湖濱多層框架結(jié)構(gòu)中學(xué)教學(xué)樓設(shè)計建筑擴(kuò)初圖

1、 本 科 生 畢 業(yè) 設(shè) 計 湖濱中學(xué)教學(xué)樓設(shè)計XX院 系： 土木工程學(xué)院 專 業(yè)： 土木工程專業(yè) 班 級： X 學(xué) 號： X 指導(dǎo)教師： X 職稱（或?qū)W位）： X 2018 年 05 月原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的設(shè)計，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本設(shè)計不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本設(shè)計的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)生簽名： 年 月 日 指導(dǎo)聲明本人指導(dǎo)的 同學(xué)的畢業(yè)設(shè)計題目大小、難度適當(dāng)，且符合該同學(xué)所學(xué)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)的要求。本人在指導(dǎo)過

2、程中，通過網(wǎng)上文獻(xiàn)搜索及文獻(xiàn)比對等方式，對其畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容進(jìn)行了檢查，未發(fā)現(xiàn)抄襲現(xiàn)象，特此聲明。指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 IV目 錄第一部分 設(shè)計說明書0中英文TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc23376 摘要 PAGEREF _Toc23376 IV HYPERLINK l _Toc13555 1 設(shè)計說明書 PAGEREF _Toc13555 VII HYPERLINK l _Toc28513 1.1 建筑設(shè)計 PAGEREF _Toc28513 VII HYPERLINK l _Toc11587 1.1.1 設(shè)計要點 PAGEREF _Toc11587 VII

3、HYPERLINK l _Toc14860 1.1.2 設(shè)計方案 PAGEREF _Toc14860 VII HYPERLINK l _Toc22163 1.1.3 建筑構(gòu)造 PAGEREF _Toc22163 IX HYPERLINK l _Toc13773 1.1.4 建筑設(shè)計說明 PAGEREF _Toc13773 X HYPERLINK l _Toc16740 1.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計 PAGEREF _Toc16740 XI HYPERLINK l _Toc3007 1.2.1 結(jié)構(gòu)說明 PAGEREF _Toc3007 XI HYPERLINK l _Toc27263 1.2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計

4、 PAGEREF _Toc27263 XI第二部分 設(shè)計計算書 HYPERLINK l _Toc17723 2 設(shè)計計算書 PAGEREF _Toc17723 1 HYPERLINK l _Toc32450 2.1 框架結(jié)構(gòu)布置及計算簡圖 PAGEREF _Toc32450 1 HYPERLINK l _Toc10472 2.1.1 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計概況 PAGEREF _Toc10472 1 HYPERLINK l _Toc19059 2.1.2 結(jié)構(gòu)承重方案選擇 PAGEREF _Toc19059 2 HYPERLINK l _Toc22856 2.1.3 確定結(jié)構(gòu)計算簡圖 PAGEREF _

5、Toc22856 4 HYPERLINK l _Toc6170 2.1.4 梁、柱慣性矩、線剛度、相對線剛度計算 PAGEREF _Toc6170 5 HYPERLINK l _Toc2214 2.2 樓面設(shè)計 PAGEREF _Toc2214 9 HYPERLINK l _Toc9001 2.2.1 樓板厚度的確定 PAGEREF _Toc9001 9 HYPERLINK l _Toc30106 2.2.2 荷載計算 PAGEREF _Toc30106 9 HYPERLINK l _Toc9478 2.2.3 內(nèi)力計算 PAGEREF _Toc9478 10 HYPERLINK l _Toc

6、15482 2.3 次梁設(shè)計 PAGEREF _Toc15482 18 HYPERLINK l _Toc30505 2.3.1 次梁截面尺寸估算 PAGEREF _Toc30505 18 HYPERLINK l _Toc11625 2.3.2 荷載計算 PAGEREF _Toc11625 18 HYPERLINK l _Toc23409 2.3.3 次梁的內(nèi)力分析與配筋表 PAGEREF _Toc23409 20 HYPERLINK l _Toc5104 2.4 樓梯設(shè)計 PAGEREF _Toc5104 28 HYPERLINK l _Toc17375 2.4.1 梯段板設(shè)計 PAGEREF

7、 _Toc17375 28 HYPERLINK l _Toc1086 2.4.2 半層休息平臺板計算 PAGEREF _Toc1086 29 HYPERLINK l _Toc32078 2.4.3 樓層休息平臺板計算 PAGEREF _Toc32078 30 HYPERLINK l _Toc9090 2.4.4 半層平臺梁計算 PAGEREF _Toc9090 30 HYPERLINK l _Toc31983 2.4.5 樓層平臺梁計算 PAGEREF _Toc31983 32 HYPERLINK l _Toc19451 2.5 水平地震作用內(nèi)力計算 PAGEREF _Toc19451 33

8、HYPERLINK l _Toc20105 2.5.1 設(shè)計資料 PAGEREF _Toc20105 33 HYPERLINK l _Toc12985 2.5.2重力荷載代表值計算 PAGEREF _Toc12985 33 HYPERLINK l _Toc20941 2.5.3 橫向水平地震作用下橫向框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計算 PAGEREF _Toc20941 36 HYPERLINK l _Toc9244 2.5.4 橫向框架抗震變形驗算 PAGEREF _Toc9244 38 HYPERLINK l _Toc10046 2.5.5水平地震作用下橫向框架的內(nèi)力分析 PAGEREF _Toc1

9、0046 39 HYPERLINK l _Toc21909 2.6 風(fēng)荷載內(nèi)力計算 PAGEREF _Toc21909 46 HYPERLINK l _Toc29064 2.6.1 風(fēng)荷載的計算 PAGEREF _Toc29064 46 HYPERLINK l _Toc32316 2.6.2 風(fēng)荷載作用下的側(cè)移驗算 PAGEREF _Toc32316 47 HYPERLINK l _Toc30250 2.6.3 風(fēng)荷載作用下框架的內(nèi)力分析 PAGEREF _Toc30250 47 HYPERLINK l _Toc13615 2.7 恒載作用下橫向框架的內(nèi)力分析 PAGEREF _Toc1361

