土木工程畢業(yè)設計宿舍樓結(jié)構(gòu)計算書

1、目錄第一章建筑設計.1.1.1總述11.2構(gòu)造設計6.1.3防火消防疏散設8.1.4 屋面排水設計 8.1.5抗震設計9.第二章 結(jié)構(gòu)設計計算1.02.1. 結(jié)構(gòu)設計資料 .102.2. 結(jié)構(gòu)的選型與布置102.3框架計算簡圖及梁柱線剛度112.4荷載計算142.5內(nèi)力計算272.6 內(nèi)力組合462.7基礎設計562.8配筋計算572.9樓梯設計 632.10樓板設計662.11基礎設計致 謝72參考文獻73山東科技大學學生宿舍樓設計摘要：本工程為山東科技大學學生宿舍樓設計，位于青島市黃島區(qū)，占地面積約990.31 m2，總建筑面積為4278.26 m2,共四層，每層層高3.4m。該工程位于7

2、°抗震設防區(qū)， 考慮抗震要求采用混凝土框架結(jié)構(gòu)承重體系。根據(jù)畢業(yè)設計要求，本設計包括建筑設計和結(jié)構(gòu)設計兩部分。在建筑設計部分主要進行了總體方案設計、平立剖面設計及屋 面、樓梯、墻體構(gòu)造設計，并充分考慮不同建筑空間的組合，滿足了建筑使用功能的 要求；結(jié)構(gòu)設計部分選擇了一榀典型框架計算內(nèi)力并內(nèi)力組合，通過最不利內(nèi)力組合計算結(jié)構(gòu)配筋、繪制各主要承重構(gòu)件結(jié)構(gòu)施工圖。關(guān)鍵詞：病房大樓；框架結(jié)構(gòu)；建筑設計；結(jié)構(gòu)設計Design of the Building of ShanDong University of TechnologyMajori ng in Civil Engin eeri ngH

3、anHon gweiTutor NameRenRongAbstract: According to the request of graduation design of civil engineering, the Building of ShanDong Uni versity Of Tech no logy is desig ned in this paper. The build ing which is 62stories is located in HuangDao district, the total area of the building is4278.26 m , and

4、 the frame structure is applied in this paper.The whole paper has two parts: architectural desig n and structural design. In the architectural design, the paper mainly includes the plane desig n, vertical desig n and secti onal desig n. The function of each room is well con sidered to con struct the

5、 desig n practically and reas on ably .In the part of structural desig n one pin typical frame is selected to calculate the stresses caused by the direct and in direct acti ons. After the determ in atio n of the in ternal force, the comb in atio n of in ternal force is made by using the excel softwa

6、re, whose purpose is to find one or several sets of the most adverse internal force, which is the basis of protracting the reinforcing drawings of the comp onen ts.Keywords: buildi ng; frame structure; architectural desig n; structural desig第一章建筑設計1.1總述大學生宿舍樓，顧名思義，即滿足大學生生活、學習、休息、交往的需要。根據(jù)學 校的發(fā)展規(guī)模和需要，

7、適應新時代的辦學要求，本人設計的是一棟寬敞明亮、通風良好 的現(xiàn)代化宿舍樓，內(nèi)部設有四人間、六人間、和八人間，。其中每層都設有陽臺。依據(jù)建筑功能要求，依據(jù)建筑結(jié)構(gòu)方案優(yōu)選確定柱網(wǎng)的尺寸，然后，再逐一定出各房間的開間和進深。根據(jù)交通、防火與疏散的要求，確定樓梯間的位置和尺寸。確定墻體所用的材料和厚度，以及門窗的型號與尺寸。1.1.1設計總說明本工程為山東科技大學學生宿舍樓，該工程總面積約為 4278.26 m2。根據(jù)設計任務 書以及建筑設計資料集本地區(qū)基本風壓為wo=O.35kN/m 2，基本雪壓為0.25 kN/m2 該宿舍樓位于抗震設防烈度為7度的區(qū)域，建筑結(jié)構(gòu)安全等為二級，場地為 2類場地,

8、 設防烈度類別為丙類。（一）圖中標注除有特別注明外，標高以米計，尺寸以毫米計。（二）本圖根據(jù)任務書要求按七度地震區(qū)抗震設防。樓面（宿舍、儲藏室、衛(wèi)生間等）允許活荷載為 1.5kN/m2，樓面房屋正常使用年限 為50年。（三）相對濕度：最熱月平均濕度為72%。（四）氣象條件：最熱月平均溫度29.2度，最冷月平均溫度4.3度。夏季極端最高溫度39.5度,冬季極端最低溫度-10度。（五）主導風向：全年為西北風，夏季為東南風。（六）雨雪條件：年最大降水量1400mm月最大降水強度192mm/d1.1.2宿舍樓的總平面設計建筑物要受到建設地段的大小、形狀、地形條件、朝向、主導風向、氣候條件等的 制約，因

9、此要使建筑物能夠更好地融入周圍環(huán)境中，要做好總平面設計?？偲矫嬖O計應遵循以下原則：1、要根據(jù)學校的發(fā)展規(guī)模和需要，節(jié)約用地。2、要因地制宜，合理用地。3、要符合學校的規(guī)劃要求。4、要滿足日照通風要求。5、功能分區(qū)明確，各部分之間要有適當隔離，并進行綠化，以減少相互干擾，改 善環(huán)境衛(wèi)生條件。6本工程為學生宿舍樓，建筑的空間處理必須與其功能相協(xié)調(diào)，需注重嚴謹?shù)目?學性，以合理，恰當?shù)慕ㄖ季址从辰ㄖ谋举|(zhì)特征，以 "時代、空間、環(huán)境、藝術(shù)"為 主線，體現(xiàn)現(xiàn)代學校建筑設計理念和發(fā)展水平。7、結(jié)合“生態(tài)”，“綠色”，“環(huán)?！钡母拍?，充分注重地方和地域的氣候特點。 注重環(huán)保節(jié)能措施，

