土木工程毕业设计(论文)市政府办公大楼建筑结构设计九层框架剪力墙(全套图纸).doc
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1、摘要本设计为市政府办公大楼,建造在阿尔丁大街北侧,东倚民族西路,南离阿尔丁广场不足20米,主体结构采用框架-剪力墙结构体系。主要设计内容有结构体系的布置、梁柱板截面尺寸的确定、结构的刚度计算、框架内力计算、内力不利组合、框架剪力墙、板的配筋计算、筏板基础的计算等。除此之外,利用结构设计软件PKPM进行一榀框架的截面设计,并对主要控制截面的内力与手算进行比较分析。本设计为抗震设防的结构,还要根据结构的抗震等级对各构件采取相应的抗震措施,即根据相应的抗震措施的要求对内力组合后得到的控制截面设计值,进行调整,以此进行截面配筋计算,并满足诸如控制梁截面的受压区高度,柱(墙)的轴压比限值,构件的剪跨比限
2、值,设置箍筋加密区,并满足纵筋和箍筋的配筋率及节点和锚固设计要求等抗震构造措施和其他细部构造要求。关键字:框架-剪力墙 ;侧向刚度 ;截面设计 ;锚固设计全套CAD图纸,联系153893706AbstractThe design is Baotous municipal building. The building is located in the north of Ardennes Main Street. On the East, there is National Road West, and on the South, there is Ardennes square which i
3、s about 20 metres away from the building, the main structure of the building is a framework - shear wall structural system. the Main content of the designing comprises layout of structural system, identification of the size of beams plates section, measurement of the rigidity of the structure, measu
4、rement of internal forces of the framework, the adverse combination of internal forces, the framework - shear wall, measurement of reinforcement of the plate, measurement of the raft and so on. In addition, to use structural design software PKPM to do the designing of Pin frameworks section, and the
5、n compare the calculating results of main cross-sections internal forces with the results of hand counting. The design of the structure has seismic preventive function. And the design has taken corresponding seismic preventive measures according to the seismic structure of the various components of
6、the building, that is to adjust the seismic preventive measures corresponding to the requirements of internal forces be combined value of the control section design, in order to carry out cross-section with Tendons, and to meet requirements such as the high pressure zone of the control beam section,
