【正文】 河北科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)某大學(xué)公共教學(xué)樓全現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第一部分 設(shè)計(jì)任務(wù)書1 設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)題目：《某大學(xué)公共教學(xué)樓設(shè)計(jì)》2設(shè)計(jì)目的及要求設(shè)計(jì)目的：（1）鞏固、加深已學(xué)過的基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí)，提高綜合運(yùn)用基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí)的能力；（2）熟悉土木工程專業(yè)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的程序和方法、了解我國(guó)有關(guān)土木工程建筑的方針和政策，了解工程建設(shè)的基本程序；（3）熟悉土木工程專業(yè)的有關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)；（4）針對(duì)要解決的問題，學(xué)習(xí)和熟悉如何搜集國(guó)內(nèi)、外資料，了解國(guó)內(nèi)外的現(xiàn)狀和水平，吸取先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法；（5）學(xué)習(xí)調(diào)查研究的方法，深入實(shí)際了解已有的設(shè)計(jì)所存在的問題，在設(shè)計(jì)中克服這些不足，改進(jìn)設(shè)計(jì)方案；（6）了解工程的常用做法，增強(qiáng)工程意識(shí)，提高工程實(shí)踐能力。具體要求：堅(jiān)持“適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀”的設(shè)計(jì)原則培養(yǎng)繪圖施工的能力，圖紙不僅達(dá)到數(shù)量要求，而且要確保質(zhì)量、建筑功能及要求。3建筑功能及要求擬建某大學(xué)公共教學(xué)樓為永久建筑，建筑層數(shù)6層，工程總面積5400㎡，結(jié)構(gòu)形式采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。指導(dǎo)思想：堅(jiān)持以人為本，在功能和結(jié)構(gòu)上分區(qū)合理，依據(jù)教學(xué)樓規(guī)模、類型、等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)基地的環(huán)境條件及功能要求，進(jìn)行平面組合、空間設(shè)計(jì)。在整個(gè)設(shè)計(jì)中突出教學(xué)樓的特色，體現(xiàn)均質(zhì)、優(yōu)美、簡(jiǎn)單、有序的建筑特點(diǎn)。耐久等級(jí)II級(jí)，耐火等級(jí)2級(jí)。在分析、研究所給設(shè)計(jì)任務(wù)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合其實(shí)際功能，完成建筑施工圖設(shè)計(jì)。要求合理確定平面柱網(wǎng)尺寸、布置房間、確定樓梯數(shù)量、位置及形式；滿足室內(nèi)采光、通風(fēng)要求；確定合理層高，樓（地）面、屋面、墻身工程做法；建筑風(fēng)格、造型應(yīng)富有創(chuàng)意，有時(shí)代感。繪制建筑物的平面圖、立面圖、剖面圖、樓梯施工圖和其他部分結(jié)構(gòu)詳圖。4設(shè)計(jì)內(nèi)容圖紙及歸檔要求按照建施建施2……排序，設(shè)計(jì)的建筑施工圖有：總平面圖 1:200建筑平面圖（包括首層、標(biāo)準(zhǔn)層、頂層）1:100立面圖（2～4個(gè)）1:100剖面圖（通過門窗或較復(fù)雜部位剖切）1:100設(shè)計(jì)說明書（材料做法表、門窗數(shù)量表）按照:結(jié)施結(jié)施2……排序，設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)施工圖有：基礎(chǔ)平面、剖面圖平面結(jié)構(gòu)布置圖梁板配筋圖柱配筋圖圖紙可用計(jì)算機(jī)繪制，也要有手工繪制。布局勻稱、圖面整潔、線條圓滑、符號(hào)正確、符合《建筑制圖標(biāo)準(zhǔn)》、尺寸完善。計(jì)算正確、說明清楚、詞語(yǔ)簡(jiǎn)練、用詞恰當(dāng)、字跡工整。