土木工程框架結(jié)構(gòu)層教學(xué)樓畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)

1、摘要設(shè)計(jì)部分題目為鴻華華職業(yè)高中教學(xué)樓，包括建筑設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兩大部分。 該建筑為五層框架結(jié)構(gòu)，建筑總高度為21.6米，總建筑面積約為5218.4平方米。建筑設(shè)計(jì)方面，主要完成了建筑物的平面、立面以及剖面設(shè)計(jì)。該教學(xué)樓屬于綜合教學(xué)樓，平面布局時(shí)首先考慮了房間功能需求。除此之外，又綜合考慮了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案以及基礎(chǔ)選型等；在這部分中，建筑和結(jié)構(gòu)是相結(jié)合來(lái)做的。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面計(jì)算了一榀框架的重力荷載、計(jì)算了風(fēng)荷載和橫向水平地震作用及其內(nèi)力、還計(jì)算了豎向恒載作用及其內(nèi)力。根據(jù)最不利組合進(jìn)行了梁和柱截面設(shè)計(jì)。除一榀框架外，還進(jìn)行了板的設(shè)計(jì)、樓梯的設(shè)計(jì)以及基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；橫向框架；豎向荷載；內(nèi)力

2、組合AbstractThe title of the design is Teaching Building Of the Xinghua vocational high school . It includes architecture design and structure design. This is a frame structure. It has 5 floors, and the total height is21.6m, the total construction area is about 5218.4 m2.In architecture design aspect,

3、 it has designed the plan view, elevation and sectional drawing of this teaching building. This building is an synthetical teaching building, so when to design the plan view, the function of the room is first considered. In addition , it is considered the structural design scheme and how to choose t

4、he foundation pattern .In this pait, architecture design and structure design is connected.In structure design aspect, it contains the calculation of the gravity load ,and the endogen calculation when wind or seismic shock force places. it also contains the endogen calculation when dead load places.

5、 After the endogen calculation is finished, and designs the section of the beam and column according to the most disadvantageous combination . It also designs the slab, stairway and foundation. Keywords : Lateral framework；Structural design; Vertical load；Combination of internal force目 錄摘要IAbstractI

6、1 建筑設(shè)計(jì)11.1 建筑設(shè)計(jì)說(shuō)明11.1.1 設(shè)計(jì)依據(jù)11.1.2 設(shè)計(jì)原則11.1.3 建筑體型的設(shè)計(jì)21.1.4 平面的設(shè)計(jì)31.1.5 立面的設(shè)計(jì)41.2 總平面設(shè)計(jì)41.3 建筑平面設(shè)計(jì)51.4 建筑立面設(shè)計(jì)71.4.1 層高的確定71.4.2 室內(nèi)、外高差81.5 屋面排水的設(shè)計(jì)81.6 結(jié)語(yǔ)82 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)92.1 工程簡(jiǎn)介92.2 結(jié)構(gòu)布置及計(jì)算簡(jiǎn)圖92.2.1 承重方案的選擇92.2.2 確定結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖102.3 構(gòu)件截面尺寸的初步選擇102.3.1 框架梁截面尺寸112.3.2 框架柱的截面尺寸122.3.3 樓板132.4 框架側(cè)移剛度的計(jì)算142.4.1 梁柱慣性矩、線

7、剛度、相對(duì)線剛度的計(jì)算142.4.2 梁柱相對(duì)線剛度計(jì)算142.4.3 各層橫向側(cè)移剛度的計(jì)算（D值法）152.5 荷載計(jì)算162.5.1 資料準(zhǔn)備162.5.2 重力荷載代表值的計(jì)算172.6 橫向水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算202.6.1 橫向自振周期的計(jì)算202.6.2 多遇水平地震作用及樓層地震剪力的計(jì)算212.6.3 多遇水平地震作用下的位移計(jì)算222.6.4 水平地震作用下的框架內(nèi)力計(jì)算232.7 風(fēng)荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力及側(cè)移的計(jì)算272.7.1 風(fēng)荷載作用下的側(cè)移計(jì)算272.7.2 風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算282.8 豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算322.8.1 計(jì)

8、算單元的確定322.8.2 荷載計(jì)算322.8.3 內(nèi)力計(jì)算372.9 內(nèi)力組合472.9.1 框架梁內(nèi)力組合472.9.2 框架柱內(nèi)力組合512.10 框架梁和框架柱設(shè)計(jì)552.10.1 框架梁的配筋設(shè)計(jì)552.10.2 框架柱的配筋設(shè)計(jì)602.11 樓板計(jì)算642.11.1 雙向板按彈性理論的計(jì)算方法64 標(biāo)準(zhǔn)層樓板彎矩計(jì)算652.11.3 板的配筋計(jì)算662.12 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)672.12.1 設(shè)計(jì)概況672.12.2 邊柱獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)682.12.3 中柱聯(lián)合基礎(chǔ)設(shè)計(jì)71參考文獻(xiàn)77致謝781 建筑設(shè)計(jì)1.1 建筑設(shè)計(jì)說(shuō)明 設(shè)計(jì)依據(jù)（1）人體尺度和人體活動(dòng)所需的空間尺度建筑物中設(shè)備的尺寸，

