框架教學(xué)樓畢業(yè)設(shè)計(jì)

引言作為四年大學(xué)里最后一個(gè)學(xué)習(xí)環(huán)節(jié),畢業(yè)設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的,起到了承前啟后的作用，畢業(yè)設(shè)計(jì)是把在課堂學(xué)到的專業(yè)知識(shí)運(yùn)用到工程實(shí)踐上去,為即將踏上工作崗位以及進(jìn)一步深造作好強(qiáng)實(shí)的根底。和其他學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)不同，畢業(yè)設(shè)計(jì)是在我們指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，獨(dú)立系統(tǒng)地完成一項(xiàng)工程設(shè)計(jì)，解決與之相關(guān)的所有問題，熟悉相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)圖以及工程實(shí)踐中常用的方法，具有實(shí)踐性、綜合性強(qiáng)的顯著特點(diǎn)。因而對(duì)培養(yǎng)我們的綜合素質(zhì)、增強(qiáng)工程意識(shí)和創(chuàng)新能力具有其他教學(xué)環(huán)節(jié)無法代替的重要作用。本論文的內(nèi)容是中國(guó)礦業(yè)大學(xué)南湖校區(qū)框架結(jié)構(gòu)教學(xué)樓設(shè)計(jì)，側(cè)重于結(jié)構(gòu)計(jì)算，考慮結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)，以此介紹框架結(jié)構(gòu)體系的根本設(shè)計(jì)計(jì)算方法?？蚣芙Y(jié)構(gòu)體系一般在教學(xué)樓和辦公樓中被廣泛應(yīng)用，其特點(diǎn)是由梁、柱承受豎向和水平荷載，墻僅起維護(hù)作用，其整體性和抗震性均好于混合結(jié)構(gòu)，且平面布置靈活，可提供較大的使用空間，也可構(gòu)成豐富多變的立面造型。需要時(shí)，可用隔斷分隔成小房間，或撤除隔斷改成大房間。如果采用輕質(zhì)隔墻和外墻，就可大大降低房屋自重，節(jié)省材料。框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件類型少，易于標(biāo)準(zhǔn)化、定型化；可以采用預(yù)制構(gòu)件，也易于采用定型模板而做成現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，有時(shí)還可以采用現(xiàn)澆柱及預(yù)制梁扳得半現(xiàn)澆半預(yù)制結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的整體性好，抗震性能好，在地震區(qū)應(yīng)優(yōu)先采用。在設(shè)計(jì)中，一方面要把所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用到設(shè)計(jì)、施工中去，熟悉國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、條例和規(guī)程并知道如何去查找標(biāo)準(zhǔn)里的相關(guān)條文；另一方面，由于現(xiàn)代化建筑一般都具有密度大，高度高，功能多，設(shè)備復(fù)雜，裝修豪華，防火要求和管理自動(dòng)化水平高，需要各工種交叉配合。因此，通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，擴(kuò)大非本專業(yè)知識(shí)面也是十分重要的。由于畢業(yè)設(shè)計(jì)是一種初步的嘗試，涉及專業(yè)比擬多，加上條件和水平所限，不可防止地存在疏漏與錯(cuò)誤，敬請(qǐng)老師批評(píng)指正。文獻(xiàn)綜述現(xiàn)代高層建筑是隨著社會(huì)生產(chǎn)的開展和人們生活的需要而開展起來，是商業(yè)化、工業(yè)化和城市化的結(jié)果。而科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步、輕質(zhì)高強(qiáng)材料的出現(xiàn)以及機(jī)械化、電氣化、計(jì)算機(jī)在建筑中的廣泛應(yīng)用等，又為高層建筑的開展提供了物質(zhì)和技術(shù)條件。20世紀(jì)90年代以后，隨著我國(guó)鋼材產(chǎn)量的不斷提高，鋼一混凝土組合結(jié)構(gòu)在建筑行業(yè)得到了迅速開展，隨著建筑造型和建筑功能要求日趨多樣化，無論是工業(yè)建筑還是民用建筑都有很廣泛的應(yīng)用。多層及高層建筑的結(jié)構(gòu)體系大致有混合結(jié)構(gòu)體系、框架結(jié)構(gòu)體系、剪力墻結(jié)構(gòu)體系、筒體結(jié)構(gòu)體系、巨型結(jié)構(gòu)體系?；旌辖Y(jié)構(gòu)的承重墻體往往隨建筑高度的增加而加厚，不僅消耗大量材料，也減少了使用面積，因此多層與小高層常采用框架結(jié)構(gòu)體系?？蚣芙Y(jié)構(gòu)特別適合于在辦公樓、教學(xué)樓、公共性與商業(yè)性建筑、圖書館、輕工業(yè)廠房、公寓以及住宅類建筑中采用，是多層、高層建筑的一種主要結(jié)構(gòu)形式?？蚣芙Y(jié)構(gòu)是一種古老的結(jié)構(gòu)形式，它的歷史可以追溯到原始社會(huì)。當(dāng)原始人由穴居而轉(zhuǎn)人地面居住時(shí)，就逐漸學(xué)會(huì)了用樹干、樹枝、獸皮等材料搭成類似于后來北美印第安人式的帳篷，這實(shí)際上就是一種原始的框架結(jié)構(gòu)?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的最大特點(diǎn)就是把承重的骨架和用來圍護(hù)分隔空間的簾幕式墻面明確地分開，這可能是因?yàn)槿藗冊(cè)陂L(zhǎng)期的實(shí)踐中逐漸地認(rèn)識(shí)到有的材料雖然具有良好的力學(xué)性能，但卻不適宜用來防風(fēng)避雨，而另一些材料正好具有這方面的特長(zhǎng)，因而分別選用前一種材料當(dāng)作承重骨架，然后再用后一種材料覆蓋在骨架上，從而形成一個(gè)可供人們棲息的空間。典型的印第安人式帳篷的骨架是由許多根樹干和樹枝做成的，樹干的下端插入地下，上端集中在一起，四周覆以獸皮或人工紡織的席子，這樣就形成了一個(gè)圓錐形的空間。這種原始的帳篷結(jié)構(gòu)極其簡(jiǎn)單，內(nèi)部空間狹小局促，人在其中生活會(huì)受到很多的限制。我國(guó)古代建筑所運(yùn)用的木構(gòu)架也是一種框架結(jié)構(gòu)，它具有悠久的歷史，據(jù)估計(jì)這種梁系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)早在公元二世紀(jì)的漢代就己經(jīng)趨于成熟。由于梁架承當(dāng)著屋頂?shù)娜亢奢d，而墻僅起維護(hù)空間的作用，因而可以做到“墻倒屋不塌”。除木材外，用磚石也可能砌筑成為框架結(jié)構(gòu)的形式。13-15世紀(jì)在歐洲風(fēng)行一時(shí)的高直式建筑所采用的正是一種磚石框架結(jié)構(gòu)。高直式教堂所采用的尖拱拱肋結(jié)構(gòu)，無論從形式或受力狀態(tài)上看都不同于羅馬時(shí)代的筒形拱或彎窿。它的最大特點(diǎn)是把拱面上的荷載分別集中在假設(shè)干根拱肋上，再通過這些交又的拱肋把重力聚集于拱的矩形平面的四角，這樣就可以通過極細(xì)的柱墩把重力傳遞給地面。高直式教堂就是以重復(fù)運(yùn)用這種形式的根本空間單元而形成宏大的室內(nèi)空間的。近代框架結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，不僅改變了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，甚至還改變了人們傳統(tǒng)的審美觀念。采用磚石結(jié)構(gòu)的古典建筑，愈是底層，荷載愈大，墻也愈實(shí)愈厚，由此形成了一條關(guān)于穩(wěn)實(shí)的觀念—上輕下重、上小下大、上虛下實(shí)，而違反了這些原那么就會(huì)使人產(chǎn)生不愉快的感覺。采用框架結(jié)構(gòu)的近現(xiàn)代建筑，由于荷載全部集中在立柱上，底層無須設(shè)置厚實(shí)的墻壁，而僅僅依靠立柱就可以支托建筑物的全部荷載，因而它可以根本無視這些原那么，甚至還可以把這樣原那么顛倒過來—采用底層透空的處理手法，使建筑物的外形呈上大下小或上實(shí)下虛的形式。采用框架結(jié)構(gòu)的近代建筑，由于荷載的傳遞完全集中在立柱上，這就為內(nèi)部空間的自由靈活分隔創(chuàng)造了十分有利的條件，現(xiàn)代西方建筑正是利用這一有利條件，打破了傳統(tǒng)六面體空間觀念的束縛，以各種方法對(duì)空問進(jìn)行靈活的分隔，不僅適應(yīng)了復(fù)雜多變的近代功能要求，同時(shí)還極大地豐富了空間的變化，所謂“流動(dòng)空間”正是對(duì)傳統(tǒng)空間觀念的一種突破。由于鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的快速開展，我國(guó)建國(guó)解放以來建造了許多鋼混結(jié)構(gòu)的建筑物，例如北京的長(zhǎng)城飯店，長(zhǎng)城飯店是中國(guó)國(guó)際旅行社北京分社與美國(guó)伊沈建設(shè)開展合資建設(shè)和經(jīng)營(yíng)的高級(jí)旅游飯店。該飯店是美國(guó)貝克特國(guó)際公司設(shè)計(jì)，由北京市六建公司、機(jī)械施工公司、設(shè)備安裝公司、市政三公司、房修二公司、園林局修建公司和花木公司聯(lián)合建設(shè)施工的。工程占地1.5萬平方米，建筑總面積82459萬平方米。全組建筑呈“Y”字型，中心塔樓22層，高82.85米，周圍分三翼，為18層。全部為柔性框架抗震結(jié)構(gòu)。外墻飾面采用反射片式冷光玻璃，晶瑩光亮，猶如水晶宮一般，有“玻璃大廈”之稱。在當(dāng)前的開展趨勢(shì)中，更為合理的是同時(shí)采用鋼和鋼筋混凝土材料的混合結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)可以使兩種材料互相取長(zhǎng)補(bǔ)短，取得經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)性能優(yōu)良的效果。目前有這兩種組合方式：〔1〕用鋼材加強(qiáng)鋼筋混凝土構(gòu)件。鋼材放在構(gòu)件內(nèi)部，外部有鋼筋混凝土做成，成為鋼骨〔或型鋼〕混凝土構(gòu)件。也可以在鋼管內(nèi)部填充混凝土，做成外包鋼構(gòu)件，成為鋼管混凝土。前者可充分利用外包混凝土的剛度和耐火性能，又可利用鋼骨減小構(gòu)件斷面和改善抗震性能，現(xiàn)在應(yīng)用比擬普遍。〔2〕局部抗側(cè)力結(jié)構(gòu)用鋼結(jié)構(gòu)，另一局部采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)〔或局部采用鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)〕。這種結(jié)構(gòu)可成為混合結(jié)構(gòu)，多數(shù)情況下使用鋼筋混凝土做筒〔剪力墻〕，用鋼材做框架梁、柱。例如：上海靜安希爾頓飯店就是這種混合結(jié)構(gòu)。香港中國(guó)銀行那么是另一種混合方式，它采用鋼骨混凝土角柱，而橫梁及斜撐都采用鋼結(jié)構(gòu)。