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淮安市未来自来水厂职工文化中心大楼设计文献综述

 2020-04-09 15:35:14  

一)设计依据

1、工程概况

本毕业设计题目来自于拟建项目工程,位于淮安市,该工程为淮安市未来自来水厂职工文化活动楼,采用钢筋混凝土框架结构体系。该楼单层建筑面积约945m2,该楼主体为三跨四层,建筑面积约3780m2。在正常情况下,本工程的合理设计使用年限为50年。工程总平面图及及标准层柱网布置见任务书附图。

2、气象资料

基本风压:0.40kN/m2

基本雪压:0.40 kN/m2

3、工程地质资料

(1)根据勘测报告,拟建场地地势平坦,表面为杂填土;无液化土层分布,稳定地下水位埋深0.72-1.14m,对钢筋混凝土无侵蚀性。

场地土层描述一览表表3.1

层号

地层名称

颜色

状态

特征描述

厚度(米)

最小/最大

杂填土

灰色

松散

主要由风化碎石混杂粘性土组成。全场分布。

0.50/6.90

②1

粉质粘土

褐黄色

可塑

含铁锰质斑点,夹青灰色条带。干强度高,韧性高。

1.20/7.00

②2

粉质粘土

褐黄色

硬塑

局部可塑,含铁锰质结核,干强度高,韧性高,无摇振反应。

2.5/10.30

③1

安山岩

(强风化)

灰黄色

岩芯呈密实砂土状,夹有未完全风化岩碎块,遇水极易软化。岩体基本质量等级为Ⅴ级。

3.5/10.90

③2

安山岩

(中风化)

灰黄色

以短柱~柱状为主,裂隙较发育,钻探时未发现漏浆现象。岩体基本质量等级为Ⅳ级。

未揭穿

(2)基础形式

选择浅基础:场地浅部分布①层填土强度低,堆填时间少于5年,未完成自重固结,不能作为天然地基持力层;②层土强度为中压缩性,中~中高强度地基;③层基岩强度较高,均可作为拟建建筑浅基持力层。

选择桩基础:场地分布③2层安山岩(中风化)强度较高,可作为拟建建筑桩基础持力层。

地基土承载力特征值确定一览表3.2

层号

岩土层名称

经验法fak

公式法

fak

综合

确定值fak

土工法

标准贯入

kPa

kPa

kPa

kPa

②1

粉质粘土

205

175

176

180

②2

粉质粘土

270

235

260

240

③1

安山岩(强风化)

280

③2

安山岩(中风化)

4200

桩基设计参数一览表3.3

层号

地层名称

钻孔灌注桩

人工挖孔桩

桩端土

端阻力

特征值

桩周土

侧阻力

特征值

桩端土

端阻力

特征值

桩周土

侧阻力

特征值

qpa(kPa)

qsiai(kPa)

qpa(kPa)

qsiai(kPa)

②1

粉质粘土

30

28

②2

粉质粘土

400(l=6m)

36

500

34

③1

安山岩(强风化)

500(l=6m)

46

600

45

③2

安山岩(中风化)

饱和单轴抗压强度frk=23.45MPa

注: 当以③2层为桩端持力层时,单桩承载力按下式计算:Ra=ξs#183;U#183;Σqsia#183;Lsi U#183;ξr#183;frk#183;hr mo#183;ξp#183;frk#183;Ap,mo取值0.70;ξs、ξr和ξp 取值为:1,0021,0.11。

4、结构和场地地震效应

(1)本工程为多层框架结构,建筑结构的安全等级为二级。

(2)拟建场地抗震设防烈度7度,设计基本地震加速度值为0.10g,设计地震分组为第二组,特征周期为0.40s。

(3)工程场地Ⅱ类。

(4)按”建筑工程抗震设防分类标准”,本工程为丙类建筑。

5、荷载取值

按《建筑结构荷载规范》GB5009-2012采用。

(二)设计要求

根据所提供的总平面图和设计要求,完成主要建筑设计、上部框架结构及基础计算、构件设计、节点构造设计、施工图绘制、施工组织设计等工作。

具体要求如下:

1、建筑部分

根据所提供的总平面图及标准层柱网布置图,进行建筑设计,并完成相应的建筑施工图绘制。

2、结构部分

2.1结构计算

(1)进行结构布置,进行构件截面尺寸及材料强度等级选择。

(2)对下列结构、构件进行设计计算:

①手算一榀横向框架

永久荷载及其效应;可变活载(考虑不利布置)及其效应;风荷载及其效应;地震作用及其效应;其余软件计算。

②内力分析、内力组合与梁柱截面设计,手算底层、标准层和顶层;其余软件计算。

③现浇楼面板:任选一标准层手算,其余软件计算。

④楼梯设计:任选一楼梯间手算,其余软件计算。

⑤基础设计:完成基础选型、平面布置,基础相应设计计算。

(3)绘制施工图(详细要求见后)。

(4)结构设计计算说明书编写要求。

2.2计算说明书编写

详细说明建筑设计、结构布置依据;构件选择、材料的确定;确定横向框架的计算简图、内力计算与组合;框架位移验算、构件截面设计、配筋简图,要求画出主要节点构造图(非平法表示)以及有关结构构造说明;楼梯结构的计算、设计;基础结构的计算、设计;附软件计算横向框架内力结果及与手算结果对照分析,简要的施工说明。另外,设计计算书还应包括中英文摘要、目录、正文、参考文献、附录等基本内容,并且满足毕业设计计算说明书规定要求,层次清楚,表达适当,重点突出,并不少于80页。