9、踏步、窗臺(tái)、欄桿的高度，門洞、走廊、樓梯的寬度和高度，以至各類房間的高度和面積大小。都和人體尺度以及活動(dòng)所需的空間尺度直接或間接有關(guān)，因此人體尺度和人體活動(dòng)所需的空間尺度，是確定建筑空間的基本依據(jù)之一。（2）酒店用品、設(shè)備的尺寸和使用它們必要的空間。（3）溫度、濕度、日照、風(fēng)向、風(fēng)速等氣候條件。（4）地形、地質(zhì)條件和地震烈度 本設(shè)計(jì)為地震區(qū)的房屋。設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮：選擇對(duì)抗震有利的場(chǎng)地和地基。房屋設(shè)計(jì)的體型，應(yīng)該盡可能規(guī)整，簡(jiǎn)潔，避免在建筑平面及體型上的凸凹。采用必要的加強(qiáng)房屋整體性的構(gòu)造措施，不做或少做地震時(shí)容易倒塌脫落的建筑附屬物，女兒墻等須作加固處理。從材料選用和構(gòu)造做法上盡可能減輕建筑物

10、的自重，特別是減輕屋頂和圍護(hù)墻的重量。（5）建筑模數(shù)和模數(shù)制。 設(shè)計(jì)原則（1）滿足建筑功能要求 滿足建筑物的功能要求，為人們的生產(chǎn)和生活活動(dòng)創(chuàng)造良好的環(huán)境，是建筑設(shè)計(jì)的首要任務(wù)。合理設(shè)置門窗洞口的大小，合理安排廁所以及客房的位置大小，采光和通風(fēng) 要好。（2）采用合理的技術(shù)措施 正確選用建筑材料，根據(jù)建筑空間組合的特點(diǎn)，選擇合理的結(jié)構(gòu)、施工方案，使房屋堅(jiān)固耐久、建造方便、縮短工期。（3）具有良好的經(jīng)濟(jì)效果 建造房屋是一個(gè)復(fù)雜的物質(zhì)生產(chǎn)過(guò)程，需要大量的人力、物力和資金，在房屋的設(shè)計(jì)和建造中，要因地制宜、就地取材，盡量做到節(jié)省勞動(dòng)力，節(jié)約建筑材料和資金。設(shè)計(jì)和建造 房屋要有周密的計(jì)劃和核算，重視經(jīng)濟(jì)

11、領(lǐng)域的客觀規(guī)律，講究經(jīng)濟(jì)效果。房屋設(shè)計(jì)的使用要 求和技術(shù)措施，要和相應(yīng)的造價(jià)、建筑標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一起來(lái)。（4）考慮建筑美觀要求 建筑物是社會(huì)的物質(zhì)和文化財(cái)富，它在滿足使用要求的同時(shí)，還需要考慮如人們對(duì)建筑物在美觀方面的要求，考慮建筑物所賦予人們?cè)诰裆系母惺?。建筑設(shè)計(jì)要努力創(chuàng)造具有我國(guó)時(shí)代精神的建筑空間組合與建筑形象。歷史上創(chuàng)造的具有時(shí)代印記和特點(diǎn)的各種建筑形象， 往往是一個(gè)國(guó)家、一個(gè)民族文化傳統(tǒng)寶庫(kù)中的重要組成部分。（5）符合總體規(guī)劃要求 單體建筑是總體規(guī)劃中組成部分，單體建筑應(yīng)符合總體規(guī)劃提出的要求。建筑物的還要充分考慮和周圍環(huán)境的關(guān)系，例如原有建筑的狀況，道路的走向，基地面積大小以及綠化等方面和

12、擬建建筑物的關(guān)系。新設(shè)計(jì)的單體建筑，應(yīng)是所在基地形成協(xié)調(diào)的室內(nèi)外空間組合、良好的室外環(huán)境。（6）根據(jù)設(shè)計(jì)資料可選用框架結(jié)構(gòu)。框架結(jié)構(gòu)是由梁和柱剛性連接的骨架結(jié)構(gòu)，其傳力途徑 為板梁柱基礎(chǔ)地基。選擇依據(jù)：1、優(yōu)點(diǎn)多：鋼筋混凝土造價(jià)低，材料資源豐富，易于就地取材。耐久性 好，不需要經(jīng)常保養(yǎng)和維修。耐火性好。整體性好，對(duì)于抵抗地震作用具有較好的性能。 具有可塑性，可以根據(jù)需要澆制成各種形式和尺寸的構(gòu)件。合理的發(fā)揮材料性能，節(jié)約鋼材，降低造價(jià)。2、建筑功能強(qiáng)：框架結(jié)構(gòu)建筑平面布置靈活，可以做成有較大空間的房間， 而且分隔靈活，也可以用隔墻分隔成小空間，或拆除隔墻改為大房間，使用靈活。外墻采用 非承重墻

13、體，使立面設(shè)計(jì)靈活多變，可采用輕便隔墻和外墻，可大大降低房間自重，節(jié)約材料。3、從結(jié)構(gòu)的受力性能來(lái)分析：對(duì)于地震地區(qū)來(lái)說(shuō)，框架結(jié)構(gòu)，不僅受豎向荷載，還受水平地震作用，在水平力作用下，框架的側(cè)移由兩部分組成，第一部分由梁柱的彎曲變形產(chǎn)生， 第二部分由柱的截面尺寸變形產(chǎn)生（彎曲變形）框架的抗側(cè)移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。 建筑體型的設(shè)計(jì)（1）反映建筑功能要求和建筑類型的特征 不同功能要求和建筑類型，具有不同的內(nèi)部空間組合特點(diǎn)，房間的外部形象也相應(yīng)地表現(xiàn)這些建筑類型的特征。本設(shè)計(jì)三到七層為客房層。（2）結(jié)合材料性能、結(jié)構(gòu)構(gòu)造和施工技術(shù)的特點(diǎn) 該結(jié)構(gòu)為框架結(jié)構(gòu)