被稱為中華第一樓的上海金茂大廈，就是采用鋼筋混凝土做核心筒，外框用鋼骨混凝土柱和鋼柱的混合結(jié)構(gòu)。深圳地王大廈也是用鋼筋混凝土做核心筒，外框?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)的混合結(jié)構(gòu)。除鋼筋混凝土外，鋼材也是一種比擬理想的框架結(jié)構(gòu)材料。與鋼筋混凝土相比，鋼材強(qiáng)度高、韌性大、易于加工;高層鋼結(jié)構(gòu)具有決構(gòu)斷面小、自重輕、抗震性能好等優(yōu)點(diǎn)；鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件可在工廠加工，能縮短現(xiàn)場(chǎng)施工工期，施工方便。但鋼材的防火性能差，用鋼材做框架還必須用不易燃的材料把它包裹起來，這也會(huì)給設(shè)計(jì)帶來許多麻煩。鋼筋混凝土主要缺點(diǎn)是構(gòu)件斷面大，占據(jù)面積達(dá)、自重大。但是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)造價(jià)較低，且材料來源豐富，并可以澆筑成各種復(fù)雜斷面形狀，還可以組成多種結(jié)構(gòu)體系；可節(jié)省鋼材，承載能力不低，經(jīng)過合理設(shè)計(jì)，可獲得較好的抗震性能。因?yàn)閮烧吒饔兴L(zhǎng)，目前世界各國(guó)的情況不同，有的主張用鋼框架，有的那么主張用鋼筋混凝上框架。就我國(guó)的情況來講，由于鋼的產(chǎn)量缺乏，本錢較高一般均采用鋼筋混凝土框架?？蚣芙Y(jié)構(gòu)是由梁、柱、節(jié)點(diǎn)及根底組成的結(jié)構(gòu)形式，橫梁和柱，通過節(jié)點(diǎn)連為一體，形成承重結(jié)構(gòu)，將荷載傳至根底，整個(gè)房屋全部采用這種結(jié)構(gòu)形式的稱為框架結(jié)構(gòu)或純〔全〕框架結(jié)構(gòu)，框架可以是等跨或不等跨的，也可以是層高相同或不完全相同的，有時(shí)因工藝和使用要求，也可能在某層抽柱或某跨抽梁，形成缺梁、缺柱的框架?？蚣芙Y(jié)構(gòu)體系是由豎向構(gòu)件的柱子與水平構(gòu)件的梁通過節(jié)點(diǎn)連接而成的，既承當(dāng)豎向荷載，又承當(dāng)水平荷載的結(jié)構(gòu)。橫梁和立柱通過節(jié)點(diǎn)連成一體，形成承重結(jié)構(gòu)，將荷載傳至根底。其特點(diǎn)是承重系統(tǒng)與非承重系統(tǒng)有明確的分工，支承建筑空間的骨架與梁，柱是承重系統(tǒng)，而分割室內(nèi)外空間的圍護(hù)結(jié)構(gòu)和輕質(zhì)隔墻是不承重的，這種結(jié)構(gòu)形式強(qiáng)度高，整體性好剛度大，抗震性好，開窗自由。這種結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)點(diǎn)是建筑平面布置靈活，能獲得較大的使用空間，建筑立面容易處理，可以適應(yīng)不同的房屋造型。同時(shí)，在結(jié)構(gòu)性能方面，框架結(jié)構(gòu)屬于柔性結(jié)構(gòu)，自振周期較長(zhǎng)，地震反響較小，經(jīng)過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以具有較好的延性性能，成為“延性框架”?？蚣芙Y(jié)構(gòu)側(cè)向剛度較小，當(dāng)層數(shù)過多時(shí)，會(huì)發(fā)生過大的側(cè)移，易引起非結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞而不能滿足使用要求?？蚣芙Y(jié)構(gòu)是柔性結(jié)構(gòu)，有水平位移，房屋的總水平位移越大，人的感覺越不舒服，而層間位移會(huì)影響建筑物的裝修和隔墻開裂，由于框架結(jié)構(gòu)層間變形較大，在地震區(qū)，高層框架結(jié)構(gòu)帶來的另一嚴(yán)重問題是，容易引起非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞，因而對(duì)這兩種水平位移進(jìn)行限，這樣在設(shè)計(jì)中要增大房屋的抗側(cè)剛度?？蚣芸箓?cè)剛度主要取決于梁、柱的截面尺寸。通常梁柱截面慣性矩小，側(cè)向變形較大，這是框架結(jié)構(gòu)的主要缺點(diǎn)，也因此而限制了框架結(jié)構(gòu)的使用高度。同時(shí)由于框架構(gòu)件截面較小，抗側(cè)剛度較小，在強(qiáng)震作用下結(jié)構(gòu)整體位移和層間位移都較大，容易產(chǎn)生震害。在框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)中，柱頂、柱底、梁端易出現(xiàn)裂縫。但是框架梁的裂縫寬度驗(yàn)算往往被工程設(shè)計(jì)人員無視，對(duì)此應(yīng)引起注意。影響裂縫寬度的主要因素有兩方面。一是混凝土強(qiáng)度等級(jí)，二是鋼筋的級(jí)別和直徑。對(duì)于普通的混凝土構(gòu)件，混凝土強(qiáng)度等級(jí)的提高對(duì)梁的裂縫寬度影響不大，一般情況宜采用增大梁的配筋率或增大梁的截面尺寸的方法來減小梁的裂縫寬度。另外，要注意的是在用計(jì)算機(jī)輔助軟件進(jìn)行計(jì)算時(shí)，一定要將恒、活荷載分開來輸入，以便正確進(jìn)行內(nèi)力組合和裂縫寬度計(jì)算。此外，非結(jié)構(gòu)性破壞如填充墻、建筑裝修和設(shè)備管道等破壞較嚴(yán)重。因而其主要適用于非抗震區(qū)和層數(shù)較少的建筑，抗震設(shè)計(jì)的框架結(jié)構(gòu)除需加強(qiáng)梁、柱和節(jié)點(diǎn)的抗震措施外，還需注意填充墻的材料以及填充墻與框架的連接方式等，以防止框架變形過大時(shí)填充墻的破壞。但是隨著結(jié)構(gòu)高度增加，水平作用使得框架底部梁柱構(gòu)件的彎矩和剪力顯著增加，從而導(dǎo)致梁柱截面尺寸和配筋量增加，到一定程度，將給建筑平面布置和空間處理帶來困難，影響建筑空間的正常使用，在材料用量和造價(jià)方面也趨于不合理。當(dāng)有變形性能良好的輕質(zhì)隔斷及外墻材料時(shí)，鋼筋混凝土框架可建造到30層左右，但在我國(guó)目前的情況下，框架結(jié)構(gòu)建造高度不宜太高，以15-20層以下為宜。當(dāng)柱為正方形或接近正方形，或樓面荷載較大的情況下，可采用縱橫向承重方案，這時(shí)樓面常為現(xiàn)澆雙向板樓蓋或井字梁樓蓋，兩個(gè)方向的框架同時(shí)承受豎向荷載和水平荷載。在框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方面，木工程中出現(xiàn)以來，隨著生產(chǎn)實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)積累和科學(xué)研究的不斷進(jìn)步，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法在不斷的開展和完善，先后經(jīng)歷了容許應(yīng)力設(shè)計(jì)方法、破損階段設(shè)計(jì)方法和極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法。容許應(yīng)力法以線彈性設(shè)計(jì)方法為根底，要求在使用荷載作用下構(gòu)件截面的應(yīng)力不大于容許應(yīng)力，截面應(yīng)力按線彈性設(shè)計(jì)方法求出，容許應(yīng)力是用材料的強(qiáng)度除以平安系數(shù)求得。容許應(yīng)力法僅考慮材料的彈性性質(zhì)，容許應(yīng)力取值也無科學(xué)依據(jù)，框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否平安可靠無法用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。破損階段法以塑性設(shè)計(jì)方法為根底，要求在使用荷載作用下構(gòu)件截面的內(nèi)力不大于破壞時(shí)內(nèi)力除以某一平安系數(shù)，破損階段法使構(gòu)件有了總的平安度的概念，可以說它開創(chuàng)了一個(gè)新局面。但它仍存在一些重大的缺點(diǎn):只保證了構(gòu)件的強(qiáng)度，但卻無法了解構(gòu)件正常使用是否滿足要求;平安系數(shù)取值仍須經(jīng)驗(yàn)，并無嚴(yán)格科學(xué)依據(jù);單一平安系數(shù)不能對(duì)不同荷載、材料、構(gòu)件區(qū)別對(duì)待，從而正確地度量框架結(jié)構(gòu)的平安度。極限狀態(tài)法是破損階段的開展，它規(guī)定了框架結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)，并把單一平安系數(shù)改為三個(gè)分項(xiàng)系數(shù)，即荷載系數(shù)、材料系數(shù)和工作系數(shù)，從而把不同荷載、材料、構(gòu)件區(qū)別對(duì)待，使構(gòu)件具有比擬一致的平安度。從本質(zhì)上講，破損階段設(shè)計(jì)法和極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法中的承載力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)所依據(jù)的都是極限強(qiáng)度設(shè)計(jì)方法。極限強(qiáng)度設(shè)計(jì)方法的根本原那么是求出截面破壞時(shí)的極限承載力，然后控制截面在使用荷載作用下的內(nèi)力不大于破壞時(shí)的極限承載力除以某個(gè)考慮平安的系數(shù)。系數(shù)可用單一系數(shù)，即破損階段法;也可用分項(xiàng)截面鋼筋超配系數(shù)，即極限狀態(tài)法。隨著可靠度設(shè)計(jì)方法的開展，平安系數(shù)的取值己經(jīng)從傳統(tǒng)的定值設(shè)計(jì)法開展到今天的半概率設(shè)計(jì)有很高的延性。然而在實(shí)際工程中很難完全做到這一點(diǎn)，比擬經(jīng)濟(jì)的方法是有選擇有重點(diǎn)的提高結(jié)構(gòu)中重要構(gòu)件或某些善、更科學(xué)的方向開展。但是，只有框架結(jié)構(gòu)的極限承載力得以準(zhǔn)確評(píng)估后，框架結(jié)構(gòu)平安系數(shù)更為精確、科學(xué)的取值才會(huì)更有意義框架結(jié)構(gòu)平安度才能得到充分保證。可見，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是十分重要的一項(xiàng)工作，設(shè)計(jì)的科學(xué)性對(duì)框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性、平安性和可靠性都有十分重大的意義。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是建設(shè)工程設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，是保障建筑結(jié)構(gòu)平安、實(shí)現(xiàn)建筑使用功能的靈魂。地震時(shí)建筑物的穩(wěn)定性是建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一個(gè)很重要的考慮方面，但是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)如果要求在大震作用下，結(jié)構(gòu)仍處于彈性階段不發(fā)生破壞是很不經(jīng)濟(jì)的。