教學(xué)樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).docx

復(fù)旦大學(xué)3號教學(xué)樓設(shè)計(jì) 院 系：城市建設(shè)學(xué)院專業(yè)班級：土木工程1202班 姓 名：王俊天宏 學(xué) 號：20121222169 指導(dǎo)教師：李揚(yáng)2016年5月20日復(fù)旦大學(xué)3號教學(xué)樓設(shè)計(jì)Design of 3 teaching building of Fudan University 摘要 本工程名稱為復(fù)旦大學(xué)3號教學(xué)樓工程，采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，主體結(jié)構(gòu)為7層，地點(diǎn)在上海市徐匯區(qū)，該地區(qū)的抗震設(shè)防烈度為7度，建筑場地類別為類場地?；撅L(fēng)壓為0.55kN/m2,基本雪壓為0.20kN/m2。樓、屋蓋均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。在本工程設(shè)計(jì)中我將貫徹“以人為本”的原則，合理考慮平面布局、科學(xué)安排設(shè)計(jì)流程，從而來滿足建筑的使用要求，并且其間嚴(yán)格按照建筑設(shè)計(jì)規(guī)范中的相關(guān)規(guī)定。本工程設(shè)計(jì)主要分析了軸的一榀框架，在確定柱網(wǎng)布置后，初步確定柱截面和梁截面的尺寸，估算出現(xiàn)澆板厚度，并且進(jìn)行了框架線剛度計(jì)算。之后，對恒荷載、活荷載、風(fēng)荷載與地震作用分別進(jìn)行荷載統(tǒng)計(jì)，并且對風(fēng)荷載、地震作用進(jìn)行側(cè)移驗(yàn)算。然后，運(yùn)用力學(xué)結(jié)構(gòu)求解器進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算，再進(jìn)行內(nèi)力組合，接下來便是梁柱板和基礎(chǔ)的配筋計(jì)算部分。完成上述流程后，最后繪制相應(yīng)的建筑圖紙與結(jié)構(gòu)圖紙。關(guān)鍵詞：框架結(jié)構(gòu) 以人為本 荷載統(tǒng)計(jì) 內(nèi)力計(jì)算 內(nèi)力組合 配筋計(jì)算IAbstract The project name for No. 3 teaching building project in Fudan University, with reinforced concrete frame structure, the main structure is divided into 7 layers and place in Xuhui District, Shanghai City, the seismic fortification intensity of the area is 7 degrees, the building site categories for site class II. The basic pressure 0.55kN/m2, basic snow 0.20kN/m2. Floor and roof are used in cast-in-place reinforced concrete structure. In the design of this project, I will implement the principle of people-oriented, consider a reasonable layout, scientific arrangement of design process, in order to meet the requirements of the building, and during in strict accordance with the relevant provisions of the code for design of building. This design mainly analyzes the three shaft frame, in determining the grid layout, initially identified column section and beam section size, estimate the thickness of the slab, and the wire frame stiffness calculation. After that, the load statistics on dead load, live load, wind load and earthquake action are carried out respectively, and the calculation of wind load and earthquake action is checked. Then, the mechanical structure is used to calculate the internal force, and then the internal force combination, the next is the beam column plate and foundation reinforcement calculation part. After the completion of the above process, and finally draw the corresponding architectural drawings and structural drawings.Key words: frame structure people oriented load statistics calculation of internal force internal force combination reinforcement calculation II目錄摘要IAbstractII緒論11.