某五層框架中學教學樓畢業(yè)設計

XXXXXXX大學畢業(yè)設計（論文）PAGEPAGEi目錄23635摘要 I30724Abstract II1938緒論 -1-31986第一部分設計任務書 -2-33041設計題目 -2-143932設計目的及要求 -2-251773建筑功能及要求 -2-262823.1建筑功能要求 -2-319563.2建筑等級 -2-39523.3規(guī)劃及其他要求 -2-238083.4結構類型 -3-56554建筑基本技術條件及設計要求 -3-122114.1建筑基本技術條件 -3-219304.2工程地質條件 -3-18115設計內容圖紙及歸檔要求 -3-219805.1建筑部分 -3-65625.2結構部分 -4-292745.3圖面要求 -4-78805.4歸檔書寫要求 -4-19887第二部分建筑設計說明 -5-237056建筑平面設計 -5-298046.1教學區(qū)的布置 -5-227656.1.1教室功能說明 -6-313456.1.2房間的門窗 -6-286686.2輔助使用房間 -6-275256.2.1衛(wèi)生間 -6-258876.2.2教師辦公室、休息室 -6-290866.3交通聯(lián)系部分 -6-262206.3.1樓梯 -6-262536.3.2走道 -6-5736.3.3出入口及門廳 -7-296727建筑空間和立面設計 -7-178917.1層數(shù)層高 -7-152117.2建筑立面設計 -7-14108第三部分結構設計計算 -8-48958工程概況 -8-97288.1工程簡介 -8-317598.2課題條件要求 -8-8928.3設計的基本內容 -8-285008.4設計資料 -8-22078.4.1氣象條件 -8-155428.4.2抗震設防 -9-74838.4.3地基土承載力 -9-202868.4.4其它條件 -9-83659結構類型 -10-394510框架結構的一般性設計與計算 -11-352910.1梁柱截面，梁跨度及柱高確定 -11-610910.1.1梁截面尺寸的初步確定 -11-3154710.1.2柱截面尺寸的初步確定 -12-2272710.1.3板的截面尺寸初步估計 -13-1737210.1.4梁的計算跨度 -13-2646010.1.5柱的高度 -14-1608010.2重力荷載的計算 -14-2509310.2.1屋面及樓面永久荷載（恒荷載）標準值 -14-2800510.2.2屋面及樓面可變荷載（活荷載）標準值 -15-2233210.2.3梁柱的自重 -15-2995610.2.4墻體的自重 -16-1950710.2.5門窗的自重 -17-1171410.2.6各層的荷載的組合 -17-1067111水平地震作用下框架結構的側移和內力計算 -19-468211.1橫梁的線剛度 -19-1862511.2橫向框架柱的線剛度及側移剛度D值 -19-107711.2.1橫向框架柱的線剛度 -19-2617811.2.2橫向框架柱的側移剛度D值 -21-1230211.3橫向框架自震周期 -23-1516911.4橫向框架水平地震作用及樓層地震剪力 -23-3035711.5橫向框架水平地震作用位移驗算 -24-1068711.6水平地震作用下框架內力計算 -25-1152012橫向風荷載作用下框架結構內力和側移計算 -31-1035012.1風荷載標準值的計算 -31-2157112.2風荷載作用下的水平位移驗算 -32-1160212.3風荷載作用下的框架內力計算 -33-1015913豎向荷載作用下橫向框架結構的內力計算 -35-574213.1計算單元 -35-956813.2荷載計算 -36-1866613.3內力計算 -39-188113.4計算恒載和活載作用下梁端剪力和柱軸力 -45-1698014框架內力組合 -47-671714.1框架內力組合 -47-2992214.1.1結構抗震等級 -47-179314.2框架梁內力組合 -47-2020114.2.1最不利截面處的彎矩設計值 52385914.3框架柱內力組合 53380914.3.1框架內力組合中幾點說明 613040314.3.2關于表4-8中計算注意事項 612065214.3.3關于表4-9中計算注意事項 613070914.3.4關于表4-10中計算注意事項 612611115截面設計 621008515.1承載力抗力調整系數(shù) 622331915.1.2框架梁 621869015.1.3框架柱 672103315.2抗震條件下框架柱的截面設計 701335815.3計算非抗震條件下框架柱的截面設計 732947616現(xiàn)澆板設計 771199916.1設計參數(shù) 772323816.2計算結果： 77793116.3跨中撓度驗算： 78283217基礎設計 821110917.1基礎梁截面尺寸的選取 821244217.2荷載選用 822932717.3基礎截面設計 822748717.4地基承載力及基礎沖切驗算 832728617.5基礎底板配筋計算 863249118樓梯設計 892436318.1樓梯板設計 891155218.2平臺板設計 902555818.3平臺梁設計 9022499結語 921374參考文獻 9310610致謝 94XXXXXX中學教學樓建筑結構設計摘要該計算書主要包括八個部分：結構選型、水平力作用下的框架結構計算、豎向荷載作用下的內力計算、橫向框架內力組合、截面尺寸設計、板的設計、基礎設計、樓梯設計。設計主體是五層框架結構，選擇一榀框架計算?？蚣芙Y構的計算部分包括：梁板柱尺寸的初步確定，重力荷載標準值的計算，橫向框架側移剛度的計算，水平地震力作用下的內力計算和側移計算,水平風荷載作用下的側移驗算，(風荷載作用在內力組合時不與考慮)。豎向荷載作用下的框架內力計算，主要包括恒荷載和活荷載作用下的內力計算。內力組合主要是水平地震作用、恒荷載作用、活荷載作用之間的組合。截面設計包括梁的截面設計和柱的界面設計，梁的界面設計包括正截面驗算和斜截面驗算，柱的截面設計包括軸壓比的驗算和正截面驗算和斜截面驗算和結點設計。板的設計采用的是雙向板?；A設計包括荷載計算，基礎承載力計算，沖剪驗算，基礎配筋計算。樓梯設計包括梯段設計、平臺梁設計、平臺板設計、樓梯的配筋計算。關鍵詞：框架結構，基礎，梁，柱，板，樓梯

