【正文】 3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說明 工程概況某中學(xué)教學(xué)樓，設(shè)計(jì)要求建筑面積約20004000m2，34層。經(jīng)多方論證，初步確定設(shè)為四層，結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。 設(shè)計(jì)主要依據(jù)和資料 設(shè)計(jì)依據(jù) a) 國(guó)家及江蘇省現(xiàn)行的有關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范、規(guī)程及規(guī)定。b) 本工程各項(xiàng)批文及甲方單位要求。c) 本工程的活載取值嚴(yán)格按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB500092001）執(zhí)行。 設(shè)計(jì)資料 1 房屋建筑學(xué) 武漢工業(yè)大學(xué)出版社2 混凝土結(jié)構(gòu)（上、下） 武漢理工大學(xué)出版社3 基礎(chǔ)工程 同濟(jì)大學(xué)出版社4 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 東南大學(xué)出版社5 結(jié)構(gòu)力學(xué) 人民教育出版社6 地基與基礎(chǔ) 武漢工業(yè)大學(xué)出版社7 工程結(jié)構(gòu)抗震 中國(guó)建筑工業(yè)出版社8 簡(jiǎn)明建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè) 中國(guó)建筑工業(yè)出版社9 土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo) 科學(xué)出版社10 實(shí)用鋼筋混凝土構(gòu)造手冊(cè) 中國(guó)建筑工業(yè)出版社11 房屋建筑制圖統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)（BG500012001） 中國(guó)建筑工業(yè)出版社12 建筑結(jié)構(gòu)制圖標(biāo)準(zhǔn)（BG501052001） 中國(guó)建筑工業(yè)出版社13 建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范（GBJ16—87） 中國(guó)建筑工業(yè)出版社14 民用建筑設(shè)計(jì)規(guī)范（GBJI0I87） 中國(guó)建筑工業(yè)出版社15 綜合醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)規(guī)范（JGJ4988） 中國(guó)建筑工業(yè)出版社16 建筑樓梯模數(shù)協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)（GBJI0I87） 中國(guó)建筑工業(yè)出版社17 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50092001） 中國(guó)建筑工業(yè)出版社18 建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)（GB500682001） 中國(guó)建筑工業(yè)出版社19 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50010—2002） 中國(guó)建筑工業(yè)出版社20 地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50072002） 中國(guó)建筑工業(yè)出版社21 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50011—2001） 中國(guó)建筑工業(yè)出版社22 砌體結(jié)構(gòu) 中國(guó)建筑工業(yè)出版社23 簡(jiǎn)明砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工資料集成 中國(guó)電力出版社24 土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指南 中國(guó)水利水電出版社25 土建工程圖與AutoCAD 科學(xué)出版社26 簡(jiǎn)明砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社27 砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè) 中國(guó)建筑工業(yè)出版社28 砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50010—2002） 中國(guó)建筑工業(yè)出版社本工程采用框架結(jié)構(gòu)體系，抗震等級(jí)為四級(jí)。