大學(xué)圖書館設(shè)計(jì)土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書1

1、 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（計(jì)算說明書） 題 目： #院圖書館設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 土木工程學(xué)院 專 業(yè)： 土木工程（建筑工程）學(xué) 號(hào)： # 學(xué)生姓名： # 指導(dǎo)教師： # 職 稱： #3333# 二o一 三 年 六 月 日摘要本設(shè)計(jì)是南京職業(yè)技術(shù)學(xué)院圖書館，采用框架結(jié)構(gòu)體系，主體建筑共5層，層高4.5m。建筑總面積7592.5平方米。設(shè)計(jì)工作主要分建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工組織設(shè)計(jì)三部分。首先根據(jù)建筑的使用功能、環(huán)境條件和建筑要求等因素，結(jié)合房屋建筑學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，對建筑平面、立面進(jìn)行布置，確定建筑內(nèi)部空間的分布以及各自的使用功能,進(jìn)而繪制建筑施工圖。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部分，通過pkpm軟件計(jì)算結(jié)構(gòu)內(nèi)力，并對電算得到的內(nèi)力結(jié)

2、果進(jìn)行手算校核。手算一榀框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力，在確定框架的豎向恒載、活載以及水平風(fēng)荷載，并考慮了地震荷載的作用后，用力矩分配法、剪力分配法、d值法以及彎矩、剪力、軸力三者的關(guān)系計(jì)算得到框架在上述荷載作用下的內(nèi)力；對內(nèi)力進(jìn)行組合，并考慮地震作用參與時(shí)的情況，確定框架中構(gòu)件的最不利受荷情況，并依據(jù)最不利內(nèi)力組合對梁和柱進(jìn)行配筋計(jì)算，以及對樓梯、基礎(chǔ)進(jìn)行手算設(shè)計(jì)。把手算部分得到的內(nèi)力和配筋情況和pkpm電算結(jié)果進(jìn)行比較，查看兩者之間的差異，使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加合理可行。最后進(jìn)行施工組織設(shè)計(jì)，確定具體的施工順序及施工方法。關(guān)鍵詞：框架結(jié)構(gòu) 建筑設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 內(nèi)力計(jì)算 構(gòu)件配筋 施工組織設(shè)計(jì)abstract th

3、is design is the library of career technical college in nanjing, the structure of it is the frame, and the main building has 5 floors, the height of each layer is 4.5m. the total construction area is 7592.5 square meters. this design work includes three parts: architectural design, structural design

4、 and construction organization design . according to the construction of the first use function, environmental conditions and construction requirements and other factors, combined with the standard of housing architecture, layout of the building plane, elevation, determine the distribution of interi

5、or space and functions, then drawing the construction plans of architecture. in the part of structure design, calculating the internal force through the pkpm software , and then compared it with the internal force calculation results calculated by hand. hand calculation stress of a frame structure,

6、in determining the framework of vertical dead load, live load and wind load, and considering the earthquake load, internal force calculation to get the load under the framework of moment distribution method, shear distribution method, d value method and the bending moment, shear, axial force of the

7、three; the combination of internal force, and considering the earthquake action in the situation, determine the frame member of the worst load conditions, and on the basis of the most unfavorable combination of internal forces for reinforcement calculation of beam and column, as well as the stairs,

8、foundation for hand calculation design. the handle is part of the internal force and reinforcement and pkpm calculation results are compared, see the difference, make the design more reasonable and feasible. finally, designing the construction organization , and then determining the order of concret

9、e and construction methods.key words: frame structure architectural design structural design internal force calculation reinforcement of frame member the construction organization design 目錄前言11.建筑設(shè)計(jì)21.1 工程簡介21.2 設(shè)計(jì)依據(jù)21.3 設(shè)計(jì)要點(diǎn)及方案特點(diǎn)21.3.1 主要功能空間及布置原則21.3.2 建筑平面設(shè)計(jì)51.3.3 建筑立面設(shè)計(jì)51.3.4 屋面排水及地面排水62. 設(shè)計(jì)資料72

10、.1 地質(zhì)資料72.1.1 場地資料72.1.2 氣象資料72.2 抗震設(shè)防要求72.3 結(jié)構(gòu)材料選擇72.4 樓屋面做法82.4.1 樓面82.4.2 屋面82.5 墻體做法82.6 門窗83. 結(jié)構(gòu)布置方案93.1 結(jié)構(gòu)體系的選擇93.2 結(jié)構(gòu)的水平及豎向布置93.3 柱網(wǎng)布置及結(jié)構(gòu)承重方案93.4 主要構(gòu)件尺寸初步估算103.4.1 柱截面尺寸估算103.4.2 框架梁截面尺寸估算103.4.3 確定樓板厚度104. 荷載統(tǒng)計(jì)114.1 屋面均布荷載114.1.1 恒荷載114.1.2 活荷載114.2 樓面均布荷載114.2.1 恒荷載114.2.2 活荷載124.3 墻體荷載125.

