鸿华华职业高中教学楼土木工程教学楼设计毕业设计计算书.doc
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1、鸿华华职业高中教学楼土木工程教学楼毕业设计计算书摘要设计部分题目为鸿华华职业高中教学楼,包括建筑设计和结构设计两大部分。 该建筑为五层框架结构,建筑总高度为21.6米,总建筑面积约为5218.4平方米。建筑设计方面,主要完成了建筑物的平面、立面以及剖面设计。该教学楼属于综合教学楼,平面布局时首先考虑了房间功能需求。除此之外,又综合考虑了结构设计方案以及基础选型等;在这部分中,建筑和结构是相结合来做的。结构设计方面计算了一榀框架的重力荷载、计算了风荷载和横向水平地震作用及其内力、还计算了竖向恒载作用及其内力。根据最不利组合进行了梁和柱截面设计。除一榀框架外,还进行了板的设计、楼梯的设计以及基础的
2、设计。关键词:结构设计;横向框架;竖向荷载;内力组合AbstractThe title of the design is Teaching Building Of the Xinghua vocational high school . It includes architecture design and structure design. This is a frame structure. It has 5 floors, and the total height is21.6m, the total construction area is about 5218.4 m2.In arc
3、hitecture design aspect, it has designed the plan view, elevation and sectional drawing of this teaching building. This building is an synthetical teaching building, so when to design the plan view, the function of the room is first considered. In addition , it is considered the structural design sc
4、heme and how to choose the foundation pattern .In this pait, architecture design and structure design is connected.In structure design aspect, it contains the calculation of the gravity load ,and the endogen calculation when wind or seismic shock force places. it also contains the endogen calculatio
5、n when dead load places. After the endogen calculation is finished, and designs the section of the beam and column according to the most disadvantageous combination . It also designs the slab, stairway and foundation. Keywords : Lateral framework;Structural design; Vertical load;Combination of inter
6、nal force目 录摘要IAbstractI1 建筑设计11.1 建筑设计说明11.1.1 设计依据11.1.2 设计原则11.1.3 建筑体型的设计21.1.4 平面的设计31.1.5 立面的设计41.2 总平面设计41.3 建筑平面设计51.4 建筑立面设计71.4.1 层高的确定71.4.2 室内、外高差81.5 屋面排水的设计81.6 结语82 结构设计92.1 工程简介92.2 结构布置及计算简图92.2.1 承重方案的选择92.2.2 确定结构计算简图102.3 构件截面尺寸的初步选择102.3.1 框架梁截面尺寸112.3.2 框架柱的截面尺寸122.3.3 楼板132.4
7、框架侧移刚度的计算142.4.1 梁柱惯性矩、线刚度、相对线刚度的计算142.4.2 梁柱相对线刚度计算142.4.3 各层横向侧移刚度的计算(D值法)152.5 荷载计算162.5.1 资料准备162.5.2 重力荷载代表值的计算172.6 横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算202.6.1 横向自振周期的计算202.6.2 多遇水平地震作用及楼层地震剪力的计算212.6.3 多遇水平地震作用下的位移计算222.6.4 水平地震作用下的框架内力计算232.7 风荷载作用下框架结构的内力及侧移的计算272.7.1 风荷载作用下的侧移计算272.7.2 风荷载作用下的内力计算282.8 竖
8、向荷载作用下框架结构的内力计算322.8.1 计算单元的确定322.8.2 荷载计算322.8.3 内力计算372.9 内力组合472.9.1 框架梁内力组合472.9.2 框架柱内力组合512.10 框架梁和框架柱设计552.10.1 框架梁的配筋设计552.10.2 框架柱的配筋设计602.11 楼板计算642.11.1 双向板按弹性理论的计算方法642.11.2 标准层楼板弯矩计算652.11.3 板的配筋计算662.12 基础设计672.12.1 设计概况672.12.2 边柱独立基础设计682.12.3 中柱联合基础设计71参考文献77致谢781 建筑设计1.1 建筑设计说明1.1.
