土木工程畢業(yè)設計計算書---某中學綜合樓

1、<p><b>　　1.建筑設計</b></p><p>　　建筑設計是在總體規(guī)劃的前提下，根據(jù)任務書的要求綜合考慮基地環(huán)境，使用功能，結構施工，材料設備，建筑經濟及建筑藝術等問題。著重解決建筑物內部各種使用功能和使用空間的合理安排，建筑與周圍環(huán)境，與各種外部條件的協(xié)調配合，內部和外表的藝術效果。各個細部的構造方式等。創(chuàng)造出既符合科學性又具有藝術的生產和生活環(huán)境。</p>

2、;<p>　　建筑設計在整個工程設計中起著主導和先行的作用，除考慮上述各種要求以外，還應考慮建筑與結構，建筑與各種設備等相關技術的綜合協(xié)調，使建筑物做到適用，經濟，堅固，美觀。</p><p><b>　　1.1工程概況</b></p><p>　　本建筑為衡陽市某中學綜合樓。占地面積約為1200㎡，建筑面積4000㎡左右，建筑物共5層，現(xiàn)澆鋼筋混凝土框

3、架結構體系。</p><p>　　該綜合樓擁有語音教室、教師辦公室、會議室、多媒體教室等。樓內設有兩個樓梯，樓梯開間均為3.9m，進深均為8.1m，樓梯的布置均符合消防、抗震的要求。</p><p>　　框架梁、柱、樓面、屋面板板均為現(xiàn)澆。</p><p>　　1.2建筑總平面設計</p><p>　　1.2.1總平面設計</p>

4、<p>　　該建筑耐火等級為二級，四周較空曠，滿足防火間距的要求。</p><p><b>　　1.2.2平面設計</b></p><p><b>　?。?）主要柱距布置</b></p><p>　　該建筑主要用于多媒體教室、計算機教室、辦公室，參考《中小學建筑設計》 </p>&l

5、t;p>　　考慮教室中不宜設柱，主要采用縱向承重，柱距為3.6m和3.9m。</p><p>　　（2）主要房間平面設計</p><p>　　主要教室取10.8m×8.1m，主要辦公室取3.6m×8.1m和7.2m×8.1m考慮教學樓人流量大，所以在底部走廊兩端開門，更利于人流疏散。閱覽室要求采光好，將其布置在五層。</p><p&g

6、t;　　房間門的設置：一般教室、辦公室等的門 取2.7m×1.1m（其中亮子高0.6m，門高2.1m）；樓梯，大廳等通道用的門取 1.8m×2.1m的雙開門，利于逃生。</p><p>　　窗的設置：教室采光等級為Ⅲ級，要求窗地面積比為1/6，選用窗戶尺寸為2.4m×2.1m的大窗。</p><p><b>　　（3）輔助房間設計</b>

7、</p><p>　　衛(wèi)生間平面設計：為保證衛(wèi)生間的自然通風，將衛(wèi)生間布置在建筑的左端。</p><p>　　該建筑預計各層使用人數(shù)為300人。男女比例1比1，即150名男生，150名女生。男大便器40-50人/個，男小便器20-25人/個，女大便器20-25人/個（以上數(shù)據(jù)參考中學廁所設備個數(shù)參考指標）。根據(jù)上述指標，男大便器取4個，女大便器取5-6個，男小便器取5-6個。由于進深為8.

8、1m，有較大空間，統(tǒng)一取男女大便器5個,男小便器5個。</p><p>　?。?）交通聯(lián)系部分的平面設計</p><p>　　走廊：由《樓梯門和走道的寬度指標》可知，當建筑的耐火等級為二級時，一層、二層為0.65m，三層為0.75m/百人，大于四層為1m/百人。設計走廊凈寬為3.4m，考慮墻體與柱子，取軸線尺寸為3300mm，以滿足凈寬的要求。</p><p>　　

9、樓梯：為使人流盡早分散，避免底層走廊過于擁擠，將樓梯與門廳結合在一起布置，兩部樓梯在建筑中均勻布置，滿足安全疏散的要求。</p><p>　　采光：走道盡端設置2.7m×2.1m的窗，以滿足交通聯(lián)系部分的采光要求。</p><p>　?。?）建筑平面組合設計</p><p>　　計算機房、語音室與閱覽室為便于管理，置于四、五層。</p>&l

10、t;p>　　衛(wèi)生間置于通風條件良好的兩端。</p><p>　　考慮人流原因將活動室與接待室置于一層。</p><p>　　1.2.3建筑剖面設計</p><p>　?。?）房屋高度尺寸的確定</p><p>　　該建筑為5層，首層為4.5m。其他層取3.9m。因梁高未定，室內凈高未最終確定，常取3.0-3.3m，與結構設計協(xié)調后定。&

11、lt;/p><p>　?。?）室內外高差的確定</p><p>　　外為了防止室外雨水流入室內，防止建筑舞因為不均勻沉降使地面降低，為了滿足建筑使用的要求，取室內外高差為450mm。</p><p><b>　?。?）采光設計</b></p><p>　　學校建筑的采光等級為Ⅲ級，窗寬與開間之比為2/3<2.4/3.3

12、<1,由《側窗采光時房間進深L與窗高h的比值表》，查出相應窗高h=L/2.7至L/3.4，取h=2.1m，地面至窗臺高度為0.9m。</p><p>　　1.2.4建筑立面設計</p><p>　　學校建筑應嚴謹而活潑，該建筑采用對稱設計，門廳設置于建筑的中軸線中間，在結構設計中取的梁高可能不一致，引起窗洞高度的變化，在外立面上用與窗顏色相近深色調整。底層階梯教室臨街一側不設置窗，整