既經(jīng)濟(jì)又平安的抗震設(shè)計(jì)是允許在強(qiáng)烈地震作用下破壞嚴(yán)重，但不應(yīng)倒塌。因此，依靠彈塑性消耗地震能量是抗震設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，“大震不倒”是設(shè)計(jì)要到達(dá)的目標(biāo)。具有塑性變形能力的框架結(jié)構(gòu)稱為延性框架，大量的震害調(diào)查試驗(yàn)證明，鋼筋混凝土框架經(jīng)過合理設(shè)計(jì)，可以到達(dá)較大的延性。為了保證結(jié)構(gòu)有較大的延性，應(yīng)做到以下方面：鋼筋混凝土框架梁、柱構(gòu)件之間應(yīng)設(shè)置為“強(qiáng)柱弱梁”。鋼筋混凝土框架的層間變形能力取決于梁柱的變形能力。柱是壓彎構(gòu)件，其變形能力不如梁，所以較合理的破壞機(jī)制梁比柱盡可能早發(fā)生，底層柱柱底塑性鉸較晚形成。鋼筋混凝土框架梁、柱構(gòu)件應(yīng)防止剪切破壞?？蚣芰?、柱是鋼筋混凝土的主要受力構(gòu)件，應(yīng)以受彎破壞為主，這樣構(gòu)件延性好。梁、柱節(jié)點(diǎn)的承載力宜大于梁、柱構(gòu)件承載力。在鋼筋框架設(shè)計(jì)中，除了保證梁柱構(gòu)件具有足夠的承載力和變形能力外，保證節(jié)點(diǎn)的抗剪能力，使之不過早破壞十分重要。震害調(diào)查說明：節(jié)點(diǎn)破壞大多數(shù)是由于無箍筋或少箍筋，在剪壓作用下混凝土出現(xiàn)斜裂縫甚至擠壓破壞，縱筋壓屈成燈籠狀。因此保證節(jié)點(diǎn)不發(fā)生剪切破壞的主要措施是保證節(jié)點(diǎn)區(qū)混凝土的強(qiáng)度和密實(shí)性以及在節(jié)點(diǎn)核心內(nèi)配置足夠的箍筋?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的抗震概念設(shè)計(jì)主要?dú)w納為以下幾點(diǎn)：〔1〕選擇對(duì)建筑抗震有利的場(chǎng)地和地基。抗震設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)選擇堅(jiān)硬土或中硬土場(chǎng)地，當(dāng)無法避開不利的或危險(xiǎn)的場(chǎng)地時(shí)，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)拇胧??！?〕結(jié)構(gòu)必須具有足夠的剛度和承載力，以及良好的延性和耗能能力。足夠的剛度使結(jié)構(gòu)滿足小震作用下的側(cè)移和層間變形限值，防止非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞。特別是不規(guī)那么框架，一定要設(shè)置從上到下貫穿連續(xù)的有較大的剛度和承載力的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)的延性和耗能能力，通過采取構(gòu)造措施獲得?！?〕盡可能設(shè)置多道抗震防線。地震有一定的持續(xù)時(shí)間，而且可能屢次作用，適當(dāng)處理構(gòu)件強(qiáng)弱關(guān)系，使其形成多道防線，是增強(qiáng)結(jié)構(gòu)抗震能力的重要措施。例如，框架結(jié)構(gòu)中的梁和柱，要做成“強(qiáng)柱弱梁”?！?〕控制結(jié)構(gòu)的非彈性部位(塑性鉸區(qū))，實(shí)現(xiàn)合理的屈服耗能機(jī)制。塑性鉸是結(jié)構(gòu)屈服后的耗能部位，塑性鉸的分布確定了結(jié)構(gòu)的屈服機(jī)制，塑性鉸所在部位那么影響到鉸的耗能能力。合理的耗能機(jī)制是梁鉸機(jī)制，因?yàn)榱恒q機(jī)制結(jié)構(gòu)的層間位移均勻，即使出現(xiàn)較多的梁鉸也不會(huì)形成機(jī)構(gòu)。另一個(gè)原因是梁的軸向應(yīng)力小，并且可以設(shè)計(jì)成彎曲破壞而不是剪切破壞，只要在梁端采取措施，就能獲得良好的延性?！?〕應(yīng)合理選擇梁柱截面尺寸、配置縱向鋼筋和箍筋，防止剪切破壞先于彎曲破壞、混凝土的壓潰先于鋼筋的屈服、鋼筋錨固粘結(jié)先于構(gòu)件破壞。這是因?yàn)榧羟小簼⒑湾^固破壞都是脆性破壞，延性很小?！?〕提高結(jié)構(gòu)整體性。各構(gòu)件之間的連接，必須可靠，符合以下要求:構(gòu)件節(jié)點(diǎn)(主要是梁柱節(jié)點(diǎn))的承載力不應(yīng)低于其連接構(gòu)件的承載力，當(dāng)構(gòu)件屈服、剛度退化時(shí)，節(jié)點(diǎn)應(yīng)保持承載力和剛度不變。予埋件的錨固承載力不應(yīng)低于連接件的承載力，裝配式的連接應(yīng)保證結(jié)構(gòu)的整體性，各抗側(cè)力構(gòu)件必須有可靠的措施以確?？臻g協(xié)同工作?！?〕地基承載力和剛度要與上部框架結(jié)構(gòu)的承載力和剛度相適應(yīng)。〔8〕以工程實(shí)際情況和概念設(shè)計(jì)的根本理論為依據(jù)，這是:①結(jié)構(gòu)總體系與各分體系的工作原理和力學(xué)性質(zhì)；②設(shè)計(jì)和構(gòu)造處理原那么；③計(jì)算程序的力學(xué)模型和功能；④吸取或不斷積累的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。建筑物是社會(huì)物質(zhì)和文化財(cái)富，它在滿足使用要求的同時(shí)，還需要考慮人們對(duì)建筑物在美觀方面的要求。建筑設(shè)計(jì)是在總體規(guī)劃的前提下，根據(jù)設(shè)計(jì)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，著重解決建筑物內(nèi)部各種使用空間的合理安排，建筑物與周圍環(huán)境、與各種外部條件的協(xié)調(diào)配合，內(nèi)部和外表的藝術(shù)效果，各個(gè)細(xì)胞的構(gòu)造方式等，創(chuàng)造出既符合科學(xué)性又具有藝術(shù)性的生產(chǎn)和生活環(huán)境。建筑設(shè)計(jì)在整個(gè)工程設(shè)計(jì)中起著主導(dǎo)和先行的作用，除考慮建筑與結(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)，以及如何以更少的材料、勞動(dòng)力、投資和時(shí)間來實(shí)現(xiàn)各種要求，使建筑物做到適用、經(jīng)濟(jì)、鞏固、美觀。追求空間品質(zhì)是現(xiàn)代建筑和古典建筑區(qū)別的重要標(biāo)志之一，在建筑設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)者一般把空間作為一個(gè)重要功能因素進(jìn)行平面組合。以劇院設(shè)計(jì)為例，一般劇院的公共空間形態(tài)由門廳、大廳和休息廳等為觀眾效勞的輔助空間共同構(gòu)成，傳統(tǒng)概念中這局部空間的功能比擬單一，主要是為觀眾在演出開幕前以及幕間提供一個(gè)休息的場(chǎng)所，所以從設(shè)計(jì)考慮上與觀演廳聯(lián)系比擬緊密，在使用上獨(dú)立性不強(qiáng)，在形態(tài)構(gòu)成上多服從于觀演廳。隨著劇場(chǎng)建筑的開展，尤其是像國(guó)家大劇院這種綜合性的演藝中心的出現(xiàn)，公共空間的功能要求愈來愈多，公共空間的形態(tài)要求也愈來愈高，獨(dú)立性也愈來愈強(qiáng)。國(guó)家大劇院在任務(wù)書中就明確地要求在這局部空間中不僅要包括休息廳的功能要求，同時(shí)要設(shè)置相當(dāng)面積的藝術(shù)展廊、文化交流、餐飲和商場(chǎng)，由此使整體建筑成為一個(gè)向所有人開放的活潑的街區(qū)。這就在沒有演出的白天時(shí)間里，大劇院內(nèi)部也可組織各式各樣的文化活動(dòng)，吸引戲劇演出之外參加其它活動(dòng)的人流，為大劇院的經(jīng)營(yíng)和使用提供更充裕的硬件資源。現(xiàn)代建筑開展到今天，對(duì)建筑創(chuàng)作理念的探討已經(jīng)不能停留在二元理論的層面上即要么把建筑完全視為藝術(shù)的觀念，抽象的形式變成了最主要的建筑語(yǔ)言，比例、均衡、韻律成了評(píng)論建筑的重要標(biāo)準(zhǔn)要么在建筑中添加許多哲學(xué)的想法，致使許多建筑師在設(shè)計(jì)中追求一種哲理上的意義，在這種沖動(dòng)的鼓舞下，構(gòu)成、符號(hào)、鄉(xiāng)土、文脈等各種理論相繼出現(xiàn)。當(dāng)前的建筑創(chuàng)作理念已經(jīng)由原來方案創(chuàng)作中手法的單一性向多元化開展，任何一個(gè)成功的典型建筑都是功能、形式和技術(shù)的辨證統(tǒng)一、協(xié)調(diào)組合?！办柟?，實(shí)用，美觀”作為建筑的三要素，它們之間相互制約、相互平衡，由三要素引申出來的注重技術(shù)、注重形式和注重功能的不同建筑創(chuàng)作理念，外表看它們是互不相關(guān)的設(shè)計(jì)理念，其實(shí)只是在尋求建筑創(chuàng)作中尋求最正確解題方案的不同表現(xiàn)形式，它根據(jù)具體的建筑設(shè)計(jì)工程采用有不同的策略。有獨(dú)創(chuàng)性的建筑師往往都是綜合運(yùn)用各種設(shè)計(jì)方法的。建筑師針對(duì)不同的設(shè)計(jì)任務(wù)、環(huán)境條件、場(chǎng)所特點(diǎn)和文化要求可選擇與之相適應(yīng)的設(shè)計(jì)方法。各種設(shè)計(jì)方法的運(yùn)用均可產(chǎn)生杰出的建筑作品，但在特定的條件下一種設(shè)計(jì)方法可能優(yōu)于其他的方法，因此建筑師掌握和總結(jié)不同的設(shè)計(jì)方法是很有必要的。建筑師并不是在建筑創(chuàng)作中把所有的設(shè)計(jì)方法都用到，其實(shí)每個(gè)建筑師都有自己常用的或偏愛的設(shè)計(jì)方法，每個(gè)設(shè)計(jì)工程都有需要解決的突出的問題，找到相應(yīng)的解決方法就是成功的設(shè)計(jì)。所以，每個(gè)建筑師在建筑設(shè)計(jì)的不同階段，都可能采用不同的設(shè)計(jì)方法，針對(duì)不同性質(zhì)的工程，也可能采用不同的設(shè)計(jì)方法。當(dāng)前的建筑創(chuàng)作思路，應(yīng)當(dāng)在充分滿足功能和講究經(jīng)濟(jì)效益的前提下，注意形象建設(shè)，做到“適用、經(jīng)濟(jì)、美觀”相結(jié)合。不能離開功能、適用、經(jīng)濟(jì)去片面追求城市形象，否那么，就會(huì)墮入形式主義，造成浪費(fèi)。同時(shí)應(yīng)對(duì)建筑建立合理的評(píng)價(jià)體系，無論從政府以及社會(huì)的管理和監(jiān)督角度講，應(yīng)該予以重視，特別是一些典型建筑的設(shè)計(jì)方案，本文提倡建筑師運(yùn)用綜合的設(shè)計(jì)方法去解決建筑的技術(shù)、功能、美學(xué)、經(jīng)濟(jì)等問題。建筑設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)系：建筑是人們運(yùn)用一定的物質(zhì)材料創(chuàng)造所需空間和環(huán)境的一種技術(shù)和藝術(shù)，有許多使用和美觀要求；結(jié)構(gòu)是由構(gòu)件組成的能承受“作用”的受力骨架，它的功能是形成建筑功能所要求的根本空間和體型。