(1)设计计算书应包括中英文摘要、目录、正文、参考文献、致谢等基本内容,并且满足毕业设计计算说明书规定要求,层次清楚,表达适当,重点突出。

(2)详细说明建筑方案依据、建筑设计特点及关键建筑设计参数;

(3)结构布置依据、构件选型、材料确定;

(4)确定横向框架的计算简图,内力计算与组合,框架位移验算。

(5)构件截面设计,配筋简图,典型节点设计,要求画出主要节点构造图(非平法表示),以及有关结构构造说明;

(6)典型楼梯结构的设计计算;

(7)基础结构的设计计算;

(8)机算内容紧跟相应手算内容,并对软件计算结果及手算结果进行对比分析;

2.3绘制施工图(详细要求见后)

3、施工部分

完成单位工程施工组织设计,主要内容包括:施工准备、施工方案、进度计划、平面布置及技术措施。

4、外文翻译

翻译不少于1万印刷符号的外文资料。外文原文及译文均作为毕业设计必备附件,单独装订成册,作为毕业设计资料与其它成果一起上交。

四、文献研究概况

多层钢筋混凝土框架结构设计可以分为四个阶段:一是方案设计,二是结构分

析,三是构件设计,四是绘施工图。结构分析和构件设计是结构设计中的计算阶段,在

现代,已由电子计算机承担这一工作。但是,结构的计算并不能代替结构的设计。良好

的结构设计的重要前提,应该是合理组织与综合解决结构的传力系统、传力方式,良好

的结构方案是良好结构设计的重要前提。

钢筋混凝土框架结构是由楼板、梁、柱及基础四种承重构件组成的。由主梁、柱与

基础构成平面框架,各平面框架再由连续梁连接起来形成空间结构体系。采用框架结构

体系时,框架梁应纵横向布置,形成双向抗侧力构件,使之具有较强的空间整体性,以

承受任意方向的侧向力。

主要通过《混凝土结构设计规范》、《建筑抗震设计规范》等规范,结合工程实际进行研究,提出本人对结构设计的一些看法。目前结构计算和以前相比更加复杂多样,因此不可能一次完成,而应当从整体到局部、分层次完成。主要计算过程可以分为四步进行:整体参数计算,整体合理性计算,构件优化计算和抗震性能验算。每步计算中又包含多次试算,在上一步计算取得合理结果以后,方可进行下一步计算,以便使结构计算过程科学化,提高设计工作效率。

对本课题的研究将分为建筑设计、结构设计、毕业设计整理三个方面。

(1)建筑设计分为初步设计及施工图设计两个阶段

在此阶段将拟定建筑方案,确定建筑使用的材料及做法,确定建筑的总体形状及各种尺寸。建筑设计包括建筑总平面及建筑平面简图、立面图、剖面图和节点祥图。建筑设计要满足建筑使用功能和外观要求。

(2)结构设计阶段

此阶段包括计算确定荷载,同时进行荷载分析、内力计算,进行最终结构图的绘制,结构计算分手算和部分电算。

框架结构设计包括结构布置,构件截面尺寸的选择急其材料标号的选择,基础形式的选择等。

通过结构内力计算来确定各种杆件截面尺寸和配筋设计。框架柱按实际情况分别采用轴心受压和偏心受压来计算。梁考虑正截面抗弯计算和抗剪计算。基础考虑地质条件和上部结构、荷载条件。

本工程框架结构的竖向荷载计算采用荷载迭代法近似计算。水平荷载包括:风荷载和水平地震作用,计算采用改进反弯点法即D值法来近似计算。

荷载最不利组合考虑一般荷载组合和地震作用下的荷载组合 。

对于框架结构一般最不利组合(不考虑地震作用):

(1) 恒 任一活荷载

(2) 恒 0.9*(使用活荷载 风荷载)

控制截面:框架梁的控制截面是支座面和跨中截面,支座截面一般由受弯和受剪承载力控制,跨中由受弯承载力控制。梁支座截面的最不利位置在柱边。对于框架柱控制截面在上下端由弯矩和轴力控制。

根据本工程的地质和上部结构和荷载综合考虑采用条形基础。基础、内力计算采用倒梁法,控制截面和构造按规范要求设计。

最后,我们还要进行”三水准、两阶段”设计方法进行抗震设计:

1、 做好”强柱弱梁”的设计

由于框架柱受轴向压力作用,其延性通常比梁的延性小,一旦框架柱先于框架梁出现塑性铰,就会产生较大的层间位移,甚至形成同层各柱上下端同时出现塑性铰的”柱铰结构”,从而危及结构承受垂直荷载的能力

