某高中教學(xué)樓設(shè)計(jì)-土木畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、.一 建筑設(shè)計(jì)1.1 基本設(shè)計(jì)資料工程名稱：南京市某高中教學(xué)樓設(shè)計(jì)建筑物所在地： 江蘇省南京市某區(qū)工程概況： 本項(xiàng)目為南京市某高中教學(xué)樓，擬建于南京某區(qū)內(nèi)，建筑的主要功能用做教學(xué)。建筑結(jié)構(gòu)形式為鋼筋砼框架結(jié)構(gòu)。建筑物為五層，建筑高度為18.6米。設(shè)計(jì)依據(jù)： A、南京市規(guī)劃局規(guī)劃設(shè)計(jì)要點(diǎn) B、工程地質(zhì)勘察報(bào)告 C、氣象資料與荷載規(guī)范 D、各類國(guó)家建筑、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 E、民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范南京市氣候條件 年平均溫度 20 主導(dǎo)風(fēng)向 全年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|南風(fēng) 平均風(fēng)速 3M/S 最大風(fēng)速 19.3M/S 基本風(fēng)壓值 0.35KN/M 基本雪壓 0.4KN/M 地震烈度 7度近震地質(zhì)條件 該工程場(chǎng)區(qū)地勢(shì)

2、平坦，擬建地土類為軟弱場(chǎng)地土，建筑場(chǎng)地類別為三類。1.2 建筑設(shè)計(jì)說明 本畢業(yè)設(shè)計(jì)題目為南京市某高中教學(xué)樓，擬建于南京市區(qū)內(nèi)，建筑的主要功能教學(xué)使用等。建筑結(jié)構(gòu)形式為鋼筋砼框架結(jié)構(gòu)。建筑物為五層，建筑高度為18.6米。作為教學(xué)樓，在設(shè)計(jì)過程中從建筑的功能分區(qū)和造型要求著手，結(jié)合具體施工的可能性，從合理和經(jīng)濟(jì)的角度出發(fā)，選擇簡(jiǎn)潔而實(shí)用的建筑方案。平面設(shè)計(jì) 建筑平面設(shè)計(jì)是組合布置建筑物在水平方向房屋各部分的組合關(guān)系，它包括使用部分和交通聯(lián)系部分的設(shè)計(jì)教學(xué)樓使用部分的平面設(shè)計(jì)充分考慮了各種房間的使用功能要求，重點(diǎn)滿足教學(xué)的主要功能。各房間通風(fēng)順暢，不同分區(qū)互不影響又相互聯(lián)系，空間利用合理且滿足安全疏

3、散的要求。交通聯(lián)系部分把各個(gè)房間以及各樓層有機(jī)地組合起來，考慮到使用部分的功能分區(qū)，減少交通干擾。 立面和剖面設(shè)計(jì) 在建筑立面的處理上，主要是適當(dāng)?shù)匕盐蘸媒ㄖ牡赜蛐院蜁r(shí)代感想結(jié)合的問題。充分利用建筑場(chǎng)地的寬度，把建筑的立面盡量的做大。在建筑立面細(xì)部處理上，盡量采用能與建筑氣質(zhì)相關(guān)聯(lián)的形式，使建筑看上去美觀，大方，莊重，新穎。 建筑物為五層，建筑物的各層層高除底層均為3.6米，女兒墻為0.6米高，本設(shè)計(jì)的室內(nèi)外高差為450mm，在室外設(shè)三個(gè)踏步起過度作用，剖切面位置見剖面圖?？拐鹪O(shè)計(jì) 南京為7度抗震設(shè)防區(qū)，而教學(xué)樓為乙類建筑物。按我國(guó)抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)：“小震不壞，中震可修，大震不倒”，本方案的設(shè)計(jì)

4、滿足抗震的要求。1.3 建筑設(shè)計(jì)構(gòu)造做法為了便于以后的荷載計(jì)算，在建筑設(shè)計(jì)中將建筑構(gòu)造做法作以說明，具體的做法列于表中：屋面做法（不上人）：一般做法：類別具體做法備注屋面設(shè)計(jì)30厚細(xì)石混凝土保護(hù)層屋面采用不上人屋面（詳細(xì)做法見圖）SBS防水層20厚水泥沙漿找平層150厚水泥珍珠巖保溫層 110厚鋼筋混凝土板15厚板底紙筋石灰樓面設(shè)計(jì)12mm厚大理石地面一般樓面，采用大理石地面（詳細(xì)做法見圖）30mm厚細(xì)石混凝土110mm厚鋼筋混凝土現(xiàn)澆板15厚天棚水泥砂漿抹灰地面做法15厚1：2水泥石子磨光一般地面，采用大理石地面，衛(wèi)生間另說明（詳細(xì)做法見圖）素水泥漿結(jié)合層一道20厚1：3水泥砂漿找平層素水泥

