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N21江苏春兰集团主车间一BIM建模和结构设计

 2022-12-06 09:12  

论文总字数:82627字

摘 要

本结构设计的是“N21江苏春兰集团主车间一BIM建模和结构设计”。本建筑地面以上部分结构采用现浇钢筋混凝土框架结构,地面以下部分采用柱下独立基础。本工程总建筑面积约为16000平方米。由于设置了变形缝,取整体结构的一半进行计算,本设计取变形缝右侧结构计算。右侧建筑总面积约为8000平方米,建筑平面规则,主体结构以轴为对称轴左右对称,共四层,一二层层高为6米,三四层层高为5米。抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.1g,设计地震分组为第一组,场地土类别为Ⅲ类。

本设计包括:BIM三维模型的建立,利用PKPM模型软件进行电算,结构计算(手算),将电算结果与手算结果比较并绘制施工图。

关键词:结构设计;混凝土框架结构;配筋计算。

N21 Jiangsu Chunlan Group main workshop—BIM modeling and structural design

Abstract

This structural design is "N21 Jiangsu Chunlan Group main workshop—BIM modeling and structural design". The above ground part of the building adopts cast-in-place reinforced concrete frame structure, and the below ground part adopts the independent foundation under the column. The total construction area of this project is about 16000 square meters. Due to the setting of the deformation joint, take half of the overall structure for calculation, the design of the right side of the deformation joint structure calculation. The total building area on the right side is about 8000 square meters. The building plane is regular. The main structure is symmetrical with the axis of symmetry. The seismic fortification intensity is 7 degrees, the design basic seismic acceleration value is 0.1g, the design earthquake group is the first group, the site soil category is Ⅲ class.

This design includes: the BIM three-dimensional model, using the model of PKPM software in computing, structure calculation (by hand), and the computing results compared with the hand to calculate and draw the construction drawing.

Key words:structural design;Concrete frame structure;Reinforcement calculation.

