畢業(yè)設計--中學教學樓框架結(jié)構(gòu)設計

1、<p><b>　　畢業(yè)設計（論文）</b></p><p>　　襄陽市育才中學教學樓</p><p><b>　　框架結(jié)構(gòu)設計</b></p><p>　　Yucai Secondary School in Xiangyang city graduated from the </p><p&

2、gt;　　teaching building of the framework structure design</p><p>　　長 春 工 程 學 院</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　根據(jù)教學樓設計規(guī)范和其它相關(guān)標準，以及設計要求和提供的地質(zhì)資料，設計該框架結(jié)構(gòu)教學樓。 按照先建筑后結(jié)構(gòu)，先整

3、體布局后局部節(jié)點設計步驟設計。</p><p>　　建筑設計部分，首先根據(jù)建筑的使用功能確定建筑的初步布局，包括建筑體型及室內(nèi)空間布置等，然后結(jié)合使用的材料、做法進一步確定具體尺寸和平、立面風格等。</p><p>　　結(jié)構(gòu)設計部分，首先根據(jù)建筑設計、工藝使用要求、材料供應情況以及場地地質(zhì)條件等確定結(jié)構(gòu)布置方案，然后選取一榀典型框架進行設計計算。在明確計算簡圖的前提下，進一步確定框架承受的

4、荷載，包括恒載、屋面荷載和風荷載，在此基礎(chǔ)上進行框架內(nèi)力計算（采用彎矩二次分配法計算豎向荷載作用下的內(nèi)力）、內(nèi)力組合、梁、柱和基礎(chǔ)等構(gòu)件的配筋計算。除此之外，還進行了屋面板、樓梯的附屬構(gòu)件的設計計算。為進一步驗證手算結(jié)果的精確度，采用PKPM 2005行業(yè)軟件進行了電算，比較分析表明手算結(jié)果是可靠的。</p><p>　　在上述工作的基礎(chǔ)上，采用了制圖軟件CAD、天正繪制了建筑圖和結(jié)構(gòu)圖。</p>

5、<p><b>　　關(guān)鍵詞</b></p><p>　　框架 重力荷載代表值 現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 內(nèi)力組合 彎矩調(diào)幅</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Teaching building design specifications, and other relevant

6、standards and design requirements and provide geological data, design the structure of the framework for teaching building. </p><p>　　Part of architectural design, first of all based on the use of the buildi

7、ng function to determine the initial layout of the building, including building size and interior space layout, and then combined with the materials used, the approach to further define the specific dimensions of peace,

8、facade style. Part of structural design, first of all according to the architectural design process using the requirements, material supply and site geological conditions to determine the structural lay</p>&

9、lt;p>　　Keywords：Frame Gravity， loads representative value， Cast reinforced concrete structure Internal force combination ，Moment Redistribution of</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>&

10、lt;b>　　前 言1</b></p><p>　　第一部分 設 計 說 明 書 2</p><p>　　1 建筑設計理念及設計依據(jù)3</p><p>　　1.1 設計理念3</p><p>　　1.2 工程概況3</p><p><b>　　1.3設計依據(jù)4</

11、b></p><p><b>　　2 建筑設計5</b></p><p>　　2.1 平面設計5</p><p>　　2.2 立面設計7</p><p>　　2.3 建筑剖面設計7</p><p>　　2.4 其它部分詳細做法和說明7</p><p>

12、;　　3 結(jié)構(gòu)設計說明8</p><p>　　3.1 工程概況8</p><p>　　3.2 設計主要依據(jù)和資料8</p><p>　　3.2.1 設計依據(jù)8</p><p>　　3.3 結(jié)構(gòu)設計方案及布置10</p><p>　　3.4 變形縫的設置10</p><p&g

13、t;　　3.5 構(gòu)件初估10</p><p>　　3.6 基本假定與計算簡圖10</p><p>　　3.7 荷載計算11</p><p>　　3.8 側(cè)移計算及控制11</p><p>　　3.9 內(nèi)力計算及組合11</p><p>　　3.10 基礎(chǔ)設計12</p><p

14、>　　3.11 施工材料12</p><p>　　3.12 施工要求及其他設計說明12</p><p>　　第二部分 設 計 計 算 書14</p><p>　　4.1 設計原始資料15</p><p>　　4.2 結(jié)構(gòu)布置及計算簡圖15</p><p>　　4.3 荷載計算17<

15、/p><p>　　4.4 地震作用計算28</p><p>　　4.5 豎向荷載作用框架內(nèi)力計算39</p><p>　　4.6 風荷載計算54</p><p>　　4.7 內(nèi)力組合56</p><p>　　4.8 截面設計59</p><p>　　4.9 樓板設計67<

16、;/p><p>　　4.10 樓梯設計（采用平行雙跑樓梯）72</p><p>　　4.11 基礎(chǔ)設計79</p><p>　　4.12 縱向連續(xù)梁設計92</p><p><b>　　參考文獻98</b></p><p><b>　　謝 辭98</b>&l

17、t;/p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　本畢業(yè)設計是大學本科教育培養(yǎng)目標實現(xiàn)的重要階段，是畢業(yè)前的綜合學習階段,是深化、 拓寬、綜合教和學的重要過程,是對大學期間所學專業(yè)知識的全面總結(jié)。</p><p>　　本組畢業(yè)設計題目為——育才中學教學樓。在畢業(yè)設計前期，我溫習了《結(jié)構(gòu)力學》、《鋼筋混凝土設計》、《建筑結(jié)構(gòu)抗震

18、設計》等書籍，并借閱了《抗震規(guī)范》、《混凝土規(guī)范》、《荷載規(guī)范》等規(guī)范。 </p><p>　　畢業(yè)設計中期，我通過所學的基本理論、專業(yè)知識和基本技能進行了建筑、結(jié)構(gòu)設計。</p><p>　　在本次畢業(yè)設計后期，主要進行設計手稿的電腦輸入，并得到王老師和彭老師的審批和指正，使我圓滿的完成了初稿任務，在此表示衷心的感謝。</p&