第二部分 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說明1 設(shè)計(jì)的基本條件和內(nèi)容本次設(shè)計(jì)的任務(wù)是在石家莊河北科技大學(xué)建設(shè)公共教學(xué)樓。建筑地點(diǎn)：石家莊市建筑面積：4500～5500㎡層 數(shù)：6層辦公室建筑：（1）電腦機(jī)房2間，配電室1間，資料室1間；（2）小會(huì)議室2間，40㎡，辦公室若干間60㎡，實(shí)驗(yàn)室4間，100㎡；（3）小教室若干間約60㎡，電教室若干間，100㎡，階梯大教室2間，約150㎡；（4）每層設(shè)男女衛(wèi)生間各1間，教師休息室1間，20㎡，儲(chǔ)藏室1間，20—30㎡；（5）其他房間可根據(jù)情況自行設(shè)計(jì)。℃。常年主導(dǎo)風(fēng)向：東北西南風(fēng)；㎡，㎡。最大凍土深度：。按7級(jí)抗震，第一組。場(chǎng)地類型為Ⅱ類場(chǎng)地。基本不考慮地基土變形驗(yàn)算，建筑場(chǎng)地持力層屬粉質(zhì)粘土，地基承載力特征值130kN/㎡。建筑場(chǎng)地的主導(dǎo)風(fēng)向所在地氣象資料得到。，屬潛水類型，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)不具腐蝕性。地基處理及基礎(chǔ)方案：根據(jù)場(chǎng)地巖土工程和建筑荷載特點(diǎn)，建議本工程采用天然地基。梁板混凝土采用C35混凝土，縱筋采用Ⅲ級(jí)鋼筋，箍筋采用Ⅰ級(jí)鋼筋。結(jié)構(gòu)計(jì)算書包括結(jié)構(gòu)布置，設(shè)計(jì)依據(jù)及步驟和主要計(jì)算的過程及計(jì)算結(jié)果，計(jì)算簡(jiǎn)圖，即如下內(nèi)容：（1）地震作用計(jì)算； （2）框架內(nèi)力分析，箍筋計(jì)算（取一榀）；（3）基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算； （4）板、樓梯的設(shè)計(jì)計(jì)算。其他構(gòu)件計(jì)算視設(shè)計(jì)情況而定。2 結(jié)構(gòu)類型本建筑設(shè)計(jì)方案采用框架結(jié)構(gòu)。梁、板、柱、樓面均采用現(xiàn)澆型混凝土。柱網(wǎng)布置圖3框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算，梁跨度及柱高確定 a. 邊跨橫梁 L=8000mm為滿足承載力、剛度及延性要求截面高度取1/15～1/10的跨度，即： h=8000(1/15～1/10)=533～800mm 取600mm梁截面寬度一般取1/3 ～1/2梁高，同時(shí)不宜小于250mmb=600(1/3～1/2)=200～300 取50的模數(shù)，可取300mm b. 中跨橫梁 l=3000mm 為滿足承載力、剛度及延性要求界面高度取1/15～1/10的跨度，即： h=3000(1/15～1/10)=200～300mm 為了使梁的潔面尺寸盡量一致，取h=600mm 梁截面寬度一般取1/3～1/2梁高，同時(shí)不宜小于250mm b=600(1/3～1/2)=200～300mm 可以看出，按1/3～1/2梁高取值時(shí)，中跨橫梁的寬度太小。由于主柱的面尺寸一般在600左右，則梁寬取300mm。 c. 縱梁 對(duì)于l=10000mm的縱梁 為滿足承載力、剛度及延性要求截面高度取1/15～1/10的跨度，即： h=10000(1/15～1/10)=667～1000mm 取，800mm 梁截面寬度一般取1/3～1/2梁高，同時(shí)不宜小于250mm b=800(1/3～1/2)=267～400mm 取300mm。 d. 次梁 l=8000mm 為滿足承載力、剛度及延性要求界面高度取1/15～1/10的跨度，即： h=8000(1/15～1/10)=533～800mm 取h=600mm 梁截面寬度一般取1/3 ～1/2梁高，同時(shí)不宜小于250mmb=600(1/3～1/2)=267～400mm 取50的模數(shù)，可取300m由此估算出的截面尺寸見下表。梁截面尺寸（mm）及各層混凝土強(qiáng)度等級(jí)層次混凝土強(qiáng)度橫梁（bh）縱梁(bh)次梁（bh）AB跨BC跨CD跨1~6C35300600300600300600300800300600e. 柱的截面尺寸的初步確定 框架柱的截面尺寸一般根據(jù)柱的軸壓比值按下列公式估算： 式中N— 為柱的組合軸壓比的設(shè)計(jì)值 F— 為按簡(jiǎn)支狀態(tài)計(jì)算的負(fù)載面積—為折算在單位建筑面積的重力荷載代表值，可根據(jù)實(shí)際計(jì)算，也可近似取12至15，本設(shè)計(jì)取14kN/㎡β—為考慮地震作用組合后柱軸力增大系數(shù)，，n— 為驗(yàn)算截面以上樓層層數(shù)—為柱截面面積 —為混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 —為框架軸壓比限制，《建筑抗震規(guī)范》中規(guī)定一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)抗震等級(jí)，、。 