因此，在設(shè)計(jì)政府辦公樓時(shí)，結(jié)構(gòu)方面的設(shè)計(jì)一定要能滿足建筑方面的要求，而建筑設(shè)計(jì)也必須考慮到所采用結(jié)構(gòu)形式的特點(diǎn)。兩者的關(guān)系相當(dāng)于螺釘和螺帽，只有相互配套，才能共同發(fā)揮作用。根據(jù)建筑物用途分類，教學(xué)樓應(yīng)屬于民用建筑中的公共建筑。不同用途的建筑有不同的功能要求，可以根據(jù)教學(xué)要求的實(shí)際對(duì)房屋的建筑設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出相應(yīng)要求。2建筑設(shè)計(jì)工程概況工程名稱：徐州市中國(guó)礦業(yè)大學(xué)教學(xué)樓；工程地點(diǎn)：徐州市三環(huán)南路工程規(guī)模：主體6層；結(jié)構(gòu)類型：鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)；工程環(huán)境：本工程位于徐州市三環(huán)南路；地面粗糙度：B類；建筑類別：丙類；場(chǎng)地土類別：Ⅱ類；設(shè)計(jì)使用年限：50年；結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)：1.0；現(xiàn)澆鋼筋混凝土房屋抗震等級(jí)：三級(jí)；環(huán)境類別：上層一類，根底：二〔a〕類；抗震設(shè)防烈度：7度〔第一組別〕，設(shè)計(jì)地震根本加速度值為0.10g；防火等級(jí)：二級(jí)；底層層高為3.6m，其它層均為3.6，建筑物總高度為m。室內(nèi)外高差為0.60m，無地下室。2.2地質(zhì)資料〔1〕工程地質(zhì)：對(duì)建筑物有較大影響的是第四紀(jì)地層，本工程地質(zhì)條件能滿足一般建筑物的要求，到需注意沖溝、巖脈，建筑物總平面布置應(yīng)盡量避開，以免導(dǎo)致建筑物傾斜、拉裂。根據(jù)地質(zhì)資料，野外勘測(cè)成果與室內(nèi)土工試驗(yàn)成果說明，場(chǎng)地工程地質(zhì)條件簡(jiǎn)單。勘探深度內(nèi)揭露的巖土地層全為第四系沖洪積層，巖性以粘性土為主。依據(jù)其物理與工程特性，可劃分為4個(gè)主層〔編號(hào)為層①～層④〕。層①砂土：棕黃、褐黃等色，含少量鐵錳氧化物，偶有錳結(jié)核。硬塑，具中壓縮性。該層層底埋深，層厚。層②粘土：棕黃、棕紅色及淺棕紅色，含鐵錳氧化物，含少量鈣結(jié)核，硬塑，具中壓縮性。該層層底埋深，層厚。層③粉質(zhì)粘土：黃褐色、褐黃色及棕黃色，偶見鈣質(zhì)條紋。硬塑，具中壓縮性。據(jù)穿透的勘探點(diǎn)統(tǒng)計(jì),該層層底埋深，層厚。層④粉質(zhì)粘土：褐黃及棕黃等色，含氧化鐵和少量錳結(jié)核。硬塑，具中壓縮性。該層最大揭露厚度，層底標(biāo)高。本工程地基土體的平均容重取20.0；地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值取第一層，。〔2〕水文地質(zhì)：本地區(qū)地下水靠天然降水補(bǔ)給，地下水由東、東南向西、西北方向流動(dòng)，與地形坡度一致?！?〕地震工程地質(zhì)：地質(zhì)運(yùn)動(dòng)以斷裂運(yùn)動(dòng)為主，褶皺運(yùn)動(dòng)為輔，斷層裂縫較多，老的斷層有三條：嶧山斷層、張范斷層、花石溝斷層。在斷層內(nèi)有活動(dòng)跡象，地殼運(yùn)動(dòng)比擬活潑，尤其是花石溝斷層比擬明顯，裂隙地面可見。根據(jù)有關(guān)方面分析：雖然斷層較多，但斷層并無應(yīng)力積聚條件，故歷史上從未發(fā)生過較大地震〔最大三級(jí)〕，國(guó)家地震局和省地質(zhì)局確定為7度設(shè)防區(qū)。方案選擇鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系大致有混合結(jié)構(gòu)體系、框架結(jié)構(gòu)體系、剪力墻結(jié)構(gòu)體系、筒體結(jié)構(gòu)體系、巨型結(jié)構(gòu)體系。本文設(shè)計(jì)采用框架結(jié)構(gòu)，框架結(jié)構(gòu)體系是由豎向構(gòu)件的柱子與水平構(gòu)件的梁通過節(jié)點(diǎn)連接而成的，既承當(dāng)豎向荷載，又承當(dāng)水平荷載的結(jié)構(gòu)。其特點(diǎn)是承重系統(tǒng)與非承重系統(tǒng)有明確的分工，支承建筑空間的骨架是梁，柱是承重系統(tǒng)，而分割室內(nèi)外空間的圍護(hù)結(jié)構(gòu)和輕質(zhì)隔墻是不承重的，這種結(jié)構(gòu)形式強(qiáng)度高，整體性好剛度大，抗震性好。這種結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)點(diǎn)是建筑平面布置靈活，能獲得較大的使用空間，建筑立面容易處理，可以適應(yīng)不同的房屋造型。工程要求該工程為丙類建筑，Ⅱ類場(chǎng)地，耐火等級(jí)為一級(jí)，抗震設(shè)防烈度為七度，地震加速度，設(shè)計(jì)地震第一組，抗震等級(jí)為三級(jí)。主體結(jié)構(gòu)采用全現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，梁、柱、板均為現(xiàn)澆，混凝土強(qiáng)度等級(jí)主要采用C35,鋼筋主要采用HRB400級(jí)鋼筋，箍筋選用HRB335級(jí)鋼筋；本建筑場(chǎng)地較為平整，地質(zhì)條件較為簡(jiǎn)單，所以采用全框架結(jié)構(gòu)及柱下獨(dú)立根底。根底采用柱下獨(dú)立根底。建筑設(shè)計(jì)說明在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)，綜合考慮了基地環(huán)境，使用功能，結(jié)構(gòu)選型，施工材料，設(shè)備和建筑藝術(shù)等問題，合理安排了建筑內(nèi)部各種使用功能和使用空間，并使建筑與周圍外部環(huán)境相協(xié)調(diào)。本設(shè)計(jì)為中國(guó)礦業(yè)大學(xué)教學(xué)樓的設(shè)計(jì)，主體結(jié)構(gòu)為6層，高度為22.5m，層高均為3.6米，室內(nèi)外高差0.6m，女兒墻高0.9m。填充墻采用200mm厚的空心砌塊。樓蓋及屋蓋均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，樓板厚度為100mm。整個(gè)建筑由抗震縫分為四個(gè)區(qū)，分別為南區(qū)、北區(qū)、西區(qū)和東區(qū)，整個(gè)建筑因此聯(lián)系起來成一個(gè)回字形，有利于建筑抗震。將房間按使用的性質(zhì)分類，分為教室、辦公室、開水室和交通聯(lián)系局部?！痢?.2m布局，一層上有八個(gè)，主要分布在南北走向，由于教室對(duì)于采光要求較高，所以開了較大的窗子?！痢?.6m開水室，以便教師及學(xué)生日常飲水。整個(gè)教學(xué)樓根據(jù)《建筑專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)》布置，從而來合理地布置各個(gè)房間，同時(shí)在不影響平安保衛(wèi)工作的根底上使其內(nèi)外聯(lián)系方便。教學(xué)樓的衛(wèi)生間，在布局中的位置，充分考慮到來此地的各局部人的使用方便，盡量保證良好的通風(fēng)和采光。本設(shè)計(jì)在每層各布置兩個(gè)廁所，緊靠樓梯，使用方便。建筑為六層，故采用了樓梯作為垂直交通手段，考慮到學(xué)生人流量較大以及筑的抗震防火要求。本設(shè)計(jì)采用外廊式與內(nèi)廊式相結(jié)合的布局，外廊式布局主要特點(diǎn)是具有較好的朝向、采光和通風(fēng)；內(nèi)廊式布局的主要優(yōu)點(diǎn)是走道所占的面積比擬小，此外，為了解決內(nèi)廊式走道采光不好的問題，在走道端部開設(shè)窗子以解決走道的采光問題。2.5建筑平面設(shè)計(jì)是在熟悉使用空間及其使用要求的根底上，進(jìn)一步分析建筑整體的使用要求，分析各使用空間之間及使用空間與交通聯(lián)系空間之間的相互關(guān)系，綜合考慮技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和建筑藝術(shù)等方面的要求，結(jié)合整體規(guī)劃、場(chǎng)地環(huán)境等具體條件，將各使用空間和交通聯(lián)系空間在水平方向上相互聯(lián)系和結(jié)合，組成一個(gè)有機(jī)的建筑整體。在建筑平面設(shè)計(jì)過程中，由于設(shè)計(jì)題目為教學(xué)樓，建筑的功能要求比擬單一，主要為教學(xué)之用，同時(shí)結(jié)合辦公答疑之用。首先從建筑的功能著手，分析其使用空間的結(jié)合，把建筑中使用功能相同或聯(lián)系緊密的使用空間組合在一起形成一區(qū)。平面設(shè)計(jì)中將房間按不同的功能要求分類并進(jìn)行分區(qū)布局，使之既有明確的分區(qū)和隔離，又有必要的聯(lián)系。本設(shè)計(jì)中主要是教室的集中，結(jié)合辦公室、開水房輔助教室使用。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求，本設(shè)計(jì)由于采用的是框架結(jié)構(gòu)，房間的布置比擬靈活，根據(jù)房間使用的性質(zhì)不同，房間的尺寸也不同，房屋的開間取為m，進(jìn)深為m。中間走道為m。廁所布置在建筑朝向較差的一面，距最遠(yuǎn)的房間距離遠(yuǎn)小于50米，符合標(biāo)準(zhǔn)要求。2.5建筑的立面設(shè)計(jì)是在符合使用功能和結(jié)構(gòu)構(gòu)造等要求的前提下對(duì)建筑空間造型的進(jìn)一步美化，運(yùn)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)部空間組合而進(jìn)行的。因此在立面設(shè)計(jì)中一應(yīng)反映出建筑的性格，即建筑的使用性質(zhì)；二應(yīng)反映內(nèi)部空間及其組合情況；三應(yīng)反映自然條件和民族特點(diǎn)的不同；四應(yīng)適應(yīng)基地環(huán)境和建筑規(guī)劃的總體要求。本設(shè)計(jì)在立面上看起來顯的比擬簡(jiǎn)單，柱子突出外墻起到了分隔作用且采用輕質(zhì)裝飾材料，給人以強(qiáng)烈的視覺效果。在墻面涂料上，用的是水刷石涂料，顯的比擬質(zhì)樸、典雅。在窗戶處理上，整個(gè)立面大體上采用了兩種形式的窗戶，較為傳統(tǒng)的矩形窗使得整個(gè)建筑顯的很穩(wěn)重，樓梯間使用的弧形窗使得樓梯間顯得典雅?？傮w上說，整個(gè)建筑在立面設(shè)計(jì)上力求到達(dá)活潑、簡(jiǎn)潔、樸素、典雅的效果。通過對(duì)空間的綜合利用，以端莊樸實(shí)無華的形象來表達(dá)教學(xué)建筑的豐富文化內(nèi)涵，到達(dá)形式和內(nèi)容的統(tǒng)一，使環(huán)境得到改善。突出建筑物立面中的重點(diǎn)，既是建筑造型的設(shè)計(jì)手法，也是房屋使用功能的需要。建筑物的主要出入口局部，是人們經(jīng)常經(jīng)過和接觸的地方，在使用上要求地位明顯，易于找到。2.5建筑剖面設(shè)計(jì)的任務(wù)是確定建筑各局部空間的高度、建筑的層數(shù)、建筑空間的利用以及處理建筑剖面中結(jié)構(gòu)構(gòu)造關(guān)系等問題。