Preguntas del examen de arquitectura de Tongji
3 Descripción del diseño estructural
3.1 Descripción general del proyecto
El diseño del edificio de enseñanza de la escuela secundaria requiere un área de construcción de aproximadamente 2000-4000 m2, 3- 4 plantas. Después de muchas demostraciones, inicialmente se determinó que sería una estructura de cuatro pisos con una estructura de hormigón armado.
3.2 Bases y datos principales para el diseño
3.2.1 Bases del diseño
a) Especificaciones, procedimientos y normas de diseño estructural relevantes actualmente vigentes en China y Jiangsu Provincia.
b) Diversos documentos de aprobación para este proyecto y los requisitos de la Parte A.
c) El valor de carga viva de este proyecto debe tomarse estrictamente de acuerdo con el "Código de carga para estructuras de construcción" (GB50009-2001).
Datos de diseño
1 Arquitectura de la vivienda Prensa de la Universidad Tecnológica de Wuhan
2 Estructura de hormigón (superior e inferior) Prensa de la Universidad Tecnológica de Wuhan
3 Ingeniería Básica Tongji University Press
4 Diseño Arquitectónico Estructural Southeast University Press
5 Mecánica Estructural People's Education Press
6 Fundación y Fundación Wuhan University of Technology Press
7 Ingeniería de estructuras Resistencia a terremotos Prensa de la industria de la construcción de China
8 Manual conciso de diseño estructural de edificios Prensa de la industria de la construcción de China
9 Guía de diseño de graduación de ingeniería civil Prensa científica
10 Manual práctico para estructuras de hormigón armado Prensa de la industria de la construcción de China
11 Estándar unificado para dibujos arquitectónicos (BG50001-2001) Prensa de la industria de la construcción de China
12 Dibujo de estructuras de edificios Estándar (BG50105-2001) Prensa de la industria de la construcción de China
13 Código de protección contra incendios de diseño de edificios (GBJ 16-87) Prensa de la industria de la construcción de China
14 Código de diseño de arquitectura civil (GBJI0I8-7) Prensa de la industria de la construcción de China
15 Código de diseño de edificios de hospitales generales (JGJ49-88) Prensa de la industria de la construcción de China
16 Estándar de coordinación de módulos de escaleras de edificios (GBJI0I-87) Prensa de la industria de la construcción de China
p>
17 Código de carga de estructuras de edificios (GB5009-2001) Prensa de la industria de la construcción de China
18 Estándar unificado para el diseño de confiabilidad de estructuras de edificios (GB50068-2001) Prensa de la industria de la construcción de China
"Código para el diseño de estructuras de hormigón" (GB50010-2002) China Construction Press
20 "Código para el diseño de cimentaciones y cimientos" (GB5007-2002) China Construction Industry Press
21 Código de diseño sísmico de edificios (GB50011-2001) China Construction Industry Press
22 Estructura de mampostería China Construction Industry Press
23 Diseño conciso de estructuras de mampostería e integración de datos de construcción China Electric Power Press
24 Guía del proyecto de graduación de ingeniería civil China Water Conservancy and Hydropower Press
25 Dibujo de ingeniería civil y AutoCAD Science Press
26 Diseño conciso de estructuras de mampostería Manual Machinery Industry Press
27 Manual de diseño de estructuras de mampostería China Construction Industry Press
"Código de diseño de estructuras de mampostería" (GB50010—2002) China Construction Industry Press
Este proyecto adopta un sistema de estructura de marco con un nivel de resistencia a terremotos de nivel cuatro. El nivel de resistencia al fuego de este proyecto es el Nivel 2, y el límite de resistencia al fuego y el rendimiento de combustión de sus componentes del edificio se implementan de acuerdo con el "Código de diseño de edificios civiles" (GBJI0I8-7).
Todas las dimensiones del dibujo están en milímetros excepto las elevaciones en metros. Las elevaciones marcadas en los dibujos estructurales de este proyecto son todas elevaciones estructurales.
3.3 Plano y distribución del diseño estructural
La estructura pórtico de hormigón armado es un sistema estructural compuesto por vigas y columnas conectadas a través de nodos y capaz de soportar cargas verticales y horizontales. Esta pared sólo sirve como sello y partición. La estructura de marco tiene las ventajas de un diseño de edificio flexible y un gran espacio interior, y se usa ampliamente en fábricas de varios pisos, como las industrias electrónica, ligera, alimentaria y química, así como en industrias residenciales, de oficinas, comerciales, hoteleras y otras civiles. edificios. Por lo tanto, el edificio de enseñanza de aprendizaje centralizado diseñado esta vez adopta una estructura de armazón de hormigón armado.
Según las diferentes disposiciones estructurales, las estructuras de marco se pueden dividir en tres disposiciones: soporte transversal, soporte longitudinal y soporte longitudinal.
