1. 研究目的与意义
本课题是A18大王古镇还迁小区配建1#楼结构设计,课题来源于工程实际,具有较强的工程背景和工程应用前景。框架结构体系的优点是建筑平面布置灵活,可以提供较大的建筑空间,也可以构成丰富多变的立面体型。因此,多高层框架结构体系在实际工程中得到了广泛应用。通过该结构设计可以使学生巩固在大学里所学过的专业知识和专业基础知识,系统的将大学四年所学的知识联系在一起,做到理论联系实际,掌握建筑工程设计的程序和方法。了解建筑工程中多工种协调、配合的重要性,培养交流、沟通能力和团队协作精神,从而具备工程技术人员应有的基本技能和素质。
2. 课题关键问题和重难点
课题的主要内容为: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;用近似方法计算(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。在手算过程中,需在考虑结构类型和特点选取正确的计算方法。而本课题的难点重点是框架结构的内力组合,框架节点设计,同时对照建筑荷载规范,混凝土规范,建筑抗震规范相关要求进行合理设计,能够正确的运用画图工具按照制图规则将成果绘制出来。
3. 国内外研究现状(文献综述)
1.框架结构发展状况及其优缺点
近年来,全国甚至世界各地的钢筋混凝土高层框架结构的发展很快,应用也很广泛。随着建筑业的发展,目前多层与高层建筑逐渐增多,钢筋混凝土框架结构是其主要形式,虽说它的钢筋及水泥用量较大,造价相比混合结构高,但是它具有梁柱承重,墙体只起分隔和围护的作用,房屋布置比较灵活,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。
钢筋混凝土框架结构是由楼板、梁、柱及基础四种承重构件组成的。由主梁、柱与基础构成平面框架,各平面框架再由连续梁连接起来形成空间结构体系。高层建筑采用框架结构体系时,框架梁应纵横向布置,形成双向抗侧力构件,使之具有较强的空间整体性,以承受任意方向的侧向力。框架结构具有建筑平面布置灵活、造型活泼等优点,可以形成较大的使用空间,易于满足多功能的使用要求。在结构受力性能方面,框架结构属于柔性结构,自振周期较长,地震反应较小,经过合理的结构设计,可以具有较好的延性性能。其缺点就是整体侧向刚度较小:在强烈地震作用下侧向变形较大,容易使填充墙产生裂缝,并引起建筑装修、玻璃幕墙等非结构构件的破坏。不仅地震中危及人身安全和财产损失,而且震后的修复工作和费用也很大。同时当建筑层数较多或荷载较大时,要求框架柱截面尺寸较大,既减少了建筑使用面积,又会给室内办公用品或家具的布置带来不便,因此这种结构一般用于非地震区或层数较少的低烈度高层建筑。
4. 研究方案
据建筑平面图进行结构的平面布置和竖向布置。确定材料强度等级;根据结构设计的基本规定,结合有关经验初选梁、柱等构件的截面尺寸和楼板的厚度,要应用结构设计软件校核所布置的结构是否合理。该结构为4层高为20.9米的框架结构房屋属于钢筋混凝土结构,根据拟建场地工程地质条件初步采用柱下独立基础。在手算一榀框架时,出于结构特性的考虑与简化计算的目的,宜采用底部剪力法简化抗震设计,根据上述文献及有关资料针对竖向荷载(包括恒荷载、活荷载)及水平荷载(风荷载等)对结构内力产生的影响,宜用分层法(即力矩分配法)和反弯点法(即D 值法)计算,需要进行水平荷载作用下的顶点侧移及层间位移验算。对于基础具体设计应根据地质条件选用合理的基础形式,根据电算结果中底层柱内力确定基础平面尺寸或桩数及布桩基础承载力验算或桩的配筋,承台截面设计及构造,基础梁计算等。此外还需进行楼梯结构设计,分析计算楼梯结构内力及进行楼梯结构构件截面配筋设计。
5. 工作计划
2022.1.15前 了解毕业设计有关要求,完成英文翻译的修改。熟悉任务书,完成开题报告。熟悉建筑图,考虑结构方案。
下学期第一周 进行结构布置,荷载计算;电算建模。
第二周完成电算建模,进行结构整体计算。