建筑剖面設(shè)計(jì)的實(shí)質(zhì)是對(duì)使用空間、交通聯(lián)系空間進(jìn)行豎向的組合布局。建筑剖面設(shè)計(jì)和建筑的使用、造價(jià)、節(jié)約用地等有很大的關(guān)系，而且要結(jié)合平面一起考慮，才能有助于剖面設(shè)計(jì)的完成。層高是剖面設(shè)計(jì)的重要數(shù)據(jù)，是工程常用的控制尺寸。本設(shè)計(jì)中層高確實(shí)定除了考慮室內(nèi)凈高與結(jié)構(gòu)、構(gòu)造所需的高度外，還使其符合建筑模數(shù)的要求。建筑剖面組合那么是根據(jù)建筑豎向使用要求，解決層高、層數(shù)和建筑在高度方向的安排方式，并協(xié)調(diào)這些因素與“造型力求簡(jiǎn)潔”之間的矛盾?！?〕房屋各局部高度確實(shí)定房間剖面的設(shè)計(jì)，首先需要確定室內(nèi)的凈高。即房間內(nèi)樓地面到頂棚或其他構(gòu)件底面的距離。室內(nèi)凈高和房間剖面形狀確實(shí)定主要考慮以下幾個(gè)方面：室內(nèi)使用性質(zhì)和活動(dòng)特點(diǎn)的要求，采光通風(fēng)的要求，結(jié)構(gòu)類型的要求，室內(nèi)空間比例的要求。本設(shè)計(jì)層高均為為3.6m。〔2〕房間層數(shù)確實(shí)定影響確定房間層數(shù)的因素有很多。主要有房屋本身的使用要求、校園規(guī)劃的要求、選用的結(jié)構(gòu)類型以及建筑防火等。根據(jù)上述要求，確定取6層的建筑高度?！?〕樓梯在剖面中的位置畫剖面圖時(shí)，一般要將樓梯、門廳、走廊等較復(fù)雜的部位表現(xiàn)出來。〔4〕建筑空間的利用充分利用建筑物內(nèi)部的空間，除了充分發(fā)揮主體空間的功用外，還須對(duì)走廊、樓梯和門廳等進(jìn)行充分利用。走廊平頂?shù)纳喜?，可以作為設(shè)置通風(fēng).照明設(shè)備和鋪設(shè)管線的空間。樓梯間的底部和頂部，通常都有可以利用的空間，當(dāng)樓梯間底層平臺(tái)不作出入口用時(shí)，平臺(tái)以下的空間可作貯藏或廁所等輔助房間。2.5.4〔1〕門的寬度、開啟方式、數(shù)量及位置確實(shí)定。根據(jù)人流的多少和搬進(jìn)房間的家具、設(shè)備的大小來決定門的寬度，樓梯的門為雙向的彈簧門，寬為2200m，高度取2400mm，兩頭的疏散門也為雙向的彈簧門，門寬取2200m，內(nèi)部的房間取門寬為1100mm，高度取2100m。開啟方式是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的要求來做的。廁所的門寬1200mm?！?〕窗的大小及位置確定房間中窗的大小和位置確實(shí)定，主要是考慮道室內(nèi)采光和通風(fēng)的要求。本次設(shè)計(jì)中，一般教學(xué)樓的窗均采用鋁合金窗平推窗，而且均是居中布置，考慮《建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》要求窗地比不小于1：6，各層窗高均取為2100mm，寬度為2700mm。經(jīng)驗(yàn)算窗地比均符合要求，通風(fēng)良好。廁所內(nèi)開的窗采用不透光的材料，充分保證私密性，并配置機(jī)械通風(fēng)設(shè)備?！?〕水平交通聯(lián)系局部：走廊，過道。該局部的主要功能是連接同一層內(nèi)的各個(gè)房間、樓梯、門廳等，以解決建筑物中水平聯(lián)系和疏散的問題，要求其寬度滿足人流通暢和建筑防火的要求。按《建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》要求，教學(xué)用房：內(nèi)廊不應(yīng)小于2100mm；外廊不應(yīng)小于1800mm，考慮到柱的截面尺寸和根底布置，適當(dāng)放大取走道寬3.6m，可讓四人并行通過。樓梯間確實(shí)定本建筑共設(shè)三部樓梯，均設(shè)置在人員密集處。〔1〕樓梯形式的選擇：樓梯常見的形式有板式樓梯和梁式樓梯。梁式樓梯由踏步板、斜梁、平臺(tái)板和平臺(tái)梁組成，踏步板支承在斜梁上，斜梁再支承在平臺(tái)梁上，作用于樓梯上的荷載先由踏步板傳給斜梁，再由斜梁傳至平臺(tái)梁。梁式樓梯梯段板較薄，可以節(jié)省材料，當(dāng)梯段板較長(zhǎng)時(shí)，梁式樓梯較為經(jīng)濟(jì)，但這種樓梯施工復(fù)雜，外觀也顯得比擬笨重。板式樓梯具有下外表平整，施工支模方便，外觀比擬輕巧的優(yōu)點(diǎn)，是一種斜放的板，板端支承在平臺(tái)梁上，作用于梯段上的荷載直接傳至平臺(tái)梁。當(dāng)梯段跨度較小時(shí)，采用板式樓梯較為適宜，但其斜板較厚，為跨度的1/25～1/30。本工程均采用板式樓梯?！?〕樓梯踏步的尺寸：計(jì)算踏步高度和寬度的一般公式：，〔2.1〕式中：r—踏步高度；g—踏步寬度；600mm—考慮到人們行走的舒適性，便于疏散等要求，取踏面寬300mm，踢面高150mm，樓梯坡度小于30度?！?〕梯段和平臺(tái)的尺寸：房門距最近的樓梯口的距離與防火等級(jí)和建筑類型有關(guān)，一般最大需30米。兩跑樓梯間留有空隙，稱為樓梯井。樓梯井至少做15厘米，本設(shè)計(jì)為20厘米，可以供消防水管穿過。樓梯的梯段寬度根據(jù)建筑使用者的多少確定，每人需占有一定的疏散寬度，而且梯段寬度應(yīng)大于1.9米?！?〕樓梯扶手確實(shí)定：樓梯的扶手應(yīng)鞏固適用，且在兩側(cè)都設(shè)有扶手，其高度為1100mm。在樓梯的起始及終結(jié)處，扶手均自其前緣向前伸出200mm，且出于平安因素，扶手末端向下布置。2.5廁所內(nèi)設(shè)有帶洗手池的前室，廁所有直接自然風(fēng)和天然采光?！?〕衛(wèi)生潔具數(shù)量按標(biāo)準(zhǔn)要求：男廁每50人設(shè)大便器一只，每50人設(shè)小便槽1000mm；女廁每25人設(shè)大便器一只。本建筑每層樓最多1000人，考慮到現(xiàn)實(shí)中男女比例的問題，按男∶女=3∶2計(jì)算，本設(shè)計(jì)每層男廁共設(shè)18個(gè)大便器，小便槽18m，女廁共設(shè)10個(gè)大便器。洗手池及各衛(wèi)生潔具的尺寸均按建筑設(shè)計(jì)圖集的要求確定?！?〕為遮擋視線，在男廁的小便槽處設(shè)置了1100寬、1200高的擋板。2.5.《建筑抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》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)。徐州地區(qū)抗震設(shè)防烈度為7度，故進(jìn)行抗震設(shè)防。建筑根據(jù)其使用功能的重要性分為甲、乙、丙、丁四個(gè)抗震設(shè)防類別。甲類應(yīng)屬于重大建筑工程和地震時(shí)可能發(fā)生嚴(yán)重次生災(zāi)害的建筑；乙類建筑應(yīng)屬于地震時(shí)使用功能不能中斷或需要盡快恢復(fù)的建筑，以及地震時(shí)可能導(dǎo)致大量人員傷亡等重大災(zāi)害后果，需要提高設(shè)防標(biāo)注；丙類建筑應(yīng)屬于除甲、乙、丁類以外的一般建筑，丙類建筑應(yīng)屬于抗震次要建筑。本工程的抗震設(shè)防類別為丙類，丙類建筑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。丙類建筑的抗震等級(jí)應(yīng)由《建筑抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》確定，本設(shè)計(jì)屬于框架結(jié)構(gòu)，7度抗震設(shè)防，高度小于30m，故為三級(jí)框架。2.51〕勒腳：勒腳是墻身接近室外地面的局部，一般情況下，其高度為室內(nèi)地坪與室外地面的高差局部。它起著保護(hù)墻身和增加建筑物立面美觀的作用。由于它容易受到外界的碰撞和雨、雪的侵蝕，遭到破壞，同時(shí)地表水和地下水的毛細(xì)作用所形成的地潮也會(huì)造成對(duì)勒腳部位的侵蝕。所以，在構(gòu)造上必須采取相應(yīng)的防護(hù)措施。勒腳防潮層：分為水平防潮層和垂直防潮層。當(dāng)室內(nèi)地坪出現(xiàn)高差或室內(nèi)地坪低于室外地面時(shí)，要同時(shí)設(shè)置水平防潮層和垂直防潮層。本工程只設(shè)水平防潮層。水平防潮層根據(jù)材料的不同，一般有油氈防潮層、防水砂漿防潮層、配筋細(xì)石混凝土防潮層。油氈防潮層具有一定的韌性、延伸性和良好的防潮性。由于油氈層降低了上下砌體之間的粘結(jié)力，且降低了砌體的整體性，對(duì)抗震不利，目前已少用。砂漿防潮層是在需要設(shè)置防潮層的位置鋪設(shè)防水砂漿。防水砂漿能克服油氈防潮層的缺點(diǎn)，但由于砂漿系脆性材料，易開裂。故不適于地基會(huì)產(chǎn)生微小變形的建筑中。為了提高防潮層的抗裂性能，常采用60mm厚的配筋細(xì)石混凝土防潮層。工程中常在標(biāo)高-m處設(shè)防潮層。2〕散水為保護(hù)墻基不受雨水的侵蝕，常在外墻四周將地面做成向外傾斜的坡面，以使將屋面水排至遠(yuǎn)處，這一坡面稱散水。散水坡度約3%-5%，寬一般為,縱向每隔10米做一道伸縮縫，散水與外墻設(shè)20寬縫，其縫內(nèi)均填瀝青砂漿。當(dāng)屋面排水方式為自由落水時(shí)，要求其寬度較出檐多200mm，一般雨水較多地區(qū)多做成明溝，枯燥地區(qū)多做成散水。本工程做散水，寬度，坡度3%。3〕樓地面工程〔1〕內(nèi)地面混凝土墊層酌情設(shè)置縱橫縫〔平頭縫〕，細(xì)石混凝土地面面層設(shè)置分格縫，分格縫與墊層縮縫對(duì)齊，縫寬20mm，內(nèi)填瀝青瑪蹄諦脂。〔2〕現(xiàn)澆水磨石樓地面面層應(yīng)分格，除特殊注明外，一般普通水磨石面層用厚玻璃條分隔?！?〕室內(nèi)經(jīng)常有水房間〔包括室外陽(yáng)臺(tái)〕應(yīng)設(shè)地漏，樓地面用1：2.5水泥砂漿〔摻3%防水粉〕作不小于1%排水坡度坡向地漏，最薄處為20厚，地面最高點(diǎn)標(biāo)上下于同層房間地面標(biāo)高20?！?〕特殊注明外，門外踏步、坡道的混凝土墊層厚度做法同地面。〔5〕建筑電纜井、管道井每層在樓板處做法按結(jié)構(gòu)整鋪鋼筋，待管道安裝后用同樣標(biāo)號(hào)混凝土封閉。4〕屋面工程〔1〕屋面防水等級(jí)為二級(jí)，具體做法詳見《施工說明》〔蘇J9501〕〔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，防止做防水材料后再鑿洞。5〕變形縫建筑物由于受氣溫變化、地基不均勻沉降以及地震等因素的影響，使結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生附加應(yīng)力和變形，因而在變形敏感的部位留出一定的縫隙即變形縫，以保證各局部建筑物在這些縫隙中有足夠的變形寬度而不造成建筑物的破壞。變形縫包括伸縮縫、沉降縫和防震縫。本設(shè)計(jì)中住宅樓的長(zhǎng)度較長(zhǎng)，因而受溫度變化的影響而產(chǎn)生的變形較大，所以在建筑17軸處設(shè)溫度縫。本設(shè)計(jì)各層均在同一平面上，不存在高差，因此無需設(shè)沉降縫。同時(shí)本設(shè)計(jì)為7度抗震設(shè)防，應(yīng)設(shè)防震縫。根據(jù)《抗震標(biāo)準(zhǔn)》，防震逢的最小寬度應(yīng)符合以下要求：〔1〕框架結(jié)構(gòu)房屋的防震縫寬度，當(dāng)高度不超過15m時(shí)可采用70mm；超過15m時(shí)，6度、7度、8度和9相應(yīng)每增加高度5m、4m、3m和2m，宜增加寬度20mm?！?