10、并滿足日常出入的使用要求。1.1.3設計依據(jù)與原則1、設計依據(jù)(1) 人體尺度和人體活動所需的空間尺度建筑物中設備的尺寸，踏步、窗臺、欄桿的高度，門洞、走廊、樓梯的寬度和高度， 以至各類房間的高度和面積大小，都和人體尺度以及活動所需的空間尺度直接或間接有 關(guān)，因此人體尺度和人體活動所需的空間尺度，是確定建筑空間的基本依據(jù)之一0(2) 衣柜、學習桌的尺寸和使用它們的必要空間。(3) 溫度、濕度、日照、雨雪、風向、風速等氣候條件。日照和主導風向，通常是確定房屋朝向和間距的主要因素，風速是建筑設計考慮結(jié) 構(gòu)布置和建筑體型的重要因素，雨雪量的多少對屋頂形式和構(gòu)造也有一定影響。(4) 地形、地質(zhì)條件和地

11、震烈度地基地形的平緩或起伏，基地的地質(zhì)構(gòu)成、土壤特性和地耐力的大小，對建筑物的平面組合、結(jié)構(gòu)布置和建筑體型都有明顯的影響。(5) 建筑模數(shù)和模數(shù)制為了建筑設計、構(gòu)建生產(chǎn)以及施工等方面的尺寸協(xié)調(diào)， 從而提高建筑工業(yè)化的水平， 降低造價并提高房屋設計和建造的質(zhì)量和速度， 建筑設計應采用國家規(guī)定的建筑統(tǒng)一模 數(shù)制。2、設計原則（1）滿足建筑功能要求滿足建筑物的功能要求，為大學生的生活活動創(chuàng)造良好的環(huán)境，是建筑設計的首要 任務。合理設置門窗洞口的大小，合理安排衛(wèi)生間的位置大小，采光和通風要好。（2）采用合理的技術(shù)措施正確選用建筑材料，根據(jù)建筑空間組合的特點，選擇合理的結(jié)構(gòu)、施工方案，使房 屋堅固耐久、

12、建造方便、縮短工期。（3）具有良好的經(jīng)濟效果建造房屋是一個復雜的物質(zhì)生產(chǎn)過程，需要大量的人力、物力和資金，在房屋的設 計和建造中，要因地制宜、就地取材，盡量做到節(jié)省勞動力，節(jié)約建筑材料和資金。設 計和建造房屋要有周密的計劃和核算，重視經(jīng)濟領(lǐng)域的客觀規(guī)律，講究經(jīng)濟效果。房屋 設計的使用要求和技術(shù)措施，要和相應的造價、建筑標準統(tǒng)一起來。（4）考慮建筑美觀要求建筑物是社會的物質(zhì)和文化財富，它在滿足使用要求的同時，還需要考慮人們對建 筑物在美觀方面的要求，考慮建筑物所賦予人們在精神上的感受。建筑設計要努力創(chuàng)造 具有我國時代精神的建筑空間組合與建筑形象。 歷史上創(chuàng)造的具有時代印記和特點的各 種建筑形象，

13、往往是一個國家、一個民族文化傳統(tǒng)寶庫中的重要組成部分。（5）符合總體規(guī)劃要求單體建筑是總體規(guī)劃中組成部分，單體建筑應符合總體規(guī)劃提出的要求。建筑物的 設計還要充分考慮和周圍環(huán)境的關(guān)系，例如原有建筑的狀況，道路的走向，基地面積大 小以及綠化等方面和擬建建筑物的關(guān)系。新設計的單體建筑，應是所在基地形成協(xié)調(diào)的 室內(nèi)外空間組合、良好的室外環(huán)境。1.1.4宿舍樓平面設計根據(jù)建筑制圖標準3平面上力求簡單、規(guī)則、對稱，既有利于自然采光和自然 通風，同時又有利于抗震建筑物防火性能。整棟建筑為南北朝向，建筑物出入口的朝向為南面。本宿舍樓工程為現(xiàn)澆混凝土框 架結(jié)構(gòu)，在框架結(jié)構(gòu)的平面布置上，柱網(wǎng)是豎向承重構(gòu)件的定位

14、軸線在建筑平面上所形 成的網(wǎng)格，使框架結(jié)構(gòu)的脈絡，柱網(wǎng)布置既要滿足建筑平面布置和使用功能的要求，又 要使結(jié)構(gòu)受力合理，構(gòu)件種類少，施工方便，柱網(wǎng)布置還應與建筑分隔墻布置互相協(xié)調(diào)， 一般常將柱子設在縱墻建筑墻交叉點上，以盡量減少柱網(wǎng)對建筑使用功能的影響。本框 架結(jié)構(gòu)宿舍樓采用等跨式柱網(wǎng)布置。 各個房間的開間和進深根據(jù)現(xiàn)行宿舍建筑設計規(guī)范 規(guī)定。建筑物的總長為58.8米，總寬度為16.8米，其長寬比約為3.5，滿足7度抗震設 防區(qū)建筑物長寬比不允許超過6.0的要求。1、使用部分的平面設計一個房間使用面積基本包括：床位、公用桌椅所占的面積；宿舍樓中人員洗漱所占活動面積；衛(wèi)生間所占以及行走、交通所需的