XXXXXAbstractThebookmainlyincludingeightparts:theselectionofthestructure,thecalculationofframeworkstructureunderthehorizontalloads,theinternalforcescalculationundertheverticalloads,theinternalforcescompositionofhorizontalframework,thedesignofsectionsize,thedesignofplate,thedesignofbasis,thedesignofstaircase.Theobjectofdesignisfive-storyframestructure.Chooseoneloadoftheframeworkstocalculate.Thecalculationofframeworkstructureincluding:Theinitialassuranceforthesizeofthebeam,theplateandthecolumn;Thecalculationofthestandardvaluesofgravityload;Theswaystiffnesscalculationofthehorizontalframework;theinternalforcescalculationandthecheckingofswayunderthehorizontalearthquakeforces;thecheckingofswayunderthehorizontalloadofwind.(Windloadisoutofconsiderationwhentheinternalforcescomposition)Theinternalforcescompositionofhorizontalframeworkmailyincluding:thecalculationundertheliveloadandtheconstantload.Theinternalforcescompositionmainlyisthecompositionofhorizontalearthquakeforces,constantloadandliveload.Thesectiondesignincluding:thedesignofthebeam,column.thedesignofbeamincluding:thecheckingofpositivesectionandobliquesection.Thedesignofcolumnincluding:thecheckingofaxialcompressionratioandthepositivesectionandtheobliquesection,thedesignofnode.Whendesigntheplateconsidersit’stwo-wayplate.Basisdesignincluding:thecalculationofcarryingcapacity,punchingandreinforcement.Thedesignofstaircaseincluding:thedesignofbench,thebeamofplatform,theplateofplatformandcalculationofreinforcementofstaircase.KEYWORDS:frameworkstructure,basis,beam,columnplate,staircase緒論緊張忙碌且充實的畢業(yè)設計轉眼間即將過去了，這也意味著四年大學生活即將結束。經過四年大學的學習和實踐，我迎來了畢業(yè)設計的考驗。我的畢業(yè)設計的題目是：XXXX中學教學樓建筑結構設計。在此我想說的是這次畢業(yè)設計得到了很多老師和同學的指點和幫助。經歷了這次畢業(yè)設計，自己再很多方面有了很大的提高，尤其是對結構專業(yè)課程的一次回顧、總結與提高。學習的目的是為了有所用，它是將知識轉化成實踐和能力的一個過程，而畢業(yè)設計正是如此。因此對我們尤其重要，它不僅僅是簡單的知識累加，更是將已往所學知識的綜合運用。通過這次畢業(yè)設計發(fā)現(xiàn)自己在以前的學習中有很多的不足，同時怎樣將所學的知識靈活運用也是值得深思的一個問題。所以，這次畢業(yè)設計對我個人來說也是一個很好的深化認知的過程。在設計過程中讓我們對房屋建筑學、結構力學、材料力學、土力學與地基基礎、工程材料、鋼筋混凝土結構、高層建筑結構、抗震結構、工程荷載、基礎工程等專業(yè)課程有了更深入的了解。本次畢業(yè)設計是在我的指導老師的悉心指導下完成的。從課題的選擇到設計的最終完成，老師都給予我很多的幫助。每次有問題時，X老師都會耐心認真的解答。在這里鄭重的像杜老師表示真摯的感謝。