19、gt;<p>　　本次畢業(yè)設計數(shù)，在指導老師的幫助下，經(jīng)過資料查閱、設計計算、論文撰寫，加深了對新規(guī)范、規(guī)程、手冊等相關(guān)內(nèi)容的理解。鞏固了專業(yè)知識、提高了綜合分析、解決問題的能力。在進行內(nèi)力組合的計算時，進一步了解了Excel。在繪圖時熟練掌握了AutoCAD、天正結(jié)構(gòu)、PKPM等繪圖軟件，以上所有這些從不同方面達到了畢業(yè)設計的目的與要求。</p><p>　　框架結(jié)構(gòu)設計的計算工作量很大，在計算過

20、程中以手算為主，輔以一些計算軟件的校正。由于自己水平有限，難免有不妥和疏忽之處，敬請各位老師批評指正。</p><p><b>　　設計者：郭襄彪</b></p><p><b>　　2012年6月</b></p><p><b>　　第一部分</b></p><p><

21、b>　　設 計 說 明 書</b></p><p>　　1 建筑設計理念及設計依據(jù)</p><p><b>　　1.1 設計理念</b></p><p>　　教學樓是為人們學習提供最為良好環(huán)境的建筑?？v觀教學建筑的發(fā)展歷史，無不體現(xiàn) 著人類文化、文明的歷史進程和時代特征。教學樓建筑設計同設計其他類型建筑一樣有許多共同點，也有

22、許多不同的特點和要求。隨著時代的發(fā)展，辦公樓的內(nèi)容和形式都在不斷發(fā)生變化。因此，我對教學樓的設計過程和設計方法進行了詳細研究，經(jīng)過一番思考，我認為本設計應該具有以下特點：</p><p>　?。?）彈性。從設計、結(jié)構(gòu)到服務功能都應做到開放性，以適應時空的變化。（2）緊湊性。教室以及其它輔助用房的空間布置要做到緊湊合理。（3）易接近性。從樓外到樓內(nèi)，從入口到各個部門，要規(guī)劃得合理，要設計一個良好的導引系統(tǒng)。（4）可

23、擴展性。在未來擴展時可靈活延伸，將損失減小到低程度。（5）舒適性。在環(huán)境、通風、溫濕度、光線等方面要柔和、協(xié)調(diào)，盡量借用外部的自然環(huán)境。（6）環(huán)境的穩(wěn)定性。（7）安全性。建筑安全防護措施做到不僅滿足規(guī)范要求而且更加人性化。（8）經(jīng)濟性。把建設和維護一座教學樓所需要的經(jīng)費和人員控制在最低限度。</p><p>　　在整個設計過程中，我本著“安全，適用，經(jīng)濟，美觀”的原則，在滿足設計任務書提出的功能要求前提下，完成了

24、建筑設計這一環(huán)節(jié)，合理的選擇框架，并為以后的結(jié)構(gòu)設計打下了良好的基礎(chǔ)。</p><p><b>　　1.2 工程概況</b></p><p>　　本設計教學樓用地755方米，紅線范圍為50m×20m。該地段地勢平坦，環(huán)境較好，在選址和環(huán)境營造方面，注意自然景色的優(yōu)美，也重學習環(huán)境各交通條件的因素，更強調(diào)人與自然環(huán)境的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，比較適合教學樓功能的充分利用。&

25、lt;/p><p>　　根據(jù)設計資料的規(guī)劃要求，本教學樓建筑要求的主要功能有：門衛(wèi)室，教師休息室，大教室，小教室，多媒體教室等。</p><p>　　設計標高：室內(nèi)外高差：450mm。</p><p>　　墻身做法：墻身采用250厚的加氣混凝土塊。內(nèi)粉刷為混合砂漿打底，1：０.３:3面層厚5mm, 內(nèi)墻涮兩度乳膠漆,外墻貼磚。</p><p>　

26、　樓面做法：樓面（大理石樓面），100厚現(xiàn)澆鋼筋砼樓板，打磨刮兩遍膩子,涮兩度乳膠漆。</p><p>　　屋面做法（上人屋面）：見建筑設計部分。</p><p>　　門窗做法：塑鋼窗和木門。</p><p>　　地質(zhì)資料：工程地質(zhì)和水文地質(zhì)</p><p>　　建筑場地的地質(zhì)鉆孔資料如下表：</p><p><

27、b>　　表1 地質(zhì)資料</b></p><p>　　場地土的特征周期（卓越周期）為0.30s，勘測時間，勘測范圍內(nèi)未見地下水。</p><p>　　地震烈度：7度，設計基本地震加速度為0.1g，Ⅱ類場地，設計地震分組為第一組，抗震等級三級。</p><p>　　基本風壓：0 =0.40KN/m2</p><p>　　雪壓：0

28、.30 KN/m2，地面粗糙度類別為B類。</p><p>　　上人屋面活荷為2.0KN/m2，走廊、樓梯活荷載為2.5KN/m2，衛(wèi)生間樓面活荷載為2.0KN/ KN/m2，教室樓面活荷為2.0KN/ KN/m2。</p><p><b>　　1.3設計依據(jù)</b></p><p>　　(1)土木工程教學樓畢業(yè)設計（論文）任務書</p&

29、gt;<p>　　(2)土木工程教學樓畢業(yè)論文開題報告(3) 相關(guān)建筑設計規(guī)范</p><p><b>　　2 建筑設計</b></p><p><b>　　2.1 平面設計</b></p><p>　　該建筑物總長度為54.3m，總寬度為34.5m，共四層，總建筑面積為4019m2,主體結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆鋼

30、筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。</p><p>　　圖2-1 建筑平面圖</p><p>　　2.1.1 使用部分的平面設計</p><p>　　使用房間面積的大小，主要由房間內(nèi)部活動的特點，使用人數(shù)的多少以及設備的因素決定的，本建筑物為教學樓，主要使用房間為教室，各主要房間的具體設置在下表一一列出，如下表：</p><p>　　表2-1 房間設置表