13、個外墻用貼褚紅色面磚間乳白色面磚。</p><p><b>　　1.3構造設計</b></p><p>　　1.3.1內外墻體材料及厚度的確定</p><p>　　根據(jù)墻體在平面上所處位置不同，有內墻和外墻、縱墻和橫墻之分。凡位于房屋內部的墻體統(tǒng)稱為內墻，它主要起分隔房間的作用；位于房屋周邊的墻體統(tǒng)稱為外墻，它主要是抵御風、霜、雨、雪的侵襲和保

14、溫、隔熱，其圍護作用；沿建筑物短軸方向布置的墻體稱為橫墻，有內橫墻和外橫墻之分。在一片墻上，窗與窗或窗與門之間的墻體稱為窗間墻，窗洞下部的墻稱為窗下墻。墻體按結構受力情況分為承重墻和非承重墻。此結構墻體均為非承重墻。非承重墻雖不承受外來荷載，但承受自身重量，下部有基礎的墻稱為自承重墻。僅起分隔房間的作用，自身重量由樓板或梁來承擔的墻稱為隔墻?？蚣芙Y構中，填充在柱子之間的墻又稱為填充墻。</p><p>　　墻體應

15、滿足以下幾個要求：要有足夠的強度和穩(wěn)定性，滿足保溫、隔熱等熱工方面的要求，滿足隔聲要求，滿足防火要求及抗震要求。為滿足抗震要求，應設置貫通的圈梁，使其具有一定的延伸性，減緩墻體的酥碎現(xiàn)象產生。墻腳和勒腳受到土壤中水分的侵蝕，致使墻身受潮，墻面層脫落，影響衛(wèi)生環(huán)境，應做好防潮工作。則外墻及女兒墻墻體材料采用240的頁巖磚，內墻采用200厚加氣混凝土墻。</p><p>　　1.3.2樓板層的選擇</p>

16、<p>　　樓板層是多層建筑樓層間的水平分隔構件，它一方面承受著樓板層上的全部靜、活荷載，并將這些荷載連同自重傳給墻或柱；另一方面還對墻體起著水平支撐作用。幫助墻體抵抗由于風或地震等所產生的水平力，以增強建筑物的整體剛度，本設計所有樓板均取120mm。</p><p><b>　　1.3.3屋面</b></p><p>　　屋面為上人屋面，屋頂是建筑物的

17、維護結構，應能抵抗自然界各種惡劣環(huán)境的影響。首先是能抵抗風雪雨霜的侵襲，其中雨水對雨水的威脅最大，故防水是屋頂設計的核心，防水由專業(yè)公司承擔建設。在房屋建筑中，屋頂漏水非常普通，其中原因是多方面的，在設計時要多加考慮。</p><p>　　屋頂不僅是房屋的維護結構，也是房屋的承重結構。所以屋頂結構應有足夠的強度和剛度，作到安全可靠，應防止因結構變形、防止開裂漏水，防止屋面變形。</p><p&

18、gt;<b>　　1.4防火設計</b></p><p>　　該建筑耐火等級為二級，建筑分類為二類。二類建筑的每個防火分區(qū)最大允許建筑面積為1500m2，故每層為一防火分區(qū)。</p><p>　　該建筑設有兩部樓梯，每個防火分區(qū)的安全出口為2個， 滿足規(guī)范的要求。 </p><p>　　表1 安全疏散距離</p>

19、;<p>　　該建筑總長為52.5m，設置2部樓梯，任一房間至外部出口的距離不大于15m，安全疏散距離滿足規(guī)范要求。</p><p>　　表1.2疏散走道、安全出口、疏散樓梯和房間疏散門每100 人的凈寬度</p><p>　?、倜繉邮枭⒆叩?、安全出口、疏散樓梯以及房間疏散門的每100 人凈寬度不應小于表1.2的規(guī)定；當每層人數(shù)不等時，疏散樓梯的總寬度可分層計算，地上建筑中下

20、層樓梯的總寬度應按其上層人數(shù)最多一層的人數(shù)計算；地下建筑中上層樓梯的總寬度應按其下層人數(shù)最多一層的人數(shù)計算； ②當人員密集的廳、室設置在地下或半地下時，其疏散走道、安全出口、疏散樓梯以及房間疏散門的各自總寬度，應按其通過人數(shù)每100 人不小于1m 計算確定； ③首層外門的總寬度應按該層或該層以上人數(shù)最多的一層人數(shù)計算確定，不供樓上人員疏散的外門，可按本層人數(shù)計算確定；</p><p>　　本建筑應

21、設封閉樓梯間，在走道和樓梯交匯處設置防火門，門寬1.8m。一層防火門開向走道，其余各層開向樓梯。</p><p><b>　　2.結構設計說明</b></p><p><b>　　2.1 工程概況</b></p><p>　　該工程為5層綜合樓，主體為現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結構，占地面積約為1200㎡，建筑面積4000㎡左右，

22、建筑物共5層，底層層高4.5m，標準層層高3.9m，總高度22.80m，室內外高差0.450m，基礎頂面距離室外地面1.1m，基礎采用柱下獨立基礎。</p><p>　　該綜合樓擁有教室、教師辦公室、會議室、多媒體教室等。樓內設有兩個樓梯，樓梯開間均為3.9m，進深均為8.1m，樓梯的布置均符合消防、抗震的要求。</p><p>　　框架梁、柱、樓面、屋面板板均為現(xiàn)澆。</p>

23、<p>　　2.2 設計主要依據(jù)</p><p>　　2.2.1 設計依據(jù) </p><p>　　a) 國家及湖南省現(xiàn)行的有關結構設計規(guī)范、規(guī)程及規(guī)定。</p><p>　　b) 本工程各項批文及甲方單位要求。</p><p>　　c) 本工程的活載取值嚴格按《建筑結構荷載規(guī)范》（GB50009-2012）執(zhí)行。<

24、;/p><p>　　本工程采用框架結構體系，抗震等級為五級。本工程耐火等級為二級，其建筑構件的耐火極限及燃燒性能均按民用建筑設計規(guī)范（GBJI0I8-7）執(zhí)行.</p><p>　　全部圖紙尺寸除標高以米為單位外均以毫米為單位。本工程結構圖中所注標高均為結構標高。</p><p>　　2.3 結構設計方案及布置</p><p>　　鋼筋混凝土框架