El edificio de enseñanza diseñado esta vez adopta un esquema de carga horizontal, y la carga vertical la soporta principalmente el marco horizontal. Al prefabricar losas de suelo, éstas deben disponerse transversalmente. Al colar losas de forjado in situ, generalmente es necesario instalar vigas secundarias para transferir la carga al marco transversal. Los marcos transversales también soportan cargas de viento horizontales laterales y cargas sísmicas. Las vigas de conexión están dispuestas en la dirección longitudinal de la casa para conectarse con los marcos transversales. Estas vigas y columnas de conexión forman en realidad un marco longitudinal, que soporta cargas de viento horizontales y cargas sísmicas paralelas a la dirección longitudinal de la casa.
3.4 Fijación de juntas de deformación
En el trazado general de la estructura, con el fin de reducir los efectos adversos del asentamiento de los cimientos, los cambios de temperatura y las formas complejas sobre la estructura, las juntas de asentamiento, Las juntas de dilatación y las juntas sísmicas dividen la estructura en varias unidades independientes.
Cuando un edificio requiere tanto juntas de asentamiento como juntas de expansión, las juntas de asentamiento también se pueden usar como juntas de expansión y las dos juntas se pueden coser juntas. Para edificios con requisitos de fortificación sísmica, las juntas de asentamiento y las juntas de expansión deben cumplir con los requisitos para juntas sísmicas. Es posible lograr tres juntas en una.
Estimación preliminar de 3,5 componentes
3.5.1 Determinación del tamaño de la sección de la columna
Se puede tomar la altura de la sección de la columna, h es la altura del piso; se puede tomar el ancho de la sección de la columna. El tamaño de la sección transversal de la columna seleccionada es 500 mm × 500 mm.
3.5.2 Determinación del tamaño de la viga
La altura de la sección transversal de la viga del marco es 1/8 ~ 1/12 de la luz de la viga. El marco de ingeniería soporta cargas verticales y horizontales. De acuerdo con la luz de la viga, se puede determinar inicialmente que la viga del marco es de 300 mm × 600 mm.
Espesor del piso
El forjado es una losa bidireccional colada en obra, y el espesor según experiencia es de 130mm.
3.6 Supuestos básicos y diagrama de bloques de cálculo
3.6.1 Supuestos básicos
Primero: Supuesto de estructura plana: el plano de ingeniería es ortogonal y todas las direcciones pueden ser considerado La fuerza horizontal sólo es soportada por la estructura lateral resistente a la fuerza en esa dirección, y la estructura lateral resistente a la fuerza perpendicular a esta dirección no está estresada.
En segundo lugar, debido a la forma regular y la disposición simétrica de la estructura, la estructura no se ve afectada por la torsión bajo cargas horizontales.
Diagrama de cálculo
Bajo la acción de una fuerza horizontal lateral, la viga de conexión produce un momento de flexión restrictivo en la pared, por lo que la estructura se simplifica a un sistema de cálculo de conexión rígida. El diagrama es el siguiente.
3.7 Cálculo de cargas
Las cargas que actúan sobre la estructura del pórtico suelen ser cargas muertas y cargas vivas. La carga muerta incluye el peso propio de la estructura, el peso de las cenizas en la superficie de la estructura, la presión del suelo, el pretensado, etc. Las cargas vivas incluyen cargas vivas de piso y techo, cargas de viento, cargas de nieve y cargas de instalación.
Las fuerzas horizontales en edificios altos son cargas de control, incluidos los terremotos y el viento. El método de cálculo de los efectos sísmicos se implementa de acuerdo con el "Código de diseño sísmico para estructuras de construcción". Para estructuras con una altura inferior a 40 m y donde la masa y la rigidez están distribuidas uniformemente a lo largo de la altura, se puede utilizar el método de corte de base.
La carga vertical es principalmente el peso propio de la estructura (carga muerta) y la carga de servicio (carga viva). El peso propio de la estructura se puede calcular directamente a partir de las dimensiones de la sección transversal de los componentes, y la densidad aparente unitaria de los materiales de construcción se toma de acuerdo con la especificación de carga. La carga de servicio (carga viva) se determina de acuerdo con la especificación de carga, y el factor de reducción de carga viva del piso se determina de acuerdo con la especificación de carga.
3.8 Cálculo y control del desplazamiento lateral
El desplazamiento lateral de la estructura del pórtico es causado por la deformación por flexión de los miembros de viga y columna y por la deformación axial de la columna. En pórticos con menos capas, el desplazamiento lateral provocado por la deformación axial de las columnas es pequeño y puede ignorarse. En los cálculos aproximados, generalmente sólo es necesario calcular la deformación causada por la flexión del componente.
Cuando se adoptan estándares generales de decoración, la relación entre el desplazamiento entre pisos y la altura del piso y la relación entre el desplazamiento del vértice y la altura total son 1:650 y 1:700 respectivamente.
