【正文】 施6”，立面圖詳見(jiàn)建筑施工圖“建施7～建施9”，建筑剖面圖詳見(jiàn)建筑施工圖“建施9中11剖面”，樓梯詳圖見(jiàn)建筑施工圖“建施—10”。3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 概述 工程概況建筑面積：11000平方米左右建筑密度：40％標(biāo)準(zhǔn)層層高：建筑消防高度：。結(jié)構(gòu)形式：鋼筋混凝土框剪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限：50年結(jié)構(gòu)安全等級(jí)：二級(jí)抗震設(shè)防烈度：7度（第二組）框架抗震等級(jí)：二級(jí)場(chǎng)地類(lèi)別：三類(lèi)地基承載力：150kpa基本風(fēng)壓：基本雪壓：. 設(shè)計(jì)軟件本工程采用的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件名稱(chēng)及版本如下：PKPM(2005版)，AutoCAD2004， TSSD for 2004等。其中，AutoCAD2004和TSSD for 2004用于繪制結(jié)構(gòu)施工圖。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，在PMCAD中用人機(jī)交互的方式建立全樓結(jié)構(gòu)模型，自動(dòng)導(dǎo)算荷載，建立恒活荷載庫(kù)，并完成了現(xiàn)澆鋼筋混凝土板結(jié)構(gòu)的計(jì)算和配筋設(shè)計(jì)；采用SATWE對(duì)全樓整體進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算，輸出各層的配筋簡(jiǎn)圖、內(nèi)力包絡(luò)圖和結(jié)構(gòu)周期及位移等，以供設(shè)計(jì)參考和使用。 結(jié)構(gòu)方案的選擇 結(jié)構(gòu)體系的選擇常用的高層混凝土多、高層建筑的結(jié)構(gòu)體系有：框架結(jié)構(gòu)體系、剪力墻結(jié)構(gòu)體系、框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系和筒體結(jié)構(gòu)體系等?？蚣芙Y(jié)構(gòu)體系指沿房屋的縱向和橫向均采用梁、柱組成的結(jié)構(gòu)體系作為建筑豎向承重結(jié)構(gòu)，并同時(shí)承受水平荷載，節(jié)點(diǎn)一般為剛性節(jié)點(diǎn)。具有建筑平面布置靈活、造型活潑等優(yōu)點(diǎn)，可以形成較大的使用空間，易于滿(mǎn)足多功能的使用要求。在結(jié)構(gòu)受力性能方面，框架結(jié)構(gòu)屬于柔性結(jié)構(gòu)，自振周期較長(zhǎng)，地震反應(yīng)較小，經(jīng)過(guò)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以具有較好的延性性能。其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度較小，在地震作用下水平位移較大，容易使填充墻產(chǎn)生裂縫。適用于多層及高度不大的高層建筑結(jié)構(gòu)，一般用于非地震區(qū)15－20層及地震區(qū)15層以下建筑。剪力墻結(jié)構(gòu)體系指用鋼筋混凝土剪力墻承受豎向荷載和抵抗側(cè)向力的結(jié)構(gòu)。其抗震性能優(yōu)越，抗側(cè)剛度大，整體性好。缺點(diǎn)為剪力墻結(jié)構(gòu)中剪力墻的間距受樓板構(gòu)件跨度的限制，間距太小，平面布置不靈活，空間局限，不適應(yīng)于建造公共建筑，結(jié)構(gòu)自重較大，吸引的地震能量大，施工較麻煩，造價(jià)較高。一般用于1550層的高層住宅、旅館、寫(xiě)字樓等?？蚣芗袅Y(jié)構(gòu)體系指在框架結(jié)構(gòu)中設(shè)置一些剪力墻，以增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗側(cè)移能力，框架和剪力墻共同承擔(dān)豎向荷載和側(cè)向力。其既保留了框架結(jié)構(gòu)建筑布置靈活、使用方便的優(yōu)點(diǎn)，又具有剪力墻結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度大、抗震性能好的優(yōu)點(diǎn)，主要有：①同框架結(jié)構(gòu)相比，其側(cè)移??