25、結構是由梁，柱通過節(jié)點連接組成的承受豎向荷載和水平荷載的結構體系。墻體只給圍護和隔斷作用。框架結構具有建筑平面布置靈活，室內空間大等優(yōu)點，廣泛應用于電子、輕工、食品、化工等多層廠房和住宅、辦公、商業(yè)、旅館等民用建筑。因此這次設計的成集中學教學樓采用鋼筋混凝土框架結構。</p><p>　　按結構布置不同，框架結構可以分為橫向承重，縱向承重和縱橫向承重三種布置方案。</p><p>　　本次

26、設計的綜合樓采用橫向承重方案，豎向荷載主要由橫向框架承擔，樓板為預制板時應沿橫向布置，樓板為現(xiàn)澆板時，一般需設置次梁將荷載傳至橫向框架。橫向框架還要承受橫向的水平風載和地震荷載。在房屋的縱向則設置連系梁與橫向框架連接，這些聯(lián)系梁與柱實際上形成了縱向框架，承受平行于房屋縱向的水平風荷載和地震荷載。</p><p><b>　　2.4變形縫的設置</b></p><p>

27、　　在結構總體布置中，為了降低地基沉降、溫度變化和體型復雜對結構的不利影響，可以設置沉降縫、伸縮縫和防震縫將結構分成若干獨立的單元。</p><p>　　當房屋既需要設沉降縫，又需要設伸縮縫，沉降縫可以兼做伸縮縫，兩縫合并設置。對有抗震設防要求的的房屋，其沉降縫和伸縮縫均應該符合防震縫的要求，并進可能做到三縫合一。</p><p>　　本工程由于建筑尺寸未達到設變形縫的要求，故不做變形縫設

28、計。</p><p><b>　　2.5 構件初估</b></p><p>　　2.5.1 柱截面尺寸的確定</p><p>　　柱載面尺寸可根據(jù)式 , ，其中可根據(jù)負載面積，估算而得。且框架柱截面高度不宜小于400mm,寬度不宜小于350mm。為避免發(fā)生剪切破壞，柱凈高與截面長邊之比不宜大于4。</p><p>　

29、　由軸壓比限值條件N/fcA≤0.9 （框架柱的負荷面積內每平米按15kN/m2初估）</p><p>　　A≥N/0.9fc=2154.64×1000/(0.9×14.3)=167415.69mm2</p><p>　　∵A=bh ∴ b=h =409.2mm 初估：</p><p>　　柱截面：b×h=500mm×500m

30、m. </p><p>　　2.5.2 梁尺寸確定</p><p>　　框架梁截面高度取梁跨度的l/8~l/12，可初步確定框架橫梁350mm×700mm、250mm×500mm，框架縱梁250mm×500mm。 </p><p>　　2.5.3 樓板厚度</p><p>　　樓板為現(xiàn)澆雙向板，根據(jù)經驗板厚取

31、120mm。</p><p>　　2.6 基本假定與計算簡圖</p><p>　　2.6.1 基本假定</p><p>　　第一：平面結構假定：該工程平面為正交布置，可認為每一方向的水平力只由該方向的抗側力結構承擔，垂直于該方向的抗側力結構不受力。</p><p>　　第二：由于結構體型規(guī)整，結構在水平荷載作用下不計扭轉影響。結構的整體空

32、間作用可以忽略。</p><p>　　2.6.2 計算簡圖</p><p>　　在橫向水平力作用下，連梁梁對墻產生約束彎矩，因此將結構簡化為剛結計算體系，計算簡圖如后面所述。</p><p><b>　　2.7荷載計算</b></p><p>　　作用在框架結構上的荷載通常為恒載和活載。恒載包括結構自重、結構表面的粉灰

33、重、土壓力、預加應力等?；詈奢d包括樓面和屋面活荷載、風荷載、雪荷載、安裝荷載等。</p><p>　　高層建筑水平力是起控制作用的荷載，包括地震作用和風力。地震作用計算方法按《建筑結構抗震設計規(guī)范》進行，對高度不超過40m以剪切為主且質量和剛度沿高度分布比較均勻的結構，可采用底部剪力法。</p><p>　　豎向荷載主要是結構自重（恒載）和使用荷載（活載）。結構自重可由構件截面尺寸直接計算

34、，建筑材料單位體積重量按荷載規(guī)范取值。使用荷載（活荷載）按荷載規(guī)范取值，樓面活荷載折減系數(shù)按荷載規(guī)范取用。</p><p>　　2.8 側移計算及控制</p><p>　　框架結構的側移由梁柱桿件彎曲變形和柱的軸向變形產生的。其中桿件的彎曲變形為剪切變形，柱的軸向變形為彎曲變形。在層數(shù)不多的框架中，柱軸向變形引起的側移很小，可以忽略不計。在近似計算中，一般只需計算由桿件彎曲引起的變形。&l

35、t;/p><p>　　當一般裝修標準時，框架結構在地震作用下層間位移和層高之比、頂點位移與總高之比分別為1：650，1：700。</p><p>　　框架結構在正常使用條件下的變形驗算要求各層的層間側移值與該層的層高之比不宜超過1/550的限值。</p><p>　　2.9 內力計算及組合</p><p>　　2.9.1 豎向荷載下的內力計算

36、</p><p>　　豎向荷載下內力計算首先根據(jù)樓蓋的結構平面布置，將豎向荷載傳遞給每榀框架。框架結構在豎向荷載下的內力計算采用分層法計算各敞口單元的內力，然后在將各敞口單元的內力進行疊加；連梁考慮塑性內力重分布而進行調幅，按兩端固定進行計算。</p><p>　　2..2 水平荷載下的計算</p><p>　　利用D值法計算出框架在水平荷載作用下的層間水平力，然

