0Hsocza101毕业设计指导书建筑、结构

1、、| !_一个人总要走陌生的路，看陌生的风景，听陌生的歌，然后在某个不经意的瞬间，你会发现，原本费尽心机想要忘记的事情真的就这么忘记了. 第1章 建筑设计说明1.1 工程概况包括：工程名称，建设地点，建筑物平面形状，其在总平面图中的位置（或与周围建筑物的关系），建筑面积及建设规模的其它描述（总长度、宽度、高度、层数等），防火等级，结构形式等。1.2 建筑功能设计1.2.1 平面设计包括：平面总体布局；各层主要房间的组成，其面积和间数要求；辅助房间的组成；各房间在平面图中的位置和对其功能的考虑等。1.2.2 剖面设计包括：各层层高的确定；各房间的朝向、采光和通风的考虑；室内外高差的确定等。1.2

2、.3 交通联系设计包括：走廊、楼梯、电梯、主、次出入口等的设计如何满足建筑功能要求，满足防火和安全疏散的要求。1.3 建筑立面设计包括：立面造型处理；立面装饰的方法和颜色的选用；外檐某些局部的装饰处理。1.4 建筑物构造做法1.4.1 围护墙体与柱子间关系围护墙体与柱子之间的关系通常有三种处理方案：墙体与柱外皮齐平（图1），墙体与柱内皮齐平（图2），墙体与柱外皮相连（图3）。 图1 图2 图3分析比较各方案的优缺点，并结合本工程的特点，选择其中某一种方案进行设计。1.4.2 纵向梁与柱子间关系纵向梁与柱子之间的关系也有三种处理方案：梁轴线与柱轴线重合（梁居中），梁外皮与柱外皮齐平（梁偏轴），梁

3、内皮与柱内皮齐平（梁偏轴），且纵向梁的截面又有矩形、T形等多种形式。分析比较各方案的优缺点，并结合本工程特点，选择其中某一种方案进行设计。1.4.3 外墙与内隔墙材料的选择及厚度的确定 外墙为250mm厚轻集料混凝土空心砌块，内墙为150mm、200mm厚轻集料混凝土空心砌块1.4.4 各房间楼地面、墙面和顶棚的做法 地面一：首层地面为素土夯实100mm厚C15混凝土20mm厚1:2水泥砂浆找平刷基层处理剂一遍1.5mm厚聚氨酯防水涂料1.5mm厚氯化聚乙烯橡胶共混防水卷材点粘350号石油沥青油毡一层50mm厚C20细石混凝土保护层抗渗混凝土底板400mm（S6）厚刷素水泥浆结合层一遍20mm

4、厚1:2水泥砂浆抹面压光。楼面一：现浇钢筋混凝土板40mm厚C15细石混凝土找坡不小于0.5%18mm厚1:2水泥砂浆找平刷基层处理剂一遍1.5mm厚聚氨酯防水涂料基面撒黄沙四周沿墙上翻150mm高20mm厚1:4干硬性水泥砂浆810mm厚防滑地砖铺实拍平，水泥浆擦缝。楼面四：现浇钢筋混凝土板素水泥浆结合层一遍20mm厚1:4干硬性水泥砂浆810mm厚防滑地砖铺实拍平，水泥浆擦缝。顶棚三（PVC吊顶）：钢筋混凝土板内预留1.4.5 屋面防水及保温做法 进行简单描述。1.4.6 室外台阶、坡道及散水等做法 进行简单描述。1.5 门窗表1.6 建筑方案评价 针对本工程的建筑设计，评价其优缺点。第2