；②減輕節(jié)點(diǎn)負(fù)擔(dān)；③增加超靜定次數(shù)；④保證塑性鉸均勻發(fā)展；⑤層間側(cè)移趨于均勻；⑥框架部分各層層剪力趨于均勻，框架柱配筋較均勻；同時(shí)還可充分發(fā)揮材料的強(qiáng)度作用，框架剪力墻結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)為水平方向剛度不均勻。適用于1530層的辦公樓、公寓、旅館等建筑。筒體結(jié)構(gòu)體系的主要形式有框筒結(jié)構(gòu)、核心筒結(jié)構(gòu)、筒中筒結(jié)構(gòu)等。筒體結(jié)構(gòu)是一種空間受力性能較好的結(jié)構(gòu)體系，它比框架結(jié)構(gòu)或者剪力墻結(jié)構(gòu)具有更大的強(qiáng)度和剛度，特別適用于30層以上或100m以上的超高層辦公樓建筑。本設(shè)計(jì)題目為秦皇島市某圖書(shū)館設(shè)計(jì)，采用框架結(jié)構(gòu)。其平面布置應(yīng)靈活多變，以滿(mǎn)足不同的功能需求，可考慮采用框架結(jié)構(gòu)或者框剪結(jié)構(gòu)。由于此工程為十層建筑，建筑抗震設(shè)防烈度為7度。《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB500112008)，在7度抗震設(shè)防區(qū)，框架結(jié)構(gòu)體系的最大適用高度為55m。同時(shí)，框架結(jié)構(gòu)為超靜定結(jié)構(gòu)，若設(shè)計(jì)合理可在梁端形成塑性鉸，通過(guò)塑性鉸區(qū)域的變形，能夠有效吸收和耗散地震能量，這種變形還降低了結(jié)構(gòu)的剛度，致使結(jié)構(gòu)在地震作用下的反應(yīng)減小，從而具有較好的抗震性能。此外，框架結(jié)構(gòu)的傳力明確、結(jié)構(gòu)布置靈活，抗震性和整體性好，計(jì)算理論較為成熟，在一定高度范圍內(nèi)造價(jià)較低。同時(shí)可提供較大的使用空間?？蚣芙Y(jié)構(gòu)可通過(guò)合理的設(shè)計(jì)，使之具有良好的延性，成為“延性框架”，在地震作用下，這種延性框架具有良好的抗震性能。綜合以上各因素，本設(shè)計(jì)采用框架結(jié)構(gòu)。 結(jié)構(gòu)布置 平面形狀的選擇《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB500112008)：建筑及其抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的平面布置宜規(guī)則、對(duì)稱(chēng)，并應(yīng)具有良好的整體性；建筑的立面和豎向剖面宜規(guī)則，結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度宜均勻變化，豎向抗側(cè)力構(gòu)件的截面尺寸和材料強(qiáng)度宜自下而上逐漸減小，避免抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度和承載力突變。本次辦公樓設(shè)計(jì)中，所采用的建筑物平面形狀為矩形，它具有兩個(gè)對(duì)稱(chēng)軸，平面形狀簡(jiǎn)單、規(guī)則、均勻，若抗側(cè)力構(gòu)件布置合理，質(zhì)心和剛心較為接近，可減少扭轉(zhuǎn)的不利影響，對(duì)抗震有利。 柱網(wǎng)布置《圖書(shū)館建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》[1]“圖書(shū)館各空間柱網(wǎng)尺寸、層高、荷載設(shè)計(jì)應(yīng)有較大的適應(yīng)性和使用的靈活性。藏、閱空間合一者，宜采取統(tǒng)一柱網(wǎng)尺寸，統(tǒng)一層高和統(tǒng)一荷載。” 中規(guī)定“基本書(shū)庫(kù)的結(jié)構(gòu)形式和柱網(wǎng)尺寸應(yīng)適合所采用的管理方式和所選書(shū)架的排列要求。”考慮到柱網(wǎng)布置需滿(mǎn)足規(guī)則、均勻、對(duì)稱(chēng)的原則，且橫縱向的柱距差別不可過(guò)大（否則兩個(gè)方向的主梁高度差別較大，造成使用空間不美觀，且豎向力的傳遞也會(huì)不均勻），因此，在本方案平立面選型的基礎(chǔ)上，進(jìn)行如下的柱網(wǎng)布置： 結(jié)構(gòu)平面布置根據(jù)建筑功能要求及框架結(jié)構(gòu)體系，通過(guò)荷載傳遞路線確定梁系布置方案。根據(jù)樓面豎向荷載的傳遞路線，承重框架的布置方案有以下三種：⑴ 橫向框架承重方案橫向框架承重方案是在橫向布置框架承重梁，樓面豎向荷載由橫向梁傳至柱，而在縱向布置連系梁。橫向框架往往跨數(shù)少，主梁沿橫向布置有利于提高建筑物的橫向抗側(cè)剛度，縱向設(shè)較小的連系梁也有利于房屋的采光和通風(fēng)。