盐城某教学楼设计（方案三）文献综述

课题名称

盐城某教学楼设计

（方案三）

院 （系）

土木工程学院

专 业

土木工程专业

姓 名

金晓东

学 号

1801110713

指导教师

唐明怡

徐 欣

朱张峰

文 献 综 述

一、课题名称：

盐城某教学楼设计

本工程为某教学楼，位于盐城市，共三层，底层层高取3.9m，标准层层高取3.6m，总高度11.1m，室内外高差0.450m。平面呈L形，建筑场地长宽约56.5m33m，总建筑面积约3190m²，设防类别为丙类。要求采用钢筋混凝土框架结构，抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g，设计地震分组第二组。

二、项目研究背景：

所要编写的方案是盐城某教学楼的框架结构的建筑设计，从课程设计资料中可以初步了解该工程基本的结构形式，安全等级，气象资料和工程地质资料，在设计过程中主要 其计算荷载作用下的结构内力，找出最不利的内力组合，从而选取最安全的结果计算配筋并绘图。

三、本设计课题的意义：

(1)建筑设计部分：

主要是根据建筑功能的要求，进行建筑物的平面、立面和剖面设计，并绘制相应的建筑施工图。

对于框架结构，在结构建筑特点方面：它是由钢筋混凝土梁、柱、节点及基础为主框，加上楼板、填充墙、屋盖所组成的结构形式，楼板和横梁连在一起，横梁和柱通过节点连为一体，形成承重结构，将荷载传至基础，力的传递路线比较明确。对于整个房屋全部采用这种结构形式的称为框架结构或纯框架结构。框架可以是等跨或不等跨的，也可以是层高相同或不完全相同的，有时因房屋布局和空间使用要求等原因，也可能要在某层抽柱或某跨抽梁，形成缺梁、缺柱的框架。墙体是填充墙，仅起围护和分隔作用，所以框架结构的最大特点是承重构件与围护构件有明确分工，建筑物的内外墙处理

十分灵活，应用范围很广，因此能为建筑提供灵活的使用空间。

(2)结构设计部分：

根据确定的建筑设计图纸，进行结构方案的选择，结构平面的布置，选择结构材料及其强度级别，确定结构构件截面尺寸，进行结构构件内力分析及截面承载能力计算，在此基础上，分别完成基础平面布置图、结构平面布置图、框架配筋图、楼梯配筋图等主要结构设计施工图，并编制毕业设计说明书。

建筑设计包括建筑总平面及建筑平面简图、立面图、剖面图和节点祥图。用AUTOCAD进行出图。建筑设计要满足建筑使用功能和外观要求。

结构设计包括结构布置，构件截面尺寸的选择及其材料标号的选择，基础形式的选择等。

在结构受力性能方面：框架结构构件截面较小，因此框架结构的承载力和刚度都较低，它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁，楼层越高，水平位移越慢，高层框架在纵横两个方向都承受很大的水平力，所以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。

作为一个即将土木工程专业毕业的本科生，毕业设计是大学阶段尤为重要的一个环节。通过毕业设计，复习和巩固以前所学知识，把主要课程联系成一个完整的体系，了解整个建筑物建筑、结构设计的全过程，有系统地综合运用所学的基础理论和专业知识，来解决工程实际问题，达到加强技能性培养的目的；熟悉有关设计计算方法，培养进行调查研究、查阅文献、收集资料以及使用本专业各种规范和手册的能力；锻炼设计、计算、绘图、概算、运用技术资料撰写论文的能力，培养独立思考、独立进行工程设计的能力，为毕业后的工作打下坚实的基础。

（3）、施工部分

施工组织设计的作用是对拟建工程施工的全过程实行科学的管理的重要手段。通过施工组织设计的编制，可以全面考虑拟建工程的各种施工条件，扬长避短，拟定合理的施工方案，确定施工顺序、施工方法、劳动组织和技术经济的组织措施，合理地统筹安排拟定施工进度计划，保证拟建工程按期投产或交付使用；也为拟建工程的设计方案在经济上的合理性，在技术上的科学性和实施工程上的可能性进行论证提供依据；还为建设单位编制基本建设计划和施工企业编制施工计划提供依据。施工企业可以提前掌握人力、材料和机具使用上的先后顺序，全面安排资源的供应与消耗；可以合理确定临时设施的数量、规模和用途；以及临时设施、材料和机具在施工场地上的布置方案。如果施工组织设计编制的合理，能正确反映客观实际，符合建设单位和设计单位的要求，并且在施工过程中认真地贯彻执行，就可以保证工程的顺利进行，取得好、快、省和安全的效果，早日发挥基本建设投资的经济效益和社会效益。

编制施工进度计划的原则：①满足国家或上级计划对施工进度的要求；②根据选定的施工方法，合理安排施工程序与施工强度，选用的定额与类比资料要符合实际；③在施工部署与施工的开展等工期安排上，要考虑可能发生的不利情况，预先作准备；④在确保重点项目施工进度的情况下，尽可能作到人力、物力、财力的综合平衡，力求均衡施工。