同時在這個畢業(yè)設計中，也得到了很多同學的幫助，在次表示感謝。在設計即將完成之際，我的心情無法平靜，因為還有很多可敬的師長、同學、朋友給了我無言的幫助，而我卻無法一一羅列在此!在這里請所有幫助和支持過我的人接受我最誠摯的謝意!框架結構設計的計算工作量很大，在計算過程中以手算為主，輔以一些計算軟件的校正。由于自己水平有限，難免有不妥和疏漏之處，敬請各位老師批評指正！第一部分設計任務書1設計題目設計題目：《框架教學樓》：XXXXX中學教學樓建筑結構設計。2設計目的及要求設計目的：通過本畢業(yè)設計，培養(yǎng)綜合運用所學的基礎理論和專業(yè)知識分析和解決土木建筑工程設計問題的能力，同時也培養(yǎng)理論聯(lián)系實際及動手能力，養(yǎng)成嚴、求實、創(chuàng)新的科學作風及調查研究、查閱資料、綜合分析的能力，為具有土木工程技術人員所必備的基本素質打下堅實的基礎。具體要求：堅持“適用、安全、經濟、美觀”的設計原則。掌握與本設計有關的設計規(guī)范及有關規(guī)定，并會正確應用。要求建筑設計部分設計方案合理、適用、美觀。結構部分合理選擇結構形式，掌握框架結構的計算方法及結構要求。培養(yǎng)繪制施工圖的能力，圖紙不僅達到數(shù)量要求，而且要確保質量。建筑功能及要求。3建筑功能及要求擬建本教學樓為永久性建筑，建筑層數(shù)5～6層，總建筑面積約為6000。3.1建筑功能要求指導思想：堅持以人為本，在功能和結構上要分區(qū)合理，必須依據(jù)教學樓規(guī)模、類型、等級標準，根據(jù)學?；丨h(huán)境條件及功能要求，進行平面組合、空間設計。在整個設計中，突出校園文化的人文特色，體現(xiàn)均質、優(yōu)美、共享、有序的建筑特點。建筑規(guī)模：本教學樓教室數(shù)量在20～40間左右。布局描述：每層樓都設有教師休息室，并設有男女衛(wèi)生間。3.2建筑等級耐久性II級，耐火等級2級3.3規(guī)劃及其他要求要求立面處理簡潔大方，突出校園文化的人文特色，體現(xiàn)均質、優(yōu)美、有序的建筑特點，符合城市總體規(guī)劃要求。3.4結構類型結構型式：框架結構4建筑基本技術條件及設計要求4.1建筑基本技術條件本次設計的任務是為XXXX中學，名稱為XXXX中學。建筑地點：安徽省合肥市建筑規(guī)模：建筑面積：4500～5500層數(shù)：5～6層建筑：要求教室數(shù)在24左右。氣象條件主導風向：西南風，全年平均風速為4.5m/s，最大風速為18m/s，基本風壓為0.4kpa。全年平均降雨量：818.9mm。最熱月相對濕度：80%。雪荷載：基本雪壓0.45(水平投影)。風荷載：基本風壓0.35(10m標高處)。4.2工程地質條件場地類別為Ⅱ類場地5設計內容圖紙及歸檔要求5.1建筑部分按照：建施1、建施2……排序，設計的建筑施工圖有：總平面圖 1:500建筑平面圖（包括首層、標準層、頂層） 1:100頂層排水平面圖 1:200/1:300立面圖（2~4個） 1:100剖面圖（通過門窗或較復雜部位剖切） 1:100/1:50樓梯間詳圖 1:50/1:20/1:10設計說明書（材料做法表、門窗數(shù)量表）5.2結構部分按照：結施1、結施2……排序，設計的結構施工圖有：基礎平面、剖面圖平面結構布置圖（2~4張）梁板模板圖局部大樣圖5.3圖面要求圖紙可用計算機繪制，也要有手工繪制。布局勻稱、圖面整潔、線條圓滑、符號正確、符合《建筑制圖標準》、尺寸完善。計算正確、說明清楚、詞語簡練、用詞恰當、字跡工整。5.4歸檔書寫要求正面：學校全稱，畢業(yè)設計題目、結構形式、班級、姓名、完成時間。背面：目錄，要求按建筑設計、結構設計、施工設計三部分將說明書、計算書、圖紙一一寫明。計算書：一律用A4紙排版打印，頁邊距上2.8cm下2.5cm左2.5cm右2.5cm；論文正文用小四號宋體字，章及章標題用小三號黑體，節(jié)及節(jié)標題用黑體，字號與正文相同，圖表號及標題用五號宋體，。頁眉：宋體、四號，居中排列；頁眉內容為：“安徽理工大學畢業(yè)設計（論文）“；頁腳：宋體、五號，居中排列，頁腳內容為頁碼。第二部分建筑設計說明教學樓設計在一個相當長的時期里，人們多把教學樓設計的著眼點放在“教學”字上，旨在如何滿足“教學”這一基本需求上考慮問題。于是，為數(shù)眾多的教學樓模式單一，空間乏味，很難與城市總體規(guī)劃目標相適應。教學樓不僅是學生上課學習的場所，也是學生開心活動的首選問題。如何把教學樓的建筑功能分區(qū)合理，以人為本，與自然和諧相稱是教學樓建筑設計中十分重要的一方面。教學樓設計方案的選擇，體現(xiàn)了建筑環(huán)境和人文環(huán)境相適應的設計理念。6建筑平面設計6.1教學區(qū)的布置教學區(qū)的建筑平面圖布置見圖6.1所示。圖6-1建筑平面圖6.1.1教室功能說明教學樓的教室是教學樓建筑中的主要部分，課桌椅的排距要求：中學不宜小于900mm，縱向走道寬度均不應小于550mm。前排邊座的學生與黑板遠端形成的水平視角不應小于300。教室第一排課桌前沿與黑板的水平距離不宜小于2000毫米；教室最后一排課桌后前沿與黑板的水平距離中學不宜大于8500mm。教室后部應設置不小于600mm的橫向走道。6.1.2房間的門窗窗的大小根據(jù)建筑規(guī)模要求的采光等級和通風條件確定，并考慮美觀、節(jié)能、開間尺寸、層高等因素，標準層采用不同尺寸的塑鋼玻璃窗，窗臺距地面900mm,滿足休息的要求。房間門采用木門內開，設計寬度1000mm，門高2100mm，門的數(shù)量和尺寸滿足房間用途、房間大小、安全疏散等設計要求。6.2輔助使用房間6.2.1衛(wèi)生間教學樓每層應設廁所，教職工廁所應于學生廁所分設，當學校運動場中心距教學樓內最近廁所超過90米時，可設外廁所，其面積宜按學生總人數(shù)的百分之十五。教學樓的廁所的位置，應便于使用和不影響環(huán)境衛(wèi)生。在廁所入口處宜設前室或設遮蔽措施。廁所內均應設水池地漏，教學樓內廁所應按每90人應設一個洗手盆計算。6.2.2教師辦公室、休息室教師辦公室的平面布置宜有利于備課及教學活動，教學樓中宜每層或隔層設置教師休息室，教師休息室和辦公室宜設洗手盆、掛衣鉤、電源插座等。6.3交通聯(lián)系部分6.3.1樓梯教學樓的樓梯不得采用螺形或扇步踏步。每段賭東道樓梯的踏步不得多于18級，并不應少于3級。梯段與梯段之間，不應設置遮擋視線的隔墻。樓梯坡度不應大于300樓梯梯段的竟寬度不大于3000時宜設中間扶手。樓梯井的寬度不應大于200mm當超過200mm時必須采取安全防護措施。內樓梯欄桿（或欄板）的高度不應小于900mm。室外樓梯欄桿及水平欄桿（或欄板）的高度不應小于1100mm。