37、后將作用在每一層上的水平力按照該榀框架各柱的剛度比進行分配，算出各柱的剪力，再求出柱端的彎矩，利用節(jié)點平衡求出梁端彎矩。</p><p>　　2.9.3 內力組合</p><p>　　第一：荷載組合。荷載組合簡化如下：</p><p>　　（1）1.2恒荷載+1.4活荷載、（2）1.2恒荷載+1.4風荷載、（3）1.2恒荷載+0.9（活荷載+風荷載）</p&

38、gt;<p>　　第二：控制截面及不利內力?？蚣芰褐鶓M行組合的層一般為頂上二層，底層，混凝土強度、截面尺寸有改變層及體系反彎點所在層。</p><p>　　框架梁控制截面及不利內力為：支座截面，－Mmax，Vmax，跨中截面，Mmax。</p><p>　　框架柱控制截面為每層上、下截面，每截面組合：Mmax及相應的N、V，Nmax及相應M、V，Nmin及相應M、V。<

39、;/p><p>　　2.10 基礎設計</p><p>　　在荷載作用下，建筑物的地基、基礎和上部結構3部分彼此聯(lián)系、相互制約。設計時應根據(jù)地質資料，綜合考慮地基——基礎——上部結構的相互作用與施工條件，通過經濟條件比較，選取安全可靠、經濟合理、技術先進和施工簡便的地基基礎方案。根據(jù)上部結構、工程地質、施工等因素，優(yōu)先選用受力情況較好的樁基礎。</p><p>　　2

40、.11 施工材料</p><p>　　第一：本工程中所采用的鋼筋箍筋為Ⅰ級鋼，fy=270N/m㎡,主筋為Ⅱ級鋼，</p><p>　　fy=300N/m㎡。</p><p>　　第二：柱梁鋼筋混凝土保護層為25mm,板為20mm。</p><p>　　第三：鋼筋的錨固和搭接按國家現(xiàn)行規(guī)范執(zhí)行。</p><p>　　

41、第四：本工程所有混凝土強度等級為C10、C25、C30。</p><p>　　第五：墻體外墻間采用240厚普通磚。</p><p>　　2.12 施工要求及其他設計說明</p><p>　　第一：本工程上部樓板設計時未考慮較大施工堆載（均布），當外荷載達到3.0Kn/m時，應采取可靠措施予以保護。</p><p>　　第二：本工程女兒墻壓頂

42、圈梁為240mm×120mm，內配4φ8，?φ6@250，構造柱為240mm×240mm，內配4φ10，φ6@250，間隔不大于2000mm</p><p>　　第三；施工縫接縫應認真處理，在混凝土澆筑前必須清除雜物，洗凈濕潤，在刷2度純水泥漿后，用高一級的水泥沙漿接頭，再澆筑混凝土。</p><p>　　第四：未詳盡說明處，按相關規(guī)范執(zhí)行。</p>&l

43、t;p><b>　　3.設計計算書</b></p><p>　　3.1 設計原始資料</p><p>　　①.冬季主導風向冬季西北風，夏季主導風向東南。</p><p>　?、?常年地下水位低于-1.3m，水質對混凝土沒有侵蝕作用。</p><p>　?、?最大降雨量60mm/h，基本雪壓SO=0.5KN/m2,

44、基本風壓WO=0.35KN/m2，土壤最大凍結深度0.09m。</p><p>　?、?抗震設防烈度5度，設計地震分組第二組，不做抗震設防。</p><p><b>　　⑤.地質條件</b></p><p><b>　　表3 土質分層表</b></p><p>　　3.2 結構布置及計算簡圖 &

45、lt;/p><p>　　根據(jù)該房屋的使用功能及建筑設計的需求，進行了建筑平面、立面、及剖面設計其各層建筑平面剖面示意圖如建筑設計圖，主體結構4層，標準層層高為3.6m。</p><p>　　填充墻面采用200mm厚的加氣混凝土。門窗的材質、門窗的洞口尺寸見門窗表。</p><p>　　樓蓋及屋蓋均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結構，樓板厚度取120mm，梁載面高度按梁跨度的1/12

46、~1/8估算，由此估算的梁載面尺寸見表1，表中還給出柱板的砱強度等級。C30（fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2）</p><p>　　表4 梁截面尺寸</p><p>　　基礎采用獨立柱基礎，基礎+距離室外地平0.55，室內外高差為0.45,框架結構計算簡圖如圖所示，取頂層柱的形心線作為框架柱的軸線，梁軸線取至板頂，2-5層柱高度即為層高3.9m，底層柱高度從基礎頂面

47、取至一層板底，即h1=4.50+0.55+0.45=5.5m。框架計算簡圖見圖1。</p><p>　　圖1 框架計算簡圖</p><p><b>　　3.3 荷載計算</b></p><p>　　3.3.1計算荷載總圖</p><p>　　板傳遞至梁上的三角形或梯形荷載，為了簡化計算近視等效為均布荷載，采用2圖的等

48、效轉換。</p><p>　　圖2 荷載等效轉換圖</p><p>　　本次計算辦公樓縱向柱距為3.6m，橫向柱距為8.1m和3.6m。單區(qū)格板3.6m x8.1m,3.3m x3.6m，都按雙向板計算。取13號軸線框架梁計算。梁布置如圖3，板上荷載分布如圖,4，計算單元選取如圖5.</p><p><b>　　圖3 梁布置圖</b><

49、;/p><p>　　圖4 板上荷載分布</p><p><b>　　圖5 計算單元</b></p><p>　　3.3.2恒載標準值計算</p><p>　　屋面 (剛性防水屋面含保溫層) ：</p><p>　　10厚地磚鋪實拍平，縫寬5-8，1：1水泥漿填縫 </p>&