15、面積。宿舍樓中窗臺高設計為0.8 m。宿舍、管理室和衛(wèi)生間門洞口寬度不應小于 0.70m，該設計中宿舍洞口為1.00m,管理室、 和衛(wèi)生間的門洞口寬度采用 0.90m,儲藏室的門洞口寬度為0.70m。（1）管理室及儲藏室設置每層均設儲藏室，一樓設置一個管理室，布局合理。（2）洗刷間及衛(wèi)生間設置洗刷間及衛(wèi)生間平面設計：為方便同學們的洗刷，將洗刷間及衛(wèi)生間布置在建筑的 兩側(cè)，都鄰近樓道。根據(jù)建筑規(guī)范，每層均設洗刷間及衛(wèi)生間，洗刷間的平面尺寸為4.2mx 6.9m,衛(wèi)生間平面尺寸為4.2mx 6.9m，洗刷間只有門洞無門，衛(wèi)生間門朝里開。每個衛(wèi)生間設有八 具大便器，每十人設一具大便器。衛(wèi)生間布置在建

16、筑朝向較差的一面，衛(wèi)生間有不向鄰 室對流的直接自然風和天然采光。2、交通聯(lián)系部分的平面設計一幢建筑物除了有滿足各種使用功能的房間以外，還需要有把各個使用房間及室內(nèi)外有機聯(lián)系起來的交通聯(lián)系部分，以保證使用便利和安全疏散。在多層建筑中，樓梯是必不可少的一部分，是樓層人流疏散的必經(jīng)之路，樓梯的數(shù) 量、位置及形式應滿足使用方便和安全疏散的要求，注重建筑環(huán)境空間的藝術(shù)效果。設 計樓梯時，考慮結(jié)構(gòu)樓梯平面形式的選用，主要依據(jù)其使用性質(zhì)和重要程度來決定。樓 梯的平面布置、踏步尺寸、欄桿形式等由建筑設計確定。本建筑中采用板式樓梯，其具 有下表面平整，施工支模方便，外觀比較輕巧的優(yōu)點，是一種斜放的板，板端支承在

17、平 臺梁上。作用于梯段上的荷載直接傳至平臺梁。本設計主入口選取現(xiàn)澆板板式雙分平行樓梯，作為主要交通用的樓梯梯段凈寬應根據(jù)樓梯使用過程中人流股數(shù)確定，一般按每股人流寬度0.55m0.15m計算，并不應少于四股人流。樓梯平臺部位的凈高不應小于2m，樓梯梯段部位的凈高不應小于2.2m樓 梯梯段凈高為自踏步前緣線量至直上方凸出物下緣間的鉛垂高度。樓梯坡度的選擇要從攀登效率，、節(jié)省空間、便于人流疏散等方面考慮4。因而本建筑樓梯寬度設置為 2.7m 和4.2m,休息平臺的深度為1.5m，樓梯踏步高度選用150mm,踏面選用270mm。走廊作為水平的交通聯(lián)系其主要功能是連接同一層內(nèi)的各個房間、樓梯、洗刷間等

18、，以解決建筑物中水平聯(lián)系和疏散的問題，是建筑物中最大使用的交通聯(lián)系部分，按要求 寬度滿足人流通暢和建筑防火的要求。雙面布房的走道的最小凈寬為1.8m，通常單股人流的通行寬度為 550600mm,考慮到柱截面尺寸和基礎布置，適當放大取走道寬 2.4m,可讓2人并行通過o3、建筑平面的組合設計本宿舍樓采用走廊兩側(cè)布置房間的內(nèi)廊式組合，這種組合方式平面緊湊，走廊所占 的面積較小，房間進深大，節(jié)約用地，使各個房間不被穿越，較好的滿足各個房間單獨 使用的要求。雖然一側(cè)的房間朝向較差，采光通風條件也較差，但宿舍樓一般都選用內(nèi) 廊式較為合適。1.1.5宿舍樓立面設計建筑立面是表示房屋四周的外部形象。立面設計

19、和建筑體型組合一樣，也是在滿 足房屋使用要求和技術(shù)經(jīng)濟條件的前提下，運用建筑造型和立面構(gòu)圖的一些規(guī)律，緊密 結(jié)合平面、剖面的內(nèi)部空間組合下進行的。本宿舍樓采用框架結(jié)構(gòu)設計，由于墻體只起圍護作用，立面上門窗設置具有很大的 靈活性，不僅開啟方式靈活，而且具有面積較大的特點，大面積的窗戶設計既滿足了現(xiàn) 代人日常對光線的大量要求，又滿足了經(jīng)濟要求，在適用、經(jīng)濟、美觀三者關(guān)系達到了 和諧。在節(jié)奏感方面上，本工程采用了簡潔的線條加上細部簡潔的處理力求給人以輕快 明亮的節(jié)奏感，創(chuàng)造舒適的居住快感。立面造型活潑，簡潔，符合人們的心理特點，能 反映時代特色，滿足建筑和功能的需要，按照場地的走向設計合理的立面造型

20、。一幢建筑物的體型和立面，最終是以它們的形狀、材料質(zhì)感和色彩等方面的綜合給 人們留下一個完整深刻的外觀印象。在立面輪廓的比例關(guān)系、門窗排列、構(gòu)件組合以及 墻面劃分基本確定的基礎上，材料質(zhì)感和色彩選擇、配置是使建筑里面進一步取得豐富 和生動效果的又一重要方面。節(jié)奏韻律和虛實對比是使建筑物立面富有表現(xiàn)力的重要設 計手法。建筑立面上，相同構(gòu)件或門窗做有規(guī)律的變化和重復，給人以視覺上得到類似 音樂詩歌中節(jié)奏韻律的感受效果。立面的節(jié)奏感，在門窗的排列組合、墻面構(gòu)件的劃分 中表現(xiàn)得比較突出。門窗的排列，在滿足功能技術(shù)條件的前提下，應盡可能調(diào)整得既整 齊統(tǒng)一又富有節(jié)奏變化。突出建筑物立面中的重點，既是建筑造