6.3.2走道走廊起到連接水平方向各個分區(qū)的交通聯(lián)系作用，考慮到建筑物的耐火等級、層數(shù)及走廊通行人數(shù)等因素。教學用房：內走廊不應小于2100。行政及教師辦公用房不應小于1500mm。走道高差變化處必須設置臺階時，應設于明顯及有天然采光處，踏步不應少于三級，并不得采用扇形踏步。外欄桿（或欄板）的高度，不應地于1100mm。欄桿不應采用易于攀登的花格。6.3.3出入口及門廳因室外地平標高設計為，故樓梯間出入口處設四步臺階，懸挑雨篷。在主要出入口處設計門廳，下設四級臺階和車行坡道。主要門廳要滿足交通和防火，寬敞明亮便于交通，滿足安全要求。安全出口的門洞寬度不應小于900mm合班教室的門洞寬度不小于1500mm。7建筑空間和立面設計7.1層數(shù)層高根據(jù)教學樓的建筑規(guī)模，建筑設計成地上一區(qū)（2層）辦公綜合區(qū)，二區(qū)（5層）教學區(qū)，三區(qū)為交通聯(lián)系部分。內走廊采用3，底層層高采用3.9m其它層高為3.6m，室內外高差0.6m。建筑立面設計，本建筑除了在功能上滿足教學的要求外，立面造型也給人一種視覺上的美感，其格調簡潔清新，典雅大方。設計方案中，窗均為灰白塑鋼玻璃窗。窗間墻外貼淺藍色飾磚，與海洋顏色相稱。其他部位采用淺藍色外墻涂料粉刷，和周圍公共建筑環(huán)境融為一體。7.2建筑立面設計本建筑除了在功能上滿足學生的使用要求外，立面造型也給人一種視覺上的美感，其格調簡潔清新，典雅大方，符合整個城市格調。設計方案中，窗均為灰白塑鋼玻璃窗。窗間墻外貼淺藍色飾磚，與周圍顏色相稱。其他部位采用灰白色外墻涂料粉刷，和周圍公共建筑環(huán)境融為一體。第三部分結構設計計算8工程概況8.1工程簡介建筑地點：合肥市建筑類型：教學樓，框架填充墻結構。建筑介紹：建筑面積約5000，樓蓋及屋蓋均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結構，樓板厚度取100mm，填充墻采用蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊。門窗使用：大門采用鋼框玻璃門，其它為木門，窗為塑鋼門窗。尺寸詳見門窗表。地質條件：經地質勘察部門確定，此建筑場地為二類近震場地，設防烈度為7度。柱網與層高：本教學樓采用柱距為7.2m的外廊式柱網，教室跨為7.2m，走道跨2.4m.底層層高取3.9m，標準層層高取3.6m。8.2課題條件要求依本課題要求合理安排場地，創(chuàng)造出優(yōu)美環(huán)境，平面布置合理，通風采光良好，實用性強，立面造型新穎，有民族風格，具有個性與現(xiàn)代感。基本不考慮地基土的變形驗算，其承載力為。建筑場地的主導風向按所在地氣象資料得到。室內的高差按600mm考慮，其中標高相當于馬路中心相對標高?？拐鹪O防要求：設防烈度7度（0.1g），設計地震分組為第二組，場地類別為II類場地。8.3設計的基本內容結構計算書包括結構布置，設計依據(jù)及步驟和主要計算的過程及計算結果，計算簡圖，主要內容如下：（1）地震作用計算（2）框架內力分析，配筋計算（取一榀）（3）基礎設計及計算（4）板、樓梯的設計計算8.4設計資料8.4.1氣象條件基本風壓0.35kN/m2基本雪壓0.45kN/m2此處按建筑結構荷載規(guī)范GB50009-2001采用主導風向：東南風8.4.2抗震設防按7級近震,地震分區(qū)為一區(qū)；II類場地設計8.4.3地基土承載力地基土承載力為kN/m28.4.4其它條件室內外高差450mm。9結構類型根據(jù)該房屋的使用功能及建筑設計的要求，進行了建筑平面、立面及剖面設計。圖9-1是標準層平面網柱布置。主體結構共5層，底層層高3.9m，層高均為3.6m。填充墻采用240mm厚的粘土空心磚砌筑。門為木門、門洞尺寸1.0m×2.4m。窗為塑鋼窗，洞口尺寸為1.5m×1.8m、2.1m×1.8m等。樓蓋及屋蓋均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結構。

圖9-1柱網布置及一榀框架圖10框架結構的一般性設計與計算10.1梁柱截面，梁跨度及柱高確定梁柱的混凝土設計強度：C2510.1.1梁截面尺寸的初步確定（1）．橫梁a:截面的高度：1/12～1/8的跨度（為滿足承載力、剛度及延性要求）h=（1/12～1/8）×7200㎜＝600～900㎜，h=（1/12～1/8）×2400㎜＝200～300㎜，則教室梁高度：h=600㎜；走道梁高度：300b:梁截面寬度可取1/3～1/2梁高,同時不宜小于1/2柱寬,且不應小于250㎜。b=（1/3～1/2）×600㎜=200～300㎜則邊跨梁寬度：b＝250㎜（2）．縱梁a:截面的高度：1/12～1/8的跨度（為滿足承載力、剛度及延性要求）L1h=（1/12～1/8）×4400㎜＝367～550㎜，即截面高度：375㎜～565㎜取400b:梁截面寬度可取1/3～1/2梁高,同時不宜小于1/2柱寬,且不應小于250㎜。b=（1/3～1/2）×400㎜=133～200㎜即截面寬度：133㎜～200㎜則邊跨梁寬度：b＝250㎜L2：h=（1/12～1/8）×3900㎜＝325～487㎜，即截面高度：325㎜～487㎜取400b:梁截面寬度可取1/3～1/2梁高,同時不宜小于1/2柱寬,且不應小于250㎜。b=（1/3～1/2）×400㎜=133～200㎜即截面寬度：133㎜～200㎜則邊跨梁寬度：b＝250㎜L3：h=（1/12～1/8）×4500㎜＝375～563㎜，即截面高度：375㎜～563㎜取400b:梁截面寬度可取1/3～1/2梁高,同時不宜小于1/2柱寬,且不應小于250㎜。b=（1/3～1/2）×400㎜=133～200㎜即截面寬度：133㎜～200㎜則邊跨梁寬度：b＝250㎜L4：h=（1/12～1/8）×4050㎜＝338～506㎜，即截面高度：338㎜～506㎜取400b:梁截面寬度可取1/3～1/2梁高,同時不宜小于1/2柱寬,且不應小于250㎜。