⑵ 縱向框架承重方案縱向框架承重方案是在縱向布置框架承重梁，橫向布置連系梁。由于橫梁高度較小，可獲得較高的室內(nèi)凈高，也有利于設(shè)備管線的穿行。該方案的缺點(diǎn)是橫向抗側(cè)剛度較差，抗震性能較差。⑶ 縱橫向框架混合承重方案縱橫向框架混合承重方案是在兩個(gè)方向均布置框架承重梁以承受樓面荷載。縱橫向框架混合承重方案既有利于提高建筑物的橫向剛度，具有較好的整體工作性能，又有利于結(jié)構(gòu)平面布置。本次設(shè)計(jì)的圖書(shū)館采用縱橫向框架混合承重方案，荷載由橫向框架梁和縱向框架梁共同承擔(dān)?？紤]到填充墻沿橫向，故次梁沿橫向布置，以承受墻體荷載。 變形縫設(shè)置為防止結(jié)構(gòu)因溫度變化和混凝土收縮而產(chǎn)生裂縫，常隔一定距離用伸縮縫分開(kāi)；《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB500102010)，現(xiàn)澆式框架結(jié)構(gòu)伸縮縫的最大間距為55m。本設(shè)計(jì)中，建筑總長(zhǎng)為84m，主體九層，局部十層，故在主體與群樓之間設(shè)置收縮縫。，通過(guò)采取下列構(gòu)造措施和施工措施，：①混凝土澆筑采用后澆帶分段施工，混凝土后澆帶的間距不大于30m，寬度800～1000mm，混凝土后澆，鋼筋搭接長(zhǎng)度35d。②采用減小混凝土溫度變化或收縮的措施，如加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)；采用膨脹劑補(bǔ)償混凝土收縮；加強(qiáng)屋面保溫隔熱措施，采用較厚的保溫層，避免屋面溫度變化過(guò)于激烈。為避免同一建筑的各部分由于基礎(chǔ)沉降而產(chǎn)生顯著沉降差異，在容易產(chǎn)生裂縫的部位設(shè)置沉降縫，沉降縫從基礎(chǔ)到上部結(jié)構(gòu)全部斷開(kāi)。本設(shè)計(jì)采用剛性較大的筏板基礎(chǔ)，承托主體與裙樓的整體建筑，用基礎(chǔ)本身的剛度來(lái)抵抗沉降差，故不設(shè)置沉降縫。本工程抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)置的伸縮縫應(yīng)兼作抗震縫。本設(shè)計(jì)縫寬為100mm，能夠滿(mǎn)足抗震縫最小縫寬為70mm的要求。伸縮縫的處理參見(jiàn)建筑施工圖。 結(jié)構(gòu)材料和構(gòu)件截面尺寸的選擇 材料強(qiáng)度等級(jí)⑴ 混凝土強(qiáng)度等級(jí)的選用《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB500102010)，有抗震設(shè)防要求的混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)符合下列要求：設(shè)防烈度為9度時(shí)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜超過(guò)C60；設(shè)防烈度為8度時(shí)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜超過(guò)C70；框支柱、框支梁以及一級(jí)抗震等級(jí)的框架梁、柱、節(jié)點(diǎn)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C30；其他各類(lèi)結(jié)構(gòu)構(gòu)件，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C20。本工程為7度抗震設(shè)防，框架抗震等級(jí)為三級(jí)，故混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C20。本設(shè)計(jì)中，柱混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C40，梁混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C40。若混凝土強(qiáng)度等級(jí)提高，則水泥用量增多，易產(chǎn)生收縮裂縫，故板的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜過(guò)高，宜為C20～C30。本設(shè)計(jì)中，板選用C30混凝土。⑵ 鋼筋強(qiáng)度等級(jí)的選用《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB500112008)，為提高結(jié)構(gòu)抗震性能，普通鋼筋宜優(yōu)先選用HRB400級(jí)或HRB335級(jí)熱軋鋼筋，箍筋宜選用HRB33HRB400或HPB235級(jí)熱軋鋼筋。