50、lt;p>　　25厚1：4干硬性水泥砂漿 </p><p>　　滿鋪0.5厚聚乙烯薄膜一層 </p><p>　　1.2厚氯化聚乙烯橡膠共混防水卷材 </p><p>　　1.5厚聚氨酯防水涂料

51、 </p><p><b>　　刷基層處理劑一遍</b></p><p>　　20厚1:2.5水泥砂漿找平層 </p><p>　　平均厚度為50，1:8水泥珍珠巖保溫層 </p><p>　　干鋪50厚擠塑聚苯乙烯塑料板

52、 </p><p>　　20厚1:2.5水泥砂漿找平層 </p><p>　　總計：2.30kN/m2</p><p>　　120mm厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板 0.1225=3.00kN/m2</p><p>　　12mm厚天棚抹灰

53、 0.01220=0.240kN/m2</p><p>　　屋面恒荷載 5.54kN/m2</p><p>　　CD跨框架梁自重（除去120厚板） 0.25 (0.5-0.12) 25=2.375KN/m</p><p>　　抹灰層：15厚水泥砂漿 </p&

54、gt;<p>　　CD跨梁線荷載 2.60KN/m</p><p>　　CD軸間框架梁屋面板傳荷載：</p><p><b>　　按照圖2計算</b></p><p>　　25.543.32=11.426 KN/m</p><p>　

55、　CD軸間框架梁屋面板傳荷載 11.43KN/m</p><p>　　BC、DE跨框架梁自重（除去120厚板） 0.3 (0.7-0.12) 25=4.35KN/m</p><p>　　抹灰層：15厚水泥砂漿 </p><p>　　BC、DE跨梁線荷載

56、 4.70KN/m </p><p>　　BC、DE軸間框架梁屋面板傳荷載：</p><p><b>　　按照圖2計算</b></p><p>　　25.541.8=19.944KN/m</p><p>　　CD軸間框架梁屋面板傳荷載

57、 19.94KN/m</p><p>　　因此作用于頂層框架梁的線荷載為：</p><p>　?。ㄗⅲ哼@里的下標5表示第5層,1表示梁上線荷載，2表示板傳荷載）</p><p><b>　　樓面：</b></p><p>　　10厚地磚鋪實拍平，水泥漿擦縫 </p&g

58、t;<p>　　40厚1：4干硬性水泥砂漿 </p><p>　　素水泥漿結合層一遍 </p><p>　　120厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板 </p><p>　　12mm厚天棚抹灰

59、 0.01220=0.24 kN/m2 </p><p>　　樓面恒荷載 </p><p>　　CD軸間框架梁樓面板傳荷載：</p><p><b>　　按照圖2計算</b></p>&l

60、t;p>　　CD軸間框架梁屋面板傳荷載 9.16KN/m</p><p>　　BC、DE軸間框架梁樓面板傳荷載：</p><p><b>　　按照圖2計算</b></p><p>　　24.441.8=15.984KN/m</p><p>　　BC、DE軸間框架梁屋

61、面板傳荷載 15.98KN/m</p><p>　　CD跨框架梁及梁側粉刷 2.60KN/m </p><p>　　BC、DE跨框架梁及梁側粉刷 4.70KN/m</p><p>　　因此作用于標準層框架梁的

62、線荷載為：</p><p>　　屋面框架節(jié)點集中荷載：</p><p>　　B、E軸柱縱梁自重 </p><p>　　粉刷 </p><p>　　1.5m高女兒墻自重(做法:墻高 1380mm,120mm素砼壓頂) </p><

63、;p>　　頂層B、E軸柱集中荷載 </p><p>　　C、D軸柱縱梁自重 </p><p>　　粉刷 </p><p>　　C、D軸縱梁傳來屋面自重（按照圖2計算）</p><p>　

64、　頂層C、D軸柱集中荷載 </p><p>　　樓面框架節(jié)點集中荷載標準值（2-4層）：</p><p>　　B、E軸柱縱梁自重 </p><p>　　粉刷 </p><p>　　鋼框玻璃窗自重

65、 </p><p>　　窗上、下墻體 </p><p>　　窗間墻體 </p><p>　　粉刷 </p><p>　　框架柱自重 </p>&

66、lt;p>　　粉刷 </p><p>　　標準層B、E柱集中荷載 </p><p>　　C、D軸柱縱梁自重 </p><p>　　粉刷 </p><p>　　內縱墻自重:2

67、00厚加氣混凝土墻</p><p>　　粉刷 </p><p>　　框架柱自重 </p><p>　　粉刷 </p><p>　　C、D軸縱梁傳來的樓面自重 </p>

68、<p>　　標準層C、D柱集中荷載 </p><p>　　一層柱節(jié)點集中荷載（基礎距離室外地平0.55）</p><p>　　一層B、E柱集中荷載 </p><p>　　一層C、D柱集中荷載

69、 </p><p>　　恒荷載作用下的荷載圖如下：</p><p>　　圖6 恒載作用下荷載圖 </p><p>　　3.3.3活載標準值計算</p><p>　　屋面和樓面活荷載標準值</p><p>　　根據(jù)《建筑結構荷載規(guī)范》 （GB50009—2001）查得：</p><p>

70、;　　上人屋面： 2.0KN/m2</p><p>　　樓面、教室： 2.0KN/m2</p><p>　　走廊： 2.5KN/m2 </p><p>　　辦公室： 2.0KN/m2</p><p>　　廁所： 2.0KN/m2</p><p><b>　　雪荷載：</b

71、></p><p>　　屋面活荷載與雪荷載不同時考慮，取兩者中較大值。</p><p>　　根據(jù)以上屋面取活荷載2.0KN/m2；樓面室內活荷載取2.0KN/m2，走廊活荷載取2.5KN/m2。（計算過程與永久荷載相同）</p><p>　　活荷載作用下的荷載圖如下：</p><p>　　圖7 活載作用下荷載圖</p>