5、漿結(jié)合層一道60厚C15混凝土100厚碎石夯實(shí)素土夯實(shí)外墻做法15厚1：3水泥砂漿刷素水泥漿一道3-4厚水泥膠結(jié)合層8-10厚面磚，1：1水泥砂漿勾縫內(nèi)墻設(shè)計(jì)15厚1：1：6水泥石灰砂漿采用水泥石灰砂漿5厚1：0.5：3水泥石灰砂漿墻裙設(shè)計(jì)滿刮膩?zhàn)右坏馈⒌子?、鉛油、調(diào)和漆油漆墻裙1500高（具體做法見圖）5厚1：2水泥砂漿面層15厚1：3水泥砂漿底層踢腳設(shè)計(jì)10厚1：1.5水泥石子水磨石面水磨石踢腳150高（見祥圖）12厚1：2.5水泥砂漿底層（轉(zhuǎn)角處R20）;衛(wèi)生間樓面10厚缸磚地面采用防水面磚地面5厚1：1水泥細(xì)砂漿20厚1：3水泥砂漿找平40厚C20細(xì)石砼坡向地漏聚氨脂三遍涂膜防水層厚1

6、.5-1.820厚1：3水泥砂漿找平層，四周抹小八字角80厚現(xiàn)澆樓板衛(wèi)生間地面8-10厚地面磚干水泥擦縫地磚地面撒素水泥面（灑適量水）10厚1：2干硬性水泥砂漿結(jié)合層刷素水泥漿一道40厚C20細(xì)石混凝土刷冷底子油一道，二氈三油防水層20厚1：3水泥砂漿粉光抹平60厚C10混凝土隨搗隨抹100厚碎石或碎磚夯實(shí)衛(wèi)生間墻裙瓷磚地面5厚純水泥漿粘貼層15厚1：2水泥砂漿底層散水做法10厚1：2.5水泥砂漿抹面詳見圖60厚C10混凝土80厚碎磚或道渣素土夯實(shí)1.3.2屋面排水設(shè)計(jì) 根據(jù)規(guī)范要求，適當(dāng)?shù)膭澐峙潘隆⒔M織排水區(qū)，一般每個(gè)排水區(qū)按每個(gè)雨水管排除150-200M2屋面（水平投影）雨水劃分。進(jìn)深超

7、過12M，不宜采用單坡排水。對(duì)于剛性防水屋面，最小坡度為1：50，設(shè)計(jì)中采用排水坡度為1：50。 因?yàn)槲菝媪魉€路不宜過長(zhǎng)，本方案的寬度大于12M，所以采用雙坡排水。勒腳做法 勒腳是墻身接近室外地面的地方，它有保護(hù)墻身和增加建筑物美觀的作用。由于一般的防潮層易開裂使用壽命短的特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)中采用了60厚的配筋細(xì)石砼防潮帶。二 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說明 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說明目的是對(duì)擬建的建筑物進(jìn)行結(jié)構(gòu)選型，結(jié)構(gòu)布置，以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中所要考慮的一些設(shè)計(jì)原則和規(guī)定等。2.1 結(jié)構(gòu)選型的確定結(jié)構(gòu)的選型主要是根據(jù)設(shè)計(jì)的功能要求、地質(zhì)條件和受荷情況以及經(jīng)濟(jì)等角度來判斷結(jié)構(gòu)的選型。常見的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系 a、框架結(jié)構(gòu)體系框架

8、結(jié)構(gòu)是由梁、柱構(gòu)件通過接點(diǎn)連接而成。當(dāng)結(jié)構(gòu)單元的豎向和水平荷載完全由框架結(jié)構(gòu)承擔(dān)時(shí)，這種結(jié)構(gòu)體系稱為框架結(jié)構(gòu)體系?？蚣芙Y(jié)構(gòu)體系可以比較靈活的配合建筑平面的布置，安排需要較大空間的會(huì)議室、商場(chǎng)、餐廳、娛樂室、實(shí)驗(yàn)室等。具有一定的靈活性，所以在我國(guó)現(xiàn)階段一些地區(qū)的公共建筑、綜合大樓等的結(jié)構(gòu)選型中被廣泛采用。同時(shí)作為框架體系有不同于其他結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)點(diǎn)?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的梁、柱等構(gòu)件比較容易標(biāo)準(zhǔn)化、定型化，便于采用裝配式整體結(jié)構(gòu)，適用于層數(shù)不太高的建筑。當(dāng)建筑物層數(shù)不斷增多時(shí)，水平荷載對(duì)梁、柱的截面尺寸和配筋量的控制作用就越來越大。當(dāng)層數(shù)相當(dāng)多的時(shí)候，底部各層不但柱的軸力很大而且梁和柱的由水平荷載所產(chǎn)生影響的

9、彎距也明顯增加，從而導(dǎo)致截面尺寸和配筋增大。對(duì)建筑平面布置和空間處理就可能帶來困難，影響建筑空間的合理使用，在材料消耗和造價(jià)方面，也將趨于不合理，影響設(shè)計(jì)的競(jìng)爭(zhēng)力?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的自震周期長(zhǎng)，建筑物自重較小，從而承受的地震荷載也比較小，這是對(duì)抗震比較有利的一方面。但是另一方面，國(guó)內(nèi)外許多震害都表明：高層框架由于側(cè)向剛度小，在強(qiáng)烈地震作用下的頂端水平位移和底部的層間位移都過大，致使非承重結(jié)構(gòu)的嚴(yán)重破壞，即填充墻、建筑裝修和設(shè)備管道嚴(yán)重破壞。框架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是：它的優(yōu)點(diǎn)是建筑平面布置靈活，因而使用也就非常靈活；框架抗側(cè)移主要取決于梁、柱子的截面尺寸。通常，梁柱的截面慣性矩小，側(cè)向變形大，這是框架結(jié)構(gòu)的主要