建筑設(shè)計(jì)11.1設(shè)計(jì)概要11.1.1房間的面積、形狀、尺寸的確定11.1.2房間的門窗設(shè)置11.1.3交通聯(lián)系空間的平面設(shè)計(jì)11.2建筑平面設(shè)計(jì)21.3建筑立面設(shè)計(jì)21.4建筑剖面設(shè)計(jì)31.5抗震設(shè)計(jì)41.6樓梯設(shè)計(jì)41.7防火設(shè)計(jì)41.8細(xì)部構(gòu)造做法51.8.1勒腳51.8.2屋面工程51.8.3門窗工程51.8.4油漆構(gòu)件防腐、防銹工程51.8.5基礎(chǔ)工程51.9建筑細(xì)部具體構(gòu)造做法61.9.1屋面做法61.9.2樓面做法71.9.3內(nèi)墻做法71.9.4外墻做法71.9.5衛(wèi)生間做法72.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)82.1工程概況82.2設(shè)計(jì)依據(jù)82.2.1規(guī)范依據(jù)82.2.2工程地質(zhì)勘察報(bào)告82.2.3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)92.2.4抗震設(shè)計(jì)參數(shù)92.3荷載取值92.3.1 雪荷載、風(fēng)荷載92.3.2 樓面、屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值102.3.3 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)、荷載分項(xiàng)系數(shù)、可變荷載組合值系數(shù)取值102.4 主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件及墻體截面尺寸102.5 基礎(chǔ)102.6 材料113.結(jié)構(gòu)方案113.1設(shè)計(jì)有關(guān)資料123.2構(gòu)件及材料尺寸123.2.1框架柱截面初步確定123.2.2梁截面初步確定133.2.3現(xiàn)澆板厚度143.3計(jì)算簡圖的確定143.4結(jié)構(gòu)平面布置圖154.荷載統(tǒng)計(jì)164.1恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算174.2活荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算224.3風(fēng)荷載計(jì)算244.4地震荷載264.4.1建筑物重力荷載代表值Gi的計(jì)算264.4.2地震作用的計(jì)算284.4.3計(jì)算一榀框架軸的抗側(cè)剛度304.5側(cè)移驗(yàn)算314.5.1風(fēng)荷載作用下的側(cè)移驗(yàn)算314.5.2地震作用下的側(cè)移驗(yàn)算315.內(nèi)力計(jì)算315.1內(nèi)力計(jì)算方法325.2豎向荷載作用與水平荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算325.2.1恒載滿布時(shí)一榀框架的內(nèi)力圖325.2.2 活荷載布置在第一跨時(shí)的內(nèi)力圖345.2.3 活荷載布置在中間跨時(shí)的內(nèi)力圖375.2.4活載滿布時(shí)內(nèi)力圖405.2.5 水平風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力圖435.2.6地震作用下的內(nèi)力圖（左震）465.2.7重力荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算496.內(nèi)力組合536.1 組合原則546.2 橫向框架內(nèi)力組合566.3 框架柱內(nèi)力組合637.梁柱配筋計(jì)算717.1框架梁配筋計(jì)算727.1.1設(shè)計(jì)參數(shù)727.1.2 BC梁左支座正截面設(shè)計(jì)727.1.3 BC梁右支座正截面設(shè)計(jì)727.1.4 BC跨梁跨中正截面設(shè)計(jì)737.1.5梁斜截面設(shè)計(jì)747.1.6裂縫寬度驗(yàn)算757.1.7變形驗(yàn)算767.2框架柱配筋計(jì)算807.2.1設(shè)計(jì)參數(shù)817.2.2柱子柱頂截面縱筋設(shè)計(jì)817.2.3柱子柱底截面縱筋設(shè)計(jì)837.2.4柱頂截面箍筋設(shè)計(jì)857.2.5柱底截面箍筋設(shè)計(jì)867.2.6裂縫寬度驗(yàn)算878.板的設(shè)計(jì)948.1板的平面結(jié)構(gòu)布置圖958.2荷載計(jì)算958.3彎矩計(jì)算958.4截面設(shè)計(jì)968.5裂縫驗(yàn)算999.