【正文】 算 其中包括： 18 1）橫向水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計算，橫向自振周期計算和水平地震作用及樓層地震剪力計算，水平地震作用下的位移驗算，水平地震作用下框架內(nèi)力計算 圖七 一榀框架彎矩包絡(luò)圖 19 圖八 一榀框架剪力包絡(luò)圖 20 圖九 一榀框架軸力包絡(luò)圖 5．屋面板、梁的內(nèi)力 配筋。雙向板的計算采用彈性分析法。有關(guān)計算系數(shù)表詳見《建筑結(jié)構(gòu)靜力計算手冊》。在配筋結(jié)果中發(fā)現(xiàn)，隨鋼筋強度的級別提高，板中含鋼量在降低，總體來說，提高鋼筋的 21 強度更為經(jīng)濟。 梁、板的配筋結(jié)果詳見結(jié)構(gòu)施工圖。 6．柱的配筋結(jié)果詳見結(jié)構(gòu)施工圖。 7．水平地震作用下樓層的最大反應(yīng)力圖見圖十。 水平地震作用下樓層的地震剪力圖見圖十一。 圖十 水平地震作用下的最大反應(yīng)力 22 圖十一 水平 地震作用下樓層的地震剪力圖 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時必須保證結(jié)構(gòu)在荷載作用下有足夠的承載能力及剛度，能保證結(jié)構(gòu)的安全性和正常使用，對于高層建筑還要進行整體穩(wěn)定性驗算。 結(jié)構(gòu)設(shè)計時，要考慮可能出現(xiàn)的各種荷載的最大值和其同時作用在結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生的綜合效應(yīng)。各種荷載性質(zhì)不同，發(fā)生概率也不同，對結(jié)構(gòu)的作用效果也不同，對此《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》 GB5000920xx規(guī)定了必須采用的荷載效應(yīng)組合方法。 在地震荷載作用下，結(jié)構(gòu)設(shè)計采用兩階段設(shè)計方法，要求達到三水準(zhǔn)目標(biāo)。在第一階段設(shè)計中，除要滿足承載能力及側(cè)向位移限制要 23 求，還要滿足延性 要求，延性要求通過一系列抗震措施來實現(xiàn)，在某些情況下，要求進行第二階段驗算，即進行罕遇地震作用下的驗算。以滿足彈塑性層間變形的限制要求。 內(nèi)力組合的主要目的是按照可能與最不利原則，選擇截面構(gòu)件的設(shè)計內(nèi)力。 由恒載、活載及地震作用分別計算框架梁、柱的內(nèi)力，對控制截面的內(nèi)力進行處理之后，按照荷載效應(yīng)組合規(guī)定，選取可能的多種組合類型，進行內(nèi)力疊加。然后在各種組合類型中，根據(jù)控制截面和其相應(yīng)的最不利內(nèi)力類型，挑選了最不利內(nèi)力，最后按此最不利內(nèi)力進行構(gòu)件截面設(shè)計。 荷載布置時可考慮可能產(chǎn)生的最不利內(nèi)力 1） 豎向活荷載的 布置，按最不利布置方式進行內(nèi)力計算。因為住宅樓樓面活載不大，一般只占全部豎向荷載的 10%15%，其不利分布產(chǎn)生的影響較小，所以一般情況可不考慮豎向活荷載的不利布置。只用滿布活荷載來計算內(nèi)力。 2） 水平荷載作用方向，風(fēng)載和地震作用可能沿任意方向，計算時考慮作用沿主軸方向，本設(shè)計為矩形結(jié)構(gòu)，正、負兩方向作用，荷載下內(nèi)力大小相等，因此只需做一次計算分析。但在平面結(jié)構(gòu)復(fù)雜或者不對稱的結(jié)構(gòu)中，一個方向的水平荷載可能對一部分構(gòu)件形成不 24 利內(nèi)力，另一方向水平荷載對另一構(gòu)件形成不利內(nèi)力，這時要做具體分析，選擇不同方向的水平荷載 ，分別進行內(nèi)力分析，然后進行內(nèi)力組合。 8．用 LTCAD 進行樓梯設(shè)計。 樓梯間設(shè)計符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》和《高層民用建筑設(shè)計放火規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定。 樓梯梯段凈寬 ,樓梯踏步寬度 米，踏步高 米，樓梯平臺凈寬 1200。六 層建筑不設(shè)電梯。