9、1 设计依据(1)人体尺度和人体活动所需的空间尺度建筑物中设备的尺寸,踏步、窗台、栏杆的高度,门洞、走廊、楼梯的宽度和高度,以至各类房间的高度和面积大小。都和人体尺度以及活动所需的空间尺度直接或间接有关,因此人体尺度和人体活动所需的空间尺度,是确定建筑空间的基本依据之一。(2)酒店用品、设备的尺寸和使用它们必要的空间。(3)温度、湿度、日照、风向、风速等气候条件。(4)地形、地质条件和地震烈度 本设计为地震区的房屋。设计时主要考虑:选择对抗震有利的场地和地基。房屋设计的体型,应该尽可能规整,简洁,避免在建筑平面及体型上的凸凹。采用必要的加强房屋整体性的构造措施,不做或少做地震时容易倒塌脱落的建
10、筑附属物,女儿墙等须作加固处理。从材料选用和构造做法上尽可能减轻建筑物的自重,特别是减轻屋顶和围护墙的重量。(5)建筑模数和模数制。1.1.2 设计原则(1)满足建筑功能要求 满足建筑物的功能要求,为人们的生产和生活活动创造良好的环境,是建筑设计的首要任务。合理设置门窗洞口的大小,合理安排厕所以及客房的位置大小,采光和通风 要好。(2)采用合理的技术措施 正确选用建筑材料,根据建筑空间组合的特点,选择合理的结构、施工方案,使房屋坚固耐久、建造方便、缩短工期。(3)具有良好的经济效果 建造房屋是一个复杂的物质生产过程,需要大量的人力、物力和资金,在房屋的设计和建造中,要因地制宜、就地取材,尽量做
11、到节省劳动力,节约建筑材料和资金。设计和建造 房屋要有周密的计划和核算,重视经济领域的客观规律,讲究经济效果。房屋设计的使用要 求和技术措施,要和相应的造价、建筑标准统一起来。(4)考虑建筑美观要求 建筑物是社会的物质和文化财富,它在满足使用要求的同时,还需要考虑如人们对建筑物在美观方面的要求,考虑建筑物所赋予人们在精神上的感受。建筑设计要努力创造具有我国时代精神的建筑空间组合与建筑形象。历史上创造的具有时代印记和特点的各种建筑形象, 往往是一个国家、一个民族文化传统宝库中的重要组成部分。(5)符合总体规划要求 单体建筑是总体规划中组成部分,单体建筑应符合总体规划提出的要求。建筑物的还要充分考
12、虑和周围环境的关系,例如原有建筑的状况,道路的走向,基地面积大小以及绿化等方面和拟建建筑物的关系。新设计的单体建筑,应是所在基地形成协调的室内外空间组合、良好的室外环境。(6)根据设计资料可选用框架结构。框架结构是由梁和柱刚性连接的骨架结构,其传力途径 为板梁柱基础地基。选择依据:1、优点多:钢筋混凝土造价低,材料资源丰富,易于就地取材。耐久性 好,不需要经常保养和维修。耐火性好。整体性好,对于抵抗地震作用具有较好的性能。 具有可塑性,可以根据需要浇制成各种形式和尺寸的构件。合理的发挥材料性能,节约钢材,降低造价。2、建筑功能强:框架结构建筑平面布置灵活,可以做成有较大空间的房间, 而且分隔灵
13、活,也可以用隔墙分隔成小空间,或拆除隔墙改为大房间,使用灵活。外墙采用 非承重墙体,使立面设计灵活多变,可采用轻便隔墙和外墙,可大大降低房间自重,节约材料。3、从结构的受力性能来分析:对于地震地区来说,框架结构,不仅受竖向荷载,还受水平地震作用,在水平力作用下,框架的侧移由两部分组成,第一部分由梁柱的弯曲变形产生, 第二部分由柱的截面尺寸变形产生(弯曲变形)框架的抗侧移刚度主要取决于梁柱的截面尺寸。通常,梁柱截面惯性矩小,侧向变形较大。1.1.3 建筑体型的设计(1)反映建筑功能要求和建筑类型的特征 不同功能要求和建筑类型,具有不同的内部空间组合特点,房间的外部形象也相应地表现这些建筑类型的特
14、征。本设计三到七层为客房层。(2)结合材料性能、结构构造和施工技术的特点 该结构为框架结构,内外墙为200mm厚粉煤灰轻渣空心砌块。由于墙体并不承重,所以立面上门窗的设置和开启有了很大的灵活性。可以在不同的层或同一层不同的位置采用不同的窗户,有的可以用横向有的可以用纵向的窗户。窗户的灵活布置形成节奏鲜明的立面构图,显示了框架房屋的外形特点。以高强度的钢材、钢筋混凝土等材料构成的空间结构,不仅为室内的大型活动提供了理想的使用空间,同时各种形式的空间结构也极大的丰富了建筑物的外部形象。是建筑物的体形和立面能够结合材料的力学性能,具有很好的表现力。(3)掌握建筑标准和相应的经济指标建筑体形和立面的设
