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文档简介
1、毕业设计指导书南昌市某六层宾馆设计适用专业:土木工程华东交大理工学院土建分院钢筋混凝土结构教研室二一一年第一部分 设计概述 一、设计题目简介 该建筑为典型的公共建筑,属某部管理,主要用于本部门召开有关会议,办培训班使用,同时对外接待团体旅客。整个工程层数为6层,总建筑面积约为5000平方米,主楼采用框架结构。学生在毕业设计时间内,须进行总体规划设计,建筑与结构设计。该题目选题典型,份量适宜,基本上达到了本科毕业设计的要求。 二、设计目的及意义 学生在毕业设计时间内,在教师指导下,独立完成该题目的设计,学习、掌握和提高综合应用所学理论知识进行分析问题和解决问题的能力,熟悉建筑设计的方法,获得结构
2、设计计算与绘图的基本训练,同时应注意掌握新的理论、新的设计方法,加强计算机辅助设计能力培养等。 三、设计内容和要求 1.编写设计说明书:内容包括建筑和结构方案的概述,主要经济技术指标,主要内外装修做法及材料,设计成果分析及设计总结等。 2.结构设计计算书:内容包括结构布置、荷载计算、框架设计、筏形基础(或桩基)设计,现浇板、楼梯设计等。 3.完成电算成果一份:6层框架的内力分析与配筋计算。 4.绘制下列图纸: 建筑方面:总体规划设计:总平面布置图。建筑设计:一层平面图,标准层平面图;屋顶平面图;客房家俱布置图;立面图;剖面图 结构方面:基础平面布置及配筋图,主要楼层的结构布置;框架配筋详图;楼
3、梯配筋详图,屋盖结构布置及其它局部构件配筋图等。 5.在完成以上任务的基础上,参阅有关具体工程的施工图纸,进行计算机辅助设计(cad)的了解和实践。 毕业设计是一个重要的教学环节,它既是对所学的专业知识的总结和经验,也是学生作为土建工程师所必须经历的基本训练,同时对今后的工作也有着极其重要的影响。第二部分 建筑设计指导 一、宾馆的分类与组成 1.宾馆的分类 国外按多种标准来分级:(1)按使用性质分:城市宾馆、汽车宾馆(为驾驶者服务并设有停车场地和方便的通道),旅游宾馆、公寓或宾馆(带居住性的公共建筑,内带厨房等服务设放)以及专用宾馆(如疗养、会议、水上宾馆等);(2)按舒适程度(如面积指标、设
4、备装修水平、服务水准等)分:“豪华”、五星、四星、三星、二星、一星级;(3)按规模大小分:小型(150床以下)、中型(150400床)、大型(400床以上)三类。国内新建宾馆一般可分为:对外宾馆、对内宾馆两大类。对外宾馆(又称旅游宾馆)以接待外宾和旅游者为主,一般有一、二级或参照星级划分。对内宾馆(又称会议或城市宾馆),也分为二级:即一级对内宾馆,以接待国内旅客为主,设施齐全,可作为各种会议使用,二级对内宾馆,以接待一般出差、中转探亲访友等旅客为主。本宾馆具有提供住宿、培训、饮食服务等功能,属对内宾馆一级标准,中高档装修与陈设。 2.宾馆组成 宾馆按其组成一般可分为五大部分: 接待部分: 包括
5、有入口、门厅、总服务台、前台管理、商店小卖等。 入口门厅:起内外联系,水平与垂直交通连系的作用,为了更好地组织、分配各种流线并适于管理,应有明确的主出入口。 门厅内应就近安排:总服务台、前台管理(经理、值班、保卫)、财务会计,商店小卖以及其它各种辅助服务项目,如代订车、船、机票等商务服务,还有休息用房等。 居住部分:主要指客房、卫生间以及为宾馆服务的各种用房及共同组成的客房标准层、客房包括前室、贮存(存衣)、卫生间和居住用房部分(卧室和厅),按床数有单床间、双床间和多床间及套间客房之分。服务用房包括各层服务台、值班室、贮存、开水间、公共卫生间等。 餐厅、厨房:应有大、中、小餐厅(可适当分隔),
6、高档宾馆还有咖啡、酒吧等,有些餐厅还有中西餐厅分别设置、小吃部等。 公共用房部分:它包括各种公共活动用房和商业服务用房,如商店、小卖,以及会议、娱乐、学术活动、展览多功能厅等。 其它服务用房:如停车场、锅炉房、通风、通暖机房及后勤管理用房等。 二、建筑设计步骤概述 学生毕业设计可按下列步骤进行:熟悉了解任务书、资料等方案构思与总体布局初步设计构造设计(或扩初设计)施工图设计。 1.总体布局与方案构思:总体布局,即从全面的观点出发,综合考虑和组织室内外空间。 合理布置建筑总平面,处理好立面、体型体量、层数、主要出入口的人流,车流等交通问题;解决好建筑各组成部分,内部与外部之间的联系与分隔,解决好