14、，內(nèi)外墻為200mm厚粉煤灰輕渣空心砌塊。由于墻體并不承重，所以立面上門窗的設(shè)置和開(kāi)啟有了很大的靈活性?？梢栽诓煌膶踊蛲粚硬煌奈恢貌捎貌煌拇皯簦械目梢杂脵M向有的可以用縱向的窗戶。窗戶的靈活布置形成節(jié)奏鮮明的立面構(gòu)圖，顯示了框架房屋的外形特點(diǎn)。以高強(qiáng)度的鋼材、鋼筋混凝土等材料構(gòu)成的空間結(jié)構(gòu)，不僅為室內(nèi)的大型活動(dòng)提供了理想的使用空間，同時(shí)各種形式的空間結(jié)構(gòu)也極大的豐富了建筑物的外部形象。是建筑物的體形和立面能夠結(jié)合材料的力學(xué)性能，具有很好的表現(xiàn)力。（3）掌握建筑標(biāo)準(zhǔn)和相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)建筑體形和立面的設(shè)計(jì)，應(yīng)該遵循設(shè)計(jì)方針政策，根據(jù)房屋的使用性質(zhì)和規(guī)模、嚴(yán)格掌握國(guó)家規(guī)定的建筑標(biāo)準(zhǔn)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

15、建筑外型設(shè)計(jì)的任務(wù)，應(yīng)該在合理滿足使用要求的前提下，用較少的投資建造起簡(jiǎn)潔、明朗、樸素、大方以及和周圍環(huán)境協(xié)調(diào)的建筑物來(lái)。（4）適應(yīng)基地環(huán)境和建筑規(guī)劃的群體布局單體建筑是規(guī)劃群體中的一個(gè)局部，擬建房屋的體型、立面、內(nèi)外空間組合以至建筑風(fēng)格等方面，要認(rèn)真考慮和規(guī)劃建筑群體的配合。同時(shí)，建筑物所在地區(qū)的氣候、地形、道路、原有建筑物以及綠化等周邊環(huán)境，也是影響建筑體型和立面設(shè)計(jì)的重要因素。（5）符合建筑造型和立面構(gòu)圖的一些規(guī)律必須符合建筑造型和立面構(gòu)圖的一些規(guī)律，例如比例尺度、完整均衡、變化統(tǒng)一，以及韻律和對(duì)比等等。 平面的設(shè)計(jì)（1）房間的面積、形狀和尺寸要滿足室內(nèi)實(shí)用活動(dòng)和桌椅、設(shè)備合理布置的要求

16、。（2）門窗的大小和位置，考慮房間的出入方便，疏散安全，采光通風(fēng)良好。（3）房間的構(gòu)成應(yīng)使結(jié)構(gòu)構(gòu)造布置合理，施工簡(jiǎn)便，也要有利于房間之間的組合，所用材料要符合相應(yīng)的建筑標(biāo)準(zhǔn)。（4）室內(nèi)空間以及地面、墻面和構(gòu)件細(xì)部，要考慮人們的使用和審美要求。（5）使用房間的面積、形狀和尺寸使用房間面積的大小主要是考慮房間內(nèi)部活動(dòng)的特點(diǎn)、使用人數(shù)的多少等。另外還要滿足人們對(duì)室內(nèi)空間的觀感，這也是確定房間平面形狀的和尺寸的重要因素。（6）門窗在房間平面中的布置門窗的大小和數(shù)量是否恰當(dāng)，它們的位置和開(kāi)啟方式是否合適，對(duì)房間的平面使用效果也有很大影響。a、門的寬度、數(shù)量和開(kāi)啟方式房間平面中門的最小寬度，是由通過(guò)人流多

17、少和搬進(jìn)房間的酒店用品、設(shè)備的大小決定的。該設(shè)計(jì)中客房房間內(nèi)門的寬度取800mm，門的數(shù)量根據(jù)防火要求。如果室內(nèi)人數(shù)多于50人或房間面積大于60時(shí)至少需要兩個(gè)門。b、房間平面中門的位置 房間平面中門的位置應(yīng)考慮室內(nèi)交通路線簡(jiǎn)潔和安全疏散的要求，門的位置還對(duì)室內(nèi)使用面積能否充分利用、以及組織室內(nèi)穿堂風(fēng)等關(guān)系很大。門一般設(shè)置在緊貼墻。房間平面中門的位置，酒店內(nèi)最遠(yuǎn)點(diǎn)至安全出口的最大距離應(yīng)小于15m。c、窗的大小和位置房間中窗的大小和位置，主要根據(jù)室內(nèi)采光、通風(fēng)要求來(lái)設(shè)置。采光方面，窗的大小直接影響到室內(nèi)照明是否足夠，窗的位置關(guān)系到室內(nèi)照度是否均勻。d、輔助房間的平面設(shè)計(jì)參用關(guān)于建筑設(shè)計(jì)的資料，廁所