5、章 结构设计计算2.1 结构方案选择2.1.1 结构选型1.结构体系建筑结构的类型很多，按结构所用材料可分为砌体结构、钢筋混凝土结构、钢结构及木结构等。各类结构都有其一定的适用范围，应根据其材料性能、结构型式、受力特点和建筑使用要求及施工条件等因素合理选择。一般来说，砌体结构主要用于建造多层住宅、办公楼、教学楼以及小型单层工业厂房等，但其抗震性能较差；钢结构多用于建造超高层建筑以及有重型吊车、或大跨度的工业厂房；其它情况均可采用钢筋混凝土结构。钢筋混凝土结构的结构体系有框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构和筒体结构等。框架结构由梁、柱构件刚性连接而成，它既承受竖向荷载，又可承受水平荷载。框架结

6、构体系的优点是：建筑平面布置灵活，能获得较大空间；建筑立面容易处理；结构自重较轻，抗震性能较好；计算理论比较成熟；在一定的高度范围内造价较低。所以框架结构广泛用于内部空间宽阔的办公楼和教学楼等民用建筑，其它结构体系则多用于高层建筑。结合本工程建筑使用功能的要求，说明结构体系的选择。2.柱网布置方案民用建筑框架结构的柱网，通常可布置成内廊式、外廊式、等跨式和对称不等跨式几种。应结合本工程建筑使用功能的要求确定柱网的布置方案。内廊式 外廊式 等跨式 对称不等跨式3.承重方案根据楼盖的平面布置及竖向荷载的传递途径，框架结构的承重方案可分为以下三种：（1）横向承重。（2）纵向承重。（3）纵横向承重。分

7、析比较各承重方案的特点，结合本工程建筑使用功能的要求，选择适宜的承重方案。4.施工方法框架结构按施工方法可分为以下三种：（1）现浇整体式。（2）预制装配式。（3）装配整体式。分析比较各方法的特点，结合本工程的具体要求，选择适宜的施工方法。5.其它结构构件选型包括以下结构构件形式的确定：（1）屋、楼盖结构。（2）楼梯结构。（3）阳台和雨蓬结构。（4）门窗过梁。（5）柱下基础和墙下基础等。2.1.2 结构布置1.平面布置（1）柱网尺寸：根据所选择的柱网布置方案，确定横向和纵向框架梁的跨度。框架梁的跨度应为柱子轴线之间的距离。（2）建筑缝的设置：根据混凝土规范及其它要求进行设置。（3）次梁的布置。2

8、.竖向布置框架的层高即为框架柱的长度。首层层高应取基础顶面到首层梁顶的距离，其余各层层高应取梁顶至梁顶的距离。3.计算简图根据上述的平面布置和竖向布置，绘制相应的计算简图。2.1.3 主要构件截面尺寸的确定各构件的截面尺寸应满足承载力、刚度及延性要求，并考虑方便施工。1.承重框架梁：梁高度取h =（1/101/8）L，梁宽度取b =（l/31/2）h，且不宜小于1/2柱宽。2.非承重框架梁（即连系梁）：梁高度取h =（1/121/10）L，梁宽度取b =（l/31/2）h，且不宜小于1/2柱宽。3.楼面次梁：梁高度取h =（1/181/12）L，梁宽度取b =（l/31/2）h。4.楼板：楼板

9、的厚度应h 1/40L（板的跨度）。5.框架柱：为了抵抗两个方向的水平地震作用，框架柱的截面宜采用正方形或接近正方形的矩形。框架柱的截面高度 h 一般按柱高度 H 取值，h =（1/121/8）H，且高度 h 不宜小于400mm，柱净高与截面长边尺寸之比宜大于4；宽度取b =（1/1.51）h，且宽度 b 不宜小于350mm。2.2 材料的选择2.2.1 混凝土：柱、梁、板及其它构件混凝土强度等级的确定。2.2.2 钢筋：柱和梁纵筋、柱和梁箍筋以及板钢筋强度等级的确定，柱、梁、板保护层厚度的要求。2.2.3 围护结构墙体：（1）±0.000以下墙体的块材强度等级和砂浆强度等级，（2）