樓梯扶手凈高 米，欄桿垂直桿件間的凈空不大于 米。樓梯圖例見圖十二，詳圖見樓梯施工圖。 在建筑設(shè)計過程中應(yīng)該注意的幾個問題： ① 、交通聯(lián)系部分的平面設(shè)計除了滿足各種使用功能外，還需要有把各個使用及室內(nèi)外 有機聯(lián)系起來的交通聯(lián)系部分，以保證使用便利和安全疏散。交通聯(lián)系部分的設(shè)計合理，不僅使建筑物內(nèi)部各部分聯(lián)系通行方便，而且使建筑的工程造價、用地等更加經(jīng)濟。 ② 、建筑平面的組合設(shè)計要考慮基地大小、形狀、地勢和周圍道路的走向，以及建筑物的間距和朝向，并兼顧建筑的藝術(shù)形象表現(xiàn)，來確定建筑物在基地內(nèi)的具體位置、平面形象、室外用地范圍及室內(nèi)外聯(lián)系等各個方面的問題，使建筑物的平面組合能夠切合當(dāng)時、當(dāng)?shù)氐木唧w條件，成為建筑群體有機的組成部分。 ③ 建筑剖面設(shè)計要成分 考慮室內(nèi)采光和通風(fēng)，主要取決于門窗的位置 25 關(guān)系 26 圖十二 樓梯圖例 三、基礎(chǔ)配筋計算。 基礎(chǔ)為沉管灌注混凝土樁基礎(chǔ)，承臺階數(shù)為一階，階高為1000mm，沉管灌注樁樁徑為 400mm，樁長為 16m,單樁特征值為 600kn,樁頂標(biāo)高 2m?；A(chǔ)荷載由上部結(jié)構(gòu)傳下來，可根據(jù)基礎(chǔ)荷載設(shè)計簡圖進行基礎(chǔ)配筋計算。基礎(chǔ)設(shè)計荷載簡圖如圖十四。 現(xiàn)以九樁承臺的計算配筋為算例進行計算。其所在位置的基 27 礎(chǔ)設(shè)計荷載簡圖為圖十三。 柱底內(nèi)力： F=,M=,V=,基礎(chǔ)采用 Φ 400 的欲應(yīng)力預(yù)制管樁，承臺為 C25 混凝土，由靜載實驗得出樁的特征值Ra=400kn，承臺底標(biāo)高為 2 米。 樁數(shù)的確定和布置。 設(shè)承臺長 ⅹ 寬 ⅹ 高 =ⅹ ⅹ 其 自 重 和 其 上 復(fù) 土 重 為 ：G=ⅹⅹⅹ25+ ⅹⅹⅹ20= 648(kn) 樁數(shù) n= 400)( ? =≈ 12(根 ) 樁布置見下圖，取樁距 =1400mm 28 圖十四 基礎(chǔ)設(shè)計荷載簡圖 29 單樁承載 力驗算 本計算中所采用公式均為建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范 GB5000720xx,由公式 和 ： Mgk=M+vh=+ⅹ= () Qk= nGkFk? = 12)64 38( ? =Ra Qkmax=Qk+ ? 2m a x. XiXMy k =+ⅹ(8ⅹ 2) ==ⅹ400=480kn 單樁承載力滿足要求 計算單樁靜反力 單樁靜反力平均值： Ni=F/n=(n) 單樁靜反力最大值： Nimax=QkmaxG/n=(kn) 柱沖切驗算 由公式 計算： FL≤2[Box( bc+aoy)+Boy(hc+aox) H=,Bhp=1 aoy=0(m) h0===(m) h0=ⅹ=(m) 30 aoy 取 aoy= = aox==(m) aox h0 取 aox= λ ox= aox/ h0 =λ oy= aoy/ h0 =Box =(λ ox+)=(1+)= Boy=(λ ox+)=(+)= bc=, hc= C25 混凝土的 ft=1270kn/m2 2[Box(bc+aoy)+Boy(hc+aox)] =2ⅹ[ⅹ(+)+ⅹ(+)]ⅹ1ⅹ1270ⅹ =F= 滿足要求！ 承臺抗剪驗算 由公式 V≤βhsβft. b0h0 ax== λ x=ax/h0= 31 β =(λ x+1)=(+1)= β hs=(800/h0)1/4= β hsβf tb0h0=ⅹⅹ1 270ⅹⅹ= V=4Nimax=4ⅹ=(kn) 滿足要求！ 承臺底版配筋計算 （ 1）求 Mx,My,由公式 Mx=∑Ni yi=3ⅹⅹ+=() My=∑Ni yi=4ⅹⅹ=() （ 2）配筋 Asx=Mx/=ⅹ760ⅹ300=(mm 2) Asy=My/=ⅹ760ⅹ300=(mm 2) ρ minx=%bh0=%ⅹ3600ⅹ760=4104(mm 2) ρ miny=%bh0=%ⅹ5000ⅹ760=5700(mm 2) （ 3）實配筋 X 方向選 Y 方向選 結(jié)構(gòu)設(shè)計要完善結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計。