18、離最遠(yuǎn)的工作房間不應(yīng)大于50m，盡可能的布置在建筑的次要面，或朝向較差的一面。廁所等輔助房間通常是根據(jù)建筑物的使用特點(diǎn)和使用人數(shù)的多少，先確定所需設(shè)備的個(gè)數(shù)。根據(jù)計(jì)算所得的設(shè)備數(shù)量，考慮在整幢建筑物中廁所的使用人數(shù)情況，最后在建筑平面組合中，根據(jù)整幢房屋的使用要求適當(dāng)調(diào)整并確定這些輔助房間的面積、平面形勢(shì)和尺寸。管道井單側(cè)設(shè)置管道，剩余凈尺寸為290mm2400mm，通風(fēng)管道尺寸根據(jù)通風(fēng)管道技術(shù)規(guī)程JGJ131-2004。矩形風(fēng)管規(guī)格為200mm320mm，滿足相關(guān)規(guī)程要求。 立面的設(shè)計(jì) 建筑立面是表示房屋四周的外部形象。立面設(shè)計(jì)是由許多構(gòu)部件所組成的。恰當(dāng)?shù)拇_定 立面中組成部分和構(gòu)件的比例和

19、尺度，運(yùn)用節(jié)奏韻律、虛實(shí)對(duì)比等規(guī)律，設(shè)計(jì)出體型完整、形式與內(nèi)容統(tǒng)一的建筑立面，是立面設(shè)計(jì)的主要任務(wù)。（1)尺度和比例尺度正確和比例協(xié)調(diào)，是使立面完整統(tǒng)一的重要方面。比例協(xié)調(diào)首先要求結(jié)構(gòu)和構(gòu)造的合理性，同時(shí)也要符合立面構(gòu)圖的美觀要求。（2) 節(jié)奏感窗戶的不同設(shè)置簡(jiǎn)單的把立面進(jìn)行了豎向劃分。使整個(gè)結(jié)構(gòu)既整體統(tǒng)一又富有節(jié)奏變化。（3）材料質(zhì)感和色彩配置材料采用各種瓷磚貼面，感覺(jué)比較輕巧。常使人感覺(jué)明快、清新。（4）重點(diǎn)及細(xì)部處理建筑物的主要出入口和樓梯間等部分，是人們經(jīng)常經(jīng)過(guò)和接觸的地方，在使用上要求這些部位的地位明顯，易于找到，在建筑立面設(shè)計(jì)中也對(duì)樓梯間及出入口的立面適當(dāng)進(jìn)行重點(diǎn)處理。立面中一些構(gòu)

20、件的構(gòu)造做法應(yīng)給予一定的注意。它能使整個(gè)建筑的體形統(tǒng)一而富有變化,能使建筑立面設(shè)計(jì)顯得更為生動(dòng)、活潑、雄偉。1.2 總平面設(shè)計(jì)鴻華職業(yè)高中占地面積為1043.68，總建筑面積為5218.4，建筑縱向長(zhǎng)為59.3m,橫向?yàn)?7.6m，主體五層，首層層高3.6m，二層及標(biāo)準(zhǔn)層層高為3.6m，屋頂?shù)脑O(shè)備用房層高為3.6m，建筑總高度是21.60m。屋頂采用現(xiàn)澆屋面，防水等級(jí)為二級(jí)。立面造型力求簡(jiǎn)潔、明快、協(xié)調(diào)。鴻華職業(yè)高中坐落在市區(qū)，交通十分便利，交通便利，本建筑注重綠化的人文環(huán)境的營(yíng)造，在教學(xué)樓周圍營(yíng)造了大片的綠化帶，為在校師生提供了舒適的辦公和學(xué)習(xí)環(huán)境。同時(shí)教學(xué)樓右側(cè)設(shè)有操場(chǎng)，是學(xué)生在學(xué)習(xí)之余能

21、夠適當(dāng)進(jìn)行一些體育活動(dòng)。具體總平面圖見(jiàn)圖1。1.3 建筑平面設(shè)計(jì)鴻華職業(yè)高中本設(shè)計(jì)為中學(xué)教學(xué)樓設(shè)計(jì)，應(yīng)滿足建筑功能要求，為學(xué)生的學(xué)習(xí)和生活創(chuàng)造良好的環(huán)境。結(jié)合平面設(shè)計(jì)中框架柱的布置，立面上主要采用豎向劃分，外觀上顯得大方、挺拔、氣派；同時(shí)，考慮到框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，柱間盡量多用窗少用墻，使窗與柱及窗間墻之間形成了有節(jié)奏的虛實(shí)對(duì)比，顯得明快、活潑，同時(shí)也得到了良好的采光效果。大門設(shè)于正中間，使整個(gè)建筑物顯得美觀大方。大門設(shè)有左右兩扇門，使整個(gè)大門顯得大氣；雨蓬的運(yùn)用，和大門的設(shè)置一同起到了突出主要入口功能，起到了吸引人流導(dǎo)向的作用。具體平面圖見(jiàn)圖2，圖3，圖4，圖5。圖 1 總平面圖圖 2 首層平面