目录

摘要 Ⅰ

Abstract Ⅱ

第一章引言 1

1.1选题背景及意义 1

1.2课题设计方案 1

第二章 工程概况和设计资料 2

2.1工程名称 2

2.2工程概况 2

2.3建筑场地的工程地质资料 2

2.3.1场地条件 2

2.3.2地下水情况 3

2.3.3气候条件 3

2.3.4抗震设防要求 3

2.4材料 3

2.5设计依据 4

第三章 结构平面布置 5

3.1结构方案 5

3.2结构平面布置方案 5

3.3初选截面尺寸 5

3.3.1初选柱截面尺寸 5

3.3.2框架柱截面尺寸校核 6

3.3.3初选梁截面尺寸 6

3.3.4初选板厚 6

第四章 荷载计算 8

4.1恒载计算 8

4.1.1屋面恒荷载标准值 8

4.1.2楼面恒荷载标准值 8

4.1.3板底抹灰标准值 8

4.1.4楼梯恒荷载标准值 9

4.2楼面、屋面活荷载标准值 9

4.3梁间荷载 9

4.3.1墙恒荷载标准值 9

4.3.2墙恒荷载标准值 10

第五章 横向框架在竖向荷载作用下 的计算简图 11

5.1计算简图 11

5.2传至节点的集中荷载的计算 11

5.2.1顶层 11

5.2.2标准层(2~3层) 12

5.2.3底层 13

5.3荷载计算 14

5.3.1次梁上的荷载计算 14

5.4恒荷载和活荷载作用下横向框架的计算简图 15

5.4.1恒荷载作用下的横向框架计算简图 15

5.4.2活荷载作用下的横向框架计算简图 15

5.5重力荷载计算 16

5.5.1 重力荷载值的计算 16

5.5.2 重力荷载作用下的横向框架计算简图 16

第六章 横向框架在竖向荷载作用下的内力分析 18

6.1恒荷载作用下的框架内力 18

6.1.1弯矩计算 18

6.1.2横向框架在恒荷载作用下内力图的绘制 20

6.2活荷载作用下的内力图绘制 22

6.2.1弯矩计算 22

6.2.2横向框架在活荷载作用下的内力图绘制 22

第七章 横向框架在水平地震荷载作用下的内力和位移计算 25

7.1重力荷载代表值计算 25

7.1.1第四层重力荷载代表值计算 25

7.1.2第三层重力荷载代表值计算 26

7.1.3第二层重力荷载代表值计算 27

7.1.4第一层重力荷载代表值计算 29

7.2水平地震作用和位移计算 30

7.2.1框架梁及柱线刚度计算 30

7.2.2侧移刚度D的计算 31

7.2.3结构基本自振周期的计算 32

7.2.4横向水平地震作用的计算 33

7.3横向框架在水平地震作用下的内力计算 35

7.3.1 反弯点高度计算 35

7.3.2 柱端剪力和弯矩的计算 36

7.3.3 梁端剪力和弯矩的计算 36

7.3.4 柱轴力计算 38

7.3.5 绘制内力图 39

第八章 框架内力组合 41

8.1荷载组合 41

1.无地震作用效应组合 41

2.有地震作用效应组合 41

8.2控制截面及最不利内力 41

8.2.1控制截面 41

8.2.2最不利内力组合 41

8.3框架梁的内力组合 42

8.3.1弯矩调幅 42

8.3.2非抗震设计时的内力组合 43

8.3.3抗震设计时的基本组合 44

8.4框架柱内力组合 45

8.4.1控制截面的内力 45

8.4.2 费抗震设计时的基本组合 46

8.4.3抗震设计时的基本组合 47

第九章 框架梁柱截面设计 50

9.1框架梁截面 50

9.1.1框架梁正截面配筋计算 50

9.1.2梁斜截面配筋计算 54

9.2柱截面设计 60

9.2.1柱正截面设计 60

9.2.2 柱斜截面配筋计算 100

第十章 基础设计 105

10.1基础设计信息 105

10.2基础尺寸确定 106

10.3地基承载力验算 106

10.4基础受冲切承载力验算 110

10.5基础底面配筋计算 116

第十一章 楼梯设计 122

11.1设计资料 122

11.2梯段板设计 122

11.3平台板设计 123

11.4平台梁设计 123

第十二章 PKPM电算与手算结果的比较 125

12.1电算内力图 125

11.2结果分析 127

致谢 128

参考文献 129

第一章引言

1.1选题背景及意义

本课题是 N21江苏春兰集团主车间一BIM建模和结构设计 ,课题来源于工程实际具有较强的工程背景和工程应用背景。工程地点位于江苏泰州,结构采用混凝土框架结构。在我国,多层建筑结构以钢筋混凝土结构为主。多层建筑的结构设计有两方面的特质:一是风荷载和地震荷载等水平方向作用引起的内力和位移已成为结构设计的控制因素:二是结构抗侧移刚度是结构设计的关键因素。结构不仅要满足承载力(强度)的要求,同时还要把结构在水平荷载下的位移控制在一定范围内,所以多层建筑结构需要有较大的抗侧移刚度。框架结构体系的主要特点是平面布置比较灵活,能提供较大的室内空间,是较常用的结构体系。

1.2课题设计方案

我的设计课题是N21江苏春兰集团主车间一BIM建模和结构设计,方案采用多层框架结构体系。框架结构的特点是空间分隔灵活,可以灵活地配合建筑平面布置,利于安排较大空间的建筑结构,结构的整体性、刚度较好,框架构件的梁、柱构件易于标准化、定型化,便于采用装配式整体结构。框架结构是一个空间受力体系,由于纵向和横向的结构布置基本上是均匀的,竖向荷载和水平荷载也基本上是均匀的,在实际工程设计中,常常忽略结构纵向和横向的联系,将空间结构简化为平面结构进行内力分析。

具体内容包括:利用Revit建立BIM三维模型;结构方案和初选截面尺寸;楼板结构设计;荷载计算;用PKPM 结构设计软件计算框架结构内力;手算框架结构在水平荷载和竖向荷载作用下的结构内力并与PKPM 结构设计软件的计算结果进行比较;框架结构构件截面设计和构造要求;基础设计;楼梯结构设计;结构施工图的绘制。

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