21、型的設計手法，也是房屋使用功能的需要。 建筑物的主要出入口和樓梯間等部分，是人們經(jīng)常經(jīng)過和接觸的地方，在使用上要求這 些部位的地位明顯，易于找到，在建筑立面設計中，相應的也對出入口及樓梯間的立面 適當?shù)倪M行了重點處理。設計時在宿舍樓南側(cè)位置設置主要出入口，北側(cè)設有三個板式雙跑樓梯1.1.6宿舍樓剖面設計建筑物的剖面圖要反應出建筑物在垂直方向上個部分的組合關(guān)系。剖面設計的主要任務是確定建筑物各部分應有的高度、建筑物的層數(shù)及建筑空間的組合關(guān)系。在建筑物層高上，考慮到建筑空間比例要求及住宅進駐設計規(guī)范室內(nèi)凈高要求，該 宿舍樓的層高為宿舍建筑常用的3.4m,室內(nèi)外高差為0.45m。根據(jù)總建筑面積等各方

22、面 的要求，該建筑物為四層，總建筑高度為14.05m,其高寬比為0.836,滿足7度抗震設 防烈度區(qū)建筑物高寬比不允許超過 4的要求。另外從室內(nèi)采光和通風的角度考慮，窗臺 的高度取0.8m.屋頂為平屋頂形式。為了很好的反映樓層的結(jié)構(gòu)，在設計剖面時，剖到盡可能多的樓梯和門窗等比較重 要的部位，使剖面能很好的反映內(nèi)部結(jié)構(gòu)的布置，樓地面的裝修以及梁柱之間相互關(guān)系 等。洗刷間及衛(wèi)生間的地面標高低于本層地面標高20mm,防止室外雨水流入室內(nèi)，并防止強身受潮。房間的凈高和層高滿足人體活動及采光、通風的要求，同時考慮結(jié)構(gòu)高度及其布置方式的影響，建筑經(jīng)濟效果，室內(nèi)空間比例等；室內(nèi)外地面高差設為0.45m，其確

23、定主要考慮以下幾種要求：內(nèi)外聯(lián)系方便，防水、防潮要求地形及環(huán)境條 件建筑物性格特征等。此設計方案滿足“適用、經(jīng)濟、美觀”的總體要求，建筑平面簡潔、明快、體現(xiàn)時代特征,結(jié)構(gòu)方案合理，體系選擇準備、技術(shù)先進、利于施工，裝飾簡潔適用、經(jīng)濟。1.2構(gòu)造設計1.2.1細部構(gòu)造做法1、屋面：找平層：15厚水泥砂漿防水層：（剛性）40厚C20細石混凝土防水防水層：（柔性）三氈四油鋪小石子找平層：15厚水泥砂漿找坡層：40厚水泥石灰焦渣砂漿3%。找平保溫層：80厚礦渣水泥結(jié)構(gòu)層：120厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板抹灰層：10厚混合砂漿2、標準層樓面:找平層：15厚水泥砂漿結(jié)構(gòu)層：120厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板抹灰層：10厚混

24、合砂漿3、地面做法：10厚1： 2水泥砂漿抹面15厚1： 3水泥砂漿打底60厚C15混凝土素土夯實4、散水做法：混凝土散水：10厚1： 2.5水泥砂漿抹面60厚C10混凝土100厚碎磚或道渣墊層素土夯實5、外墻做法：刷（噴）涂料3厚細紙筋（麻刀）石灰膏抹面6厚1： 0.2： 2水泥石灰膏砂漿找平層6厚1 ： 1 ： 6水泥石灰膏砂漿刮平掃毛6厚1： 0.5： 4水泥石灰膏砂漿打底掃毛刷一道加氣混凝土界面處理劑1.2.2門窗構(gòu)造及防水材料1、外窗為鍍膜中空玻璃絕熱型鋁合金窗。入口大廳處的門采用玻璃門，其余的采 用普通木門，這樣既避免了建筑物的單調(diào)又可以使患者得到視覺上的休息。2、防水材料：樓面防

25、水均為聚氨酯防水涂料，屋面為三氈四油屋面防水卷材。1.2.3建筑消防設計該宿舍樓為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的四層建筑，耐火等級為二級，總建筑面積為 4278.26m2，每層建筑面積為990.31m2。按建筑設計手冊5設計，每個自然層面積 均小于2000m2，符合每層最大允許建筑面積。1.3防火消防疏散設本建筑的耐火等級為二級，防火分區(qū)、安全疏散的設置等均應按現(xiàn)行的規(guī)范與要求 執(zhí)。1、防火分區(qū)：（1）宿舍樓建筑的防火分區(qū)結(jié)合建筑布局和功能分區(qū)進行劃分。（2）防火分區(qū)的面積除按建筑耐火等級和建筑物高度確定外，各層居室的每一防火分 區(qū)均設有2個獨立的、通向地面或避難層的安全出口。（3） 防火分區(qū)內(nèi)的各種居

26、室及輔助使用空間等均采用耐火極限不低于1小時的非燃燒 體與其他部分隔開。2、樓梯：兩部疏散樓梯均為天然采光和自然通風的樓梯。走廊設疏散指示圖標并配有 滅火器。消防用水由給水管網(wǎng)和消防水池供給。室內(nèi)消防給水采用高壓或臨時高壓給水系統(tǒng)。當室內(nèi)消防用水量達到最大時，其水壓應滿足室內(nèi)最不利點滅火設施的要求。室外低壓給水管道的水壓，當生活、生產(chǎn)和消防用水量達到最大時，不應小于0.10MP&從 室外地面算起）。1.4屋面排水設計本建筑排水系統(tǒng)根據(jù)室外排水系統(tǒng)的制度和有利于廢水回收利用的原則，選擇醫(yī)用污水與廢水的合流或分流。屋面排水通暢，首先是選擇合適的屋面排水坡度。從排水角度考慮，要求排水坡度 越