El cálculo de la deformación de estructuras de marco en condiciones de uso normales requiere que la relación entre el valor de desplazamiento entre pisos de cada capa y la altura de la capa actual no exceda el límite de 1/550.
3.9 Cálculo y combinación de esfuerzos internos
3.9.1 Cálculo de esfuerzos internos bajo carga vertical
Para el cálculo de esfuerzos internos bajo carga vertical, primero basado en el plano estructural del piso Disposición para transferir cargas verticales a cada marco. Utilice el método de capas para calcular la fuerza interna de la estructura del marco bajo la carga vertical y luego superponga la fuerza interna de cada unidad de apertura. La amplitud de la viga de conexión se modula considerando la redistribución de la fuerza interna plástica, y el cálculo se realiza con ambos extremos fijos.
3.9.2 Cálculo bajo carga horizontal
Utilice el método del valor D para calcular la fuerza horizontal entre capas del marco bajo la acción de una carga horizontal y luego distribuya la fuerza a cada columna de acuerdo con la relación de rigidez de cada columna del marco. Calcule la fuerza horizontal sobre el piso, calcule la fuerza cortante de cada columna, luego calcule el momento flector del extremo de la columna y use el equilibrio de nodos para calcular el momento flector del extremo de la viga.
Combinación de fuerzas internas
Primera: combinación de cargas. La combinación de carga se simplifica de la siguiente manera:
(1) carga muerta + carga viva, (2) carga muerta + carga de viento, (3) carga muerta + carga viva + carga de viento, (4) carga muerta + carga sísmica + carga viva.
Segundo: Control de sección transversal y esfuerzos internos adversos. Generalmente, las capas que deben combinarse para vigas y columnas de pórtico son las dos capas superiores, la capa inferior, la capa donde cambian la resistencia y las dimensiones de la sección transversal del concreto y la capa donde se ubica el punto de flexión del sistema. .
Las secciones de control y esfuerzos internos desfavorables de las vigas pórtico son: sección portante, -Mmax, Vmax, sección media luz, Mmax.
La sección de control de la columna del marco son las secciones superior e inferior de cada piso. La combinación de cada sección es Mmax y los correspondientes n, v, Nmax y los correspondientes m, v, Nmin y los correspondientes. m,v.
3.10 Diseño de cimientos
Bajo la acción de la carga, los cimientos, los cimientos y la superestructura del edificio están interconectados y se restringen entre sí. De acuerdo con los datos geológicos, la interacción de los cimientos-cimientos-superestructura y las condiciones de construcción deben considerarse integralmente en el diseño. A través de la comparación de las condiciones económicas, se debe lograr un plan que sea seguro, confiable, económicamente razonable, tecnológicamente avanzado y simple. a construir se debe seleccionar. Según la superestructura, la ingeniería geológica, la construcción y otros factores, se selecciona una base independiente con buena integridad.
3.11 Materiales de construcción
1. Los estribos de acero utilizados en este proyecto son acero de primera calidad, fy=210N/m㎡, y las barras principales son de acero de segunda calidad.
fy = 300N/m㎡.
Segunda: capa protectora de hormigón armado de 35 mm para columnas y vigas, 15 mm para losas.
En tercer lugar, el anclaje y solape de las barras de acero debe realizarse de acuerdo con las normas nacionales vigentes.
En cuarto lugar, el grado de resistencia del hormigón de este proyecto es C30.
Quinto: Para los muros exteriores y las escaleras de evacuación se utilizan ladrillos de arena calcárea de 240 espesores esterilizados en autoclave.
6. Cuando el ancho de puertas y ventanas sea ≤1000 mm, se deben utilizar dinteles de ladrillo reforzado, con ambos extremos extendidos hacia los soportes a 370° y doblados rectos cuando el ancho de puertas y ventanas sea ≥; Se deben instalar dinteles de hormigón armado de 1000 mm.
3.12 Requisitos de construcción y otras instrucciones de diseño
Primero: El diseño de la losa del piso superior de este proyecto no consideró la gran carga de construcción (distribución uniforme). Cuando la carga externa alcanza los 3,0 Kn/m, se deben tomar medidas confiables de protección.
Segundo: La viga del anillo superior del parapeto de este proyecto es de 240 mm × 120 mm, con 4φ8 en el interior. φ6 @ 250, columna estructural de 240 mm × 240 mm, con 4 φ10, φ6 @ 250, espaciado no superior a 2000 mm.
En tercer lugar, las juntas de construcción deben manipularse con cuidado. Antes de verter el hormigón, se debe limpiar de escombros, enjuagar y humedecer. Después de aplicar una lechada de cemento puro de 2 grados, use juntas de mortero de cemento más altas antes de verter el concreto.
Cuarto: Si no existen disposiciones detalladas, se implementará de acuerdo con las especificaciones pertinentes.