基礎(chǔ)設(shè)計(jì)999.1 B柱獨(dú)立基礎(chǔ)1009.1.1 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)參數(shù)1009.1.2 確定基礎(chǔ)底面面積1009.1.3 持力層強(qiáng)度驗(yàn)算1019.1.4 基礎(chǔ)沖切驗(yàn)算1019.1.5 基礎(chǔ)配筋計(jì)算1039.2 C、D雙柱聯(lián)合基礎(chǔ)1049.2.1 基本設(shè)計(jì)參數(shù)1049.2.2 確定基礎(chǔ)底面面積1049.2.3 持力層強(qiáng)度驗(yàn)算1059.2.4 基礎(chǔ)沖切驗(yàn)算1059.2.5 基礎(chǔ)配筋計(jì)算106結(jié)論108致謝109參考文獻(xiàn)109附錄111 緒論復(fù)旦大學(xué)3號教學(xué)樓設(shè)計(jì)按照的是華中科技大學(xué)武昌分校畢業(yè)設(shè)計(jì)要求編寫的畢業(yè)設(shè)計(jì)，內(nèi)容包括建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兩部分。 該擬建工程項(xiàng)目為復(fù)旦大學(xué)3號教學(xué)樓，位于上海市徐匯區(qū)，交通發(fā)達(dá)，地勢平緩。總建筑面積約為5900m2，建筑高度為31.85m，設(shè)有教室、辦公室、會議室、公共衛(wèi)生間等設(shè)施。設(shè)計(jì)的合理使用年限為50年，建筑耐火等級為二級，屋面防水等級為三級，該地區(qū)為一類環(huán)境。月平均最高氣溫32.4，月平均最低氣溫為1.7。 教學(xué)樓屬于民用建筑中公共建筑中的文教建筑一類。在我國，高校的建設(shè)一直是國家教育發(fā)展戰(zhàn)略的重點(diǎn)。進(jìn)入新世紀(jì)以來，在教育全球化的影響下，我國高等教育有了長足的發(fā)展，公共教學(xué)樓規(guī)模也越來越大。在近十年來，高校規(guī)模的急劇增長與土地資源不可再生的矛盾日益突出，因此對高校教學(xué)樓的設(shè)計(jì)提出了新的要求。當(dāng)下，對新建高校教學(xué)樓的通用性、公共空間的研究也成為國內(nèi)外研究的主要方向之一，它具有深刻的時(shí)代意義和歷史價(jià)值。 本設(shè)計(jì)方案應(yīng)體現(xiàn)“以人為本”的原則，平面布置應(yīng)當(dāng)合理，流程步驟應(yīng)當(dāng)科學(xué)。并在最終提交建筑設(shè)計(jì)施工圖57張，包括內(nèi)容為建筑設(shè)計(jì)總說明；門窗表；裝修做法表；總平面圖；首層、標(biāo)準(zhǔn)層和屋面平面圖；各立面圖和主要剖面圖；詳圖（不少于三張）。 （1）結(jié)構(gòu)選型：根據(jù)建筑設(shè)計(jì)方案及設(shè)計(jì)原始資料，選擇適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)體系。 （2）結(jié)構(gòu)布置：合理布置結(jié)構(gòu)構(gòu)件，初步確定材料強(qiáng)度等級及構(gòu)件截面尺寸。 （3）結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析及構(gòu)件設(shè)計(jì)：根據(jù)現(xiàn)行國家設(shè)計(jì)規(guī)范，計(jì)算結(jié)構(gòu)荷載及地震作用，手算完成結(jié)構(gòu)一個(gè)主軸方向的內(nèi)力分析，并進(jìn)行框架梁、柱的內(nèi)力組合，完成構(gòu)件截面設(shè)計(jì)及配筋計(jì)算；同時(shí)，采用工程設(shè)計(jì)軟件驗(yàn)算結(jié)構(gòu)內(nèi)力及配筋（結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器、PKPM），最終將其與手算結(jié)果進(jìn)行對比分析。 （4）地基基礎(chǔ)方案：基礎(chǔ)選型及其埋置深度的確定，基礎(chǔ)尺寸及配筋計(jì)算。 （5）施工繪圖：結(jié)構(gòu)施工圖68張，以計(jì)算結(jié)果為依據(jù)，結(jié)合結(jié)構(gòu)的相關(guān)構(gòu)造要求，全面準(zhǔn)確地完成以下內(nèi)容：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總說明；基礎(chǔ)平面布置圖及基礎(chǔ)配筋圖；標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)平面布置圖、屋面結(jié)構(gòu)平面布置圖；框架梁柱配筋圖。21.建筑設(shè)計(jì)1.1設(shè)計(jì)概要 本設(shè)計(jì)是上海市復(fù)旦大學(xué)的3號教學(xué)樓，采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，主體為7層，屬于高層建筑，而且該建筑為二級抗震，在設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮地震因素的影響。 由于本設(shè)計(jì)是大學(xué)教學(xué)樓，所以需要根據(jù)其建筑的使用功能、建筑規(guī)模和相關(guān)的建筑規(guī)范來對建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)，力求達(dá)到空間上的合理運(yùn)用、經(jīng)濟(jì)上的合理分配和功能上的合理發(fā)揮。當(dāng)然在教學(xué)樓中，日常的光照時(shí)間、光照面積和走廊樓梯的相關(guān)設(shè)計(jì)也尤其重要。1.1.1房間的面積、形狀、尺寸的確定民用建筑常見的房間形狀有矩形、方形、多邊形、圓形等，在具體設(shè)計(jì)中，應(yīng)從使用功能、平面組合、結(jié)構(gòu)形式與結(jié)構(gòu)布置、經(jīng)濟(jì)條件、建筑造型等方面綜合考慮，選擇合適的房間形狀。我在設(shè)計(jì)中選擇的是矩形平面，在實(shí)際工程中，矩形房間在諸如教學(xué)樓、辦公樓等建筑中常常被采用。