31、</p><p>　　2.1.2 門的寬度、數(shù)量和開啟方式</p><p>　　房間平面中門的最小寬度是由通過人流多少和搬進房間家具設備的大小決定的，如果室內(nèi)人數(shù)多于50人，或房間面積大于60 m2時，按照防火要求至少要設兩個門，分別設在兩端，以保證安全疏散，在進出人流頻繁的地方，應使用彈簧門。</p><p>　　教室設置兩扇900寬的門，門扇開向室外。為了在發(fā)

32、生危險時便于疏散，正面大門采用兩扇寬為1.8m的雙扇門，走廊兩端的采用0.75m的雙扇門，均向外開。</p><p>　　2.1.3 窗的大小和位置</p><p>　　房間中窗的大小和位置主要是根據(jù)室內(nèi)采光通風要求來考慮。采光方面，窗的大小直接影響到室內(nèi)照明是否充足。各類房間照明要求是由室內(nèi)使用上直接影響到室內(nèi)是用上精確細密的程度來確定的。通常以窗口透光部分的面積和房間地面的采光面積比

33、來初步確定或檢驗面積的大小。</p><p>　　教室采光面積比為1/6~1/8，走廊和樓梯間大于1/10。</p><p>　　教室采光面積比為，在范圍之內(nèi)</p><p><b>　　樓梯間: </b></p><p><b>　　均滿足要求。</b></p><p>　

34、　2.1.4 輔助房間的平面設計</p><p>　　通常根據(jù)各種建筑物的使用特點和是用人數(shù)的多少，先確定所需設備的個數(shù)，建筑物中公共服務的衛(wèi)生間應設置前室，這樣使得衛(wèi)生間比較隱藏，又有利于改善通向衛(wèi)生間的走廊或過廳的衛(wèi)生條件。為了節(jié)省交通面積，并使管道集中，采用套間布置。</p><p>　　在本設計中，每層大約有400人上課，按規(guī)范規(guī)定:</p><p>　　

35、男衛(wèi)生間：大便器 5具/80人，設5具；小便器1具/40人，設10具；</p><p>　　女衛(wèi)生間：大便器1具/40人，設10具；</p><p>　　洗手盆 ：1具/200人 ，設2具。</p><p>　　2.1.5 交通部分的平面設計</p><p>　　走廊的應符合人流通暢和建筑防火要求，通常單股人流的通行寬度約為500~600m

36、m。由于走廊兩側(cè)設房間，走廊寬度采用3000mm，根據(jù)建筑物的耐火等級為二級，層數(shù)五層，走廊通行人數(shù)為60人，防火要求最小寬度為1m,符合要求。</p><p>　　樓梯是房屋個層間的垂直交通部分，各樓層人流疏散的必經(jīng)通路。樓梯設計主要根據(jù)使用要求和人流通行情況確定梯段和休息平臺的寬度，梯段的寬度通常不小于1100mm~1200mm。</p><p><b>　　2.2 立面設

37、計</b></p><p>　　結(jié)構(gòu)韻律和虛實對比，是使建筑立面富有表現(xiàn)力的重要設計手法。建筑立面上結(jié)構(gòu)構(gòu)件或門窗作用有規(guī)律的重復和變化，給人們在視覺上得到類似音樂詩歌中節(jié)奏韻律變化的感受效果。在本設計中，正立面中所有的窗尺寸都是一樣的，給人以特別整齊的感覺！</p><p>　　房屋外部形象反映建筑類型內(nèi)部空間的組合特點，美觀問題緊密地結(jié)合功能要求，同時，建筑物所在地區(qū)的氣候

38、、地形、道路、原有的建筑物以及綠化等基地環(huán)境，也是影響建筑物立面設計的重要因素。</p><p>　　2.3 建筑剖面設計</p><p>　　為防止室外雨水流入室內(nèi)，并防止墻身受潮，將使內(nèi)地坪提高到室外地坪450mm。首層、標準層與頂層層高均為3.3m。</p><p>　　2.4 其它部分詳細做法和說明</p><p>　　根據(jù)《設計規(guī)

39、范》，采用如下設計</p><p>　　(1). 基礎(chǔ)（墻基）防潮層：</p><p>　　在－0.045以下基礎(chǔ)兩側(cè)均用防水水泥砂漿防潮,20厚的1：2水泥砂漿摻5％避水漿，位置一般在－0.045標高處,適用于磚墻墻身。</p><p>　　(2)．地面：人造大理石板地面</p><p>　　20厚1：2水泥砂漿找平層</p>

40、<p>　　100厚C30混凝土</p><p><b>　　100厚素土夯實</b></p><p>　　(3)．樓面：人造大理石板地面</p><p>　　20厚1：2水泥砂漿找平層</p><p>　　100厚鋼筋混凝土樓板</p><p><b>　　20厚底板抹灰&

41、lt;/b></p><p>　　(3)．踢腳臺度做法：</p><p><b>　　釉面瓷磚踢腳臺度</b></p><p>　　5厚釉面磚（白瓷磚）水泥擦縫</p><p>　　5厚1：1水泥細砂結(jié)合層</p><p>　　12厚1：3水泥砂漿打底</p><p>

42、;　　(4)．內(nèi)墻面做法： </p><p>　　水泥砂漿粉面：刷（噴）內(nèi)墻涂料</p><p>　　10厚1：2水泥砂漿抹面</p><p>　　15厚1：3水泥砂漿打底</p><p><b>　　(5)．外墻面：</b></p><p>　　用15厚1：3水泥沙漿找平，200×60

43、高級無釉質(zhì)瓷磚飾面。</p><p>　　(6)．a(chǎn)、五層上人屋面做法：</p><p><b>　　小瓷磚面層</b></p><p>　　高聚物改性瀝青防水層</p><p>　　1:8水泥砂漿找坡層</p><p>　　20厚1：2水泥砂漿找平層</p><p>　　

44、150厚水泥蛭石保溫層</p><p><b>　　20厚底板抹灰</b></p><p>　　(7)． 水泥臺階：</p><p><b>　　花崗巖面層</b></p><p>　　20厚1：25水泥砂漿抹面壓實抹光</p><p>　　素水泥漿一道70厚C15號混凝土（