10、特點(diǎn)，也因此而限制了框架結(jié)構(gòu)的高度。 b、剪力墻體系承受建筑物豎向和水平荷載的主體結(jié)構(gòu)全部為剪力墻時(shí)，即形成剪力墻結(jié)構(gòu)體系。剪力墻結(jié)構(gòu)體系自重較大，側(cè)向剛度大，自重周期短，因而導(dǎo)致產(chǎn)生較大的地震荷載。但剪力墻的截面有效工作高度大，截面慣性矩大，所以很容易滿足強(qiáng)度要求?，F(xiàn)澆鋼筋砼剪力墻結(jié)構(gòu)，由于整體性好和剛度大，在水平荷載作用下側(cè)向變形小，頂端水平位移和層間相對(duì)位移通常都能滿足要求。切由于側(cè)向變形小，有利于避免內(nèi)部隔斷墻、建筑裝修、設(shè)備管道等非結(jié)構(gòu)性破壞，也有利于防止過大的位移對(duì)主體結(jié)構(gòu)在強(qiáng)度和穩(wěn)定性方面造成的不利影響。剪力墻結(jié)構(gòu)體系的缺點(diǎn)是：剪力墻間距不能太大，平面布置不靈活，立面處理不靈活，

11、很難滿足公共建筑等使用大空間的要求。結(jié)構(gòu)自重較大往往導(dǎo)致增加基礎(chǔ)工程的造價(jià)，也從一定程度上影響到設(shè)計(jì)的競(jìng)爭(zhēng)力。c、框架-剪力墻體系框架-剪力墻體系是在框架體系的基礎(chǔ)上增加一定數(shù)量的縱向和橫向剪力墻，所構(gòu)成的雙重體系?？蚣荏w系具有空間大，平面布置靈活，立面處理豐富等優(yōu)點(diǎn)，但側(cè)向剛度差，抵抗水平荷載能力低，底部層間位移大容易引起非結(jié)構(gòu)性破壞和次生災(zāi)害，對(duì)抗震不利。但剪力墻體系則相反,抗側(cè)力強(qiáng)度和剛度均很大，但平面布置不靈活，不適應(yīng)大空間的要求。因此，把兩種結(jié)構(gòu)體系結(jié)合起來，在同一結(jié)構(gòu)中同時(shí)采用框架和剪力墻結(jié)構(gòu)，共同承受豎向和水平荷載，可做到取長(zhǎng)補(bǔ)短的作用。在水平荷載的作用下，剪力墻的存在，不但使框

12、架各層梁柱值降低，而且使各層梁彎矩沿高度方向的差異減小，在數(shù)值上趨于均勻。與框架結(jié)構(gòu)相比，框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系的抗側(cè)力能力大大提高，地震作用下側(cè)移減小，非結(jié)構(gòu)性破壞一般較輕，是抗震性較好的結(jié)構(gòu)體系。結(jié)構(gòu)選型結(jié)構(gòu)體系方案選擇要根據(jù)擬建建筑物的高度、用途、施工條件、經(jīng)濟(jì)等進(jìn)行比較。經(jīng)過對(duì)以上三種結(jié)構(gòu)體系的比較，針對(duì)自己的設(shè)計(jì)題目徐州市方正公司辦公樓，我選擇了框架結(jié)構(gòu)，理由如下：框架結(jié)構(gòu)建筑平面布置靈活，可以有較大的空間的會(huì)議、辦公等，并且可以需要用隔斷分隔成小房間或者是拆除改成大房間，使用靈活。建筑物選址于南京，為七度近震。根據(jù)建筑物所在地的設(shè)防烈度及房屋的使用情況、層數(shù)、建筑物的高度等因素，根據(jù)抗

13、震設(shè)計(jì)手冊(cè)的規(guī)定：設(shè)防烈度為7度，高度為50M以下的房屋采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系較為合理。2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則延性原則 結(jié)構(gòu)、構(gòu)件或者截面的延性是指他們進(jìn)入破壞階段以后，在承載力沒有明顯下降的情況下承受變形的能力。也就是說，延性反映他們后期變形的能力。后期是指從鋼筋開始屈服進(jìn)入破壞階段直到最大承載力（或者下降到最大承載力的85%）時(shí)的整個(gè)過程。延性差的結(jié)構(gòu)、構(gòu)件或者截面，其后期變形能力小，在達(dá)到其最大承載力后會(huì)突然發(fā)生脆性破壞，在設(shè)計(jì)中是應(yīng)當(dāng)要避免的，因此，對(duì)結(jié)構(gòu)、構(gòu)件或截面除了要滿足承載力的要求之外，還要求他們具有一定的延性，其目的在于：a、防止發(fā)生象超筋梁那樣的破壞，以確保人的生命和國(guó)家