7、通风,采光,朝向和使用等大的原则问题,同时做到与周围建筑环境协调,总体布置常见的有:分散式、集中式、单元组合式和混合式四种。 总体设计中还要考虑庭院、室外场地、停车场、道路、入口、绿化、建筑小品等布置及其他建筑的影响。 2.初步设计总体设计方案确定后,接着就要在总体布局的原则指导下进行单体工程的初步设计。其工作步骤是:按建筑的不同组成部分划分为若干基本单元,尔后进行,基本单元空间设计空间组合设计立面、体型设计。 3.建筑构造方案与设计:建筑构造设计不仅是初步设计的延续和深入,同时也从始至终贯穿在建筑设计各个阶段中。毕业设计中的主要目的是通过设计,熟悉和了解建筑设计的一般原理和基本方法,熟悉和掌
8、握建筑构造设计的原理、方式、方法和常用的构造,学会正确地使用建筑设计资料、图表等,培养理论联系实际,具有一般建筑设计和绘制施工图的能力。 建筑构造设计主要是指墙体、门窗、楼地面、屋顶、楼梯、电梯以及室内装修,变形缝等的设计与选用。 4.施工图设计:建筑施工图设计是建筑设计的最后阶段,它的主要任务是满足施工要求,在初步设计或技术设计基础上,深入设计和满足建筑、结构、设备管网等的布置、构造、装修、做法和施工技术等方面的要求。 三、宾馆建筑设计概述 (一)总平面布置 本宾馆位于某新城区,紧邻城市主干道及城市次干道,在建筑造型、建筑平面布置上有较高要求。 拟将宾馆主体正立面朝城市主干道,一是符合城市规
9、划要求,二是建筑朝向较好,使客房能获得较好的采光和通风条件。离主干道十多米,后设停车场和集散广场,满足大流量人流的要求,并可以使客房获得安静的环境。 可将本宾馆,餐厅设在主楼西面,面朝城市次干道,这样在水平,向上按功能分区,使得分区明确,各部分既有联系,又有分隔,建筑、结构施工、管网设备都趋于经济合理,而且餐厅亦满足对内外两方面的要求,餐厅人流和旅客人流互不干扰。 厨房部分放在餐厅之东南,为分间式,按工艺流程依次布置主付食贮藏库、初加工间及热加工间和备餐间、洗碗间、卫生条件好,烧火间置于厨房西北角,对主楼及餐厅均无不良影响。进货可从东侧进入,直接到达贮藏间,与旅客人流路线互不干扰,服务人员亦从
10、此进入主楼及厨房。 (二)客房标准层平面布置本宾馆26层为标准层,每层设置一室两床房间16间左右,单间2间,套房2套,被褥棉织和备用家具存放间一间,按防火规范在中部及东头各设一座楼梯,分为主、辅梯。电梯间,服务台及服务员更衣、休息间设于楼层中部,避免服务人员交通路线与旅客交通路线相交叉,每层中部还设有会议室一间面积为5060m2,必要时亦可作为加床用。 房间每套为3.67.5=27m2,其中包括卫生间2.12.4=5.04m2。服务员休息室3.63.6=12.96m2,服务台为1.23.6=4.32m2,内设2个床位及更衣柜。开水间设在服务地段东侧,面积为3.62.1=7.56m2,与洁具间合
11、并,内设开水炉、洗皿池、茶具柜等,电话间亦设在服务地段中心,每层1间。这种布局设置力求紧凑合理,联系方便,便于管理,节约用地,减少流线交叉,创造一个良好的休息环境。 1.客房的平面布置 客房层高3.3m,顶层层高为3.6m,客房使用面积25m2左右,客房均带有专用卫生间,且设有壁柜以存放行李,另设有写字台一张,电视柜一个,床头柜每床1个,电话一部(置于床头柜),沙发若干,详见房间布置图。 专用卫生间内设洗脸盆、坐式大便器和浴缸,采用人工照明和机械通风,另设有浴盆架、脸巾架、皂盒、便纸盒、镜箱、衣钩等设备。 2.集中厕所、洗脸间 均在每层中部,适当分隔,厕所包括有蹲式大便器,小便斗,洗手盆及污水
12、池,设通风百叶,洗脸间在厕所外间,设洗脸盆,皂盒,烘干器等卫生设施。 (三)公共用房部分平面布置 1.门厅: 门厅是宾馆建筑的重要组分,是宾馆人流交通和各类服务设施的集中地,故应使功能明确,流线清晰,能够为旅客提供方便,而且反映宾馆的面貌。 本设计中,门厅置于主干道一侧,客房中部,面积80100m2设服务台、问询处、登记处于大厅右侧,休息处及会客室大厅左侧,另设小卖部在门厅后部,这样既能够满足宾馆客人的需要,又可满足餐大厅顾客的需求,将楼梯和电梯分别置于门厅左、右侧,可以将人流适当分开,弥补客厅不太宽的缺陷。 作为旅客集中地和交通枢纽,门厅在满足以上各类功能的前提下,适当布置盆景、雕塑、油画等