〕防震縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)類型不同時(shí)，宜按需要較寬防震縫的結(jié)構(gòu)類型和較低房屋高度確定。考慮到地震作用的影響，設(shè)置了兩個(gè)抗震縫，抗震縫寬根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)公式計(jì)算得，取110mm，分別在南區(qū)與東區(qū)轉(zhuǎn)角處和北區(qū)與東區(qū)轉(zhuǎn)角處，將整個(gè)體型分成規(guī)那么的矩形建筑物，防止差異側(cè)移加重震害。6〕根底工程根據(jù)現(xiàn)行《建筑地基根底設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》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(huì)影響及修復(fù)的可能性〕的嚴(yán)重性，將根底分為三個(gè)平安等級(jí)：一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)。本設(shè)計(jì)根底的平安等級(jí)為二級(jí)，對(duì)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。根底按剛度分可分為：剛性根底和柔性根底；按構(gòu)造分類可分為：獨(dú)立根底、條形根底、筏板根底、箱形根底和殼體根底。其中，獨(dú)立根底是柱根底中最常用和最經(jīng)濟(jì)的型式。本工程采用獨(dú)立根底。根底埋置深度的選擇應(yīng)考慮：建筑物結(jié)構(gòu)條件和場(chǎng)地環(huán)境條件。在保證建筑物根底平安穩(wěn)定，耐久使用的前提下，應(yīng)盡量淺埋，以便節(jié)省投資，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根底形式，這些要求常成為其根底埋深的先決條件。結(jié)構(gòu)物荷載大小和性質(zhì)不同，對(duì)地基的要求也不同，因而會(huì)影響根底埋置深度的選擇。為了保護(hù)根底不受人類和生物活動(dòng)的影響，根底宜埋置在地表以下，其最小埋深為0.5m，且根底頂面宜低于室外設(shè)計(jì)地面，同時(shí)有要便于周圍排水溝的布置。采用柱下獨(dú)立根底，根底采用C35混凝土，有墊層，墊層厚度100mm，墊層混凝土標(biāo)號(hào)為C10。根底具體尺寸與做法詳見根底設(shè)計(jì)2.5.9建筑選材本設(shè)計(jì)在裝飾上不追求豪華，重視材質(zhì)、材色、崇尚自然，協(xié)調(diào)和諧，突出重點(diǎn)，創(chuàng)造出與建筑物身份相稱的樸實(shí)、典雅。外墻為乳膠漆墻面，配上淺色塑鋼窗，黃色分隔條紋。在門廳作重點(diǎn)裝修處理。一般診室采用彩色水磨石樓面；在衛(wèi)生間，做成防水地磚樓面，以利于防水；在化學(xué)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，做成耐酸地磚樓面1〕屋面做法：(剛性防水保溫屋面)蘇J9501-58-11〔1〕40mm厚C20細(xì)石混凝土，內(nèi)配4200雙向鋼筋，中矩150壓光抹平〔2〕SBS改性瀝青防水卷材〔3〕20mm厚1：3水泥砂漿找平層〔4〕70mm厚水泥防水珍珠巖塊或?yàn)r青珍珠巖塊或30厚聚苯議席塑料板〔5〕20mm厚1：3水泥砂漿找平層〔6〕100mm厚搗制鋼筋混凝土板〔7〕20mm厚石灰抹底2〕樓面做法：蘇J9501-21-5〔1〕瓷磚地面〔2〕20mm厚1：3水泥砂漿找平層〔3〕100mm厚鋼筋混凝土樓板〔4〕20mm厚水泥石灰砂漿抹底3)地面做法:蘇J9501-5-10〔1〕瓷磚地面〔2〕20mm厚1:3水泥沙漿找平層〔3〕60mm厚C10混泥土隨搗隨抹〔4〕100mm厚碎石或碎磚夯實(shí)〔5〕素土夯實(shí)4〕外墻面做法：〔1〕20mm厚∶3水泥砂漿打底，〔2〕5mm厚1∶1水泥砂漿粘結(jié)層，〔3〕彩色涂料一底兩度5〕內(nèi)墻面做法：〔1〕刷內(nèi)墻涂料〔2〕2mm厚紙筋〔麻刀〕石灰粉面〔3〕12mm厚1：3石灰膏砂漿打底6〕衛(wèi)生間做法：〔1〕8mm厚防滑地磚，素水泥漿擦縫〔2〕20mm厚水泥砂漿保護(hù)層〔4〕20mm厚1∶3水泥砂漿找平層〔5〕素水泥漿結(jié)合層一道〔6〕鋼筋混凝土樓板7〕踢腳做法：〔1〕8-10mm厚地磚素水泥擦縫〔2〕5mm厚1∶1水泥細(xì)砂結(jié)合層〔3〕12mm厚1∶3水泥砂漿打底8〕墻基防潮：20mm厚1∶9〕臺(tái)階做法：〔1〕花崗石條石規(guī)格厚度和寬度，按臺(tái)階設(shè)計(jì)要求，長(zhǎng)度1000~1500外表剁平〔2〕30mm厚1：3水泥砂漿結(jié)合層〔3〕素水泥漿一道〔4〕100mm厚C15號(hào)現(xiàn)搗鋼筋混凝土6雙面鋼筋中距150〔厚度不包括踏步三角局部〕，臺(tái)階面向外坡2%〔5〕150mm厚碎石或碎磚墊層〔6〕素土夯實(shí)〔坡度按工程設(shè)計(jì)〕臺(tái)階橫向兩端M2.5號(hào)砂漿磚砌240厚地龍墻，橫向總長(zhǎng)度大于3m時(shí)，每隔3m加一道240厚地龍墻，地龍墻埋深在冰凍線以下，C10混凝土根底墊層600寬、300高10)坡道做法水泥防滑坡道：〔1〕、20mm厚1:2水泥砂漿抹面,15寬合金鋼砂防滑條,中距80，凸出坡面〔2〕、素水泥漿一道〔3〕、80mm厚C15混凝土〔4〕、200mm〔5〕、素土夯實(shí)11〕散水：寬度900mm，坡度3%做水磨石面層?！?〕10mm厚水磨石面層〔2〕20mm厚1∶3水泥砂漿打底〔3〕60mm厚混凝土層〔4〕80mm厚碎磚墊層〔5〕素土夯實(shí)12〕女兒墻：〔1〕6mm厚水泥砂漿罩面〔2〕12mm厚水泥砂漿打底〔3〕200mm厚蒸壓粉煤灰磚〔4〕20mm厚水泥砂漿找平13〕排水雨水管：直徑100mm高級(jí)塑料落水管14〕門窗：木門、塑鋼窗15〕油漆：樓梯扶手為油漆蠟克罩面；樓梯欄桿為不銹鋼套管；木門油一底二度栗色調(diào)和漆。所有鐵件油防銹漆一度、銀粉漆二度。深入墻內(nèi)木料為熱柏油防腐。3.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)資料工程名稱：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)教學(xué)樓工程規(guī)模：主體6層結(jié)構(gòu)類型：框架結(jié)構(gòu)工程環(huán)境：本工程位于徐州市三環(huán)南路中國(guó)礦業(yè)大學(xué)校園內(nèi)抗震設(shè)防烈度：7度，第一組別設(shè)計(jì)地震根本加速度值為0.1g，地面粗糙度：B類抗震等級(jí)：三級(jí)建筑類別：丙類場(chǎng)地土：Ⅱ類設(shè)計(jì)使用年限：50年框架平安等級(jí)：三級(jí)結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)：環(huán)境類別：上層Ⅰ類根底：二a類氣象資料徐州市自然條件及氣候條件：℃℃最高氣溫℃℃℃土壤凍結(jié)最大深度240mm相對(duì)濕度平均71%〔冬季61%，夏季70%〕主導(dǎo)風(fēng)向全年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槠珫|風(fēng)平均風(fēng)速3m/s2夏季平均風(fēng)速折算成距地面2m處數(shù)值積雪最大厚度240mm根本雪壓0.35KN/m2設(shè)計(jì)依據(jù)《建筑專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)》(GB50009－2002)《建筑結(jié)構(gòu)荷載標(biāo)準(zhǔn)》(GB50009－2001)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB50010－2002)《建筑抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB50011－2001)《建筑地基根底設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB50007－2002)《建筑結(jié)構(gòu)制圖標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T50105—2001)《建筑制圖標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T50104-2001)《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》(GB50068－2001)《建筑設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》(GB50016--2006)《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T50476-2008)《05系列江蘇省工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集》(蘇J01-2005)3.4結(jié)構(gòu)方案選取3.常見的豎向承重體系包括框架結(jié)構(gòu)體系、剪力墻結(jié)構(gòu)體系、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系及筒體結(jié)構(gòu)體系等。本設(shè)計(jì)的建筑主體為框架結(jié)構(gòu)，建筑高度為米，共計(jì)6層，層高均為3.6m?？蚣芙Y(jié)構(gòu)由梁、柱構(gòu)件通過節(jié)點(diǎn)連接構(gòu)成，它既能承受豎向荷載，又承受水平荷載?？蚣芙Y(jié)構(gòu)體系的優(yōu)點(diǎn)是：建筑平面布置靈活，能獲得較大空間；建筑立面容易處理；結(jié)構(gòu)自重較輕；計(jì)算理論比擬成熟；在一定的高度范圍內(nèi)造價(jià)較低。比擬各方案，本設(shè)計(jì)選用框架結(jié)構(gòu)作為豎向承重體系。3.常見的橫向承重體系包括：現(xiàn)澆樓蓋、疊合樓蓋、預(yù)制板樓蓋、組合樓蓋等?，F(xiàn)澆樓蓋結(jié)構(gòu)可分為肋梁樓蓋、密肋樓蓋、平板式樓蓋和無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆平板樓蓋等。肋梁樓蓋結(jié)構(gòu)具有良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，可以最大限度地節(jié)省混凝土和鋼筋的用量，能充分發(fā)揮材料的作用，結(jié)構(gòu)整體性好，抗震性能好，且結(jié)構(gòu)平面布置靈活，易于滿足樓面不規(guī)那么布置、開洞等要求，容易適用各種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)平面及各種復(fù)雜的樓面荷載。本設(shè)計(jì)選用現(xiàn)澆樓蓋結(jié)構(gòu)中的肋梁樓蓋為該大樓的水平向承重體系。3.多層框架結(jié)構(gòu)的根底，一般有柱下獨(dú)立根底、條形根底、十字形根底、片筏根底，必要時(shí)也可采用箱形根底或樁基等。根底類型的選擇，取決于現(xiàn)場(chǎng)的工程地質(zhì)條件、上部結(jié)構(gòu)荷載的大小、上部結(jié)構(gòu)對(duì)地基上不均勻沉降及傾斜的敏感程度以及施工條件等因素，還應(yīng)進(jìn)行必要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比擬。