【正文】 某集團(tuán)綜合教學(xué)樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1建筑設(shè)計(jì)根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，在參觀了學(xué)校幾棟教學(xué)樓基礎(chǔ)上，我先后做出了幾個(gè)方案，經(jīng)過選擇，確定了最終的建筑設(shè)計(jì)方案。（方案平面圖詳見圖1－1）建筑功能說明：方案所有房間均為矩形，比較傳統(tǒng)，但是經(jīng)濟(jì)實(shí)用；建筑布置完全對(duì)稱，這樣有利于引導(dǎo)人流，且外形較好，整體布局較為緊湊；方案的建筑功能均基本符合任務(wù)書的要求，各個(gè)房間比例恰當(dāng)，組合自然。電梯設(shè)于門廳處，主樓梯緊鄰電梯，承擔(dān)主要的人流量，在教學(xué)樓東部盡頭設(shè)第二部樓梯，同時(shí)設(shè)第二個(gè)出口。結(jié)構(gòu)布置完全對(duì)稱，對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有利，尤其對(duì)抗震有利，且方便計(jì)算與施工。建筑平面設(shè)計(jì)主要應(yīng)考慮建筑物的功能要求，力求建筑物的美觀大方，同時(shí)兼顧結(jié)構(gòu)平面布置盡量規(guī)則合理和抗震要求，以便于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。綜合考慮建筑和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求，初步擬定內(nèi)廊式平面框架形式。對(duì)于平面布置作如下幾點(diǎn)說明：1）為了滿足不同類型的房間對(duì)使用面積的要求，同時(shí)考慮結(jié)構(gòu)的受力合理性及柱網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)尺寸，局部地方采用小一級(jí)柱網(wǎng)尺寸；2），主要人流通道為位于大樓中部的兩部電梯和主樓梯。為了滿足防火要求，在大樓的東側(cè)增設(shè)了另一部樓梯。在底層走廊的東端設(shè)有側(cè)門，供緊急疏散用。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，柱突出外墻，外觀上顯得有立體感，凹凸有致，穩(wěn)重；同時(shí)，考慮到框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，柱間多用窗少用墻，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。大門正中間，使整個(gè)建筑物顯得美觀大方。大門采用鋼化玻璃門，使整個(gè)大門顯得現(xiàn)代，門廳空間顯得通透；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。建筑方案已經(jīng)確定，本教學(xué)樓總高超過28m，適用于《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ3—2002）。現(xiàn)對(duì)照《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（以下簡稱《抗震規(guī)范》）與《高層建筑混凝土設(shè)計(jì)規(guī)程》（以下簡稱《高規(guī)》），驗(yàn)證其設(shè)計(jì)的合理性，并給出該建筑的部分總體信息：1）。2）（從室外地坪至主要屋面高度，不包括頂層電梯檢修間），低于《高規(guī)》；3），低于《高規(guī)》；4）本教學(xué)樓平面上呈矩形，平面有關(guān)參數(shù)均符合《高規(guī)》；5），低于《高規(guī)》，不設(shè)置溫度縫與防震縫。6）本教學(xué)樓結(jié)構(gòu)豎向布置比較規(guī)則，均勻，除頂層電梯檢修間外，無過大的外挑與內(nèi)收，符合《高規(guī)》。7）本教學(xué)樓根據(jù)《抗震規(guī)范》，屬丙類建筑；根據(jù)《抗震規(guī)范》，屬于三級(jí)框架。116圖１－１　建筑設(shè)計(jì)平面圖2結(jié)構(gòu)選型及布置根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，本教學(xué)樓為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)；由于地基承載力較好，采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)計(jì)算要求手算一榀框架。