本科毕业设计说明书(论文)
1 工程概况
本毕业设计课题,要求完成某公司办公楼的建筑和结构设计。
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1.1原始数据
建筑面积不超过4000平方米,全框架结构,不超过五层。其他条件参照规范及使用要求。地质资料:为了大到锻炼的目的,在进行框架设计时按二类场地计算,在基础设计时采用一个实际工程的地质资料来进行基础设计。
1.2技术要求
建筑设计:建筑平面功能分区合理,立面造型明快。
结构设计:方案经济合理,设计分析方法得当,结果准确,构造合理。 建筑和结构设计均应符合有关国家规范要求,施工图绘制规范,表达清楚。
1.3工作要求
完成建筑的平面、立面、剖面设计,绘制相应的施工图。完成上部结构的部分设计,绘制部分结构施工图。结构分析要认真仔细,结构设计既要有手算,也要有计算机算,施工图既要有手绘,也要有计算机绘,各部分比例与指导教师协商确定。
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2 构件的初估
2.1 梁截面尺寸的初估
F2第 2 页 共 91 页
500500300600300600D 2504002400F1 16000CB2504006000A72002720037200472005720067200772008 2.1.1 横向框架梁
AB、CD跨:h=(1/12~1/8)×6000mm=(500~750)mm,取500mm,b取为(1/3
~1/2)h,取250mm,则横向梁的截面为250mm×500mm;
BC跨:取250mm×400mm;
次梁:h=(1/16~1/12)×6000mm,取400mm,b取250mm。 2.1.2 纵向框架梁
h=(1/12~1/8)×7200mm=(600~900)mm,取600mm,b取为(1/3~1/2)h,取300mm,则横向梁的截面为300mm×600mm。 2.1.3 结论
根据以上计算结果可以得出梁的截面尺寸为:
横梁:AB、CD跨:250mm×500mm BC跨:250mm×400mm 纵梁:300mm×600mm
2.2 柱截面尺寸的估算
利用以下公式进行估算:
N??FgEn N??(fcA?fy'As')
式中:
N—柱组合的轴压力设计值;
F—按简支状态计算的柱的负载面积(见上图);
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本设计取14 kN/m2;
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gE—折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值;一般取12~15kN/m2,
β—考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数;边柱取1.3,不等跨内柱取1.25 n—验算截面以上楼层层数; A—柱截面面积;
?—钢筋混凝土轴心受压构件的稳定系数;取为1.0
fc—混凝土轴心抗压强度设计值;C30混凝土,14.3N/mm2
fy'—纵向钢筋的抗压强度设计值;钢筋HRB335,300N/mm2 As'—全部纵向钢筋的截面面积;按配筋率1%取值 对于内柱:
30.24×14×5=2646kN N??FgEn=1.25×
1.2N=3175.2kN
1.2N≤?(fcA?fy'As')=1.0(14.3A+300×0.01A)=17.3A A?2.15×105mm2
取边柱尺寸为500mm×500mm; 对于内柱:
21.6×14×5=1965.6kN N??FgEn=1.3×1.2N=2358.72kN
1.2N≤?(fcA?fy'As')=1.0(14.3A+300×0.01A)=17.3A 取内柱尺寸为500mm×500mm。
综上:计算得出的柱截面尺寸为500mm×500mm。
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3 框架侧移刚度的计算
3.1 横梁的线刚度计算(如下表)
类别 Ec(104) b×h Io(109) (m4) 计算长度l (m) 线刚度ib第 4 页 共 91 页
1.5ib2.0ib (kN/m2) (mm×mm) AB、 CD跨 BC跨 3.0 250×400 3.0 250×500 (kN/m) (kN/m) (kN/m) (1010) (1010) 1.95 (1010) 2.60 2.60 6000 1.30 1.33 2400 1.67 2.50 3.34 3.2 纵梁的线刚度计算(如下表)
类别 Ec(104)(kN/m2) 纵梁 3.0 300×600 5.40 7200 b×h (mm×mm) Io(109) (m4) 计算长度l (m) 线刚度ib (kN/m) (1010) 2.25 3.38 4.50 1.5ib (1010) 2.0ib (1010) 3.3 柱的线刚度计算(如下表)
层次 Ec(104) (kN/m2) 底层 其他层 3.0 3.0 500×500 500×400 5.21 5.21 4700 3600 3.33 4.34 b×h (mm×mm) Io(109) (m4) 计算高度l (m) 线刚度ib (1010) 3.4 各层横向侧移刚度计算(D值法)
3.4.1 底层
3.4.1.1 边框架A-1、D-1、A-8、D-8(4根)
K=ib/ic=1.95/3.33=0.586
0.5?K α==0.42
2?K 3.33 1.95 D=
12ic?h
2
=7598
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3.4.1.2 边框架中柱B-1、C-1、B-8、C-8(4根)
K=
(2.50?1.95)?2=1.025
4.34?2第 5 页 共 91 页
2.50 1.95 1.025α==0.339 2?1.0254.34 2.50 1.95 0.339?12?4.34?1010D==13623 23600
3.4.1.3 中框架边柱A-2~A-7、D-2~D-7(12根)
2.60=0.60 4.340.60α==0.231 2?0.60K=
2.60 4.34 2.60 0.231?12?4.34?1010D==9283
36002
3.4.1.4 中框架中柱B-2~B-7、C-2~C-7(12根)
(3.34?2.60)?2K==1.369
4.34?22.50 1 .95 4.34 2.50 1.95 α=
1.369=0.406
2?1.3690.406?12?4.34?1010D==16315 23600则2~5层的总的侧移刚度∑D2~5=7394×4+13623×4+9283×12+16315×12
=391244 kN/m
由此可知各层的侧移刚度如下表:
层次 ∑D 则
底层 301368 =
301368=0.77>0.7, 故为规则框架。
3912442~5层 391244 ?D?D12