本工程耐火等級(jí)為二級(jí)，其建筑構(gòu)件的耐火極限及燃燒性能均按民用建筑設(shè)計(jì)規(guī)范（GBJI0I87）執(zhí)行.全部圖紙尺寸除標(biāo)高以米為單位外均以毫米為單位。本工程結(jié)構(gòu)圖中所注標(biāo)高均為結(jié)構(gòu)標(biāo)高。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案及布置 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)是由梁，柱通過節(jié)點(diǎn)連接組成的承受豎向荷載和水平荷載的結(jié)構(gòu)體系。墻體只給圍護(hù)和隔斷作用。框架結(jié)構(gòu)具有建筑平面布置靈活，室內(nèi)空間大等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于電子、輕工、食品、化工等多層廠房和住宅、辦公、商業(yè)、旅館等民用建筑。因此這次設(shè)計(jì)的成集中學(xué)教學(xué)樓采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。按結(jié)構(gòu)布置不同，框架結(jié)構(gòu)可以分為橫向承重，縱向承重和縱橫向承重三種布置方案。本次設(shè)計(jì)的教學(xué)樓采用橫向承重方案，豎向荷載主要由橫向框架承擔(dān)，樓板為預(yù)制板時(shí)應(yīng)沿橫向布置，樓板為現(xiàn)澆板時(shí)，一般需設(shè)置次梁將荷載傳至橫向框架。橫向框架還要承受橫向的水平風(fēng)載和地震荷載。在房屋的縱向則設(shè)置連系梁與橫向框架連接，這些聯(lián)系梁與柱實(shí)際上形成了縱向框架，承受平行于房屋縱向的水平風(fēng)荷載和地震荷載。在結(jié)構(gòu)總體布置中，為了降低地基沉降、溫度變化和體型復(fù)雜對(duì)結(jié)構(gòu)的不利影響，可以設(shè)置沉降縫、伸縮縫和防震縫將結(jié)構(gòu)分成若干獨(dú)立的單元。當(dāng)房屋既需要設(shè)沉降縫，又需要設(shè)伸縮縫，沉降縫可以兼做伸縮縫，兩縫合并設(shè)置。對(duì)有抗震設(shè)防要求的的房屋，其沉降縫和伸縮縫均應(yīng)該符合防震縫的要求，并進(jìn)可能做到三縫合一。 構(gòu)件初估 柱截面尺寸的確定柱截面高度可以取，H為層高；柱截面寬度可以取為。選定柱截面尺寸為500 mm500mm 梁尺寸確定 框架梁截面高度取梁跨度的l/8~l/12。該工程框架為縱橫向承重，根據(jù)梁跨度可初步確定框架梁300mm600mm 樓板厚度 樓板為現(xiàn)澆雙向板，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)板厚取130mm。 基本假定與計(jì)算簡(jiǎn)圖 基本假定第一：平面結(jié)構(gòu)假定：該工程平面為正交布置，可認(rèn)為每一方向的水平力只由該方向的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)承擔(dān)，垂直于該方向的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)不受力。第二：由于結(jié)構(gòu)體型規(guī)整，布置對(duì)稱均勻，結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下不計(jì)扭轉(zhuǎn)影響。 計(jì)算簡(jiǎn)圖在橫向水平力作用下，連梁梁對(duì)墻產(chǎn)生約束彎矩，因此將結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化為剛結(jié)計(jì)算體系，計(jì)算簡(jiǎn)圖如后面所述。作用在框架結(jié)構(gòu)上的荷載通常為恒載和活載。恒載包括結(jié)構(gòu)自重、結(jié)構(gòu)表面的粉灰重、土壓力、預(yù)加應(yīng)力等?