13、小景,为其增添生气。 2.餐厅及会议厅 餐厅设于楼层西面,主出入口临城市次干道,面积为100150m2,内设十人桌、四人桌、双人桌,当会议就餐或散座就餐时用屏风分隔,并适当布置包间。 (四)建筑立面处理 建筑物的立面面临城市主干道,对其立面处理有着较高的要求,本设计立面处理力求与周围环境相协调,务求简洁、新颖。 由于使用功能的要求,建筑物长度较长,高度就显得小些。所以在立面处理上将柱的外轮廓线突出墙面,一直延伸至顶部,这些处理在视觉效果上可使之显得挺拔,高耸,克服了低矮平实的缺点,同时也使立面有起有伏,富有节奏感。 在色彩处理上,柱用白色马赛克贴面,柱间外墙用深褐色马赛克贴面,窗用茶色玻璃,这
14、样可以使立面有层次,有节奏,门厅及其上教室用玻璃幕墙,使整个建筑显得富丽堂皇,而且可以和街对面的公园互相辉映,增添建筑的动感和生气。 上述构思的总意图是使建筑立面造型简洁明了,便于结构布置和施工,亦满足一定的经济要求。 (五)结构构造选型 采用框架结构,使用方格式柱网,尺寸为3.65.4m和3.66.0m,底层框架高3.9m,顶层高3.6m,标准层高3.3m。 框架现浇,客房部分楼面采用装配整体式,门厅和会议厅部分采用现浇楼板,井字梁密肋结构,楼梯用现浇板式楼梯,各层设置连续梁,电梯井现浇,直至顶层电梯机房,屋面有上人屋面,排水采用内天沟排水。 具体构件选型可参考下列做法: 1. 门窗: 客房
15、门用木门,宽900m,高2.1m,门厅采用铝合金转门。 窗采用铝合金窗或塑钢窗,窗宽2.1m,高1.8m。 2. 电梯 电梯选用双台乘客电梯,载客量为15人,井道尺寸为b=1950mm;d=2150=4300mm,速度为1.0m/s,门厅尺寸1250mm。 3. 外窗作法; 用深褐色马赛克面层,做法详见有关施工规程。 4. 内墙作法: (1) 花纹玻璃布护墙纸(用于客房内) 14厚10.54水泥砂浆打底 6厚116水泥石灰砂浆抹面 “107”胶粘贴护墙纸 (2) 乳胶漆涂料墙面 14厚10.54水泥砂浆打底 5厚116水泥石灰砂浆抹面 1厚石灰浆刮面 白色乳胶漆涂料 5. 屋面做法:1)倒置式
16、上人屋面保护层:25厚1:4干硬性向水泥砂浆,面上撒素水泥,上垫层:40厚c20细石混凝土内配4150x150钢筋网片 垫层:40厚c20细石混凝土内配4150x150钢筋网片 隔离层:干铺无纺聚酯纤维布一层保温层:40厚挤塑聚苯乙烯泡沫塑料板防水层:按05yj1第89页f2找平层:20厚1:3水泥砂浆,内掺聚丙烯或锦纶-6纤维找坡层:1:8水泥膨胀珍珠岩找坡2%(最薄处20厚)结构层:钢筋混凝土屋面2)有保温不上人屋面保护层:40厚c20细石混凝土内配4150x150钢筋网片隔离层:干铺无纺聚酯纤维布一层保温层:40厚挤塑聚苯乙烯泡沫塑料板防水层:按05yj1第89页f2找平层:20厚1:3
17、水泥砂浆,内掺聚丙烯或锦纶-6纤维找坡层:1:8水泥膨胀珍珠岩找坡2%(最薄处20厚)结构层:钢筋混凝土屋面 6. 客房楼面做法 8-10厚地毯 20厚1:2.5水泥砂浆压实抹光 水泥浆一道(内掺建筑胶) 60厚cl7.5轻集料混凝土 现浇钢筋混凝土楼板 7. 客房卫生间及集中卫生间 810厚地砖,素水泥浆擦缝 34厚水泥胶结合层 20厚13水泥砂浆找平层 素水泥浆结合层一道 钢筋混凝土楼板 8. 门厅地面做法 20厚花岗石面层,水泥浆接缝 30厚13干硬性水泥砂浆,面上撒2厚素水泥 素水泥浆结合层一道 80或100厚c15混凝土 素土夯实 9. 顶棚做法 钢筋混凝土板用水加10%火碱清洗油腻
18、 114水泥石灰砂浆中层8厚 12.5水泥砂浆7厚 乳胶漆两道 (六)室内装修 门厅部分采用大理石地面,走道采用深红色地毡,客房内亦采用地毯或水磨石(视客房等级而定),门厅柱采用大理石贴面,颜色淡黄为宜,厅中悬挂大型豪华挂灯,走道采用吊顶,以通过各类管道,走道及客房内适当布置吸顶灯,壁灯,力求美观,实用。第三部分 结构设计指导 一、主体建筑结构方案的确定 1. 多高层建筑中常用的结构体系及各结构体系的特点 在多高层建筑中常用的结构体系主要有:混合结构体系、框架结构体系、框架剪力墙体系、剪力墙体系和简体体系五大类,此外,还有多重结构体系。 混合结构体系:以砖墙和框架共同组成的承重结构体系,该体系