27、大越好；但從結(jié)構(gòu)上、經(jīng)濟上以及上人活動等的角度考慮，又要求坡度越小越好。一 般常視屋面材料的表面粗糙程度和功能需要而定，上人屋面多采用2%。設有女兒墻的平屋頂，可在女兒墻里面設檐溝或近外檐處墊坡排水，雨水口可穿過女兒墻，在外墻外 面設水落管，也可設在外墻的里面管道井內(nèi)的水落管排除。屋頂設計要滿足功能，結(jié)構(gòu)、建筑藝術(shù)三方面要求，屋頂先建筑的圍護結(jié)構(gòu)，應抵御自然界各種環(huán)境因素對建筑物的 不利影響。屋頂承受風、雨、雪等荷重及其自身重量，因此，屋頂也是房屋的承重構(gòu)件， 應有足夠的強度和剛度，以保證房屋的結(jié)構(gòu)安全，并防止因過大的結(jié)構(gòu)變形引起的防水 層開裂，且為了使雨水能很好的有組織、通暢的排走，本設計房

28、屋排水的坡度設計2%,采用女兒墻內(nèi)檐溝排水，雨水口穿過女兒墻，在外墻外面設置雨水管。女兒墻的高度為 1000mm,底層布置散水。屋面采用高分子卷材防水屋面，其構(gòu)建簡單，施工方便，造價較低1.5抗震設計抗震設防烈度為6度及6度以上地區(qū)的建筑，必須進行抗震設計 。青島黃島地區(qū) 抗震設防烈度為7度，必須進行抗震設防。建筑根據(jù)其使用功能的重要性分為甲類、乙類、丙類、丁四個抗震設防類別。甲類 建筑應屬于重大建筑工程和地震時可能發(fā)生嚴重次生災害的建筑；乙類建筑應屬于地震時使用功能不能中斷或需要盡快恢復的建筑；丙類建筑應屬于除甲、乙、丁類以外的一 般建筑，丁類建筑應屬于抗震次要建筑。本工程的抗震設防類別為乙

29、類。乙類建筑，地 震作用和抗震措施均應符合本地區(qū)抗震設防的要求。本設計屬于框架結(jié)構(gòu)，7度設防，高度小于30m,所以抗震等級為三級，需進行抗震計算。此外，在構(gòu)造上也采取了相應的抗震構(gòu)造措施。結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造措施的主要目的在于 加強結(jié)構(gòu)的整體性，保證抗震目的的實現(xiàn)。因此在結(jié)構(gòu)設計時應使梁和柱的中線重合，以使傳力直接，減小由于偏心帶來的不利影響，框架柱的截面寬度和高度均取600mm<應避免形成短柱。結(jié)構(gòu)的平面布置應使結(jié)構(gòu)平面的質(zhì)量中心和剛度中心相重合或盡可能 靠近，以減小結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)反應。且平面布置應使得平面作為一個截面有盡可能大的扭轉(zhuǎn) 剛度，以抵抗事實上難以避免的扭矩。結(jié)構(gòu)的平面布置宜簡單對稱規(guī)則

30、，在框架結(jié)構(gòu)中 框架應雙向布置，梁中線與柱中線的偏心距不宜大于柱寬的1/4。結(jié)構(gòu)沿豎向布置應盡可能均勻且少變化，使結(jié)構(gòu)剛度沿豎向均勻，不應有錯層或局部加層。同一樓層應在同 一標高內(nèi)。另外，梁的截面度不宜小于200mm。截面的高寬比不宜大于4。凈跨與界面 高度之間不宜大于4。采用扁梁時樓板應現(xiàn)澆，梁中線宜于柱中線重合。當梁寬大于柱 寬時，扁梁應雙向布置。在外部造型的設計上，為了抵抗地震力，采用橫向框架承重的鋼筋混凝土框架體系，這樣可以允許有寬大的窗子尺寸，創(chuàng)造開敞空間，為病人提供 高品質(zhì)的景觀。整個建筑主體造型為一個規(guī)則的矩形，有意識地縮減了建筑體量，從而 使建筑物的和剛度中心達到重合?？傊?，本

31、建筑方案的主要特點是，突出“以人為本”，努力創(chuàng)造功能合理，經(jīng)濟適用，安全舒適，環(huán)境優(yōu)美，滿足醫(yī)患需求的病房大樓，方案可實施性較強第二章結(jié)構(gòu)設計計算2.1. 結(jié)構(gòu)設計資料2.1.1. 設計概況（一）建設項目名稱：山東科技大學學生宿舍樓。（二）建設地點：青島市黃島區(qū)。2.1.2. 設計資料（一）地質(zhì)水文條件根據(jù)工程地質(zhì)勘察報告，該擬建場地地勢平坦，自然地表1米內(nèi)為填土，填土下層為3米厚砂質(zhì)粘土，再下為礫石層，礫石粘土承載力標準值為288kn/m2,礫石層允許承載力標準值為368kn/m2。常年地下水位低于一10米，水質(zhì)對混凝土無腐蝕作用。（二）氣象資料：全年為西北風，夏季為東南風，基本風壓為wo=

32、350n/韋，基本雪壓0.25kN/m2，最熱月平 均溫度29.2度，最冷月平均溫度4.3度，夏季極端最高溫39.5度，冬季極端最低溫-10 度。最熱月平均濕度72%。年最大降水量1400mm月最大降水強度192mm/d（三）抗震設防要求：七度丙類設防。（四）其他條件：框架結(jié)構(gòu)，建筑結(jié)構(gòu)的安全等級為二級，結(jié)構(gòu)設計正常使用年限為50年。屋面為不上人屋面，荷載值為1.0 kN/m2。（五）設計標高：室內(nèi)設計標高0.000,室內(nèi)外高差450mm。2.2. 結(jié)構(gòu)的選型與布置2.2.1. 結(jié)構(gòu)選型本設計有四層，為獨立宿舍樓，采用框架結(jié)構(gòu)。為便于管理和采光，采用大開間。為了使結(jié)構(gòu)的整體剛度好。樓面、屋面、