11、 應(yīng)用pkpm系列軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)135.1 設(shè)計(jì)信息135.1.1 總信息135.1.2 地震信息135.1.3 風(fēng)荷載信息135.2 結(jié)構(gòu)計(jì)算總信息135.2.1 總信息135.2.2 柱、基礎(chǔ)活載折減系數(shù)145.2.3 各層質(zhì)量、質(zhì)心坐標(biāo)信息145.2.4 各層構(gòu)件數(shù)量、構(gòu)件材料和層高145.2.5 風(fēng)載作用效應(yīng)信息145.2.6 各樓層的單位面積質(zhì)量分布155.3 結(jié)構(gòu)工作性能及抗震性能評價(jià)155.3.1 抗傾覆驗(yàn)算結(jié)果155.3.2 結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性驗(yàn)算結(jié)果165.3.3 樓層抗剪承載力及比值165.3.4 結(jié)構(gòu)位移驗(yàn)算165.3.5 風(fēng)荷載作用下最大層間位移角曲線175.3.6 地震

12、作用下最大層間位移角曲線185.3.7 梁的彈性撓度195.3.8 梁的裂縫196. 手算一榀框架216.1 確定結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖216.1.1 計(jì)算單元選取216.1.2 梁、柱慣性矩、線剛度、相對線剛度的計(jì)算216.2 豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算236.2.1 恒載標(biāo)準(zhǔn)值作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算236.2.2 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算316.3 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算366.3.1 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值及側(cè)移剛度的確定366.3.2 d值法計(jì)算結(jié)構(gòu)內(nèi)力376.3.3 內(nèi)力圖406.4 地震作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算416.4.1 荷載統(tǒng)計(jì)416.4.2 重力荷載代表值計(jì)算

13、426.4.3 底部剪力法計(jì)算水平地震作用436.4.4 d值法計(jì)算框架在水平地震作用下的內(nèi)力436.5 框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力組合486.5.1 效應(yīng)組合486.5.2 梁的內(nèi)力組合486.6 框架結(jié)構(gòu)的配筋計(jì)算616.6.1 框架梁配筋計(jì)算616.6.2 框架柱截面承載力計(jì)算及配筋設(shè)計(jì)636.6.3 手算一榀框架小結(jié)677. 樓梯設(shè)計(jì)687.1 樓梯結(jié)構(gòu)布置687.2 樓梯構(gòu)件內(nèi)力計(jì)算及截面設(shè)計(jì)687.2.1 樓梯梯段斜板設(shè)計(jì)687.2.2 平臺(tái)板設(shè)計(jì)697.2.3 平臺(tái)梁設(shè)計(jì)707.2.4 施工圖繪制728. 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)738.1 基礎(chǔ)選型及布置738.1.1 地質(zhì)資料738.1.2 基礎(chǔ)選型及布

14、置738.2 基礎(chǔ)埋深及構(gòu)件尺寸擬定738.2.1 承載力修正738.2.2 確定基底尺寸748.3 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)計(jì)算748.3.1 基礎(chǔ)抗沖切驗(yàn)算748.3.2 基礎(chǔ)底板配筋748.4 地基承載力驗(yàn)算759. 施工組織設(shè)計(jì)769.1 編制依據(jù)769.1.1 編制說明769.1.2 主要編制依據(jù)769.2 工程概況779.2.1 工程建設(shè)情況779.2.2 建筑設(shè)計(jì)說明779.2.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說明789.2.4 工程地理概況及施工條件789.3 施工準(zhǔn)備799.3.1 技術(shù)準(zhǔn)備799.3.2 勞動(dòng)力準(zhǔn)備809.3.3 材料準(zhǔn)備809.3.4 設(shè)備準(zhǔn)備809.4 施工部署819.4.1 組織機(jī)構(gòu)81

15、9.4.2 施工組織819.4.3 流水分段829.4.4 進(jìn)度計(jì)劃839.5 主要施工技術(shù)方案859.5.1 測量方案859.5.2 試驗(yàn)方案869.5.3 臨時(shí)用水方案879.5.4 臨時(shí)用電方案879.6 主要分部分項(xiàng)工程施工方法及技術(shù)措施889.6.1 土方工程889.6.2 防水工程899.6.3 鋼筋工程909.6.4 設(shè)備安裝工程919.7 主要管理措施919.7.1 技術(shù)管理措施929.7.2 質(zhì)量控制與管理措施929.7.3 安全管理措施939.7.4 消防與文明施工管理措施939.7.5 總承包措施939.8 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)949.8.1 項(xiàng)目施工工期949.8.2 項(xiàng)目