19、取材容易、用钢量少、造价较低、施工简便;但整体性较差,难以满足大空间的使用要求,且房屋层数受到限制,一般在多层中采用。 框架结构体系:以梁柱等线形杆件组成的框架为主要抵抗外荷载的结构,框架结构的特点是建筑平面布置灵活,可以组成较大空间的会议室,车间、营业室、实验室等,当采用装配式结构时,便于构件标准化、定型化,但框架结构刚度小,抗震能力低,采用砌体填充墙时,墙体在地震中容易破坏。 剪力墙结构体系:以纵横钢筋混凝土墙组成抗侧力体系,剪力墙结构由于其整体性好、刚度大,因而具有较好的抗震、抗风的能力。此外,可以避免在房间内露出梁柱,便于房间布置,但不易布置大房间,使用上不十分灵活。 框架-剪力墙结构
20、体系;框架结构侧向刚度差,抵抗水平荷载的能力较低,对抗震不利,但它具有空间大,平面布置灵活,立面处理丰富等特点,而剪力墙结构则相反,抗侧力刚度大,强度大,但平面布置不灵活。因此,把两者结合起来,取长补短,在框架结构中设置一些剪力墙,即组成框架剪力墙结构,该结构既有框架结构使用上的灵活性,又有较强的抗震能力和较好的刚度。 筒体结构:(1)筒体-框架结构:内筒为剪力墙薄壁筒,外侧为大柱距普通框架。 (2)筒中筒结构:内筒为剪力墙薄壁筒,外筒由密排柱(柱距在3m以下)组成框筒,由于外柱很密,框筒有很好的空间整体作用,有很好的抗震抗风作用。(3)多筒体结构:平面上设置多个剪力墙筒体,它可用于平面复杂的
21、建筑物中,或用于角部加强。 多重结构体系(或称为巨型结构);由若干个巨柱(大截面或箱形截面)以及巨梁(若干个楼层一根,截面有1-2层楼高)组成第一级结构,承受主要水平和竖向荷载,一般楼层梁柱为第二级结构,主要将楼面重量以及水平力传到一级结构上。 2.选择结构体系所应考虑的因素 选择结构体系一般应考虑:建筑物的使用性质或工艺要求,材料的供应情况和施工技术条件,工程地质情况、建筑物的受力情况以及结构体系的受力特点,抵抗水平(特别是地震作用)的能力,建筑上的美观要求等决定。 3.本设计如何考虑结构方案 本设计为多功能使用要求的宾馆建筑,有较大空间的会议室、层数较高(10层)地基承载能力较差,有抗震要
22、求(7设防),经比较确定采用框架结构体系较为合理,电梯间采用现浇剪力墙(剪力墙按构造配筋)。 二、框架结构布置方案及其特点 1.按主要承重结构形式,可以分成: (1)全框架方案由横梁和柱组成的多层框架起主要承重作用。 (2)内框架方案屋盖和楼面上的荷载在建筑物内通过钢筋混凝土柱于传给基础,在房屋的外围的荷载由横梁通过墙体传给基础,外墙是承重墙。 (3)框架-剪力墙体系方案主要承重部分仍然是框架部分,其中在合适的位置布置一定的抗风(或抗震)墙,协助框架承受水平风力或地震作用,重要荷载主要仍然由框架来承受。 2.按主要承重结构布置的方向来分 (1)横向框架方案主梁沿建筑物的横向布置,板和次梁沿纵向
23、布置,这种方案适用于分间比较固定的房屋。 (2)纵向框架方案主梁沿建筑物的纵向布置,全部横向铺板,横向不设梁或者仅设置次梁。 (3)纵横向混合结构方案在房屋的纵向及横向皆布置主要承重框架。 3.按主要承重结构的构造和施工的方法来分 (1)整体式框架全部构件均现场整体浇制的结构,该框架的整体性、抗震性较好。 (2)装配式框架全部构件均工厂或露天预制场预制,现场仅进行吊装工作,或在现场预制后吊装,拼装成框架结构。 (3)装配整体式框架框架中部分构件在工厂或现场预制,部分构件现浇的结构。 (4)升板结构在现场将预制柱子安装就位后,就地现制各层整块楼板,待各 层楼板的混凝土达到设计要求强度后,在各柱子
24、顶部设油压千斤顶,作为提升机具,沿柱子侧面用吊筋挂下来,与予埋在楼板中的提升环钩牢,各千斤顶同步起吊,使楼板均匀升起,待各层楼板升至设计位置就位固定后,板底再做后浇柱帽,形成无梁结构。 4.按建筑物受力后变形的情况分 (1)刚性方案建筑物整体刚度大,具有水平位移极小的特点。 (2)弹性方案建筑物的整体刚度较刚性方案小,水平位移较大。 三、框架楼面结构的形式 在框架式多层房屋中,楼面结构的形式,尺寸及其布置,视施工条件及框架的布置方式而选定。 整体式框架采用梁式肋形楼盖或双向板井式楼盖较多,升板结构同前,主要用于无梁楼盖,装配式、装配整体式框架的楼面以采用铺板式楼面为主。 有下列情况之一时,应采
