1、石家庄铁道大学毕业设计四方学院教学楼建筑结构设计The design of architecture and structure forSiFang college teaching building2012 届 土木工程 学院专 业 土木工程 学 号 20080431 学生姓名 指导老师 完成日期 2012 年 5 月 25 日毕业设计成绩单学生姓名 学号 20080431 班级 土 0801-13 专业 土木工程毕业论文题目指导教师姓名指导教师职称评 定 成 绩指导教师 得分评阅人 得分答辩小组组长 得分成绩：院长(主任) 签字：年 月 日毕业设计任务书题 目 四方学院教学楼建筑结构设计学
2、生姓名 学号 班级 专业 土木工程承担指导任务单位 土木工程学院 导师姓名 导师职称 副教授高级工程师1、建设地点：河北省邯郸市（抗震设防烈度 7 度，0.15g） ；根据当地的条件选取相应的气候和荷载参数；结构形式采用增加少量剪力墙的框架结构；地基承载力 =160kPa。2、占地面积和建筑面积要求：占地面积为 20m50m，教室按照 60 人的标准设计。五层均为内走廊教学楼。3、建筑层数：地上 5 层；4、层高和总高要求：层高为 3.6m4.5m ；5、建筑部分要求满足教学楼的功能要求，可考虑作一部分效果以满足美观要求，另外考虑楼梯间、卫生间、办公室等的设置；其余灵活掌握；6、设计工作量要求
3、：（1）独立完成建筑方案的确定，绘制全部建筑施工图（平面、立面、剖面、节点大样、设计说明、工程做法等） ；（2）手工计算一榀框架在无墙情况下的竖向及地震作用的内力计算、内力组合及配筋设计；一块现浇板的配筋设计；一根连续次梁的设计；一根柱下独基设计。 （3）其他部分及考虑抗震墙与框架协同抗震影响等采用 PKPM 软件进行程序设计计算；（4）翻译本专业相关论文不少于 3000 字；（5）完成楼盖、框架、次梁、基础、楼梯等主要构件的结构施工图绘制。7、应收集的资料及参考文献：（1）有关建筑设计要求方面的资料。（2）有关钢筋混凝土结构及构件设计及计算方面的资料。（3）有关建筑建筑物抗震及计算方面的资料
4、。（4）有关 PKPM 软件操作方面的资料。8、进度计划第 12 周 ：查阅文献并外文翻译。第 34 周 ：确定建筑设计方案并完成建筑施工图的绘制。第 58 周 ：确定结构设计方案并进行结构及构件的手算部分计算。第 912 周 ：用 PKPM 结构设计软件进行结构计算。第 1314 周 ：绘制结构施工图，完成论文。第 15 周 ： 整理计算书，答辩.教研室主任签字 时 间 年 月 日毕业设计开题报告题 目 四方学院教学楼建筑结构设计学生姓名 学号 班级 土 0801-13 专业 土木工程一、研究背景随着我国经济的飞速发展和人们的生活水平不断提高，人们忙于建造各种功能的建筑，以满足生活和生产的需
5、要，而在多层教学楼结构设计中，对于抗震性能高于砌体结构的框架结构在当代适用最为广泛。框架结构是由梁和柱以刚接或者铰接相连接而成构成承重体系的结构，即由梁和柱组成框架共同抵抗适用过程中出现的水平荷载和竖向荷载。框架建筑的主要优点：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。我国大部分教学楼结构都采用这种结构；但是汶川地震后框架结构的教学楼震害较大，对此抗震设计规范建议设置少量剪力墙增加框架结构的多道抗震设防线，减少侧移，增加抗侧刚度。二、国内现状随着建筑业的发展，目前多层和高层建筑逐渐增多，钢筋混凝土框架结构是其主要形式，虽说它的钢筋及
6、水泥用量都比较大，造价也比混合结构高，但它具有梁柱承重，墙体只起分隔和围护的作用，房间布置比较灵活，门窗开置的大小、形状都较为自由的特点。人们可以根据自己的喜好充分利用其使用空间，满足了使用者在使用上的不同要求。因此，框架结构房屋越来越多的受到人们的青睐。框架结构是由梁和 柱 组成承重体系的结构。主梁、柱和基础构成平面框架，各平面框架再由联系梁连接起来而形成框架体系。框架结构的最大特点是承重构件与围护构件有明确分工，建筑的内外墙处理十分灵活，应用范围很广。这种结构形式虽然出现较早，但直到钢和钢筋混凝土出现后才得以迅速发展。根据框架布置方向的不同，框架体系可分为横向布置、纵向布置及纵横双向布置三