16、施工質(zhì)量949.8.3 項(xiàng)目施工成本949.8.4 項(xiàng)目施工消耗949.8.5 項(xiàng)目施工安全949.8.6 其他施工指標(biāo)9410. 結(jié)論95致謝96參考文獻(xiàn)97前言畢業(yè)設(shè)計(jì)是對四年來所學(xué)專業(yè)知識(shí)的一次綜合應(yīng)用，也是對以往所學(xué)知識(shí)的一次擴(kuò)充和深化，是對我們將理論運(yùn)用于實(shí)際設(shè)計(jì)的一次鍛煉，是對大學(xué)期間所學(xué)專業(yè)知識(shí)的全面總結(jié)。本次設(shè)計(jì)使理論和實(shí)踐很好地結(jié)合起來，提高了我們分析、解決工程實(shí)際問題的能力。培養(yǎng)了我們嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)、細(xì)致、認(rèn)真和吃苦耐勞的工作作風(fēng)。為以后更好地學(xué)習(xí)和工作奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，重新溫習(xí)了房屋建筑學(xué)、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)等專業(yè)書籍的相關(guān)知識(shí)，并

17、在設(shè)計(jì)過程中查閱了建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范、建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范等相關(guān)規(guī)范。在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，我通過所學(xué)的基本理論、專業(yè)知識(shí)和基本技能進(jìn)行了建筑、結(jié)構(gòu)的具體設(shè)計(jì)。在指導(dǎo)教師鄭曉燕的精心指導(dǎo)下，現(xiàn)在畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)圓滿完成。本設(shè)計(jì)主要分為建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)計(jì)算的手算、電算三大部分，敘述內(nèi)容包括設(shè)計(jì)原理、方法、規(guī)范、規(guī)章、設(shè)計(jì)過程以及計(jì)算結(jié)果。 畢業(yè)設(shè)計(jì)的三個(gè)多月里，在指導(dǎo)老師的幫助下，經(jīng)過資料查閱、設(shè)計(jì)計(jì)算、任務(wù)書撰寫，加深了對新規(guī)范、規(guī)程、手冊等相關(guān)內(nèi)容的理解與運(yùn)用。設(shè)計(jì)過程中鞏固了專業(yè)知識(shí)，提高了綜合分析、解決問題的能力。在繪圖時(shí)熟練掌握了autocad、pkpm等建筑設(shè)計(jì)軟件的應(yīng)用，這些都

18、從不同方面達(dá)到了畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的與要求，鞏固了所學(xué)知識(shí)。由于本人水平有限，難免有不妥和疏忽之處，敬請各位老師批評指正。1.建筑設(shè)計(jì)1.1 工程簡介 工程名稱：南京職業(yè)技術(shù)學(xué)院圖書館 建設(shè)地點(diǎn)：南京市江寧區(qū) 建筑面積：7592.5平方米 層數(shù)：整體五層，局部六層 建筑高度：整體23.25m（室外地面至主要屋面板板頂），局部27.0m 建筑耐火等級(jí)：二級(jí)1.2 設(shè)計(jì)依據(jù) 建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范(gb50352-2005) 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(gb50009-2012) 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(gb50010-2010) 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(gb50011-2010) 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(gb50007-2011

19、) 建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)(gb50223-2008) 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)(gb50068-2001) 建筑裝飾工程施工及驗(yàn)收規(guī)范(gb50345-2004) 屋面工程技術(shù)規(guī)范(gb50016-2006) 房屋建筑制圖統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)(gb/t50001-2010) 建筑結(jié)構(gòu)制圖標(biāo)準(zhǔn)(gb/t50105-2010)1.3 設(shè)計(jì)要點(diǎn)及方案特點(diǎn)1.3.1 主要功能空間及布置原則 （1）主要功能空間 圖書館建筑內(nèi)部空間由兩部分構(gòu)成，一是各種使用空間，包括辦公用房、基本書庫、閱覽室和現(xiàn)代化設(shè)備用房；二是交通聯(lián)系空間，如過道、走廊、門廳、樓梯、電梯等。各功能房間個(gè)數(shù)、面積分類見表1.1。表1.1 功能房間分

20、類樓層功能分類數(shù)量面積（）一期刊室1142.56教師閱覽室1142.56學(xué)生閱覽室162.1書庫3289.8電子教學(xué)室193.72傳達(dá)室120.64消防室130.24配電室115.84借書、咨詢160.48二學(xué)生閱覽室2338.22復(fù)印、裝訂室130.24期刊室1142.56會(huì)議室141.58書庫274.08采編室1100.98教師論文陳列室194.86館長辦公室130.24三機(jī)房2226.38網(wǎng)絡(luò)控制室155.08語音室1142.56書庫2156.96學(xué)生閱覽室1276.12信息資料室130.24信息采集加工辦公室1102.06四書庫2246.24機(jī)房2156.96學(xué)生閱覽室2217.26電

21、子閱覽室2226.38語音室1142.56五檔案室1132.3過刊室1142.56實(shí)驗(yàn)室4383.34報(bào)告廳及休息室1313.38每層衛(wèi)生間272.9樓梯間266.24電梯井15.0（2）布置原則 圖書館是由辦公用房、基本書庫、閱覽室和現(xiàn)代化設(shè)備用房等四大塊組成，考慮其使用功能，把四大塊用房需要互相聯(lián)系的部分組合在一起，再結(jié)合方向，考慮采光、通風(fēng)、房間的形狀等各方面的影響來研究四大塊用房的合理布置、層高和內(nèi)部空間關(guān)系，作為布局設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，同時(shí)還要考慮各自的功能要求。 1）圖書館各種用房布局的要求 閱覽室與書庫布局 閱覽室應(yīng)有安靜、舒適、光線明亮、空氣清新的環(huán)境，這是首先要考慮的因素，其次要