10、±0.000以上墙体的块材强度等级和砂浆强度等级，（3）女儿墙墙体的块材强度等级和砂浆强度等级。2.3 重力荷载计算2.3.1 顶层恒荷载1.屋盖重：屋盖的恒荷载包括结构构件自重和构造层重量等重力荷载，其标准值可按结构构件的设计尺寸、构造层的材料和设计厚度以及材料容重标准值计算。通常是先算出屋面的单位面积重力荷载(kNm2)，再计算出总重力荷载值。2.屋面梁重：包括所有框架梁、连系梁、次梁和小梁的重量。对现浇板肋梁楼盖，因板自重已计入屋盖荷载之中，故梁截面高度应减去板厚，且梁两侧的粉刷层重量也应计入梁自重内。3.女儿墙重：包括女儿墙墙体、混凝土压顶及装饰层的重量。4.柱重：柱的高度应

11、减去板厚。5.墙体重：包括内外墙砌体、内外墙装饰和门、窗的重量。以上荷载均可从荷载规范中查取单位体积或面积的标准值计算，最后合计为顶层的总荷载值。2.3.2 楼层恒荷载1.楼盖重2.楼面梁重3.柱重4.楼梯重5.墙体重楼层各部分重量的组成及计算方法与顶层相同，但应注意：计算首层的柱和墙体重时，构件的高度应从基础顶面算起。各层各部分的重量最后均需合计为该层的总荷载值。2.4 横向水平地震作用计算及弹性变形验算2.4.1 计算简图及重力荷载代表值计算1.计算简图对于多层框架结构，应按集中质量法将各层之间的结构重力荷载、屋面和楼面的可变荷载集中于屋面和楼面标高处，将其简化为多质点弹性体系。一般情况下

12、，对于具有n层的框架，可简化成n个多质点弹性体系；对于局部突出屋面的房间，因其面积和荷载均很小，不单独作为一个质点。简化方法及计算简图可参见教材郭继武编著建筑抗震设计（以下简称抗震设计）中图3-8所示。2.重力荷载代表值Gi计算集中于上述各质点的重力荷载代表值Gi，应取结构和构配件自重标准值和各可变荷载组合值之和，各可变荷载的组合系数，应按抗震设计中表3-5采用。对于局部突出屋面的房间，应将其重力荷载折算到主体结构顶层的荷载中。2.4.2 框架刚度计算1.梁、柱线刚度计算计算中注意：在计算梁的线刚度时，可以考虑楼板对梁刚度的有利影响，即板作为梁的翼缘参加工作。计算时，梁均先按矩形截面计算其惯性

13、矩I0，再乘以增大系数求得I，增大系数可查抗震设计中表4-8。 2.柱的侧移刚度柱侧移刚度计算公式为：，式中h为各层框架柱的高度，Kc 为框架柱的线刚度，的概念及计算公式详见抗震设计中表4-7。计算出每层各柱的侧移刚度后，尚需根据每层各柱的根数，计算出每层柱的总侧移刚度。2.4.3 框架自震周期计算1.侧移计算为计算框架的自震周期，可假设各质点处的重力荷载代表值Gi水平作用于相应质点上，计算其产生的侧移。该侧移的计算过程可采用抗震设计中表4-13的格式进行。2.周期计算采用能量法的计算公式为： 采用顶点位移法的计算公式为： 式中为结构基本周期考虑非承重砖墙影响的折减系数，民用框架结构取0.60

14、.7。最后取周期T1 为以上两式计算结果中的较小值。2.4.4 多遇水平地震作用标准值和位移计算对于高度不超过40m，以剪切变形为主（房屋高宽比小于4时），且质量和刚度沿高度分布比较均匀的框架，其水平地震作用可采用底部剪力法计算。地震影响系数计算公式为： 1=TgT10.9max结构总水平地震作用计算公式为：FEK=1Gi ,式中为等效重力荷载系数，取=0.85各质点的水平地震作用计算公式为：若T11.4Tg 时，则上式改为： ，质点i的水平地震作用标准值，楼层地震剪力及楼层层间位移的计算过程可参见抗震设计中表4-14的格式进行。值得注意的是，由于地震影响系数在长周期区段下降较快，结构按上述公

