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中石化某技术研究院江宁基地单身公寓设计毕业论文

 2022-07-06 08:07  

论文总字数:69870字

2010届毕业设计(论文)

题 目:

中石化某技术研究院江宁基地

单身公寓设计

学 院:

土木工程学院

专 业:

土木工程

班 级:

土木1007

姓 名:

王贵

指导教师:

李利群、周佶、徐海明

起讫日期:

2014.2-2014.6

2014 年 6 月

目录

第一章 结构选型与布置 - 1 -

1.1 工程概况及设计资料 - 1 -

1.1.1 工程概况 - 1 -

1.1.2 设计资料 - 1 -

1.2 结构选型与结构布置 - 4 -

第二章 计算简图及荷载计算 - 6 -

2.1 确定计算简图 - 6 -

2.2 构件材料选择 - 7 -

2.3 构件截面尺寸估算 - 7 -

2.3.1 框架柱截面初估 - 7 -

2.3.2 梁截面尺寸初选 - 7 -

2.3.3 楼板厚度初选 - 8 -

2.4 荷载计算 - 8 -

2.4.1 恒荷载计算 - 8 -

2.5 风荷载计算 - 11 -

2.6 地震作用计算 - 12 -

2.6.1 建筑物总重力荷载代表值计算 - 12 -

2.6.2 地震作用计算 - 13 -

第三章 框架内力计算 - 16 -

3.1 恒载作用下的框架内力 - 16 -

3.1.1 弯矩分配系数 - 16 -

3.1.2 杆件固端弯矩 - 18 -

3.1.3 节点不平衡弯矩 - 19 -

3.1.4 内力计算 - 19 -

3.2 活载作用下的框架内力 - 23 -

3.2.1 梁固端弯矩 - 23 -

3.2.2 纵梁偏心引起柱端附加弯矩 - 24 -

3.2.3 本工程考虑如下四种最不利组合: - 24 -

3.2.4 各节点不平衡弯矩: - 25 -

3.2.5 内力计算: - 25 -

3.3 风荷载作用下内力计算 - 37 -

3.4 地震作用下横向框架的内力计算 - 40 -

3.4.1 0.5(雪 活)重力荷载作用下横向框架的内力计算 - 40 -

3.4.2 地震作用下横向框架的内力计算 - 45 -

第四章 框架内力组合 - 49 -

4.1 框架梁弯矩调幅计算 - 49 -

4.2 横向框架梁内力组合(一般组合) - 51 -

4.3 横向框架梁内力组合(考虑地震组合) - 54 -

4.4 横向框架柱内力组合(一般组合) - 56 -

4.5 横向框架柱内力组合(考虑地震组合) - 58 -

第五章 框架楼柱截面设计 - 60 -

第六章 楼梯结构计算设计 - 78 -

6.1 梯段板计算 - 78 -

6.1.1 荷载计算 - 78 -

6.1.2 截面设计 - 78 -

6.2 休息平台板计算 - 79 -

6.2.1 荷载计算 - 79 -

6.2.2 截面设计 - 80 -

6.3 梯段梁TL1计算 - 80 -

6.3.1 荷载计算 - 80 -

6.3.2 截面设计 - 81 -

第七章 现浇楼面板设计 - 83 -

7.1 荷载计算 - 84 -

7.2 配筋计算 - 87 -

第八章 基础设计 - 89 -

第九章 PKPM软件计算 - 102 -

9.1 软件分析结果与手算结果比较 - 102 -

  1. 结构选型与布置
    1. 工程概况及设计资料
      1. 工程概况

本课题名称为“中石化某技术研究院江宁基地单身公寓”,建筑功能要求满足职工住宿、生活、学习等需求,房间设置可按标准公寓设计、配置少量管理房等。地点位于南京市江宁区上高路西侧、中石化某技术研究院江宁基地院内。建筑平面外包尺寸:长×宽为48.6×13.7m,总建筑面积约3400m2,建筑高度17.2m。轴网尺寸为5.6m×4m,建筑层数5层,层层高3.3m,室内外高差450mm,女儿墙高700mm。

