重庆易昌泰电子公司生产厂房设计土木工程毕业设计.doc
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1、前言本次设计是重庆易昌泰电子公司生产厂房设计,设计的重点为方案设计(建筑部分),概念设计(结构部分),着重理解在结构设计中的结构方案选择、荷载整理、荷载组合、抗震设计要求、内力组合、框架结点构造、基础设计要点等。在毕业设计的过程中,熟悉相关的书籍、规范、程序使用手册如民用建筑设计通则、建筑设计防火规范、建筑结构荷载规范等通用性规范。在设计的过程中注意的问题是正确处理建筑设计和结构设计的关系:建筑设计主要解决以下问题:环境、场地、体形;与人的活动有关的空间组织;建筑技术问题;建筑艺术问题。结构设计主要解决以下问题:结构形式;结构材料;结构的安全性、适用性、耐久性;结构的连接构造。结构设计是建筑设
2、计的基础上进行的,但在建筑方案设计阶段就应考虑主体结构方案。通过协调二者的关系,力争将合理的结构形式与建筑使用和美观需要统一起来。达到更现代化的厂房建筑设计。在本次设计中手算了一榀框架所受到的竖向荷载,水平荷载,和地震荷载计算通过内力分析,最后算出梁、柱、板的配筋。同时使用PKPM软件电算出该框架的所有配筋图。建筑与结构是相互联系的。每一部分都关系到下一步的进行。鉴于,目前随着我国市场经济的不断扩大,以及伴随着中国加入WTO以后,厂房的不断增加。大量的厂房在城市周边中悄然兴起,并逐步形成气候,成为热点。厂房建筑在满足“人性化”、“智能化”、“生态化”的建设需求外,已开始向更加个性化以及科学化发
3、展。城市周边的厂房建筑也是反映这个城市的经济繁荣和社会进步的重要标志。所以我们应该更多关注厂房,同时在土木工程中先进科学技术的应用是未来的发展方向,为土木工程带来新的生机。第1章 建筑设计1.1设计依据本设计为厂房建筑设计,设计参考了国内有关厂房方面的标准、规范,并汇集了近几年来对建筑设计的一些经验,对厂房建筑设计的总布局和平面布局进行了精心的设计,以保证该厂房符合适用、经济、安全、防火的基本要求。1.1.1工程概况本工程抗震设防烈度为六度,建筑物设计合理使用年限为50年。建筑耐火等级为二级。总平面布置:建筑物呈长方型,长约84.2米,宽约20.2米。1.1.2工程地质条件根据地质勘查报告,场
4、区范围内地下水位为12.00m,地下水对一般建筑材料无侵蚀作用,不考虑土的液化。土质构成自地表向下依次为:号土层:杂填土,厚度约0.5m,含部分建筑垃圾。号土层:粉质黏土,层厚1.2m,软塑,潮湿,承载力特征值fak=130kpa。号土层:黏土,层厚1.5m,可塑,稍湿,承载力特征值fak=180kpa。号土层:细砂,层厚2.7m,中密,承载力特征值fak=240kpa。号土层:强风化砂质泥岩,厚度未揭露,承载力特征值fak=300kpa。1.2规划设计1.2.1规划设计依据国家有关设计规范、规程、规定,包括:重庆市规划管理技术规定 2006民用建筑设计通则 GB50352-2005厂房建筑设
5、计规范 JGJ 64-89屋面工程技术规范 GB50345-2004建筑设计防火规范 GB-5006-20061.2.2规划指导思想本建筑主体为3层(局部4层),本方案以体现以人为本的设计理念为主,充分发挥日照地区的自然特色,创作出具有现代厂房理念的建筑。并充分重视建筑总体的景观效果,最大程度地提高生产环境的智能性和舒适性,真正体现建筑与环境共舞,人与自然亲和的设计理念。1.2.3建筑说明本设计采用现浇框架结构,主体为3层(局部4层);底层高为9米,4层高为4.1米,其他为4.5米,总建筑面积近为5178平方米,室内外高差为0.3米。抗震烈度按六度设防设计,框架等级按三级设计,根据地形采用矩形
6、设计,很好地与周围环境融为一体向现代化生产厂房建筑发展。1.2.4平面设计(1)充分了解把握该地区的办公建筑建设习惯,气候、地理位置特点,设计出功能齐全、结构合理、办公智能的现代化办公楼。(2)该建筑的各个层主要作为生产辅助用房,顶层的局部建筑为电梯和楼梯房。1.2.5立面设计由于该办公建筑位于市区周边,所以在立面上既要讲究自然大方同时又要与周围环境相融合,突出人与自然的和谐之美。在整体布置上主要以布局合理为主,使用了大量的外墙漆,使整个建筑主题风格更富有现代化建筑气息。1.2.6剖面设计确定房间的剖面形状和比例关系,确定房屋的层数和各部分的标高,研究竖向空间的处理,将平面、立面和剖面密切结合
