八层框架结构设计管理论文

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摘要

本设计为长春市老干部活动中心设计，全楼共八层，建筑面积约为6000㎡。设计分为两部分：第一部分是建筑部分，包括对建筑的平面设计，建筑立面的设计,建筑剖面设计等。本设计采用了大空间设计，这样更能符合使用者的需求，使用者可以根据个人喜好进行内部分隔，充分体现使用者的意志。第二部分为结构设计，包括框架梁、板、柱的设计以及楼梯设计等。本设计的结构采用框架承重，柱距为6.3m×6m，内、外墙均采用陶粒混凝土空心砌块砌筑，有利于减轻建筑物自重；其中框架梁、柱的设计都采用弹性理论方案，板的设计采用塑性铰线法理论设计。设计过程中还进行了地震作用下弹性位移验算。通过对建筑的造形、建筑的立面和基础部分的施工、楼面的做法、顶部的做法等一些施工工艺的设计，进一步理解建筑设计要求和结构设计要求。设计后达到了强度、刚度和稳定性方面的要求。

关键词：活动中心大空间设计框架承重弹性理论塑性铰线理论

Abstract

ThedesignoftheChangchunCitycadrescenter,Thewholebuildingsestotal8F,aboutfloorspace6000squaremeters.Designisdividedintotwoparts：Thefirstpartofthebuilding,includingtheconstructionofgraphic,constructionFacadedesign,Buildingprofiledesign,constructionstructureprocedureandsoon.Thisdesignhasusedthebigspatialstructure,sotheuserscanbettermeetthedemandfullyreflectsthearchitectural.Thesecondpartisdividedintostructuraldesign,Includingtheframebeam,slab,column,designaswellasstaircasedesignandsoon.Thiscadrescenterusestheframeload-bearingsystem,Columnforthe6.3m×6m,theconcretehollowblockmasonryhasadopted,theceramicwallandreducestheloadofbuilding;Theframebeamsandcolumnsaredesigneduseselastictheory,Boarddesignusesplastichingemethodofdesigntheory.Designprocessalsoconductsseismicelasticdisplacementcalculation.Throughtheconstructionoftheextension,buildingfacadeandinfrastructurepartoftheconstruction,floor,thetopofthepracticesofsomeoftheConstructionTechnologyDesign,furtherunderstandingofbuildingdesignandstructuraldesignrequirements.reachsthedesignrequirementsofthestrength,stiffnessandstabilityrequirements.

Keywords:ActivitycenterThebigspacedesignTheframeacceptheavyFlexibletheoriesTheplastichingemethod

本文主要研究内容及目的

本文主要是对活动中心的建筑设计和结构设计两部分进行研究。建筑设计包括建筑平面设计、建筑立面设计、建筑剖面设计、建筑构造设计等。结构设计包括结构的选型，估算梁、柱的截面尺寸、重力荷载的计算、框架侧移刚度验算、抗震验算以及内力计算和截面设计等等。通过对本活动中心的设计，我学到许多关于框架结构的设计方法，为以后的学习打下了基础。

建筑设计说明

2.1建筑平面设计

建筑平面设计是在熟悉使用空间及使用功能的基础上，进一步分析建筑整体的使用要求，针对建筑的室内空间之间及使用空间与交通联系空间之间的相互关系，综合考虑技术、经济和建筑艺术等方面的要求，结合整体规划、基地环境等具体条件，使各个使用空间和交通联系空间机地组合起来，使其更能满足使用者的要求，同时节约工程造价。

2.1.1使用部分的设计

根据《建筑设计防火规范》[1]的要求，建筑正面设两个出口，一层多媒体教室在建筑背面各设一出口。本建筑正面、左、右三面设宽度不小于3.5m的环行消防车道，以便消防车能够靠近主体结构，能在消防时有足够的流线。

根据设计任务书给定的条件，结合老干部活动中心的功能要求和特点，该工程总建筑面积约为6000m。

在此建筑内，卫生间布置在背面，考虑到其通风、采光、排气等要求，房间均靠外墙设置。卫生间内设置了前室，这样使厕所较为隐蔽，又利于改善走廊的卫生条件。男厕所每40人设一个大便器，女厕所每20人设一大便器[2]，同时在设置洗手盆和污水池时，厕所内为防潮湿、防腐蚀、好冲刷，采用1.2m高瓷砖墙面，地面为马赛克，室内标高低于走廊0.02m,防止冲刷厕所时水流入走廊。

2.1.2交通联系部分的设计

1走廊

走廊是联系各个房间、楼梯和门厅等各部分的重要通道，以解决层间中水平联系和疏散问题，根据通行人数和防火要求，按照规范规定，本活动中心的走廊宽为3.0m,考虑其采光要求应在走廊端部开窗。