45、厚度不包括踏步三角部分）臺階面向外坡1%</p><p>　　200厚碎石或碎磚石灌M2.5號混合砂漿</p><p>　　素土夯實（坡度按工程設計）</p><p>　　(8)．散水做法： </p><p>　　20厚1：2水泥砂漿抹面、壓實抹光</p><p><b>　　60厚C15混凝土</b&

46、gt;</p><p><b>　　素土夯實向外坡4%</b></p><p>　　備注：①散水寬度應在施工圖中注明</p><p>　?、诿扛?m留伸縮縫一道，墻身與散水設10寬，瀝青砂漿嵌縫。</p><p>　?、蹖?00～900mm</p><p><b>　?、芷露?～5% &

47、lt;/b></p><p>　　(9)．主體為現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，樓蓋及屋蓋均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。</p><p>　　整個設計過程中，在滿足設計任務書提出的功能要求前提下，同時遵循“安全，適用，經(jīng)濟，美觀”的 原則，結(jié)構(gòu)布置合理，房間利用率比較高，適用性很強，同時又不失美觀。</p><p><b>　　3 結(jié)構(gòu)設計說明</b&g

48、t;</p><p><b>　　3.1 工程概況</b></p><p>　　育才中學教學樓，設計要求建筑面積約2000--4000m2，3-4層。經(jīng)多方論證，初步確定設為四層，結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。</p><p>　　3.2 設計主要依據(jù)和資料</p><p>　　3.2.1 設計依據(jù) </p&g

49、t;<p>　　a) 國家及山東省現(xiàn)行的有關(guān)結(jié)構(gòu)設計規(guī)范、規(guī)程及規(guī)定。</p><p>　　b) 本工程各項批文及甲方單位要求。</p><p>　　c) 本工程的活載取值嚴格按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2001）執(zhí)行。</p><p>　　3.2.2 設計資料 </p><p>　　1 房屋建筑學

50、 武漢工業(yè)大學出版社</p><p>　　2 混凝土結(jié)構(gòu)（上、下） 武漢理工大學出版社</p><p>　　3 基礎(chǔ)工程 同濟大學出版社</p><p>　　4 建筑結(jié)構(gòu)設計

51、 東南大學出版社</p><p>　　5 結(jié)構(gòu)力學 人民教育出版社</p><p>　　6 地基與基礎(chǔ) 武漢工業(yè)大學出版社</p><p>　　7 工程結(jié)構(gòu)

52、抗震 中國建筑工業(yè)出版社</p><p>　　8 簡明建筑結(jié)構(gòu)設計手冊 中國建筑工業(yè)出版社</p><p>　　9 土木工程專業(yè)畢業(yè)設計指導 科學出版社</p><p>　　10 實用鋼筋混凝土構(gòu)造手

53、冊 中國建筑工業(yè)出版社</p><p>　　11 房屋建筑制圖統(tǒng)一標準（BG50001-2001） 中國建筑工業(yè)出版社</p><p>　　12 建筑結(jié)構(gòu)制圖標準（BG50105-2001） 中國建筑工業(yè)出版社</p><p>　　13 建筑設計防火規(guī)范（GBJ16—87）

54、 中國建筑工業(yè)出版社</p><p>　　14 民用建筑設計規(guī)范（GBJI0I8-7） 中國建筑工業(yè)出版社</p><p>　　15 綜合醫(yī)院建筑設計規(guī)范（JGJ49-88） 中國建筑工業(yè)出版社</p><p>　　16 建筑樓梯模數(shù)協(xié)調(diào)標準（GBJI0I-87） 中國建筑工業(yè)出版社&

55、lt;/p><p>　　17 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB5009-2001） 中國建筑工業(yè)出版社</p><p>　　18 建筑結(jié)構(gòu)可靠度設計統(tǒng)一標準（GB50068-2001） 中國建筑工業(yè)出版社</p><p>　　19 混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范（GB50010—2002） 中國建筑工業(yè)出版社</p><p>

56、　　20 地基與基礎(chǔ)設計規(guī)范（GB5007-2002） 中國建筑工業(yè)出版社</p><p>　　21 建筑抗震設計規(guī)范（GB50011—2001） 中國建筑工業(yè)出版社</p><p>　　22 砌體結(jié)構(gòu) 中國建筑工業(yè)出版社</p><p>　　23 簡明砌體

57、結(jié)構(gòu)設計施工資料集成 中國電力出版社</p><p>　　24 土木工程專業(yè)畢業(yè)設計指南 中國水利水電出版社</p><p>　　25 土建工程圖與AutoCAD 科學出版社</p><p>　　26 簡明砌體結(jié)構(gòu)設計手冊

58、 機械工業(yè)出版社</p><p>　　27 砌體結(jié)構(gòu)設計手冊 中國建筑工業(yè)出版社</p><p>　　28 砌體結(jié)構(gòu)設計規(guī)范（GB50010—2002） 中國建筑工業(yè)出版社</p><p>　　本工程采用框架結(jié)構(gòu)體系，抗震等級為四級。本工程耐火等

59、級為二級，其建筑構(gòu)件的耐火極限及燃燒性能均按民用建筑設計規(guī)范（GBJI0I8-7）執(zhí)行.</p><p>　　全部圖紙尺寸除標高以米為單位外均以毫米為單位。本工程結(jié)構(gòu)圖中所注標高均為結(jié)構(gòu)標高。</p><p>　　3.3 結(jié)構(gòu)設計方案及布置</p><p>　　鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)是由梁，柱通過節(jié)點連接組成的承受豎向荷載和水平荷載的結(jié)構(gòu)體系。墻體只給圍護和隔斷作用。

60、框架結(jié)構(gòu)具有建筑平面布置靈活，室內(nèi)空間大等優(yōu)點，廣泛應用于電子、輕工、食品、化工等多層廠房和住宅、辦公、商業(yè)、旅館等民用建筑。因此這次設計的某某中學教學樓采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。</p><p>　　按結(jié)構(gòu)布置不同，框架結(jié)構(gòu)可以分為橫向承重，縱向承重和縱橫向承重三種布置方案。</p><p>　　本次設計的教學樓采用橫向承重方案，豎向荷載主要由橫向框架承擔，樓板為預制板時應沿橫向布置，樓板