10、5 54 HYPERLINK l _Toc16614 2.7.1 恒載作用下橫向框架的受荷情況 PAGEREF _Toc16614 54 HYPERLINK l _Toc19419 2.7.2 橫向框架內(nèi)力計算 PAGEREF _Toc19419 54 HYPERLINK l _Toc18271 2.7.3 節(jié)點分配系數(shù)的計算 PAGEREF _Toc18271 57 HYPERLINK l _Toc19357 2.7.4 固端彎矩計算 PAGEREF _Toc19357 57 HYPERLINK l _Toc14006 2.7.5 恒載作用下框架的內(nèi)力分析 PAGEREF _Toc14006

11、 58 HYPERLINK l _Toc14686 2.8 活載作用下橫向框架的內(nèi)力分析 PAGEREF _Toc14686 68 HYPERLINK l _Toc9019 2.8.1 活載作用下橫向框架的受荷情況 PAGEREF _Toc9019 68 HYPERLINK l _Toc5910 2.8.2 橫向框架內(nèi)力計算 PAGEREF _Toc5910 68 HYPERLINK l _Toc21090 2.8.3 節(jié)點分配系數(shù)的計算 PAGEREF _Toc21090 70 HYPERLINK l _Toc6743 2.8.4 固端彎矩計算 PAGEREF _Toc6743 71 HYP

12、ERLINK l _Toc22938 2.8.5 活載作用下框架的內(nèi)力分析 PAGEREF _Toc22938 71 HYPERLINK l _Toc2134 2.9 框架內(nèi)力組合 PAGEREF _Toc2134 81 HYPERLINK l _Toc24772 2.9.1 橫向框架內(nèi)力組合 PAGEREF _Toc24772 81 HYPERLINK l _Toc27399 2.9.2 框架梁內(nèi)力組合 PAGEREF _Toc27399 81 HYPERLINK l _Toc3403 2.9.3 框架柱內(nèi)力組合 PAGEREF _Toc3403 87 HYPERLINK l _Toc123

13、56 2.9.4 框架內(nèi)力組合的調(diào)整 PAGEREF _Toc12356 93 HYPERLINK l _Toc826 2.10 截面設(shè)計 PAGEREF _Toc826 98 HYPERLINK l _Toc2850 2.10.1 橫向框架梁截面設(shè)計 PAGEREF _Toc2850 98 HYPERLINK l _Toc5057 2.11 基礎(chǔ)設(shè)計 PAGEREF _Toc5057 113 HYPERLINK l _Toc28883 2.11.1 地質(zhì)水文資料及基礎(chǔ)類型選用 PAGEREF _Toc28883 113 HYPERLINK l _Toc11517 2.11.2 基礎(chǔ)梁設(shè)計 P

14、AGEREF _Toc11517 113 HYPERLINK l _Toc5585 2.11.3 基礎(chǔ)設(shè)計 PAGEREF _Toc5585 116 HYPERLINK l _Toc32011 結(jié)束語 PAGEREF _Toc32011 127 HYPERLINK l _Toc13606 致謝 PAGEREF _Toc13606 127 HYPERLINK l _Toc2734 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc2734 127 湖濱中學(xué)教學(xué)樓設(shè)計XX（土木工程學(xué)院 指導(dǎo)老師： XX）摘要：湖濱中學(xué)教學(xué)樓位于城廂區(qū)的莆陽西路附近，建筑層數(shù)5層，總建筑面積約4000m2。綠化率不低于20%；建筑

15、密度不高于25%，容積率不超過1.2。建筑設(shè)計理念：教學(xué)部分：包括普通教室、實驗室、音樂教室、語言教室及圖書閱覽室等。它們是教學(xué)樓的主體部分。 辦公部分：包括行政、社團(tuán)辦公室及教師辦公室。 輔助部分：包括交通系統(tǒng)、廁所、取水點及儲藏室等。根據(jù)師生人數(shù)合理設(shè)置房間布局，根據(jù)荷載和建筑布局設(shè)計建筑物主體各層結(jié)構(gòu)，設(shè)計梁柱的尺寸及配筋、板厚及配筋，根據(jù)氣象條件設(shè)計建筑物的地下防水、屋面的防水、保溫與隔熱，使其達(dá)到“實用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀”的要求。關(guān)鍵詞：教學(xué)樓設(shè)計 建筑設(shè)計 結(jié)構(gòu)設(shè)計 結(jié)構(gòu)計算 配筋計算Design of Hubin Teaching Building Hui Yu(College

16、of Civil Engineering Supervisor: Chen Zhifei)Abstract：The teaching building of Hubin middle school is located near the Puyang West Road in Chengxiang District, with 5 storeys and a total construction area of about 4000m2. The afforestation rate is not less than 20%; the building density is not highe

17、r than 25%, and the floor area ratio is not more than 1.2. Architectural design concept: part of teaching: including ordinary classrooms, laboratories, music classrooms, language classrooms and library reading rooms. They are the main part of the teaching building. Office: administrative, club offic

18、es and teachers offices. Auxiliary part: including traffic system, toilet, water intake point and storeroom. According to the number of teachers and students to set up the room layout reasonably, design the structure of the main body of the building according to the load and the building layout, des

19、ign Liang Zhus size and reinforcement, plate thickness and reinforcement, design the underground waterproof, waterproof, thermal insulation and heat insulation of the building according to the weather conditions, so that it can reach practical, safe, economical and beautiful. Requirements. Keywords:

20、 Teaching Building design; architectural design; structural design; structural calculation; reinforcement alculation.俞徽 湖濱中學(xué)教學(xué)樓設(shè)計 XI第一部分 設(shè)計說明書1 設(shè)計說明書1.1 建筑設(shè)計1.1.1 設(shè)計要點教學(xué)生態(tài)文化氣氛影響人們的社會表現(xiàn)，良好的教學(xué)文化內(nèi)涵，會充實人們的心靈，保障健康，激發(fā)人們努力工作和創(chuàng)造財富的動力，演繹精彩的人生。在整個建筑設(shè)計部分中，主要從總體方案設(shè)計、平面設(shè)計、立面設(shè)計、剖面設(shè)計以及屋面、樓梯及墻體等幾個方面進(jìn)行設(shè)計，并完成建筑說明及有關(guān)施

21、工圖，從而使該教學(xué)樓在建筑、結(jié)構(gòu)和施工等方面符合規(guī)范要求1。教學(xué)樓的設(shè)計是建筑設(shè)計較為特殊的部分。中小學(xué)教學(xué)樓的設(shè)計,更要滿足孩子的身心發(fā)展要求。同時,考慮到地震對教育設(shè)施的毀壞,我們在教學(xué)樓的設(shè)計中有必要考慮建筑的抗震因素。本教學(xué)樓是適應(yīng)文化經(jīng)濟(jì)發(fā)展的建筑，學(xué)習(xí)是當(dāng)代學(xué)生學(xué)習(xí)生活的重要組成部分。建筑的現(xiàn)代感和他所包含的文化內(nèi)涵結(jié)合整體環(huán)境的處理體現(xiàn)出鮮明的個性。充分體現(xiàn)出教學(xué)樓的可持續(xù)發(fā)展性，體現(xiàn)“以人為本”。首先，在總體規(guī)劃的前提下，根據(jù)任務(wù)書的要求綜合考慮基地環(huán)境、使用功能、結(jié)構(gòu)施工、材料設(shè)備、建筑經(jīng)濟(jì)及建筑藝術(shù)等問題。其次，由于建筑設(shè)計在整個工程設(shè)計中起著主導(dǎo)和先行的作用，因此除考慮上

22、述各種要求以外，在設(shè)計的過程中還考慮了建筑與結(jié)構(gòu)，建筑與各種設(shè)備等相關(guān)技術(shù)的綜合協(xié)調(diào)，使建筑物做到適用、經(jīng)濟(jì)、和美觀，并通過認(rèn)真學(xué)習(xí)和貫徹建筑方針政策和建筑規(guī)范，正確學(xué)習(xí)掌握教學(xué)樓建筑標(biāo)準(zhǔn)，把科學(xué)技術(shù)知識應(yīng)用到實踐中。1.1.2 設(shè)計方案（1） 建筑平面設(shè)計在本設(shè)計中，平面上力求簡單、規(guī)則、對稱，整個建筑平面為“一”字形，采用內(nèi)廊式，既有利于自然采光和自然通風(fēng)，同時又有利于抗震。教學(xué)樓為偏東南朝向，有良好的采光、通風(fēng)和景觀。布局良好、功能齊全、分區(qū)明確。大教室面積88m2左右，小教室54m2左右，行政辦公室及教師辦公室88m2左右。整棟建筑為坐北朝南，建筑物主入口的朝向為南邊。本教學(xué)樓工程為現(xiàn)

23、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)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(yīng)與建筑分隔墻布置互相協(xié)調(diào)，一般常將柱子設(shè)在縱橫建筑墻交叉點上，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)采用不等跨式柱網(wǎng)布置2。各個教室的開間和進(jìn)深根據(jù)現(xiàn)行中小學(xué)生教學(xué)樓建筑設(shè)計規(guī)范劃定。建筑物的總長為41.4米，總寬度為19.5米，其長寬比約為2.12，滿足7度抗震設(shè)防區(qū)建筑物長寬比不允許超過6.0的要求3。建筑左右均對稱，并設(shè)有各種不同的教室及辦公室，都設(shè)置有相應(yīng)的配套設(shè)施。建筑物包括大教室、小教室、多媒體教師、實驗室、會議室、行政辦公室及教師辦

24、公室。地塊前方、左方、右方各設(shè)一出入口以滿足交通及疏散的要求，主入口設(shè)在校園主干道路旁。設(shè)計中較多的考慮建筑與環(huán)境的融合、歷史文脈的傳承，同時注重現(xiàn)代新材料新技術(shù)的運用，力求建設(shè)出一個高品質(zhì)、高標(biāo)準(zhǔn)的教學(xué)樓。在該教學(xué)樓的平面設(shè)計中，根據(jù)規(guī)范的要求，平面布局要求合理，功能齊全，適應(yīng)現(xiàn)代學(xué)習(xí)需要。合理的教室劃分首先要滿足功能分區(qū)，保證戶內(nèi)動線合理及光線的要求。其次，各個功能區(qū)要滿足不同的功能需求。同時注重解決室內(nèi)內(nèi)各種流線的問題，各功能分區(qū)明確合理，符合人的行為模式。內(nèi)部空間滿足防火要求，其造型反映新時代教學(xué)樓建筑的形式。在教學(xué)樓標(biāo)準(zhǔn)層設(shè)計中，考慮到本樓的功能要求，把它按主要功能分區(qū)，教室和教師辦

25、公室搭配，各個區(qū)間的布置滿足防火要求。標(biāo)準(zhǔn)層的層高為3.6m,滿足采光和通風(fēng)的要求。（2）建筑立面設(shè)計建筑體型和立面是建筑物的外部形象。不同類型的建筑，由于功能要求不同，各自都有其獨特的內(nèi)部空間形式和空間組合。在建筑外形上也必然會具有不同的特點。因此，建筑物不同的功能要求在很大程度上形成了它的外形特點，建筑體型和立面就要反映并有意識地表現(xiàn)這些外形的特點，使其個性更鮮明、突出，從而有效區(qū)別其他建筑。為了滿足人們對建筑物的美觀要求，為了使該建筑物能更好滿足建筑功能要求，特此對該教學(xué)樓的立面設(shè)計進(jìn)行了布置和調(diào)整。標(biāo)準(zhǔn)層的窗高除衛(wèi)生間外均設(shè)為2.1m。門高均設(shè)為2.7m。本工程外墻采用抹灰。外墻勒腳采