7、种。横向布置是主梁沿建筑的横向布置，楼板和连系梁沿纵向布置，具有结构横向刚度好的优点，实际采用较多。纵向布置同横向布置相反，横向刚度较差，应用较少。纵横双向布置是建筑的纵横向都布置承重框架，建筑的整体刚度好，是地震设防区采用的主要方案之一。三 、 设 计 内 容1、根据建筑方案确定结构方案布置，确定柱、墙、梁、板的布置和截面假定。2、荷载计算和竖向、风荷载及地震作用下的内力计算。3、按照协同工作原理计算框架和剪力墙的内力。4、采用软件分析少量抗震墙框架结构的内力分布及配筋。5、结构构件的延性设计。6、构件的截面配筋设计和绘制施工图。7、整理计算数据，按照设计思路撰写设计说明书。四、采用的方法查
8、阅相关资料，根据教学楼的相关设计标准和设计要求，确定教学楼的施工方法、施工工序、监控测量等。荷载采用 pkpm 计算软件，计算结构荷载，验算教学楼的结构要求 。五、计划进度第 1-2 周 查阅文献并外文翻译。第 3-4 周 确定建筑设计方案并完成建筑施工图的绘制。第 5-8 周 确定结构设计方案并进行结构及构件的手算部分计算。第 9-12 周 用 PKPM 结构设计软件进行结构计算。第 13-14 周 绘制结构施工图，完成论文。第 15 周 整理计算书， 答辩。指导教师签字 时 间 年 月 日摘 要结构设计中框架结构是现代化教学楼广泛应用的结构，它具有灵活布置建筑平面的优点，利于安排需要较大空
9、间的建筑，比较适用于教学楼。但是汶川大地震中框架结构教学楼震害较大，因此，要加少许剪力墙来增加框架结构的抗震设防线，增加抗侧刚度，减少侧移。本设计包过建筑设计和结构设计。教学楼共 5 层，60 人的标准教室，建筑总面积 4233m2。利用 Auto CAD 及天正建筑，对教学楼进行了平面、立面、剖面即整体布局的建筑设计。利用 PKPM 软件来验算结构布置的合理性，进而对教学楼在无墙情况下的总荷载计算，达到确定建筑结构中一榀框架的配筋计算，确定楼板，联系梁和柱下独立基础的设计。通过 PKPM 软件来对加少许剪力墙框架结构进行设计，并绘制出结构的主要施工图，完成教学楼的总体结构设计。关键词：少许剪
10、力墙框架结构 建筑设计 结构设计 抗震设计AbstrackTeaching building of the structure design of the frame structure is widely used in the modern teaching building structure, it has more flexible with the advantages of building layout.To arrange the large space building structure.Compared to the teaching building.But afte
11、r the Wenchuan earthquake frame structure teaching building seismic damage is bigger, therefore, to add a little shear wall frame structure to increase the multi-channel seismic fortification lines, reduce the lateral displacement, increased lateral stiffness.The teaching building of 5 floors , 60 s
12、tandard classrooms , a total construction area of 4233m2.This design including the architecture design and structure design, using Auto CAD and it is building, on the teaching building for the plane, elevation, section whereby the overall layout design.Using PKPM software to calculate the structural