25、用现浇楼面: (1)屋面。屋面受温度影响大,而且有一个刚性的楼面将改善结构的受力性能。 (2)平面十分复杂时,楼板应力分布复杂,容易产生应力集中现象,而且在复杂平面情况下用装配式楼板型号多,很不方便。 (3)楼板开洞过大、过多,这时楼板的刚度大大削弱,沿口边应力分布也很复杂。 (4)刚度沿竖向变化激烈,如底层大空间剪力墙结构的过渡层楼板,这种楼板要 进行水平力重分配,自身受力很大,应用现浇梯板,而且厚度不小于180mm。 (5)建筑物高度超过50m时。 四、结构布置要求 结构布置包括结构平面布置和结构竖向布置。结构布置的合理与否在很大程度上会影响到结构的经济性及施工的合理性,特别是在地震区,会
26、影响结构的抗震性能,布置不好,常常造成薄弱环节,引起震害。 1.结构平面布置 结构平面布置必须考虑有利于抵抗水平和竖向荷载,传力明确,受力清楚,力争均匀对称,减少扭转的影响,在地震效应作用下,对平面形状简单规则要求较为严格。 平面形状宜简单、对称、规则,以减少地震震害的影响。对于平面比较不规则,不对称,选用后应多方面予以加强。一般建筑结构的平面如图1所示,其中c、d、f三个平面比较不规则,应注意加强。 平面的总长度l不宜过大,避免复杂的振动形式而使结构受到损害。 平面的外伸突出部分c尽可能小,平面的凹角容易产生应力集中,在凹角处楼板要适当加强配筋,凹角处不宜设置楼电楼间,如非设不可,则应采取加
27、强措施。 在规则的平面中,如果结构刚度不对称,仍然会产生扭转,所以,应使结构刚度均匀对称分布,令荷载作用线尽可能靠近平面的刚度中心,减少转扭的影响。 l、c、e等值按表1考虑。表1 平面尺寸l、c、e的限值设计烈度l/bl/bc/de/b6、7度6.05218、9度5.041.51 2.结构竖向布置 沿竖向结构的强度和刚度宜均匀、连续、不突然变化,尤其是地震区,竖向刚度突变容易产生严重的震害。 高层建筑结构的高宽比h/b不宜过大,应满足表2的要求。图 1 建筑平面布置表2 高宽比h/b的限值设计烈度框架框架剪力墙剪力墙、多筒体非抗震设计5566、7度45(4)68度34(3)5 3.温度缝、沉
28、降缝、变形缝 为了提高建筑物的抗震性能,应尽量调整平面尺寸和形状,尽量不设缝,少设缝。而且,留永久性的缝,缝两侧都要有抗侧力结构,设计、施工都有困难,而留出这样一条缝,也给建筑设计处理带来困难。 在实际工程设计中,一般不计算温度,收缩产生的结构内力。因为温度场的分布、收缩系数等参数难以精确确定,而混凝土又不是弹性材料,难以计算。若设置变形缝,高层建筑结构的温度-收缩缝最大间距应满足表3的有关规定。表3 温度伸缩缝最大间距(m)结构类型施工方法最大间距框 架现浇55框架-剪力墙现浇50剪 力 墙现浇45 沉降缝用来划分层数相差很大,荷载相差很大的各部分,以免由于沉降差使建筑物各部分之间产生很大内
29、力而损坏。 建筑物各部分之间沉降差的处理对策上大体有三种办法:“放”设沉降缝,让各部分自由沉降,避免出现不均匀沉降的内力;(2)“抗”采用刚度很大的基础,用基础本身受力来抵抗沉降差;“调”,即在设计和施工中采取措施,调整各部分沉降,使之相差不远,减少因沉降差而在基础中产生过大的内力。 除了温度收缩缝和沉降缝必须按抗震缝的宽度设置,使三缝合一外,在下列情况下均应设置防震缝: (1)平面长度l和突出部分c超过表1的要求而无有效加强措施时。 (2)房屋有较大错层时。 (3)各部分结构刚度或荷载相差十分悬殊时。 (4)地基不均匀,各部分沉降差太大,无法调整时。 防震缝的最小宽度应符合表4的要求。表4
30、防震缝的最小宽度结构类型设计烈度78框 架h/200h/120框架-剪力墙h/250h/150剪力墙h/350h/250 五、框架结构的计算与构造 框架结构设计包括确定计算简图,各种荷载计算,框架内力分析与组合,以及框架梁和柱的截面配筋计算,按构造要求绘制施工图。 (一)计算简图的确定 通常情况下可假定各框架柱均嵌固于基础顶面,而框架梁与柱为刚接,梁的跨度等于柱截面形心轴线之间的距离,如遇各层柱的截面尺寸发生变化时,可取梁跨度等于底层柱截面形心轴线之间的距离。同时考虑上部柱偏心产生的附加弯矩,计算简图中的柱高,则按弹性理论计算时,底层柱的柱高应从基顶算至二楼楼面梁截面形心轴线,其余各层的柱高应