本設(shè)計(jì)根底設(shè)計(jì)等級(jí)為丙級(jí)，地基土為砂土，其地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值為，建筑高度22.5m，所以綜上考慮，本設(shè)計(jì)的根底形式選取現(xiàn)澆柱下鋼筋混凝土獨(dú)立根底。結(jié)構(gòu)布置計(jì)算簡(jiǎn)圖一般情況下，框架結(jié)構(gòu)是一個(gè)空間受力體系，為方便起見，常常忽略結(jié)構(gòu)縱向和橫向之間的空間聯(lián)系，忽略各構(gòu)件的扭轉(zhuǎn)作用，將縱向框架和橫向框架分別按平面框架進(jìn)行分析計(jì)算。由于通常情況下橫向框架的間距相同，作用于各橫向框架上的荷載相同，框架的抗側(cè)剛度相同，因此，各榀橫向框架都將產(chǎn)生相同的內(nèi)力與變形，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)一般取中間有代表性的一榀橫向框架進(jìn)行分析即可。按樓面豎向荷載傳遞路線的不同，承重框架的布置方案有橫向框架承重、縱向框架承重和縱橫向框架混合承重等。本設(shè)計(jì)為縱橫向框架混合承重，在兩個(gè)方向均布置了框架承重梁以承受樓面荷載。本設(shè)計(jì)柱網(wǎng)布置采用內(nèi)廊式，兩邊為教室、辦公室和樓梯間，柱距為m×mm×m，中間為走道，柱距為m×3.6m，如下圖。選取一榀框架進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，取出來的平面框架承受以下圖中陰影范圍內(nèi)的水平荷載，豎向荷載那么需按樓蓋結(jié)構(gòu)的布置方案確定。圖3.1柱網(wǎng)結(jié)構(gòu)布置圖3.5框架梁、柱尺寸確定框架梁尺寸估算根據(jù)公式：，〔3.1〕縱梁：,取,取橫梁：,取,取次梁：取取走道梁：，取但為了施工方便，取確定柱高度柱截面尺寸可根據(jù)軸壓比估算，查表可得該框架的抗震等級(jí)為三級(jí)，其軸壓比限值為0.9。各層的重力荷載代表值近似取15kN/m2,由圖知邊柱及中柱的負(fù)載面積為×/2和×(3)/2，，〔二級(jí)〕，0.9〔三級(jí)〕，0.7〔一級(jí)〕由軸壓比限值公式：，。〔3.2〕邊柱：中柱：取截面為正方形，那么邊柱和中柱截面高度分別為：和。根椐上述計(jì)算結(jié)果并綜合考慮其它因素，本設(shè)計(jì)柱截面尺寸底層為600mm600mm，標(biāo)準(zhǔn)層為500mm500mm，底層柱高度為。其中為底層結(jié)構(gòu)高度，為室內(nèi)外高差，為根底頂面至室外地面的高度，其他層柱高為3.6m。構(gòu)件材料選取現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁，C35，,縱筋為HRB400級(jí)(=360)，箍筋為HRB335級(jí)〔〕現(xiàn)澆鋼筋混凝土柱，C35，,縱筋為HRB400級(jí)(=360)，箍筋為HRB335級(jí)〔〕現(xiàn)澆鋼筋混凝土板，C35，,鋼筋為HRB335級(jí)(=300)現(xiàn)澆板,板厚?。?00mm(一般為短跨的1/40~1/35〕3.6框架梁、柱線剛度計(jì)算在框架結(jié)構(gòu)中，通?，F(xiàn)澆層的樓板，可以作為梁的有效翼緣，增大梁的有效剛度，減少框架側(cè)移，為考慮這一有利作用，在計(jì)算梁截面慣性矩時(shí)，對(duì)現(xiàn)澆樓面的邊跨框架梁取0(I0為梁的截面慣性矩)，對(duì)中跨0(假設(shè)為裝配樓板，帶現(xiàn)澆層，那么分別取00)。表3.1框架柱線剛度計(jì)算表層次Ec〔N/mm2〕b×h(mm2)慣性矩(mm4)I0=bh3/12hc(mm)k0=ECI0/hc〔Nmm〕2～6層3.15×104500×500×1093600×10101層3.15×104600×600×1094800×1010表3.2橫向框架梁線剛度計(jì)算類別層次b×h(mm2)跨度〔mm〕慣性矩(mm4)I0=bh3/12線剛度(Nmm)k0=ECI0/l線剛度(Nmm)k0=2ECI0/l邊橫梁1～6層350×6507200×109×1010×1010走道梁1～6層200×4003600×109×1010×1010表3.3一榀框架側(cè)移剛度D值〔N/mm〕層次層高(m)柱根數(shù)Kc(Nmm)D=12αKc/h2(1/m)樓層D2～6層3.60邊柱2×10×10478534中柱2×104層次層高(m)柱根數(shù)Kc(Nmm)D=12αKc/h2(1/m)樓層D1層4.80邊柱2×1010×10476810中柱21.251×104注：對(duì)于2～6層的邊柱：；中柱:；〔3.3〕對(duì)于1層的邊柱：；中柱:〔3.4〕滿足豎向規(guī)那么框架的要求恒荷載計(jì)算荷載傳遞的根本原理如以下圖所示，陰影局部為一個(gè)計(jì)算單元。次梁承受板傳來的荷載，并通過自身受彎將荷載傳遞到主梁上，主梁作為次梁的不動(dòng)支點(diǎn)承受次梁傳來的荷載，并將荷載傳遞給主梁的支撐—柱。雙向板上的荷載，以450等角分線為界，分別傳至兩相鄰支座。圖3.1結(jié)構(gòu)計(jì)算單元荷載統(tǒng)計(jì)1)屋面框架梁線荷載標(biāo)準(zhǔn)值40厚細(xì)石混凝土×KN/m2KN/m220厚1：3水泥砂漿找平層×20=0.4KN/m2×KN/m2×KN/m2100厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板×KN/m220厚石灰打底×m2KN/m2中跨框架梁線荷載合計(jì)2.10kN/m2〕1-6層樓面荷載：瓷磚地面小瓷磚地面〔包括水泥粗砂打底KN/m2×10KN/m2×KN/m220厚1∶×KN/m2100厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板×KN/m220厚水泥石灰膏砂漿抹底×m2樓面恒載KN/m2中跨框架梁線荷載合計(jì)2.10kN/m3)梁、柱重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值：表3.4梁、柱重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值層次構(gòu)件b/mh/mγ/(KN/m3)βg(KN/m)/kN1層邊橫梁25縱梁25次梁025柱25走道梁252-6層邊橫梁25縱梁25次梁25柱255走道梁25注：(1)表中β為考慮梁、柱的粉刷層重力荷載而對(duì)起重力荷載的增大系數(shù)；g表示單位長(zhǎng)度構(gòu)件重力荷載；梁柱的容重為25KN/m3。(2)梁長(zhǎng)度取凈長(zhǎng)；柱長(zhǎng)度取層高。(3)墻體重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值：外墻為200厚粉煤灰輕渣空心砌塊，外墻面貼瓷面磚，內(nèi)墻面為20厚抹灰，那么外墻單位墻面重力荷載為：0.5+×0.20+17×2內(nèi)墻體為200厚加氣混凝土，兩側(cè)均為20厚抹灰，那么內(nèi)墻單位面積重力荷載為：×0.20+17××2×kN/m；2。(5)女兒墻墻體與外墻相同。因此，作用在頂層框架梁上的線荷載為：==kN/m==×=kN/m=2.10kN/m=×3.6=kN/m因此，作用在標(biāo)準(zhǔn)層及底層框架梁上的線荷載為：==kN/m==×=kN/m=kN/m=×=kN/m3)屋面框架節(jié)點(diǎn)集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值各類構(gòu)件自重計(jì)算如下：縱向梁自重及粉刷：kN/m900高女兒墻自重：×=kN/m窗自重(鋁合金窗單位重力荷載取)：××0.4=2.352kN門自重〕：×2.1×0.4=kN底層柱自重及粉刷：kN/m標(biāo)準(zhǔn)層自重及粉刷：kN/m頂層荷載計(jì)算：①縱梁自重×=kN②900高女兒墻自重×=kN③縱梁傳來a.屋面自重〔三角形局部〕c.由次梁傳來屋面自重〔梯形局部〕1/2×3.6×1.8××2=33.566kN××1/2=9.450kN1/2×(+)××5.18=50.450kN那么頂層邊節(jié)點(diǎn)集中荷載kN①縱梁自重kN②縱梁傳來a.屋面自重〔三角形局部〕33.566kNb.次梁自重9.450kNc.由次梁傳來屋面自重〔梯形局部〕50.450+1/2×(+)×1.8×2×5.18=100.800kN那么頂層中節(jié)點(diǎn)集中荷載kN4)樓面框架節(jié)點(diǎn)集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值①縱梁自重kN②扣窗面積墻重［(7.2-0.5)×(3.6-0.65)-××2］×2.34=kN③柱子自重×3.6=24.750kN④窗重2.352×2=5.064kN⑤縱梁傳來a.樓面自重〔三角形局部〕c.由次梁傳來樓面自重〔梯形局部〕1/2×3.6×1.8×8×2=27.734kN9.450kN1/2×(+)××=41.602kN那么中間層邊節(jié)點(diǎn)集中荷載kN①縱梁自重kN②縱梁傳來a.樓面自重〔三角形局部〕27.734kN9.450kNc.由次梁傳來樓面自重〔梯形局部〕41.602+1/2×(+)×1.8×2×4.28=kN③內(nèi)縱墻自重［(7.2-0.5)×(3.6-0.65)×2.1×2］×1.78=26.958kN④柱子自重24.750kN⑤門重×2=kN那么中間層中節(jié)點(diǎn)集中荷載kN圖3.2恒載圖3.8活荷載計(jì)算3.查《建筑結(jié)構(gòu)荷載標(biāo)準(zhǔn)》，可知：上人屋面活載：；上人屋面活載：,本設(shè)計(jì)為不上人屋面。樓面活載：房間；走道雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值〔3.5〕式中：屋面荷載分布系數(shù)，根本雪壓，徐州地區(qū)年一遇，那么(1)屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值①線荷載標(biāo)準(zhǔn)值×0.5=1.8kN/m②邊節(jié)點(diǎn)集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值屋面活載〔三角形局部〕××1.8×2×1/2=kN次梁傳來屋面活載〔梯形局部1/2×()××0.5=4.86kN那么活載作用下頂層邊節(jié)點(diǎn)集中荷載kN③中節(jié)點(diǎn)集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值屋面活載〔三角形局部〕kN次梁傳來屋面活載〔梯形局部〕4.86+(+)×1.8×2×1/2×0.5=kN那么活載作用下頂層中節(jié)點(diǎn)集中荷載kN3.