浙江舟山水上军事训练场业务大楼结构设计文献综述

 2023-08-26 06:08
  1. 选题背景和意义:

通过大学阶段对专业课的学习,我们在一定程度上掌握了结构设计方面的一些专业知识。然而鉴于大学的学习过程有时间跨度大、学习内容繁杂且理论性较强等特点,如何在未来的工作和学习中将学到的知识融会贯通并合理地加以利用,是我们在离开大学校园之前应该掌握的技能。对于土木工程这种应用性强、专业性强且涉及面广的专业尤为如此。

通过完成毕业设计,可以对大学四年学到的知识进行一次系统的梳理和总结,在老师的指导下,综合运用自身所学知识,将理论应用到实践中,提升我们解决实际问题的能力。

本次毕业设计为建筑结构设计,要求我们对结构选型、柱网及梁板布置、基础选型等有全面而深入的了解,理解并熟练运用框架结构内力的简化计算方法。通过人工计算,并运用PKPM作为辅助工具,对结构进行内力计算、内力组合并计算配筋。最终按照要求绘制施工图。在设计过程中需考虑地质状况,风荷载以及地震荷载等实际工况,结合自身所学知识,按照规范进行设计。

  1. 课题关键问题及难点:

钢筋混凝土多层框架结构作为一种常见的建筑结构,具有平面布置灵活、延性较好以及整体性好等特点,在结构设计中得以广泛应用。在本次设计中,有以下几个方面需要注意:

  1. 结构体系。一方面,结构的传力路径应简洁明确。在结构的初步设计阶段,应明确梁柱间荷载的传递,有明确的设计简图,结构的传力路径越短,结构的工作效率越高。另一方面,结构体系应具备良好的抗震承载力、变形能力以及耗能能力,避免因为部分结构或构件的破坏导致整个结构丧失承载力。
  2. 抗震设计。本结构处于7度区,且层数较高。由于框架结构抗侧刚度较小,在地震作用下层间位移和整体结构位移较大,容易发生破坏。因此,应注重结构的抗震设计。首先,结构的平面布置应规则、对称,并具有良好的整体性。此外,相邻层之间结构的竖向抗侧力构件尺寸及材料强度应避免发生突变,从而避免抗侧力构件的抗侧刚度和承载力发生突变。对于可能被破坏的薄弱位置,应采取措施来提高抗震承载力。此外,还应根据需要按规范进行防震缝设计。
  3. 结构的设计应结合地质状况以及建筑功能要求综合设计。在进行基础设计时,应充分考虑地质状况,合理选用基础类型,兼顾基础设计的承载能力与经济性。此外,在进行结构设计时,应考虑外观、采光等建筑设计要求,尽量符合建筑图的要求来进行设计。
  1. 文献综述(或调研报告):

钢筋混凝土框架结构由梁、柱、楼板以及基础四种承重构件组成,框架结构拥有自重轻、灵活性强、延性好以及整体性好等特点,可以满足各种建筑外形的设计需求,因此在结构设计中得以广泛应用。框架结构经过合理设计可以获得较好的柔性,在水平荷载作用下自振周期较长,从而拥有较好的抗震性能。但是框架结构的抗侧刚度较小,在地震作用下,容易发生较大的层间位移和整体位移,可能会造成严重的非结构构件破坏。因此,为了满足结构的承载力和抗侧能力的要求,框架柱截面尺寸往往较大且配筋较多,既影响使用,又增加了材料消耗。因此框架结构一般适用于多层建筑和不考虑设防的建筑。

按照《建筑抗震设计规范 GB50011-2010》进行抗震设计的建筑,其基本的抗震设防目标是:当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时,主体结构不受损坏或不需修理可继续使用;当遭受相当于本地区抗震设防烈度的设防地震影响时,可能发生损坏,但经一般性修理仍可继续使用;当遭受高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震影响时,不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。即“小震不坏、中震可修、大震不倒”。 根据我国华北、西北和西南地区对建筑工程有影响的地震发生概率的统计分析,50年内超越概率约为63%的地震烈度为对应于统计“众值”的烈度,比基本烈度约低一度半,本规范取为第一水准烈度,称为“多遇地震”;50年超越概率约10%的地震烈度,即1990中国地震区划图规定的“地震基本烈度”或中国地震动参数区划图规定的峰值加速度所对应的烈度,规范取为第二水准烈度,称为“设防地震”;50年超越概率2%~3%的地震烈度,规范取为第三水准烈度,称为“罕遇地震”。

为实现上述三个水准的设防目标,采用二阶段设计方法:第一阶段设计是承载力验算,取第一水准的地震动参数计算结构的弹性地震作用标准值和相应的地震作用效应,继续采用《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068规定的分项系数设计表达式进行结构构件的截面承载力抗震验算,由于非抗震构件设计可靠性水准的提高而有所提高,既满足了在第一水准下具有必要的承载力可靠度,又满足第二水准的损坏可修的目标。对大多数的结构,可只进行第一阶段设计,而通过概念设计和抗震构造措施来满足第三水准的设计要求。第二阶段设计是弹塑性变形验算,对地震时易倒塌的结构、有明显薄弱层的不规则结构以及有专门要求的建筑,除进行第一阶段设计外,还要进行结构薄弱部位的弹塑性层间变形验算并采取相应的抗震构造措施,实现第三水准的设防要求。

四、方案(设计方案、或研究方案、研制方案)论证:

本设计所选所选实际工程为浙江舟山定海的水上军事训练场业务大楼,该工程总体为六层结构,结构主体柱网布置较为规则。结构拟采用全现浇框架结构。整体设计内容如下:

  1. 荷载计算

结构的荷载计算应按照荷载规范的要求进行取值并采用不同的系数来进行不同工况下的组合计算(根据《建筑结构可靠性设计统一标准》GB50068-2018,恒荷载分项系数由1.2调整到1.3,活荷载分项系数由1.4调整到1.5,同时相应调整预应力作用的分项系数,由1.2调整为1.3)。

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