b=（1/3～1/2）×400㎜=133～200㎜即截面寬度：133㎜～200㎜則邊跨梁寬度：b＝250㎜L5：h=（1/12～1/8）×3000㎜＝250～375㎜，即截面高度：250㎜取375b:梁截面寬度可取1/3～1/2梁高,同時不宜小于1/2柱寬,且不應小于250㎜。b=（1/3～1/2）×400㎜=133～200㎜即截面寬度：133㎜～200㎜則邊跨梁寬度：b＝250㎜L6h=（1/12～1/8）×7200㎜＝600～900㎜，即截面高度：600㎜～900㎜取600b:梁截面寬度可取1/3～1/2梁高,同時不宜小于1/2柱寬,且不應小于250㎜。b=（1/3～1/2）×600㎜=200～300㎜即截面寬度：200㎜～300㎜則邊跨梁寬度：b＝250㎜綜上：L1~L5全部視為L1，10.1.2柱截面尺寸的初步確定框架柱的截面尺寸一般根據(jù)柱的軸壓比限值按下列公式估算：（1-1）式中：—柱的組合的軸壓力設計值；—按簡支狀態(tài)計算的柱的負載面積；—折算在單位建筑面積上的重力荷載代表值，可根據(jù)實際荷載計算，也可近似取12～15kN/㎡；—考慮地震作用組合后柱軸壓力增大系數(shù)，邊柱取1.3，不等跨內柱取1.25，等跨內柱取1.2；—驗算截面以上樓層層數(shù)；—柱截面面積；—混凝土軸心抗壓強度設計值；—框架柱軸壓比限值，此處可近似取，即為一級、二級和三級抗震等級，分別取0.7，0.8和0.9。其中：＝15kN/㎡，＝5，＝0.9，＝1.3，＝1.25。C25混凝土：fc＝11.9kN/㎡，ft＝1.43kN/㎡邊柱：＝＝中柱：＝＝按上述方法確定的柱截面高度不宜小于400mm，寬度不宜小于350mm，柱凈高與截面邊長尺寸之比宜大于4取柱截面為正方形，則邊柱和中柱截面高度分別是和。為方便計算取柱截面尺寸為：底層教室邊柱、中柱取600mm×600mm；走廊邊柱取500mm×500mm；其他層教室邊柱、中柱取500mm×500mm；走廊邊柱取400mm×400mm；由以上計算可得梁柱的截面尺寸，列表如下表10-1梁、柱截面尺寸層次教室梁走道梁縱梁教室邊柱中柱走道邊柱5250×600250×300250×400600×600600×600500×5004250×600250×300250×400500×500500×500400×4003250×600250×300250×400500×500500×500400×4002250×600250×300250×400500×500500×500400×4001250×600250×300250×400500×500500×500400×400注：梁、柱配筋均采用C30混凝土施工10.1.3板的截面尺寸初步估計根據(jù)實際情況和設計要求，板厚?。?0.1.4梁的計算跨度框架梁的計算跨度以上柱形心線為準，而墻中心線是與軸線重合的，所以柱的形心與軸線發(fā)生偏移，造成計算跨度與軸線間距不同。10.1.5柱的高度底層：3.9+0.6+0.5=5.0。注：底層層高3.9m，室內外高差0.6m，基礎頂部至室外地面0.5。其他各層為3.6因而得到=5.0；=3.6圖10-1橫向框架計算簡圖及柱編號10.2重力荷載的計算10.2.1屋面及樓面永久荷載（恒荷載）標準值1.屋面其按屋面的做法逐項計算均布荷載：吊頂處不做粉底，無吊頂處做粉底，近似取吊頂來參與計算，粉底為相同重量：其屋面構造做法如圖10-2所示，按圖10-2來計算屋面恒載，其結果如下：屋面：35厚細石混凝土保護層（內配鋼筋）0.84kN/m2三氈四油防水層0.30kN/m220厚1：3水泥砂漿找平層0.40kN/m2150厚水泥防水珍珠巖塊保溫層1.5kN/m2100厚鋼筋混凝土板2.5kN/m2粉刷層0.4kN/m2合計6.04kN/m2經計算可得：屋面的長邊長：34.2m屋面的短邊長：9.6m那么屋面恒荷載標準值為：2.樓面樓面的做法如圖10-3所示，按圖示各層進行組合來參與計算樓面恒載大小。樓面：水磨石面層0.65kN/m220厚1：3水泥砂漿找平層0.4kN/m2100厚現(xiàn)澆混凝土樓板2.5kN/m2粉刷層0.4kN/m2合計3.95kN/m2因而得到樓面均布恒載標準值：10.2.2屋面及樓面可變荷載（活荷載）標準值1.屋面計算重力荷載代表值時，僅考慮屋面雪荷載作用2.樓面根據(jù)荷載規(guī)范，樓面活載按來參與計算：表10-2屋、樓面恒活載荷載類別屋面長邊屋面短邊屋面重度樓層重度屋面恒載樓層恒載恒載34.29.66.043.951983.051296.86活載34.29.60.452147.74656.6410.2.3梁柱的自重此處計算包括梁側面、梁底面，柱的側面抹灰重量：1．梁的自重在此計算過程中，梁的長度按凈跨長度，即把梁的計算跨度減掉柱的寬度來參與計算過程：例：：長度=6.9（扣除一個柱寬）：長度=1.96（扣除柱寬）表10-3梁自重層次構件寬高根數(shù)長度重度抹灰每根重量總重1~5教室梁0.250.696.9250.0231.0155613.22走道梁0.250.392250.024.64縱梁0.250.4244250.0212.18注：（1）上表中梁截面的確定，考慮到抹灰層有（每抹層均按20mm計算）寬：0.3+2×0.02=0.34m0.25+2×0.02=0.29m高：0.6+1×0.02=0.62m0.4+1×0.02=0.42m0.45+1×0.02=0.47m（2）此處抹層按近似與梁相同，按每立方25KN計算（3）梁的長度都按凈跨長度計算2.