26、用水泥砂漿粉勒腳4。本設(shè)計中繪制了正立面圖、背立面圖、左立面圖、右立面圖。（3）剖面設(shè)計建筑物的剖面圖主要反應(yīng)出建筑物在垂直方向上各部分的組合關(guān)系。剖面設(shè)計的主要任務(wù)是確定建筑物各部分應(yīng)有的高度、建筑物的層數(shù)及建筑空間的組合關(guān)系。在建筑物的層高上，考慮到建筑空間比例要求及教學(xué)樓建筑設(shè)計規(guī)范規(guī)定教學(xué)樓室內(nèi)凈高要求，該教學(xué)樓的層高為3.6m，室內(nèi)外高差為0.45m。根據(jù)總建筑面積等各方面的要求，該建筑物為5層；總建筑高度為18.9m，其高寬比為0.45，滿足7度抗震設(shè)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(fēng)的角度考慮，窗臺的高度取0.9m。 為了很好的反映樓層的結(jié)構(gòu)，在設(shè)計剖面

27、時，剖切到樓梯及一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的部位，使剖面能很好的反映結(jié)構(gòu)的布置，樓地面的裝修以及梁柱之間的關(guān)系等。本設(shè)計剖面圖選在有樓梯和內(nèi)外空間比較復(fù)雜、最有代表型的部位，并充分表達(dá)清楚。1.1.3 建筑構(gòu)造本教學(xué)樓的建筑構(gòu)造部分作法根據(jù)建筑學(xué)構(gòu)造規(guī)定，具體作法如下：（1）基礎(chǔ)按基礎(chǔ)埋置深度的不同，有深基礎(chǔ)和淺基礎(chǔ)之分。本工程采用淺基礎(chǔ)，采用混凝土獨立基礎(chǔ)1。室外設(shè)計地坪到基礎(chǔ)底面的垂直距離稱為基礎(chǔ)的埋置深度，簡稱基礎(chǔ)埋深。建筑物上部結(jié)構(gòu)荷載的大小，地基土質(zhì)好壞地下水位的高低，以及土壤冰凍深度等均影響基礎(chǔ)的埋深。本建筑設(shè)計的基礎(chǔ)埋根據(jù)上部的實際受力情況而定。（2）墻體 根據(jù)墻體平面上所處位置的不同，有內(nèi)墻

28、和外墻之分，外墻主要是圍護(hù)；內(nèi)墻主要是分隔房間之用。 非承重的隔墻的內(nèi)墻通常稱為隔墻，主要功能是分隔房間。作為隔墻，要求也具有自重輕，隔聲及防火等性能。本建筑的外墻和隔墻均采用水泥空心磚砌筑。墻厚由砌塊尺寸而定，由于墻體穩(wěn)定性較差，同時對墻身進(jìn)行加固處理，沿墻身豎向和橫向配以鋼筋5。（3） 墻面裝修本工程外墻采用雙面抹灰。外墻勒腳采用水泥砂漿粉勒腳。（4）樓地面樓板層是多層建筑樓層間的水平分隔構(gòu)件，它一方面承受著樓板層上的全部靜、活荷載，并將這些荷載連同自重傳給梁或柱；另一方面還對墻體起著水平支撐作用。幫助墻體抵抗由于風(fēng)或地震等所產(chǎn)生的水平力，以增強(qiáng)建筑物的整體剛度。作為樓板層，還應(yīng)為人們提供

29、一個美好而舒適的環(huán)境，此外，建筑物重的各種水平設(shè)備管線，也都安裝載樓板層內(nèi)。1）樓板層的設(shè)計要求為了保證樓板層的結(jié)構(gòu)安全和正常使用，本教學(xué)樓的樓板層的設(shè)計按如下要求：從結(jié)構(gòu)上考慮，樓板層必須具有足夠的強(qiáng)度，以確保安全；同時，還應(yīng)有足夠的剛度，使其在荷載作用下的彎曲撓度不超過許可范圍。剛度以撓度來控制，因此現(xiàn)澆混凝土的撓度取l/250 fl/350。設(shè)計樓板層時，根據(jù)不同的使用要求，考慮到隔聲，防水，防火等問題。在該建筑中，樓板結(jié)構(gòu)占相當(dāng)大的比重，因此在樓板層設(shè)計時，盡量為建筑工業(yè)化創(chuàng)造有利條件。2） 樓板層的做法20mm大理石面層 30mm水泥砂漿找平層 120mm現(xiàn)澆混凝土樓板 20mm水磨

30、石地面3）地面構(gòu)造水磨石地面80mm厚C10級混凝土4）屋面做法不上人屋面：20mm厚1：2.5素砼保護(hù)層 三氈四油防水層 20mm厚1:3水泥砂漿找平層150mm厚水泥蛭石保溫層 30mm水泥焦渣砂漿找坡層100mm現(xiàn)澆混凝土樓板 20mm石灰砂漿抹底5）踢腳線踢腳線的重要功能是保護(hù)墻面，防止墻面因受外界的碰撞損壞，或在清洗地面時，臟污墻面。踢腳線的高度取150mm為施工方便和與地面協(xié)調(diào)起見，踢腳線的材料基本上與地面材料一致。6） 雨篷雨蓬是建筑物入口處位于外門上部用以遮擋雨水，保護(hù)外門免受雨水侵害的水平構(gòu)件，本設(shè)計采用構(gòu)造人字形雨篷。懸挑長度：約為1.5m。7）樓梯本工程采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土