針對(duì)本教學(xué)樓的建筑施工圖紙，選擇第④軸橫向框架為手算對(duì)象。本計(jì)算書除特別說明外，所有計(jì)算、選型、材料、圖紙均為第④軸橫向框架數(shù)據(jù)。：考慮到強(qiáng)柱弱梁，施工順序（現(xiàn)場(chǎng)澆注混凝土?xí)r一般梁、板一起整澆，柱單獨(dú)澆注）等因素，擬選構(gòu)件材料如下：1）柱：采用C30混凝土，主筋采用HRB335鋼筋，箍筋采用HPB235鋼筋；2）梁：采用C30混凝土，主筋采用HRB335鋼筋，箍筋采用HPB235鋼筋；3）板：采用C30混凝土，鋼筋采用HPB235。4）基礎(chǔ)：采用C30混凝土，鋼筋采用HPB235鋼筋；④軸框架構(gòu)件尺寸確定：此教學(xué)樓為七層全現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)，建筑面積約為5477平方米，建筑平面如圖2－1所示：圖２－１　結(jié)構(gòu)平面布置：（1）氣象條件雪荷載：基本雪壓為S0=（水平投影）；風(fēng)荷載：全年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槟巷L(fēng)，基本風(fēng)壓為W0=；常年氣溫差值：50℃；最大降雨量150mm/d。（2）工程地質(zhì)條件教學(xué)樓場(chǎng)地位于某市中心地帶，場(chǎng)地土類型為中軟場(chǎng)地土，地質(zhì)條件較為簡單：場(chǎng)地相對(duì)完整、穩(wěn)定，土層分布均勻。（3）建筑地點(diǎn)冰凍深度冰凍深度：室外天然地面以下300mm。（4）建筑場(chǎng)地類別：二類場(chǎng)地土，不考慮地下水影響，地面粗糙度B類。（5）地震設(shè)防烈度抗震按7度設(shè)防。（6）建筑耐久等級(jí)、防火等級(jí)均為Ⅱ級(jí)。（7）材料強(qiáng)度等級(jí)　混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，縱向鋼筋為HRB335級(jí)，箍筋為HPB235。（１）結(jié)構(gòu)布置如圖2－1。（２）各梁柱截面尺寸初估框架梁根據(jù)”抗震規(guī)范”:梁寬不小于200mm,梁高不大于4倍梁寬,梁高,梁寬框架柱根據(jù)“抗震規(guī)范”，截面的寬度和高度均不宜小于300mm；剪跨比宜大于2,截面長邊與短邊的邊長比不宜大于3?！翱拐鹨?guī)范”。構(gòu)件編號(hào)計(jì)算跨度l／mm梁高h(yuǎn)／mm梁寬b/mm橫向框架梁L16600650300L23000350200縱向框架梁L34500450200L43300450200底層框架柱Z13900600600其它層框架柱Z23900600600表2－1　梁柱截面尺寸確定油氈防水層（一氈二油上鋪小石子） 20mm水泥沙漿找平層 ＝膨脹珍珠巖沙漿找坡（平均厚120） 120厚加氣混凝土塊保溫 120mm厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 吊頂 屋面恒載標(biāo)準(zhǔn)小計(jì) 屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值（雪荷載） 水磨石地面 120厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 吊頂 樓面恒載標(biāo)準(zhǔn)值 樓面活載標(biāo)準(zhǔn)值 包括梁側(cè)、柱側(cè)抹灰，有吊頂房間梁不包括抹灰。例：L1：，凈長6m，均布線荷載為，重量為。Z1：，均布線荷載為，重量為。梁柱自重表如下：表2－2　梁柱自重表構(gòu)件編號(hào)截面（）長度（m）線荷載（KN/M）每根重量KN每層根數(shù)每層總重（KN）L124702L231263L344L44Z148Z248注：梁長為凈跨　墻體自重標(biāo)準(zhǔn)值內(nèi)外墻皆采用240mm厚加氣混凝土塊填充，內(nèi)墻抹灰，外墻貼面磚，面荷載為：240mm厚加氣混凝土外墻：240mm厚加氣混凝土內(nèi)墻：240mm磚墻砌女兒墻：考慮開門和開窗，墻應(yīng)扣除門窗面積，門窗重量查規(guī)范可得：底層外墻：底層內(nèi)墻：底層門窗重量：一～六層外墻：一～六層內(nèi)墻：一～六層門窗重量：女兒墻自重：（以③軸框架為代表）（1）框架屋面節(jié)點(diǎn)集中恒載標(biāo)準(zhǔn)值①A、D軸處頂層邊節(jié)點(diǎn)：縱向框架梁自重 縱向框架梁傳來屋面自重 ＝②B、C軸頂層中間節(jié)點(diǎn)縱向框架梁自重 縱向框架梁傳來屋面自重 ＝（2）一～六層框架樓面節(jié)點(diǎn)集中恒載標(biāo)準(zhǔn)值①A、D軸處頂層邊節(jié)點(diǎn)：縱向框架梁自重 梁上墻加抹灰加窗重 樓面板傳來重量 ②B、C軸一～六層中間節(jié)點(diǎn)縱向框架梁自重 梁上墻加抹灰加門重 縱向框架梁傳來樓面自重 ＝（3）框架屋面節(jié)點(diǎn)集中活荷載標(biāo)準(zhǔn)值①A、D軸處頂層邊節(jié)點(diǎn)：縱向框架梁傳來屋面活荷載 ＝②B、C軸頂層中間節(jié)點(diǎn)縱向框架梁傳來屋面活載 ＝（4）框架樓面節(jié)點(diǎn)集中活荷載標(biāo)準(zhǔn)值①A、D軸處頂層邊節(jié)點(diǎn)：縱向框架梁板傳來樓面活荷載 ②B、C軸一～六層中間節(jié)點(diǎn)縱向框架梁傳來樓面自重　橫向框架梁上分布荷載（以③軸框架為代表）（1）作用在頂層③軸框架梁上恒載標(biāo)準(zhǔn)值L1梁自重（均布線荷） L2梁自重（均布線荷） L1梁上屋面板傳來（梯形荷載）　 　L2梁上屋面板傳來（三角形荷載）　　　?。?）作用在一～六層③軸框架梁上恒載標(biāo)準(zhǔn)值L1梁自重（均布線荷） L2梁自重（均布線荷） L1梁上樓板傳來（梯形荷載）　 　　L2梁上樓面板傳來（三角形荷載）　　　?。?）作用在頂層③軸框架梁上活荷（雪荷）標(biāo)準(zhǔn)值L1梁上屋面板傳來（梯形荷載）　　　　　　　L2梁上屋面板傳來（三角形荷載）　　　　?。?）作用在一～六層③軸框架梁上活荷標(biāo)準(zhǔn)值L1梁上樓板傳來（梯形荷載）　　　　　 　L2梁上樓板傳來（三角形荷載）　　　　　　　重力荷載代表值根據(jù)“抗震規(guī)范”，頂層重力荷載代表值包括：屋面恒載、50%屋面雪荷載、頂層縱橫框架梁自重、頂層半層墻柱自重及女兒墻自重。其它層重力荷載代表值包括：樓面恒載、50%樓面均布活荷載、該層縱橫框架自重、該層樓上下各半層柱及墻體自重。各層樓面的重力荷載代表值如下：建筑物總重力荷載代表值為：地震作用下的計(jì)算簡圖見下圖：圖２－2　結(jié)構(gòu)平面布置圖3　內(nèi)力及側(cè)移計(jì)算　水平地震作用力下框架的側(cè)移及內(nèi)力計(jì)算　梁的線剛度因本樓學(xué)樓采用現(xiàn)澆樓蓋，在計(jì)算框架梁的截面慣性矩時(shí)，對(duì)邊框架梁取（為矩形梁的截面慣性矩）；對(duì)中框架采用，采用C30混凝土。梁的線剛度為：橫梁線剛度計(jì)算見表3－1.柱截面尺寸為：橫向框架計(jì)算簡圖見圖3－1.表3－1　橫梁線剛度計(jì)算表梁號(hào)截面跨度混凝土標(biāo)號(hào)慣性矩邊框架框中框架梁L1C30L23C30L3C30L4C30圖３－１　結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖　橫向框架柱側(cè)向剛度橫向框架柱側(cè)向剛度計(jì)算表如下：表3－3　橫向框架柱側(cè)向剛度D值計(jì)算表層次柱類型一般層底層一般層底層各柱剛度根數(shù)二至七層邊框架邊柱4邊框架中柱4中框架邊柱18中框架中柱18D底層邊框架邊柱4邊框架中柱4中框架邊柱18中框架中柱18D　橫向框架自振周期按頂點(diǎn)位移法計(jì)算框架的自振周期為考慮填充墻的周期調(diào)整系數(shù)，為頂點(diǎn)位移，為自振周期橫向框架頂點(diǎn)位移的計(jì)算見下表表3－4　橫向地震作用框架頂點(diǎn)位移計(jì)算表層次層間相對(duì)位移7654321故：　橫向地震作用由“抗震規(guī)范”，在II類場(chǎng)地，7度區(qū)，結(jié)構(gòu)的特征周期和地震影響系數(shù)為：，因?yàn)?，所以因?yàn)?，故頂部附加地震作用系?shù)為：。頂部附加地震作用這：。各質(zhì)點(diǎn)的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值、樓層地震作用、地震剪力及樓層間位移計(jì)算過程見下表：表中：表3－5　地震作用標(biāo)準(zhǔn)值、樓層地震作用、地震剪力及樓層間位移計(jì)算表層次7823800682380058238004823800382300028238001728000橫向框架各層水平地震作用、地震剪力分布見下圖：圖32　水平地震作用、地震剪力分布圖　橫向框架抗震變形驗(yàn)算首層，層間相對(duì)位移的限制滿足規(guī)范要求?！∷降卣鹆ψ饔孟聶M向框架的內(nèi)力計(jì)算以③軸橫向框架為例進(jìn)行計(jì)算。在水平地震作用下，框架柱剪力及彎矩計(jì)算采用D值法，其計(jì)算結(jié)果見表3－6。柱號(hào)層次層高層間剪力層間剛度各柱剛度Dim/∑DVimKyM下M上A78238001770068238001770058238001770048238001