矩形平面體型簡單，墻體是平直的，利于房間內(nèi)部的設(shè)施布置，而且結(jié)構(gòu)布置簡單，也便于施工。其次，矩形平面便于統(tǒng)一開間和進(jìn)深，也有利于我在平面及空間的組合。在教學(xué)樓中，為了保證良好的視聽效果和音質(zhì)效果，矩形平面的開間與進(jìn)深的比例也需要進(jìn)一步的確定，在通常情況下取1:1.21:1.5，狹長型的矩形不利于使用?？蚣芙Y(jié)構(gòu)房屋中，進(jìn)深也一般不大于9.00m，且開間和進(jìn)深都需要符合相應(yīng)的模數(shù)。1.1.2房間的門窗設(shè)置房間的門是供人們出入和交通聯(lián)系用的，也會兼作采光和通風(fēng)的作用。在平面設(shè)計(jì)中，門的寬度取決于人體尺寸、人流股數(shù)及家具設(shè)備的大小等。由于是大學(xué)教學(xué)樓，考慮到學(xué)生和老師人數(shù)較多，需要把門的寬度設(shè)計(jì)的大一些，最好在教室兩頭各設(shè)置一處門供出入。除此之外作疏散作用的門開啟方向應(yīng)朝外側(cè)，其余的門朝內(nèi)側(cè)。窗戶的主要功能是采光和通風(fēng)，窗的面積要符合相應(yīng)的窗地比，達(dá)到采光上的要求，且需要符合模數(shù)。我在設(shè)計(jì)中采用的是推拉窗，尺寸為1500mm1500mm。1.1.3交通聯(lián)系空間的平面設(shè)計(jì)走道的主要功能是連接各個(gè)房間、樓梯和門廳等，用來解決建筑中水平交通的聯(lián)系問題。走道的寬度應(yīng)符合人流通行和建筑防火的要求，對于大學(xué)教學(xué)樓來說，走道寬度要適當(dāng)?shù)募哟?，以滿足對人流的要求。而走道的長度，對不同的耐火等級，其要求也各不相同，一切都要以安全為第一考慮。樓梯是建筑中各樓層間垂直交通聯(lián)系得部分，它的設(shè)計(jì)主要是根據(jù)所要使用的需要和安全疏散要求來選擇合適的形式，然后確定樓梯的梯段寬度和休息平臺寬度，且要布置在適當(dāng)?shù)奈恢茫⑶倚枰_定建筑物內(nèi)的樓梯數(shù)量和樓梯間的平面位置及空間組合。必要時(shí)，除了樓梯之外還得考慮設(shè)置電梯。1.2建筑平面設(shè)計(jì)建筑的平面設(shè)計(jì)包括單個(gè)房間平面設(shè)計(jì)以及平面組合設(shè)計(jì)，單個(gè)房間的設(shè)計(jì)是在整體建筑合理而適用的基礎(chǔ)上，確定房間的面積、形狀、尺寸、及門窗大小和位置。平面組合設(shè)計(jì)實(shí)際上是建筑空間在平面上的組合。影響平面組合設(shè)計(jì)的為以下幾個(gè)方面： （1）使用功能：要合理分區(qū)，并且要有明確的流線組織。 （2）結(jié)構(gòu)類型：目前民用建筑常用的結(jié)構(gòu)類型有三種，即混合結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)。綜合考慮框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的諸多優(yōu)點(diǎn)，本設(shè)計(jì)采用框架結(jié)構(gòu)。 （3）設(shè)備管線：設(shè)備管線占有一定空間，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮一定的設(shè)備位置，恰當(dāng)?shù)牟贾孟鄳?yīng)的房間。 （4）建筑造型：一般而言，簡潔、完整的建筑造型無論對于縮短內(nèi)部交通流線，還是對于結(jié)構(gòu)的簡化，節(jié)約用地，降低造價(jià)以及對抗震性能的能升都是極為有利的。1.3建筑立面設(shè)計(jì)由于不同功能要求的建筑類型，具有不同的內(nèi)部空間組合特點(diǎn)，一棟建筑物的外部形象在很大程度上是其內(nèi)部空間功能的的表露，因此，采用那些與其功能要求相適應(yīng)的外部形式，并在此基礎(chǔ)上采用適當(dāng)?shù)慕ㄖ囆g(shù)處理方法來強(qiáng)調(diào)該建筑的性格特征，使其更為鮮明、突出。建筑立面設(shè)計(jì)則偏重于對建筑物的各個(gè)立面以及其外表面上所有構(gòu)件，例如門窗、雨篷、遮陽板、暴露的梁、柱等等的形式、比例關(guān)系和表面的裝飾效果等進(jìn)行仔細(xì)的推敲。在設(shè)計(jì)時(shí)，通常是根據(jù)初步確定的建筑內(nèi)部空間組合的平、剖面關(guān)系，例如房間的大小和層髙、構(gòu)部件的構(gòu)成關(guān)系和截面尺寸、適合開門窗的位置等等，先繪制出建筑物各個(gè)立面的基本輪廓，作為下一步調(diào)整的基礎(chǔ)。然后再進(jìn)一步推敲出各個(gè)立面的總體尺度比例，同時(shí)綜合考慮立面之間的相互協(xié)調(diào)性，特別是相鄰立面之間的連續(xù)關(guān)系，并且對立面上的各個(gè)細(xì)部，特別是門窗的大小、比例和位置，以及各種突出物的形狀等進(jìn)行必要的調(diào)整。最后還應(yīng)該對特殊部位，例如出人口等作重點(diǎn)的處理。1.4建筑剖面設(shè)計(jì)剖面設(shè)計(jì)的主要目的是根據(jù)建筑空間的使用特點(diǎn)、造型要求及經(jīng)濟(jì)等因素，分析并確定建筑物在垂直方向的剖面形狀、建筑層數(shù)、高度、建筑豎向方向的空間，以及建筑剖面中的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造關(guān)系。建筑物的剖面形狀與功能要求相關(guān)，在民用建筑中絕大多數(shù)的建筑是屬于一般功能要求的，住宅、宿舍樓、教學(xué)樓、辦公樓等建筑房間的剖面形狀多采用規(guī)整的矩形。