14、財(cái)產(chǎn)的安全。b、在超靜定結(jié)構(gòu)中，能更好地適應(yīng)地基的不均勻沉降以及溫度的變化等情況。c、使超靜定結(jié)構(gòu)能夠充分的進(jìn)行內(nèi)力的重分布，并避免配筋疏密懸殊，便于施工，節(jié)約鋼材。d、有利于吸收和耗散地震能量滿足抗震方面的要求。強(qiáng)柱弱梁的原則控制塑性鉸的位置： 強(qiáng)柱弱梁的設(shè)計(jì)原則是通過控制梁、柱的相對(duì)強(qiáng)度，以保證塑性鉸首先出現(xiàn)在框架梁中，盡量避免或減少在框架柱中出現(xiàn)塑性鉸。因?yàn)樗苄糟q出現(xiàn)在框架柱中，結(jié)構(gòu)很容易形成幾何可變體系而倒塌。強(qiáng)剪弱彎原則控制構(gòu)件的破壞形態(tài)： 強(qiáng)減弱彎是要求構(gòu)件的受剪承載力大于因彎距出現(xiàn)塑性鉸時(shí)的截面剪力，即保證在塑性鉸形成并轉(zhuǎn)動(dòng)前，不出現(xiàn)剪切脆性破壞。為此，在設(shè)計(jì)中有意識(shí)的提高構(gòu)件的

15、受剪承載力，以保證結(jié)構(gòu)的塑性鉸按設(shè)計(jì)要求出現(xiàn)在受剪破壞之前，增強(qiáng)框架結(jié)構(gòu)的延性性質(zhì)。強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、強(qiáng)錨固原則保證結(jié)點(diǎn)區(qū)的承載力： 結(jié)構(gòu)分析時(shí)往往以梁端或柱端為控制截面進(jìn)行構(gòu)件的配筋計(jì)算，而把梁柱膠結(jié)區(qū)作為一個(gè)理想的剛結(jié)點(diǎn)。強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、強(qiáng)錨固的設(shè)計(jì)原則是為了充分發(fā)揮塑性鉸的作用，避免節(jié)點(diǎn)破壞或錨固失效出現(xiàn)在塑性鉸發(fā)揮作用之前，這樣才能使梁柱構(gòu)件的承載力和變形能力得到充分的發(fā)揮，以確保框架結(jié)構(gòu)的延性要求。2.3 結(jié)構(gòu)布置結(jié)構(gòu)布置要點(diǎn) 結(jié)構(gòu)布置包括結(jié)構(gòu)平面布置和結(jié)構(gòu)剖面布置，建筑物的房屋樓面標(biāo)高變化不大時(shí)，可只做結(jié)構(gòu)平面布置，如屋面、各層樓面以及基礎(chǔ)等結(jié)構(gòu)平面布置，本建筑物只作結(jié)構(gòu)平面布置。 結(jié)構(gòu)布置應(yīng)在建筑

16、平面、立面剖面確定好之后進(jìn)行，且上一層的結(jié)構(gòu)應(yīng)在下一層的結(jié)構(gòu)平面圖上布置。 進(jìn)行布置時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：a、 既要滿足建筑功能的要求，又要使結(jié)構(gòu)合理，受力明確，如柱網(wǎng)的尺寸，從建筑上講柱網(wǎng)間距越大越好，但結(jié)構(gòu)上卻不宜過大，主梁的跨度一般為5-8M，次梁為4-7M，若為混凝土過梁，跨度可達(dá)12M。b、 房屋平面內(nèi)質(zhì)量分布和抗側(cè)力構(gòu)件的布置基本均勻?qū)ΨQ。c、 樓層剛度不小于其相鄰層剛度的70%，且連續(xù)三層總的剛度降低不超過50%。d、 應(yīng)考慮是否設(shè)置變形縫，房屋的長(zhǎng)度大于50M時(shí)，應(yīng)設(shè)置伸縮縫一個(gè)。該建筑物長(zhǎng)度為43.2M，因此沒有設(shè)置變形縫。e、 房屋立面局部收進(jìn)的尺寸，不大于該方向總尺寸的25%

17、。截面設(shè)計(jì)要點(diǎn)a、材料：建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)混凝土強(qiáng)度等級(jí)的要求是：當(dāng)按一級(jí)抗震等級(jí)設(shè)計(jì)框架梁時(shí)，其混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C30，當(dāng)按二、三級(jí)抗震等級(jí)設(shè)計(jì)框架梁時(shí)，其混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C20。建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)鋼筋強(qiáng)度等級(jí)的要求是：框架梁中的縱向受力鋼筋宜采用II、III級(jí)變形鋼筋，鋼箍宜采用I、II級(jí)鋼筋。在施工中，不宜以強(qiáng)度等級(jí)較高的鋼筋代替原設(shè)計(jì)中的鋼筋，如必須代換時(shí)，應(yīng)按鋼筋拉應(yīng)力設(shè)計(jì)值相等的原則進(jìn)行代換。 b、截面尺寸確定框架梁的截面尺寸，應(yīng)從強(qiáng)度、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)、防止脆性破壞等幾方面綜合考慮。建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，梁的截面尺寸應(yīng)符合下列各項(xiàng)要求：1）框架梁寬應(yīng)不小于200mm且 不應(yīng)

18、小于柱寬的1/2。這是為了保證梁的側(cè)向穩(wěn)定。2）梁截面的高寬比應(yīng)不大于4。這也是為了保證梁的側(cè)向穩(wěn)定。3）框架梁的跨高比不宜小于4。這是為了避免出現(xiàn)深梁的脆性破壞。當(dāng)框架梁的凈跨與截面高度之比小于4時(shí)，該梁以剪切變形為主，容易發(fā)生剪切脆性破壞。4）按最大相對(duì)受壓高度控制最小截面尺寸。5）按最大剪壓比控制最小截面尺寸。6）按工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定梁的截面尺寸。框架柱的截面設(shè)計(jì) a、材料：建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)混凝土強(qiáng)度等級(jí)的要求是：當(dāng)按一級(jí)抗震等級(jí)設(shè)計(jì)框架柱時(shí)，其混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C30，當(dāng)按二、三級(jí)抗震等級(jí)設(shè)計(jì)框架柱時(shí)，其混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C20。由于混凝土的抗壓強(qiáng)度高，在框架柱中采用強(qiáng)度等級(jí)較