2、 做好”强剪弱弯”的设计

为了防止梁端,柱端在弯曲屈服前出现脆性剪切破坏,在设计中要求做到”强剪弱弯” 亦即构件的受剪承载力要大于构件弯曲时实际达到的剪力。

3、做好”强节点弱构件”的设计,还要对节点进行抗震结构设计要求框架节点核芯区不先于梁柱破坏。

其他结构和构造按其规范要求设计。

(3)毕业设计整理阶段

按学校毕业设计条例及教研室实施细则整理毕业设计成果,做好毕业答辩准备工作。

设计全过程将充分考虑安全、经济、适用三要素,建筑设计注意与周围环境的协调,功能区组合合理。结构设计要求结构布置合理,构件设计经济合理。

五.毕业设计(论文)进程安排

起讫日期

设计(论文)各阶段工作内容

备 注

第1-3周(2.25-3.17)

建筑方案及建筑施工图

3.0周

第3周结束时上交全部建筑施工图,建筑指导教师作初步批改。

第4周(3.18-3.24)

结构选型与布置及布置图的绘制

1.0周

第5周(3.25-3.31)

计算简图及荷载计算

1.0周

第6-7周(4.1-4.14)

框架内力计算及内力组合

上机计算

2.0周

第8周(4.15-4.21)

框架梁、柱截面设计,上机计算

1.0周

第9周(4.22-4.28)

现浇楼面板设计、上机计算

1.0周

第10周(4.29-5.5)

(期中检查)

楼梯结构设计计算、上机计算

1.0周

第11-13周(5.6-5.26)

基础设计、上机计算

2.0周

第14-15周(5.27-6.9)

绘施工图、整理前述工作的计算书

2.0周

第15周结束时上交结构设计成果,指导教师批改。

第16周(6.10-6.17)

评阅、答辩,评定成绩

1.0周

毕业设计时间从2.25-6.17,其中毕业实习放入毕业设计过程中,建筑设计3周,结构设计12周,答辩1周,共计16周。

  

六、参考资料

[1] 建筑设计资料集编委会编.建筑设计资料集(8)第二版[M].北京:中国建筑工业出版社,1996.

[2] 建筑设计资料集编委会编.建筑设计资料集(9)第二版[M].北京:中国建筑工业出版社,1997.

[3] 建筑结构构造资料集编委会编. 建筑结构构造资料集(上、下)第二版[M].北京:中国建筑工业出版社,2009.

[4] GB50009-2012.建筑结构荷载规范[S].

[5] GB50010-2010.混凝土结构设计规范[S].

[6] GB50011-2010.建筑抗震设计规范[S].

[7] GB50003-2011.砌体结构设计规范[S].

[8] GB50007-2011.建筑地基基础设计规范[S].

[9] JGJ94#8212;2008.建筑桩基技术规范[S].

[10] 11G101-2.混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图[S].

[11] 建筑结构构造资料集(上、下)[Z].北京:中国建筑工业出版社.

[12] 徐秀丽主编.混凝土框架结构设计[M].北京:中国建筑工业出版社.2008.8.

[13]梁兴文,史庆轩主编.土木工程专业毕业设计指导[M].北京:科学出版社,2005.

[14]董军、张伟郁、顾建平编著.土木工程专业毕业设计指南-房屋建筑分册[M].北京:中国水利水电出版社,2002年3月

[15] 周果行编著,房屋结构毕业设计指南[M].中国建筑工业出版社,2004.

[16]李宏男、崔熙光、邹超英等编著.多层及高层建筑结构设计[M].北京:中国建筑工业出版社,1998.

[17]张维斌主编.多层及高层钢筋混凝土结构设计释疑及工程实例[M].北京:中国建筑工业出版社,2005.

[18] 杨秀娟,张永胜.基于抗震性能的框架结构柱网尺寸优化选择[J]. 山西建筑,2010年9月.

[19] 蒋正跃,付云松. 钢筋混凝土框架结构延性设计的探讨[J].山西建筑,2010年9月.

[20] 吴涛.钢筋混凝土框架结构的延性抗震设计[J]. 有色冶金设计与研究, 2010年8月.

一)设计依据

1、工程概况

本毕业设计题目来自于拟建项目工程,位于淮安市,该工程为淮安市未来自来水厂职工文化活动楼,采用钢筋混凝土框架结构体系。该楼单层建筑面积约945m2,该楼主体为三跨四层,建筑面积约3780m2。在正常情况下,本工程的合理设计使用年限为50年。工程总平面图及及标准层柱网布置见任务书附图。

2、气象资料

基本风压:0.40kN/m2

基本雪压:0.40 kN/m2

3、工程地质资料

(1)根据勘测报告,拟建场地地势平坦,表面为杂填土;无液化土层分布,稳定地下水位埋深0.72-1.14m,对钢筋混凝土无侵蚀性。

场地土层描述一览表表3.1

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