一般進(jìn)深不大的房間多采用側(cè)光窗，當(dāng)進(jìn)深較大時(shí)刻提高窗戶高度。普通窗臺的高度一般為900mm，但有時(shí)功能需求不同時(shí)可相應(yīng)變換。為了防止室外雨水侵入室內(nèi)，并防止墻身受潮，首層室內(nèi)地坪（地面標(biāo)高為0.000），一般應(yīng)高于室外底面至少150mm，室內(nèi)外高差通常在150mm600mm之間，本設(shè)計(jì)采用室內(nèi)外高差為350mm。通常對于一些經(jīng)常使用水的房間，如衛(wèi)生間、盥洗室、陽臺、廚房等，為避免溢水，常將地坪設(shè)置的比本層地坪低20mm50mm，本設(shè)計(jì)中，衛(wèi)生間的標(biāo)高比本層樓面標(biāo)高低20mm。剖面設(shè)計(jì)與平面設(shè)計(jì)時(shí)分別從兩個(gè)不同的方面來反映建筑物內(nèi)部空間關(guān)系。平面設(shè)計(jì)著重解決空間內(nèi)部在水平方向上的邏輯關(guān)系，而剖面設(shè)計(jì)則不同，它主要是針對于內(nèi)部空間在垂直方向上的組合，主要解決層數(shù)、層高和空間組合等問題，它直接表達(dá)出不同建筑空間之間的尺度關(guān)系。一般習(xí)慣是先進(jìn)行平面設(shè)計(jì)，繼而進(jìn)行剖面設(shè)計(jì)，剖面關(guān)系反過來又回影響建筑平面的布局。因此在建筑設(shè)計(jì)中，必須將剖面與平面設(shè)計(jì)綜合考慮，不斷調(diào)整，修繕，才能使設(shè)計(jì)更加完善、合理。綜合各方面因素考慮，本設(shè)計(jì)采用：首層層高4.5m，27層層高4.5m,采取上人屋面，建筑總高為31.85m，室內(nèi)外高差取0.35m，女兒墻高度取1200mm。1.5抗震設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)抗震設(shè)防烈度7，。根據(jù)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50011-2010）第1.0.2規(guī)定：抗震設(shè)防烈度為6度及以上地區(qū)的建筑，必須進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。鋼筋混凝土框架建筑應(yīng)根據(jù)其抗震設(shè)防類別、抗震設(shè)防烈度、結(jié)構(gòu)類型和建筑高度采用不同的抗震等級，并應(yīng)符合相應(yīng)的計(jì)算和構(gòu)造措施要求。本工程的抗震設(shè)防類別為丙類。地震作用和抗震措施均應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防的要求。本設(shè)計(jì)屬于框架結(jié)構(gòu)，7度設(shè)防，高度大于24m，所以抗震等級為二級。1.6樓梯設(shè)計(jì) 樓梯是多、高層建筑中豎向交通和人流緊急疏散的主要交通設(shè)施。此外，根據(jù)建筑物的要求，也可設(shè)置電梯、自動扶梯和坡道等垂直交通設(shè)施。樓梯的數(shù)量、位置、梯段寬度和樓梯間形式應(yīng)滿足使用方便和安全疏散的雙重要求。并且其構(gòu)造設(shè)計(jì)應(yīng)滿足堅(jiān)固、耐久、安全、防火等方面的要求。在房屋建筑學(xué)中，關(guān)于樓梯的相關(guān)規(guī)范，對于大學(xué)教學(xué)樓，樓梯的踏步最小寬度為280mm，最大高度為160mm。由于大學(xué)教學(xué)樓人流較多，梯段寬度取1650mm2100mm之間，梯井寬度不小于150mm，欄桿扶手高度不小于900mm，平臺深度不應(yīng)小于梯段寬度。在本工程中，共設(shè)有2部樓梯，均采用雙跑樓梯，樓梯的開間為4.6m，進(jìn)深6.6m。層高為4.5m，設(shè)計(jì)為等跑樓梯，每跑均15級踏步，14個(gè)踏面，踏步尺寸為280mm150mm，中間休息平臺尺寸為2100mm4400mm。除此之外，本設(shè)計(jì)中還設(shè)有2部電梯，載重量為1250kg，轎廂尺寸為1950mm1400mm2300mm，井道尺寸為3500mm2300mm。1.7防火設(shè)計(jì) 在對建筑進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮防火的要求。本設(shè)計(jì)建筑耐火等級為二級，所以對疏散走道、安全出口、疏散樓梯梯段、房間疏散門的凈寬和直接通向疏散走道的房間疏散門至最近安全出口的最大距離等都應(yīng)符合相關(guān)的防火規(guī)范要求。在設(shè)計(jì)中，需要充分考慮這方面的因素。1.8細(xì)部構(gòu)造做法1.8.1勒腳墻角所處的位置容易受到外界的碰撞和雨、雪的侵蝕，致使墻體破壞，影響建筑物的耐久和美觀。除此之外，由于常受到地表水和地下水毛細(xì)作用所形成的潮氣侵蝕，致使墻身受潮，飾面脫落，影響室內(nèi)外環(huán)境衛(wèi)生和人體健康。一般來說，勒腳的高度不應(yīng)低于700mm。勒腳應(yīng)與散水、墻身水平防潮層形成閉合的防潮系統(tǒng)，它起著保護(hù)墻身和提升墻體立面美觀的作用。為了防止水突然沿著基礎(chǔ)上升及室外地面積水通過勒腳滲入墻體內(nèi)部的情況發(fā)生，需要對墻體進(jìn)行防潮措施，墻身防潮的方法是在墻角鋪設(shè)水平防潮層和垂直防潮層。本工程設(shè)水平防潮層。采用防水砂漿防潮層。1.8.2屋面工程 （1）屋面防水等級為三級。 （2）基層與突出屋面結(jié)構(gòu)（女兒墻、墻、變形縫、管道、天溝、檐口）的轉(zhuǎn)角處水泥砂漿粉刷均做成圓弧或圓角。 （3）凡管道穿屋面等屋面留洞孔位置須檢查核實(shí)后再做防水材料，避免做防水材料后再鑿洞。 （4）高層面雨水排至低屋面時(shí)，應(yīng)在水管下方屋面鋪放一塊49049030細(xì)石混凝土保護(hù)。1.8.3門窗工程 （1）在生產(chǎn)加工門、窗之前，應(yīng)對門窗洞口進(jìn)行實(shí)測。 （2）門窗安裝前預(yù)埋在墻或柱內(nèi)的木，鐵構(gòu)件應(yīng)做防腐、防銹處理。1.8.4油漆構(gòu)件防腐、防銹工程 （1）所有埋入混凝土及砌塊中的木質(zhì)構(gòu)件均須做好防腐處理，滿涂焦油一道。屋面架空硬木版須經(jīng)防蟲、防腐處理后方可使用，面刷酚酞清漆。 （2）所有埋入混凝土中的金屬構(gòu)件須先除銹，刷防銹漆二道；所有露明金屬構(gòu)件（不銹鋼構(gòu)件除外），均須先除銹刷防銹漆一道，再刷油漆二道。1.8.5基礎(chǔ)工程根據(jù)現(xiàn)行建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范和地基損壞造成建筑物破壞后果（危及人的生命、造成經(jīng)濟(jì)損失和社會影響及修復(fù)的可能性）的嚴(yán)重性，將基礎(chǔ)分為三個(gè)安全等級：一級、二級、三級。本設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的安全等級為二級，對應(yīng)于破壞后產(chǎn)生嚴(yán)重的后果，建筑類型為一般工業(yè)與民用建筑?；A(chǔ)按剛度分為：剛性基礎(chǔ)和柔性基礎(chǔ)，按構(gòu)造分類可分為：獨(dú)立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、伐板基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)和殼體基礎(chǔ)。其中，獨(dú)立基礎(chǔ)是柱基礎(chǔ)中最常用和最經(jīng)濟(jì)的型式。本工程采用獨(dú)立基礎(chǔ)和聯(lián)合基礎(chǔ)?；A(chǔ)埋置埋深的選擇應(yīng)考慮： （1）建筑物結(jié)構(gòu)條件和場地環(huán)境條件 在保證建筑物基礎(chǔ)安全穩(wěn)定，耐久使用的前提下，應(yīng)盡量淺埋，以便節(jié)約投資，方便施工。某些建筑物需要具備一定的使用功能或宜采用某種基礎(chǔ)形式，這些要求常成為其基礎(chǔ)埋深的先決條件。結(jié)構(gòu)物荷載大小的不同和性質(zhì)的不同，對地基的要求也不同，因而會影響基礎(chǔ)埋置深度的確定。為了保護(hù)基礎(chǔ)不受人類和生物活動的影響，基礎(chǔ)宜埋置在地表以下，其最小埋深為0.5m，且基礎(chǔ)頂面宜低于室外設(shè)計(jì)地面0.1m，同時(shí)有要便于周圍排水溝的布置。 （2）工程地質(zhì)條件 （3）水文地質(zhì)條件選擇基礎(chǔ)埋深時(shí)應(yīng)注意地下水的埋藏條件和動態(tài)： （1）地基凍融條件。 （2）建筑物的用途，有無地下室、設(shè)備基礎(chǔ)和地下設(shè)施，基礎(chǔ)的形式和構(gòu)造。 （3）作用在地基上的荷載大小和性質(zhì)。 （4）工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件。 （5）相鄰建筑物的基礎(chǔ)埋深。 （6）地基土凍脹和融陷的影響。1.9建筑細(xì)部具體構(gòu)造做法1.9.1屋面做法15厚水泥砂漿 （剛性）40厚C20細(xì)石混凝土防水 （柔性）三氈四油鋪小石子 15厚水泥砂漿 40后水泥石灰焦渣砂漿0.3%找平 80厚礦渣水泥 120厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 10厚水泥砂漿抹灰1.9.2樓面做法水磨石地面100厚鋼筋混凝土現(xiàn)澆板10厚板底抹灰1.9.3內(nèi)墻做法內(nèi)墻體為200mm厚的加氣混凝土砌塊，墻面兩側(cè)刷20mm的石灰砂漿。1.9.4外墻做法 外墻體為240mm厚的加氣混凝土砌塊，墻面兩側(cè)刷20mm的石灰砂漿。1.9.5衛(wèi)生間做法水瓷磚地面 20厚水泥面層80厚鋼筋混凝土樓板 15厚砂漿打底1642.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1工程概況項(xiàng)目名稱：復(fù)旦大學(xué)3號教學(xué)樓設(shè)計(jì) 建筑地點(diǎn)：上海市建筑面積：5900m2建筑高度：31.85m層 高：首層4.5m ;27層4.5m 層 數(shù)：7層2.2設(shè)計(jì)依據(jù)2.2.1規(guī)范依據(jù) 1 GB/T 50001-2010房屋建筑制圖統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)S. 北京: 中國計(jì)劃出版社,2010. 2 GB 50352-2005民用建筑設(shè)計(jì)通則S. 北京: 中國建筑工業(yè)出版社,2005. 3 GB 50016-2006建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范S. 北京: 中國計(jì)劃出版社,2006. 4 GB/T 50033-2001建筑采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)S. 北京: 中國建筑工業(yè)出版社,2001. 5 GB 50009-2012建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范S. 北京: 中國建筑工業(yè)出版社, 2012. 