22、圖圖 3 二層平面圖圖 4 五層平面圖圖 5 頂層平面圖1.4 建筑立面設(shè)計(jì)鴻華職業(yè)高中立面設(shè)計(jì)服從于建筑功能需求和城市總體規(guī)劃要求。鑒于建筑所在地理位置的重要性，除了在功能上滿足使用要求外，在立面造型也給人一種視覺(jué)上的美感，其格調(diào)簡(jiǎn)潔清新，典雅大方。本設(shè)計(jì)方案中，建筑屋面主體采用采用坡屋頂不上人屋面，給人以舒適的感覺(jué)。 層高的確定中學(xué)教室室內(nèi)凈高不應(yīng)小于3.05m。走道凈高不得低于2.10m。根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范和使用要求，建筑物的層高均為3.9m。1.4.2 室內(nèi)、外高差為防止室內(nèi)外水倒流及建筑物因沉降使室內(nèi)地面過(guò)低，并考慮到滿足使用功能要求以及增加建筑美觀，形成宏大氣勢(shì)的需要，將室內(nèi)外高差取為0

23、.45米。具體立面圖見(jiàn)圖6、圖7所示：1.5 屋面排水的設(shè)計(jì)鴻華職業(yè)高中采用有組織的排水。該建筑位于萬(wàn)寧市市區(qū)，根據(jù)萬(wàn)寧市的年最大降水量和建筑資料集可知，對(duì)于女兒墻平屋頂，雨水管最大間距為18米，民用建筑雨水管直徑一般為75-150毫米。屋面排水區(qū)按每個(gè)雨水管排150-200平方米雨水劃分，同時(shí)結(jié)合立面美觀等因素，確定雨水管的布置方案。1.6 結(jié)語(yǔ) 鴻華職業(yè)高中本著“適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀”的設(shè)計(jì)原則，綜合考慮教學(xué)樓所具有的功能，和教學(xué)樓所具有的設(shè)計(jì)要求，將二者完美地結(jié)合于一體。畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間雖短，但在建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行了有益的探索，這對(duì)每個(gè)學(xué)生來(lái)說(shuō)都是一次挑戰(zhàn)，一次提高與學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。

24、圖 6 正立面圖圖7 側(cè)立面圖2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1 工程簡(jiǎn)介工程名稱：鴻華職業(yè)高中建筑類型：框架結(jié)構(gòu)。建筑介紹：建筑占地面積為1043.68，總建筑面積為5218.4，底層層高為3.6m,二層至五層層高3.6m，總高度為21.6m。建筑結(jié)構(gòu)采用全現(xiàn)澆整體式框架結(jié)構(gòu)。本建筑設(shè)計(jì)使用年限為50年，為二類建筑，五十年一遇的基本風(fēng)壓為0.45kN/m2，建筑耐火等級(jí)為二級(jí)，樓板厚度取120mm，填充墻240mm厚的粉煤灰輕渣空心砌塊.地質(zhì)條件：經(jīng)地質(zhì)勘察部門確定，此建筑場(chǎng)地為二類場(chǎng)地，設(shè)防烈度為7度。設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.10g。設(shè)計(jì)標(biāo)高：首層室內(nèi)設(shè)計(jì)標(biāo)高±0.000，一層室內(nèi)外高差為0.

25、450米。2.2 結(jié)構(gòu)布置及計(jì)算簡(jiǎn)圖 承重方案的選擇根據(jù)建筑功能要求及建筑施工布置圖，本工程采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆整體式框架結(jié)構(gòu)。該建筑開(kāi)間和跨度較大，要求布置靈活。同時(shí)，考慮該建筑處于7度地震區(qū)，故選用框架結(jié)構(gòu)。豎向荷載的傳力途徑：樓板的均布活載和恒載經(jīng)次梁間接或直接傳至主梁，再由主梁傳至框架柱，最后傳至地基。根據(jù)以上樓蓋的平面布置及豎向荷載的傳力途徑，本酒店框架的承重方案為橫向框架承重方案，這可使橫向框架梁的截面高度大，增加框架的橫向側(cè)移剛度。 確定結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖三個(gè)假設(shè)：(1)平面結(jié)構(gòu)假定：認(rèn)為每一方向的水平力只由該方向的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)承擔(dān)，垂直于該方向的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)不受力(2)樓板在自身平面內(nèi)在水

26、平荷載作用下，框架之間不產(chǎn)生相對(duì)位移；(3)不考慮水平荷載作用下的扭轉(zhuǎn)作用。圖8 橫向框架結(jié)構(gòu)體系注：室內(nèi)外高差0.45m，到基礎(chǔ)頂面的高度是0.8m，首層h=0.45+0.5+3.6=4.55m，其它層高3.6m2.3 構(gòu)件截面尺寸的初步選擇 框架梁截面尺寸主梁截面高度一般取梁跨度的1/151/10，次梁1/181/12，當(dāng)梁的負(fù)載面積較大或荷載較大時(shí)，宜取上限值,為防止梁產(chǎn)生剪切脆性破壞,梁的凈跨與截面高度之比不宜小于4,梁的截面寬度可取1/3-1/2梁高，且不應(yīng)小于250mm，梁截面的高寬比不宜大于4。（1） 縱向框架梁縱軸12跨度L=7800mm主梁： 取h=700mm. 取b=350