随着工程管理水平的逐步提高，施工组织中存在的各种问题正在逐步的得到纠正。从目前我国施工组织设计内容上逐步变化的趋势来看，它正在慢慢地向目前我国颁布的项目管理规范推进，由项目管理规范中规定的项目管理策划代替施工组织设计也指日可待。

四、文献研究概况

框架结构由梁柱构成，构件截面较小，因此框架结构的承载力和刚度都较低，它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁，楼层越高，水平位移越慢，高层框架在纵横两个方向都承受很大的水平力，这时，现浇楼面也作为梁共同工作的，装配整体式楼面的作用则不考虑，框架结构的墙体是填充墙，起围护和分隔作用，框架结构的特点是能为建筑提供灵活的使用空间，可提供较大的使用空间，也可构成丰富多变的立面造型。国外多用钢为框架材料，而国内主要为钢筋混凝土框架，框架结构可通过合理的设计，使之具有良好的延性，成为延性框架,在地震作用下，这种延性框架具有良好的抗震性能。

主要通过《混凝土结构设计规范》、《建筑抗震设计规范》等规范，结合工程实际进行研究，提出本人对结构设计的一些看法。目前结构计算和以前相比更加复杂多样，因此不可能一次完成，而应当从整体到局部、分层次完成。主要计算过程可以分为四步进行：整体参数计算，整体合理性计算，构件优化计算和抗震性能验算。每步计算中又包含多次试算，在上一步计算取得合理结果以后，方可进行下一步计算，以便使结构计算过程科学化，提高设计工作效率。

对本课题的研究将分为建筑设计、结构设计、毕业设计整理三个方面。

（1）建筑设计分为初步设计及施工图设计两个阶段

在此阶段将拟定建筑方案，确定建筑使用的材料及做法，确定建筑的总体形状及各种尺寸。建筑设计包括建筑总平面及建筑平面简图、立面图、剖面图和节点祥图。建筑设计要满足建筑使用功能和外观要求。

建筑物中设备的尺寸，踏步、窗台、栏杆的高度，门洞、走廊、楼梯的宽度和高度，以至各类房间的高度和面积大小。都和人体尺度以及活动所需的空间尺度直接或间接有关，因此人体尺度和人体活动所需的空间尺度，是确定建筑空间的基本依据之一

本设计为地震区的房屋。设计时主要考虑：选择对抗震有利的场地和地基。房屋设计的体型，应该尽可能规整，简洁，避免在建筑平面及体型上的凸凹。采用必要的加强房屋整体性的构造措施，不做或少做地震时容易倒塌脱落的建筑附属物，女儿墙等须作加固处理。从材料选用和构造做法上尽可能减轻建筑物的自重，特别是减轻屋顶和围护墙的重量

设计步骤：

1.根据房屋基本情况确定结构设计基本参数

2.进行结构平面布置

3.手算一榀框架，并用计算机程序PK复核

4.使用PMCAD,建立结构整体计算模型，用SATWE进行结构空间分析与设计

5.设计一部现浇板式楼梯

6.基础设计

7.整理计算书，绘制结构施工图

（2）结构设计阶段

结构设计的主要内容包括：结构选型、结构布置、确定计算简图、选择合理简单的计算方法进行各种荷载作用下的内力计算、荷载效应组合、截面配筋设计（计算、构造）、绘施工图。

根据建筑物高度及使用要求确定结构形式，常用的建筑结构形式有：混合结构、框架结构、框剪结构、剪力墙结构（一般剪力墙结构、筒体剪力墙结构、筒中筒剪力墙结构）等。此处选框架结构。

进行框架结构布置的主要工作是合理地确定梁、柱的位置及跨度。其基本原则是：1、应满足生产工艺的要求（内廊式、等跨、不等跨式）；2、满足建筑平面的要求；3、结构受力合理，即使各构件跨度合理、内力分布均衡；4、施工方便，使构件的种类尽可能的少，即同类构件跨度相同、内力相近。

根据结构布置形式，确定空间框架能否简化成平面框架。当结构布置规则、荷载分布均匀时，可将空间框架简化成平面框架进行内力计算。要计算出框架结构中梁柱内力，必须首先确定框架结构的计算简图（跨度、层高、荷载、节点弯矩分配系数）。

在计算各项荷载作用效应（内力）时，一般按标准值进行计算，以便于后面荷载效应的组合。框架结构一般承担的荷载主要有恒载、使用活荷载、风荷载、地震作用，恒载、使用活荷载一般为竖向作用，风荷载、地震作用则为横向，较规则的框架在竖向荷载作用下产生的侧向位移很小，可忽略，因此求竖向荷载作用下框架的内力可采用弯矩分配法进行简化计算。水平方向荷载作用下框架的内力可采用D值法进行简化计算，风荷载作用下的反弯点高度按均布水平力考虑，地震作用下按倒三角分布水平力考虑。

