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1、 一部分 建筑設(shè)計1 設(shè)計要點1.1 建筑平面設(shè)計 （1） 依據(jù)建筑功能的要求，確定柱網(wǎng)的尺寸，然后，再逐一定出各房間的開間和進深； （2） 根據(jù)交通、防火與疏散的要求，確定樓梯間的位置和尺寸； （3） 確定墻體所用的材料和厚度，以及門窗的型號與尺寸；1.2 建筑立面設(shè)計 （1） 確定門窗的立面形式。門窗的立面形式一定要與立面整體效果相協(xié)調(diào)； （2） 與平面圖對照，核對雨水管、雨篷等的位置及做法； （3） 確定墻體立面裝飾材料做法、色彩以及分格藝術(shù)處理的詳細(xì)尺寸；1.3 建筑剖面設(shè)計 （1） 分析建筑物空間組合情況，確定其最合適的剖切位置。一般要求剖到樓梯及有高低錯落的部位； （2） 進一步核
2、實外墻窗臺、過梁、圈梁、樓板等在外墻高度上的構(gòu)造關(guān)系，確定選用哪種類型的窗臺、過梁、圈梁、樓板及其形狀和材料； （3） 根據(jù)平面圖計算確定的尺寸，核對樓梯的在高度方向上的梯段的尺寸，確定平臺梁的尺寸。 2 建筑平面設(shè)計該青少年宮雖位于抗震設(shè)防烈度為6度的區(qū)域，但任務(wù)書要求按抗震設(shè)防烈度為7度進行設(shè)計，對抗震要求比較嚴(yán)，所以平面上力求簡單、規(guī)則、對稱，但用地面積有限，從而采用設(shè)縫的辦法把整個建筑劃分為建筑平面的、區(qū)，有利于自然采光和自然通風(fēng)。建筑物平面為南北朝向，建筑物主入口的朝向為南邊。、區(qū)都為框架結(jié)構(gòu)，在框架結(jié)構(gòu)的平面布置上，柱網(wǎng)是豎向承重構(gòu)件的定位軸線在建筑平面上所形成的網(wǎng)格，是框架結(jié)構(gòu)的
3、脈絡(luò)。柱網(wǎng)布置既要滿足建筑平面布置和使用功能的要求，又要使結(jié)構(gòu)受力合理，構(gòu)件種類少，施工方便。柱網(wǎng)布置還應(yīng)與建筑分隔墻布置互相協(xié)調(diào)，一般常將柱子設(shè)在縱橫建筑墻交叉點上，以盡量減少柱網(wǎng)對建筑使用功能的影響?？蚣芙Y(jié)構(gòu)常見的柱網(wǎng)布置方式有：外廊式、等跨式、對稱不等跨式等。本框架結(jié)構(gòu)青少年宮樓采用外廊式柱網(wǎng)布置，也就是中間為活動室，兩邊走廊的跨度取為2.5m。為了滿足青少年宮的使用需要，房間的開間和進深采用多樣的開間和進深尺寸。本建筑物要滿足7度設(shè)防區(qū)建筑物長寬比不允許超過6.0的要求。該青少年宮根據(jù)使用功能的要求，首層設(shè)有門廳、活動室、門衛(wèi)室，男女衛(wèi)生間等。作為垂直交通的兩個樓梯設(shè)在兩端位置，能夠滿
4、足安全疏散距離的要求，又有效的利用了建筑面積。各層平面建筑施工圖見建施0206。3 建筑立面設(shè)計該青少年宮在建筑立面上采用寬大而明亮玻璃窗，特別是采用柱間弧形造型窗，有效的滿足活動室采光的要求，同時可以表現(xiàn)簡潔和現(xiàn)代感，還增加了立面的美觀效果。建筑立面和豎向剖面上力求規(guī)則，避免立面的凹進或突出，使結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度變化均勻，有利于結(jié)構(gòu)抗震。各立面建筑施工圖見建施07。4 建筑剖面設(shè)計建筑物的剖面圖要反映出建筑物在垂直方向上各部分的組合關(guān)系。剖面設(shè)計的主要任務(wù)是確定建筑物各部分應(yīng)有的高度、建筑物的層數(shù)及建筑空間的組合關(guān)系。在建筑物的層高上，考慮到建筑空間比例要求，考慮到提供足夠的房間凈高度，以避免凈
5、高低的房間給人壓抑的感覺。因此，綜合考慮各層的層高均為公共建筑常用的3.9m，室內(nèi)外高差采用0.45m。根據(jù)總建筑面積等各方面的要求，本建筑物為五層，總建筑高度為19.5m，其高寬比滿足7度抗震設(shè)防烈度區(qū)建筑物高寬比不允許超過4的要求。另外從室內(nèi)采光和通風(fēng)的角度考慮，窗臺的高度取0.8m。屋頂上人，取屋頂女兒墻高度為1.5m。詳細(xì)的建筑剖面圖見建施08。 5 建筑說明（1）本圖除特別注明外，標(biāo)高以米計，尺寸以毫米計。（2）本圖根據(jù)任務(wù)書要求按七度地震區(qū)抗震要求設(shè)防。樓面（活動室、辦公室等）允許活荷載2.0KN/M2，樓面（走廊、廁所）及樓梯允許活荷載2.5KN/M2。房屋正常使用年限為50年。