31、板式樓梯，開間4.2m,進(jìn)深8.1m。樓段板作為一塊整板，斜擱在梯段的平臺梁上。底層和標(biāo)準(zhǔn)層踏步寬和踏步高視具體情況而定。欄桿采用d=100mm鋼管，扶手采用鐵藝鋼管扶手。1.1.4 建筑設(shè)計說明本工程為擬建城市型教學(xué)樓，該工程總面積約為4040m2左右，根據(jù)任務(wù)書提供及查找資料基本風(fēng)壓為0.7kN/m2。該教學(xué)樓位于抗震設(shè)防烈度為7度的區(qū)域,設(shè)計基本地震加速度為0. 10g，設(shè)計地震分組為第一組，框架抗震等級為三級。（1）圖中標(biāo)注除有特別注明外，標(biāo)高以米計，尺寸以毫米計。 （2）本圖根據(jù)任務(wù)書要求按七度地震區(qū)抗震設(shè)防。1.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計本設(shè)計為莆田市湖濱中學(xué)教學(xué)樓設(shè)計設(shè)計全過程，該設(shè)計方案以框

32、架結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行設(shè)計。1.2.1 結(jié)構(gòu)說明本工程主體為5層框架結(jié)構(gòu)，建筑物總高度為18.90m，抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計基本地震加速度為0.10g,設(shè)計地震分組為第三組，建筑抗震設(shè)防類別為丙類，框架結(jié)構(gòu)抗震等級為四級，結(jié)構(gòu)安全等級為二級，結(jié)構(gòu)正常使用年限為50年。室內(nèi)設(shè)計標(biāo)高為0.000，室內(nèi)外高差為450mm。建筑物的耐火等級為二級。圖紙中標(biāo)高以米計，尺寸以毫米計。由于建筑物總長度為41.4m，未超過伸縮縫最大間距為55m要求，因此可不設(shè)伸縮縫。在結(jié)構(gòu)設(shè)計計算中，首先進(jìn)行結(jié)構(gòu)選型和結(jié)構(gòu)布置，確定承重體系。在計算荷載之前，根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗初估了梁、柱截面尺寸，并進(jìn)行了驗算。1.2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計 （1

33、）現(xiàn)澆樓板設(shè)計框架梁把板分割成區(qū)格，根據(jù)各區(qū)格的長邊與短邊之比，先確定是單向板還是雙向板（長邊與短邊之比大于2，屬于單向板；長邊與短邊之比小于等于2，屬雙向板），然后按照不同的計算理論和方法，分別進(jìn)行控制截面配筋計算5。 （2）現(xiàn)澆板式樓梯設(shè)計分別對梯段板，平臺板，平臺梁進(jìn)行控制截面的配筋計算6。 （3） 結(jié)構(gòu)計算方法1）地震作用通過頂點位移法求出橫向框架自振周期，橫向地震作用計算，采用底部剪力法，運用D值法,求得單元框架柱剪力，求得柱上下端的彎矩，通過節(jié)點平衡得出梁端彎矩，由此得到水平地震作用下梁柱彎矩和梁端剪力及柱軸力，并進(jìn)行變形驗算7。2）風(fēng)荷載作用根據(jù)所計算的那榀框架的負(fù)荷面積，將風(fēng)荷

34、載換算成作用于框架每層節(jié)點上的集中荷載，運用D值法，求得柱上下端的彎矩，通過節(jié)點平衡得出梁端彎矩，由此得到水平風(fēng)載作用下梁柱彎矩和梁端剪力及柱軸力，并進(jìn)行變形驗算。3）豎向荷載作用（恒載及活載）在計算單元范圍內(nèi)的縱向框架梁的自重、縱向墻體的自重以及縱向天溝的自重以集中力的形式作用在各節(jié)點上。豎向荷載作用下框架的內(nèi)力采用彎矩二次分配法計算。梁端和柱端彎矩計算后，梁端剪力可根據(jù)梁上豎向荷載引起的剪力和梁端彎矩引起的剪力相疊加而得到，柱軸力可由梁端剪力和節(jié)點集中荷載疊加得到。其中，恒載作用下柱軸力還包括其自重8。4） 內(nèi)力組合根據(jù)結(jié)構(gòu)類型、地震設(shè)防烈度、房屋高度等因素，由建筑抗震設(shè)計規(guī)范（GB 50

35、011-2010）表6.1.2確定該框架結(jié)構(gòu)抗震等級為三級。梁的內(nèi)力組合：根據(jù)根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 第3.2.3條和建筑抗震設(shè)計規(guī)范第5.4.1條，考慮六種內(nèi)力組合形式：以下六種組合，即： 其中：SGK恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)；SQK活荷載標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)；SWK風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)；SEK水平地震作用代表值效應(yīng)；考慮地震作用時的荷載效應(yīng)組合承載力調(diào)整系數(shù)，其值見表1.2.2.1。表1.2.2.1 承載力抗震調(diào)整系數(shù)材料結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力狀態(tài)混凝土梁受彎0.75軸壓比小于0.15的柱偏壓0.75軸壓比不小于0.15的柱偏壓0.80各類構(gòu)件受剪、偏拉0.85注：表中系數(shù)值取于建筑抗震設(shè)計規(guī)范（GB 50011-2010

36、）。5）配筋計算由于本工程按7度設(shè)防區(qū)設(shè)計，因此進(jìn)行了抗震設(shè)計，形成延性框架。其設(shè)計原則是：“強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)節(jié)點弱構(gòu)件”。抗震設(shè)防目標(biāo)是：“小震不壞、中震可修、大震不倒”9。 （4）基礎(chǔ)設(shè)計根據(jù)提供工程資料，本工程所在地的地質(zhì)條件良好，選用柱下獨立基礎(chǔ)即可滿足要求。選用獨立基礎(chǔ)，基礎(chǔ)高度在700mm左右，基礎(chǔ)埋深1.10m左右，根據(jù)上部結(jié)構(gòu)傳來的內(nèi)力值進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計，并進(jìn)行抗沖切驗算和基礎(chǔ)配筋10。 第二部分 設(shè)計計算書2 設(shè)計計算書2.1 框架結(jié)構(gòu)布置及計算簡圖2.1.1 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計概況（1）建設(shè)項目名稱：湖濱中學(xué)教學(xué)樓設(shè)計（2）建筑規(guī)模設(shè)計原則：城市規(guī)劃部門要求建筑層數(shù)控制在5層以