；詈奢d包括樓面和屋面活荷載、風(fēng)荷載、雪荷載、安裝荷載等。高層建筑水平力是起控制作用的荷載，包括地震作用和風(fēng)力。地震作用計(jì)算方法按《建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》進(jìn)行，對(duì)高度不超過40m以剪切為主且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的結(jié)構(gòu)，可采用底部剪力法。豎向荷載主要是結(jié)構(gòu)自重（恒載）和使用荷載（活載）。結(jié)構(gòu)自重可由構(gòu)件截面尺寸直接計(jì)算，建筑材料單位體積重量按荷載規(guī)范取值。使用荷載（活荷載）按荷載規(guī)范取值，樓面活荷載折減系數(shù)按荷載規(guī)范取用。 側(cè)移計(jì)算及控制框架結(jié)構(gòu)的側(cè)移由梁柱桿件彎曲變形和柱的軸向變形產(chǎn)生的。在層數(shù)不多的框架中，柱軸向變形引起的側(cè)移很小，可以忽略不計(jì)。在近似計(jì)算中，一般只需計(jì)算由桿件彎曲引起的變形。 當(dāng)一般裝修標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，框架結(jié)構(gòu)在地震作用下層間位移和層高之比、頂點(diǎn)位移與總高之比分別為1：650，1：700。 框架結(jié)構(gòu)在正常使用條件下的變形驗(yàn)算要求各層的層間側(cè)移值與該層的層高之比不宜超過1/550的限值。 內(nèi)力計(jì)算及組合 豎向荷載下的內(nèi)力計(jì)算豎向荷載下內(nèi)力計(jì)算首先根據(jù)樓蓋的結(jié)構(gòu)平面布置，將豎向荷載傳遞給每榀框架?？蚣芙Y(jié)構(gòu)在豎向荷載下的內(nèi)力計(jì)算采用分層法計(jì)算各敞口單元的內(nèi)力，然后在將各敞口單元的內(nèi)力進(jìn)行疊加；連梁考慮塑性內(nèi)力重分布而進(jìn)行調(diào)幅，按兩端固定進(jìn)行計(jì)算。 水平荷載下的計(jì)算 利用D值法計(jì)算出框架在水平荷載作用下的層間水平力，然后將作用在每一層上的水平力按照該榀框架各柱的剛度比進(jìn)行分配，算出各柱的剪力，再求出柱端的彎矩，利用節(jié)點(diǎn)平衡求出梁端彎矩。 內(nèi)力組合第一：荷載組合。荷載組合簡(jiǎn)化如下：（1）恒荷載+活荷載、（2）恒荷載+風(fēng)荷載、（3）恒荷載+活荷載+風(fēng)荷載、（4）恒荷載+地震荷載+活荷載。第二：控制截面及不利內(nèi)力?？蚣芰褐鶓?yīng)進(jìn)行組合的層一般為頂上二層，底層，混凝土強(qiáng)度、截面尺寸有改變層及體系反彎點(diǎn)所在層。框架梁控制截面及不利內(nèi)力為：支座截面，－Mmax，Vmax，跨中截面，Mmax?？蚣苤刂平孛鏋槊繉由?、下截面，每截面組合：Mmax及相應(yīng)的N、V，Nmax及相應(yīng)M、V，Nmin及相應(yīng)M、V。 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)在荷載作用下，建筑物的地基、基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)3部分彼此聯(lián)系、相互制約。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)地質(zhì)資料，綜合考慮地基——基礎(chǔ)——上部結(jié)構(gòu)的相互作用與施工條件，通過經(jīng)濟(jì)條件比較，選取安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)和施工簡(jiǎn)便的地基基礎(chǔ)方案。根據(jù)上部結(jié)構(gòu)、工程地質(zhì)、施工等因素，優(yōu)先選用整體性較好的獨(dú)立基礎(chǔ)。 施工材料第一：本工程中所采用的鋼筋箍筋為Ⅰ級(jí)鋼，fy=210N/m㎡,主筋為Ⅱ級(jí)鋼，fy=300N/m㎡。第二：柱梁鋼筋混凝土保護(hù)層為35mm,板為15mm。第三：鋼筋的錨固和搭接按國(guó)家現(xiàn)行規(guī)范執(zhí)行。第四：本工程所有混凝土強(qiáng)度等級(jí)均為C30。第五：墻體外墻及疏散樓梯間采用240厚蒸壓灰砂磚。第六：當(dāng)門窗洞寬≤1000mm時(shí),應(yīng)采用鋼筋磚過梁,兩端伸入支座370并彎直鉤。門窗洞寬≥1000mm時(shí),設(shè)置鋼筋混凝土過梁。 