22、研究閱覽室桌椅的大小尺寸，計(jì)算出閱覽室桌椅的排列間距，并了解閱覽室所容納的人數(shù)，從而決定閱覽室的使用面積。書庫是由書架構(gòu)成的處所，因此，書架是布局所要考慮的因素之一，即研究書架的長、寬、高的尺寸，可以決定書庫的層高；分析書架的數(shù)量，可以知道書庫容納藏書的總數(shù)，進(jìn)而決定書庫的使用面積。使用閱覽室的人數(shù)多，桌椅的數(shù)量多，其設(shè)計(jì)的面積要足夠大，對采光通風(fēng)的要求較高，層高也要增加；書庫使用的人相對較少，書架位置固定，房間層高就要適當(dāng)降低。一般標(biāo)準(zhǔn)為閱覽室層高3.6m4.8m；書庫的層高為2.4 m3.6 m。本圖書館書庫和閱覽室層高統(tǒng)一取為4.5 m。 辦公與設(shè)備用房布局的要求 圖書館在布局上要設(shè)計(jì)電

23、子計(jì)算機(jī)室、縮微資料庫、多媒體閱覽室和復(fù)印工作室，并且要適應(yīng)其各自的功能要求。辦公用房包括行政辦公室、業(yè)務(wù)辦公室、學(xué)習(xí)會(huì)議室等用房。其中業(yè)務(wù)辦公用房是布局的主要因素，它需要有安靜、光線明亮、舒適的環(huán)境，同時(shí)要嚴(yán)格按業(yè)務(wù)工作流程布局，使采購、編目、交換、典藏等業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)連成一線，各房間隔而不離，以便于圖書的流通和工作人員的聯(lián)系。 人流與書流的布局 人流、書流是布局設(shè)計(jì)需要考慮的一個(gè)重要的因素。它要求有暢通的交通路線和寬廣的活動(dòng)空間。在層高上，書流要求有平坦的道路，閱覽室和書庫各樓層高度相同；在使用空間上，人流則要求區(qū)分讀者活動(dòng)場所和業(yè)務(wù)人員工作區(qū)域，盡量避免互相干擾，減少人流、書流的重復(fù)交叉，便于

24、內(nèi)部管理。 2) 交通聯(lián)系空間的布局要求 過道和樓梯的要求 過道和樓梯是讀者與館員進(jìn)出口圖書館的主要通道，交通聯(lián)系極為頻繁，因而樓梯、過道要求稍寬一些，一般認(rèn)可的寬度為1.4m2.2m。本圖書館過道寬度為2.4m，樓梯寬度為2.2m。 門廳要求門廳在圖書館建筑內(nèi)和進(jìn)出口相連，起著內(nèi)外空間過渡、人流集散、內(nèi)部空間分配等作用。門廳的布局，首先應(yīng)考慮出入口迎向人流來向，然后合理地組織人流，注意避免人流成群、來往交叉；其次應(yīng)有較好的自然采光。該圖書館在入口處設(shè)置高達(dá)玻璃窗直接采光，室內(nèi)室外空間交融在一起，造成視覺上的空間擴(kuò)大感，讀者既能利用自然光線閱讀，又能俯視廣場上的景觀和人文活動(dòng)。正門門廳進(jìn)深8.

25、7m，有左右分流走道，能有效的滿足人流集散的要求。 采光和通風(fēng)與朝向要求 從采光的角度要求空間照明度均勻，避免出現(xiàn)暗角；從通風(fēng)的角度要求夏季室內(nèi)有穿堂風(fēng)，形成良好的通風(fēng)條件。該圖書館在左右墻設(shè)有較大的窗，利于采光、通風(fēng)，且圖書館中間設(shè)有中庭，能較好滿足通風(fēng)和采光的要求。1.3.2 建筑平面設(shè)計(jì) （1）平面布置特點(diǎn)建筑整體呈規(guī)則的方形布置，整體性較好，以正中間的天庭為中心，平面整體上左右對稱布置，左右房間盡量規(guī)整，把功能相同、相近的房間組合在一起。平面上，將閱覽室布置在南部房間，能滿足采光和通風(fēng)的要求；對光照有一定限制條件和對防火有要求的書庫、期刊等房間，布置在背陰面一側(cè)。在垂直分區(qū)上，書庫、期