37、內(nèi)，綠化率不低于20%；建筑密度不高于25%，容積率不超過1.2。設(shè)計內(nèi)容：五層教學(xué)樓，總建筑面積約為4000 m2，不上人屋面。（3）設(shè)計資料結(jié)構(gòu)形式：本建筑結(jié)構(gòu)類型為現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系，結(jié)構(gòu)安全等級為二級； 防火設(shè)計：本工程的耐火等級不宜低于二級； 氣象資料：常年主導(dǎo)風(fēng)向為東南風(fēng)，年最高氣溫40.0，最低氣溫 2，基本風(fēng)壓：0.70kN/，地面粗糙度為B類，該房屋為丙類建筑； 建筑場地位于抗震設(shè)防烈度7度區(qū)，場地類別類，設(shè)計地震分組為第一組；本工程在設(shè)計考慮的環(huán)境類別為一類，結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限為 50 年； 可保證供應(yīng)各種規(guī)格的鋼筋、鋼材及C20C50級混凝土。場地已經(jīng)平整，水電就近

38、接通；勞動力由公司按需求派給，主要施工機(jī)械設(shè)備需要從公司調(diào)配。 工程地質(zhì)資料： 建筑物所處的場地土為類，地下水位在地面-5.0m 處，地下水為無腐蝕性的一般水。地基土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)見表2.1.1.1。 表2.1.1.1 地質(zhì)鉆孔資料表編號土層名稱土層平均厚度rKN/m3W(%)WL(%)Wp(%)eEsMPackkPak()fakkPa1人工填土1.0m17.22粘性土4.0m202437.019.50.711483282253淤泥質(zhì)粘土3.0m17.34638.220.31.32518161042.1.2 結(jié)構(gòu)承重方案選擇根據(jù)建筑功能要求以及建筑施工的布置圖，本工程采用全現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)。主

39、要構(gòu)件選型及尺寸初步估算（1）主要構(gòu)件選型 梁柱結(jié)構(gòu)形式：現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)； 墻體采用：水泥空心磚 墻體厚度：外墻:240mm、內(nèi)墻:200mm 基礎(chǔ)采用：柱下獨立基礎(chǔ)（2）材料板混凝土等級采用C30，鋼筋采用HPB300級；梁混凝土等級采用C30，縱筋采用HRB400級，箍筋采用HPB300級；柱混凝土等級采用C30，縱筋采用HRB400級，箍筋采用HPB300級；基礎(chǔ)混凝土等級采用C30，縱筋采用HRB400級，箍筋采用HPB300級。（3）梁柱截面尺寸估算1）框架梁 考慮抗震要求，框架結(jié)構(gòu)中框架梁截面高度h一般為梁跨度的1/81/12，當(dāng)梁的負(fù)載面積較大或荷載較大時，宜取上限值。為了防

40、止梁發(fā)生剪切脆性破壞，h不宜大于1/4梁凈跨。梁截面寬度b可取b=（1/31/2）h，同時b不宜小于1/2柱寬且不應(yīng)小于200mm，h/b不宜大于4。 橫向框架梁，因梁跨度4500mm、6000mm、6600mm，故取跨度為6600mm進(jìn)行計算。 梁寬b200mm且h/b=700/300=2.334，符合要求；取截面尺寸bh=300mm700mm。 縱向框架梁，選取最大跨度8100mm進(jìn)行計算。梁寬b200mm且h/b=700/300=2.334，符合要求；取截面尺寸bh=300mm700mm。對于次梁，其截面高度h則取為梁跨度的1/121/18；同理，其他跨梁截面尺寸見表2.1.2.1。表2

41、.1.2.1 梁截面尺寸（mm）及各層混凝土強(qiáng)度等級表層次混凝強(qiáng)度等級橫梁（）縱梁（）一級次梁（）15C303007003007002505002）框架柱 式中N為框架柱的軸壓比限值；Ac為框架柱的截面面積；fc柱混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計值；N為柱軸向壓力估算值；G為豎向荷載分項系數(shù)；q每層單位面積的豎向荷載,可取14kN/m；S為柱一層的受荷面積；n為本工程層數(shù)；為考慮水平力產(chǎn)生的附加系數(shù)取1.05；2邊柱軸向力增大系數(shù)，邊柱、中柱；柱由框架梁與剪力墻連接時,柱軸力折減系數(shù),本工程取1。邊柱：3軸與A軸相交邊柱212144mm=460.6mm460.6mm考慮到邊柱承受偏心荷載且跨度較大，故取邊柱

42、截面尺寸為：550mm550mm中柱：3軸與C軸相交中柱261905mm=511mm511mm故取中柱截面尺寸為：550mm550mm柱截面尺寸A柱500mm500mm，B柱500mm500mm，C柱500mm500mm，D柱500mm500mm3）板厚度確定根據(jù)規(guī)范混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 GB50010-20109.1.2板的跨厚比單向板不大于30，雙向板不大于40要求，綜合考慮本工程取屋面板厚為120mm，樓面板厚為120mm。2.1.3 確定結(jié)構(gòu)計算簡圖（1）三個假設(shè)：平面結(jié)構(gòu)假定：該工程平面為正交布置，可以認(rèn)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(dān)，垂直于該方向的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)不受力； 樓

43、板在自身平面內(nèi)剛性假定：在水平荷載作用下，框架之間不產(chǎn)生相對位移；（2）計算簡圖（取一榀橫向框架計算）根據(jù)結(jié)構(gòu)平面布置圖,選定第5軸線作為計算單元。如圖2.1.3.1所示房間內(nèi)荷載直接傳給該框架，樓面荷載如圖陰影部分所示。圖2.1.3.1 框架計算單元(3）梁的計算跨度:假定框架柱嵌固于基礎(chǔ)頂面上，框架梁與柱剛接。則梁的跨度等于柱截面形心軸線之間的距離。AB跨：8100mmBC跨：3000mmCD跨：8100mm（4）框架柱高度 根據(jù)工程地質(zhì)條件，假設(shè)基礎(chǔ)底標(biāo)高為-1.4m，基礎(chǔ)假設(shè)高度0.8m，則底層柱計算高度為3.6+1.4-0.8=4.2m，其他層柱高度同層高。 2.1.4 梁、柱慣性矩