在結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中注意以下幾點的設(shè)計要求： 1）平面幾何形狀及其抗側(cè)力構(gòu)件的布置宜簡單、規(guī)則、對稱，多高層建筑的外突部分尺寸宜滿足《高規(guī)》 和表 的要求。 32 2）建筑的立面形狀及其抗側(cè)力構(gòu)件的布置宜簡單，規(guī)則、對稱，結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度和水平承載力沿高度均勻變化，自上而下逐漸減小，避免出現(xiàn)突變。多高層建筑的立面內(nèi)收或外挑的尺寸宜符合《高規(guī)》第 條的規(guī)定。 3）結(jié)構(gòu)體系中具有合理的、直接的傳力途徑，應(yīng)避免少數(shù)脆弱構(gòu)件或節(jié)點等薄弱環(huán)節(jié)的破壞而導(dǎo)致整個結(jié)構(gòu)傳力路線的中斷。保證足夠的側(cè)向剛度，較強的水平承載力，良好的變形能力，能吸收和耗散較多的地震能量。 4）結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計。 鋼筋混凝土框架設(shè)計符合“四強”、“四弱”的準(zhǔn)則。即： 1， 強節(jié)點 弱構(gòu)件 —— 框架梁柱節(jié)點域的截面抗震驗算，符合《抗規(guī)》附錄 D 的要求，使桿件破壞先于節(jié)點破壞。 2， 強柱弱梁 —— 框架各樓層節(jié)點柱段彎矩設(shè)計值，符合《抗規(guī)》第 、 、 、 條的要求，使梁端破壞先于柱端破壞。 3， 強剪弱彎 —— 框架梁、柱的截面尺寸滿足《抗規(guī)》第 條的要求，框架梁端截面和框架柱的剪力設(shè)計值分別符合《抗規(guī)》第 、 條和第 到 條的要求，使梁柱的彎曲破壞先于剪切破壞。 4， 強壓弱拉 —— 框架柱的截面尺寸滿足《 抗規(guī) 》第 33 條的要求?？蚣苤?梁的縱向受力鋼筋和箍筋的配置，分別符合《抗規(guī)》第 、 和第 到 條的要求，使梁柱截面受拉區(qū)鋼筋的屈服先于受壓區(qū)混凝土的壓碎。 設(shè)計成果比較與分析 ： 本組的另一位同學(xué)對相同建筑采用框架結(jié)構(gòu)體系進行設(shè)計?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的優(yōu)點是可以提供較大的建筑空間，布置靈活，能為建筑設(shè)計提供豐富的建筑造型；缺點是在較高的建筑中難以控制側(cè)向變形，抗震性能較剪力墻相對薄弱。剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是剛度較大，抗震能力較框架強；缺點是剪力墻的間距不宜很大，在建筑空間的布置和利用上受到局限。框架 剪力墻結(jié)構(gòu)體系則 綜合了兩者的特點，取長補短，既能提供較大較靈活布置的建筑空間，又有良好的抗震性能。 框架 剪力墻結(jié)構(gòu)體系的延性優(yōu)于剪力墻結(jié)構(gòu)體系，具有多道抗震防線。由于框架 剪力墻結(jié)構(gòu)體系中剪力墻是主要抗側(cè)力構(gòu)件，框架居于次要地位，因此在相同的設(shè)防烈度和結(jié)構(gòu)高度時，框架 剪力墻結(jié)構(gòu)中框架的抗震等級要求比純框架結(jié)構(gòu)體系的為低；框架 剪力墻結(jié)構(gòu)中剪力墻的抗震等級要求比純剪力墻結(jié)構(gòu)體系的為高；在同一框架 剪力墻結(jié)構(gòu)體系中，剪力墻的抗震等級要求比框架的為高。 對本設(shè)計進行了混凝土用量的統(tǒng)計，并與另一位同學(xué)框架結(jié)構(gòu)體系進行比較。 結(jié) 論 ： 34 對于七層的住宅樓設(shè)計，采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系比全框結(jié)構(gòu)體系的混凝土用量節(jié)省 12%，鋼筋用量節(jié)省 %。 根據(jù)相關(guān)部門的有關(guān)規(guī)定，對于五層以下的建筑物可以采用磚混結(jié)構(gòu)體系，即七層的住宅樓不允許采用磚混結(jié)構(gòu)體系，所以，結(jié)論是七層的住宅樓采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)較為合理、經(jīng)濟，應(yīng)該廣泛采用。 