27、mm 滿足b=300>250mm,且h/b=700/350=2<4,符合要求。故縱軸12主梁初選截面尺寸為：b×h=350mm×700mm次梁： 取h=600mm 取b=300mm 滿足b=300>=250mm,且h/b=600/300=2<4,符合要求。故縱軸12次梁初選截面尺寸為：b×h=300mm×600mm23跨度 L=4800mm主梁： 取h=400mm. <250 取b=250mm 滿足b>=250mm,且h/b=400/250=1.6<4,符合要求。故23框架主梁初選截面尺寸為：b×h=2

28、50mm×400mm次梁： 取h=300mm.<250 取b=250mm 滿足b>=250mm,且h/b=300/250=1.2<4,符合要求。故縱軸23次梁初選截面尺寸為：b×h=250mm×300mm縱軸34跨度L=8400mm主梁： 取h=700mm. 取b=350mm 滿足b=300>250mm,且h/b=700/350=2<4,符合要求。故縱軸34主梁初選截面尺寸為：b×h=350mm×700mm次梁： 取h=600mm. 取b=300mm 滿足b=300>=250mm,且h/b=600/300=2

29、<4,符合要求。故縱軸34次梁初選截面尺寸為：b×h=300mm×600mm45跨度 L=4200mm主梁： 取h=400mm. <250 取b=250mm 滿足b>=250mm,且h/b=400/250=1.6<4,符合要求。故45框架主梁初選截面尺寸為：b×h=250mm×400mm次梁： 取h=300mm.<250 取b=250mm 滿足b>=250mm,且h/b=300/250=1.2<4,符合要求。故縱軸45次梁初選截面尺寸為：b×h=250mm×300mm(2)橫向框架梁AB跨度L

30、=7200m 取h=700mm 取b=350mm滿足b>250mm,且h/b=600/300=2<4,符合要求。故AB框架主梁初選截面尺寸為：b×h=350mm×700mm次梁： 取h=600mm. 取b=300mm 滿足b=300>=250mm,且h/b=600/300=2<4,符合要求。故縱軸AB次梁初選截面尺寸為：b×h=300mm×600mmBC跨度L=2700m 直接取h=300mm b=250mm 框架柱的截面尺寸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計(jì)算： （31） （32）式中：為考慮地震作用組合后柱軸力

31、壓力增大系數(shù)，邊柱取1.3，等跨內(nèi)柱取1.2,不等跨取1.25；: 為按照簡(jiǎn)支狀態(tài)計(jì)算柱的負(fù)荷面積；：為折算后在單位面積上的重力荷載代表值，近似取14KN/m2: 為驗(yàn)算截面以上樓層層數(shù)；Ac: 為柱子的截面面積；fc : 混凝土軸心抗壓設(shè)計(jì)值；N :；本建筑設(shè)防烈度為7度，為丙類建筑，故框架結(jié)構(gòu)建筑抗震等級(jí)為三級(jí)，查混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范可知其軸壓比限值=0.85，柱選用C30混凝土，故fc=14.3N/mm。由公式(3-1)與(3-2)得柱截面面積為：柱： 取b×h=550mm×550mm根據(jù)上述計(jì)算的結(jié)果并綜合考慮其他因素，取柱的截面為正方形。為計(jì)算簡(jiǎn)便，邊柱中柱取相同尺

32、寸。故初選柱截面尺寸為： b×h=550mm×550mm表 1 梁截面尺寸（mm）混凝土等級(jí)橫梁（b×h）縱梁（b×h）AB跨、CD跨BC跨C30主梁：350×700次梁：300×600250×300250×400350×700表 2 柱截面尺寸（mm）層次混凝土等級(jí)b×h15C30550×550 樓板01/02 = 7200 / 4200 =1.7<2 ，為雙向板。樓板為雙向連續(xù)板，樓蓋及屋蓋均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，板厚且：L為板短邊的長(zhǎng)度。由圖取L=4200mm，可得(1/

33、50)L=84mm，選擇樓板厚h=120mm。 2.4 框架側(cè)移剛度的計(jì)算 梁柱慣性矩、線剛度、相對(duì)線剛度的計(jì)算梁與柱均采用C30混凝土，混凝土彈性模量，在框架結(jié)構(gòu)中，有現(xiàn)澆板的樓面，可作為梁的有效翼緣，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)澆樓蓋的邊框架取=1.5（為矩形截面梁的截面慣性矩）；對(duì)中框架取=2.0。若為裝配整體式樓蓋，則邊框架取=1.2，對(duì)中框架取=1.5。梁線剛度計(jì)算結(jié)果如表3所示：柱線剛度計(jì)算如表4所示：表3梁線剛度計(jì)算表類別（N/mm2）跨度慣性矩（）邊框架梁中框架梁=（）（）=（）（）AB 跨CD 跨3.0×10435

34、0×70072001.0×10101.5×10106.25×10102×10108.33×1010BC 跨3.0×104250×30027005.6×1088.4×1089.3×1091.12×1091.24×1010表4 柱線剛度計(jì)算表層次柱高（mm）（N/mm2）截面b×h（mm×mm）（）（除底層外其它層乘0.9）（）145503.0×104550×5507.6×1095.0×10102-536003