61、為現(xiàn)澆板時，一般需設置次梁將荷載傳至橫向框架。橫向框架還要承受橫向的水平風載和地震荷載。在房屋的縱向則設置連系梁與橫向框架連接，這些聯(lián)系梁與柱實際上形成了縱向框架，承受平行于房屋縱向的水平風荷載和地震荷載。</p><p>　　3.4 變形縫的設置</p><p>　　在結(jié)構(gòu)總體布置中，為了降低地基沉降、溫度變化和體型復雜對結(jié)構(gòu)的不利影響，可以設置沉降縫、伸縮縫和防震縫將結(jié)構(gòu)分成若干獨立

62、的單元。</p><p>　　當房屋既需要設沉降縫，又需要設伸縮縫，沉降縫可以兼做伸縮縫，兩縫合并設置。對有抗震設防要求的的房屋，其沉降縫和伸縮縫均應該符合防震縫的要求，并進可能做到三縫合一。</p><p><b>　　3.5 構(gòu)件初估</b></p><p>　　3.5.1 柱截面尺寸的確定</p><p>　　

63、柱截面高度可以取，H為層高；柱截面寬度可以取為。選定柱截面尺寸為500 mm×500mm</p><p>　　3.5.2 梁尺寸確定</p><p>　　框架梁截面高度取梁跨度的l/8~l/12。該工程框架為縱橫向承重，根據(jù)梁跨度可初步確定框架梁300mm×600mm</p><p>　　3.5.3 樓板厚度</p><p

64、>　　樓板為現(xiàn)澆雙向板，根據(jù)經(jīng)驗板厚取130mm。</p><p>　　3.6 基本假定與計算簡圖</p><p>　　3.6.1 基本假定</p><p>　　第一：平面結(jié)構(gòu)假定：該工程平面為正交布置，可認為每一方向的水平力只由該方向的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)承擔，垂直于該方向的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)不受力。</p><p>　　第二：由于結(jié)構(gòu)體型規(guī)整，布

65、置對稱均勻，結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下不計扭轉(zhuǎn)影響。</p><p>　　3.6.2 計算簡圖</p><p>　　在橫向水平力作用下，連梁梁對墻產(chǎn)生約束彎矩，因此將結(jié)構(gòu)簡化為剛結(jié)計算體系，計算簡圖如后面所述。</p><p><b>　　3.7 荷載計算</b></p><p>　　作用在框架結(jié)構(gòu)上的荷載通常為恒載和活載

66、。恒載包括結(jié)構(gòu)自重、結(jié)構(gòu)表面的粉灰重、土壓力、預加應力等?；詈奢d包括樓面和屋面活荷載、風荷載、雪荷載、安裝荷載等。</p><p>　　高層建筑水平力是起控制作用的荷載，包括地震作用和風力。地震作用計算方法按《建筑結(jié)構(gòu)抗震設計規(guī)范》進行，對高度不超過40m以剪切為主且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的結(jié)構(gòu)，可采用底部剪力法。</p><p>　　豎向荷載主要是結(jié)構(gòu)自重（恒載）和使用荷載（活載）

67、。結(jié)構(gòu)自重可由構(gòu)件截面尺寸直接計算，建筑材料單位體積重量按荷載規(guī)范取值。使用荷載（活荷載）按荷載規(guī)范取值，樓面活荷載折減系數(shù)按荷載規(guī)范取用。</p><p>　　3.8 側(cè)移計算及控制</p><p>　　框架結(jié)構(gòu)的側(cè)移由梁柱桿件彎曲變形和柱的軸向變形產(chǎn)生的。在層數(shù)不多的框架中，柱軸向變形引起的側(cè)移很小，可以忽略不計。在近似計算中，一般只需計算由桿件彎曲引起的變形。</p>

68、<p>　　當一般裝修標準時，框架結(jié)構(gòu)在地震作用下層間位移和層高之比、頂點位移與總高之比分別為1：650，1：700。</p><p>　　框架結(jié)構(gòu)在正常使用條件下的變形驗算要求各層的層間側(cè)移值與該層的層高之比不宜超過1/550的限值。</p><p>　　3.9 內(nèi)力計算及組合</p><p>　　3.9.1 豎向荷載下的內(nèi)力計算</p>

69、;<p>　　豎向荷載下內(nèi)力計算首先根據(jù)樓蓋的結(jié)構(gòu)平面布置，將豎向荷載傳遞給每榀框架?？蚣芙Y(jié)構(gòu)在豎向荷載下的內(nèi)力計算采用分層法計算各敞口單元的內(nèi)力，然后在將各敞口單元的內(nèi)力進行疊加；連梁考慮塑性內(nèi)力重分布而進行調(diào)幅，按兩端固定進行計算。</p><p>　　3.9.2 水平荷載下的計算</p><p>　　利用D值法計算出框架在水平荷載作用下的層間水平力，然后將作用在每一層

70、上的水平力按照該榀框架各柱的剛度比進行分配，算出各柱的剪力，再求出柱端的彎矩，利用節(jié)點平衡求出梁端彎矩。</p><p>　　3.9.3 內(nèi)力組合</p><p>　　第一：荷載組合。荷載組合簡化如下：</p><p>　?。?）恒荷載+活荷載、（2）恒荷載+風荷載、（3）恒荷載+活荷載+風荷載、（4）恒荷載+地震荷載+活荷載。</p><p&

71、gt;　　第二：控制截面及不利內(nèi)力?？蚣芰褐鶓M行組合的層一般為頂上二層，底層，混凝土強度、截面尺寸有改變層及體系反彎點所在層。</p><p>　　框架梁控制截面及不利內(nèi)力為：支座截面，－Mmax，Vmax，跨中截面，Mmax。</p><p>　　框架柱控制截面為每層上、下截面，每截面組合：Mmax及相應的N、V，Nmax及相應M、V，Nmin及相應M、V。</p>&l