6、（3）放樣：以現(xiàn)場實際為放樣依據(jù)。（4）設(shè)計標(biāo)高：室外地坪標(biāo)高-0.450根據(jù)工程地質(zhì)資料設(shè)為第一層土素填土的頂面，室內(nèi)外高差為0.450m。（5）墻身：外廊欄板為120厚鋼筋混凝土。墻體為250厚陶?？招钠鰤K，M10水泥砂漿砌筑。外粉刷及裝修：外墻：用水泥沙漿打底后，用100100瓷磚貼面，水泥漿擦縫，縫寬10mm，顏色詳見建施07。窗臺：用水泥砂漿打底后貼瓷磚，同內(nèi)、外墻做法。入口雨棚：用淺紅色100100瓷磚貼面，縫寬10mm。勒腳：用水泥砂漿打底后貼芝麻灰花崗巖火燒板飾面。 內(nèi)粉刷及裝修：平頂：水泥砂漿打底，紙筋灰粉平，刷白二度。（部分根據(jù)實際使用功能做吊頂）內(nèi)墻：水泥砂漿打底，紙筋灰
7、粉平，刷白二度。踢腳：除門廳、活動室及各層走廊、廁所外，均做深暗紅色瓷磚踢腳，詳88ZJ501踢腳。門廳、走廊、活動室做1200高200300白色瓷磚墻裙。廁所、盥洗間做1800高白瓷磚墻裙：防水砂漿打底，純水泥漿粘貼層，200300白瓷磚，白水泥漿擦縫。（6）室內(nèi)地面：素土夯實+80厚C15混凝土+素水泥漿結(jié)合層一道+20厚水泥砂漿找平層+素水泥漿結(jié)合層，上做10厚水磨石面層。廁所詳88ZJ001地20。（7）樓面：120結(jié)構(gòu)層上，素水泥漿結(jié)合層一道+20厚水泥砂漿找平層+素水泥漿結(jié)合層，上做10厚水磨石面層。廁所、盥洗間詳88ZJ001樓9。（8）屋蓋：40厚C25剛性防水層，鋪油毛氈隔離
8、層一道，25厚擠塑泡沫成品保溫層，高分子防水層1.2厚，20厚1：2水泥砂漿找平，水泥爐渣2%找坡，120厚鋼筋混凝土現(xiàn)澆板，20厚紙筋灰石灰打底，V型輕鋼龍骨吊頂。（9）基礎(chǔ)：詳結(jié)施圖。（10）現(xiàn)澆的板、柱、樓梯等均用C30，梁用C40混凝土。（11）其它： PVC落水管、水斗、彎頭等直接從建材市場購得。 磚砌有蓋明溝，詳88ZJ901明溝。 不露面鐵件紅丹防銹漆二度；露面鐵件紅丹防銹漆一度，調(diào)和漆二度，銀灰色。 門窗五金等配件按要求配齊。 樓梯、門廳臺階面層貼水磨石地面。（12）未盡事宜按國家規(guī)范和有關(guān)規(guī)定辦理。第二部分 結(jié)構(gòu)設(shè)計本設(shè)計為采用框架結(jié)構(gòu)。鑒于畢業(yè)設(shè)計的時間不多，根據(jù)指導(dǎo)老師意
9、見，僅對左邊框架結(jié)構(gòu)（也就是軸1-9之間的部分）進行結(jié)構(gòu)設(shè)計。1 一般說明1.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計依據(jù)的主要現(xiàn)行設(shè)計及施工規(guī)范：（1）建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn) （GB50068-2001）（2）建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 （GB50009-2001）（3）混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 （GB50010-2002）（4）建筑抗震設(shè)計規(guī)范 （GB50011-2001）（5）建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范 （GB50002-2002）（6）混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范 （GB50204）（7）建筑樁基技術(shù)規(guī)范 （JGJ94-94）（8）建筑設(shè)計防火規(guī)范 （JBJ16-87）1.2 本工程為五層框架結(jié)構(gòu)，建筑總高度為19.50米，按抗
10、震設(shè)防烈度7度設(shè)防，設(shè)計地震分組為第一組，設(shè)計基本地震加速度值為0.10g。建筑物重要性為丙類?？蚣芸拐鸬燃墳槿?，結(jié)構(gòu)安全等級為二級，結(jié)構(gòu)正常使用年限為50年。1.3 本工程之-0.450相當(dāng)于絕對標(biāo)高根據(jù)工程地質(zhì)資料設(shè)為第一層土素填土的頂面，室內(nèi)外高差為0.450m。1.4 圖紙中除特別注明外，標(biāo)高以米計，尺寸以毫米計。1.5 本工程采用中國建科院PKPM系列設(shè)計軟件（2005年9月版）進行輔助設(shè)計。1.6 本工程基本風(fēng)壓按0.30采用，地面粗糙度為C類。1.7 建筑物的耐火等級為二級。1.8 混凝土結(jié)構(gòu)所處環(huán)境類別：0.000以下為二（a）類環(huán)境，0.000以上為一類環(huán)境。1.9 本工程
11、主要樓面屋面設(shè)計活載標(biāo)準(zhǔn)值：部 位活載標(biāo)準(zhǔn)值（）會議室、活動室、展覽室2.0走廊、廁所、樓梯2.52 地基、基礎(chǔ)2.1本工程基礎(chǔ)設(shè)計依據(jù)畢業(yè)設(shè)計要求提供工程地質(zhì)資料。2.2本工程場地類型為中軟型場地土，場地類別為II類，場地巖土層簡要概述如下： 第一層為素填土，厚1.2米 ，樁周土的承載力特征值=0Kpa 第二層為粘土，厚2.5米，樁周土的承載力特征值=28Kpa 第三層為淤泥質(zhì)粘土，厚5.0米，樁周土的承載力特征值=21Kpa 第四層為粉細(xì)砂，厚4.8米，樁周土的承載力特征值=8Kpa 第五層為細(xì)砂，厚4.0米，樁周土的承載力特征值=12Kpa 第六層為中砂，未穿透，樁周土的承載力特征值=2