15、式算得的水平地震作用可能太小，出于对结构安全的考虑，规范规定按底部剪力法所算得的结构层间剪力应符合下式要求： 所以在按表4-14计算时，应增加该项计算，式中剪力系数之值可按抗震设计中表3-7查取。2.4.5 框架层间弹性位移验算框架结构房屋的层间弹性位移应满足下式要求： 式中：ue为多遇地震作用标准值产生的楼层内最大的层间弹性位移；h为计算楼层层高；e为弹性层间位移角限值，按抗震设计中表3-15采用。 2.5横向水平地震作用下框架内力计算采用D值法2.5.1框架柱剪力和柱端弯矩标准值计算有关计算公式为：柱剪力： 柱端弯矩： 具体计算过程可参见抗震设计中表4-15的格式进行。2.5.2框架梁端弯

16、矩和剪力、柱轴力标准值计算1.梁端弯矩Mb计算：框架梁端弯矩可根据柱端弯矩由节点平衡求得。2.梁端剪力V、柱轴力N计算：梁端剪力可根据梁端弯矩由梁杆件的平衡求得，柱轴力可根据梁端剪力由节点平衡求得。具体计算过程可参见抗震设计中表4-16的格式进行。5.2.3 框架内力图 根据上述计算结果，分别绘制相应的框架内力图。1.框架柱剪力图2.框架梁、柱弯矩图3.框架梁剪力、柱轴力图2.6 竖向荷载作用下框架内力计算采用弯矩二次分配法2.6.1 无地震作用时1.框架梁上荷载2.框架柱上集中荷载以上两项荷载计算时应注意：应根据所设计的某榀框架的具体受力情况分层、分跨进行计算；在分别计算出恒荷载和活荷载值以

17、后，按恒荷载分项系数为1.2、活荷载分项系数为1.4计算荷载的设计值；顶层的活荷载应采用屋面均布活荷载值。3.重力荷载设计值作用下框架弯矩计算（1）荷载计算简图：将上述计算的荷载值绘制在框架计算简图上。（2）梁、柱转动刚度S及相对转动刚度S：应根据计算简图和各杆件的线刚度按结构力学中的规定进行计算，可参见抗震设计中表4-18的格式进行。（3）各节点杆件弯矩分配系数：= S/ S，可参见抗震设计中表4-19的格式进行计算。（4）梁固端弯矩计算：按照结构力学中的有关计算公式，分层、分跨计算各梁端的固端弯矩。（5）弯矩分配与传递、杆端弯矩计算计算方法及步骤可参见抗震设计中图4-20所示，计算中应注意

18、：梁固端弯矩：对杆端顺时针转动为（）。第一次弯矩分配：将各节点不平衡弯矩（梁固端弯矩之和）改变（）、（）符号后进行分配。弯矩传递：将所分配的弯矩向各杆件的远端传递，传递系数均为1/2，且不改变弯矩符号。第二次弯矩分配：再次将各节点不平衡弯矩（各杆件传递弯矩之和）改变（）、（）符号后进行分配。上述4项弯矩之和，即为框架梁、柱的杆端弯矩。（6）梁端弯矩的调幅框架结构梁端的负弯矩较大，配筋较多，因而不便施工。由于超静定钢筋混凝土结构具有塑性内力重分布的性质，所以在重力荷载作用下可乘以调幅系数，适当降低梁端弯矩。对现浇钢筋混凝土框架，可取= 0.80.9。梁端弯矩调幅后，不仅可以减少梁端配筋数量，达到