26、刊室等房間集中布置在相同的位置，運(yùn)輸電梯可以方便的把書刊運(yùn)至四樓及以上的閱覽室。報(bào)告廳平面空間開闊，開間、進(jìn)深較大，其上不宜承受較大荷載重量，設(shè)置在頂層。 （2）交通通道特點(diǎn) 水平交通走道盡量做到直來直往，并且四通八達(dá)，交通流線明晰。對于垂直交通走道，左右部分各設(shè)一個(gè)樓梯，都布置在靠近出入口的位置；并設(shè)置有運(yùn)書、運(yùn)貨電梯作為輔助性交通通道。1.3.3 建筑立面設(shè)計(jì) （1）立面布置特點(diǎn)、效果在建筑立面的設(shè)計(jì)上， 通過對不同材質(zhì)的使用，使之具有鮮明的圖書館特征。南側(cè)以閱覽、辦公為主要使用性質(zhì)，加之朝向較好，采用開大面積玻璃窗的方式，結(jié)合以厚重的實(shí)墻為正立面的主要元素，加之大門以上所采用的窗戶形式，

27、總體上體現(xiàn)出了圖書館端莊、大氣、健壯的主體特征，同時(shí)每層橫向以水平線條貫通分割，也表達(dá)出了圖書館的穩(wěn)重主題。 以實(shí)墻面為主基調(diào)，中部以開架藏書為主，又是新建，因而產(chǎn)生實(shí)墻的有韻律變化，東西側(cè)以報(bào)告廳書庫等為主要功能，宜用均勻采光，因此采用小的矩形窗進(jìn)行組合，整體還是統(tǒng)一在厚重感之中，含蓄，內(nèi)斂同時(shí)反映出歷史文化的積淀。 （2）面飾材料及效果 面飾材料采用混合砂漿粉刷墻面，外刷乳膠漆。 （3）采光 本建筑外墻面開有大面積窗戶，采光方便而且外部美觀大方。正門位置沿高度通長設(shè)置大面積玻璃窗，既起裝飾作用，又有采光效果，建筑內(nèi)部中間留有天庭，自然采光充足。 （4）通風(fēng) 四面墻體都開有較多的窗戶，窗戶面

28、積大小結(jié)合，容易形成良好的通風(fēng)效果。1.3.4 屋面排水及地面排水 （1）屋面排水建筑屋面總長47.4m，總寬度37.9m，以建筑物前后轉(zhuǎn)折部分為界，后半部分屋面長36.6m，寬16.8m，為了便于均勻布置落水管，劃分排水區(qū)域，由于房屋進(jìn)深、開間尺寸較大，采用前后雙面排水，排水坡度為2%。屋面采用有組織的女兒墻外排水方式。落水管選擇pvc塑料管，水管直徑為100mm，落水管距墻面為50mm，其排水口距散水坡的高度為200mm。 （2）地面排水 室內(nèi)外地坪差0.75m。散水寬度0.8m。外墻勒腳采用抹水泥砂漿、刷涂料勒腳，高度為0.8m。2. 設(shè)計(jì)資料2.1 地質(zhì)資料2.1.1 場地資料 場地地

29、形平坦。地下水埋深在1.6m左右，水質(zhì)對混凝土無侵蝕作用。該場地屬類場地，地基土不具有濕陷性（不考慮液化問題）。地面粗糙度類別：b類。各層土自上而下的物理力學(xué)指標(biāo)如下： （1）第工程地質(zhì)層：耕土厚約0.5m；，。 （2）第工程地質(zhì)層：巖性以棕黃色、褐黃色粉質(zhì)粘土為主，厚度為2.5m3.0m；,。 （3）第工程地質(zhì)層：巖性以粉質(zhì)粘土為主，厚5m10m，,。2.1.2 氣象資料基本風(fēng)壓：（修正后的基本風(fēng)壓）基本雪壓：2.2 抗震設(shè)防要求本工程在南京市江寧區(qū)，由規(guī)范查得，抗震設(shè)防烈度為七度，設(shè)計(jì)地震分組第一組，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.10g。由建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)查得，圖書館建筑抗震設(shè)防類別應(yīng)為

30、乙類。2.3 結(jié)構(gòu)材料選擇混凝土：梁采用c25級(jí)混凝土，柱采用c30級(jí)混凝土。鋼筋：板內(nèi)受力主筋采用hrb400鋼筋，板內(nèi)分布筋采用hrb400級(jí)鋼筋。梁柱內(nèi)受力主筋采用hrb400級(jí)鋼筋，箍筋采用hrb400級(jí)鋼筋。墻體：室內(nèi)地面以上填充墻（包括內(nèi)墻和外墻）采用混凝土空心砌塊；砂漿采用強(qiáng)度等級(jí)為m7.5的水泥砂漿。室內(nèi)地面以下填充墻為混凝土空心磚，砂漿采用強(qiáng)度等級(jí)為mu10的水泥砂漿。隔墻采用混凝土空心磚，砂漿輕度等級(jí)為m7.5的水泥砂漿。2.4 樓屋面做法 2.4.1 樓面 樓面采用水磨石地面，20mm厚水泥砂漿打底，10mm厚面層。普通水磨石地面用于一般使用房間（包括閱覽室、辦公室、書庫