31、从梁的截面形心轴线算至相邻梁的截面形心轴线。 在实际设计时,为计算方便,计算简图中底层柱的柱高可以从基顶算至二楼楼面板底(现浇楼面算至板顶),其余各层的柱高则从板底算至相邻层的板底。 在内力计算前,要预先估算框架梁,柱的截面尺寸,以求得框架中各杆件(梁和柱)的线刚度。 对于框架梁,一般先用高跨比和宽高比初定截面尺寸: (1) (2) l杆件的长度。 然后用经验系数粗算梁中最大弯矩,最大剪力。 不加腋框架梁 mmax=(0.6-0.8)m0 (3) 加腋框架梁 mmax=(0.4-0.6)m0 (4) 框架梁(加腋和不加腋) vmax=v0 (5)式中:m0、v0分别为在恒荷载和活荷载共同作用下
32、简支梁跨中弯矩及支座剪力设计值。 最后,验算下列条件:mmaxsmaxfcmb (6)式中:smaxsmax=b(1-0.5b) (7)vmax0.25fcbh0 (8) 如满足式(6)、(8)的要求,则截面尺寸可定,否则加大截面尺寸。 梁常用的高度400、450、500、550、600、650、700、800、900、1000mm,梁宽一般为180、200、220、250、300、350、400mm。 对于框架柱截面先初定截面,后验算满足下列条件:构造要求(最小截面尺寸),轴压比要求,抗剪截面最小尺寸。 初定截面:按底层柱高的1/15估计柱的短边长b,再取长边边长h=(11.5)b。 (1)
33、构造要求:hc400mm,bc350mm,hc/bc1.5,适于方柱或圆柱。 (2)轴压比要求: uc=nc/acfc (9)式中:uc为柱的轴压比; ac柱截面面积,mm2; fc混凝土轴心抗压强度设计值,n/mm2; nc=gsw n s (10)式中:s柱的负截面积,m2; w单位面积的竖向荷载,可近似取值;框架w=1214kn/m2 剪力墙,筒体结构w=1416kn/m2; ns结构层数; 考虑地震作用的轴力放大系数,7:=1.05;=1.051.1;8: =1.11.15; g竖向载分项系数,rg=1.2。 框架柱轴压比的最大值,见表5。表5 框架柱轴压比限值序号抗震等级一级二级三级
34、1框架柱0.70.80.92框支层柱0.60.70.8 (3)抗剪截面最小尺寸 (11)式中:v c框架柱剪力设计值 一级: (12) 二级: (13) 三级: (14) hco柱的净高; mtc、mbc柱上、下端弯矩; 柱上、下端考虑承载力抗震调整系数的正截面受弯承载力。 矩形柱常用截面尺寸:350400、350450、350500、400450、400500、400600、600800mm2等,方柱截面尺寸一般为:350350、400400、500500mm2。 梁、柱截面尺寸初定后,即可计算各杆件的线刚度i:i=eci/l 对于框架梁,考虑框架所处的位置(边框架或中间框架)以及楼盖结构的
35、形式(装配式、装配整体式或现浇式)的不同,其截面惯性矩i可按下列取值。 (1)装配式楼盖,即预制铺板楼盖 i=i1(2)装配整体式楼盖 中间框架:i=1.5i0; 边框架:i=1.2i1(3)现浇楼盖 中间框架:i=2i0; 边框架:i=1.5i0 以上各式中,i0为按矩形截面bh计算的惯性矩。 (二)荷载计算 1.恒载计算 对于框架结构的恒载计算,应根据实际结构布置,搞清结构传力由实际的楼地面、屋面、门窗墙做法,正确导出结构的荷载,确保荷载不漏项,传力明确。 常用的客房楼地面、屋面做法有: 屋面(自上而下做法):二毡三油防水层,20厚水泥砂浆找平层,50厚泡沫混凝土保温隔热层,钢筋混凝土现浇
36、板,15厚板底涂料层。 楼面:30厚水磨石地面,钢筋混凝土现浇板,15厚板底涂料层。 卫生间:30厚地砖地面,钢筋混凝土板,顶棚。 常见的框架填充墙为:加气混凝土填充墙,空心砖墙充样,轻质挂板等。 2.活载计算 活载计算可查建筑结构荷载规范(gb 50009-2001),如宾馆的客房楼面均匀活荷载标准值为1.5kn/m2,卫生间为2.0kn/m2,走廊,门厅,楼梯为2.0kn/m2,挑出阳台为2.5kn/m2。 设计房屋的楼面梁、墙、柱、基础时,根据其受荷面积情况,可考虑活载的折减。 3.风载计算 垂直作用在建筑物表面上的风荷载可按式(15)计算。w=zusuzw0 (15)式中:w0基本风压