此阶段包括计算确定荷载，同时进行荷载分析、内力计算，进行最终结构图的绘制，结构计算分手算和部分电算。

框架结构设计包括结构布置，构件截面尺寸的选择急其材料标号的选择，基础形式的选择等。

通过结构内力计算来确定各种杆件截面尺寸和配筋设计。框架柱按实际情况分别采用轴心受压和偏心受压来计算。梁考虑正截面抗弯计算和抗剪计算。基础考虑地质条件和上部结构、荷载条件。

本工程框架结构的竖向荷载计算采用荷载迭代法近似计算。水平荷载包括：风荷载和水平地震作用，计算采用改进反弯点法即D值法来近似计算。

荷载最不利组合考虑一般荷载组合和地震作用下的荷载组合 。

对于框架结构一般最不利组合（不考虑地震作用）：

（1） 恒 任一活荷载

（2） 恒 0.9*（使用活荷载 风荷载）

控制截面：框架梁的控制截面是支座面和跨中截面，支座截面一般由受弯和受剪承载力控制，跨中由受弯承载力控制。梁支座截面的最不利位置在柱边。对于框架柱控制截面在上下端由弯矩和轴力控制。

根据本工程的地质和上部结构和荷载综合考虑采用条形基础。基础、内力计算采用倒梁法，控制截面和构造按规范要求设计。

最后，我们还要进行三水准、两阶段设计方法进行抗震设计：

1、 做好强柱弱梁的设计

由于框架柱受轴向压力作用，其延性通常比梁的延性小，一旦框架柱先于框架梁出现塑性铰，就会产生较大的层间位移，甚至形成同层各柱上下端同时出现塑性铰的柱铰结构，从而危及结构承受垂直荷载的能力

2、 做好强剪弱弯的设计

为了防止梁端，柱端在弯曲屈服前出现脆性剪切破坏，在设计中要求做到强剪弱弯 亦即构件的受剪承载力要大于构件弯曲时实际达到的剪力。

3、做好强节点弱构件的设计，还要对节点进行抗震结构设计要求框架节点核芯区不先于梁柱破坏。

其他结构和构造按其规范要求设计。

结构设计的成果体现在绘制的结构施工图上，该图纸是结构工程师的语言，是直接面对施工现场及相关工程技术人员的，应该按照一定的规范绘制。建筑结构设计是个系统的工作，需要扎实的理论知识功底和严肃认真负责的工作态度。

（3）毕业设计整理阶段

按学校毕业设计条例及教研室实施细则整理毕业设计成果，做好毕业答辩准备工作。

设计全过程将充分考虑安全、经济、适用三要素，建筑设计注意与周围环境的协调，功能区组合合理。结构设计要求结构布置合理，构件设计经济合理。

五．毕业设计（论文）进程安排

六

　五．毕业设计（论文）进程安排

毕业设计时间从3.2-6.14，其中毕业实习放入毕业设计过程中，建筑设计3周，结构设计9周，施工2周，答辩1周，共计15周。

六、参考资料

[1]梁兴文，史庆轩主编．土木工程专业毕业设计指导[M].北京：科学出版社，2005

[2]董军、张伟郁、顾建平编著.土木工程专业毕业设计指南－房屋建筑分册[M].北京：中国水利水电出版社，2002年3月

[3] 建筑设计资料集编委会编.建筑设计资料集（8）第二版[M].北京：中国建筑工业出版社，1996.

[4] 建筑设计资料集编委会编.建筑设计资料集（9）第二版[M].北京：中国建筑工业出版社，1997

[5] 建筑结构构造资料集编委会编. 建筑结构构造资料集（上、下）第二版[M].北京：中国建筑工业出版社，2009

[6] 徐秀丽主编．混凝土框架结构设计[M]．中国建筑工业出版社，2008

[7] 周果行编著. 房屋结构毕业设计指南[M]．中国建筑工业出版社，2004

[8] 杨志勇主编．土木工程专业毕业没汁手册[M]．武汉：武汉理工大学出版杜，2003

[9] 熊丹安主编．钢筋混凝土框架结构设计与实例[M]．武汉：武汉理工大学出版杜，2005

[10] [美]艾伦威廉斯著.钢筋混凝土结构设计-Design of Reinforced Concrete Structures[M]．中国水利水电出版社，2002

[11] 金亚春等.框架结构中现浇板式楼梯震害分析及设计建议[J].建筑与结构设计,2010,8

[12] 张福生等.框架结构梁柱节点抗震设计及构造问题的分析[J]. 2010年第5期

[13] 杨秀娟,张永胜.基于抗震性能的框架结构柱网尺寸优化选择[J]. 山西建筑,2010年9月

[14] 蒋正跃，付云松. 钢筋混凝土框架结构延性设计的探讨[J].山西建筑,2010年9月

[15] 吴涛.钢筋混凝土框架结构的延性抗震设计[J]. 有色冶金设计与研究, 2010年8月

相关课本与规范

[16]龙驭球、包世华主编. 结构力学Ⅰ- 基本教程[M]. 北京：高等教育出版社，2006.

[17]龙驭球、包世华主编. 结构力学Ⅱ- 专题教程[M]. 北京：高等教育出版社本