31、等）；彩色水磨石地面用于公共走廊和樓梯的地面；鋪地磚（小瓷磚）防水地面用于衛(wèi)生間、盥洗室。2.4.2 屋面 （1）上人屋面，設(shè)剛性防水層，防水等級(jí)為二級(jí)。自上而下構(gòu)造做法：40mm厚細(xì)石混凝土防水層，干鋪塑料薄膜隔離層，20mm厚水泥砂漿找平層，1:8陶粒輕骨料混凝土找坡層。 （2）頂棚：10mm厚混合砂漿抹灰。2.5 墻體做法 外墻為240mm厚混凝土空心磚；混合砂漿粉刷墻面，刷乳膠漆，水泥砂漿踢腳。內(nèi)墻為180mm厚混凝土空心磚；混合砂漿粉刷墻面，刷乳膠漆。隔墻為180mm厚混凝土空心磚，混合砂漿粉刷墻面。女兒墻為180mm厚混凝土空心砌塊，墻高一般1.1m，墻頂100mm厚的c15混凝土

32、壓頂，內(nèi)配2根直徑6mm通長鋼筋，雙面水泥砂漿抹灰，高度300mm 。2.6 門窗 所有窗戶均采用塑鋼玻璃窗，具體尺寸詳見建筑施工圖；普通房間門均采用防火玻璃木門，衛(wèi)生間用實(shí)木門，具體尺寸詳見建筑施工圖。 3. 結(jié)構(gòu)布置方案3.1 結(jié)構(gòu)體系的選擇 本工程為圖書館建筑結(jié)構(gòu)，考慮其使用功能對內(nèi)部建筑空間的需要，要求大小空間兼有，并利于不同功能空間、房間的劃分，再綜合考慮其抗震設(shè)防類別（乙類）、抗震設(shè)防烈度（七度）以及場地條件的要求，可選擇框架結(jié)構(gòu)體系。框架結(jié)構(gòu)體系的建筑平面布置靈活，能獲得大空間，也可分割為小房間；建筑平面容易處理；造價(jià)較低。3.2 結(jié)構(gòu)的水平及豎向布置 結(jié)構(gòu)水平向布置采用正交主次

33、梁系，與豎向柱網(wǎng)形成整體空間框架，布置比較規(guī)則；結(jié)構(gòu)的水平及豎向布置圖詳見建筑施工圖。3.3 柱網(wǎng)布置及結(jié)構(gòu)承重方案 本結(jié)構(gòu)承重方式為縱橫向框架共同承重。標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)平面布置簡圖見圖3.1。 圖3.1 結(jié)構(gòu)平面布置圖3.4 主要構(gòu)件尺寸初步估算3.4.1 柱截面尺寸估算 ，層高，,柱截面尺寸可取為600mm600mm，400mm400mm。3.4.2 框架梁截面尺寸估算 （1）主梁:縱向估和橫向主梁的最大跨度為:， ,取, ,取，縱向和橫向框架主梁初選截面尺寸為。 （2）次梁：最大跨度 ，取， ，取，次梁初選截面尺寸為。3.4.3 確定樓板厚度 各樓板歸并后，得長邊與短邊之比分別為： ，應(yīng)按雙向

34、板計(jì)算； ，應(yīng)按雙向板計(jì)算； ，宜按雙向板計(jì)算。 由，可取樓板厚度為。4. 荷載統(tǒng)計(jì)4.1 屋面均布荷載4.1.1 恒荷載 40mm厚細(xì)石混凝土防水層 20mm厚1:3水泥砂漿找平層 1:8陶粒輕骨料混凝土找坡 120mm厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 20mm厚混合砂漿天花抹灰 合計(jì) 4.1.2 活荷載 上人屋面活荷載 不上人屋面活荷載 基本雪壓 4.2 樓面均布荷載 4.2.1 恒荷載 （1）一般樓面恒荷載： 30mm厚水磨石地面 120mm厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 20mm厚混合砂漿天花抹灰 合計(jì) （2）衛(wèi)生間樓面恒荷載： 30mm防水層（20mm厚水泥砂漿、5mm厚瓷磚） 120mm厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板

35、20mm厚混合砂漿天花抹灰 合計(jì) 4.2.2 活荷載 衛(wèi)生間、閱覽室、辦公室、會(huì)議室、采編室 信息采集辦公室 、信息系資料室 書庫、檔案室、期刊過刊室、語音室 、教室論文陳列室 實(shí)驗(yàn)室、電子閱覽室、機(jī)房 走廊、樓梯、報(bào)告廳及其休息室 4.3 墻體荷載 包括內(nèi)外抹灰，未扣除門窗荷載的墻體荷載： 外墻 內(nèi)墻、隔墻 女兒墻、矮墻 窗重 5. 應(yīng)用pkpm系列軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5.1 設(shè)計(jì)信息5.1.1 總信息結(jié)構(gòu)體系為框架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)材料采用鋼筋混凝土，鋼筋混凝土容重為。結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)為1.0。梁鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度為35mm，柱的混凝土保護(hù)層厚度為35mm，框架梁端負(fù)彎矩調(diào)幅系數(shù)取為0.85，考慮活