19、施工方便的目的，而且还可以提高柱的安全储备，以满足“强柱弱梁”的设计原则。（7）梁的跨中弯矩计算：根据梁上的荷载和调幅后的梁端弯矩计算各层、各跨梁的跨中弯矩。4.梁端剪力计算：梁端剪力可根据梁端弯矩和梁上的荷载由梁杆件的平衡求得，可参见抗震设计中表4-20的格式进行计算。5.柱轴力计算：柱轴力可根据梁端剪力和框架柱上集中荷载由节点平衡求得，可参见抗震设计中表4-21的格式进行计算。6. 框架内力图（1）框架梁、柱弯矩图：调幅后的梁端弯矩和相应的跨中弯矩值可用括号表示。（2）框架梁剪力、柱轴力图2.6.2有地震作用时1.框架梁上荷载2.框架柱上集中荷载以上两项荷载计算时应注意：各层梁上、柱上的恒

20、荷载和活荷载标准值与2.6.1中无地震作用时基本相同；在分别计算出恒荷载和活荷载值以后，按恒荷载取标准值、活荷载乘以组合值系数后计算重力荷载的代表值；顶层的活荷载应采用雪荷载值。3.重力荷载代表值作用下框架弯矩计算（1）荷载计算简图：将上述计算的荷载值绘制在框架计算简图上。（2）梁固端弯矩计算：计算方法与2.6.1中无地震作用时相同。（3）弯矩分配与传递、杆端弯矩计算：计算方法与2.6.1中无地震作用时相同。（4）梁端弯矩的调幅：取调幅系数= 0.8。（5）梁的跨中弯矩计算：计算方法与2.6.1中无地震作用时相同。4.梁端剪力计算：计算方法与2.6.1中无地震作用时相同。5.柱轴力计算：计算方

21、法与2.6.1中无地震作用时相同。6.框架内力图（1）框架梁、柱弯矩图：调幅后的梁端弯矩和相应的跨中弯矩值可用括号表示。（2）框架梁剪力、柱轴力图2.7横向框架内力组合2.7.1梁端截面弯矩计算在框架梁、柱端部截面配筋计算中，应采用构件端部截面的内力，而不是轴线处的内力，见抗震设计中图4-28所示。由于梁端截面弯矩、剪力较柱轴线处的小，柱端截面内力较梁轴线处的小，因此需求出构件端部截面内力。1.地震作用下梁端弯矩MEK2.重力荷载设计值作用下梁端弯矩Mq3.重力荷载代表值作用下梁端弯矩MGE2.7.2 梁弯矩组合梁端负弯矩，取下式两者较大值：MRE（1.3MEK1.2MGE） M0（1.2MG

22、K1.4MQK）Mq梁端正弯矩按下式确定：MRE（1.3MEK1.0MGE）跨中正弯矩取下式两者较大值： M中RE（1.3MEK1.2MGE） M中0（1.2MGK1.4MQK） Mq式中 RE承载力抗震调整系数，按抗震设计中表3-14取用；0结构重要性系数，取1.0。1.各梁端截面弯矩组合：具体计算过程可参见抗震设计中表4-24a和4-24b的格式进行。2.各梁跨中截面弯矩组合：其值可由解析法求得，计算方法可参见抗震设计中图4-25例题。2.7.3梁端剪力组合为了避免梁在弯曲破坏前发生剪切破坏，应按“强剪弱弯”的原则调整框架梁端部截面组合的剪力设计值，故剪力组合的计算公式如下： 式中 RE承

23、载力抗震调整系数，按抗震设计中表3-14取用； vb梁的剪力增大系数，应根据框架抗震等级取值，二级为1.2，三级为1.1； VGb梁在重力荷载代表值作用下，按简支梁分析的梁端截面剪力设计值。2.7.4 柱弯矩与轴力组合对于单向偏心受压的框架柱，进行内力组合时有三种情况：地震作用下大偏心受压、地震作用下小偏心受压和无地震作用下的偏心受压。第1组内力组合（大偏心受压）： 第2组内力组合（小偏心受压）： 第3组内力组合（无地震作用）： 式中 承载力抗震调整系数，按抗震设计中表3-14取用；柱端弯矩增大系数，应根据框架抗震等级取值，二级为1.2，三级为1.1。此外，框架底层柱底截面组合的弯矩设计值，二