44、、線剛度、相對線剛度計算 （1）梁的線剛度計算構(gòu)件慣性矩公式：，中框架梁取I=2Ib，邊框架梁取I=1.5Ib，線剛度計算公式。中框架梁AB梁線剛度：=63518kNmBC梁線剛度：=171500kNmCD梁線剛度：=63518kNm邊框架梁AB梁線剛度：=47638kNmBC梁線剛度：=128624kNmCD梁線剛度：=47638kNm標(biāo)準(zhǔn)層柱的線剛度：=63546kNm線剛度：=54468kNm框架線剛度見圖2.1.4.1、圖2.1.4.2圖2.1.4.1 中框架計算簡圖圖2.1.4.2 邊框架計算簡圖（3） 柱側(cè)移剛度D按計算，剛度修正系數(shù)c按表2.1.4.3采用，D值的計算詳見表2.1

45、.4.4。 表2.1.4.3 柱側(cè)向剛度修正系數(shù)c表2.1.4.4 橫向框架各層側(cè)向D值層次框架柱軸號KcD(kN/m)柱根數(shù)D(kN/m)62層中框架A1.000.33195796893432B3.700.649381686C3.700.649381686D1.000.33195796邊框架A0.750.273160282B2.770.580340892C2.770.580340892D0.750.2731602821層中框架A1.170.527178066684236B4.310.763257896C4.310.763257896D1.170.527178066邊框架A0.870.4791

46、61742B3.220.713241002C3.220.713241002D0.870.479161742由上述結(jié)果見，故該框架為規(guī)則框架。2.2 樓面設(shè)計2.2.1 樓板厚度的確定樓板為現(xiàn)澆雙向連續(xù)板，砼等級采用C30。房間樓板短跨方向最大為4050。A,B板短跨2.2.2 荷載計算樓面恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值：20mm水磨石地面 30mm厚水泥砂漿找平層 120mm鋼筋混凝土現(xiàn)澆板 20mm QUOTE 大理石地面 恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 合計： 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：由可知,活載起控制作用；恒載設(shè)計值 活載設(shè)計值 總荷載設(shè)計值 衛(wèi)生間恒載標(biāo)準(zhǔn)值：20mm QUOTE 防滑地磚 8mm捷羅克防水層 30mm水泥砂漿找

47、平層 110mm現(xiàn)澆混凝土樓板 恒載標(biāo)準(zhǔn)值： 合計：由可知,活載起控制作用；恒載設(shè)計值 活載設(shè)計值 總荷載設(shè)計值 2.2.3 內(nèi)力計算按彈性方法進(jìn)行內(nèi)力計算，結(jié)構(gòu)布置圖見2.2.3.1。圖2.2.3.1 標(biāo)準(zhǔn)層板結(jié)構(gòu)布置圖表2.2.3.2 雙向板荷載設(shè)計值計算板編號恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值gk（kN/m2）活荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk（kN/m2）恒荷載設(shè)計值g（kN/m2）活荷載設(shè)計值q（kN/m2）g+q/2(kN/m2)q/2(kN/m2)g+q(kN/m2)A5.412.506.493.58.241.759.99B5.412.006.492.807.891.409.29C5.412.006.492.807.8

48、91.409.29D3.892.504.673.506.421.758.17E5.412.506.493.508.241.759.99F5.412.506.493.508.241.759.99G5.412.006.492.807.891.409.29H5.412.006.492.807.891.409.29I5.412.006.492.807.891.409.29J5.412.006.492.807.891.409.29注：恒載分項系數(shù)為1.2 ；活載分項系數(shù)為1.4 。區(qū)格ABCD3300/4200=0.794050/4200=0.964050/4200=0.964050/6600=0.61

49、跨 中計算簡圖（） （）支 座計算簡圖（）（）表2.2.3.3 雙向板彎矩計算續(xù)表2.2.3.3區(qū)格EFGH3300/6600=0.53300/6600=0.54050/6600=0.614050/6600=0.61跨 中計算簡圖（）（）支 座計算簡圖（）（）續(xù)表2.2.3.3區(qū)格IJ4050/6600=0.614050/6600=0.61跨 中計算簡圖（）（）支 座計算簡圖（）（）板筋采用HPB300級鋼筋，；混凝土等級采用C30，。本工程設(shè)計環(huán)境類別為一類，板混凝土保護(hù)層最小厚度c=15+5=20mm，假定選用10鋼筋，則截面有效高度為：短跨 方向 ；長跨 方向 。各跨跨中彎矩與支座彎矩已

50、求得，即可近似按（s近似取0.90.95）算出相應(yīng)的鋼筋截面面積，所選板筋配筋率應(yīng)滿足最小配筋率要求，即：。其中，由彎矩計算結(jié)果表2.2.3.3可知，板間支座彎矩不平衡，實際應(yīng)用時取相鄰兩個區(qū)格板支座彎矩的較大值。計算示例：（一）雙向板A板計算（1）荷載設(shè)計值由活載控制時：g+q=1.25.41+1.42.5=9.99kN/m2由恒載控制時：g+q=1.355.41+1.40.72.5=9.75kN/m2故取g+q=9.99 kN/m2；則q/2=1.750kN/m2，g+q/2=1.25.41+1.75=8.24kN/m2。（2）彎矩值計算（取0.2）由查表得：，；，；，?？鐑?nèi)彎矩： 支座彎