19、高的混凝土比較經(jīng)濟(jì)。建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)鋼筋強(qiáng)度等級(jí)的要求是：框架柱中的縱向受力鋼筋宜采用II、III級(jí)變形鋼筋，鋼箍宜采用I、II級(jí)鋼筋。b、截面尺寸 對(duì)于多層鋼筋混凝土框架，柱的截面尺寸通常采用400*400，450*450，500*500。確定框架梁的截面尺寸，應(yīng)從強(qiáng)度、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)、防止脆性破壞等幾方面綜合考慮。建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，柱的截面尺寸應(yīng)符合下列各項(xiàng)要求：1）按震害規(guī)律，框架柱截面寬度不宜小于300MM。2）按剪跨比最小值限制框架柱的截面尺寸，延性框架柱的剪跨比最小值為2，即柱凈高與截面高度比不宜小于4。三、 框架設(shè)計(jì)3.1 工程概況某綜合辦公樓為五層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系，層高

20、為3.6 m，室內(nèi)外高差0.45 m。框架平面柱網(wǎng)布置圖2-1所示，（取軸及軸作為設(shè)計(jì)對(duì)象）圖2-1 框架平面柱網(wǎng)布置3.2 設(shè)計(jì)資料(1)氣象條件基本雪壓=0.4kN/m2；基本風(fēng)壓=0.35 N/m2(2)抗震設(shè)防7度近震。(3)材料混凝土采用C25，縱筋級(jí)，箍筋級(jí)(4)屋面及樓面做法屋面做法（不上人）：30厚細(xì)石混凝土保護(hù)層SBS防水層20厚水泥沙漿找平層150厚水泥珍珠巖保溫層 110厚鋼筋混凝土板15厚板底紙筋石灰樓面做法： 12mm厚大理石地面30mm厚細(xì)石混凝土110mm厚鋼筋混凝土現(xiàn)澆板15厚板底紙筋石灰3.3設(shè)計(jì)內(nèi)容：(1)初估截面尺寸a、框架柱子截面尺寸均為N/Afc0.8

21、(抗震等級(jí)為二級(jí)的框架結(jié)構(gòu)取0.8)邊柱A=N/ufc=1.3×4×3.5 ×14×5×1000/(14.3×0.8)=111363 mm2中柱A=N/ufc=1.25×4×(3.5+2.9)×14×5×1000/(14.3×0.8)=195805 mm2統(tǒng)一取正方形截面，A1/2=443mm為保證安全取b×h=500mm×500mmb、框架梁(KL1)：h=(1/81/12)l=(1/81/12)×7.0m=0.8750.58m取h=600mm

22、b=(1/21/3)h= (1/21/3)×0.6=0.20.3m，且梁的截面寬不少于柱截面寬的1/2，取b=300mm；c、中間框架梁(KL2)：由于跨度小，故取b×h300mm×500mmd、縱向框架梁(KL3)：同KL1 (2)樓板厚度：（采用雙向板） Hl/50 取h=110mm。(3)梁的計(jì)算跨度 梁的跨度：取軸線間距，即KL1梁為7m,KL2梁為4m，KL3為5.8m。圖2-2 框架梁編號(hào)(4)柱高度底層柱子高h(yuǎn)=3.6m+0.45m+0.50m=4.55m，其中3.6m為層高，0.45m為室內(nèi)外高差，0.50m為基礎(chǔ)頂面至室外地坪的高度。其他層柱高等

23、于層高即為3.6m。由此得框架計(jì)算簡(jiǎn)圖，見圖2-3。3.4 荷載計(jì)算(1) 屋面均布荷載：30厚細(xì)石混凝土保護(hù)層 0.03m×24=0.72 kN/SBS防水層 0.30 kN/20厚水泥沙漿找平層 0.02m×20=0.40 kN/150厚水泥珍珠巖保溫層 0.15m×4=0.6 kN/110厚鋼筋混凝土板 0.11m×25=2.75 kN/15厚板底紙筋石灰 0.015m×16=0.24 kN/共計(jì)： 5.01 kN/屋面恒載標(biāo)準(zhǔn)值： 5.01 kN/圖2-3橫向框架計(jì)算簡(jiǎn)圖及柱編號(hào)(2)樓面均布恒載（按樓面做法逐項(xiàng)計(jì)算）： 12mm厚大理

24、石地面 0.012m×28=0.34 kN/ 30mm厚細(xì)石混凝土 0.03m×24=0.72 kN/110mm厚鋼筋混凝土現(xiàn)澆板 0.11m×25=2.75 kN/15厚板底紙筋石灰 0.015×16=0.24 kN/ 合計(jì)： 4.05kN/樓面恒載標(biāo)準(zhǔn)值： 4.05kN/ (3)屋面均布活載對(duì)于不上人屋面均布活載：0.5 kN/ (4)樓面均布活載：對(duì)于辦公樓取均布活荷載為：2.0kN/(5)梁柱自重（包括梁側(cè)，梁底，柱抹灰重量）梁側(cè)、梁底抹灰，柱四周抹灰，近似按加大梁寬及柱寬計(jì)算來考慮。表2-1 梁柱自重表梁（柱）編 號(hào)截面（）長(zhǎng)度（）根數(shù)每根重量