7、 column (wall) axial compression ratio limits, cross-cutting component of the limits set stirrups encryption, and the longitudinal tendon and the seismic structural measures and other detailed structural requirements.Key words:Framework - shear walls; lateral stiffness; section design; anchor design
8、 目 录摘要IabstractII第一章 结构方案和初选截面尺寸11.1 结构形式11.2 结构体系11.2.1高层建筑结构体系11.2.2结构分析对比11.3结构布置21.3.1结构总图布置原则21.3.2柱网布置31.3.3剪力墙布置31.4初选截面尺寸41.4.1板的厚度41.4.2柱的截面尺寸51.4.3梁截面尺寸71.4.4抗震墙的选取8第二章 竖向荷载计算92.1工程做法92.1.1屋面做法92.1.2标准层楼面做法92.1.3卫生间楼面做法102.1.4外墙做法102.1.5内墙做法102.1.6外剪力墙做法112.1.7内剪力墙做法112.2楼面荷载的计算112.3各层柱的自重
9、122.4各层梁自重132.5门窗、墙体荷载计算结果见表132.6重力荷载代表值14第三章 地震作用及结构抗震验算153.1梁柱线刚度163.1.1梁线刚度计算163.1.2柱刚度的计算如表163.2柱的抗侧刚度163.2.1框架柱侧向刚度163.2.2框架等效剪切刚度223.3剪力墙等效刚度计算233.4结构基本自震周期的计算243.5框架剪力墙水平地震作用标准值25第四章 框架-剪力墙结构协同工作分析264.1框架层间地震剪力计算264.2剪力墙地震剪力、弯矩和结构侧移计算274.3地震剪力和地震弯矩在各剪力墙上的分配284.4地震剪力在框架柱的分配294.5水平地震作用下梁端剪力及柱轴力
10、的计算30第五章 竖向荷载的内力计算345.2恒载计算345.2.1顶层荷载计算345.2.2中间层荷载计算365.2.3梁柱线刚度375.2.4计算分配系数375.2.5梁端固端弯矩385.2.6弯矩分配与传递385.3活载计算405.3.1顶层荷载计算405.3.2其他层活载载计算415.3.3梁端固端弯矩425.3.4弯矩分配与传递425.3.5竖向荷载作用下的内力图445.4竖向荷载作用下梁端剪力的计算465.4.1在恒载(标准值)作用下BC、CD跨梁端剪力的计算465.4.2在活载(标准值)作用下BC、CD跨梁端剪力的计算465.5竖向荷载作用下柱轴力的计算475.5.1在恒载(标准
11、值)作用下边框架边柱的轴力计算475.5.2在恒载(标准值)作用下边框架中柱的轴力计算475.5.3在活载(标准值)作用下边框架边柱的轴力计算485.5.4在活载(标准值)作用下边框架中柱的轴力计算495.6梁端剪力及柱轴力图505.7剪力墙内力计算545.7.1恒载作用下剪力墙轴力545.7.2活载作用下剪力墙的内力56第六章 内力组合576.1荷载效应组合576.2控制截面:576.3框架柱的内力组合576.4框架梁内力组合586.5剪力墙内力组合59第七章 框剪构件设计657.1框架梁截面设计657.1.1六层BC跨657.1.2六层CD跨677.2框架柱截面设计697.2.1剪跨比及轴
12、压比697.2.2正截面抗弯承载力计算697.3框架梁、柱节点核芯区受剪承载力计算717.4剪力墙截面设计737.4.1剪跨比、轴压比的验算737.4.2正截面承载力计算737.4.3斜截面承载力计算74第八章 楼盖设计758.1双向板设计758.1.1内力计算758.1.2配筋计算768.2单向板设计778.2.1内力计算778.2.2配筋计算77第九章 楼梯设计779.1梯段板计算789.1.1荷载计算789.1.2截面设计799.2平台板设计799.2.1荷载计算799.2.2截面设计809.3平台梁截面设计809.3.1荷载设计809.3.2截面设计81第十章 筏板基础设计8210.1
13、筏形基础的截面尺寸及构造8210.1.1筏形基础的构造8210. 2基础底面积的确定8310.3结构承载力计算8410.3.1冲切承载力计算8410.3.2剪切承载力计算8510.4基础梁、板内力分析8510.4.1基础板内力计算8510.4.2基础梁内力计算8710.5配筋计算9010.5.1底板配筋9010.5.2基础梁配筋91第十一章 PK计算结果94第十二章 外文翻译143参考文献148致 谢149第一章 结构方案和初选截面尺寸1.1 结构形式建筑结构的常用形式有:砌体结构、钢筋混凝土结构、钢结构。其中砌体结构因建筑高度和抗震要求等方面要求限制,一般用于多层建筑,而钢结构造价高、用钢量
