【正文】 本科畢業(yè)設計某教學樓B建筑結構設計結構設計一 、畢業(yè)設計任務書（一）目的要求1. 了解并妥善解決本設計中建筑總體布局的合理性、實用性。了解并掌握教學建筑的設計原則，柱網、層高的確定依據，消防及環(huán)保的要求。2. 合理安排平面功能布局，交通空間明確、流暢。靈活運用構圖法則，從體型到立面，從整體到局部完成建筑體型及立面設計。3. 繪制建筑施工圖。熟悉收集和查找有關部門標準構件和規(guī)范資料。4. 應用結構基本理論，計算框架結構、梁板結構、樓板結構的內力、配筋。5. 根據所提供的工程地質資料，合理選擇基礎類型進行基礎設計。（二）設計資料工程概況：某教學樓地上五層，地下一層。設計底層室內標高177。本工程177。采用鋼筋混凝土框架結構體系。其建筑平面布置（見圖1所示）。其中第四層只有兩間小教室。 圖1 平面布置圖 氣象條件：178。，地面粗糙度B類。抗震設防烈度：擬建場地位于抗震設防烈度8度區(qū)，設計地震分組為第一組。工程地質條件：，再下為礫石層。砂質粘土承載力特征值為250kN/m2，礫石層允許承載力特征為312～400kN/m2。詳見表11。無凍脹影響?？拐鹪O防烈度本工程抗震設防烈度為8度，場地類別為二類，設計地震分組為第一組。表11 工程地質條件土層土層描述厚度/m層底深度/m孔隙率e液性指標IL承載力特征值fak/kPa重度1素填土2砂質粘土2503粉土312～400材料供應及施工能力均能得到保證。不計上人屋面活荷載。（三）設計要求1. 根據建筑設計和結構承重及抗震方面的要求、場地地質條件、材料供應及施工技術條件等，合理進行結構及其構件(樓面板、屋面板、過梁等)的選型和結構布置，應盡可能使計算簡便，統(tǒng)一構件的編號，確定構件的定位尺寸，正確標注構件的結構標高。2. 進行框架及其柱下基礎計算時，應有正確的計算簡圖，選擇合理的構件尺寸。內力計算步驟要完整。內力計算可用手算或計算機計算，手算時可根據具體情況采用不同得計算方法。進行內力組合，確定截面的配筋，并且滿足構造要求。施工圖中，結構及構件尺寸的標注要齊全，受力鋼筋、箍筋及構造鋼筋的編號要清楚、正確。 受力鋼筋的錨固、連接及截斷位置要清楚正確；箍筋加密區(qū)及非加密區(qū)的范圍要詳細準確，配置的數量要正確，橫斷面的選取位置及數量要合理。3. 現澆樓梯的設計可采用板式或梁樓梯，要有正確的計算簡圖，構件的截面尺寸要合理。內力計算及配筋要正確。施工圖中，各構件的代號、尺寸的標注要齊全，配筋圖要正確，結構標高要標注在相應位置。4. 現澆板的設計計算應根據具體情況考慮采用彈性理論或塑性理論。分清楚什么是單向板什么是雙向板。板的厚度要合理，受力筋(板底與板面)及非受力筋的配置和標注要正確，并標注板的底部及頂部的結構標高。定位軸線、構件尺寸的標注要齊全。（四）擬做的工作在任務書和已給建筑方案的基礎上，主要完成以下工作：1. 繪制建筑施工圖2. 應用PKPM建立有限元模型進行結構分析3. 選取一榀框架進行內力分析和截面設計4. 樓蓋、樓梯、基礎設計計算5. 繪結構施工圖二、建筑設計建筑設計的關鍵是體現以人為本的原則，采用合理的技術措施，在滿足使用功能的同時又創(chuàng)造出良好的室內外空間環(huán)境，獲得良好的經濟效益。建筑設計的內容包括四層教學樓的建筑平面、立面和剖面設計、樓梯設計。根據建筑類型、層數選擇合理的結構形式，合理地進行各使用房間的平面組合。設計過程中參考《現行建筑設計規(guī)范》的要求，根據教學樓的使用要求、采光要求、結構要求等因素，所有的房間開間要適中，進深根據房間的具體要求及內部格局的布置而定，具體情況具體安排，以盡量滿足使用功能為首要任務。我在此次設計過程中將主要解決以下問題：1. 設計階段劃分由于初步設計階段已基本完成，現主要進行施工圖設計，即在初步設計的基礎上，綜合建筑、結構、設備各工種，核實核對，把滿足工程施工的各項具體要求反映在圖紙中，做到整套圖紙齊全統(tǒng)一，明確無誤。2. 建筑平面的組合設計建筑物的合理性不僅體現在單個房間上，而且很大程度上取決于各層各個房間按功能要求使用的組合上。因此，必須在熟悉各組成部分的基礎上，緊密結合具體情況，通過調查研究分析各種制約因素確定合理的功能分區(qū)。繪出建筑施工圖（底層平面、南立面、11剖面圖）如下：圖21 建筑底層平面圖圖22 建筑南立面圖圖23 建筑11剖面圖三、一榀框架結構設計(取33軸框架為例)（一）結構平面布置及構件尺寸1. 結構平面布置某教學樓B為鋼筋混凝土現澆框架結構。建筑平面為倒L形。確定柱網尺寸，繪制框架結構平面布置圖，如圖31所示。圖31 結構平面布置圖2. 建筑構造做法樓蓋及屋蓋均澆鋼筋混凝土結構。