13、 layout is reasonable, and the teaching building is in the free wall under the condition of total load calculation, to determine the structure of a frame reinforcement calculation, determine the floor, Tie beam independent foundation design.Through the PKPM software to add a little shear wall frame
14、structure design, and draw the structure of the main construction graph, complete the teaching building of the overall structure.Keywords: Frame structure Architectural design Structural design Anti-seismic design目 录第 1 章 绪论 .11.1 选题背景 .11.2 国内外现状 .11.3 研究的内容和方法 .11.3.1 研究内容 .11.3.2 采用的方法 .21.4 成果及意
15、义 .21.4.1 成果 .21.4.2 意义 .2第 2 章 设计概括 .32.1 设计题目 .32.2 设计目的 .32.3 设计规模 .32.4 设计资料 .32.5 各部分工程构造 .32.5.1 屋面做法 .32.5.2 楼面 .42.5.3 厕所 .42.5.4 墙体 .42.5.5 门窗 .42.6 设计要求 .42.6.1 建筑部分 .42.6.2 结构部分 .4第 3 章 建筑设计 .63.1 建筑功能 .63.1.1 建筑功能要求 .63.2 平面设计 .63.2.1 建筑造型 .63.2.2 布置原则 .63.3 立面设计 .73.4 剖面设计 .73.5 交通联系部分
16、.73.5.1 楼梯 .73.5.2 走廊 .83.5.3 出入口及门厅 .8第 4 章 结构方案设计 .94.1 工程简介 .94.2 框架结构承重方案的选择 .94.3 初估梁柱截面 .104.3.1 柱截面 .104.3.2 梁截面 .11第 5 章 荷载计算 .125.1 恒载标准值的计算 .125.1.1 屋面 .125.1.2 各层楼面 .125.1.3 梁自重 .125.1.4 柱自重 .135.1.5 外纵墙自重 .135.1.6 内纵墙自重 .135.1.7 内隔墙自重 .135.1.8 外隔墙自重 .145.2 活荷载标准值计算 .145.2.1 屋面和楼面荷载标准值 .1
17、45.2.2 雪荷载 .145.3 竖向荷载下框架受荷总图 .155.3.1 在 A - B 及 C - D 轴板 .155.3.2 在 A -B 轴间框架梁 .155.3.3 在 B- C 轴间框架梁 .165.3.6 A 轴柱纵向集中荷载的计算 .185.3.7 B 轴柱纵向集中荷载的计算 .185.3.8 C 轴柱纵向集中荷载的计算与 B 轴柱的相同 .185.3.9 D 轴柱纵向集中荷载的计算与 A 轴柱的相同 .185.4 风荷载计算 .195.5 水平地震作用 .205.5.1 重力荷载代表值的计算 .205.5.2 框架柱抗侧移刚度和结构基本自震周期计算： .22第 6 章 内力
18、计算 .266.1 恒载作用下的框架的内力 .266.1.1 弯矩分配系数 .266.1.2 杆件固端弯矩 .276.2 活载作用下的框架的内力 .326.2.1 弯矩分配系数 .326.2.2 杆件固端弯矩 .336.3 风载作用下的框架的内力计算 .386.3 地震作用下的框架的内力计算 .43第 7 章 内力组合 .477.1 恒荷载作用下内力调幅 .477.1.1 梁端柱边剪力计算 .477.1.2 梁端柱边剪力梁端柱边弯矩计算 .477.1.3 弯矩调幅 .477.2 活荷载作用下内力调幅 .487.2.1 梁端柱边剪力计算 .487.2.2 梁端柱边剪力梁端柱边弯矩计算 .487.2.3 弯矩调幅 .497.3 风荷载作用下的梁端柱边内力 .497.4 水平地震作用下的梁端柱边内力 .50第 8 章 内力组合表 .51第 9 章 配筋计算 .589.1.1 框架梁正截面承载力 .589.1.2 框架梁斜截面配筋计算 .599.2 柱截面设计和配筋 .629.2.1 柱正截面受弯承载力计算： .629.2.2 斜截面承载力计算 .74第 10 章 连系梁设计 .7610.1 荷载计算 .76