12、2Kpa，樁端土的承載力特征值=2500Kpa2.3 本工程基礎(chǔ)設(shè)計等級為丙級，采用柱下樁基礎(chǔ)，以第六層為本工程持力層，基礎(chǔ)詳細(xì)設(shè)計見結(jié)施圖。2.4 鋼筋混凝土承臺采用C30混凝土， HRB335級鋼筋，承臺下做混凝土墊層100厚，其每側(cè)比基礎(chǔ)承臺外邊緣各加寬100。3 鋼筋混凝土構(gòu)件部分3.1混凝土等級：梁為C40，板為C30，柱為C30。3.2鋼筋強度等級設(shè)計值：HPB235為f=210N/mm；HRB335為f=300N/mm；HRB400為f=360N/mm3.3縱向受拉鋼筋的錨固長度la若無特殊注明，均按以下要求執(zhí)行：其中LaE=La 鋼筋類型混凝土強度等級C15C20C25C30C
13、35=C40HPB2337d31d27d24d22d20dHRB33539d33d30d27d25d注：當(dāng)HPB335級鋼筋直徑25毫米時鋼筋錨固長度乘以修正系數(shù)1.1，任何情況下鋼筋錨固長度不應(yīng)少于2503.4鋼筋連接：（1） 圖中除特別注明和直徑22毫米的鋼筋應(yīng)采用焊接。（2） 采用焊接時，應(yīng)按施工圖和現(xiàn)行規(guī)范要求及構(gòu)件鋼筋接頭位置，采用閃光對焊，氣壓焊，電渣壓力焊，電弧搭接焊等焊接方式。（3） 鋼筋搭接焊縫長度除圖中特別注明外，單面焊不少于10d，雙面焊不少于5d.（4） 電弧搭接焊：HPB235級鋼筋采用E43焊條，HRB335級鋼筋采用E50焊條。（5） 縱向受拉鋼筋的綁扎搭接接頭面
14、積百分率不大于25%時最小搭接長度按下表，但不應(yīng)小于300。鋼筋類型混凝土強度等級C15C20C25C30C35=C40HPB23（）45d37d32d29d26d24dHRB335（）46d40d36d33d30d注：縱向受拉鋼筋的搭接接頭面積百分率大于25%，但不大于50%時按表中數(shù)值乘以1.2取用。同一連接區(qū)段內(nèi)縱向受力鋼筋接頭面積的允許百分表接頭形式接頭面積允許百分率%受拉區(qū)受壓區(qū)綁扎搭接接頭梁，板柱宜50宜25宜50焊接接頭應(yīng)50不限注：同一連接區(qū)段，綁扎搭接接頭為1.30倍的搭接長度，焊接接頭為35d且不小于500mm（6）接頭位置：梁上（下）部鋼筋不得在支座（跨中）處接頭，柱應(yīng)在
15、柱端加密區(qū)以外部位接頭，梁柱主筋搭接范圍內(nèi)箍筋應(yīng)加密。3.5柱的有關(guān)要求及構(gòu)造按規(guī)范要求做。3.6梁的構(gòu)造要求詳圖例，梁平面整體表示法的制圖規(guī)則詳00G101。3.7現(xiàn)澆板 板中通長鋼筋采用搭接時應(yīng)在受力較小處搭接，板面鋼筋在跨中1/3范圍內(nèi)搭接，板底在支座處1/3范圍內(nèi)搭接。 板下部縱向受力鋼筋伸入支座的錨固長度La不應(yīng)小于5d。 板邊支座負(fù)筋應(yīng)按受拉鋼筋錨雇在梁內(nèi)，柱內(nèi)或鋼筋混凝土內(nèi)。 全部雙向板底筋，短向筋在下，長向筋在上，板內(nèi)分布筋，除圖中特別注明外均為8200。 除圖中特別注明者外，樓板開洞小于250mm，板內(nèi)鋼筋從洞邊繞過，不另設(shè)置附加鋼筋。 3.8混凝土構(gòu)件受力主筋混凝土凈保護層
16、厚度室外地面以下室外地面以上基礎(chǔ)板梁柱C25C20C25-C45C20C25-C45C20C25-C4540201530253030 注：表中基礎(chǔ)系指室外地面以下所有構(gòu)件。3.9鋼筋混凝土構(gòu)件施工要求部位最大水灰比最小水泥用量最低混凝土強度最大氯離子含量（%）最大堿含量（kg/m3）K0.000以下0.65225C251.0不限制K0.000以上0.60250C200.303.04 其他5.1 走廊磚砌欄板除注明外，頂部設(shè)置鋼筋混凝土壓頂，截面b120（b為欄板墻厚配28縱筋。分布筋6200。挑梁端部設(shè)b*120構(gòu)造柱（b為欄板墻厚）。主筋410，箍筋6200，立柱中間設(shè)6500錨筋，每端伸入
