雨花台区马家店小学教学综合楼设计文献综述
2020-04-18 20:55:43
工程概况:本工程为实际应用课题,工程位于江苏省南京市,为雨花台区马家店小学教学综合楼设计。建筑场地长宽约长50m 宽50m,建筑面积约5000平米,层高均为3.9m,室内外高差0.30m。建筑类型为公共建筑。按照设计要求,拟建层数为4层。教学综合楼设计为框架结构,对于框架结构的安全等级根据结构破坏可能产生的后果(危机人的生命、造成经济损失、产生社会影响等)的严重性,《统一标准》将建筑物分为三个安全等级。本拟建工程建筑属于丙类建筑,故其设计的安全等级为二级。雨花台区处于抗震设防烈度7度区,对于其抗震要求做到三水准设防要求,即”小震不坏、中震可修、大震不倒”,设计具有足够的强度、刚度和延性的结构。地基土对建筑的影响要着重考虑,综合考虑工程的岩土工程勘察报告,拟建楼层建筑物采用桩基基础,注意对桩基础的最终沉降量的计算,注意防止地下水对钢筋的锈蚀影响,使其地基计算满足承载力计算规定。设计地基基础要充分发挥其耐久性和经济性,其使用年限要高于上层建筑使用年限,还要有充分的抗浮性能等等。
建筑设计:拟建工程为公共建筑,具有在使用上的开放性,公共性、功能的多样性、人流交通的大量性、结构的复杂性等特点。在设计时不仅要满足其美观还要具有功能的实用性,具有明确的功能分区,如教室、办公室、实验室、会议室、卫生间(每个楼层都设计至少一个)等。根据所学过得房屋建筑学相关知识,在对拟建工程的建筑设计时,首先需要了解拟建工程的设计资料,考虑教学综合楼设计时的功能分区,对教室、实验室、办公室等等的要求,对其进行平面设计,然后方案设计,施工图深化设计等。对于教学综合楼的设计,要着重考虑其功能区间的分布,各个功能区的空间尺寸需要满足规范,由于公共建筑人流量大,更要充分考虑消防与逃生通道等水平、垂直通道的设计分布。
建筑设计在整个设计过程起着很大作用,在这一阶段我需要考虑建筑外观的造型美观、功能布局合理性、舒适性、采光性、保温性等等。同时也要考虑到经济方面的要求。考虑到教学综合楼的实际要求与客观方面的原因,以及”布局合理、美观大方、设施完备、设计先进”等原则。使其设计成一座经济、实用、耐久、美观的小学教学综合楼。本次设计综合考虑建筑、结构、设备、造价等方面因素,需要解决建筑功能、环境保护、节能、经济等问题。最后的建筑设计成果要使拟建教学综合楼让学生老师们有一个舒适安全的学习和工作环境。
结构设计:拟建工程为框架结构,框架结构是指由梁和柱以刚接或者铰接相连接而成构成承重体系的结构,也就是说由梁和柱组成框架共同抵抗使用过程中出现的水平荷载和竖向荷载,其墙体不承重,仅起到围护和分隔作用。其特点非常突出:所有的墙都不承重,仅有分隔围护作用。水平方向仍然是楼板,然后楼板搭接在梁上,梁支撑在两边的柱子上,将力传给力柱子,柱子再沿高度方向传到基础部分,构成了梁、板、柱的承重体系。其主要优点就是空间分隔灵活,正好符合教学楼功能分区的需要,自重轻。有利于抗震,节省材料;同时具有可以较灵活的配合建筑平面布置,立面容易处理的优点,利于安排需要较大空间的结构,例如教学楼阶梯教室等空间的要求。框架结构的梁柱构件还易于标准化、定型化,便于采用装配整体式结构,以缩短施工工期。但其侧移刚度小,水平作用下抵抗变形能力较差,需要注意。框架结构设计步骤为1、确定结构方案与结构布置(结构选型、平面布置,需要注意长宽的关系、竖向布置,注意高宽比、最大高度等因素、按照规范要求设置伸缩缝、沉降缝、抗震缝,尽量做到免缝或三缝合一、对基础进行选型、楼屋盖选型);2、初步确定梁柱截面尺寸及材料强度等级;3、重力荷载计算;4、框架侧移刚度计算;5、计算自振周期;6、风荷载作用下弹性位移计算;7、多遇地震作用下弹性位移计算;8、竖向荷载作用下框架内力计算;9、内力组合;10、竖向荷载作用下楼屋盖计算;11、梁柱截面配筋,节点构造;12、基础设计;13、罕遇地震作用下薄弱层弹塑性变形验算。
结构选型就是选择结构方案,需要做到适应教学综合楼功能的要求、满足教学综合楼造型的要求、能充分发挥其自身结构优势、考虑材料和施工的条件、尽可能降低造价等要求。教学综合楼框架结构的布置需要包含柱网布置、承重体系的确定、变形缝的设置三个方面。框架结构的震害主要集中在梁柱节点处,柱子的震害大于梁、角柱重于内柱、短柱重于一般柱。对于框架结构的抗震设计需要设计成延性结构,遵守”强柱弱梁”、”强剪弱弯”、”强节点,强锚固”等设计原则。框架结构构件设计应满足各自的基本要求:1、进行梁端抗震设计时,既要允许塑性铰在梁上出现又不要发生梁剪切破坏,同时还要防止由于梁筋屈服渗入节点而影响节点核心区的性能,塑性铰区段应有较好的延性和耗能能力;2、遵循强柱弱梁原则;3、采取强节点弱构件的设计概念。对于框架结构的基础设计充分考虑拟建工程场地的地基土特征,拟建教学综合楼的荷载情况,本地区地震烈度等等因素对基础进行选型设计,要做到满足上部结构的承载力,使用年限也需大于上部结构使用年限。同时要考虑到用地节省,节约经济等方面因素。
施工方面:施工组织设计是每一个工程项目开始施工前必须编制的,是以施工项目为对象进行编制,用以指导其建设全过程的各项施工活动的技术、经济、组织、协调和控制的综合性文件。其可以分为投标前编制的施工组织设计和签订工程承包合同后编制的施工组织设计。它是一种管理文件,具有组织、规划和据以指挥、协调、控制的作用,其次它又是一个全局性的文件,发挥的作用是全方面的。它还应当发挥施工组织设计在投标和签订承包合同中的作用。其基本内容包括:编制依据、编制范围、工程概况、总体布置、施工进度安排、施工方案、质量目标与质量保证措施、工期保证措施、安全目标及安全保证措施、环境保护水土保持和文明施工。其编制应依据相关规范。
参考文献:[1]梁兴文、史庆轩主编. 土木工程专业毕业设计指导[M].科学出版社,2005.
[2] 张仲先主著. 土木工程专业毕业设计指南#8212;#8212;混凝土多层框架结构设计[M].北京:中国建筑工业出版社,2013.
[3]周俐俐编著. 多层钢筋混凝土框架结构设计实用手册--手算与PKPM应用[M].北京:水利水电出版社,2012.