【正文】 ........................................................................................... 74 框架柱截面設計 ................................................................................................ 79 8 板截面設計 ....................................................................................... 87 B1 計算 ............................................................................................................... 87 B2 計算 ............................................................................................................... 89 9 基礎設計 ........................................................................................... 91 作用于基礎頂面上的荷載計算 ....................................................................... 91 A 柱基礎的計算 ................................................................................................. 93 B 柱基礎的計算 ................................................................................................. 95 參考文獻 ............................................................................................... 98 致謝 ....................................................................................................... 99 1 1 工程概況 工程概述 工程名稱： 單身宿舍樓 建筑地點： 北京 建筑類型： 三 層 宿舍 樓 ，現澆框架填充墻結構 。 工程簡介：場地面積為 15m2， 擬建 建筑面積約 2100 m2。樓蓋及屋蓋均采用鋼筋混凝土框架結構，現澆樓板厚度取為 120mm，填充墻采用 蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊。 基礎采用 柱下 獨立基礎 。 門窗使用 ： 大門采用玻璃門，其它的為木門， 一般 門洞尺寸為 1200mm? 2400mm，窗全部為鋁合金窗，高為 2400mm 水文、地質、氣候條件 ： 抗震設防烈度為 8 度， 設計基本地震加速度值為 ， 基本雪壓為， 基本風壓為 ， 冰凍深度為 ，地基承載力標準值為 fk=140kN/m2， 場地類型為 II 類 ，本工程不考慮地下水影響。 結構設計依據 建筑抗震設計規(guī)范 GB 50011－ 2021 建筑地基基礎設計規(guī)范 GB 50007－ 2021 混凝土結構設計規(guī)范 GB 50010－ 2021 建筑結構荷載規(guī)范 GB 50009－ 2021 建筑結構制圖標準 GB/T 50105－ 2021 建筑制圖標準 GB/T 50104－ 2021 建筑構 、 配件標準圖集 材料選用 柱：采用 C30 混凝土，主筋采用 HRB400 鋼筋，箍筋采用 HPB235 鋼筋； 梁：采用 C30 混凝土，主筋采用 HRB400 鋼筋，箍筋采用 HPB235 鋼筋； 板：采用 C30 混凝土，鋼筋采用 HRB335； 基礎：采用 C30 混凝土，主筋采用 HRB335 鋼筋，構造 筋采用 HPB235 鋼筋。 2 2 建筑設計 建筑平面設計 建筑平面設計主要應考慮建筑物所處的環(huán)境及其功能要求，同時又要兼顧結構平面布置的規(guī)則和合理；此外，考慮到抗震設計的一些要求，建筑物應力求規(guī)則。因此，本次設計在平面上采用“一”字形、內廊式的平面布置。具體布置見建筑平面圖。對該平面設計作如下說明： 本設計柱網上采用 和 。 采用了內廊式結構布置。中間走道寬 ，以滿足人流要求 ， 同時設有兩部樓梯，兼做消防樓梯 。 建筑立面設計 結合平面設計中框架柱的布置，立面上主要采用豎向劃分，外觀上顯得大方、挺拔、氣派；同時，考慮到框架結構的優(yōu)點，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)奏的虛實對比，顯得明快、活潑，同時也得到了良好的采光效果。大門設于正中間，使整個建筑物顯得美觀大方。大門設有左右兩扇門，使整個大門顯得大氣；雨蓬的運用，和大門的設置一同起到了突出主要入口功能，起到了吸引人流導向的作用。 屋頂設計 屋頂采用現澆混凝土結構平屋頂， 屋頂設計為 非 上人屋頂， 檐口采用 高女兒墻 。 ： 屋面排水采用保溫層 找坡，坡度取 2%，設計為 外 排水 。 ：采用不上 人屋面， 柔性防水綜合使用 。 ：采用 120 厚的水泥珍珠巖保溫。 3 3 結構方案的選擇及結構布置 結構方案 該 宿舍 樓主體結構采用鋼筋混凝土現澆框架 結構 形式 。 