72、t;p>　　3.10 基礎(chǔ)設計</p><p>　　在荷載作用下，建筑物的地基、基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)3部分彼此聯(lián)系、相互制約。設計時應根據(jù)地質(zhì)資料，綜合考慮地基——基礎(chǔ)——上部結(jié)構(gòu)的相互作用與施工條件，通過經(jīng)濟條件比較，選取安全可靠、經(jīng)濟合理、技術(shù)先進和施工簡便的地基基礎(chǔ)方案。根據(jù)上部結(jié)構(gòu)、工程地質(zhì)、施工等因素，優(yōu)先選用整體性較好的獨立基礎(chǔ)。</p><p>　　3.11 施工材料&l

73、t;/p><p>　　第一：本工程中所采用的鋼筋箍筋為Ⅰ級鋼，fy=210N/m㎡,主筋為Ⅱ級鋼，</p><p>　　fy=300N/m㎡。</p><p>　　第二：柱梁鋼筋混凝土保護層為35mm,板為15mm。</p><p>　　第三：鋼筋的錨固和搭接按國家現(xiàn)行規(guī)范執(zhí)行。</p><p>　　第四：本工程所有混凝土

74、強度等級均為C30。</p><p>　　第五：墻體外墻及疏散樓梯間采用240厚蒸壓灰砂磚。</p><p>　　第六：當門窗洞寬≤1000mm時,應采用鋼筋磚過梁,兩端伸入支座370并彎直鉤;門窗洞寬≥1000mm時,設置鋼筋混凝土過梁。</p><p>　　3.12 施工要求及其他設計說明</p><p>　　第一：本工程上部樓板設計時

75、未考慮較大施工堆載（均布），當外荷載達到3.0Kn/m時，應采取可靠措施予以保護。</p><p>　　第二：本工程女兒墻壓頂圈梁為240mm×120mm，內(nèi)配4φ8，?φ6@250，構(gòu)造柱為240mm×240mm，內(nèi)配4φ10，φ6@250，間隔不大于2000mm</p><p>　　第三；施工縫接縫應認真處理，在混凝土澆筑前必須清除雜物，洗凈濕潤，在刷2度純水泥漿后

76、，用高一級的水泥沙漿接頭，再澆筑混凝土。</p><p>　　第四：未詳盡說明處，按相關(guān)規(guī)范執(zhí)行。</p><p><b>　　第二部分</b></p><p><b>　　設 計 計 算 書</b></p><p><b>　　4 設計計算書</b></p>

77、<p>　　4.1 設計原始資料</p><p>　?。?）.冬季主導風向東北平均風速2.6 m/s，夏季主導風向東南平均風速2.6 m/s，最大風速23.7 m/s。</p><p>　　(2).常年地下水位低于-1.3m，水質(zhì)對混凝土沒有侵蝕作用。</p><p>　　(3).最大積雪厚度0.32m，基本雪壓SO=0.4KN/M2,基本風壓WO=0.

78、4 KN/M2,土壤最大凍結(jié)深度0.09m。</p><p>　　(4).抗震設防烈度6度，設計地震分組第三組.</p><p><b>　　(5).地質(zhì)條件</b></p><p>　　4.2 結(jié)構(gòu)布置及計算簡圖 </p><p>　　根據(jù)該房屋的使用功能及建筑設計的需求，進行了建筑平面、立面、及剖面設計其各層建筑平

79、面剖面示意圖如建筑設計圖，主體結(jié)構(gòu)4層，層高均為3.9m。</p><p>　　填充墻面采用240 mm厚的灰砂磚砌筑，門為木門，窗為鋁合金窗，門窗洞口尺寸見門窗表。</p><p>　　樓蓋及屋蓋均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，樓板厚度取130mm，梁載面高度按梁跨度的1/12~1/8估算，由此估算的梁載面尺寸見表1，表中還給出柱板的砱強度等級。C30（fc=14.3N/mm2，ft=1.43

80、N/mm2）</p><p><b>　　表1 梁截面尺寸</b></p><p>　　柱載面尺寸可根據(jù)式N=βFgEn Ac≥N/[UN]fc估算表2查得該框架結(jié)構(gòu)在30m以下，撫震得級為三級，其軸壓比值[UN]=0.9</p><p><b>　　表2 抗震等級分類</b></p><p>

81、<b>　　表3 軸壓比限值</b></p><p>　　柱截面尺寸：柱截面高度可取h=（1/15-1/20）H，H為層高；柱截面高度可取b=（1-2/3）h，并按下述方法進行初步估算。</p><p>　　a） 框架柱承受豎向荷載為主時，可先按負荷面積估算出柱軸力，再按軸心受壓柱驗算?？紤]到彎矩影響，適當將柱軸力乘以1.2-1.4的放大系數(shù)。</p>

82、<p>　　b） 對于有抗震設防要求的框架結(jié)構(gòu),為保證柱有足夠的延性,需要限制柱的軸壓比,柱截面面積應滿足下列要求。</p><p>　　c) 框架柱截面高度不宜小于400mm,寬度不宜小于350mm。為避免發(fā)生剪切破壞，柱凈高與截面長邊之比不宜大于4。</p><p>　　根據(jù)上述規(guī)定并綜合考慮其他因素，設計柱截面尺寸取值統(tǒng)一取500500mm。</p><

83、p>　　基礎(chǔ)采用柱下條形基礎(chǔ)，基礎(chǔ)+距離室外地平0.5，室內(nèi)外高差為0.45,框架結(jié)構(gòu)計算簡圖如圖所示，取頂層柱的形心線作為框架柱的軸線，梁軸線取至板底，2-4層柱高度即為層高3.9m，底層柱高度從基礎(chǔ)頂面取至一層板底，即h1=3.9+0.45+0.5=4.85m?？蚣苡嬎愫唸D見圖1。</p><p>　　圖1 框架計算簡圖</p><p><b>　　4.3 荷載計算