33、樓梯、天溝等均采用現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)?；A為柱下獨 立基礎。2.2.2. 結(jié)構(gòu)選型多層框架結(jié)構(gòu)應設計成雙向梁柱抗側(cè)力體系，框架梁、柱中心宜重合。當梁、柱偏 心距大于該方向柱寬的14時，宜采取增設梁的水平加腋等措施。結(jié)合建筑的平面、立 面和剖面布置措施，該病房大樓樓的結(jié)構(gòu)平面布置如圖 2-1所示。圖2-1結(jié)構(gòu)平面布置圖本建筑中，柱網(wǎng)尺寸為：6.9漢4.2m，4.2m漢2.4m,6.9漢2.7m,6.9漢=5 m 根據(jù)結(jié)構(gòu)布置，本建筑除個別板區(qū)格為單向板外，其余均為雙向板。雙向板厚h乞1151（1為區(qū)格短邊邊長）。本建筑由于樓面活荷載不大，為減輕結(jié)構(gòu)自重和節(jié)省材料，樓面板和屋 面板的厚度均為120mm。本建

34、筑的材料選用如下：混凝土：采用C30;鋼筋：縱向受力鋼筋采用熱軋鋼筋 HRB400，其余采用熱軋鋼筋HPB235;墻體：內(nèi)外墻均采用粉煤灰輕渣空心砌塊，重度=1.6kN/m2;窗：塑剛門窗，=0.35 kN/m2。門：門廳處為玻璃門,=26kN/m2,其余為木門，=0.2 kN/m2。2.3框架計算簡圖及梁柱線剛度圖2-1所示的框架結(jié)構(gòu)體系縱向和橫向均為框架結(jié)構(gòu)，是一個空間結(jié)構(gòu)體系，理應 按空間結(jié)構(gòu)進行計算。但是，采用手算和借助簡單的計算工具計算空間框架結(jié)構(gòu)太過復 雜，高層建筑結(jié)構(gòu)設計允許在縱、橫兩個方向?qū)⑵浒雌矫婵蚣苡嬎?。計算時只作 橫向框架計算，縱向平面框架的計算方法與橫向相同，故從略。本

35、建筑中，除儲藏室、洗刷間、衛(wèi)生間處，縱向框架的間距為4.8米和5.1m，荷載基本相同，可選用一榀框架進行計算與配筋，其余框架可參照此榀框架進行配筋?，F(xiàn)以 5軸線的KJ-2為例進行計算。2.3.1梁、柱截面尺寸估算梁截面高取梁計算跨度的1/18.1/10，當梁所承受的負載面積較大或荷載較大時， 應取上限值，為了避免梁產(chǎn)生剪切脆性破壞，梁的凈跨與截面高度之比不宜小于 4,梁的截面寬度可取1/31/2梁的截面高度。(1) 框架梁截面尺寸主梁：最大跨度l=6.9mh=(1/15 1 10)l,b =(1 31 2)h;?。篽=1/11.5l=1/11.5 6900=500 mmb=1 2 h=250

36、mm滿足 b>=200mm,且 h/b=500/250=2<4,符合要求。故主梁初選截面尺寸為：bxh=250mm 500mm次梁：最大跨度l=4.2mh=(1/18 1 12)l, b =( 13 1 2)h;取：h=1/12.75l=1/12.75 4800=400 mmb= 1 2 h=200 mm滿足 b>=200mm，且 h/b=400/200=2<4，符合要求。故次梁初選截面尺寸為：bxh=200mm 400mm(3) 框架柱：底層柱軸力估算：假定結(jié)構(gòu)每平方米總荷載設計值為11kN，則底層中柱的軸力設計值約為：N=11 6.9 4.8 4=1457kN若采用

37、 C30混凝土澆搗，查表得fc =14.3MPa，假定柱截面尺寸 b h= 500mm 500mm;則柱的軸壓比為:，N fcbh =1457000/14.3 500 500 =0.41<0.9,故確定取柱截 面尺寸為500mm 500mm。柱編號及尺寸如圖2-1所示。為簡化施工，各柱截面從底層到頂層不改變。2.3.2確定框架計算簡圖框架的計算單元如圖2-1所示，框架柱嵌固于基礎頂面，框架梁與柱剛接。由于各 層柱的截面尺寸不變，故梁跨等于柱截面形心軸線之間的距離。底層柱高從基礎頂面算 至二層樓面，室內(nèi)外高差-0.450m,基礎頂面至室外地平通常取0.500mm,故基頂標高至±）

38、.000的距離定為0.950m，二層樓面標高為3.4m,故底層柱高為4.35m。其余各層 柱高從樓面算至上一層樓面（即層高），故均為3.4m。由此可繪出框架的計算簡圖如圖 2-2所示。(l.?6V0.26D26mH亦F熾AM)0 JB -inn|'|圖2-2計算簡圖2.3.3框架梁柱的線剛度計算由于樓面板與框架梁的混凝土一起澆搗，對于中框架梁取I =21 oAB, CD跨梁：13.0 107 20.3 06 3i124.7 104kN m6.9BC跨梁：71J 330 10 20.3 0.6i1210.8 104kN m3上部各層柱：13.0 107 20.6 43.4i1219.05

39、 104 kN m底層柱:7143.0x10 x2匯一x（0.6）i1214.9 104 kN m4.35令上部各層柱的i =1.0，則其余各桿件的相對線剛度為：AB CD跨梁：=4.7 104 19.05 104 =0.26BC 跨梁：i' =10.8 104 19.05 104 =0.65底層柱：i' =14.9 104 19.05 104 = 0.80框架梁柱的相對線剛度如圖2-2所示，作為計算各節(jié)點桿端彎距分配系數(shù)的依據(jù) 2.4荷載計算為了便于計算以后的內(nèi)力組合，荷載計算宜按標準值計算O2.4.1恒載標準值計算1、屋面找平層：15厚水泥20.015 20 = 0.30k