14、大,维护费用高,亦不适用于9-10层的办公楼,常用于大跨度、大空间结构以及超高层建筑中。混凝土结构具有较好好的抗震性能,材料来源丰富,可模性好,耐火性好,是高层建筑中最常用的结构形式。1.2 结构体系1.2.1高层建筑结构体系高层建筑结构体系有:框架结构,剪力墙结构,框架-剪力墙结构,筒体等结构体系。框架结构体系平面布置灵活,立面也可以变化,但框架结构受地震作用时,侧向位移较框架-剪力墙结构大很多,容易导致非结构构件(如填充墙,高级装修等)破坏,同时框架结构在材料用量大,尤其在钢材用量上,比同样层数的框架-剪力墙结构大,所以在 8度区,层数大于5层时应适当布剪力墙。剪力墙结构体系整体性较好,刚
15、度大,侧向变形小,抗震性能好,可用于20-50层的 高层建筑,但受楼板跨度限制,剪力墙间距小,平面布置不灵活,因而仅适用于小房间的住宅,公寓,旅馆等。框架-剪力墙结构平面布置灵活,空间较大,立面易处理的优点,又有因剪力墙参与而使结构抗侧力刚度增大,侧移减小的长处,无论从使用还是受力,变形上都是一种较好的结构体系,在10-25层的公共建筑和办公楼中得到广泛应用。筒体结构,在高度较大的高层建筑中筒体结构是很好的抗侧力结构。1.2.2结构分析对比1根据使用要求,办公楼要求大小空间兼有,框架结构易满足大空间的要求,剪力墙结构适用于小开间布置的建筑,而框架-剪力墙结构则能结合建筑使用要求布置剪力墙,可满
16、足设置较大空间的要求。2满足建筑高度的要求。3考虑材料用量。高层建筑中用于单位面积楼盖的 材料大体为定值,而用于墙、柱等竖向承重构件的材料用量则与建筑层数和结构抗侧力体系密切相关,因此在满足建筑高度和使用要求的前提下应用时选用最优抗侧力结构体系。实践证明与框架结构相比框架-剪力墙结构混凝土用量更少。4根据抗震要求,对需要抗震设防的结构受力关系要明确,要有多道抗震防线,要有足够的承载力和良好的延性等,要选择对抗震有利的结构布置形式,而框架-剪力墙结构抗侧力明显高于框架结构。对以上因素及施工技术、整体规划、用地等因素作综合考虑分析比较,框架-剪力墙结构为最佳结构体系。1.3结构布置1.3.1结构总
17、图布置原则1、房屋开间、进深、层高等尺寸类型应尽可能少。2、控制高宽比表1.1 A级高度钢筋混凝土高层建筑适用的最大高宽比结构体系非抗震设计抗震设防烈度6、7度8度9度框架、板柱剪力墙5432框架剪力墙5543剪力墙6654筒中筒、框架核芯筒66543、一个独立结构单元的平面形状宜简单、规则。刚度和承载力分布均匀。4、宜选用风作用效应较小的平面形状。5、抗震设计的A级高度钢筋混凝土高层建筑,其平面布置宜简单、规则、对称,减少偏心。6、结构竖向布置宜规则、均匀,避免有过大的外挑和内收。7、侧向刚度宜下大上小逐渐均匀变化。8、抗震设计时结构竖向抗侧力构件宜上下连续贯通。9、高层建筑宜设地下室。10
18、、抗震设计时,高层建筑宜调整平面形状和结构布置,尽可能地采取建筑、结构和施工等措施不设“三缝”。11、高层建筑结构按弹性方法计算的楼层层间最大位移与层高比的限值应满足:表1.2 楼层层间最大位移与层高之比的限值。结构类型U/n限值结构类型U/n限值框架1/500筒中筒、剪力墙1/1000框架-剪力墙1/500框支层1/10001.3.2柱网布置1、柱网布置柱网布置首先要满足生产工艺和其他功能的要求,其次要满足建筑平面功能的要求,故选择大柱网,三跨四行柱布置方式,纵横向框架承重。1.3.3剪力墙布置1、剪力墙布置原则(1)剪力墙宜沿主轴方向或其他方向双向布置,剪力墙墙肢截面宜简单、规则。(2)剪
19、力墙宜均匀布置在建筑物的周边附近,楼梯间、电梯间,平面形状变化及恒载较大的部位,剪力墙间距不宜过大;长矩形平面或平面有一部分较长的建筑物中。横向剪力墙沿长方向间距应符合下表: 表1.3 剪力墙间距() 楼盖形式非抗震设计(取较小值)抗震设防烈度6度、7度(取较小值)8度(取较小值)9度(取较小值)现浇5.0B,604.0B,503.0B,402.0B,30装配整体3.5B,503.0B,402.5B,30(3)纵向剪力墙不宜集中布置在房屋的两尽端,剪力墙的布置宜使结构各主轴方向的侧向刚度接近。(4)平面形状凹凸较大时宜在凹凸部分的端部附近布置剪力墙。(5)纵、横剪力墙宜组成L形、T形和形等形式
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