72、<p>　　3.4豎向荷載作用框架內力計算</p><p>　　2.4.1框架線剛度</p><p>　　在求梁截面慣性矩時考慮到現(xiàn)澆樓板的作用，取</p><p><b>　　， </b></p><p><b>　　CD跨梁：</b></p><p><

73、b>　　BC、DE跨梁：</b></p><p><b>　　上部各層柱：</b></p><p><b>　　底層柱：</b></p><p>　　令=1.0，則其余各桿的相對剛度為：</p><p><b>　　，，</b></p><

74、p>　　圖8 各構件線剛度 </p><p>　　3.4.2豎向荷載內力計算</p><p>　　豎向荷載作用下的內力一般可采用近似法，有分層法，彎矩二次分配法和迭代法。這里豎向荷載作用下的內力計算采用彎矩二次分配法。</p><p>　　豎向荷載作用下,當可變荷載作用小于永久荷載作用時，為方便起見，可不考慮可變荷載最不利布置，而是把可變荷載同時全部作用于

75、所有的框架梁上。在支座處所求得的內力與按最不利荷載布置求得的內力相近，可在截面配筋時，梁跨中可以乘以1.1-1.2的系數(shù)予以增大?？蚣軝M梁均布恒荷載、活荷載可從前面荷載計算中查得。具體數(shù)值見圖6、7。</p><p>　　計算時采用全框架，梁端剪力可根據(jù)梁端豎向荷載引起的剪力和梁端彎矩引起的剪力相疊加而得。柱軸力可根據(jù)梁端剪力和節(jié)點集中力相疊加而得到。計算過程應考慮柱自重。求得桿端內力后，通過靜力平衡條件可求得相

76、應的剪力和軸力。</p><p>　　計算方法：首先將各點的分配系數(shù)填在相應的方框內，將梁的固端彎矩填寫在框架橫梁相應的位置上，然后將節(jié)點放松，把各節(jié)點不平衡彎矩同時進行分配。假定遠端固定進行傳播（不向滑動端傳遞），右（左）梁分配彎矩向左（右）梁傳播，上（下）分配彎矩向下（上）傳播。第一次分配彎矩傳遞后再進行第二次彎矩分配。</p><p>　　恒荷載作用下的內力計算：計算的過程見下圖9&

77、lt;/p><p>　　圖9 永久荷載彎矩二次分配圖</p><p>　　活荷載作用下的內力計算：</p><p>　　計算的過程見下圖10</p><p>　　圖10 活荷載彎矩二次分配圖</p><p><b>　　梁跨中彎矩計算</b></p><p>　　均布荷

78、載作用下的跨中彎矩</p><p><b>　　梁跨中彎矩為：</b></p><p>　?。╭為梁上均布荷載，l為梁計算跨度），計算過程見下表。 </p><p>　　表5 活載作用下梁跨中彎矩計算表</p><p>　　表6 恒載作用下梁跨中彎矩計算</p><p><b>　　

79、續(xù)表6</b></p><p><b>　　梁端剪力計算</b></p><p><b>　　梁端剪力：</b></p><p>　　式中：-梁上均布荷載引起的剪力，</p><p>　　-梁端彎矩引起的剪力，</p><p>　　梁端左右剪力：梁端左右剪力：

80、 </p><p>　　梁端左右剪力計算過程見下表5</p><p>　　表7 恒載作用下梁端剪力計算</p><p><b>　　續(xù)表7</b></p><p>　　表8 活載作用下梁端剪力計算</p><p><b>　　柱軸力計算</b></p>

81、<p><b>　　柱軸力：</b></p><p>　　式中： ，-梁端剪力， -節(jié)點集中力及柱自重</p><p>　　恒載作用下的柱軸力計算見下表7.</p><p>　　活載作用下的柱軸力計算見下表8.</p><p><b>　　表9 柱軸力計算</b></p>

82、<p><b>　　續(xù)表9</b></p><p>　　表10 柱軸力計算</p><p><b>　　續(xù)表10</b></p><p>　　將以上荷載進行綜合，算出各結構內力如下： </p><p>　　表11 恒載作用下的剪力和軸力</p><p>　

83、　表12 活載作用下的剪力和軸力</p><p>　　根據(jù)上面求得的數(shù)據(jù)繪制框架恒載、活載作用下梁柱彎矩、剪力圖</p><p>　　圖11 恒載作用下梁柱彎矩圖</p><p>　　圖12 活載作用下梁柱彎矩圖</p><p><b>　　反對稱對結構</b></p><p>　　圖13

84、 恒載作用下梁剪力圖</p><p><b>　　反對稱對結構</b></p><p>　　圖14 活載作用下梁剪力圖</p><p><b>　　對稱對結構</b></p><p>　　圖15：活載作用下柱軸力圖</p><p><b>　　對稱對結構</b

85、></p><p>　　圖16：活載作用下柱軸力圖</p><p>　　對梁端彎矩進行調幅，乘以，跨彎矩進行調幅，乘以1.2</p><p><b>　　表13 梁端彎矩</b></p><p><b>　　續(xù)表14</b></p><p>　　3.4.3風荷載內力計

86、算</p><p>　　該綜合樓高度H=22.8m30m,可取，對于矩形平面。從地質資料中可知，擬建場地地貌屬沖積平原，次建筑擬建于杭州郊區(qū)，所以按B類地貌進行風荷載計算。建筑高度從外地面開始算起，不計地面以下部分，故取底層為4.95m</p><p>　　各層作用風荷載值按下式計算：</p><p>　　由于房屋的高度不大，風振系數(shù)都取為1.0。B為3.6m。計算

87、結果見表12</p><p>　　表14 風荷載計算</p><p>　　采用D值法進行計算，公式為：</p><p>　　圖17 各層柱剪力</p><p><b>　　反彎點高度討論：</b></p><p><b>　　注：其中反彎點高度</b></p>