柱的自重注：（1）柱因四面抹灰，與梁相同辦法處理，邊長=0.5+0.02×2=0.54m（2）抹層記入柱內，按每立方25KN計算10.2.4墻體的自重墻體為240厚，兩面抹灰，近似按加厚墻體計算（考慮抹灰重量），采用機器制普通磚，依GB50009-2001建筑結構荷載規(guī)范，磚自重為15，其計算如表3所示：（此處門窗暫不考慮，為預留洞考慮）墻體為240mm厚粘土空心磚，外墻面貼瓷磚（），內墻面為20mm厚抹灰，則外墻單位墻面重力荷載為：內墻為240mm粘土空心磚，兩側均為20mm厚抹灰，在內墻單位面積重力荷載為：木門單位面積重力荷載為0.2，鋼框玻璃窗單位面積重力荷載取0.4注：（1）墻厚=240+20×2=280mm（考慮抹灰層）（2）單位面積重為1×0.28×19=5.32（3）女兒墻自重墻體為120㎜單磚，女兒墻高為1200㎜，外墻面貼瓷磚（0.5KN/㎡），內墻面為20mm厚抹灰，則女兒墻重力荷載為：（0.5＋15×0.12＋17×0.02）×1.2=3.168KN/M（0.5＋15×0.12＋17×0.02）×1.2×（43.44×2＋16.44×2）=379.40KN10.2.5門窗的自重根據(jù)建筑結構荷載規(guī)范GB50009-2001，木門按0.2考慮，塑鋼窗按0.4考慮，計算結果如表10-5所示：表10-4梁、柱重力荷載計算層構件bhrβglinGi∑G1教室橫梁0.250.62513.756.99232.88511.78走道橫梁0.250.32511.8751.95932.91縱梁0.250.42512.54.124246.00教室邊、中柱0.60.62519518810.001091.25走道邊柱0.50.52516.2559281.252~5教室橫梁0.250.62513.756.99232.88511.78走道橫梁0.250.32511.8751.95932.91縱梁0.250.42512.54.124246.00教室邊、中柱0.50.52516.253.618405.00534.60走道邊柱0.40.425143.69129.6010.2.6各層的荷載的組合屋蓋和樓蓋重力代表值為：屋蓋層=女兒墻+屋面恒載+50%雪載+縱橫梁自重+半層柱重+半層墻重（墻和門窗）樓蓋層=樓面恒載+50%樓面活載+縱橫梁自重+樓面上下各半層柱+樓面上下各半層墻重將上述各荷載相加，得到集中于各層樓面的重力荷載代表值如下：頂層恒載：6.04×9.6×34.2（屋面恒載）+0.5×0.45×9.6×34.2（雪載）+551.785（縱橫梁）+534.6×0.5（半層柱）+（9.6+34.2）×2×1.2×4.44（女兒墻）+4.28×［（28.8-0.5×4）×（1.8-0.5）+（30.3-8×0.5）×（1.8-0.35）-1.8×0.5×5］（半內墻）+4.44×［（9.6-0.5×2）×（1.8-0.5）×2+（34.2-8×0.5）×（1.8-0.35）-3.0×0.8×10］（半外墻）+（1.8×0.6×5×0.2+3.0×0.8×10×0.5）（門窗）=3832.34KN二~四層：3.95×9.6×34.2（樓面恒載）+0.5×2.0×［9.34×33.96-（36+30.3-1.8×5）×0.24］（活載）+551.785（縱橫梁）+534.6（上下半層柱）+4.28×［（28.8-0.5×4）×（3.6-0.6）+（30.3-8×0.5）×（3.3-0.45）-1.8×2.4×5］（上下半內墻）+4.44×｛［（7.2-0.5）×2+（2.4-0.45）］×（3.6-0.6）+［（34.2-4×0.5）×（3.6-0.45）+（34.2-0.5×4）×1.5-3.0×0.8×10］（上下半外墻）+（1.8×2.4×5×0.2+3.0×1.8×10×0.5）（門窗）=3745.55KN底層：3.95×9.6×34.2（樓面恒載）+0.5×2.0×［9.34×33.96-（28.8+30.3-1.8×5）×0.24］（活載）+511.785（縱橫梁）+（534.6+742）×0.5（上下半層柱）+4.28×［（28.8-0.5×4）×（1.8+2.5-0.6）+（30.3-8×0.5）×（1.8+2.5-0.4）-1.8×2.4×5］（上下半內墻）+4.44×｛［（7.2-0.5）×2+（2.4-0.45）］×（1.8+2.5-0.6）+［（34.2-8×0.5）×（1.8+2.5-0.4）+（34.2-0.5×8）×1.5-3.0×0.8×10］（上下半外墻）+（1.8×2.4×6×0.2+3.0×1.8×10×0.5）（門窗）=4472.055KN重力荷載代表值如圖10-4所示 3832.34kN3832.34kN3745.55kN3745.55kN3745.55kN4472.055kN圖10-2重力荷載代表值11水平地震作用下框架結構的側移和內力計算11.1橫梁的線剛度混凝土為C25，在框架結構中，對現(xiàn)澆樓面，可以作為梁的有效翼緣，增大了梁的有效剛度，減小了框架的側移，為了考慮這一有利作用，在計算梁的截面慣性矩時，對現(xiàn)澆樓面的邊框架梁取I=1.5（為梁的截面慣性矩），對中框架梁取I=2來計算：表11-1橫梁線剛度計算表類別EcbhI0Li=EcI0/l21.5教室橫梁300002506004.5×1072001.875×103.75×102..813×10走道橫梁300002503000.5625×1024007.03×101.406×101.055×1011.2橫向框架柱的線剛度及側移剛度D值11.2.1橫向框架柱的線剛度柱的側移剛度D計算公式：（3-1）其中為柱側移剛度修正系數(shù)，為梁柱線剛度比，不同情況下，、取值不同。