框架結構 抗震 性能 好，整體性好 ， 建筑平 面 布置靈活 ， 可以用隔斷墻分割空間 ， 以適應不同的使用功能的要求 。 正是基于這些優(yōu)點 ， 目前框架結構在辦公樓 、 教學樓 、 商場 、 住宅等房屋建筑中 廣泛 采用。 結構布置 樓板的均布活載和恒載間接或直接傳至 框架梁，再由框架 梁傳至框架柱，最后傳至地基。 根據以上樓蓋的平面布置及豎向荷載的傳力途徑，本教學樓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，增加框架的橫向側移剛度。 建筑的三分之一處 均 設有樓梯， 以解決垂直交通問題。 另外，結構布置完全對稱，對結構設計有利，尤其對抗震有利。 結構布置圖 見圖 ： 圖 框架結構平面布置圖 柱網尺寸及層高 本 宿舍 樓采用縱向柱距為 橫向邊跨為 ，中跨為 的內廊式 框架， 一 層高為 ，二層 以上 為 。 4 梁 、 柱截面尺寸的初步確定 梁的截面尺寸的 初步 確定 根據《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》（ JGJ 32021） 節(jié)規(guī)定 :“框架結構的主梁截面高度可按計算跨度的 1/10～ 1/18 確定?！笨傻? 橫向框架梁： 取 h=l/18～ l/10=334～ 600mm，取為 600mm，寬 b為 300mm； 縱向框架梁 : 取 h=l/18～ l/10=434～ 780mm，取為 600mm，寬 b為 300mm。 柱的截面尺寸的 初步 確定 框架柱的面積根據柱的軸壓比確定 ： 柱組合的軸壓力設計值 N=nβFgE 注： n —— 樓層層數。 β—— 柱軸壓力增大系數 （邊柱取 ， 中柱取 ）。 F—— 算柱的負載面積，本方案中邊柱及中柱的負載面積分別為 m2。 gE—— 建筑面積上的重力荷載代表值，可近似的取 14kN/m2。 柱的截面尺寸 Ac≥N/（ ?Nfc ） 注： ?N—— 軸壓比限值， 該框架結構抗震設防烈度為 八 度，建筑高度30m按 二 級抗震等級，查《 建筑抗震設計規(guī)范 》 （ GB 500112021） 可知取為 。 fc —— 軸心抗壓強度設計值，對 C30，查 《 混凝土結構設計規(guī)范 》（ GB 500102021） 得 。 對于邊柱 ： N= nβFgE =3 14＝ Ac≥ N/（ Nfc ） = 103/（ ） ＝ 119128mm2 對于中柱： N= nβF gE =3 14＝ Ac≥ N/（ Nfc ） = 103/（ ） =166091mm2 取柱截面為正方形，則邊柱、中柱截面分別為 345 mm ? 345 mm， 408 mm 5 ? 408 mm，考慮到施工、計算簡便以及安全因素，各柱截面尺寸從底層到頂層均取為 500 mm ? 500 mm。 樓板選擇 由于 6000/3900=＜ 2，根據 《混凝土結構設計規(guī)范》（ GB 500102021） 中規(guī)定“板的跨厚比：鋼筋混凝土單向板不大于 30，雙向板不大于 40?！彼裕?板的厚度取 3900/40=，故本 設計中所有樓板均采用現澆板，板厚均為 120mm。 結構橫向框架的計算簡圖 及梁柱線剛度 梁的截面尺寸的 初步 確定 框架的計算單元?、噍S線上的一榀框架進行計算，其余框架可參照此框架進行配筋。假定框架柱嵌固于基礎頂面，框架梁與柱剛接。由于各層柱的截面尺寸不變，故梁跨等于柱截面形心軸線之間的距離。 本框架結構采用柱下獨立基礎，基礎頂面到室內地面 為 。橫向框架的計算簡圖見下圖所示，取頂層柱的形心線作為軸線， 2～ 3 層柱的高度取為 ，底層柱的 高度 從基礎頂面 至 樓 板，h1=+=。 由此可繪出框架的計算簡圖，如 圖 所示。 梁的截面尺寸的 初步 確定 對于現澆樓板， 中框架梁取 02II? ， 30 112I bh?， cEIi l? 。 各跨框架梁和各層框架柱的線剛度計算分別 見表 和表 。 由于該榀框架結構對稱，因此只需計算半邊結構 。 表 梁線剛度 bi 的計算 構件 EC (N/mm2) b? h (mm mm) I0 (mm4) L (mm) (N mm) 2ECI0/L (N mm) 邊框架梁 AB 104 300 600 109 6000 1010 1010 中框架梁 BC 104 300 600 109 2700 1010 1010 6 表 柱線剛度 ci 的計算 層 EC (N/mm2) b? h (mm mm) I0 (mm4) h (mm) ECI0/h (N mm) 1 104 500 500 109 5400 1010 2~3 104 500 500 109 3600 1010 令 ?23層 柱，則其余各桿件的相對線剛度為： 10105 .4 0 0 10 1 .2 44 .3 4 0 3 1 00i ?? ???AB 、 CD 梁， 10101 2 .0 0 0 0 1 0 2 .7 64 .3 4 0 3 1 0i ?? ???BC 梁， 101010 0 .6 74 .3 4 0 3 1 02 .8 9 3 5i ?? ???1層 柱 框架結構的相對線剛度如 圖 所示。 圖 橫向框架計算簡圖 7 4 豎向荷載作用下的內力計算 恒荷載 標準值 計算 恒荷載作用下各層框架梁上的荷載分布如下圖所示： 圖 各層梁上作用的恒荷載 屋面框架梁線荷載標準值 高聚物改性瀝青卷材防水屋面 kN/m2 結構層： 120 厚現澆鋼筋混凝土板 25 =3 kN/m2 抹灰層：粉刷石膏 kN/m2 合計 kN/m2 各層樓面 陶瓷地磚樓面 kN/m2 結構層： 120 厚現澆鋼筋混凝土板 25 =3 kN/m2 抹灰層粉刷石膏砂漿 kN/m2 合計 kN/m2 梁自重 b? h=300 mm ? 600 mm 梁自重 25 （ ） = kN/m 抹灰層：粉刷石膏砂漿 ﹝（ ） 2+﹞ 12 =合計 柱自重 b? h=500 mm? 500 mm 柱自重 25 = kN/m 8 抹灰層：粉刷石膏砂漿 4 12 = kN/m 合計