36、荷載調(diào)整系數(shù)為1.0。結(jié)構(gòu)地上整體五層，無地下室； 5.1.2 地震信息 結(jié)構(gòu)所在場地類別為iii類，地震烈度7度，設(shè)計(jì)地震分組為一組 。該框架結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)為三級(jí)，抗震構(gòu)造措施的抗震等級(jí)為三級(jí)。5.1.3 風(fēng)荷載信息 修正后的基本風(fēng)壓為；地面粗糙度類別為b類。結(jié)構(gòu)沿高度的體型分段數(shù)為2，第一段最高層號(hào)為5層，體型系數(shù)為1.3。第二段為第六層，體型系數(shù)為0。5.2 結(jié)構(gòu)計(jì)算總信息5.2.1 總信息 （1）結(jié)構(gòu)材料信息 采用鋼砼結(jié)構(gòu)，混凝土容重，鋼材容重 78.00。 （2）風(fēng)荷載信息修正后的基本風(fēng)壓為，用于風(fēng)荷載作用下舒適度驗(yàn)算的風(fēng)壓為，地面粗糙程度為b類。結(jié)構(gòu)x向基本周期，結(jié)構(gòu)y向基本周期

37、。風(fēng)荷載計(jì)算時(shí)考慮順風(fēng)向風(fēng)振，風(fēng)荷載作用下結(jié)構(gòu)的阻尼比為5.00，風(fēng)荷載作用下舒適度驗(yàn)算阻尼比為2.00。承載力設(shè)計(jì)時(shí)風(fēng)荷載效應(yīng)放大系數(shù)為1.00，體形變化分段數(shù)為2。 （3）地震信息 計(jì)算振型個(gè)數(shù)15個(gè)，地震烈度7度，設(shè)計(jì)地震分組為一組。該場地類別iii類。設(shè)計(jì)特征周期為0.45s。地震影響系數(shù)最大值取0.08。本框架結(jié)構(gòu)為5層，結(jié)構(gòu)規(guī)則，則其薄弱層驗(yàn)算的地震影響系數(shù)最大值為0.50?？蚣艿目拐鸬燃?jí)為3級(jí)，抗震構(gòu)造措施的抗震等級(jí)不改變。重力荷載代表值的活載組合值系數(shù)一般房間取為0.50，書庫、期刊室等房間取0.8。周期折減系數(shù)取為0.7，結(jié)構(gòu)的阻尼比取5.00%。計(jì)算地震作用時(shí)考慮偶然偏心，

38、并考慮雙向地震扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。 （4）活載信息 考慮活荷不利布置的層數(shù)從第1到6層。柱、墻的活荷載在上部不折減，傳到基礎(chǔ)的活荷載要考慮折減。考慮結(jié)構(gòu)使用年限的活荷載調(diào)整系數(shù)取1.00。5.2.2 柱、基礎(chǔ)活載折減系數(shù) 柱、墻、基礎(chǔ)活荷載折減系數(shù)見表5.1。 表5.1 活荷載折減系數(shù)計(jì)算截面以上的層數(shù) 折減系數(shù) 1 1.00 2-3 0.85 4-5 0.70 5.2.3 各層質(zhì)量、質(zhì)心坐標(biāo)信息 結(jié)構(gòu)各層的質(zhì)量、質(zhì)心坐標(biāo)信息見表5.2。 表5.2 各層質(zhì)量、質(zhì)心坐標(biāo)信息層號(hào)塔號(hào)質(zhì)心x質(zhì)心y質(zhì)心z恒載質(zhì)量活載質(zhì)量附加質(zhì)量質(zhì)量比614.658104.78529.250105.12.60.00.065182

39、.636107.86224.7501605.5157.00.00.924182.728108.17220.2501634.5273.60.00.983182.206108.35415.7501673.5281.30.01.002182.826108.55711.2501684.7266.40.00.911182.700108.4696.7501886.8259.20.01.005.2.4 各層構(gòu)件數(shù)量、構(gòu)件材料和層高各層構(gòu)件的數(shù)量以及構(gòu)件的材料和層高信息見表5.3中。5.2.5 風(fēng)載作用效應(yīng)信息 本結(jié)構(gòu)各樓層的風(fēng)荷載作用效應(yīng)信息見表5.4中。表5.3 構(gòu)件信息層號(hào)塔號(hào)梁元數(shù)柱元數(shù)墻元數(shù)層高（m

40、）累計(jì)高度（m） 1(1)1207(25/360)68(30/360)0(30/360)6.7506.750 2(2)1207(25/360)68(30/360)0(30/360)4.50011.250 3(3)1207(25/360)68(30/360)0(30/360)4.50015.750 4(4)1207(25/360)68(30/360)0(30/360)4.50020.250 5(5)1207(25/360)68(30/360)0(30/360)4.50024.750 6(6)110(25/360)8(30/360)0(30/360)4.50029.250表5.4 風(fēng)載作用效應(yīng)信息