7、,充分注意两者的联系。1.2.7构造做法(1)本工程的屋面防水等级为级,防水层合理使用年限为10年:上人屋面做法为:50厚细石混凝土保护层,三毡四油卷材防水层,20厚水泥砂浆找平层,100厚的钢筋混凝土板。不上人屋面做法为:20厚1:3水泥沙浆找平层,三毡四油卷材防水层,20厚水泥沙浆找平层, 100厚的钢筋混凝土板。(2)地面垫层下填土应分层予以夯实.机械夯实每层不超过300mm,人工夯实每层不超过200mm,填实后密度应满足施工及验收规范要求. (3)门均按实际洞口核实后方可安装。(4)外墙粉饰详见立面图(材料色泽与建设单位、设计单位认可后使用)。内墙面:地面、楼面、墙裙、踢脚等粉饰详见材
8、料做法。(5)楼梯:全部采用现浇钢筋混凝土楼梯,楼梯栏杆、扶手样式选自标准图集。第2章 结构设计2.1结构布置及计算简图的确定根据该建筑的使用功能及建筑设计的要求,进行了建筑平面、立面及剖面设计,楼梯间,电梯井道,卫生间墙体采用200mm厚的页岩多孔砖砌块(20孔以上),其余墙体采用页岩空心砖,楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构,楼板厚度取120mm.2.1.1梁截面尺寸估算横梁:,取取纵梁:,取250mm,取次梁:,取,取次梁:,取,取2.1.2柱截面尺寸估算该框架结构的抗震等级为三级,其轴压比限值为=0.85,各层重力荷载代表值近似取14kN/m2,柱的负荷面积分别为19.31 m2可得柱
9、截面面积为:根据上述结果,并综合考虑其它因素,柱截面尺寸取值为:500mm500mm2.1.3框架结构计算简图取柱的形心线作为框架柱的轴线,梁轴线取至板顶,23层高度为4.5m,4层为4.1m;底层柱高度从地梁顶面取至一层板顶,即h19+0.99.9m。计算选号轴线见下图:图 2-1-1 结构计算简图2.2荷载计算2.2.1屋面及楼面的永久荷载标准值(1).屋面(上人部分)恒荷载 7kN/m2(2).屋面(不上人部分)恒荷载 5.5kN/m2(3).标准层楼面恒荷载 4.8kN/m2 (4).卫生间 5.77kN/m22.2.2屋面及楼面可变荷载标准值不上人屋面均布活荷载标准值 0.5kN/m
10、2上人屋面均布活荷载标准值 2.0kN/m2楼面活荷载标准值 2.0kN/m2 卫生间活荷载标准值 3.0kN/m2 2.2.3梁、柱、墙重力荷载计算(1).梁自重计算300700梁梁自重: 0.3(0.7-0.12)254.35 kN/m粉刷: (0.7-0.12)0.011720.19 kN/m合计: 4.54 kN/m250500梁梁自重: 0.25(0.5-0.12)252.38kN/m粉刷: (0.5-0.12)0.011720.13kN/m合计: 2.51 kN/m250600梁梁自重: 0.25(0.6-0.12)253 kN/m粉刷: (0.6-0.12)0.011720.16
11、 kN/m合计: 2.64 kN/m(2).柱自重计算柱自重+贴面及粉刷500500: 0.50.5251.056.59 kN/m400400: 0.40.4251.054.27 kN/m(3).墙体自重计算外墙: 底层 (9-0.7)120.20.7=13.94 kN/m 标准层 120.21.5=6.4 kN/m 顶层 121.50.2=3.6 kN/m 内墙: 底层 (9-0.6)100.2=16.8 kN/m 标准层 100.2(4.5-1.5)=6 kN/m2.3横向框架在竖向荷载作用下的计算简图及内力计算2.3.1横向框架在竖向恒荷载作用下的计算简图及内力计算恒荷载第一层框架计算简
12、图,如下图6,7,8轴线一二楼面板布置简图Qab三角形计算Qab三角形为板1传递荷载,板1的面荷载为4.8 kN/m2由上图得:三角形的荷载最大值为4.82.52=24 kN/mQab均布计算梁自重及抹灰 4.54KN/m 无墙体 Fa计算 Fa为KL1传来的集中力号轴线上的荷载分布图 如下KL1的计算简图 如下:q1包括梁自重及抹灰和梁上墙体荷载梁自重与抹灰:4.54KN/m墙体: 6.4KN/m q1=10.94KN/mq2为板2传来的最大荷载 2.54.82=24KN/m合力: 10.94kn/m 7m+12KN/m7m=160.58KNFe同Fa Fb为集中荷载 包括板荷载与梁荷载梁荷