6 GB 50010-2010混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范S. 北京:中國建筑工業(yè)出版社, 2010. 7 GB 50011-2010建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范S. 北京:中國建筑工業(yè)出版社, 2010. 8 GB 50007-2011建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范S. 北京:中國建筑工業(yè)出版社, 2011. 9 JGJ 3-2010高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程S.北京：中國建筑工業(yè)出版社, 2011.2.2.2工程地質(zhì)勘察報(bào)告建筑場地地勢平坦，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，地震加速度值為0.10g，場地為類，fak=300kpa，室內(nèi)外計(jì)算溫度：1.732.4。擬建場地土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)及土層分布見下表：表2.1建筑地層一覽表序號巖土深度土層深度（m）厚度范圍（m）地基土承載力特征值（kPa）壓縮模量（MPa）123雜填土黏性土中粗砂0.0-1.01.0-4.04.0-12.01.03.08-3001500-5.09.5 水文地質(zhì)資料：擬建場地范圍內(nèi)無地下水。2.2.3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)表2.2結(jié)構(gòu)計(jì)算參數(shù)技術(shù)指標(biāo)技術(shù)條件依據(jù)設(shè)計(jì)使用年限50年建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)第1.0.5條抗震設(shè)防烈度7度建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范3.2.4條建筑抗震設(shè)防類別丙類建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)第6.0.8條設(shè)計(jì)基本地震加速度0.10g建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范第3.2.4條設(shè)計(jì)地震分組第一組建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范第3.2.4條場地類別類建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范第4.1.6條房屋抗震等級二級建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范第6.1.2條2.2.4抗震設(shè)計(jì)參數(shù)表2.3抗震設(shè)計(jì)參數(shù)地震影響水平地震影響系數(shù)最大值特征周期取值依據(jù)多遇地震max=0.08Tg=0.35建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范第5.1.4條罕遇地震max=0.502.3荷載取值2.3.1 雪荷載、風(fēng)荷載 表2.4雪荷載、風(fēng)荷載取值荷載類型取值（kN/m2）取值依據(jù)基本風(fēng)壓0.55建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范基本雪壓0.20建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范2.3.2 樓面、屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 表2.5樓面、屋面活荷載荷載類型取值（kN/m2）取值依據(jù)教室2.5建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范第4.1.1條衛(wèi)生間2.0走廊、門廳、樓梯2.5屋面（上人）2.02.3.3 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)、荷載分項(xiàng)系數(shù)、可變荷載組合值系數(shù)取值 表2.6抗震設(shè)計(jì)系數(shù)系數(shù)名稱系數(shù)取值取值依據(jù)承載力抗震調(diào)整系數(shù)梁（受彎）：0.75建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范第5.4.2條軸比小于0.15的柱：0.75軸壓比不小于0.15的柱：0.80各類構(gòu)件（受剪、偏拉）：0.85重力荷載分項(xiàng)系數(shù)G=1.2建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范第5.4.1條水平地震作用分項(xiàng)系數(shù)Eh=1.32.4 主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件及墻體截面尺寸本工程采用的構(gòu)件設(shè)計(jì)尺寸按規(guī)范估算得出，計(jì)算過程詳見3.2，結(jié)果如下：柱尺寸：邊柱: 600mm600mm；中柱: 700mm700mm；角柱: 500mm500mm； 凹角柱: 700mm700mm梁尺寸：主梁邊跨處: 350mm700mm；主梁跨中處: 300mm6000mm； 次梁: 250mm500mm；連系梁: 250mm500mm板厚度：樓面板: 100mm；屋面板: 120mm；衛(wèi)生間板: 80mm墻體厚度：外墻: 240mm；內(nèi)墻: 200mm；女兒墻: 240mm2.5 基礎(chǔ)基礎(chǔ)形式: 柱下獨(dú)立基礎(chǔ)、聯(lián)合基礎(chǔ)基礎(chǔ)埋深: 3.0m地基處理方式: 100mm厚C10素混凝土墊層2.6 材料混凝土等級: C30箍筋、構(gòu)造筋: HRB400板配筋: HRB400；梁、柱配筋: HRB400；基礎(chǔ)配筋: HRB4003.