(2)樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值①縱梁上線荷載標(biāo)準(zhǔn)值×2.0=7.2kN/m②走道梁上線荷載標(biāo)準(zhǔn)值×2.5=9.0kN/m③邊節(jié)點(diǎn)集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值樓面活載〔三角形局部〕2×1/2×3.6×1.8×2=12.96kN次梁傳來樓面活載〔梯形局部〕1/2×(+)×1.8×2=19.44kN那么活載作用下標(biāo)準(zhǔn)層邊節(jié)點(diǎn)集中荷載kN④中節(jié)點(diǎn)集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值樓面活載〔三角形局部〕12.96kN次梁傳來樓面活載〔梯形局部〕19.44+(+)×1.8×2×1/2×2.5=43.74kN那么活載作用下標(biāo)準(zhǔn)層中節(jié)點(diǎn)集中荷載KN(3)屋面雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值①線荷載標(biāo)準(zhǔn)值×0.35=1.26kN/m②邊節(jié)點(diǎn)集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值屋面雪載〔三角形局部〕××1.8×2×1/2=2.268KN次梁傳來屋面雪載〔梯形局部〕1/2×(3.6+)××0.35=3.402KN那么雪載作用下頂層邊節(jié)點(diǎn)集中荷載KN③中節(jié)點(diǎn)集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值屋面雪載〔三角形局部〕2.268KN次梁傳來屋面雪載〔梯形局部〕3.402+(+)×1.8×2×1/2×0.35=6.804KN那么雪載作用下頂層中節(jié)點(diǎn)集中荷載KN圖3.3活載圖3.9風(fēng)荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算和側(cè)移計(jì)算3.9.1風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值垂直于建筑物外表上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值，應(yīng)按下述公式計(jì)算〔3.6〕式中，—風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值〔kN/m2〕—高度Z處的風(fēng)振系數(shù)—風(fēng)荷載體型系數(shù)—風(fēng)壓高度變化系數(shù)—根本風(fēng)壓〔kN/m2〕由《建筑結(jié)構(gòu)荷載標(biāo)準(zhǔn)》，徐州地區(qū)重現(xiàn)期為50年的根本風(fēng)壓：kN/m2，地面粗糙度為B類。風(fēng)載體型系數(shù)由《建筑結(jié)構(gòu)荷載標(biāo)準(zhǔn)》第節(jié)查得：=0.8〔迎風(fēng)面〕和=-0.5〔背風(fēng)面〕?！逗奢d標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，對(duì)于高度大于30m，且高寬比大于1.5的房屋結(jié)構(gòu)，應(yīng)采用風(fēng)振系數(shù)來考慮風(fēng)壓脈動(dòng)的影響。本設(shè)計(jì)中，房屋高度H=<30m<1.5，那么不需要考慮風(fēng)壓脈動(dòng)的影響，取=1.0。一榀框架寬度為。表3.5沿房屋高度分布風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值層次6543210風(fēng)荷載換算成作用于框架每層節(jié)點(diǎn)上的集中荷載。其中為，一榀框架各層節(jié)點(diǎn)的受風(fēng)面積，取上層的一半和下層的一半之和，頂層取到女兒墻頂，底層只取到該層計(jì)算高度的一半〔底層的計(jì)算高度應(yīng)從室外地面開始取〕。圖3.4等效節(jié)點(diǎn)集中風(fēng)荷載〔單位：kN〕表3.6風(fēng)荷載作用下框架層間剪力及側(cè)移計(jì)算層次67853436001/2482857853436001/1094247853436001/720037853436001/548827853436001/446717681048001/4848由表格可知，最大層間彈性位移角發(fā)生在第一層，其值為，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。3.9.2水平風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算：〔3.7〕式中，—標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高比，根據(jù)上下梁的平均線剛度，和柱的相對(duì)線剛度的比值，總層數(shù)，該層位置查表確定。—上下梁的相對(duì)線剛度變化的修正值，由上下梁相對(duì)線剛度比值及查表得?！舷聦訉痈咦兓男拚担缮蠈訉痈邔?duì)該層層高比值及查表。—下層層高對(duì)該層層高的比值及查表得。柱端剪力計(jì)算公式為(3.8)柱端彎矩計(jì)算公式為，表3.7風(fēng)荷載作用下邊柱彎矩、剪力計(jì)算表層次678534185781.54578534185781.54478534185781.54378534185781.54278534185781.54176810184640.99表3.8風(fēng)荷載作用下中柱彎矩、剪力計(jì)算表層次678534206891.940578534206891.94478534206891.940378534206891.940278534206891.94176810199411.253.風(fēng)荷載作用下的梁端彎矩及柱軸力計(jì)算按照以上方法計(jì)算所得的風(fēng)荷載作用下的各柱柱端彎矩見附表。按照以下公式計(jì)算；；(3.9)；(3.10)表3.9風(fēng)荷載作用下的梁端彎矩剪力及柱軸力計(jì)算層次邊梁走道梁柱軸力邊柱中柱654321圖3.5風(fēng)荷載作用下的框架彎矩圖〔〕圖風(fēng)荷載作用下框架梁端剪力和柱軸力圖〔〕3.10地震作用計(jì)算3.重力荷載代表值是結(jié)構(gòu)和構(gòu)配件自重標(biāo)準(zhǔn)值和可變荷載組合值之和，是表示地震發(fā)生時(shí)根據(jù)遇合概率確定的“有效重力”集中于各質(zhì)點(diǎn)的重力荷載代表值Gi，為計(jì)算單元范圍內(nèi)各層樓面上的重力荷載代表值及上下各半層的墻.柱等質(zhì)量，無論是否為上人屋面，其屋面上的可變荷載均取雪載。頂層重力荷載代表值包括：屋面板自重，50%屋面雪荷載，縱橫梁自重，女兒墻自重，半層墻自重和半層柱自重。1〕頂層重力荷載代表值G6×(++3.6)×7.2=671.328KNB.縱橫梁自重×4+2.625××2+2.10×3.6+5.972××2=KNC.女兒墻自重××2=KN1/2×6.875×3.6×4=4KNE.半層墻自重(扣門窗)［(7.2-0.5)×(3.6/2－0.65)－(2.1/2×2.8×2)］××2+［(7.2-0.5)×(3.6/2－0.65×/2×2)］×1.78×2+［(－0.5)×(3.6/2－0.65)］×1.78×2=KNF.門窗重(×4+2.352×4)×=6.552KNG.50%雪荷載0.5××18×7.2=22.68KNSHAPE總計(jì)：1142.436KN2〕2-5層重力荷載代表值G2=G3=G4=G5A樓面橫載4.28×(++3.6)×7.2=KNB.縱橫梁自重KNC.上下半層柱自重4×2=99.00KN［(7.2-0.5)×××2)］××2+［(7.2-0.5)×××2］××2+(7.2－0.5)×(3.6－0.65)××KNF.門窗重×4+2.352×4=13.104KNG.50%樓面活荷載×(×7.2×2×2+×7.2×)=1KN總計(jì)：1265.013KN3〕底層重力荷載代表值G1A.樓面橫載4.28×++3.6〕×7.2=KNB.縱橫梁自重KNC.上下半層柱自重+1/2×(×4KND上下半層墻自重(－)+［(7.2-0.6)×(4.8/2－0.65)－(2.1/2×2.8×2)］××2+［(7.2-0.6)×(4.8/2－0.65)－×/2×2)］×1.78×2+(－0.6)×(4.8/2－0.65)×1.78×2=214.163KNE.門窗重×4+2.352×4=13.104KNF.50%樓面活載××7.2×2×2+×7.2×2.5〕=1KN總計(jì)：KN那么一榀框架總重力荷載代表值為:3.頂點(diǎn)位移法是求結(jié)構(gòu)基頻的一種方法，它的根本原理是將結(jié)構(gòu)按其質(zhì)量分布情況，簡(jiǎn)化成有限個(gè)質(zhì)點(diǎn)或無限個(gè)質(zhì)點(diǎn)的懸臂直桿，求出以結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)位移表示的根本頻率。結(jié)構(gòu)的根本自振周期為：(3.11)式中，—根本周期調(diào)整系數(shù)?？紤]填充墻的影響，框架取0.6～0.7?！蚣艿捻旤c(diǎn)位移。在未求出框架的周期前，無法求出框架的地震力及位移，是將框架的重力荷載代表值視為水平作用力，求得假想的框架頂點(diǎn)位移。,再用求得框架的底部剪力，進(jìn)而求得框架各層剪力和結(jié)構(gòu)的真正位移。對(duì)框架結(jié)構(gòu)，按以下公式計(jì)算：(3.12)(3.13)(3.14)表結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)假想側(cè)移層次∑D()678534578534478534378534278534176810頂部位移根本自振周期：(3.15)徐州地區(qū)抗震設(shè)防烈度為7度，由《抗震標(biāo)準(zhǔn)》查得水平地震影響系數(shù)最大值=0.08，按第一組情況下的Ⅱ類建筑場(chǎng)地，由《抗震標(biāo)準(zhǔn)》查得特征周期=0.35s，那么地震影響系數(shù)為：(3.16)結(jié)構(gòu)總的重力荷載代表由底部剪力法計(jì)算公式：(3.17)因T1=0.686g=0.49s，故應(yīng)考慮頂部附加地震作用(3.18)(3.19)那么框架所承受的地震作用式按公式分配(3.20)表各質(zhì)點(diǎn)橫向水平地震作用下樓層剪力計(jì)算表層次62654321圖水平地震作用分析圖層間剪力分布圖表橫向水平地震作用下的位移驗(yàn)算層次67853436001/265557853436001/163247853436001/124337853436001/105127853436001/94817681048001/1166由表格可知，最大層間彈性位移角發(fā)生在第一層，其值為，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。3.計(jì)算水平荷載作用下的內(nèi)力一般有兩種方法。一種是反彎點(diǎn)法，另一種是D值法。反彎點(diǎn)法在考慮柱側(cè)移剛度時(shí)，假設(shè)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角為，亦即恒梁的線剛度假設(shè)為無窮大。對(duì)于層數(shù)較多的框架，由于柱軸力大，柱截面也隨著增大，梁柱相對(duì)線剛度比擬接近，甚至有時(shí)柱的線剛度反而比梁大，這樣，上述假設(shè)將產(chǎn)生較大誤差。另外，反彎點(diǎn)法計(jì)算反彎點(diǎn)高度時(shí)，假設(shè)上下節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角相等，這樣誤差也較大，特別在最上和最下數(shù)層。D值法對(duì)框架柱的側(cè)移剛度和調(diào)整反彎點(diǎn)高度做了修正。當(dāng)橫梁剛度與柱子線剛度的比不是很大時(shí)，柱子兩端相差較多，尤其在最上和最下層，其反彎點(diǎn)并不在柱的中央。顯然，影響柱子兩端節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角的主要因素有以下三項(xiàng)：該柱所在樓層的位置，上下梁相對(duì)線剛度的比值和上下層層高的變化。在求得框架第層的層間剪力后，層柱分配到的剪力以及柱上、下端的彎矩、分別按以下各式計(jì)算：(3.21)(3.22)式中,—層柱的側(cè)移剛度；—為該層柱的計(jì)算高度；—反彎點(diǎn)高度比；—標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高比，根據(jù)上下梁的平均線剛度和柱的相對(duì)線剛度的比值，總層數(shù)，該層位置，由表查出?！舷铝?/p>