八层框架毕业设计文摘.docx
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八层框架毕业设计文摘
郑州市瑞都花园酒店设计
土木本10级3班***指导老师：
李艳
摘要：
本工程为郑州市瑞都花园酒店，主体八层，局部为单层裙房。
建筑物总高度为27.45m，占地面积约为1341.1㎡。
总建筑面积约为7194.2㎡。
主体部分结构形式总体上成“一”字型，本建筑物抗震等级为三级，抗震设防烈度为7度，设计使用年限为50，设计基准期为50年。
基本雪压为0.4kN/㎡，楼、屋盖采用现浇钢筋混凝土楼板。
在确定了建筑结构的布置之后，选用横向第6轴线的中间框架进行结构设计，考虑竖向恒、活荷载以及考虑地震作用。
对于水平地震作用，先进行重力荷载代表值的计算，接着利用由质量法求出的顶点位移求出结构自振周期，进而按底部剪力法计算水平地震作用的大小，从而求出在水平地震作用下的结构内力（框架弯矩、剪力、轴力）。
然后利用弯矩二次分配法和静力平衡原理计算竖向荷载（包括恒载、活载）作用下的结构内力，进而进行框架的内力组合，并找出最不利的一组或几组组合内力，进行梁、柱等构件配筋计算。
此外还进行了结构布置中的室内楼梯的设计，完成了平台板、梯段板、平台梁等构件的内力分析和配筋计算。
本结构采用横向框架柱下条形基础（纵向布置基础连系梁），并对基础进行了地基承载力、受冲切承载力和配筋计算，最后绘制出该房屋的结构施工图。
关键词：
地震作用、竖向荷载作用、内力组合、截面设计。
Abstract：
ThisprojectisRuiGardenHotelinZhengzhouCity.Itcontainsmainpartcomposedofeightfloorsandlocalsingle-layerskirt.Thebuildingwhosetotalheightis27.45mcoversanareaofapproximately1341.1squaremeters.Thetotalfloorareaisapproximately7194.2squaremeters.Themainpartoftheoverallstructureisaboutstraight.Thebuilding'sseismicratingisthe3rdlevel.Theseismicfortificationintensityis7thdegree.Thedesignlifespanis50yearsandthedesignbasisisalso50years.Thebasicsnowpressureis0.4KNpersquaremeter.Thestructureofroofandfloorisreinfocedconcreteboard.
Indeterminingthelayoutofthebuildingstructure,thesixthaxisofthehorizontalintermediateframeworkischosenforstructuraldesign.Theverticalconstantandliveloads,aswellasthehorizontaldirectionearthquakeisessentialtoconsider.RegardinghorizontalseismicIfirstlycalculatedgravityloadsrepresentativevalue.Then,Iusethevertexdisplacementobtainedbythemassmethodtocalculatethestructuralnaturalperiods.AndthenIcalculatethesizeofthehorizontalforcewithseismicbaseshearmethod.Thusobtainedtheinternalforceofthestructure（moment,shearandaxialforce）underthehorizontalseismic.AndthenIusetheMomentDistributionMethodandstaticbalanceprincipletocalculatethestructure'sinternalforcesunderthedeadandliveload.ThenIcaculatedinternalforcecombinationsoftheframework,andidentifythemostunfavorableonegrouporseveralgroupsofcombinationsofinternalforcetocalculatereinforcementofbeams,columnsandothercomponent.Inaddition,Ioperatedthestructuralarrangementoftheinteriorstaircases.AndIcompletedtheinternalforceanalysisandreinforcementcalculationofplatformboard,benchboards,platforms,beamsandothercomponents.Iusethestripfoundationunderhorizontalframecolumn,andlayoutlongitudinalfoundationtiebeam.AtthesametimeIoperatedfoundationbearingcapacity,thepunchingshearcapacityandreinforcementcalculationofthebasis.Finally,Imapoutthestructureofthehousingconstructionplans.
Keywords:
Horizontalseismiceffect,Verticalloadeffect,Internalforcecombination,Sectiondesign.