結(jié)構(gòu)方案3.1設(shè)計(jì)有關(guān)資料 地點(diǎn)：上海市徐匯區(qū)。 抗震設(shè)防：抗震設(shè)防烈度等級為7度，地震加速度為0.10g，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，類場地?；撅L(fēng)壓為0.55kN/m2，基本雪壓為0.20kN/m2。3.2構(gòu)件及材料尺寸 本工程主體結(jié)構(gòu)為7層，H24m，抗震設(shè)防烈度為7度，本框架結(jié)構(gòu)的抗震等級為二級，軸壓比限值u=0.75，采用C30混凝土，fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2。3.2.1框架柱截面初步確定 由公式：，推導(dǎo)得， 由于結(jié)構(gòu)抗震等級為二級，故u=0.75，取用C30混凝土，故fc=14.3N/mm2。 由公式：Nc=1.25CN 由于抗震設(shè)防烈度為7度，取=1.05 C：中柱C=1.0；邊柱C=1.1；角柱C=1.2 由公式：N=nAq 由本工程主體結(jié)構(gòu)為7層，取n=7 由于是框架結(jié)構(gòu)，取q=12kN/m2A=柱子的從屬面積中柱：邊柱：角柱： 凹角柱： 中柱截面： 取b=h=700mm邊柱截面： 取b=h=600mm 角柱截面： 取b=h=500mm 由于建筑平面凹角處的柱子四邊各有一根框架梁與其相連，故不按角柱設(shè)計(jì)。 凹角處的柱子截面： 取b=h=700mm b=h=500mm400mm，符合規(guī)范。 中柱截面700mm700mm；邊柱截面600mm600mm；角柱截面500mm500mm；凹角柱截面700mm700mm。3.2.2梁截面初步確定 主梁截面按跨度的1/121/10估算，次梁截面按跨度的1/181/10估算，梁截面寬度均按梁截面高度的1/3.51/2估算，梁截面尺寸如下表： 表3.1梁截面尺寸及混凝土強(qiáng)度等級構(gòu)件混凝土強(qiáng)度等級b/mmh/mmBC/DE跨C30350700CD跨C30300600連系梁C30250500次梁C302505003.2.3現(xiàn)澆板厚度 樓蓋及屋蓋均采用現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)，據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)：l02/l01=8100/3300=2.5，l02/l01=6600/3000=2.2，l02/l01=8100/4050=2.0。 得，2l02/l013，故按雙向板計(jì)算。 hlmin/45=4050/45=90mm，hhmin=80mm，故符合規(guī)范。 取屋面板厚度h=120mm，樓面板厚度h=100mm，衛(wèi)生間板厚度h=80mm。3.3計(jì)算簡圖的確定 本工程層高4.5m，室內(nèi)外高差350mm，土壤最大凍結(jié)深度1m，則估算底層柱柱高為5.85m，其余各層柱柱高為4.5m。表3.2框架梁線剛度計(jì)算表類別彈性模量Ec(N/mm2)截面尺寸b(mm)h(mm)貫性矩I0(mm4)跨度l(mm)梁線剛度Ec2I0/l(kNm)BC/DE跨31043507001.00101066009.091010CD跨31043006005.40109300010.801010表3.3框架柱線剛度計(jì)算表類別彈性模量Ec(N/mm2)截面尺寸bh(mm2)貫性矩I0(mm4)跨度l(mm)梁線剛度EcI0/l(kNm)梁線剛度0.9EcI0/l(kNm)底層邊柱31046006001.08101058505.541010底層中柱31047007002.001010585010.261010標(biāo)準(zhǔn)層邊柱31046006001.08101045006.481010標(biāo)準(zhǔn)層中柱31047007002.001010450012.001010本結(jié)構(gòu)橫向框架結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖：圖3.1框架結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖(1010kNm)3.4結(jié)構(gòu)平面布置圖根據(jù)該工程的使用功能及建筑設(shè)計(jì)的要求，進(jìn)行了建筑平面、立面及剖面設(shè)計(jì)，其平面圖、立面圖、剖面圖分別見附圖，結(jié)構(gòu)平面布置圖如下圖所示：圖3.2結(jié)構(gòu)平面布置圖4.荷載統(tǒng)計(jì)框架結(jié)構(gòu)一般承擔(dān)的荷載主要有：樓（屋）面恒載、使用活荷載、風(fēng)荷載、地震作用及框架自重。樓（屋）面恒、活荷載的傳遞路線：樓面豎向荷載樓面板梁（主梁、次梁）柱基礎(chǔ)地基。雙向板荷載的傳遞路線：樓面豎向荷載樓板縱橫向框架梁柱基礎(chǔ)地基。選擇軸所在位置的一榀框架進(jìn)行計(jì)算。圖4.1荷載傳遞圖4.1恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算屋面：找平層:15mm厚水