可見在今后的設(shè)計中，針對七層左右的住宅樓應(yīng)該優(yōu)先考慮框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系，相對較經(jīng)濟一些。但具體問題要具體分析，考慮最優(yōu)化選擇是設(shè)計的根本原則。 畢業(yè)設(shè)計總結(jié)和體會： 通過這次歷時一個學(xué)期的畢業(yè)實習(xí)，總結(jié)一下，感到收獲 頗多。畢業(yè)設(shè)計可以將以往所學(xué)的基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課課程進行綜合性應(yīng)用，同時也是畢業(yè)走向工作前的一次演習(xí)。整個畢業(yè)設(shè)計中，專業(yè)知識的掌握和自學(xué)能力都進行了全面的考驗。 畢業(yè)設(shè)計我們專業(yè)本科培養(yǎng)計劃的一個學(xué)習(xí)、實踐、探索和創(chuàng)新相結(jié)合的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是本專業(yè)人才培養(yǎng)過程中的重要階段。我深刻的體會到以下幾點： 鞏固、深化和綜合了大學(xué)四年的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識； 培養(yǎng)了創(chuàng)新能力，提高了面向工程實際提出問題、分析問題、解決問題的能力； 學(xué)習(xí)了本專業(yè)正確的工作方法和基本技能：既學(xué)會了課題研 35 究、文獻檢索和 工具書、標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范的使用，掌握了工程制圖、設(shè)計計算、計算機應(yīng)用等； 樹立了吃苦耐勞的精神和團隊合作精神，形成了認真塌實、刻苦鉆研的學(xué)習(xí)態(tài)度，善于組織、協(xié)調(diào)一致； 通過畢業(yè)設(shè)計，對建筑設(shè)計、施工、科研工作的全過程有了相對完整的認識，為畢業(yè)后從事工程領(lǐng)域的設(shè)計、施工、研究、管理等方面的工作奠定了良好的基礎(chǔ)。 謝 辭： 本次畢業(yè)設(shè)計能夠順利完成，特別要感謝王永海老師的大力支持和幫助，在王老師的耐心指導(dǎo)下我們才能高效、全面的進行這次設(shè)計。設(shè)計過程中資料的收集和疑難問題的解決等都得益于王老師在百忙之中給 予我們的幫助和指教。在此，向王永海老師致以真誠的謝意。 還要感謝在整個設(shè)計過程中給予我?guī)椭乃?老師和 同組同學(xué)。 參考文獻： 1．有關(guān)建筑、結(jié)構(gòu)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn) 1）建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)（ GB 5006820xx） 2）建筑抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)（ GB5022395） 3）工程結(jié)構(gòu)設(shè)計基本術(shù)語和通用符號（ GBJ13290） 4）建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計術(shù)語和符號標(biāo)準(zhǔn)（ GB/T5008397） 36 5）建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（ GB5000920xx） 6）建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（ GB5000720xx） 7）建筑樁基技術(shù)規(guī) 范（ JGJ9494） 8）地基與基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范（ GB5020220xx） 9）混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（ GB50010