坚硬~软塑状态，以可塑状态为主

0.60~

2.00

14.60~

16.00

405.05~

405.92

⑤

Q3al+pl

中砂：

黄褐色，石英、长石质，单粒结构，粒度均匀，颗粒级配不良，处于饱和、密实状态

该层

未穿透

最大揭

露厚度4.70m

拟建场地未发现影响场地稳定性的活动性断裂，也未发现地裂缝及其它不良地质作用，场地稳定，适宜建筑。

场地各层岩土的承载力特征值可采用表2.2中数值。

拟建场地为自重湿陷性黄土场地，地基湿陷等级为Ⅱ级（中等）。

场地地下水稳定水位埋深为14.30~14.70m，对应的高程介于401.54~401.66m之间，属潜水类型，主要受大气降水补给。

场地地下水位年变化幅度大于2.0m，勘察期间，场地地下水处于较高水位期。

地基土承载力特征值及压缩模量表2.2

地层及编号

②层黄土

③层古土壤

④层粉质粘土

⑤层中砂

fak（kPa）

150

190

180

320

Es（MPa）

30.0

3、设计内容要求

3.1建筑设计部分

本次毕业设计的建筑设计要求完成以下内容：

（1）建筑设计说明书；

（2）建筑设计施工图：

总平面图、底层、二层平面图（1：

100），主立面图（1：

100），剖面图（1：

100）。

（3）图纸要求一张为手绘，其余可采用CAD绘制。

3.2结构设计部分

本次毕业设计的结构设计，要求完成主楼的结构设计，裙楼不考虑。

对于主楼，要求手算完成一榀框架的的结构设计，建议用PK或TBSA结构计算软件进行电算。

完成现浇楼板、基础及一部楼梯的结构设计。

具体内容如下：

（1）结构设计计算书；应包括结构设计提纲、主体结构电算结果分析报告（结构的自振周期、侧移、地震力及构件超筋等）。

（2）结构设计施工图：

基础平面布置图及基础梁配筋图，二层及标准层结构平面布置图，一榀横向框架配筋图，楼板配筋图，楼梯设计图。

除结构设计总说明外，其余结构施工图要求手绘。

3.3.外文资料翻译

要求两篇与本专业有关的外文资料（2000—3000字）

3.4.中英文摘要（600个印刷符号）关键词：

3-5个

4、论文格式要求

4.1整个论文字数不少于20000字，书写方式须用计算机打印。

4.2论文格式要求

a）论文采用A4版面

b）正文小四号字

c）每章大标题小二号字

d）每小结标题三号字

论文统一格式，封面统一采用西工大毕业设计（论文）封皮，并交电子版一

份。

论文要求按照以下次序排列：

封面、任务书、摘要（毕业论文题目、中英文摘要、关键词）、目录、正文、致谢、参考文献。

附录（程序清单，流程图，数据表及它图表）

摘要

该建筑物为陕西华秦科技园4#楼，坐落在西安高新技术开发区。

4#实验楼总建筑面积7487㎡，层数5层，总高度22.2m，一层为厂房及实验室。

二至四层为电子装配生产区，五层为实验室。

本工程结构设计采用多层钢筋混凝土框架结构，基本步骤为：

结构计算简图的确定；荷载计算；内力分析；内力组合；梁、柱截面配筋、板的设计、楼梯的设计、基础的设计以及结构施工图的绘制等。

其中，内力计算考虑以下四种荷载作用，即恒荷载、活荷载、风荷载以及地震作用；柱、板的设计采用弹性理论；梁的设计采用塑性理论；楼梯选用板式楼梯；基础选用条形基础。

在进行截面抗震设计时，遵循了强剪弱弯，强柱弱梁，强节点弱构件的设计原则，且满足构造要求。

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。

关键词:

框架结构；混凝土；建筑设计；结构设计；配筋

ABSTRACT

The4#buildingoftheShanxiHuaqinTechParkislocatedinXi'anhigh-techdevelopmentzone.Thebuildingisdividedintofive-storey,totalconstructionareais7487squaremeters,buildingheightis22.20m.Thedesignconsistsofthearchitecturaldesignpartsandstructuraldesignpart.

Thedesignofengineeringstructuresusingmulti-storeyreinforcedconcreteframestructure,thebasicsteps:

thedeterminationofthestructureofthecalculationdiagram;loadcalculation;internalforceanalysis;combinationofinternalforces;beams,reinforcedconcretecolumncrosssection,boarddesign,thedesignofthestaircases,basicdesignandstructuralmapping,suchasconstruction.Amongthem,theinternalforcecalculationtoconsiderthefollowingfourtypesofloads,namely,Constantload,liveload,windloadandseismicaction;column,thedesignusesaflexibleplatetheory;beamdesignusesplastictheory;staircaseisselectionplate;thebasisofselectionofcrossstripfoundation.Seismicdesignincrosssection,followingastrongbentweakshear,theweakbeamstrongcolumn,strongnodeofthedesignprinciplesofweakcomponentsandstructurestomeettherequirements.

Fromconstructiontothedesignofthestructureisamorecompletedesignprocess,throughdesignreviewandconsolidationofgraduatesofthepreviousknowledge,tolinkthemaincourseintoacompletesystemandapplicationdesign;TheGraduationProjecthastrainedmeindependentdesignofthebasicabilitytoworkaftergraduatingfromasolidfoundation.

Keywords:

framestructure;concrete;architecturaldesign;structuredesign;reinforcement

第一章设计条件 10

1.1工程名称 10

1.2建筑设计资料 10

1.3基本参数 10

1.4材料选用 11

第二章结构方案的选型与布置 12

2.1确定结构体系 12

2.2框架梁截面尺寸估算 12

2.3框架柱截面估算 13

2.4板厚估算 13

2.5基础顶面设计标高的确定 13

第三章框架结构的计算简图 14

3.1计算简图的基本假定 14

3.1.1平面结构基本假定 14

3.1.2楼板在自身平面内刚性假定 14

3.2计算简图 14

第四章荷载（作用）计算 15

4.1永久荷载计算 15

4.1.2