17、墻內(nèi)700。5.2 當(dāng)樓板面層小于30mm時，結(jié)構(gòu)所注板面標(biāo)高與建筑標(biāo)高相同。5.3 女兒墻采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土。5.4 屋面按建筑所示方向建筑找坡。5.5 預(yù)埋件及預(yù)留孔詳見建筑、水電專業(yè)圖紙。5.6 避雷針；連接部位詳見電施。5.7 結(jié)構(gòu)施工過程中應(yīng)與有關(guān)專業(yè)密切配合，若發(fā)現(xiàn)有碰撞或遺漏等問題請及時同設(shè)計人聯(lián)系研究解決。5.8 未盡事宜以現(xiàn)行設(shè)計及施工規(guī)范為準(zhǔn)。第三部分 結(jié)構(gòu)設(shè)計計算書1 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計書1.1 工程概況該青少年宮為五層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，建筑面積約為7100。建筑物平面為一字形，建筑方案確定，走廊寬度2.5m，各層層高均為3.9m，室內(nèi)外高差0.45m，框架平面柱網(wǎng)布置如圖1
18、所示。圖1 框架平面柱網(wǎng)布置 由于時間較短，故只選左邊半框架計算（也就是軸線1-9之間的部分）1.2 設(shè)計條件 氣象條件 基本風(fēng)壓 0.30KN/；基本雪壓0.40KN/。 抗震設(shè)防 地理位置為6度區(qū)，設(shè)計要求抗震設(shè)防烈度為：7度 工程地質(zhì)條件該建筑物場地屬于荊州市沙市區(qū)，地層由素填土、粘土層、淤泥質(zhì)粘土、粉細(xì)砂、細(xì)砂和中砂組成。各層厚度及樁端土的承載力特征值如表1所示。根據(jù)工程地質(zhì)資料及荊州市沙市區(qū)的地理情況，該場地為II類場地。 屋面及樓面做法屋面做法：40厚C25剛性防水層,鋪油毛氈隔離層一道,25厚擠塑泡沫成品保溫層,高分子防水卷材一層,20厚1:2.5水泥砂漿找平,水泥爐渣2%找坡,
19、120厚鋼筋混凝土板,20厚紙筋灰石灰打底,V型輕鋼龍骨吊頂.。樓面做法：水磨石地面（10mm面層，20mm水泥砂漿打底），120厚鋼筋混凝土現(xiàn)澆板，V型輕鋼龍骨吊頂。 材料混凝土強度等級為C30和C40，梁縱筋及基礎(chǔ)選HRB335級鋼筋，柱縱筋選HRB400級鋼筋， 箍筋選HPB235級鋼筋。表1 工程地質(zhì)資料土層底部至深度（m）層號平均厚度（m）樁端土的承載力特征值（Kpa）樁周土的承載力特征值（Kpa）備注1.211.2管徑325mm樁徑350mm(供參考)3.722.5288.7352113.544.8817.45412未知6未穿透2200221.3 設(shè)計任務(wù)選擇有代表的單元，確定計算
20、簡圖，導(dǎo)算荷載，進行內(nèi)力分析和內(nèi)力組合，對構(gòu)件進行截面設(shè)計及截面配筋設(shè)計；根據(jù)地址條件，完成基礎(chǔ)選型及相應(yīng)計算。2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計計算2.1 梁柱截面、梁跨度及柱高確定 初估截面尺寸柱由經(jīng)驗公式 （柱的混凝土強度等級為C30，=14.3，本房屋的抗震等級為三級，軸壓比為0.9，中柱負(fù)荷面積，各層G近似取12KN/m。） 得：取矩形柱400mm500mm 走廊的外柱取450mm450mm梁框架梁的寬度考慮墻體的厚度等因素，取250mm；梁高為（1/81/12）跨長，其布置如圖2所示。示。圖2 框架梁編號其中：KL1 bh =250mm600mmKL2 bh =250mm500mmKL3 bh =3
21、00mm800mm 梁的計算跨度 如圖3所示，框架梁的計算跨度以柱的形心線為準(zhǔn)，則邊跨為2500mm，中跨為6900mm 圖3 梁的計算跨度 柱高度底層柱高度h=3.9m+0.45m+0.65m=5m （其中3.9m為底層層高，0.45m為室內(nèi)外高差，0.65m為基礎(chǔ)頂面至室外地面的高度。）其它層柱高等于層高，即3.9m ，由此得框架計算簡圖（圖4） 圖4 框架結(jié)構(gòu)計算簡圖及柱編號2.2 荷載計算 樓、屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值根據(jù)荷載規(guī)范GB5009-2001第4.1.1條和第4.3.1條，樓、屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值取值如下： 活動室、展覽室、辦公室 2.0KN/m2 廁所 2.0 KN/m2 走廊、門廳、
22、樓梯 2.5KN/m2 上人屋面 2.5KN/m2 樓、屋面的建筑做法及恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值 屋面均布荷載 40厚C25剛性防水層 250.04=1 KN/m2 鋪油毛氈隔離層一道 0.25 KN/m2 25厚擠塑泡沫成品保溫層 0.50.025=0.125 KN/m2 高分子防水層1.2厚 0.01 KN/m220厚1：2.5水泥砂漿找平 200.02=0.40 KN/m2水泥爐渣2%找坡 140.072=1.008 KN/m2120厚鋼筋混凝土現(xiàn)澆板 250.12=3.00 KN/m220厚紙筋灰石灰打底 160.02=0.32 KN/m2 粉底（或吊頂） 0.25 KN/m2 合計 6.03 K