一、概述
本工程为八层钢筋混凝土框架结构体系，建筑主体部分平面呈一字型，建筑高度为27.45m。
抗震等级为三级，抗震设防烈度为七度，设计使用年限为50年，设计基准期为50年。
郑州地区基本雪压为0.4kN/㎡。
根据某地质勘察部门提供的工程地质报告，地层结构及地层评述，自然地面一下土层依次为：
素填土层、黏土层、粉质粘土层、细砂层、中砂层、粗砂层、含砂粗砾层。
地下水深为9.5m～10.3m。
本地区地下水对混凝土和混凝土中的钢筋没有腐蚀性。
场地类别为一类，建筑场地类别为Ⅱ类。
地震烈度为七度，不会产生地震液化现象。
本工程室内地坪为
m，室外地坪为-0.450m。
二、框架在水平地震作用下变形验算和内力分析
2.1重力荷载代表值的计算
本工程墙体为粘土空心砖，用M5混合砂浆砌筑，内粉刷为混合砂浆打底，纸筋灰抹面，厚20mm，“803”内墙涂料两道。
外粉刷为1:
3水泥砂浆打底，厚20mm，陶瓷锦砖贴面。
分别计算出各层质点处的重力荷载代表制，计算结果如图2.1所示。
2.2横向水平地震作用及层间剪力的计算
根据顶点位移发，计算得到结构的自振周期为
=0.68s。
因本房屋结构高度不超过40m，质量和刚度沿高度方向分布比较均匀，并且以剪切变形为主，故可采用底部剪力法计算水平地震作用。
查《建筑抗震设计规范》GB50011-2010得，地震基本加速度为0.15g，设计地震分组为第一组，地震特增周期为
=0.35s,,s水平地震作用影响系数最大值
=0.12。
各质点的水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布如图2.2、2.3所示。
图2.1各质图2.2水平地震作用图2.3层间剪力分布
点重力荷载代表值
2.3多遇地震作用下的变形验算
各层的弹性层间位移角
，根据《建筑抗震设计规范》，弹性层间位移角限值为
1/550。
横向水平地震作用下框架变形验算如表2.1。
表2.1横向水平地震作用下的变形验算
层
次
层间剪力
（kN）
层间刚度
（kN/m）
层间位移
（m）
层高
（m）
层间位移角
验算
8
1082.6
857562.8
0.0013
3.3
1/2538
＜
7
1608.7
857562.8
0.0019
3.3
1/1737
6
2066.1
857562.8
0.0024
3.3
1/1375
续表2.1横向水平地震作用下的变形验算
层
次
层间剪力
（kN）
层间刚度
（kN/m）
层间位移
（m）
层高
（m）
层间位移角
验算
5
2455.2
857562.8
0.0029
3.3
1/1138
=1/550，各层弹性层间位移角均满足变性要求
4
2775.7
857562.8
0.0032
3.3
1/1031
3
3027.8
857562.8
0.0035
3.3
1/943
2
3214.5
1103495.8
0.0029
3.3
1/1138
1
3362.7
607633.2
0.0055
5.55
1/1109
2.4水平地震作用下框架内力计算
水平地震作用下框架的内力计算常用的方法有反弯点法和D值法，反弯点法适用于层数较少，梁柱线刚度之比大于3的情况，D值法是修正的反弯点法，近似考虑了梁柱线刚度比的变化，上、下层梁刚度的变化，以及上下层高等因素变化时对反弯点高度的影响，比较精确，所以适用范围也更加广泛，能更好的满足工程精度，所以我选用D值法计算水平地震作用下框架的弯矩，计算结果如图2.4。
进而用静力平衡原理可求出框架的剪力、轴力，如图2.5所示。
2.5竖向荷载作用下内力计算
选取第⑥轴线的横向中间框架计算，计算单元为3.6m。
梁跨为6.6m、2.4m、6.6m，竖向荷载作用下框架的弯矩分析有分层法、弯矩分配法和弯矩二次分配法，分层法和弯矩分配法比较精确，但分析过程相对繁琐，然而弯矩二次分配法计算过程相对简化，而且也能较好满足工程精度，提高工作效率，所以本设计采用弯矩二次分配法分析横向中间框架在竖向恒、活荷载的弯矩，然后利用静力平衡原理即可求得框架的剪力和轴力，恒、活荷载作用下框架弯矩分析结果如图2.6、2.7所示:
三、横向框架的内力组合
本设计需分别考虑抗震和非抗震内力组合，共三种内力组合，即
，
，
这三种内力组合，根据上述几种组合，结合梁柱的控制截面进行内力的计算，其中梁的控制截面位于梁端柱边及跨中最大弯矩处，柱的控制截面在柱顶和柱底。
图2.4水平地震作用下框架弯矩图图2.5水平地震作用下框架
轴力、剪力图（划线上为柱剪力）
图2.6竖向恒载图2.7竖向活载
作用下框架的弯矩图作用下框架的弯矩图
四、截面设计
4.1框架梁截面设计
从梁的内力组合表中选取梁跨中截面和支座处的最不利内力，在梁的跨中按T形截面，制作出按矩形截面进行计算和配筋。
在梁的斜截面设计时，从抗震的角度出发，本着“强剪弱弯”的原则，对剪力设计值进行调整。
配筋计算结果如下表4.1
表4.1框架梁配筋计算结果
层次
钢筋
AB跨
BC跨
A
跨间
B
B
跨间
C
8
纵筋
上
4B14
2B14
4B14
4B14
3B14
4B14
下
3B16
3B16
3B16
3B14
3B14
3B14
箍筋
B8@125
（2）（900）/B8@250
（2）
B8@125
（2）（700）/B8@200
（2）
7
纵筋
上
5B14
3B14
5B14
5B14
3B14
5B14
下
4B16
4B16
4B16
2B14
3B14
3B14
箍筋
B8@125
（2）（900）/B8@250
（2）
B8@125
（2）（700）/B8@200
（2）
5、6
纵筋
上
6B14
3B14
6B14
6B14
3B14
6B14
下
2B18+2B16
2B18+2B16
2B18+2B16
3B14
3B14
3B14
箍筋
B8@125
（2）（900）/B8@250
（2）
B8@125
（2）（700）/B8@200
（2）
3、4
纵筋
上
5B16
3B16
5B16
3B16+2B14
3B16
3B16+2B14
下
2B18+2B16
2B18+2B16
2B18+2B16
3B14
3B14
3B14
箍筋
B8@125（3）（900）/B8@250（3）
B8@125（3）（700）/B8@250（3）
1、2
纵筋
上
5B16
2B16
5B16
5B16
3B16
5B16
下
4B16
4B16
4B16
3B14
3B14
3B14
箍筋
B8@125（3）（900）/B8@250（3）
B8@125（3）（700）/B8@250
（2）
说明：
箍筋一栏，“/”前后分别为加密区和非加密区箍筋配置。
4.2框架柱截面设计
对框架柱的艰苦阿比和周亚比进行验算，均符合规范相关规定。
对柱顶、柱底分别进行了
及其对应的N、
及其对应的M、
及其对应的M作用下的计算，配筋计算结果如下表4.2
表4.2框架柱配筋计算结果
柱号
层次
纵筋
箍筋
非加密区
加密区
A柱
8
4B14（2B14）
B8@200（4×4）
B8@120（4×4）（500）
7
4B16（2B16）
B8@180（4×4）
B8@120（4×4）（500）
5、6
4B18（2B18）
B8@180（4×4）
B8@120（4×4）（500）
3、4
2B20+2B18（2B18）
B8@180（4×4）
B8@120（4×4）（500）
1、2
4B18（2B18）
B8@180（4×4）
B8@120（4×4）（650,500）
B柱
8
4B16（2B16）
B8@180（4×4）
B8@120（4×4）（500）
7
4B18（2B18）
B8@180（4×4）
B8@120（4×4）（500）
5、6
4B20（2B18）
B10@200（4×4）
B10@100（4×4）（500）
3、4
4B22（2B20）