88、<p><b>　　，計算結果見下表</b></p><p>　　表15 B、C軸框架柱反彎點位置</p><p>　　表16 B、C軸框架柱反彎點位置</p><p><b>　　以頂層計算為例：</b></p><p>　　圖18 頂層在剪力作用下彎矩</p>

89、<p><b>　　同理求得</b></p><p>　　軸力計算對桿BC、CD、DE分別進行單獨分析，即可求出梁端B,C,D,E的剪力，從而可推出柱的軸力。以桿BC為例：</p><p><b>　　圖15：桿分析</b></p><p>　　所以可以得到 柱B：-0.77kn，柱C：-0.37kn，柱E：0

90、.37kn，柱F：0.77kn</p><p>　　其余幾層也可以按同樣的方法可以得到，這里不進行一一計算。</p><p><b>　　反對稱結構</b></p><p>　　圖19 風荷載作用下的彎矩圖</p><p>　　圖20 風荷載作用下的柱軸力圖（以壓為正）</p><p>　　圖

91、21 風荷載作用下剪力圖（以順時針為正）</p><p><b>　　3.5內力組合</b></p><p>　　荷載組合時考慮三種荷載組合形式：（1）恒荷載+活荷載、（2）恒荷載+活荷載、（3）。</p><p>　　表17 橫梁內力組合</p><p><b>　　續(xù)表17</b><

92、/p><p>　　表18 框架柱內力組合</p><p><b>　　續(xù)表18</b></p><p><b>　　3.6梁截面設計</b></p><p>　　根據(jù)橫粱控制截面內力設計值，利用受彎構件正截面承載力和斜截面承載力計算公式，算出所需縱筋及箍筋并進行配筋。</p><p

93、>　　基本數(shù)據(jù)： 混凝土C30， =14.3N/, =1.43N/</p><p>　　鋼筋HPB235， =270N/；HRB335, =300N/ </p><p>　　保護層厚度為25mm，</p><p><b>　　不考慮抗震設計</b></p><p>　　3.6.1正截面受彎承載力計算</p&

94、gt;<p>　　（僅以底層梁為例說明計算過程，下如同）</p><p>　　梁BC（700mm300mm）：框中截面彎矩M=173.75KN/m</p><p>　　所以下部實配320，上部按構造要求配筋。DE跨下部按構造要求配筋。</p><p>　　框架梁BC、CD正截面配筋見下表：</p><p>　　表19 框架梁正

95、截面強度計算</p><p>　　3.6.2斜截面受彎承載力計算</p><p>　　梁端B為例（底層），V=141.85</p><p><b>　　，為厚腹板</b></p><p>　　滿足計算公式適用范圍</p><p><b>　　所以構造配筋</b></p&

96、gt;<p>　　各斜截面計算配筋見下表：</p><p>　　表20 各斜截面計算配筋</p><p>　　同理其他樓層該梁配筋如下：</p><p>　　表21 各斜截面計算配筋</p><p>　　圖22 :1-4層梁配筋圖</p><p>　　圖23 :頂層梁配筋圖</p>&l

97、t;p>　　3.7框架柱截面設計</p><p>　　3.7.1軸壓比驗算</p><p><b>　　柱C底層軸力： </b></p><p><b>　　軸壓比： </b></p><p>　　滿足軸壓比要求，則B柱也滿足。</p><p>　　3.7.2正截面承載

98、力計算</p><p>　　柱的同一截面承受正負彎矩，故可按對稱配筋的方法進行設計。</p><p>　　對底層柱進行配筋計算：</p><p><b>　　故取</b></p><p>　　B柱與C柱分別進行考慮</p><p>　　B柱控制組合有(1)N=1026.97KN，M=48.31(2

99、)N=1241.35KN,M=44.23</p><p>　　C柱控制組合有(3)N=1507.55KN，M=24.28(4)N=1544.22KN,M=21.91</p><p><b>　　C柱：</b></p><p><b>　　對組合（1）有：</b></p><p><b>　

100、　，</b></p><p><b>　　取</b></p><p><b>　　屬于大偏壓。</b></p><p>　　對（1）按雙向配筋大偏壓簡化計算法計算</p><p><b>　　則有</b></p><p><b>　

101、　配筋計算</b></p><p>　　按最小配筋率進行配置</p><p>　　每側選用216+216二級鋼，垂直彎矩作用平面，按構造要求選擇鋼筋，并按構造要求選擇箍筋</p><p><b>　　對組合（2）有：</b></p><p><b>　　，</b></p>

102、<p><b>　　取</b></p><p><b>　　屬于大偏壓。</b></p><p>　　對（2）按雙向配筋大偏壓簡化計算法計算</p><p><b>　　則有</b></p><p><b>　　配筋計算</b></p>

103、;<p>　　按最小配筋率進行配置</p><p>　　每側選用216+216二級鋼，垂直彎矩作用平面，按構造要求選擇鋼筋，并按構造要求選擇箍筋</p><p><b>　　同理</b></p><p>　　B柱按最小配筋配筋。</p><p>　　每側選用216+216二級鋼，垂直彎矩作用平面，按構造要求

104、選擇鋼筋，并按構造要求選擇箍筋</p><p>　　3.7.3斜截面承載力計算</p><p>　　B柱最不利截面組合：M=57.11kn，N=1204.68kn,V=18.4kn</p><p>　　C柱最不利截面組合：M=50.86kn，N=1486.04kn,V=18.1kn</p><p><b>　　C柱計算</b&

105、gt;</p><p><b>　　剪跨比：，取=3。</b></p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　<0</b></p><p>　　故柱箍筋按最小配筋率配置箍筋，</p><p>　　配置4@200，此時</

106、p><p>　　加密區(qū)箍筋最大間距小于min(8d,150),所以加密區(qū)為4@100，非加密區(qū)取4@200。</p><p>　　B柱與C柱剪力相差不大，在這不單獨進行計算，箍筋配置參照C柱。