37、(kn/m2); uz风载高度变化系数,按表6确定。 us风载体型系数,按表7采用。 zz高度处的风振系数。表6 风压高度变化系数z高度(m)海滨、湖岸、沙漠(a)村镇、县城、市郊(b)房屋密集的市区(c)高度(m)海滨、湖岸、沙漠(a)村镇、县城、市郊(b)房屋密集的市区(c)51.170.800.541002.402.091.79101.381.000.711502.642.382.11151.521.140.842002.832.612.36201.631.250.942502.992.802.58301.801.421.113003.122.972.78401.921.561.2440
38、03.123.123.12502.031.671.31 基本风压w0系以当地比较空旷平坦地面,离地10米高,30年一遇10分钟平均最大风速统计确定,武汉地区的基本风压w0=0.3kn/m2。表7 风载体型系数s序号名称建筑体型及体型系数s1封闭式双坡屋面i1/3.51/3.01/2.51/2.01/1.51/11/0.7515155618262148263430334145530760s-0.6-0.56-0.46-0.33-0.140.+0.2+0.4+0.43+0.82封闭式 单层屋面迎风坡面的s按序号1采用3封闭式带天窗的双坡屋面带天窗的拱形屋面也可近似的按本图采用4封闭式双跨 双坡屋面
39、迎风坡面的s按序号1采用5封闭式不等高 不等跨的双跨 双坡屋面 迎风坡面的s按序号1采用续表序号名称建筑体型及体型系数s6封闭式带天窗 双跨双坡屋面7封闭式不等高 不等跨的三跨 双坡屋面迎风坡面的s按序号1采用,中跨上部迎风墙面的s1按下列采用:时,s1=+0.60时,s1=0-0.6h1是指左跨屋顶高度,s1是指中跨侧墙面体型系数 注:(1)箭头表示风向,+表示压力,-表示吸力; (2)女儿墙高度有限对屋面的挡风影响不大,屋面的体型系数可近似地按没有 女儿墙的屋面采用。 对于高度大于30m,且高宽比大于1.5的高层建筑,其风振系数可按下式计算: (16)式中:,v,z ,uz四个系数可从建筑
40、结构荷载规范gb 50009-2001中查取。 对于其它情况 z=1。 4.地震作用计算 建筑抗震设计应贯彻以预防为主的方针,要求做到当遭受低于本地区设防烈度的多遇地震影响时,一般不受损坏或不需修理仍可继续使用,即“小震不坏”,当遭受本地区设防烈度的地震影响时,可能损坏,经一般修理或不需修理仍可继续使用,即“设防烈度可修”,当遭受高于本地区设防烈度的预估的罕见地震影响时,不致倒塌或发生危及生命的严重破坏,即“大震不跨(倒)”,不致倒塌。 1.地震作用一般计算原则 高层建筑一般在6度至9度范围内进行抗震设防,6度设计时不必计算地震作用,只须采取必要的措施,79度设防时,要计算地震的作用。 高层建
41、筑结构应按以下原则来考虑地震的作用: 一般情况下按两个主轴方向分别考虑水平地震作用并进行抗震验算,各方向地震力应全部由该方向抗侧力构件承担。 质量与刚度不对称、明显不均匀,产生显著扭转的结构,应考虑水平地震力扭转的影响。 有斜交抗侧力结构时,应按各斜交方向进行验算。 高层建筑结构应按不同情况分别采用相应的地震作用计算方法: 高度不超过40m,以剪切变形为主,高度与质量沿高度分布比较均匀的建筑物,可采用底部剪力法。 高度超过40m的高层建筑一般可采用反应谱振型组合的方法。 刚度与质量分布特别不均匀的建筑物,一类建筑物等宜采用直接动力法进行分析。 本宾馆地震作用可按底部剪力法进行计算。 (2)水平
42、地震作用计算 在计算地震作用时,建筑物重力荷载代表值按下列规定取值。 恒载取全部 雪载取50% 一般楼面活载取50%,书库、档案库活载取80%; 建筑结构等效总重力荷载geq(标准值),多高层房屋取为0.85ge。 (17)式中:ge计算地震作用时建筑结构的总重力荷载代表值; gj集中于质点j的重力荷载代表值。 采用底部剪力法时,结构的水平地震作用标准值,按下式计算:fek=1 geq (18) (19) fn=n fek (20)式中:fek结构总水平地震作用标准值; 1相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数; geq结构等效总重力荷载,对于高层房屋可取总重力荷载代表值的85%; fi质点