40、N m防水層：（剛性）40厚C20細石混凝土防水1.0 kN m2防水層：（柔性）三氈四油鋪小石子0.4kN. m2找平層：15厚水泥砂漿0.015 20 = 0.30 kN m2找坡層：40厚水泥石灰焦渣砂漿3%。找平0.04 14 = 0.56 kN. m2保溫層：80厚礦渣水泥0.08 14.5 =1.16 kN； m2結(jié)構(gòu)層：120厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板O.12 25 = 3 kN. m2抹灰層：10厚混合砂漿0.01 17 =0.17 kNm2合計6.89 kN. m22、各層走廊樓面水磨石地面：10mm面層20mm水泥砂漿打底0.65 kN. m2結(jié)構(gòu)層：120mm厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板0

41、.12 25 =3 kN.： m2抹灰層：10厚混合砂漿0.01 17 =0.17 kN., m2合計3.82 kN. m23、標準層樓面大理石面層，水泥砂漿擦縫：30厚1: 3干硬性水泥砂漿，面上撒2厚素水泥水泥漿結(jié)合層一道：1.16kN. m2結(jié)構(gòu)層：120mm厚鋼筋混凝土屋面板結(jié)構(gòu)層：0.12 25 = 3 kN m2抹灰層：10厚混合砂漿：0.01 17 =0.17 kN. m2合計4.33kN m24、梁自重b >h =300mm< 600mm自重：25 0.30.6-0.12 =3.6 kN m抹灰層：10厚混合砂漿：0.010.6 -0.122 0.3】17 = 0.

42、21 kN m合計3.81kN mb<i =250mmX500mm自重：25 0.250.5-0.12 =2.38 kN m抹灰層：10厚混合砂漿：0.010.5-0.122 0.25 17 = 0.17 kN m合計2.55kN m基礎梁b < h =250mm < 400mm自重：25 0.25 0.4 = 2.5 kN m5、柱自重自重：25 0.6 0.6 =9.0 kN m抹灰層：10厚混合砂漿0.01 0.6 4 17 = 0.41 kN m合計9.41 kN m&外縱墻自重標準層：縱墻：0.90<D.30>6.9=1.86kN m鋁合金窗：0

43、.35<.8=0.63 kN/m水刷石外墻面：(3.4-2.1)0.5=0.65 kN. m水泥粉刷內(nèi)墻面(3.4-2.1)><).36=0.468kN m合計3.608 kN m底層縱墻（基礎梁高400mm）（鋁合金窗：水刷石內(nèi)墻面：水泥粉刷內(nèi)墻面4.35-2.1-0.6-0.4)>0.2>6.9=1.725kN m0.35£.8=0.63kN/m(3.4-2.1) >0.36=0.468 kN m(3.4-2.1) >0.30=0.39 kN m合計7、內(nèi)縱墻自重：3.21kN m標準層:縱墻：木門：水泥粉刷內(nèi)墻面：0.2> (3.

44、4-0.6-2.1) 69=0.966 kN m0.2 2.1 = 0.42kN.'m0.2>3.4-2.1)=0.26 kN m合計底層：縱墻：木門：水泥粉刷墻面：1.646kN m0.2>(4.35-2.1-0.6-0.4)6.9=1.725 kN m0. 2 2.= 10. 4'2 kN m(4.35-2.1-0.6-0.4)>).36>2=0.9kN m計3.045kN m8、隔墻自重標準層：隔墻：水泥粉刷墻面：(3.4-0.6) >.2>p.9=4.95kN m(3.4-0.6) >.36>2=2.38kN m合計底層：

45、隔墻：水泥粉刷墻面：7.33kN m(4.35-0.6-0.4) >.2 >6.9=5.78 kN m(4.35-0.6-0.4) >.36>2=2.72 kN m合計8.54kN m242活荷載標準值計算1、屋面和樓面活荷載標準值：由表查得：上人屋面：2.0kNm2樓 面：宿舍：2.0kNm2走廊：2.5kNm22、雪荷載標準值：sk =1.0 0.25 = 0.25kN. m2屋面活荷載與雪荷載不同時計入，取兩者中較大值。243豎向荷載下框架受荷總圖屋面板傳給梁的荷載:確定板傳遞給梁的荷載，要一個板區(qū)格一個板區(qū)格地考慮。確定每個板區(qū)格上的荷 載傳遞時，先要區(qū)分此板區(qū)

46、是單向板還是雙向板，若是單向板，可沿板的短跨作中線， 將板上荷載平均分給兩長邊的梁；若為雙向板，可沿四角點作45°線，將區(qū)格板分為四 小塊，將每小塊板上的荷載傳遞給與之相鄰的梁。板傳至梁上的三角形或梯形荷載可等 效為均布荷載。本結(jié)構(gòu)樓面荷載的傳遞示意圖見圖2-3圖2-3板傳遞荷載示意圖1、A-B軸間框架梁（C-D軸間）屋面板傳給梁的荷載恒載：6.89 X.95 和-2 ©4/2 床90（3.4/2 氐9）3>2=23.71kN m活載：2.0 >1.95 總-2 02623X）.263 >2=6.88kN/m樓面板傳給梁的荷載：恒載：4.33 >.9

47、5 >1-2 X.26Z3X0.263 X=14.67kN/m活載：2.0 X.95 >1-2 >.26告3».263 X=6.88kN/m梁自重標準值：3.81kN/m 屋面梁：恒載二梁自重+板傳荷載二3.81+23.7仁27.52 kN/m活載=板傳荷載=6.88kN. m樓面框架梁均布荷載為： 梁：恒載=梁自重+板傳荷載=3.81+14.67=18.48 kN/m活載二板傳自重=6.88kN m2、B-C軸間框架梁：屋面板傳給梁的荷載：恒載：6.89 >.5 >X5/8=12.92kN m活載：2.0 >.5 >>5/8=3.75