（1）使用荷載標準值屋面活荷載應取均布活載與雪荷載之間的較大值，即非上人屋面??；抗震計算時，計算屋面重力荷載代表值時不考慮屋面活荷載，雪荷載為0。樓面活荷載為，樓梯為消防樓梯，活荷載為。（2）屋面做法：高分子卷材4mm , 1：3水泥砂漿找平20mm ,憎水珍珠巖保溫層60mm , 1：3水泥砂漿找平 20mm , 1:6水泥焦渣找坡50mm , 鋼筋混凝土樓板80mm，板底20厚粉刷抹平20mm；（3）樓面做法：缸磚樓面缸磚面層10mm , 純水泥漿一道2mm , 1:2水泥砂漿結合層20mm ,鋼筋混凝土樓板80mm , 板底20厚粉刷抹平20mm；（4）材料混凝土：梁、板混凝土強度等級為C30，柱混凝土強度等級為C35。鋼筋：柱、主梁受力鋼筋采用HRB335級鋼筋，其他均用HPB235級鋼筋。填充墻：所有墻體均為空心磚，240mm厚。3．構件截面尺寸確定由于該結構平面布置非對稱結構，在此取受力較大的33軸框架進行結構計算。（1）梁截面尺寸邊跨（AB、CD）梁： 中跨(BC)梁：取 A軸、B軸、C軸、D軸、E軸框架梁： 取 h=500mm 34軸間連系梁：取 h=500mm （2）柱截面尺寸柱截面尺寸可根據下式估算： () ()查表可知該框架結構的抗震等級為三級，其軸壓比限值[μn]＝；各層的重力荷載代表值近似取。邊柱的負載面積有以下幾類：( β為地震作用后的軸壓比增大系數)1) 2) 1/5=83) 1/5+1/4=14中柱的負載面積和β：β=1) 1/5+1/4+1/2=182) +1/2=16由上式得第一層柱截面面積為：邊柱： AC1≥12141034/()=67879mm2 AC2≥8141033/()=33939 mm2AC3≥14141034/()=56566 mm2中柱： AC1≥16141034/()=83543 mm2 AC2≥18141034/()=93986 mm2由于在結構第四層處沒有大教室，造成結構剛度變化較大，在地震作用下引起的扭轉效應較強，故為增強扭轉剛度，減少層間位移，邊柱和中柱的截面尺寸均取比實際計算值較大的尺寸即400400mm。慣性矩I0=bh3/12=109mm4取頂層柱的形心線作為框架柱的軸線；梁軸線取至板底，2~4層柱高度即為層高，；底層柱高度從基礎頂面取至一層板頂，即h1=++=。并根據以下假定： ①各榀框架自身平面內剛度無限大，平面外剛度很??；②樓板為剛度無限大平板。得框架結構計算簡圖如圖32所示：圖32 一榀框架桿件編號（3）板厚現澆樓板厚，取（4）梁柱跨度1）梁： 邊跨：； 中跨： 、。2）柱： 底層柱高： 其它層柱高：、（二）框架的計算簡圖1．確定計算單元（如圖33所示） 圖33 計算單元2．計算梁、柱線剛度結構計算簡圖如圖34所示。根據地質資料，確定基礎頂面離室外地面為500mm。各梁柱構件的線剛度經計算后列于圖34。其中在求梁截面慣性矩時考慮到現澆樓板的作用，取為（為不考慮樓板翼緣作用的梁截面慣性矩）。（1） 梁： ，,，混凝土的彈性模量邊跨梁AB線剛度：邊跨梁DE線剛度、中跨梁CD線剛度：：中跨梁CD線剛度：（2） 柱：， ，混凝土的彈性模量非底層柱線剛度：底層柱線剛度：圖34 梁、柱線剛度（單位：）（三）荷載計算1. 豎向恒載計算（1）屋面框架梁線荷載標準值 40mm厚高分子卷材 12= KN/m2 20mm厚1：3水泥砂漿找平 20= KN/m2 60mm厚憎水珍珠巖保溫層 4= KN/m2 20mm厚1：3水泥砂漿找平 20= KN/m2 50mm厚1:6水泥焦渣找坡 15= KN/m2120mm厚鋼筋混凝土板 25= KN/m220mm厚板底粉刷抹平 17=屋面恒載標準值： 邊跨AB框架梁自重 梁側粉刷 女兒墻側粉刷 邊跨梁AB上恒載： 邊跨DE框架梁自重 梁側粉刷 邊跨梁重： 邊跨BC框架梁自重 梁側粉刷 女兒墻側粉刷 中跨梁BC上恒載： 中跨CD框架梁自重 梁側粉刷 中跨梁重： 圖35 均布荷載向梁傳遞圖示由圖35板上恒載向梁傳遞圖可以求得框梁上的恒載為： （2）樓面框架梁線荷載標準值10mm厚缸磚面層 2mm厚純水泥漿一道 20mm厚1:2水泥砂漿結合層 120mm厚鋼筋混凝土樓板 20mm厚板底粉刷抹平 樓面恒載標準值 邊跨（AB、DE）框架梁自重及梁側粉刷 邊跨填充墻自重 墻面粉刷 邊跨梁重 中跨BC框架梁自重及梁側粉刷 中跨填充墻自重 墻面粉刷 中跨BC梁重 中跨CD框架梁自重 梁側粉刷 中跨CD梁重： 由圖35板上恒載向梁傳遞圖可以求得框梁上的恒載為：（3）屋面框架節(jié)點集中荷載標準值 A3軸邊柱連系梁自重 梁側粉刷 墻側粉刷 連系梁傳來屋面自重 頂層A3軸邊節(jié)點集中荷載 E3軸邊柱連系梁自重 梁側粉刷