15、计,应该遵循设计方针政策,根据房屋的使用性质和规模、严格掌握国家规定的建筑标准和经济指标。建筑外型设计的任务,应该在合理满足使用要求的前提下,用较少的投资建造起简洁、明朗、朴素、大方以及和周围环境协调的建筑物来。(4)适应基地环境和建筑规划的群体布局单体建筑是规划群体中的一个局部,拟建房屋的体型、立面、内外空间组合以至建筑风格等方面,要认真考虑和规划建筑群体的配合。同时,建筑物所在地区的气候、地形、道路、原有建筑物以及绿化等周边环境,也是影响建筑体型和立面设计的重要因素。(5)符合建筑造型和立面构图的一些规律必须符合建筑造型和立面构图的一些规律,例如比例尺度、完整均衡、变化统一,以及韵律和对比
16、等等。1.1.4 平面的设计(1)房间的面积、形状和尺寸要满足室内实用活动和桌椅、设备合理布置的要求。(2)门窗的大小和位置,考虑房间的出入方便,疏散安全,采光通风良好。(3)房间的构成应使结构构造布置合理,施工简便,也要有利于房间之间的组合,所用材料要符合相应的建筑标准。(4)室内空间以及地面、墙面和构件细部,要考虑人们的使用和审美要求。(5)使用房间的面积、形状和尺寸使用房间面积的大小主要是考虑房间内部活动的特点、使用人数的多少等。另外还要满足人们对室内空间的观感,这也是确定房间平面形状的和尺寸的重要因素。(6)门窗在房间平面中的布置门窗的大小和数量是否恰当,它们的位置和开启方式是否合适,
17、对房间的平面使用效果也有很大影响。a、门的宽度、数量和开启方式房间平面中门的最小宽度,是由通过人流多少和搬进房间的酒店用品、设备的大小决定的。该设计中客房房间内门的宽度取800mm,门的数量根据防火要求。如果室内人数多于50人或房间面积大于60时至少需要两个门。b、房间平面中门的位置 房间平面中门的位置应考虑室内交通路线简洁和安全疏散的要求,门的位置还对室内使用面积能否充分利用、以及组织室内穿堂风等关系很大。门一般设置在紧贴墙。房间平面中门的位置,酒店内最远点至安全出口的最大距离应小于15m。c、窗的大小和位置房间中窗的大小和位置,主要根据室内采光、通风要求来设置。采光方面,窗的大小直接影响到
18、室内照明是否足够,窗的位置关系到室内照度是否均匀。d、辅助房间的平面设计参用关于建筑设计的资料,厕所离最远的工作房间不应大于50m,尽可能的布置在建筑的次要面,或朝向较差的一面。厕所等辅助房间通常是根据建筑物的使用特点和使用人数的多少,先确定所需设备的个数。根据计算所得的设备数量,考虑在整幢建筑物中厕所的使用人数情况,最后在建筑平面组合中,根据整幢房屋的使用要求适当调整并确定这些辅助房间的面积、平面形势和尺寸。管道井单侧设置管道,剩余净尺寸为290mm2400mm,通风管道尺寸根据通风管道技术规程JGJ131-2004。矩形风管规格为200mm320mm,满足相关规程要求。1.1.5 立面的设
19、计 建筑立面是表示房屋四周的外部形象。立面设计是由许多构部件所组成的。恰当的确定 立面中组成部分和构件的比例和尺度,运用节奏韵律、虚实对比等规律,设计出体型完整、形式与内容统一的建筑立面,是立面设计的主要任务。(1)尺度和比例尺度正确和比例协调,是使立面完整统一的重要方面。比例协调首先要求结构和构造的合理性,同时也要符合立面构图的美观要求。(2) 节奏感窗户的不同设置简单的把立面进行了竖向划分。使整个结构既整体统一又富有节奏变化。(3)材料质感和色彩配置材料采用各种瓷砖贴面,感觉比较轻巧。常使人感觉明快、清新。(4)重点及细部处理建筑物的主要出入口和楼梯间等部分,是人们经常经过和接触的地方,在
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