43、i的水平地震作用标准值; gi,gj分别为集中质点i, j的重力荷载代表值; hi,h j分别为质点i,j的计算高度; n 顶部附加地震作用系数,多层钢筋混凝土房屋按表8采用,多层内框架砖房可采用0.2,其它房屋可不考虑。 fn顶部附加水平地震作用。表8 顶部附加地震作用系数tg(s)t11.4tgt11.4tg0.250.08t1+0.07不考虑0.30.40.08t1+0.010.550.08t1+0.02 注:t1结构基本自振周期;tg(s)特征周期,根据场地土类别和近震,远震。按表9采用。表9 特征周期值tg(s)近、远震场地土类别近 震0.200.300.400.65远 震0.250
44、.400.550.85建筑结构的地震影响系数,应根据近震、远震、场地土类别和结构自振周期,按图2采用,截面抗震验算时,水平地震影响系数最大值应按表10采用。表10 截面抗震验算的水平地震影响系数最大值烈度6度7度8度9度max0.040.080.160.32 多层及高层钢筋混凝土房屋的自振周期,可根据实测,试验,理论计算或经验公式确定。当按理论计算(如能量法)确定时,应与结构抗震验算取相同的计算简图并取重力荷载的标准值计算,也可按下列经验公式计算: 框架结构及框架-剪力墙结构 (21) 剪力墙结构 (22) (3)突出屋面小塔楼的地震作用 采用底部剪力法时,突出屋面的屋顶间、女儿墙、烟囱等地震
45、作用效应,宜乘以增大系数3,此增大部分不往下传递。 (4)竖向地震作用 抗震规范规定,对于烈度为8度和9度的大跨和长悬臂结构,烟囱和类似的高耸结构及9度时的高层建筑等,应考虑竖向地震作用。 (三)框架内力计算框架结构在恒载、活载、风载和地震作用下的内力计算按下列方法:恒载恒载作用下的内力计算采用选代法; 活载作用下的内力计算采用分层法; 风载及地震作用下的内力计算采用d值法。 1.侧移验算 在内力分析之前,对于多层和高层框架结构应进行侧移验算,将侧移控制在允许范围内,否则会使房屋产生摇晃,甚至导致承重结构或整个房屋结构的破坏。 侧移的计算方法有d值法和折算总刚度法,参考有关资料进行验算。 2.
46、选代法计算内力 在垂直荷载作用下,用迭代法进行内力计算,如果结构、荷载对称,侧移可忽略不计时,可采迭代法的计算步骤如下: (1)绘出结构计算简图,在某个节点上绘两个方框。 (2)计算汇交于每一个节点各杆的分配系数。 (23)检查是否满足。当框架中出现铰接情况及利用对称性时,要注意对有关杆件的线刚度iik进行修正。如当一端为铰接时,乘以3/4的修正系数,当利用正对称的奇数跨框架时,中间跨横梁的线刚度要乘以0.5的修正系数。 (3)计算荷载作用下各杆端产生的固端弯矩,并写在相应的各杆端上,求出汇交于每一节点的各杆固端弯矩之和,把它写在该节点内框中。 (4)按下式计算每一杆件的近端转角弯矩,即: (
47、24)式中,为汇交于节点i各杆的远端转角弯矩之和。最初可假定为零,按上式进行演算时,可选择任节点开始(一般从不平衡弯矩最大的节点开始),循环若干轮,直至全部节点上的弯矩值达到要求的精度为止,每次算得的值记在相应的杆端处。 (25) (6)根据算得的各杆端弯矩值,作最后的弯矩图并求得相应的剪力图和轴力图。如果框架在垂直荷载下,侧移不能忽略时,利用迭代法计算内力,应按下列步骤进行计算: (1)绘出结构计算简图,在每一节点上绘两个方框,并在左侧绘一个方框。 (2)计算每一节点各杆的转角分配系数,分别写在各节点处框架中对应于各杆的位置上,同时,计算每层各竖柱的侧移分配系数vik,分别记在各竖柱的左侧,其中系数v ik,当同层柱高相同时, (26)当同层柱不等高 (27)式中,ik高度影响系数,ik=h r/hik(通常取多数竖柱相同高度为hr),分配系数算出后,可按和或进行校核。 (3)计算在荷载作用下各杆产生的固端弯矩,写在相应的杆端上,并求出每一节点的不平衡力矩,记在节点的内框中,同时求出各层的楼层力矩,记入该层左侧的方框内,其中为柱ik上端截面以上的水平荷载之和,为r层柱上端截面固端剪力之和。 (4)选定任一节点开始,逐次交替按下列公式依次进行计算,即: (28) (29)(同层
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