107、

108、 </p><p><b>　　3.8樓板設計</b></p><p>　　這

109、里以區(qū)格樓板A,B,C,D,E為例。其中恒載標準值：，活載標準值：(教室： 2.0KN/m2走廊： 2.5KN/m2) </p><p>　　走廊樓面板按多跨連續(xù)雙向板計算，跨中最大彎矩為當內支座固定時在作用下的跨中彎矩值與內支座鉸支時在作用下的跨中彎矩之和。計算時混凝土的泊松比取0.2。計算支座最大負彎矩為當內支座固定時作用下的支座彎矩。</p><p>　　圖24 :板區(qū)格

110、分布圖</p><p><b>　　則取</b></p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　計算過程見下表：</b></p><p>　　表22 各區(qū)格板計算配筋</p><p><b>　　截面設計：</b

111、></p><p>　　板厚為120mm，選用8鋼筋，則方向跨中截面的，方向跨中截面的，支座截面的。 為了方便于計算，可以近似取，。對于連續(xù)板的中間區(qū)格，其跨中截面及中間支座截面的折減系數(shù)為0.8。配筋計算及實際配筋已列于下表：</p><p>　　表23 各區(qū)格板計算配筋</p><p>　　A，B區(qū)格板為單向板，取一米板寬進行計算。計算簡圖如下<

112、/p><p><b>　　圖25：計算簡圖</b></p><p>　　為了方便于計算，可以近似取，。配筋計算及實際配筋已列于下表：</p><p>　　表24 各斜截面計算配筋</p><p><b>　　3.9基礎設計</b></p><p><b>　　3.9.

113、1設計資料</b></p><p><b>　　（1）.地形</b></p><p><b>　　擬建建筑地形平整</b></p><p>　?。?）.工程地質條件</p><p>　　自上而下土層依次如下：</p><p>　　表25 土層分布表</p&

114、gt;<p><b>　　查規(guī)范得：，</b></p><p>　?。?）.水文地質條件</p><p>　　地下水對混凝土無侵蝕性。</p><p>　　地下水位深度：位于地表下1.5m。</p><p>　?。?）.上部結構材料</p><p>　　上部結構為多層全現(xiàn)澆框架結構，

115、室外地坪標高同自然地面，室內外高差450mm。</p><p><b>　　（5）.材料</b></p><p>　　混凝土等級Ｃ25~C30，鋼筋Ⅰ、Ⅱ級。</p><p>　　3.9.2 C柱獨立基礎設計</p><p>　?。?）.選擇基礎材料</p><p>　　基礎采用C25混凝土，HP

116、B235級鋼筋，預估基礎高度0.55m。</p><p>　　（2）.選擇基礎埋置深度</p><p>　　根據(jù)柱下獨立基礎課程設計任務書要求和工程地質資料選取。</p><p>　　擬建建筑物地下水對混凝土結構無腐蝕性，地下水位于地表下1.5m。</p><p>　　本設計取2號土層為持力層，所以考慮取室外地坪到基礎底面為：0.55+1.5

117、5=2.1m由此得基礎剖面示意圖，如圖1.2所示。</p><p>　　圖26 基礎剖面示意圖</p><p>　?。?）.求地基承載力特征值fa</p><p>　　根據(jù)2號土層粉質粘土，查表得=0.5，=2.0。</p><p>　　基底以上土的加權平均重度為：</p><p><b>　　=</b

118、></p><p>　　則持力層承載力特征值（先不考慮對基礎寬度修正值）</p><p>　?。?）.初步選擇基底尺寸</p><p>　　計算基礎和回填土重時的基礎埋深</p><p><b>　　d=</b></p><p>　　柱底荷載標準值： </p><p

119、><b>　　故基礎底面積為</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　又因為 </p><p><b>　　故 </b></p><p>　　取 ,不需要再對進行修正。</p><p&

120、gt;　?。?）.驗算持力層地基承載力</p><p><b>　　基礎和回填土重為</b></p><p>　　1544.22+418.5=1962.72</p><p><b>　　偏心距</b></p><p><b>　　即，滿足要求。</b></p>&

121、lt;p><b>　　基底最大壓力：</b></p><p>　　<1.2=1.2×251.84=302.21</p><p>　　故確定該柱下基礎底面尺寸：</p><p>　?。?）.計算基底反力</p><p>　　柱底荷載組合標準值： </p><p><

122、b>　　靜偏心距為</b></p><p>　　基礎邊緣處的最大和最小凈反力為</p><p><b>　?。?）.基礎高度</b></p><p>　　①基底凈反力 </p><p>　?、谙禂?shù) </p><p><b>　　③基礎有效高度 &

123、lt;/b></p><p><b>　　則基礎底板高度 </b></p><p>　　該柱下獨立基礎采用階梯形基礎，取兩階， 又因為初步預估基礎高度為h=550mm 則取第一階300mm，第二階250mm.基礎底板高度，從而基礎底板有效高度</p><p><b>　?。?）.抗沖切驗算</b></p>

124、<p>　　① 柱邊基礎截面抗沖切驗算</p><p>　　由上知 </p><p><b>　　則 , 取 </b></p><p>　　因為偏心受壓，則，所以沖切力</p><p>　　當h=510mm時，</p><p><b>　　抗沖切力為<

125、/b></p><p><b>　　因此滿足要求。</b></p><p>　?、?變階處截面抗沖切驗算</p><p><b>　　, 則取 </b></p><p><b>　　所以沖切力</b></p><p><b>　　抗沖

126、切力為</b></p><p><b>　　因此滿足要求。</b></p><p><b>　　（9）.配筋計算</b></p><p>　　選用HPB300鋼筋，</p><p><b>　　基礎縱向方向。</b></p><p>　　對于

127、Ⅰ-Ⅰ截面，柱邊凈反力為</p><p><b>　　=</b></p><p>　　懸臂部分凈反力平均值為</p><p><b>　　彎矩為</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　對于Ⅲ-Ⅲ截面（變階處），有</p