84、</b></p><p>　　4.3.1 恒載標準值計算</p><p>　　屋面：剛性防水屋面(有保溫層) ：蘇J01-2005 12/7</p><p>　　40厚C20細石砼內(nèi)配直徑4間距150雙向鋼筋 0.8 kN/m2</p><p>　　20厚1:3水泥砂漿找平

85、 0.02x20=0.4kN/m2</p><p>　　70厚水泥防水珍珠巖塊或瀝青珍珠巖保溫層</p><p>　　0.07x10=0.7 kN/m2</p><p>　　20厚1:3水泥砂漿找平層 0.02x20=0.4 kN/m2</p><p>　　100 厚結(jié)構(gòu)層　　　　　　　　　　　　

86、　　 0.1x25=2.5 kN/m2</p><p>　　12厚板底抹灰　　　　　　　　　　　　　 0.012x20=2.5 kN/m2</p><p>　　合 計 　　　　　　　　　 4.82kN/m2</p><p><b>　　樓面：</b></p><p>　　水磨石地面(10m

87、m面層,20mm水泥砂漿打底，素水泥打底)</p><p><b>　　0.65kN/m2</b></p><p>　　130厚鋼筋砼板 　　　　　25×0.13=3.25 kN/m2</p><p>　　12厚水泥沙漿　　　　　　　　　　　　　　0.012×20=2.5 kN/m2<

88、/p><p>　　合 計 　　　　　　　　　　4.14 kN/m2</p><p><b>　　梁自重：</b></p><p>　　邊跨梁 bXh=300×600mm</p><p>　　梁自重 25×0

89、.3×(0.6-0.13)=3.75kN/m</p><p>　　抹灰層：12厚水泥砂漿</p><p>　　＜0.012×(0.6-0.13)×2+0.012×0.3＞×20＝0.312kN/m</p><p>　　合計 4.

90、062kN/m2</p><p>　　中間跨梁 bXh=250×500mm</p><p>　　梁自重 25×0.25×(0.5-0.13)=3.00kN/m</p><p>　　抹灰層：12厚水泥砂漿</p><p>　?。?.012×(0.5-0

91、.13)×2+0.012×0.25＞×20＝0.26kN/m</p><p>　　合計 3.26kN/m2</p><p>　　柱自重：　bXh=500×500mm</p><p>　　柱自重

92、 25×0.50×0.50=6.25kN/m</p><p>　　抹灰層：12厚水泥砂漿 0.012×0.50×4×20＝0.48kN/m</p><p>　　合計 6.73kN/m</p><p

93、><b>　　外縱墻自重：</b></p><p><b>　　標準層：</b></p><p>　　縱墻（240灰砂磚） 　　　　　18×(3.9-0.5-1.8)×0.24=6.48kN/m</p><p>　　鋁合金門窗　　　　　　　　　　　　　　　 0.35×1.8 =0.63k

94、N/m</p><p>　　水泥粉刷外墻面　　　　　　　　　 0.36×(3.60-1.80)=0.756kN/m</p><p>　　水泥粉刷內(nèi)墻面　　　　　 0.36×(3.60-1.80)=0.756kN/m</p><p>　　合計

95、 8.622kN/m2</p><p><b>　　底層：</b></p><p>　　縱墻（240灰砂磚） 　　　　　　　　　</p><p>　　18×(4.85-1.80-0.50-0.40)×0.24=9.288kN/m</p><p>　　鋁合金門窗　　　　　　　　　　　　　　　 0.3

96、5×1.8=0.63kN/m</p><p>　　釉面磚外墻面　　　　　　　　 0.5×(4.35-1.80-0.50)=1.025kN/m</p><p>　　水泥粉刷內(nèi)墻面 0.756kN/m</p><p>　　合計

97、 11.70kN/m</p><p><b>　　內(nèi)縱墻自重：</b></p><p><b>　　標準層：</b></p><p>　　縱墻（240灰砂磚） 　　　　　 18×(3.90-0.50)×0.24=14.688kN/m</p><

98、p>　　水泥粉刷墻面　　　　　　　　　0.36×(3.90-0.5)×2.00=2.448kN/m</p><p>　　合計 17.136kN/m2</p><p><b>　　底層：</b></p><p>　　縱墻（240灰

99、砂磚） 　　　　　　　　　</p><p>　　18×(4.85-0.50-0.40)×0.24=17.06kN/m</p><p>　　水泥粉刷墻面　　　　　　　　　　　　 0.36×3.90×2=2.808kN/m</p><p>　　合計

100、 19.87kN/m</p><p>　　4.3.2 活荷載標準值計算</p><p>　　第一：面和樓屋面活荷載標準值</p><p><b>　　根據(jù)荷載規(guī)范查得：</b></p><p>　　上人屋面　 2.0</p

101、><p>　　樓面：教室 2.0</p><p>　　走道 2.5</p><p>　　第二：雪荷載　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 0.4</p><p>　　屋面活荷載

102、與雪荷載不同時考慮，兩者中取大值。</p><p>　　4.3.3 豎向荷載下框架受荷總圖</p><p>　　本次設計的教學樓縱向柱距為4.50m,橫梁跨度為6.90m，單區(qū)格板為4.50m×6.90m。L1/L2=1.5<2所以按雙向板傳遞荷載，板上荷載分配如圖２所示。</p><p>　　圖2 板面荷載分配圖</p><

103、p>　　圖3 計算單元的選取</p><p>　　第一：A-B軸間框架</p><p><b>　　屋面板荷載：</b></p><p>　　板傳至梁上的三角形和梯形荷載等效為均布荷載</p><p>　　恒載　 </p><p>　

104、　活載 </p><p><b>　　樓面板荷載：</b></p><p>　　恒載　 </p><p>　　活載 </p><p>　　梁自重

105、 </p><p>　　A-B軸間框架梁均布荷載： 屋面梁 恒載=梁自重+板傳荷載</p><p><b>　　活載=板傳荷載</b></p><p>　　樓面梁 恒載=梁自重+板傳荷載</p><p>&