25、（kN）KL10.3×0.67.2412×5=6030.15KL20.3×0.5424×5=12013.26KL30.3×0.65.83×5=1524.16Z20.5×0.53.627×5=13526.24Z10.5×0.54.552733.17注：每根重量為：0.34×0.49×7.24×25=30.15 kN（考慮抹灰） 對(duì)于柱，則：0.54×0.54×3.6×25=26.24 kN（考慮抹灰）(6)墻體自重：墻體均為240mm厚墻。墻兩面抹

26、灰，近似按加厚墻體考慮抹灰重量。表2-2 墻體自重每片面積片數(shù)重量(kN)底層縱墻66.2+30.55 11741.5底層橫墻6.24×3103369.6其他層縱墻131.2612362.68其他層橫墻6.24×3.0103369.6圖2-4 質(zhì)點(diǎn)重力荷載值G1=14694.91kNG2=14911.92kNG3=14911.92kNG4=14911.92kNG5=16224.74kN (7)荷載分層總匯a、頂層重力荷載代表值包括頂層重力荷載代表值包括：屋面恒載+50%活載+梁自重（縱橫梁）+半層柱自重+半層墻體自重。b、其他層重力荷載代表值包括：其他層重力荷載代表值包括：

27、樓面恒載+50%活載+縱橫梁自重+上下各半層的柱及縱橫墻體自重（包括橫墻）。將前述荷載相加，得集中于多層樓面的重力荷載代表值如下：第五層：G5=16224.74kN 第四層：G4=14911.92 kN第三層：G3=14911.92 kN第二層：G2=14911.92 kN第一層：G1=14694.91 kN建筑物重力荷載代表值為：G=16224.74+14911.92×3+14694.91=75655.41 kN質(zhì)點(diǎn)重力荷載值見圖2-4. 3.5 水平地震力作用下框架側(cè)移計(jì)算(1)橫梁線剛度：采用混凝土C30， =3.0×107kN/在框架結(jié)構(gòu)中，有現(xiàn)澆樓面或預(yù)制板樓面。

28、而現(xiàn)澆板的樓面，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)算梁的截面慣性矩時(shí)，對(duì)現(xiàn)澆樓面的邊框架取=1.5（為梁的截面慣性矩），對(duì)中框架取=2.0。橫梁線剛度計(jì)算結(jié)果見表2-3。表2-3 橫梁線剛度計(jì)算梁號(hào)L截面b×h跨度慣性矩邊框架梁中框架梁Ib=EIb/lIb=2.0I0Ib=EIb/lKL10.3×0.675.4×10-38.1×10-33.47×10410.8×10-34.63×104KL20.3×0.543.13×10-34.7×10-33.53&

29、#215;1046.26×0-34.7×04KL30.3×0.65.85.4×10-38.1×10-34.19×10410.8×10-35.59×104(2)橫向框架柱的側(cè)移剛度D值柱線剛度列于表2-4，橫向框架柱側(cè)移剛度D值計(jì)算見表2-5。表2-4 柱線剛度柱號(hào)截面（）柱高度（m）慣性矩線剛度（m4）ic=EI0/h（kN·m）0.5×0.54.555.21×10-33.44×1040.5×0.53.65.21×10-34.34×104表2-5

30、 橫向框架柱側(cè)移剛度D值計(jì)算層次項(xiàng)目柱類型根數(shù)底層邊框架邊柱3.47/3.44=1.010.502100094中框架中柱(4.63+5.59)/3.44=2.9710.70139573中框架邊柱（A軸）4.63/3.44=1.3560.5531102717中框架邊柱（C軸）5.59/3.44=1.6250.586116853304421二三四五層邊框架邊柱2×3.47/(2×4.34)=0.80.286114934中框架邊柱（A軸）2×4.63/(2×4.34)=1.0660.3481398417中框架邊柱（C軸）2×5.59/(2×

31、4.34)=1.2880.392157533中框架中柱2×(4.63+5.59)/(2×4.34)=2.3550.541217403396179(3)橫向框架自振周期按頂點(diǎn)位移法計(jì)算框架的自振周期。頂點(diǎn)位移法是求結(jié)構(gòu)基本頻率的一種近似方法。將結(jié)構(gòu)按質(zhì)量分布情況簡(jiǎn)化為無限質(zhì)點(diǎn)的懸臂直桿，導(dǎo)出以直桿頂點(diǎn)位移表示的基頻公式。這樣，只要求出結(jié)構(gòu)的頂點(diǎn)水平位移，就可以按下式求得結(jié)構(gòu)的基本周期： 式中 基本周期調(diào)整系數(shù)，考慮填充墻使框架自振周期減少的影響，取0.6；框架的頂點(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；表2-6 橫向框架頂點(diǎn)位移層次（kN）（kN）（kN/m

32、）層間相對(duì)位移516224.7416224.743961790.04100.6391414911.9231136.663961790.07860.5981314911.9246048.583961790.11620.5195214911.9260960.53961790.15390.4033114964.9175925.413044210.24940.2494 =1.7×0.6×0. 63911/2=0.815（s）(4)橫向地震作用計(jì)算在II類場(chǎng)地，7度設(shè)防區(qū)，設(shè)計(jì)地震分組為第二組情況下，結(jié)構(gòu)的特征周期=0.4s，水平地震影響系數(shù)最大值=0.08由于=0.843=1.4&