對于一般層：（3-2）（3-3）對于底層：（3-4）（3-5）如3-7表所示：表11-2柱側移剛度修正系數(shù)位置邊柱中柱簡圖簡圖一般層底層固接柱的線剛度見表10-7所示，橫向框架柱側移剛度D值見表10-8所示：表11-3柱的線剛度類別EcbhI0hci=EcI0/l柱型1300006006001.08×1050006.48×10柱型2300005005005.208×1050003.13×10柱型3300005005005.208×1036004.34×10柱型4300004004002.13×1036001.775×10注：由于柱采用C25混凝土，因而11.2.2橫向框架柱的側移剛度D值柱的側移剛度按計算，由于梁線剛度比不同，所以柱可以分為邊框邊柱，邊框中柱，中框邊柱，中框中柱中框架柱側移剛度值表11-4中框架柱側移剛度D值層次柱型根數(shù)1教室邊柱0.5790.41813009.69598525.5中柱0.7960.46414432.265走廊邊柱0.4500.3885825.6372~5教室邊柱0.8640.30212135.935175330.85中柱1.3760.40816395.65走廊邊柱0.7940.2844667.67邊框架柱側移剛度值表11-5邊框架柱側移剛度D值層次柱型根數(shù)1教室邊柱0.4340.38411935.556110380.38中柱0.5970.42213138.662走廊邊柱0.5670.4166244.8822~5教室邊柱0.6480.2459845.37691353.62中柱0.8910.30812377.042走廊邊柱0.5940.2293763.662樓梯及其他框架柱側移剛度值表11-6邊框架柱側移剛度D值層次柱型根數(shù)1樓梯0.3980.37411647.79223295.582~5樓梯0.5940.2293763.6627527.32表11-7橫向框架曾見側移剛度D值層次12345311665.12274211.79274211.79274211.79274211.79，該框架為規(guī)則框架。11.3橫向框架自震周期本處按頂點位移法計算框架的自震周期：此方法是求結構基頻的一種近似方法，將結構按質量分布情況簡化成無限質點的懸臂之桿，導出直感頂點位移的基頻公式，所以需先求出結構的頂點水平位移，按式來求結構的基本周期：：基本周期調整系數(shù)，考慮填充墻使框架自振周期減小的影響，此處取0.6。：框架頂點位移，而在求框架周期前，無法求框架地震力和位移，是將框架的重力荷載頂點位移，由求，再由求框架結構底部剪力，再求各層剪力和結構的真正的位移，如表11-5所示：表11-8結構頂點的假象側移計算層GiVGi∑Di△uiui53832.343832.34274211.7913.98200.5643745.557577.89274211.7927.64186.5833745.5511323.44274211.7941.29158.9523745.5515068.99274211.7954.95117.6514472.0619541.05311665.1262.7062.70因此：，11.4橫向框架水平地震作用及樓層地震剪力總框架高為15.8m，因本工程結構高度不超過40m，質量剛度沿高度分布比較均勻，變形以剪切變形為主，故可用底部剪力法計算水平地震作用，設防烈度7度地震分區(qū)為一區(qū)，查表得（水平地震影響系數(shù)最大值）。Ⅱ類場地近震時特征周期：；結構總水平地震作用標準值按計算，。由于＜根據(jù)結構抗震設計，，因而不考慮頂部附加地震作用。按底部剪力法球的基底剪力，按分配各層的質點，因此各層橫向地震作用及樓層地震剪力如表11-6所示：表11-9各質點橫向水平地震作用及樓層地震剪力計算表層HiGiGi*Hi∑GiHiGi*Hi/∑GiHiFekFiVi519.43832.3474347.40233794.830.321029.80327.48327.48415.83745.5559179.690.251029.80260.67588.15312.23745.5545695.710.201029.80201.28789.4328.63745.5532211.730.141029.80141.88931.31154472.0622360.300.101029.8098.491029.80橫向框架各層水平地震作用和地震剪力如圖11-1所示各質點水平地震作用及樓層地震剪力沿房屋高度的分布見圖3-14。FF1=98.86kNF2=142.11kNF3=200.81kNF4=260.54kNF5=327.48kNF1=1029.8kNkNF2=930.94kNF3=788.83kNV4=588.02kNV5=327.48kN（1）水平地震作用分布（2）層間剪力分布圖11-1橫向框架各層水平地震作用和地震剪力11.5橫向框架水平地震作用位移驗算由于為鋼筋混凝土框架，因此其彈性層間位移角限值為1/550；結果見表11-6所示：表11-10橫向水平地震作用下的位移驗算層Vi∑D△uiuihiθe=△ui/h1/550驗算結果5327.48274211.791.1912.9236000.00360.0018滿足要求4588.15274211.792.1411.7236000.00330.00183789.43274211.792.889.5836000.00270.00182931.31274211.793.406.7036000.00190.001811029.80311665.123.303.3050000.00070.0018經驗算其最大彈性層間位移角限值0.0036=θe〈[θe]=1/550=0.0018，因此均滿足設計要求。11.6水平地震作用下框架內力計算將層間剪力分配到該層的各個柱子，即求出柱子的剪力，再由柱子的剪力和反彎點高度來求柱上、下端的彎矩。柱端剪力按下式來計算：（3-15）柱上、下端彎矩、按下式來計算（3-16）（3-17）式中：—i層j柱的側移剛度；h為該層柱的計算高度；y-反彎點高度比；—標準反彎點高比，根據(jù)上下梁的平均線剛度，和柱的相對線剛度的比值，總層數(shù)，該層位置查表確定?！舷铝合鄬€剛度變化的修正值，由上下梁相對線剛度比值及查表得?！舷聦訉痈咦兓男拚?，由上層層高對該層層高比值及查表?！