13、载 :2.51KN/m板荷载 :2.54.82=24KN/m则 Fb=2.51KN/m7m+24KN/m7m=185.57KNFb=Fd=185.57KNFc的计算 包括梁自重加抹灰和板的荷载 梁及抹灰 :4.54KN/m 板的荷载:4.82.52=24KN/m则集中荷载为:4.54KN/m7m+24KN/m7m=199.78KN作图:(备注:由于作图需要E表示的是建筑图纸上的C,C表示的是建筑图纸上的B)第三层三层楼面板布置简图Qab三角形计算Qab三角形为板1传递荷载,板1的面荷载为7 kN/m2由上图得:三角形的荷载最大值为72.52=35 kN/mQab均布计算梁自重及抹灰 4.54K
14、N/m 无墙体 Fa计算 Fa为KL1传来的集中力KL1的计算简图 如下:q1包括梁自重及抹灰和梁上墙体荷载梁自重与抹灰:4.54KN/m墙体: 3.6KN/m q1=8.14KN/mq2为板2传来的最大荷载 2.57=17.5KN/m合力: 17.5kn/m 7m+8.14KN/m7m=179.48KNFe同Fa Fb为集中荷载 包括板荷载与梁荷载梁荷载 :2.51KN/m板荷载 :2.572=35KN/m则 Fb=2.51KN/m7m+35KN/m7m=262.57KNFb=Fd=262.57KNFc的计算 包括梁自重加抹灰和板的荷载 梁及抹灰 :4.54KN/m 板的荷载:72.52=3
15、5KN/m则集中荷载为:4.54KN/m7m+35KN/m7m=276.78KN第一层和第二层的恒荷载计算简图相同,则可画出恒荷载作用下横向框架的计算简图如下:2.3.2横向框架在竖向活荷载作用下的计算简图及内力计算楼面板布置简图号第一层框架简图如下Qab三角形的计算板的活荷载为2KN/m2 由图得 三角形的最大荷载为22.52=10KN/mFa的计算 Fa为KL1传递来的集中力KL1的计算简图如下 q为板传来的最大荷载 2.52=5KN/m合力为 5KN/m7m=35KN/mFe同Fa Fb为集中荷载 为板上传来的活荷载2.522=10KN/m 则最大荷载应为 10KN/m7m=70KN/m
16、Fb=Fd=70KN/mFc的计算 板的活荷载 22.52=10KN/m则集中荷载为 10KN/m7m=70KN可作图:顶层受力同标准层 活荷载取值为2KN/m Qab三角形计算 由图可得 三角形的活荷载最大值为 2.52.52=12.5KN/mFa计算 Fa为KL1传递来的集中力 KL1的计算简图Fa=2.52.57=43.75KN/m Fe=FaFb为集中荷载 板传来的活荷载为2.57.52=12.5KN/m则 Fb=12.57=87.5KN可作图2.3.3横向框架在竖向活荷载作用下的计算简图及内力计算对于楼层:重力荷载值=恒荷载+50%楼面活荷载对于屋面:重力荷载值=恒荷载+50%雪荷载
17、第一层框架计算简图 由前图可得 第一层框架的重力荷载代表值(1)qab三角形=24+0.570=59KN/m(2)qab均布=4.54KN/m(3)Fa=160.58+0.535=178.08=Fe(4)Fb=Fd=185.57+0.570=220.57KN(5)Fc=199.78+0.570=234.78KN顶层 重庆无雪荷载 即为恒荷载 可作图2.4横向框架侧移刚度计算2.4.1计算梁柱线刚度在框架结构中,现浇楼面或预制楼板但只有现浇层的楼面,可以作为梁的有效翼缘,增大梁的有效刚度,减少框架侧移。考虑这一有利作用,在计算梁的截面惯性矩时,对现浇楼面的边框架梁取,对中框架梁取。(1).梁线刚
18、度计算:混凝土C30 类别Ec/(N/mm2)bh/mmmmI0/mm4/mmECI0/Nmm1.5ECI0/Nmm2ECI0/Nmm梁1 3.0104 3007008.5810970003.6710105.510107.341010梁23.01042505002.610970001.1210101.6810102.241010梁33.01043007008.58109100002.5710103.85510105.141010(2) .柱线刚度计算:混凝土C30层次/mmEc/(N/mm2)bh/mmmm截面惯性矩/mm6ECIc/Nmm190003.0104 500500 5.2*1091
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