24、、三级框架应分别乘以增大系数1.25和1.15。 柱弯矩与轴力组合的具体计算过程可参见抗震设计中表4-27 的格式进行。2.7.5 柱剪力组合为了防止柱在压弯破坏前发生剪切破坏，应按“强剪弱弯”的原则，对柱的端部截面组合的剪力设计值予以调整，故剪力组合的计算公式如下：有地震作用时： V=REM上+M下HVC式中 ， 其中按柱取值； 承载力抗震调整系数，按受剪构件取值；柱剪力增大系数，应根据框架抗震等级取值，二级为1.2，三级为1.1。无地震作用时：式中 M Mq 。2.8 框架梁、柱和节点的抗震设计2.8.1 一般设计原则1.强柱弱梁：要控制梁、柱的相对强度，使塑性铰首先在梁中出现，尽量避免或

25、减少在柱中出现。2.强剪弱弯：对于梁、柱构件而言，要保证构件出现塑性铰，而不过早地发生剪切破坏，这就要求构件的抗剪承载力大于塑性铰的抗弯承载力。3.强节点、强锚固：为了保证延性结构的要求，在梁的塑性铰充分发挥作用前，框架节点、钢筋的锚固不应过早地破坏。2.8.2 横向框架梁设计 1.梁的正截面受弯承载力计算（1）设计要求梁端截面的底面和顶面配筋量的比值，二、三级不应小于0.3。沿梁全长顶面和底面的配筋，二级不应小于214，三级不应小于212。计入受压钢筋的梁端，混凝土受压相对高度0.35；梁跨中混凝土相对受压高度b。梁纵向受拉钢筋配筋率的限值梁端：2.5%maxmin跨中：minmin应按抗震

26、设计中表4-63取值。（2）承载力计算及配筋在分别进行各层、各跨梁的承载力计算时应注意：梁端截面负弯矩配筋应按矩形截面计算；跨中截面正弯矩配筋按T形截面计算，所以需首先确定T形截面翼缘的计算宽度，确定方法可参照钢筋混凝土结构教材中的有关规定。选配钢筋的直径和根数应适宜，除满足上述各项设计要求外，还应考虑方便施工，同一层梁钢筋直径的类型不宜超过三种，各层框架梁钢筋直径的总类型不宜超过四种。2.梁的斜截面受剪承载力计算（1）设计要求剪压比的限制（即梁的最小截面的限制）：REV 0.2 fC b h0 （0.25 fC b h0）×0.8式中0.8为反复荷载作用下梁受剪承载力降低系数。按“

27、强剪弱弯”的原则调整梁端截面剪力：内力组合时已进行调整。（2）承载力计算及配箍筋计算公式：若采用有地震作用时的剪力，则 REV = 0.42ftbh0+1.25fyvnAsv1sh0若采用无地震作用时的剪力，则 V = 0.7ftbh0+1.25fyvnAsv1sh03.次梁两侧吊筋或附加箍筋计算：可参照钢筋混凝土结构教材中的有关公式进行计算。2.8.3 框架柱设计1.柱的正截面承载力计算（1）设计要求轴压比限制：轴压比是影响柱延性的重要因素之一，在框架抗震设计中，必须限制轴压比。 二级框架柱 N / b h fc 0.8 三级框架柱 N / b h fc 0.9按“强柱弱梁”原则调整柱端弯矩设计值：内力组合时已进行调整。柱宜对称配筋，截面尺寸大于400 mm的柱，纵向钢筋间距不宜大于200mm。柱纵向钢筋配筋率限制总配筋率： 5% maxmin每侧配筋率： 0.2%min应按抗震设计中表4-65取值。（2）柱轴压比验算：应取柱各截面内力组合中，有地震时未乘RE的组合Nmax与无地震时Nq中的较大值进行验算。（3）对称配筋柱最不利内力的选取柱对称配筋时，其受压承载力计算公式为：N =1 fc b x ，令x =bh0 ，可求得柱大、小 偏心受压的界限轴力N* =1 fc bbh0