48、kN m樓面板傳給梁的荷載：恒載：3.82 >.5 >>5/8=7.16kN m活載：2.5 >.5 >>5/8=4.69kN m梁自重標準值：3.81kN m框架梁均布荷載為： 屋面梁：恒載二梁自重+板傳荷載=3.81 + 12.92= 16.73kN/m活載二板傳荷載二3.75kN m 樓面梁：恒載二梁自重+板傳荷載二3.81+ 7.16= 10.97kN/m活載=板傳荷載=4.69kN/m3、 A軸柱縱向集中荷載的計算（或D軸柱）：頂層柱：女兒墻自重：(做法：墻高1000mm,100mm的混凝土壓頂)0.24 1.0 18 25 0.1 0.24 (1

49、.1 2 0.24) 0.5 =6.14kN/m頂層柱恒載=女兒墻及自重+梁自重+板傳荷載=6.14 系8+6.89 銘95 3/8 >3.9 送+ (6.89 X.95 918 X.5+2.55 探5) >2/4=47.892+65.498+55.814= 169.20 kN頂層柱活載=板傳荷載=(2.0 1.95 >3.9 >2 X5/8+0.918 2.0 >1.95 >7.5 >2)/4=24.92 kN1.0標準層柱恒載=墻自重+梁自重+板傳荷載=22.65+65.488+24.92=113.068 kN 標準層柱活載=板傳荷載=(2.0 1

50、.95 >3.9 >2 X5/8+0.918 2.0 >1.95 >7.5 >2)/41 =32.44 kN基礎頂層恒載=底層外縱墻自重+基礎梁自重=4.305 (6.9-0.6)+2.5 (6椅-0.6) = 48.996 kN4、B軸柱縱向集中荷載的計算(或C軸柱)(a =1.5/3.9=0.38,-2 a 2+3 a 3=0.77)頂層柱恒載二梁自重+板傳荷載=3.81 >(6.9-0.6)+6.89 1.5 >3.4 >2 >0.77+(6.89 >1.5 >5/8 >3+2.55 >3) >2/4+6

51、.89 1.95 >7.8 >5/8+6.89 1.95 >7.5 >0.918+2.55 7.5) 2/4=224.33kN頂層柱活載=板傳荷載=2.5 1.5 0.77 3.4/2+2.5 1.95 5/8 >6.9+2.5 1X5 >5/8 3 >2/4+1.95 0.918 X7.5 2 >2/4=63.23 kN標準層柱恒載=梁自重+內(nèi)縱墻自重+板傳荷載=27.432+17.424+30.942+34.92+9.2=119.918 kN標準層柱活載=板傳活載=43.7 kN基礎頂面恒載=底層內(nèi)縱墻自重+基礎梁自重=4.305 )(7.8

52、-0.6) +2.5 (7.8-0.6)=48.996 kN1169.12/21.922?4王門 2； 4邛肯113,06：!/24.9227.52/6.B8/乂119 91X 環(huán)嗣 /1S3 5VS-36.6913.46勺A3E £16.7J 7V75犀習金G=36.M7/6.S3/T69J224.92/1 9.9181G-36.61阿1呂也moe/24 92/6.B8/3119 911R.48(/A 59/6 88/113.06/24.92/6.S8/119.91 3/6.8&/3=.3t ,7*9：1 p 9TS113,068壯越溜5/4 c9個斗B7/6 SS/g 9

53、13115.48/6 88/13-逸24 92/4E3£A45小<15的：=45.60= 39,990=45.6314S.596圖2-4豎向受荷總圖244風荷載標準值計算作用在屋面梁和樓面梁節(jié)點處的集中風荷載標準值:為了簡化計算起見，通常將計算單元范圍內(nèi)外墻面的分布荷載化為等量的作用于樓面集中風荷載，計算公式如下：公式（2-1）W嚴sz 0 hi hj B 2式中：基本風壓0 =0.35kN m2-z-風振系數(shù)，因結(jié)構(gòu)高度 H = 14.05mm<30m可取-z = 1.0;Js-風荷載體型系數(shù)，本建筑 H/B=14.05/16.8=0.84<4,取 譏=1.3 ;

54、冷-風壓高度變化系數(shù)，因建設地點位于青島市黃島區(qū)，屬于有密集建筑群的城市 市區(qū)，所以地面粗糙度為 C類；h-下層柱高；hj -上層柱高；B計算單元迎風面的寬度，B = 4.8 m；計算過程見表2-1表2-1各層樓面處集中荷載標準值離地高度Z/mPzw0(kN/m2)hi / mhj / mWk/kN14.050.741.01.30.353.42.88.5910.650.741.01.30.353.43.49.427.250.741.01.30.353.43.49.423.850.741.01.30.353.853.410.04245風荷載作用下的位移驗算 位移計算時，各荷載均采用標準值。1、側(cè)

55、移剛度D:表2-2橫向2-5層D值的計算構(gòu)件名稱:libi = 龍iciac 2 + i12DFcr (kN/m) hA軸柱2x4.7x104cc 廠_ 0.25 2"9.05"040.1115061B軸柱2x(4.7x104+10.8I04)門4 = 0.812匯19.05匯100.2940600C軸柱2漢(4.7"04 +10.8X04)4 =0.812疋19.05疋1040.2940600D軸柱24.7江104門小廠4 =0.252x19.05X00.1115061刀 D=(15061+40600)X 2 = 111322kN/m表2-3橫向底層D值的計算構(gòu)件名稱r工ibi = ic0.5+ia =-c 2 + i12D"cir (kN/m) hA軸柱4.7勺04n q