由于是六層框架結(jié)構(gòu)，抗震等級(jí)為三級(jí)，所以n=6和=。 ㎡㎡得 邊柱 =290619 中柱 =364232 如果取柱截面為正方形，則邊柱和中柱的截面高度分別為539539和588588。柱截面高度不宜小于400，寬度不宜小于350。根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果并綜合其它如側(cè)移、承載力、經(jīng)濟(jì)等因素，本設(shè)計(jì)柱截面取值如下： 1～6層 600600 f. 板的截面尺寸初步設(shè)計(jì) 板厚 mm 根據(jù)實(shí)際情況和設(shè)計(jì)要求 板厚?。?20（1%） 柱、板的混凝土強(qiáng)度等級(jí)與梁相同為C35混凝土。 框架結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖。取墻的形心作為框架柱的軸線，同時(shí)要求邊跨柱的外邊面平齊，而中跨柱上下層形心對(duì)齊，梁軸線取到板底，一般層柱高度即為層高，,，,所以底層為h=3600+450+600=4650mm。 荷載計(jì)算屋面（不上人） 30mm厚的C20細(xì)石混凝土保護(hù)層 22=㎡ SBS防水層（改性瀝青防水卷材：三氈四油上鋪小石子） ㎡ 20mm厚的1:2水泥砂漿找平層 20=㎡ 100～180mm厚（1%）找坡膨脹珍珠 4（1+）/2=㎡ 120mm厚的鋼筋混凝土板 25=3kN/㎡ V型輕鋼龍骨吊頂 ㎡ 合計(jì) ㎡ 1～5層邊跨及過道樓面： 瓷磚地面（包括水泥粗砂打底） ㎡ 現(xiàn)澆120厚的鋼筋混凝土樓板 25=3kN/ V型輕鋼龍骨吊頂 ㎡ 合計(jì) ㎡ 上人屋面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 ㎡ 樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 ㎡ 走廊活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 ㎡ 屋面雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值 ㎡ 梁、柱重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值層次構(gòu)件（KN/m3）（KN/m）/m1邊橫梁2512中橫梁256縱梁2520次梁2510柱25282～6柱2528注：、柱的粉刷層重力荷載而對(duì)其重力荷載的增大系數(shù)；n為每層構(gòu)件根數(shù)。；柱長(zhǎng)取層高墻體外墻為300mm厚加氣混凝土砌塊，外墻面貼瓷磚（㎡，包括水泥砂漿打底），內(nèi)墻面20mm厚抹灰（石灰砂漿），則外墻單位墻面重力荷載為：++17=㎡內(nèi)墻為200mm加氣混凝土砌塊，兩側(cè)均厚20mm抹灰，則單位內(nèi)墻面積重力荷載為：+172=㎡ ㎡；㎡。 計(jì)算重力荷載代表值 頂層的重力荷載代表值=72㎡㎡㎡㎡重力荷載代表值=（屋面恒載）4019+（雪載）4019+（縱橫梁）+（半層柱重）+（半層內(nèi)墻）+(半層外墻)+（女兒墻）（40+40+19+19）+（門窗）（72+）= 其它層的重力荷載代表值 同理可求出四、 則各層重力荷載代表值見圖 各層重力荷載代表值 橫向框架側(cè)移剛度計(jì)算 計(jì)算梁、柱的線剛度梁線剛度計(jì)算： 梁柱混凝土標(biāo)號(hào)均為C35。 在框架結(jié)構(gòu)中，有現(xiàn)澆樓面和預(yù)制樓板但只有現(xiàn)澆層的樓面，可以作為梁的有效翼緣，增大梁的有效剛度，減少框架側(cè)移?？紤]這一有利作用，在計(jì)算梁的截面慣性矩時(shí)，對(duì)現(xiàn)澆樓面的邊框架梁取,對(duì)中框架取。橫梁線剛度類別邊橫梁過道梁柱線剛度層次126柱的側(cè)移剛度D計(jì)算公式： （31）其中為柱側(cè)移剛度修正系數(shù)，為梁柱線剛度比，不同情況下，、取值不同。對(duì)于一般層： （32） (33) 對(duì)于底層： （34） （35）具體計(jì)算結(jié)果下表所示：中框架柱側(cè)移剛度D值（N/mm）層次邊柱（6根）中柱（6根）141200026549000邊框架柱側(cè)移剛度D值（N/mm）層次邊柱（4根）中柱（4根）115520026180800橫向框架層間側(cè)移剛度（N/mm）層次123456567200729800729800729800729800729800，該框架為規(guī)則框架。 橫向水平地震作用下的框架的內(nèi)力計(jì)算和側(cè)移計(jì)算 運(yùn)用頂點(diǎn)位移法來計(jì)算，對(duì)于質(zhì)