23、N/m2 樓面均布恒載（除去廁所、盥洗室、樓梯） 水磨石地面（10mm面層，20mm水泥砂漿打底） 0.65 KN/m2120厚鋼筋混凝土現(xiàn)澆板 250.12=3.00 KN/m2 吊頂（或粉底） 0.25 KN/m2 合計 3.90 KN/m2 廁所、盥洗室均布荷載 瓷磚地面 0.55 KN/m220厚水泥砂漿防水保護層 200.02=0.40 KN/m2120厚鋼筋混凝土現(xiàn)澆板 250.12=3.00 KN/m2 地面防水層 0.05 KN/m2 粉底（或吊頂） 0.25 KN/m2 合計 4.25 KN/m2樓梯均布荷載 水磨石地面 0.65 KN/m2 樓梯板重（按250厚鋼筋混凝土板
24、等效） 250.25=6.25 KN/m2 合計 6.90 KN/m2雨蓬 二氈三油防水層 0.35 KN/m2 20厚水泥砂漿找平層 200.02=0.40 KN/m2 100厚鋼筋混凝土現(xiàn)澆板 250.10=2.50 KN/m2 粉底（或吊頂） 0.45 KN/m2 合計 3.75 KN/m2 梁、柱自重（包括梁側(cè)、梁底、柱摸灰的重量）標(biāo)準(zhǔn)值 梁柱的摸灰近似按加大梁寬及柱寬考慮 比如 KZ1 bh=0.4m0.5m ，長度為5m，每根重量為：0.40.5525=29.7KN。其它梁的線密度，柱自重標(biāo)準(zhǔn)值見表2 ，其中梁長度取凈長度，柱長度取層高。表2柱自重標(biāo)準(zhǔn)值, 梁的線密度層次（柱）編號
25、截面（m2）長度（m）根數(shù)每根重量（KN）1KZ10.40.55.038 29.7KZ20.450.455.07 30.1KZ33.140.500.50/45.0528.612-4KZ40.40.53.9 3823.17KZ50.450.453.9723.41KZ63.140.500.50/43.9522.32屋面KZ70.450.453.01018.01每層梁的自重標(biāo)準(zhǔn)值（KN）KL1KL2KL31819.56121.30144.60層次（梁）編號截面（m2） 線密度(KN/m)1-4KL10.250.604.72KL20.250.53.99KL30.30.87.23 墻體自重標(biāo)準(zhǔn)值 墻體采
26、用陶?？招钠鰤K（250mm厚，5KN/m3），外墻面貼瓷磚（0.5KN/m2），內(nèi)墻面均為20mm厚摸灰。 故外墻體單位面積重量為：0.5+0.255+0.0217=2.09KN/m2 內(nèi)墻體單位面積重量為：0.255+0.02172=1.93 KN/m2 鋼鐵門單位面積重量為0.45 KN/m2 ；玻璃門（15mm厚）單位面積重量為25.60.015=0.38 KN/m2 ；鋁合金窗單位面積重量為0.4 KN/m2，其中C4造型窗3600mm2100mm按3600mm1800mm等效。則：軸11-13有窗C4 的外縱墻體自重為：底層：0.43.61.8+（5.74.4-3.61.8）2.09
27、=41.47KN24層：0.43.61.8+（5.73.3-3.61.8）2.09=28.36KN 各層墻體自重標(biāo)準(zhǔn)值計算見表3表3 各層墻體自重標(biāo)準(zhǔn)值層次1234自重標(biāo)準(zhǔn)值（KN）1747.491474.291474.291231.83 屋面女兒墻自重標(biāo)準(zhǔn)值 女兒墻采用180mm厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土，其高度為1500mm，外貼瓷磚（0.5KN/m2）。 各層重力荷載代表值 根據(jù)抗震規(guī)范GB500112001第5.1.3條，頂層重力荷載代表值包括：屋面及女兒墻自重，屋面活荷載，50%屋面雪荷載，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包括：屋面活荷載，50%樓面均布活荷載，縱橫
28、梁自重，樓面上、下各半層的柱及墻體自重。 各層重力荷載代表值分別計算如下： 第4層：G4=1231.83+785.7（6.03+0.4050%+2.00.5）+1474.2950%+（1155.93+180.1）50%+2085.46 =10403.06 KN 第3層： G3 =8744.76 KN 第2層 G2=8744.76 KN 第1層： G1 =9044.20 KN 建筑物總重力荷載代表值為： 各質(zhì)點的重力荷載代表值及質(zhì)點高度如圖5所示： 10403.06KN8744.76KN9044.2KN8744.76KN 圖5 各質(zhì)點重力荷載代表 2.3 地震作用計算 橫向框架側(cè)移剛度計算 梁的