聦訉痈邔υ搶訉痈叩谋戎导安楸淼酶鞲奖砣缦拢罕?1-11均布水平荷載下各層柱標準反彎點高度比mkkn0.10.20.30.40.50.60.70.80.91.02.03.04.0554321-0.20.100.400.651.200.000.200.400.550.950.150.250.400.500.800.200.300.400.500.750.250.350.400.500.750.300.350.450.500.700.300.400.450.500.700.300.400.450.500.650.350.400.450.500.650.350.400.450.500.650.400.450.500.500.550.450.450.500.500.550.450.500.500.500.556654321-0.300.000.200.400.701.200.000.200.300.400.600.950.100.250.350.400.550.850.200.300.350.450.500.800.250.350.400.450.500.750.250.350.400.450.500.700.300.400.400.450.500.700.300.400.450.450.500.650.350.400.450.450.500.650.350.400.450.450.500.650.400.450.450.500.500.550.450.450.500.500.500.550.450.500.500.500.500.55注：m表示結構總層婁；,n表示該柱所在的樓層位置；表示梁柱線剛度比，按表10.5計算。表11-12倒三角形分布水平荷載下各層柱標準反彎點高度比mn0.10.20.30.40.50.60.70.80.91.02.03.04.0554321-0.050.200.450.751.300.100.250.400.601.000.200.350.450.550.850.250.350.450.550.800.300.400.450.500.750.300.400.450.500.700.350.400.450.500.700.350.400.450.500.650.350.400.450.500.650.350.450.450.500.650.400.450.500.500.650.450.500.500.500.550.450.500.500.500.556654321-0.150.100.300.500.801.300.050.250.350.450.651.000.150.300.400.450.550.850.200.350.400.450.550.800.250.350.450.450.550.750.300.400.450.450.550.700.300.400.450.450.500.700.350.400.450.450.500.650.350.450.450.450.500.650.350.450.450.500.500.650.400.450.500.500.500.600.450.500.500.500.500.550.450.500.500.500.500.55表11-13上、下層梁相對剛度變化的修正值a1a1k0.10.20.30.40.50.60.70.80.91.02.03.04.00.40.550.400.300.250.200.200.200.150.150.150.050.050.050.50.450.300.200.200.200.150.150.100.100.100.050.050.050.60.300.200.150.150.100.100.100.100.050.050.050.050.000.70.200.150.100.100.100.050.050.050.050.050.050.000.000.80.150.100.050.050.050.050.050.050.050.000.000.000.000.90.050.050.050.050.000.000.000.000.000.000.000.000.00注：當時，，相應的為正值；當時，，相應的為負值；對底層柱不作修正。k表11-14上、下層層高不同的修正值和ka2a30.10.20.30.40.50.60.70.80.91.02.03.04.0注：為上層層高變化的修正值，按照求得，上層較高時為正值，但對于最上層可不考慮；為下層層高變化的修正值，按照求得，，對于最上層可不考慮。則計算果如3-20表示。表11-15地震作用下的柱彎矩、剪力計算表柱型層HiVi∑DDi1Vikyny1y2y3yMi1uMi1b教室邊柱53.6327.479274211.79012135.93014.4930.8640.350000.3533.91518.26243.6588.149274211.79012135.93026.0300.8640.40000.456.22537.48333.6789.426274211.79012135.93034.9380.8640.450000.4569.17756.60023.6931.309274211.79012135.93041.2170.8640.50000.574.19174.191151029.800311665.12013009.69042.9860.3120.850000.8532.240182.692中柱53.6327.479274211.79016395.60019.5811.1890.380000.3843.70426.78643.6588.149274211.79016395.60035.1661.1890.450000.4569.63056.97033.6789.426274211.79016395.60047.2011.1890.450000.4593.45876.46623.6931.309274211.79016395.60055.6851.1890.50000.5100.232100.232151029.800311665.12014432.26047.6870.7960.650000.6583.452154.982走道邊柱53.6327.479274211.7904667.6005.5740.7940.350000.3513.0447.02443.6588.149274211.7904667.60010.0110.7940.40000.421.62514.41633.6789.426274211.7904667.60013.4380.7940.450000.4526.60621.76923.6931.3092742