51、矩：配筋計算短跨 方向 ；長跨 方向 ； 支座截面 ?？缰信浣睿汗拾礃?gòu)造配筋，選用8170，實配鋼筋面積為。支座A-F、選用8170，實配鋼筋面積為?？缰信浣睿汗拾礃?gòu)造配筋，選用8170，實配鋼筋面積為。支座A-F配筋：故用實際面積配筋，取8120，實際配筋面積為支座A-B配筋：故用實際面積配筋，取8140，實際配筋面積為其余區(qū)格板跨中配筋計算結(jié)果見表2.2.4.1，支座配筋計算結(jié)果見表2.2.4.2。、 表2.2.4.1 板跨中配筋板編號方向h0(mm)M(kNm)AS(mm2)實配鋼筋實配面積(mm2)Alox954.098201.48170296loy853.446158.1817029

52、6Blox954.751194.98170296loy853.917179.68170296Clox955.116209.98170296loy854.872223.48170296Dlox858.837405.38120419loy753.613187.88170296Elox955.563228.38170296loy851.75880.68170296Flox957.367302.38160314loy852.679122.98170296Glox956.870281.98170296loy852.915133.78170296Hlox958.653355.18140359loy854.

53、315197.98170296Ilox958.764359.78130387loy854.436203.488170296Jlox957.198295.48170296lox853.316152.18160314 表2.2.4.2 板支座配筋支座h0(mm)Mmax(kNm)AS(mm2)實配鋼筋實配面積(mm2)A-B858.472388.5810180436A-F759.726505.5810130604B-C7510.515546.5910130604B-G8512.007550.7210130604C-H8511.748538.8410130604H-G8515.543712.9010

54、110714H-H8511.748538.8410130604G-G8512.007550.7210130604G-F8512.467571.8210130604F-E859.019413.6710180436D-D7515.424801.7712140808注：其他未注明的板塊按構(gòu)造配板筋，即8170。2.3 次梁設(shè)計2.3.1 次梁截面尺寸估算次梁則次梁截面尺寸為。2.3.2 荷載計算梁自重 板H傳來的恒載 板G傳來的恒載 板H傳來的活載 板G傳來的活載 2.3.1.1次梁L1（4）計算簡圖（a）（b）（c）（d）（e）（f）2.3.1.2次梁的計算單元2.3.3 次梁的內(nèi)力分析與配筋表1

55、、本工程的環(huán)境類別為一類，設(shè)計年限為50年，采用HRB400三級鋼筋，查表得，最小配筋面積由于是5跨，且等跨，則查靜力手冊可得：對于荷載（a） 對于荷載（b） 對于荷載（c） 對于荷載（d） 對于荷載（e） 對于荷載（f） 例：（1）對于荷載（a）+（b）+（c） 永久荷載起控制作用： 可變荷載起控制作用： ，可變荷載起控制作用，則 ，可變荷載起控制作用，則； 永久荷載起控制作用： 可變荷載起控制作用： ，永久荷載起控制作用，則； ，永久荷載起控制作用，則；次梁荷載不利布置計算見表2.3.3.1； 次梁最不利內(nèi)力組合見表2.3.3.2； 最不利組合計算：以為例：maxc，d，e，f：M=8.9

56、47kN/ma+b+ maxc，d，e，f：M=81.221 kN/m所以M=81.221 kN/m（3）配筋計算： 實際配筋，次梁正截面配筋表2.3.4.1次梁斜截面配筋表2.3.4.2表2.3.3.1 次梁的內(nèi)力計算荷載類型跨內(nèi)最大彎矩（kN.m） 支座彎矩（kN.m） 剪力(kN)M1M2M3M4M5MBMCMDMEVAVB左VB右VC左VC右VD左VD右VE左VE右VF荷載(a)8.9473.7855.2773.7858.947-12.045-9.062-9.062-12.0456.848-10.5339.142-8.2388.690-8.6908.238-9.14210.533-6.

57、848荷載（b）38.03217.49523.47417.49538.032-47.919-36.054-36.054-47.91933.868-48.52942.997-39.40141.199-41.19939.401-42.99748.529-33.868荷載（c）17.714.20613.87-15.224-13.87荷載（d）15.217-18.29117.728-15.556荷載（e）-20.068-7.4215.045荷載（f）-18.719-9.613-17.16617.55016.681 表2.3.3.2 次梁各截面最不利內(nèi)力 跨中最大彎矩（KN.m） 支座彎矩（KN.m）

58、剪力(kN)M1M2M3M4M5MBMCMDMEVAVB左VB右VC左VC右VD左VD右VE左VE右VF荷載(a+b）46.97921.2828.75121.2846.979-59.964-45.116-45.116-59.96440.716-59.06252.139-47.63949.889-49.88947.639-52.13959.062-40.716Maxc,d,e,f17.74715.21714.20615.21717.747-20.068-18.719-7.420-9.61313.87-18.29117.728-17.16617.550-15.22415.045-15.55616.

59、681-13.870a+b+Max81.22146.84054.38946.84081.221-100.62-80.346-68.178-90.37268.559-97.65887.761-81.19984.549-82.27079.057-85.63396.081-68.559表2.3.4.1 次梁正截面配筋表截面M（kN.m）實配鋼筋實配面積（mm2）1、5跨中81.2210.990.948495.812505092、4跨中46.8400.0570.971279.252504023跨中54.3890.0660.966325.89250402B支座100.620.1220.935622.99

60、250628C支座80.3460.0980.949490.17250509D支座68.1780.0830.957412.39250509E支座90.3720.1100.942555.33250628A、F支座構(gòu)造配筋402 表2.3.4.2 次梁斜截面配筋表截面VA68.559429V120.12V構(gòu)造配筋VB左-97.658429V120.12V構(gòu)造配筋VB右87.761429V120.12V構(gòu)造配筋VC左-81.199429V120.12V構(gòu)造配筋VC右84.549429V120.12V構(gòu)造配筋VD左-82.27429V120.12V構(gòu)造配筋VD右79.057429V120.12V構(gòu)造配筋