29、線剛度計算 梁的線剛度計算見表4。（混凝土強度等級為C40，Ec=3.25107KN/m2） 表4 梁的線剛度層次梁編號截 面跨度m慣性距邊框架梁中框架梁 （m）I=1.5I（m）現(xiàn)澆板i=（KNm）I=1.5I（m）現(xiàn)澆板i=（KNm）14KL10.250.656.94.510-36.7510-331793910-3423912.587750117000 柱的線剛度計算 柱的線剛度計算見表5。（混凝土強度等級為C30，Ec=3.0107KN/m2）表5 柱的線剛度層次梁編號截面（m2）高度（m）Ec （KN/m2）（m4）i=（KNm）24KZ10.40.6531074.210-3 2500
30、0KZ20.40.53.410-3205031KZ40.40.63.94.210-332308KZ50.40.53.410-326154 橫向框架柱側(cè)移剛度 橫向框架柱側(cè)移剛度D值計算見表6。表6 橫向框架柱側(cè)移剛度D值層次位置K=ib/2ic（一般層）K=ib/ic（底層）=K/(2+K)（一般層）=（ 0.5+K）/（2+K）（底層 ）D=12ic/h2（KN/m)柱根數(shù)2-4邊框架邊柱3.360.63116244邊框架中柱3.700.65148916中框架邊柱4.470.691284016中框架中柱4.930.711633124Di7332261邊框架邊柱4.280.768989.24邊
31、框架中柱4.780.7811217.66中框架邊柱5.710.819512.416中框架中柱6.380.8211815.424Di539026由表6可見D1/D2=539026/733226=0.740.7，故該框架為規(guī)則框架。 橫向框架自振周期計算由于本框架質(zhì)量和剛度沿高度比較均勻，所以其平均自振周期可以按高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（JGJ3-2002）附錄B.0.2規(guī)定計算。 式中：計算結(jié)構(gòu)基本自振周期用的結(jié)構(gòu)頂點假想位移（m）；結(jié)構(gòu)基本自振周期考慮非承重磚墻影響的折減系數(shù)，框架結(jié)構(gòu)取0.60.7；該框架取0.7。 橫向框架結(jié)構(gòu)頂點假想位移計算橫向框架結(jié)構(gòu)頂點假想位移計算見表7表7 橫
32、向框架結(jié)構(gòu)頂點假想位移層次（KN）（KN）D （KN.m）（m）（m）410403.110403.17332260.014190.146938744.719147.87332260.026110.132728744.727892.57332260.038040.106619044.236936.75390260.068520.0685 橫向框架自震周期計算根據(jù)上述公式得 =s 橫向地震作用計算根據(jù)建筑抗震設(shè)計規(guī)范（GB50011-2001）第5.1.2條規(guī)定，對于高度不超過40m，以簡切變形為主，且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的結(jié)構(gòu)，以及近似于單質(zhì)點體系的結(jié)構(gòu)，可以采用底部剪力法等簡化方法計算
33、抗震作用。因此，本框架結(jié)構(gòu)采用底部剪力法計算抗震作用。采用底部剪力法時，各樓層可僅取一個自由度，結(jié)構(gòu)的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值FEk為： FEk=a1Geq式中：a1相應(yīng)于結(jié)構(gòu)基本自振周期的水平地震影響系數(shù)；Geq結(jié)構(gòu)等效總重力荷載，單質(zhì)點取總重力荷載代表值；多質(zhì)點取總重力荷載代表值的85%。在多遇地震作用下，由地震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計的基本地震加速度為0.10g，設(shè)計地震分組為第一組；建筑場地類別為類，由建筑抗震設(shè)計規(guī)范（GB50011-2001）表5.1.41和表5.1.42可以查得：水平影響系數(shù)極大值，max=0.08特征周期值，Tg=0.35s因為T1=0.46 1.4Tg=1.40.35=
34、0.49s，則不需要考慮頂部附加集中作用。即 =0，所以，橫向地震影響系數(shù)為：對于多質(zhì)點體系，Geq=0.85=0.8536936.7=31396 KN結(jié)構(gòu)底部總橫向水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值為：FEK=1 Geq=0.06331396=1964KN按建筑抗震設(shè)計規(guī)范（GB50011-2001）式5.2.1-2算得的各層質(zhì)點上橫向水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值見表8。表8 各質(zhì)點橫向水平地震作用及樓層地震剪力層次（m）（KN）（KN.m）（KN）（KN）416.710403.1173731.80.42511.0錯誤，自查抗規(guī)5.2.1條787.3899.3312.88744.7111932.20.2739507.