106、lt;b>　　活載=板傳荷載</b></p><p>　　第二：B-C軸間框架梁均布荷載：</p><p><b>　　屋面板傳荷載：</b></p><p>　　恒載　 </p><p>　　活載

107、 </p><p><b>　　樓面板荷載：</b></p><p>　　恒載　 </p><p>　　活載 </p><p>　　梁自重

108、 </p><p>　　B-C軸間框架梁均布荷載： 屋面梁 恒載=梁自重+板傳荷載</p><p><b>　　活載=板傳荷載</b></p><p>　　樓面梁 恒載=梁自重+板傳荷載+墻自重</p><p><b>　　活載=板傳荷載</b

109、></p><p>　　第三：C-D軸間框架梁均布板荷載同A-B軸</p><p>　　第四：A柱縱向集中荷載計算</p><p><b>　　頂層柱：</b></p><p>　　女兒墻自重(做法:墻高 900mm,100mm砼壓頂)</p><p>　　頂層柱恒載=梁自重+板傳荷載+板

110、傳荷載</p><p><b>　　標準層柱：</b></p><p>　　標準層柱恒載=墻自重 +梁自重+板傳荷載</p><p>　　第五：B柱縱向集中荷載計算</p><p><b>　　頂層柱：</b></p><p>　　頂層柱恒載=梁自重+板傳荷載</p&g

111、t;<p><b>　　標準層柱：</b></p><p>　　標準層柱恒載=內(nèi)縱墻自重+梁自重+板傳荷載</p><p>　　基礎(chǔ)頂面恒載=底層內(nèi)總墻+基礎(chǔ)梁自重</p><p>　　結(jié)構(gòu)在進行梁柱的布置時柱軸線與梁的軸線不重合，因此柱的豎向荷載對柱存在偏心?？蚣艿呢Q向荷載及偏心距如圖4所示。</p><p&

112、gt;　　圖4 框架豎向荷載圖</p><p>　　4.3.4 重力荷載代表值計算</p><p>　　結(jié)構(gòu)的重力荷載代表值應取結(jié)構(gòu)和構(gòu)件自重標準值加上各可變荷載組合值，即</p><p>　　其中可變荷載為雪荷載 </p><p>　　屋面活載

113、 </p><p>　　樓面活載：教室 </p><p>　　走道 </p><p>　　屋面處的重力荷載代表值的計算</p><p><b>

114、　　女兒墻的計算 </b></p><p>　　屋面板結(jié)構(gòu)層及構(gòu)造層自重的標準層</p><p><b>　　頂層的墻重 </b></p><p>　　其余層樓面處重力荷載代表值計算</p><p>　　底層樓面處重力荷載代表值計算</p><p><b>　　屋頂雪荷載標準

115、值</b></p><p><b>　　樓面活荷載標準值</b></p><p><b>　　總重力荷載標準值</b></p><p>　　4.4 地震作用計算</p><p>　　4.4.1 橫向框架側(cè)移剛度計算</p><p>　　橫梁線剛度ib計算過程見

116、下表4，柱線剛度ic計算見表5。</p><p>　　表4 橫梁線剛度ib計算表</p><p>　　表5 柱線剛度ic計算表</p><p>　　取BC跨梁的相對線剛度為1.0，則其他為：</p><p>　　AB 跨 BC跨 1層柱 2-4層柱</p><p>　　相對

117、剛度I 0.69 1.0 0.43 0.54</p><p>　　框架梁柱的相對線剛度如圖4，作為計算各節(jié)點桿端彎矩分配系數(shù)的依據(jù)。</p><p><b>　　圖5 計算簡圖</b></p><p>　　柱的側(cè)移剛度按式D=αc計算，式由系數(shù)αc為柱側(cè)移剛度修正系數(shù)，由相關(guān)的表可查，

118、根據(jù)梁柱線剛度比的不同。例如，中框架柱分中柱和邊柱，邊柱梁分中柱和邊柱等，現(xiàn)以第2層B-3柱的側(cè)移剛度計算為例，其余見表6</p><p>　　表6 框架柱側(cè)移剛度</p><p>　　A ,D軸中框架邊柱</p><p>　　A-1,5、D-1,5軸邊框架邊柱</p><p><b>　　B C軸中框架中柱</b>&l

119、t;/p><p><b>　　B C軸邊框架中柱</b></p><p>　　把上述不同情況下同層框架柱側(cè)移剛度相加，即得框架各層間側(cè)移剛度∑Di見下表：</p><p>　　橫向框架層間側(cè)移剛度（N/mm）</p><p>　　層次 1 2 3 4 5&l

120、t;/p><p>　　∑Di 214368 305882 305882 305882 305882</p><p>　　4.4.2 橫向自振周期計算</p><p>　　橫向地震自振周期利用頂點假想側(cè)移計算，計算過程見表7</p><p>　　表7 結(jié)構(gòu)頂點的假想側(cè)移計算</p><p>　　按

121、式T1=1.7計算基本周期T1，其中μT的量綱為m</p><p><b>　　取=0.7則</b></p><p>　　T1=1.7×0.7×=0.502S</p><p>　　4.4.3 橫向水平地震力計算</p><p>　　本工程中結(jié)構(gòu)不超過40m質(zhì)量和剛度沿度分布比較均勻，變形以剪切型為主

122、，故可用底部剪力法計算水平地震作用，結(jié)構(gòu)總水平地震作用標準值按式FEK=α1Gep計算即</p><p>　　Gep=0.85ΣG1</p><p>　　=0.85×19140</p><p><b>　　=16269kN</b></p><p>　　由于該工程所在地抗震設防烈度為6度，場地類別為Ⅱ類，設計地震

123、分組為第三組，則。</p><p><b>　　， 則 </b></p><p>　?。?式中 r---衰減指數(shù)，在的區(qū)間取0.9, ---阻尼調(diào)整系數(shù),除有專門規(guī)定外,建筑結(jié)構(gòu)的阻尼比應取0.05,相應的）</p><p>　　因1.4Tg=1.4×0.45=0.63>T1=0.502S，則取為0</p>