41、層號(hào)塔號(hào)風(fēng)荷載x剪力x傾覆彎矩x風(fēng)荷載y剪力y傾覆彎矩y 610.000.00.00.000.00.0 51212.92212.9958.1271.81271.81223.1 41191.73404.72779.1245.63517.43551.6 31170.48575.15367.2218.60736.06863.8 21147.36722.58618.4189.15925.211027.1 11197.21919.714826.4254.291179.518988.55.2.6 各樓層的單位面積質(zhì)量分布 結(jié)構(gòu)各樓層的單位面積質(zhì)量分布見表5.5中。表5.5 單位面積質(zhì)量分布層號(hào)塔號(hào)單位面積

42、質(zhì)量gi質(zhì)量比max(gi/gi-1,gi/gi+1) 111368.961.10 211244.661.00 311246.981.02 411217.211.08 511124.331.08 611040.061.005.3 結(jié)構(gòu)工作性能及抗震性能評價(jià)5.3.1 抗傾覆驗(yàn)算結(jié)果 地震及風(fēng)荷載作用下結(jié)構(gòu)的抗傾覆驗(yàn)算結(jié)果見表5.6中。表5.6 抗傾覆驗(yàn)算結(jié)果抗傾覆力矩mr傾覆力矩mov比值mr/mov零應(yīng)力區(qū)(%) x風(fēng)荷載2446754.817934.2136.430.00 y風(fēng)荷載1886554.822999.782.030.00 x地震2329227.254699.942.580.00

43、y地震1795935.951868.534.620.00 由表中數(shù)據(jù)可知，結(jié)構(gòu)底部基礎(chǔ)底面與地基之間未出現(xiàn)零應(yīng)力區(qū)，滿足規(guī)范對抗傾覆驗(yàn)算的要求。5.3.2 結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性驗(yàn)算結(jié)果 結(jié)構(gòu)的剛重比及整體穩(wěn)定性驗(yàn)算結(jié)果見表5.7中。表5.7 整體穩(wěn)定驗(yàn)算結(jié)果層號(hào)x向剛度y向剛度層高上部重量x剛重比y剛重比 10.529e+060.487e+066.75137801.25.9223.88 20.705e+060.610e+064.50107903.29.4025.43 30.671e+060.580e+064.5080227.37.6332.51 40.549e+060.472e+064.505226

44、9.47.2340.66 50.407e+060.365e+064.5024995.73.2365.73 60.443e+050.411e+054.501333.149.41138.63 由表中數(shù)據(jù)分析可知，該結(jié)構(gòu)剛重比di*hi/gi大于10,能夠通過高規(guī)(5.4.4)的整體穩(wěn)定驗(yàn)算；該結(jié)構(gòu)剛重比di*hi/gi大于20,可以不考慮重力二階效應(yīng)。5.3.3 樓層抗剪承載力及比值 該結(jié)構(gòu)各樓層抗剪承載力及其比值見表5.8中。 表5.8 抗剪承載力及其比值層號(hào)塔號(hào)x向承載力y向承載力ratio_bu:xratio_bu:y 610.3837e+030.3859e+031.001.00 510.4

45、273e+040.4277e+0411.1411.09 410.7204e+040.7223e+041.691.69 310.1015e+050.1016e+051.411.41 210.1233e+050.1234e+051.221.21 110.1194e+050.1195e+050.970.97 附注： ratio_bu表示本層與上一層的承載力之比 由表中數(shù)據(jù)，x方向最小樓層抗剪承載力之比為0.97，y方向最小樓層抗剪承載力之比為0.97，分別在第一層第一塔，大于高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程規(guī)定的0.7限值，滿足對抗剪承載力的要求。5.3.4 結(jié)構(gòu)位移驗(yàn)算 限于篇幅，這里僅列出最大位移與層

46、間位移之比最不利的三種工況情況。分別見表5.9，表5.10和表5.11中。分析比值結(jié)果，各工況下結(jié)構(gòu)的最大水平位移與最大層間位移均小于該樓層平均值的1.5倍，滿足高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程規(guī)定的限值要求。 （1）工況：x+偶然偏心地震作用規(guī)定水平力下的樓層最大位移表5.9 樓層最大位移floortowerjmaxmax-xave-xratio-xhjmaxdmax-dxave-dxratio-dx6167421.1920.161.0545006742.472.291.085155619.5017.191.1345005562.792.441.144143516.7114.751.1345004353.272.931.123131413.4411.821.1445003143.523.071.15211939.928.751.1345001933.933.471.1311725.995.281.136750725.995.281.13 x方向最大位移與層平均位移的比值: 1.14(第 3層第 1塔) x方向最大層間位移與平均層間位移的比值: 1.15(第 3層第 1塔) （2）工況：y+偶然偏心地震作用規(guī)定水平力