本設(shè)計(jì)中，梁、柱縱筋采用HRB400級(jí)熱軋鋼筋，板縱筋采用HPB400級(jí)熱軋鋼筋；箍筋均采用HPB235級(jí)熱軋鋼筋。 截面尺寸初估⑴框架梁截面尺寸確定框架梁截面尺寸應(yīng)根據(jù)承受豎向荷載的大小、跨度、抗震設(shè)防烈度、混凝土強(qiáng)度等級(jí)等諸多因素綜合考慮確定。在一般荷載條件下，一般梁和框架梁的截面高度可按（1/81/12）確定（為主梁的計(jì)算跨度），且不宜大于1/4凈跨。寬度可按（1/21/3）確定。次梁高跨比一般取1/121/18，寬高比一般取1/21/3。雙梁式樓梯梁的高度常取 h＝（1/12～ 1/18）Ln，Ln為樓梯梁的水平投影的凈距。井字梁可根據(jù)樓蓋荷載的大小，取h=Ln/20,但最小h不得小于短跨跨度1/=取梁高1/3（h較小時(shí)）1/4（h較大時(shí)），但梁寬不宜小于120mm。①主梁，。②次梁，。③樓梯梁，。④井字梁，。綜合所述，并結(jié)合電算對(duì)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，確定的框架主梁截面尺寸為400mm800mm；次梁截面尺寸為300mm600mm；樓梯梁截面尺寸為250mm400mm；井字梁截面尺寸為250mm800mm。⑵框架柱截面尺寸確定框架柱初選C40混凝土，框架抗震等級(jí)為二級(jí)，由軸壓比初估框架柱截面尺寸時(shí)，可按式（1）計(jì)算，即 （1） 式中 ——框架柱的截面面積，；——框架柱的截面寬度，；——框架柱的截面高度，；——柱軸向壓力設(shè)計(jì)值，按式（2）進(jìn)行估算，或；——框架柱的軸壓比限值；——柱混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。軸向壓力設(shè)計(jì)值按式（32）進(jìn)行估算，即 （2） 式中 ——豎向荷載分布系數(shù)（已含活荷載），；——每個(gè)樓層上單位面積的豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值，14；——柱一層的受荷面積，；——柱承受荷載的樓層數(shù)；——考慮水平力產(chǎn)生的附加系數(shù)，三～一級(jí)抗震等級(jí)時(shí)，；——邊柱、角柱軸向力增大系數(shù)，邊柱，中柱；——柱由框架梁或剪力墻連接時(shí)，柱軸力折減系數(shù)，～。①中柱 ，故取中柱橫截面為800 mm800mm。三層以上取中柱橫截面為700 mm700mm。②邊柱考慮到邊柱承受偏心荷載，故取邊柱截面為800 mm800mm?？紤]到立面效果，且結(jié)構(gòu)周?chē)杓訌?qiáng)，十層均取邊柱截面為700 mm800mm。③角柱角柱雖承受面荷載較小，但由于角柱承受雙向偏心荷載作用，受力復(fù)雜，故截面尺寸為800 mm800mm。綜合所述，并結(jié)合電算對(duì)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，確定的框架柱截面尺寸分別為700mm800mm（結(jié)構(gòu)邊柱），800mm800mm（一、二層結(jié)構(gòu)柱、結(jié)構(gòu)角柱），700mm700mm（其余柱）。⑶確定板厚為了使板具有一定的剛度，其厚度不小于板跨度的1/40，故初選板厚為100mm (短邊3m的板) 和120mm（其他房間）。，板厚不小于板跨度的1/ mm。初選板厚為100mm。 各層結(jié)構(gòu)平面布置圖各層結(jié)構(gòu)平面布置圖見(jiàn)附錄圖1～圖4。4 荷載統(tǒng)計(jì) 屋面荷載 上人屋面（鋪塊材）10厚地磚鋪平拍實(shí)，縫寬5，1:1水泥砂漿填縫 kN/m225厚1:4干硬水泥砂漿，而上撒素水泥 = kN/m2 kN/m24厚高聚物改性瀝青防水卷材 kN/m220厚1:3水泥砂漿，砂漿中摻聚丙烯或錦綸——／立方米=100厚聚苯乙烯泡沫塑料板 =1:8水泥膨脹珍珠巖找2%坡（最薄處20厚） = kN/m2頂棚鋼筋混凝土板底清理干凈7厚1:1:4水泥砂漿砂漿 = kN/m25厚1::3水泥石灰砂漿 = kN/m2表面噴刷涂料合計(jì) kN/m2 不上人屋面（粒料保護(hù)）40厚細(xì)石混凝土剛性防水 = kN/m24厚SBS改性瀝青防水卷材 kN/m21:3水泥砂漿，砂漿中摻聚丙烯或錦淪——100厚聚苯乙烯泡沫塑料板 =1:8水泥膨脹珍珠巖找坡2%（最薄處20厚） = kN/m2頂棚荷載鋼筋混凝土板底清理干凈7厚1:1:4水泥砂漿砂漿 = kN/m25厚1::3水泥石灰砂漿 = kN/m2表面噴刷涂料合計(jì) 樓面荷載 標(biāo)準(zhǔn)層樓面20厚花崗巖板鋪實(shí)拍平，水泥漿擦縫 = kN/m230厚1：4干硬性水泥砂漿 = kN/m2素