根据建筑设计方案,本工程结构采用全现浇钢筋混凝土框架结构。

      1. 设计资料
        1. 气象资料

基本风压值:=0.40kN/ m2

基本雪压值:=0.65kN/ m2

        1. 水文地质资料

据区域气候区有关资料,南京纬度为32o,多年平均最低气温为-10oC(标准差:2),多年平均最高气温为35oC(标准差:1),最高气温为 37oC(98%保证率),最低气温为-14oC(98%保证率),多年平均冻结指数为15%,极大值为3%。

据南京市气象历史记载,各项主要气象资料如下:

1)、气温

年平均气温15oC;最热月7月份平均气温28.2oC,极端最高气温43oC。全年日照在1989.2~2212.8小时,无霜约230天。

2)、降水

南京地处亚热带湿润气候区,属海洋性气候,冬夏温差显著,年平均降雨量1038.7~1124mm,降雨日124.2天,降雨量多集中在6~9月,占年降雨量的50%以上,6~7月为梅雨季节;冬季最大积雪深度约50cm;年蒸发量1400~1500mm。年平均相对湿度13~80%。

        1. 抗震设防烈度

根据《建筑杭震设计规范》(GBS0011-2010)和国标《中国地震动参数区划图》(GB1806-2001),南京地区地震基本烈度为7度。

        1. 荷载资料

(1)楼面活载:查《建筑结构荷载规范》GB5009-2012,楼面活荷载标准值为2.0 kN/ m2。

(2)不上人屋面:活荷载标准值取0.5 kN/ m2。

(3)屋面构造:

屋面:10厚铺地缸砖,干水泥擦缝,

每3×6m留10宽缝,1:3石灰砂浆勾缝;

防水层:20mm厚1:3防水水泥砂浆,

喷涂2厚合成高分子防水层,

4mm厚高聚物改性沥青卷材防水层;

保温层:40mm厚现场喷涂硬质发泡聚氨脂;

找坡层:1:8水泥膨胀珍珠岩找坡2%最薄处40厚;

找平层:20mm厚1:3水泥砂浆;

结构层:100mm厚钢筋砼屋面板。

(4)楼面构造

地面:15mm厚1:2.5水泥白石子磨光,刷草酸打蜡;

找平层:20mm厚1:3水泥砂浆;

结构层:90mm现浇砼板。

(5)围护墙体

内墙:喷内墙涂料或刷油漆;

6mm厚1:2.5 水泥砂浆抹面压实抹光;

7mm厚1:3 水泥砂浆找平扫毛;

7mm厚1:3 水泥砂浆打底扫毛;

刷素水泥浆一道。

外墙:7mm厚1:2.5水泥砂浆抹面;

7mm厚1:3水泥砂浆找平扫毛;

7mm厚1:3 水泥砂浆打底扫毛;

刷素水泥浆一道。

(6) 门窗:一楼大门采用双开防盗门,各楼层房间采用铝合金单开门。

(7)材料重度:

钢筋混凝土25.0 kN/,防水卷材

表1-1 各层地基土主要物理力学性能指标及其承载力设计参数表

地基

建议特征值

钻孔灌注桩

预制桩

抗拔系数

fak
(kPa)

qsa
(kPa)

qpa
(kPa)

qsa
(kPa)

qpa
(kPa)

λ

②1层粉质粘土

110

22

23

0.70

②2层粉土夹粉砂

130

20

21

0.65

②3层淤泥质粉质粘土

60

10

11

0.70

②4层粉质粘土

9O

16

l7

0.70

③层粘土

160

30

3l

0.75

④层粉质粘土混卵砾石

200

30

31

1800

0.72

⑤层强风化泥质粉砂岩~粉砂岩

350

5O

1000

50

4000

⑥层中风化泥质粉砂岩

2500

160

2000(嵌岩比≥3)