2楼梯

楼梯是房屋及各层间的垂直交通联系部分，是楼层人流疏散必经的通道。根据人流通行情况和建筑防火要求，本活动中心设两部电梯，必要时其中一部做为消防电梯。

3门厅、过厅

门厅是建筑物的主要出入口的内外过度，人流集散的交通枢纽。为了减少来往人流的交叉和干扰，使门厅的导向明确，本设计中，采用了大开间式对称门厅，开间为6.3m,正门设置了3扇宽3.6m，高2.7m的铝合金门。

2.2建筑立面设计

2.2.1活动中心的立面设计

老干部活动中心和其它建筑一样,不仅能给人们提供工作、活动空间,满足使用要求,而且能够反映出建筑的主题思想,能够起到丰富城市面貌的作用。

为了满足使用要求，照顾到立面造型，本设计的的底层层高为3.6m,标准层的层高为3.3m。

建筑型体组合与造型是活动中心设计中的重要环节。建筑型组合与造型是建筑空间组合的外在因素,它是内在诸因素的反映。建筑的内部空间与外部体型是建筑造型艺术处理问题中的矛盾双方,是互为依存不可分割的,往往完美和谐的建筑艺术形象,总是内部空间合乎逻辑的反映。

立面设计是反映整个办公建筑型体组合的一个方面,是生动的、富有表现力的信息来源。通过立面门、窗及各种构配件的位置、大小、外形等变化,使办公楼的外观与使用功能、经济技术的合理性达到统一,给人以简洁、明快、朴素、大方的感受。立面处理的好坏,将影响建筑设计的效果。

2.2.2立面处理

结构形式对墙面的处理显然有很大的影响，在钢筋混凝土框架承重结构中,因竖向荷载全部由柱承担,墙体仅起隔断围护作用,所以在墙面上开窗的位置与尺寸较为灵活,以这种结构为骨架形成的立面形象,往往给人以明朗、轻快、舒畅的感觉。同一类型的窗,在墙面上的布置如不恰当,易产生单调、呆板的感觉,因此在立面设计时应在满足功能要求的基础上,注意合理确定窗子与墙面上其它构件间的比例和组合关系。本设计着重注意到了这一点，把墙面按水平、垂直或混合划分并与窗进行组合,在整个立面上形成有规律的重复和有组织的变化[3]。该建筑的主从关系，对称体系给人固有的均衡感觉。

主要出入口布置的恰当与否对办公建筑的体型与立面处理有很大影响,适当的艺术处理能使整个建筑的体形统一而富有变化,能使办公建筑立面设计显得更为生动、活泼。

2.3建筑剖面设计

2.3.1房屋的高度、剖面形状及房屋层数的确定

剖面设计的目的主要是确定内部空间的使用高度、建筑的层数、建筑空间的利用以及处理建筑剖面中结构关系等问题，以确保建筑空间的满足使用要求。建筑剖面设计的实质是对使用空间、交通联系空间进行竖向的组合布局。建筑剖面设计和建筑使用、造价、节约用地等有很大关系。

本设计一层层高3.6m，标准层层高3.3m，由于采光通风的要求，室内单侧采光，窗高2.1m、1.8m，采用双层铝合金窗。根据《建筑设计资料集》有关数据取窗台高0.9m，为了满足室内通风要求，本设计将内门设计为带亮子门，主要入口门高2.7m室内门高2.1m。为了防止室外雨水流入室内，并防止墙身受潮，将室内地坪高出室外地坪450mm，这样不仅有利于房屋建成后的沉降，也使建筑物显得更加雄伟庄重。该建筑主体部分为八层，详见立面图。

2.3.2楼梯在剖面图中的位置

由于采光通风和抗震、消防要求设两部楼梯，楼梯位置一部在建筑左端第二间，一部在右端第二间，由于考虑到立面造型统一，窗的高度位置与其它房间相同。休息平台靠窗一侧设防护板。

2.4建筑防火设计

根据建筑使用性质、火灾危险性、疏散和扑救难度等将民用建筑分为两类，即建筑性质重要，火灾危险性大，疏散和扑救困难大的高层为一类建筑。普通高层建筑又根据高度不同划为一类和二类。因为建筑高度的增加，疏散和扑救困难也就加大。本设计为老干部活动中心且高度不大于50m，为二类建筑[4]。