B10@200（4×4）
B10@100（4×4）（500）
1、2
5B20（2B20）
B10@200（4×4）
B10@100（4×4）（650,500）
五、楼板设计
对于该框架结构房屋，采用现浇楼、屋面板，因所有的楼屋面板，
＜2，属于双向板，板在两个方向的弯矩都不能忽略，本设计采用塑性铰线法设计，共分为A、B、C、D四种类型的板。
分别对每块板进行设计，计算出的跨中两个方向后配以板底受力筋，根据支座处弯矩配以负筋。
六、楼梯设计
6.1基本资料
本设计楼梯开间为3.6m，进深为6.6m。
首层层高为3.9m，设计为等跑楼梯，每跑均有13各踏步，踏步尺寸为300mm×150mm，中间休息平台尺寸为1800mm×3600mm；二至八层层高为3.3m，设计为等跑楼梯，每跑均有11个踏步，踏步尺寸同首层，中间休息平台同首层。
曹永板式楼梯，梯段板、休息平台和平台梁均采用C25混凝土，HRB335级钢筋。
6.2楼梯的计算
楼梯的布置如图所示
图6.1首层楼梯布置图图6.2三至八层楼梯布置图
楼梯相关部分的设计内力分析均为静定结构分析。
七、基础的设计
地基和基础主要以承受上部主体结构传来的竖向力，同时弯矩会引起地基反力分布的不均匀，所以本设计采用
和相应的M。
因为该工程上部主体结构刚度较大，地基较均匀、承载力好，而且上部传来荷载相差不大，故而可采用倒梁法分析基础梁的内力，进而对基础梁进行控制截面的抗弯和抗剪设计，然后设计翼板。
配筋结果如下：
AB段：
上部4
25；下部4
25
BC段：
上部10
25，上排7根，下排3
25；下部4
25
B处：
上部4
25；下部12
25，下排8
25，上排4
25.
BC跨中：
上部6
25，下部8
25.
翼板：
受力筋为
10@140，分布钢筋为
10@200。
八、结束语
经过了近三个月的精心准备和不懈努力，我的毕业设计终于画上了句号，回顾本次设计，涉及建筑设计和结构设计，重点是结构设计。
结构设计初步是建筑结构的选型，因为框架结构整体性好而利于抗震，且平面布置灵活，便于形成大空间，所以选择框架结构。
然后进行结构内力分析，依次分析了水平地震作用下框架内力，竖向恒、活荷载作用下框架的内力，然后进行抗震和非抗震的内力组合，并本着抗震设计的延性要求对框架梁柱的设计内力进行调整，然后进行框架梁柱和节点进行截面设计。
楼、屋面板的设计采用塑性理论中的塑性铰线法，对各类型板进行内力分析和配筋计算。
楼梯的设计包括梯段板、中间平台和平台梁，均属静定结构，分别进行内力分析和配筋计算。
根据本工程实际，该工程基础的设计采用倒梁法，分析结构内力并调整后进行配筋计算。
房屋所有的部分设计完成以后绘制出结构施工图。
在这三个月的设计过程中，遇到了很多问题，诸如专业知识的漏洞、制图软件使用不熟练、办公软件使用的不熟练等，这些问题常常使我夜不安寝、食不甘味，不过通过自己查阅诸多资料，同时在老师的指导同学们的帮助，难题被一一攻克。
这还是首次花费如此长的时间和如此多的精力完成一套设计作品，其中的艰辛和困难一言难尽，但曲终幕落后留下的滋味，是值得我日后慢慢回味的。
通过此次毕业设计，我掌握了结构设计的内容、步骤和方法，全面了解设计的全过程；培养正确、熟练的选取结构形式、布置结构方案、结构设计计算、构造处理及绘制结构施工图的能力；培养正确、熟练运用规范、手册、标准图集及参考书的能力。
通过实际工程训练，我对平日里学习的专业知识有了更深刻、综合的把握，能够更好的理解和运用。
在设计过程中我发现了自已的许多不足之处，这几个月的努力使我受益匪浅，相信会对我今后的工作有很大的帮助,为今后的学习和工作作好铺垫。
总的体会可以用一句话来表达，纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行！
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