35、31406.628.98744.777827.80.1904352.61759.215.09044.2452210.1106204.81964.0橫向框架各層水平地震作用及地震剪力見圖6。V3=1406.6KN64KN204.8KN352.6KN507.3KN787.3KNV1=1964KNV2=1759.2KNV4=899.3KN 圖6 橫向框架各層水平地震作用及地震剪力 （a）水平地震作用分布；（b）層間地震剪力分布 驗算橫向框架梁柱截面尺寸及水平位移該框架在地震區(qū)，故應(yīng)同時驗算截面的最大承載力及軸壓比。梁的混凝土強度等級為C30，鋼筋為HRB335級；柱的混凝土強度等級為C30，鋼筋為H
36、RB400級。 框架梁框架梁采用同一截面尺寸，故只需對受力較大的樓面梁進行核驗。M0= =344.52 KN.mV0= = =199.4KN由于本框架的抗震等級為三級，根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB50010-2002）第11.3.1條，則其受壓區(qū)高度應(yīng)符合下列要求。三級抗震等級 x0.35h0即b=0.35，從而知smax=b（1-b）=0.289，因此，Mumax= =0.2891.019.1250（600-35）2 =440.5KN.m 0.8M0 =0.8344.52=275.6KN.m Vumax= =634.79KN =199.4KN說明梁截面尺寸250600mm2滿足要求。 框架柱
37、只需對受力最大的底層中柱柱底截面的軸壓比進行驗算。N=Nmax= =1336.93KN對于抗震等級為三級的框架柱，由混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB50010-2002）第11.4.16條可知，框架柱的軸壓比限值為0.9。而 =0.561 0.9故可滿足軸壓比的限制要求。 橫向框架水平位移驗算水平地震作用下橫向框架結(jié)構(gòu)的層間位移ui和頂點位移ui計算見表9 表9 橫向水平地震作用下的位移驗算層次（KN）（KN/m）（m）（m）（m）46713218920.002080.01493.91/18753994.53218920.003090.01283.91/126221219.43218920.00379
38、0.00973.91/102911350.02290120.005890.00595.01/849由表9可見，最大層間彈性位移角發(fā)生在第1層，其值為1/1004，遠(yuǎn)小于建筑抗震設(shè)計規(guī)范（GB50011-2001）第5.5.1條規(guī)定的位移極限e=1/550，故滿足要求。結(jié)構(gòu)的頂點位移與總高度之比為：，因此頂點位移滿足要求。 縱向框架的計算因其計算方法與橫向框架的計算方法相同，這里不贅述。2.4 風(fēng)荷載計算 橫向風(fēng)荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的側(cè)移驗算 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值按下列公式計算： 式中： 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)； 基本風(fēng)壓（KN/m2）；建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB
39、5009-2001）規(guī)定，對于高度大于30m，且寬度比大于1.5的結(jié)構(gòu)，應(yīng)采用風(fēng)振系數(shù)z來考慮風(fēng)壓脈動的影響，但本青少年宮高度小于30m且高寬比也小于1.5，所以不考慮風(fēng)振系數(shù)，也就是z=1.0風(fēng)壓高度變化系數(shù)z，可以根據(jù)建筑物的高度和地面粗糙類別（本教學(xué)樓按B類計算），由建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB5009-2001）表7.2.1查的。風(fēng)荷載計算取軸線橫向框架，其負(fù)荷寬度為5.1m，將風(fēng)荷載換算成作用于框架每層節(jié)點上的集中荷載，計算過程見表10，式中z為框架節(jié)點至室外地面的高度，A為一榀框架各層節(jié)點的受風(fēng)荷載面積。 表10 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算 層次ZSZ（m）ZW0（KN/m2）A（m2）PW（KN
40、）41.01.316.051.160.3017.607.9631.01.312.151.060.3019.898.2221.01.38.251.000.3019.897.7611.01.34.351.000.3021.048.21橫向框架結(jié)構(gòu)分析時，各層節(jié)點上的集中荷載，如圖7所示。 圖7 風(fēng)荷載作用下的結(jié)構(gòu)計算簡圖 風(fēng)荷載作用下的水平位移驗算 風(fēng)荷載作用下橫向框架結(jié)構(gòu)的層間位移uI和頂點位移uI計算見表11。表11 風(fēng)荷載作用下橫向框架和位移驗算層次（KN）（KN/m）（m）（m）（m）47.96583420.000140.00163.91/27857316.18583420.000280.