33、#215;0.4=0.56（s），應(yīng)考慮頂點(diǎn)附加地震作用。=0.08+0.01=0.08×0.815+0.01=0.075頂點(diǎn)附加水平地震作用： 1=(/T1)0.9max=0.064 FEX=1GEq=10.85Gi=0.064×0.85×75655.41=4115.65 kN=0.075×4115.65=308.67kN各層橫向地震剪力計(jì)算見表3-7，表中：表2-7 各層橫向地震作用及樓層地震剪力層次（m）（m）（kN）（kN）（kN）53.618.016224.74.292045.320.2141123.3631123.36343.614.4149

34、11.92214731.650.158601.5021724.86533.610.814911.92161048.740.118449.2232174.08823.67.214911.92.107365.830.079300.7512474.83914.554.5514694.9166861.840.049186.5332661.372注：表中第5層中加入了。橫向框架各層水平地震作用和地震剪力見圖2-5。2661.3722474.8392174.0881724.8651123.363186.533300.751449.223601.5021123.363圖2-5 橫向框架各層水平地震作用和地震

35、剪力(5)橫向框架抗震變形驗(yàn)算詳見表2-8。表2-8 橫向變形驗(yàn)算層次層間剪力（kN）層間剛度（kN/m）層間位移（m）層高（m）層間相對(duì)彈性轉(zhuǎn)角51123.3633961792.84×10-33.60.789×10-341724.8653961794.35×10-33.61.208×10-332174.0883961795.49×10-33.61.525×10-322474.8393961796.25×10-33.61.736×10-342661.3723044218.74×10-34.551.921&

36、#215;10-3注：層間彈性相對(duì)轉(zhuǎn)角均滿足要求。=1/450=2.222×10-3。(6)水平地震作用下，橫向框架的內(nèi)力分析本設(shè)計(jì)取中框架為例，柱端計(jì)算結(jié)果詳見表2-9。地震作用下框架梁柱彎矩，梁端剪力及柱軸力分別見表2-10、圖2-6，圖2-7。 表2-9 柱端計(jì)算層次層高層間剪力層間剛度A軸柱（邊柱）y53.601123.363961791398439.31.0660.3591.9649.5243.601724.873961791398460.31.0660.40130.2586.8333.602174.093961791398476.11.0660.45150.68123.2

37、823.602474.843961791398486.61.0660.50155.88155.8814.552661.373044211102793.11.3560.64152.50271.11續(xù)表2-9層次層高層間剪力層間剛度B軸柱（中柱）y53.61123.363961792174061.82.3550.42129.0493.4443.61724.873961792174094.92.3550.45187.90153.7433.62174.0939617921740119.62.3550.50215.28215.2823.62474.8439617921740136.12.3550.502

38、44.98244.9814.552661.3730442113957146.42.9710.55299.75366.37 續(xù)表2-9層次層高層間剪力層間剛度C軸柱（邊柱）y53.61123.363961791575344.91.2880.36103.4558.1943.61724.873961791575369.01.2880.41146.56101.8433.62174.093961791575387.01.2880.46169.13144.0723.62474.843961791575399.01.2880.50178.2178.214.552661.3730442111685102.21

39、.6250.62176.70288.31注：表中： 表2-10 框架梁柱彎矩，梁端剪力及柱軸力層次AB跨BC跨柱軸力L(m)M左(kNm)M右(kNm)V(kN)L(m)M左(kNm)M右(kNm)V(kN)NA(kN)NB(kN)NC(kN)5791.9658.4622.935.870.58103.4530.01-22.93-7.08-30.0147179.77127.4543.895.8153.89204.7561.83-66.82-25.02-91.8437237.51167.1757.815.8201.85270.9781.52-124.63-48.73-173.3627279.162

40、08.569.675.8251.76322.2798.97-194.3-78.03-272.3317308.38246.7879.315.8297.95354.9112.56-273.61-111.28-384.89圖2-6地震作用下框架彎矩3.6 豎向荷載作用下橫向框架的內(nèi)力分析(1)計(jì)算單元取軸線橫向框架進(jìn)行計(jì)算,計(jì)算單元寬度為4.0m,如下圖2-8所示.其中直接傳給該框架的樓面荷載如圖中的水平陰影線所示,計(jì)算單元范圍內(nèi)的其余樓面荷載通過縱向框架梁以集中力的形式傳給橫向框架,作用于給節(jié)點(diǎn)上.為了計(jì)算簡(jiǎn)單,假定縱向框架梁的中心線和柱的中心線重合.圖2-8橫向框架計(jì)算單元(2)荷載計(jì)算1)恒載

41、計(jì)算在圖2-9中,、代表橫梁自重,為均布荷載.對(duì)于第5層=4.725kN/m =4.725kN/m和分別為房間傳給橫梁的梯形荷載,由圖2-8所示幾何關(guān)系可得=5.01×(7×2/3) =23.38kN/m =5.01×(5.8×2/3) =19.372kN/m、分別為由梁直接傳給柱的恒載,它包括梁自重、樓板重和女兒墻等重力荷載,計(jì)算如下:= (4×7×1/3×1/2)×5.01+3.938×4+5.24×0.6×4=51.71kN=(4×7×1/3×1/2