施工要求及其他設(shè)計(jì)說明第一：本工程上部樓板設(shè)計(jì)時(shí)未考慮較大施工堆載（均布），應(yīng)采取可靠措施予以保護(hù)。第二：本工程女兒墻壓頂圈梁為240mm120mm，內(nèi)配4φ8，F(xiàn)φ6@250，構(gòu)造柱為240mm240mm，內(nèi)配4φ10，φ6@250，間隔不大于2000mm第三；施工縫接縫應(yīng)認(rèn)真處理，在混凝土澆筑前必須清除雜物，洗凈濕潤(rùn)，在刷2度純水泥漿后，用高一級(jí)的水泥沙漿接頭，再澆筑混凝土。第四：未詳盡說明處，按相關(guān)規(guī)范執(zhí)行。4 設(shè)計(jì)計(jì)算書 設(shè)計(jì)原始資料（1）. m/s， m/s， m/s。(2).，水質(zhì)對(duì)混凝土沒有侵蝕作用。(3).，基本雪壓SO=,基本風(fēng)壓WO= KN/M2,。(4).抗震設(shè)防烈度6度，設(shè)計(jì)地震分組第三組.(5).地質(zhì)條件序號(hào)巖石名稱厚度Fak(MPa)1耕土2黏土2503黏土110 結(jié)構(gòu)布置及計(jì)算簡(jiǎn)圖 根據(jù)該房屋的使用功能及建筑設(shè)計(jì)的需求，進(jìn)行了建筑平面、立面、及剖面設(shè)計(jì)其各層建筑平面剖面示意圖如建筑設(shè)計(jì)圖，主體結(jié)構(gòu)4層。填充墻面采用240 mm厚的灰砂磚砌筑，門為木門，窗為鋁合金窗，門窗洞口尺寸見門窗表。樓蓋及屋蓋均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，樓板厚度取130mm，梁載面高度按梁跨度的1/12~1/8估算，由此估算的梁載面尺寸見表1，表中還給出柱板的砱強(qiáng)度等級(jí)。C30（fc=，ft=）表1 梁截面尺寸層次砼強(qiáng)度橫梁（bh）縱梁(bh)AB跨BC跨CD跨14C30300600250500300600250500柱載面尺寸可根據(jù)式N=βFgEn Ac≥N/[UN]fc估算表2查得該框架結(jié)構(gòu)在30m以下，撫震得級(jí)為三級(jí)，其軸壓比值[UN]=表2 抗震等級(jí)分類結(jié)構(gòu)類型烈 度6789框架結(jié)構(gòu)高度/m≤30＞30≤30＞30≤30＞30≤25框架四三三二二一一劇場(chǎng)、體育等三二一一表3 軸壓比限值結(jié)構(gòu)類型 抗 震 等 級(jí)一二三框架結(jié)構(gòu)柱截面尺寸：柱截面高度可取h=（1/151/20）H，H為層高；柱截面高度可取b=（12/3）h，并按下述方法進(jìn)行初步估算。a） 框架柱承受豎向荷載為主時(shí)，可先按負(fù)荷面積估算出柱軸力，再按軸心受壓柱驗(yàn)算。考慮到彎矩影響。b） 對(duì)于有抗震設(shè)防要求的框架結(jié)構(gòu),為保證柱有足夠的延性,需要限制柱的軸壓比,柱截面面積應(yīng)滿足下列要求。 c) 框架柱截面高度不宜小于400mm,寬度不宜小于350mm。為避免發(fā)生剪切破壞，柱凈高與截面長(zhǎng)邊之比不宜大于4。根據(jù)上述規(guī)定并綜合考慮其他因素，設(shè)計(jì)柱截面尺寸取值統(tǒng)一取500500mm。基礎(chǔ)采用柱下條形基礎(chǔ)，基礎(chǔ)+，,框架結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖所示，取頂層柱的形心線作為框架柱的軸線，梁軸線取至板底，底層柱高度從基礎(chǔ)頂面取至一層板底，即h1=++=?？蚣苡?jì)算簡(jiǎn)圖見圖1。圖1 框架計(jì)算簡(jiǎn)圖 荷載計(jì)算 恒載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算屋面：剛性防水屋面(有保溫層) ：蘇J012005 12/7 40厚C20細(xì)石砼內(nèi)配直徑4間距150雙向鋼筋 kN/m2 20厚1:3水泥砂漿找平 = 70厚水泥防水珍珠巖塊或?yàn)r青珍珠巖保溫層 = kN/m2 20厚1:3水泥砂漿找平層 = kN/m2100 厚結(jié)構(gòu)層　　　　　　　　　　　　　　 = kN/m212厚板底抹灰　　　　　　　　　　　　　 = kN/m2合 計(jì) 　　　　　　　　　 樓面：水磨石地面(10mm面層,20mm水泥砂漿打底，素水泥打底)130厚鋼筋砼板 　　　　　25= kN/m212厚水泥沙漿　　　　　　　　　　　　　　20= kN/m2 合 計(jì) 　　　　　　　　　　 kN/m2梁自重：邊跨梁 bXh=300600mm梁自重 25()=抹灰層：12厚水泥砂漿＜()2+＞20＝ 合計(jì) 中間跨梁 bXh=250500mm梁自重