⑦层中风化粉砂岩

4900

300

3900(嵌岩比≥3)

    1. 结构选型与结构布置

1.2.1结构选型

本工程选用钢筋混凝土框架结构,因为其空间分隔灵活,自重轻,节省材料;具有可以较灵活地配合建筑平面布置的优点,利于安排需要较大空间的建筑结构;框架结构的梁、柱构件易于标准化、定型化,便于采用装配整体式结构,以缩短施工工期;采用现浇混凝土框架时,结构的整体性、刚度较好,设计处理好也能达到较好的抗震效果,而且可以把梁或柱浇注成各种需要的截面形状。

1.2.2结构布置

  1. 平面布置

本工程为多层建筑,建筑高度较小,考虑建筑设计方案以及抗震设防要求等因素,本工程的平面现状选为矩形,其优点是简单、规则、对称,有利于抗震和施工。

  1. 立面布置

本办公楼共五层,层高为3.3m,女儿墙高0.7m室内地平标高为0.000,室内外高差0.45m。

  1. 柱网布置及次梁布置

按设计任务书的要求,考虑到建筑的使用功能和结构的经济型,本工程柱网布置方式为:横向3跨、跨度分别为5.6m、2.4m和5.6m;纵向12跨,跨距4m。可满足公寓休息办公的需求。

  1. 缝的设置

本工程地质条件良好,地基均匀,四周不设底层裙房,所以本工程可不设沉降缝。本工程长48m,小于现浇钢筋混凝土框架结构应设伸缩缝的最大间距55m,故可不设伸缩缝。本结构平面为矩形,房屋沿高度方向无错层,房屋各部分的刚度、高度及重量相差不大,故可不设防震缝。

  1. 基础方案本工程建设场地和地基条件较好,荷载分布均匀,建筑层数小于7层,根据《建筑地基基础设计规范》第3.0.1条规定,该建筑的地基属于丙级地基。本建筑采用柱下独立桩基础。根据场地的地质条件,取二层粉质粘土层为持力层,地基承载力特征值
  2. 楼梯方案

根据建筑结构设计方案以及结构的经济性,本工程采用平行双分双跑的现浇式楼梯。

本工程结构平面布置如下:

  1. 计算简图及荷载计算
    1. 确定计算简图

根据结构平面布置图,选定具有代表性的 轴线作为计算单元,如图1-1中的斜线部分所示范围。框架梁柱节点为刚接,框架梁与基础固结;各杆件用轴线定位,框架梁跨度取柱子轴线之间的距离;本工程采用柱下独立基础,根据地质资料初步假定基础顶面到室外地坪的距离为500mm,则底层柱子的计算高度=3.3 0.45 0.5=4.25m,其余各层柱高取下层结构楼面到上层结构楼面的距离,即~为3.3m,由此确定该榀框架KJ-AD计算简图如图2-1所示:

图2-1 框架KJ-AD计算简图

    1. 构件材料选择

混凝土:均采用C30混凝土(=14.3N/,=1.43 N/)。

钢筋:直径12mm时选用HRB335钢筋,其余采用HPB235钢筋。

    1. 构件截面尺寸估算
      1. 框架柱截面初估

由于框架公寓荷载较小,按N=12kN/,柱轴压比=0.9。

边柱:A===1.25

a=355mm

中柱:

A===1.79

a=425mm

由此,初步选取柱的截面尺寸:

边柱bh=400400mm,中柱bh=450450mm。

      1. 梁截面尺寸初选

各梁尺寸按梁的跨度初步确定如下:

a.框架梁:横向 L=4000mm 梁高 h=(1/8-1/12)L=(335-500)mm

取h=500mm

梁宽b=(1/3-1/2)h=(167-250)mm

取b=250mm

纵向 L=5600 mm 梁高 h=(1/8-1/12)L=(467-700)mm

取h=600 mm

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