41、00153.91/13929223.18583420.000410.00123.91/9512132.1542655.20.000750.00085.01/6667 注：表中依據(jù)表6中的中框架中柱和中框架邊柱的D值得到。 由表11可見，最大層間彈性位移角發(fā)生在第1層，其值為1/666，遠(yuǎn)小于高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（JGJ3-2002）第4.6.3條所規(guī)定的極限值e=1/650，而且結(jié)構(gòu)頂點位移與總高度之比u/H=0.0016 /16.7=1/104381/650，因此結(jié)構(gòu)的水平位移滿足要求。 縱向風(fēng)荷載作用下框架的側(cè)移計算縱向風(fēng)荷載作用下框架的側(cè)移計算方法與橫向框架相同，在此不在贅述。
42、2.5 框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算與組合 水平地震作用下橫向框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算以圖2中軸線的一部分計算單元的橫向框架內(nèi)力計算為例，說明計算發(fā)法。邊框架和縱框架的計算，鑒于畢業(yè)設(shè)計時間不多，有其計算方法與步驟與橫向框架相同，因此不再贅述?？蚣芙Y(jié)構(gòu)內(nèi)力計算采用D值法，其中D和D取自表6，層間剪力取自表8。具體的柱剪力和彎矩計算過程及結(jié)果見表12。表12 橫向水平地震作用下框架柱剪力和柱彎矩標(biāo)準(zhǔn)值 柱層次h（m）V（KN）D（KN/m）D（KN/m）V（KN）K（KN.m）（KN.m）43.9899.3733226128400.017515.744.470.4527.6433.7833.91406.673322
43、6128400.017524.634.470.5048.0348.0323.91759.2733226128400.017530.814.470.5060.0760.0715.01964.05390269512.40.017634.665.710.5595.3177.9843.9899.3733226163310.022320.034.930.4535.1542.9633.91406.6733226163310.022331.334.930.5061.0961.0923.91759.2733226163310.022339.184.930.5076.4176.4115.01964.053902
44、6118150.021943.056.380.55118.3996.86梁端彎矩、 剪力及柱軸力的計算過程見表13。其中，梁的線剛度取自表4，表13中柱軸力負(fù)號表示拉力，當(dāng)左震作用時，左側(cè)兩根柱為拉力，對應(yīng)的右側(cè)兩根柱為壓力。表13 地震作用下框架梁端彎矩剪力及柱軸力計算層次邊梁走道梁柱抽力l（m）M（KN.m）M（KN.m）Vb（KN）L（m）M（KN.m）M（KN.m）Vb（KN）邊柱N（KN）中柱N（KN）42.533.7831.5326.126.911.4311.433.31-26.1222.8132.575.6770.6458.526.925.6025.607.42-84.6473.
45、9122.5108.10100.9383.616.936.5736.5710.6-168.25146.9212.5138.06127.19106.106.946.0846.0813.36-274.35242.42水平地震作用下橫向框架框架的彎矩圖梁端剪力圖以及柱軸力圖如圖8.和圖9.所示。 圖 水平地震作用下的框架彎矩圖（KNm）圖 水平地震作用下的框架梁端彎矩及柱軸力（KN） 風(fēng)荷載作用下橫向框架內(nèi)力計算 風(fēng)荷載作用下仍以軸線作為計算單元，計算框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力。其內(nèi)力計算過程與水平地震作用下的相同。具體的柱剪力和彎矩計算過程及結(jié)果見表14；梁端彎矩、剪力及柱抽力計算過程見表15。 表14 風(fēng)荷
46、載作用下框架柱剪力和柱彎矩標(biāo)準(zhǔn)值柱層次h（m）V（KN）D（KN/m）D（KN/m）V（KN）K（KN.m）（KN.m）邊柱43.97.9658342128400.22011.75194.470.453.073.7633.916.1858342128400.22013.56094.470.56.946.9423.923.9458342128400.22015.26884.470.510.2710.2715.032.1542655.29512.40.22307.16975.170.5519.7216.13中柱43.97.9658342163310.27992.22824.930.453.914.
47、7833.916.1858342163310.27994.52914.930.58.838.8323.923.9458342163310.27996.70134.930.513.0713.0715.032.1542655.2118150.27708.90526.380.5524.4920.04表15 風(fēng)荷載作用下框架梁端彎矩、剪力及柱抽力計算層次邊梁走道梁柱抽力l（m）M（KN.m）M（KN.m）Vb（KN）L（m）M（KN.m）M（KN.m）Vb（KN）邊柱N（KN）中柱N（KN）42.53.763.512.506.91.271.270.37-2.52.1332.510.019.357.74
48、6.93.393.390.98-10.244.6322.517.2116.0813.326.95.825.821.69-23.567.012.526.4024.3020.286.98.818.812.55-43.8410.73風(fēng)荷載作用下橫向框架的彎矩圖、梁端剪力圖以及柱抽力如圖10和圖11所示。 圖10 風(fēng)荷載作用下的框架彎矩圖（KNm） 圖11 風(fēng)荷載作用下的框架梁端彎矩及柱軸力（KN） 豎向荷載作用下橫向框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算豎向荷載作用下仍以軸線的一部分作為計算單元，計算框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力。在計算單元范圍內(nèi)的縱向框架梁的自重、縱向墻體的自重以及縱向女兒墻的自重以集中力的形式作用于各節(jié)點上。（注：走道上的荷載，因長短邊之比略小于2，為計算簡便，按單向板傳力體系考慮。集中荷載是以樓面作為上層柱底與下層柱頂?shù)姆纸纭Ｍ瑫r由于偏心彎矩較小，不考慮偏心彎矩作用。） 荷載計算 第4層梁的均布線荷載恒載計算邊梁：屋面均布恒載傳給梁 6.035.1=30.75KN/m橫梁自重（包括抹灰） 0.290.6525=4.71KN/m 合計 35.46KN/m走道梁：屋面均布恒載傳給梁 6.035.1=30.75KN/m橫梁自重（包括抹灰） 0.290.6525=4.71KN/m 合計 35.46KN/m活載計算 2.05.1=10
五層框架結(jié)構(gòu)少年宮畢業(yè)設(shè)計計算書