建筑的耐火等级施根据我国火灾和建筑需要确定的，由于大部分的火灾要延续时间为1～2小时,同时目前建筑为混凝土楼板，其保护层为3.5cm。高层建筑的楼梯间、电梯间、给排水、通风管道井、电缆井、排气排烟道等专业竖井林立，因此高层建筑火势蔓延途径多，危害损失大；安全疏散困难、伤亡事故大，且火灾扑救困难；建筑功能复杂，容易引起大的火灾事故；装修标准高，内部装修材料起火原因多。

因此防火的要求很高，本设计的建筑查防火规范属于二类建筑，耐火等级亦为二级，其楼板的耐火极限定为一小时，柱的耐火极限为2.5个小时，梁的耐火极限为1.5个小时。确定耐火及限的作用是：（1）为人们安全的疏散提供必要的疏散时间，确保建筑物内人员的安全脱险；（2）为消防人员扑灭火灾创造有利的条件；（3）为建筑火灾后的修复提供依据；（4）不同的建筑物有不同的等级，做到既有利于安全，也有利于节约投资。

2.5建筑构造概论

本设计中的框架填充墙采用陶砾混凝土砌块，因为陶砾混凝土砌块具有保温性能好而且自重轻的特点。外墙厚度为300mm、内墙厚度为200mm，电梯间均采用现浇混凝土剪力墙，保证结构的抗震性能。

楼地层是房屋建筑中水平的承重构件。本设计均为现浇钢筋混凝土板结构，楼地面均采用木块地面。

楼梯是建筑的垂直交通设施，供人们上下楼梯层和紧急疏散之用，本设计楼梯采用现浇板式楼梯。

屋顶采用上人屋面。它是建筑顶部的围护和承重构件，由屋面层和结构层两部分构成，具体作法见节点大样图。

主入口大门采用铝合金门，室内均为木门，外墙全采用铝合金窗，可直接向厂家定做或是现场制作，具体尺寸见建筑总平面图。

为了保护近地墙身不因外界雨、雪的侵袭而受潮受冻以致破坏，为加固墙身，以防因外界破坏而使墙身受损，同时也为了对建筑物立面处理产生一定效果，本设计活动中心作白色壁离砖贴到散水代勒脚，做800mm宽散水，散水坡度为5%详见节点大样图[5]。

目录

摘要Ⅰ

AbstractⅡ

第1章绪论1

1.1选题意义1

1.2工程概况1

1.3本文主要研究内容及目的1

第2章建筑设计说明2

2.1建筑平面设计2

2.1.1使用部分的设计2

2.1.2交通联系部分的设计2

2.2建筑立面设计3

2.2.1活动中心的立面设计3

2.2.2立面处理3

2.3建筑剖面设计4

2.3.1房屋的高度、剖面形状及房屋层数的确定4

2.3.2楼梯在剖面图中的位置4

2.4建筑防火设计5

2.5建筑构造概论5

第3章结构设计说明7

3.1工程设计资料7

3.2结构布置方案及结构选型7

第4章框架结构设计9

4.1框架结构的计算简图9

4.2重力荷载计算10

4.2.1屋面及楼面的永久荷载表准值10

4.2.2屋面及楼面可变荷载标准值10

4.2.3梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算10

4.2.4重力荷载代表值11

4.3框架侧移刚度计算12

4.4横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算15

4.4.1横向水平地震作用下框架结构的内力和侧移计算15

4.4.2横向风荷载作用下框架结构内力和侧移计算24

4.5竖向荷载作用下横向框架结构的内力计算32

4.5.1.计算单元32

4.5.2.荷载计算33

4.4.3内力计算36

4.4.4横向框架内力组合45

4.6框架梁的设计60

4.6.1.梁的正截面受弯承载力计算60

4.6.2.梁斜截面受剪承载力计算64

4.7框架柱的设计64

4.7.1.剪跨比和轴压比验算65

4.7.2柱正截面承载力计算65

4.7.3柱斜截面受剪承载力计算68

第5章构件设计69

5.1板的设计69

5.1.1荷载设计值69

5.1.2计算跨度70

5.1.3弯矩计算70

5.1.4配筋计算71

5.2楼梯设计73

5.2.1梯段板设计74

5.2.2平台板设计74

5.2.3平台梁设计75

第6章基础设计77

6.1A柱的基础设计77

6.1.1确定A柱的基底尺寸77

6.1.2软弱下卧层验算78

6.1.3设计A柱基础78

6.2柱的基础设计80

6.2.1确定的基底尺寸80

6.2.2软弱下卧层验算81

6.2.3设计B柱基础81

6.3基础配筋计算：84

6.3.1.A柱配筋计算84

6.3.2.B柱配筋计算85

结论87

致谢88

参考文献89

附录190

附录298

以