42、×2)×5.01+3.938×4=62.51kN對(duì)24層, 包括梁自重和其上橫墻自重,為均布荷載,其它荷載計(jì)算方法同第五層,結(jié)果為=4.7255.24×(3.60.6)=20.445kN/m =4.725kN/m=4.05×(7×2/3) =18.9kN/m =4.05×(5.8×2/3) =15.66kN/m= (4×7×1/3×1/2)×4.05+3.938×4+5.24×(3.60.6)×(40.5)=89.67kN= (4×7&

43、#215;1/3×1/2×2)×4.05+3.938×4+5.24×(3.60.6)×(40.5)=108.57kN圖2-9各層梁上作用的恒載對(duì)1層=4.7255.24×(4.550.6)=25.423kN/m =4.725kN/m=4.05×(7×2/3) =18.9kN/m =4.05×(5.8×2/3) =15.66kN/m= (4×7×1/3×1/2)×4.05+3.938×4+5.24×(4.550.6)×

44、(40.5)=107.1kN= (4×7×1/3×1/2×2)×4.05+3.938×4+5.24×(4.550.6)×(40.5)=126.0kN2)活荷載計(jì)算活荷載作用下荷載各層框架梁上的荷載分布如圖2-10所示.圖2-10各層梁上作用的活載對(duì)于第5層=0.5×(7×2/3) =2.33kN/m =0.5×(5.8×2/3) =1.93kN/m= (4×7×1/3×1/2)×0.5=2.33kN=(4×7×1/3

45、×1/2×2)×0.5=4.67kN對(duì)24層,=2×(7×2/3) =9.32kN/m =2×(5.8××2/3) =7.72kN/m= (4×7×1/3×1/2)×2=9.32kN= (4×7×1/3×1/2×2)×2=18.68kN對(duì)1層=2×(7×2/3) =9.32kN/m =2×(5.8××2/3) =7.72kN/m= (4×7×1/3×

46、;1/2)×2=9.32kN= (4×7×1/3×1/2×2)×2=18.68kN將以上計(jì)算結(jié)果匯總,見表2-11和2-12.表2-11 橫向框架恒載匯總表層次54.7254.72523.3819.3751.7162.512420.4454.72518.915.6689.67108.57125.4234.72518.915.66107.1126.0表2-12 橫向框架活載匯總表層次52.331.932.334.67249.327.729.3219.6819.327.729.3219.68 (3)用彎矩分配法計(jì)算框架彎矩豎向荷載作用下框

47、架的內(nèi)力分析，除活荷載較大的工業(yè)廠房外，對(duì)一般的工業(yè)與民用建筑可以不考慮活荷載的不利布置。這樣求得的框架內(nèi)力，梁跨中彎矩較考慮活荷載不利布置法求得的彎矩偏低，但當(dāng)活荷載在總荷載比例較大時(shí)，可在截面配筋時(shí)，將跨中彎矩乘1.11.2的放大系數(shù)予以調(diào)整。a、固端彎矩計(jì)算將框架視為兩端固定梁，計(jì)算固端彎矩。b、傳遞系數(shù)遠(yuǎn)端固定，傳遞系數(shù)為1/2；c、彎矩分配恒荷載作用下，框架的彎矩分配計(jì)算見表2-13，框架的彎矩圖見圖2-11；活荷載作用下，框架的彎矩分配計(jì)算見表2-14，框架的彎矩圖見圖2-12；豎向荷載作用下，考慮框架梁端的塑性內(nèi)力重分布，取彎矩調(diào)幅系數(shù)為0.8，調(diào)幅后，恒荷載及活荷載彎矩見圖2-

48、10，圖2-11中括號(hào)內(nèi)數(shù)值。表2-12 恒載彎矩分配圖上柱下柱右梁五層左梁上柱下柱右梁五層左梁上柱下柱0.5560.4440.2890.3620.3490.4910.509-97.1097.10-57.557.553.9943.11-11.44-14.34-13.82-28.23-29.2726.13-5.7221.56-12.95-14.11-6.91-8.26-11.35-9.061.591.991.927.457.7268.77-68.77108.81-25.3-83.5129.81-29.810.3570.3570.286四層0.2120.2660.2660.256四層0.3260.

49、3370.337-146.4146.4-49.0249.0252.2652.2641.87-20.64-25.9-25.9-24.93-15.98-16.52-16.5227.026.13-10.3220.94-7.17-12.95-7.99-12.47-14.64-8.26-15.28-15.28-12.241.521.911.911.8411.5311.9211.9263.9863.11-127.1148.2-31.16-36.94-80.132.1-19.24-12.260.3570.3570.286三層0.2120.2660.2660.256三層0.3260.3370.337-146.

50、4146.4-49.0249.0252.2652.2641.87-20.64-25.9-25.9-24.93-15.98-16.52-16.5226.1326.13-10.3220.94-12.95-12.95-7.99-12.47-8.26-8.26-14.97-14.97-11.992.743.443.443.329.459.779.7763.4263.42-126.8149.4-35.41-35.41-78.6230.02-15.01-15.010.3570.3570.286二層0.2120.2660.2660.256二層0.3260.3370.337-146.4146.4-49.0249.0252.2652.2641.87-20.64-25.9-25.9-24.93-15.98-16.52-16.5226.1332.18-10.3220.94-12.95-16