35、.0×104550×5507.6×1095.7×1010 梁柱相對(duì)線剛度計(jì)算取AB跨梁的線剛度值作為基準(zhǔn)值為1.00，則計(jì)算得梁柱的相對(duì)線剛度如圖5標(biāo)注所示。圖 9 梁柱相對(duì)線剛度2.4.3 各層橫向側(cè)移剛度的計(jì)算（D值法）梁柱的平均線剛度a由上述公式可求底層的梁柱線剛度為：（1）底層A,D梁柱線剛度為： （2）底層B,C梁柱的線剛度為： b由上述公式可求一般層的梁柱線剛度為：（1）一般層A,D梁柱線剛度為： （2）一般層B,C梁柱的線剛度為： 故橫向框架的側(cè)移剛度見(jiàn)下表 表5 橫向框架底層D值表構(gòu)件名稱D值（）數(shù)量D（）A柱147801014780B柱

36、1622910162290C柱1622910162290D柱147801014780620180表6 橫向框架2-5層D值表構(gòu)件名稱D值（）數(shù)量D（）A柱1847210184720B柱205836205830C柱2058310205830D柱18472101847207811002.5 荷載計(jì)算2.5.1 資料準(zhǔn)備（1）屋面荷載 （不上人）恒載：V型輕鋼龍骨頂及鋁合金吊頂 0.10kN/m2三氈四油屋面防水層 0.40kN/m220mm厚1：2水泥砂漿找平層 0.0220=0.4 kN/m280mm厚聚苯乙烯保溫板 0.28 kN/m2100mm140mm厚（2%找坡）膨脹珍珠巖 120mm厚

37、現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板 0.1225=3.0kN/m215mm厚紙筋面石灰抹底 0.1516=0.24kN/m2恒載合計(jì)： 5.26 kN/m2（2）樓面荷載恒載:瓷磚地面 0.55 kN/m2120mm厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板 0.1225=3.0 kN/m220mm 1:2水泥砂漿找平層 板底20mm厚石灰砂漿抹灰 0.02×17=0.34 kN/m2恒載合計(jì)： 4.29 kN/m2活載: 樓面 2.0 kN/m2活載合計(jì) 2 kN/m（3）屋面及樓面可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值：根據(jù)建筑荷載規(guī)范（GB500092001）：樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 2.0 kN/m2走廊活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 2.0 kN/m2疏散樓

38、梯活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 2.0 kN/m2五十年一遇基本風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 0.85 kN/m2（4）材料容重混凝土梁柱容重 25 kN/m3石灰粉刷抹面 17 kN/m3墻體（粉煤灰輕渣空心砌塊）容重 8 kN/m3 重力荷載代表值的計(jì)算頂層重力荷載代表值包括：屋面恒載 +縱橫梁自重+半層柱自重+半層墻體自重其它層重力荷載代表值：樓面恒載+50%樓面均布活載+縱橫梁自重+樓面上下各半層的柱+上下各半層墻體自重+門窗自重1、 第一層(1)梁、柱 表7 底層梁、柱重力荷載計(jì)算表類別凈 跨（mm）截 面（mm）密 度（KN/m3）體 積（m3）數(shù) 量(根)單 重（KN）總 重（KN）橫梁7200主梁：350&#

39、215;700次梁：300×600251.81.320104532.59003252700250×300250.2105.050縱梁7800主梁：350×700次梁：300×600251.91.48447.5353801404800主梁：250×400次梁：250×300250.480.368412996368400主梁：350×700次梁：300×600252.11.512652.537.56302254200主梁：250×400次梁：250×300250.420.328410.588432類

40、別計(jì)算高度（mm）截 面（mm）密 度（KN/m3）體 積（m3）數(shù) 量（根）單 重（KN）總 重（KN）柱4550550×550251.4403514004298（2）內(nèi)外填充墻重量的計(jì)算外橫墻體積： 外縱墻體積： 總體積：0.8內(nèi)橫墻體積： 內(nèi)縱墻體積：體積為： 98.09+90.28=188.37重量：(3)樓板恒載、活載的計(jì)算面積：59.317.6=1044m2 恒載： 活載：由以上計(jì)算可知，一層重力荷載代表值為：4298+2505+4479+0.52088=12326 KN綜合考慮其它因素，取12500 KN2第二五層（1）梁、柱表8 二五層梁、柱重力荷載計(jì)算表類別凈 跨（

41、mm）截 面（mm）密 度（KN/m3）體 積（m3）數(shù) 量(根)單 重（KN）總 重（KN）橫梁7200主梁：350×700次梁：300×600251.81.320104532.59003252700250×300250.2105.050縱梁7800主梁：350×700次梁：300×600251.91.48447.5353801404800主梁：250×400次梁：250×300250.480.368412996368400主梁：350×700次梁：300×600252.11.512652.537.56

42、302254200主梁：250×400次梁：250×300250.420.328410.588432類別計(jì)算高度（mm）截 面（mm）密 度（KN/m3）體 積（m3）數(shù) 量（根）單 重（KN）總 重（KN）柱3600550×550251.14027.511003998（2）內(nèi)外填充墻重量的計(jì)算外橫墻體積： 外縱墻體積： 總體積：0.8內(nèi)橫墻體積： 內(nèi)縱墻體積：體積為： 104.65+90.28=194.93重量：（3）樓板恒載、活載的計(jì)算面積： 1044m2 恒載： 活載：由以上計(jì)算可知，二四層重力荷載代表值為：3998+2557+4479+0.52088=12

43、078 KN 綜合考慮其它因素，取12300KN3、頂層由以上計(jì)算可知，頂層重力荷載代表值為：綜合考慮其它因素，取10500 KN 12500+1230031050059900KN圖10 質(zhì)點(diǎn)重力荷載值(KN)2.6 橫向水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算 橫向自振周期的計(jì)算按頂點(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(wú)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)。考慮填充墻對(duì)框架自振周期影響的折減系數(shù)，框架結(jié)構(gòu)取0.60.7，該框架取0.6

44、。T框架結(jié)構(gòu)的頂點(diǎn)假想位移。在未求出框架的周期前，無(wú)法求出框架的地震力及位移，T是將框架的重力荷載視為水平作用力，求得的假想框架頂點(diǎn)位移。然后由T求出，再用求出框架結(jié)構(gòu)的底部剪力。進(jìn)而求出框架各層剪力和結(jié)構(gòu)真正的位移。T按以下公式計(jì)算：（T）i= Gi/DiT =（T）k注： Di 為第i層的層間側(cè)移剛度。 （T）i為第i層的層間側(cè)移。結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的假想側(cè)移計(jì)算過(guò)程見(jiàn)下表：表 9 結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的假想側(cè)移計(jì)算表層次（KN）（KN）(N/mm)=（m）510500105007811000.0130.2454 12300228007811000.0290.232312300351007811000.0450

45、.203212300474007811000.0610.158112500599006201800.0970.097 多遇水平地震作用及樓層地震剪力的計(jì)算本建筑結(jié)構(gòu)高度不超過(guò)40m，質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻，變形以剪切型為主，故可用底部剪力法計(jì)算水平地震作用，即：1. 結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值（多自由度彈性體系）59900=50915 KN計(jì)算水平地震影響系數(shù)：查表得：該地區(qū)為二類場(chǎng)地，分組第一組，地震特征周期值=0.35s。查表得設(shè)防烈度為7度的，查表見(jiàn)：建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范。由于 ，故，所以考慮頂部附加水平地震作用的影響。2. 結(jié)構(gòu)總的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值0.058 KN各質(zhì)點(diǎn)橫向水平地震作

46、用按下式計(jì)算：查抗震規(guī)范可得，于是，結(jié)構(gòu)頂部附加如下集中水平地震作用為：地震作用下各樓層水平地震層間剪力Vi為計(jì)算過(guò)程如下：表 10 地震作用下各樓層水平地震作用及樓層地震剪力計(jì)算表層次（m）(m)（KN）（五層處+）53.618.95105001989756894250.289760108543.615.35123001888050.273717180233.611.75123001445250.210 552235423.68.15123001002450.145 381273514.554.5512500568750.082 2152950 多遇水平地震作用下的位移計(jì)算水平地震作用下框架

47、結(jié)構(gòu)的層間位移（u）i和頂點(diǎn)位移u i分別按下列公式計(jì)算：（u）i = Vi/Dij ui=（u）k各層的層間彈性位移角e=（u）i/hi，根據(jù)抗震規(guī)范，考慮磚填充墻抗側(cè)力作用的框架，層間彈性位移角限值e<1/550。 計(jì)算過(guò)程如下表：表 11 橫向水平地震作用下的位移驗(yàn)算表層次Vi（KN）Di（N/mm）（u） （mm）hi（m）e=（u）i /hi510857811001.393.61/2590418027811002.313.61/1558323547811003.013.61/1196227357811003.503.61/1029129506201804.764.551/956

48、由表11 可知最大層間彈性位移角發(fā)生在第一層，其值為1/956，小于高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程所規(guī)定的極限值=1/550，因此結(jié)構(gòu)的水平位移滿足要求。3、 各質(zhì)點(diǎn)水平地震作用及樓層地震剪力沿房屋高度的分布圖圖 11 地震剪力沿房屋高度的分布圖 水平地震作用下的框架內(nèi)力計(jì)算框架柱端剪力及彎矩分別按下列公式計(jì)算：Vij=DijV i /Dij=Vijyh =Vij（h-yh）y=y0+y1+y2+y3注：y0框架柱的標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度比。y1為上下層梁線剛度變化時(shí)反彎點(diǎn)高度比的修正值。y2、y3為上下層層高變化時(shí)反彎點(diǎn)高度比的修正值。y框架柱的反彎點(diǎn)高度比。底層柱需考慮修正值y0和y2，第二層柱需

49、考慮修正值y0和y3，其余層的柱只需要考慮y0即可。查混凝土規(guī)范可得出y值，此處不一一列出y值。計(jì)算過(guò)程見(jiàn)下表：表12 地震作用下A、D軸柱端剪力和柱端彎矩計(jì)算表層號(hào)（KN）(KN)(m)()()51085781100184720.02426.041.2833.3360.4141802781100184720.02443.251.6270.0785.6432354781100184720.02456.501.6492.66110.7422735781100184720.02465.641.80118.15118.1512950620180147800.02470.802.96209.57112.57表13 地震作用下B、C軸柱端剪力和柱端彎矩計(jì)算表層號(hào)（KN）(KN)(m)()()51085781100205830.02628.211.3136.9664.6041802781100205830.02646.851.6275.9092.7632354781100205830.02661.201.67102.20118.1222735781100205830.02671.111.8128.00128.0012950620180162290.02