【正文】 某框架結(jié)構(gòu)中學(xué)實驗樓建設(shè)結(jié)構(gòu)設(shè)計 第1章 緒 論 工程概況本設(shè)計為某中六層學(xué)實驗樓設(shè)計，該工程為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，三跨，總建筑面積約為5000m2。設(shè)計使用年限為50年，結(jié)構(gòu)安全等級為二級，環(huán)境類別為一類?？拐鹪O(shè)防烈度為7度，第一組。建筑室內(nèi)外高差600mm，室外標(biāo)高即為現(xiàn)有自然地面標(biāo)高。自然地表以下1m內(nèi)為雜填土，重度γ=17kN/m3；雜填土下為3m厚可塑性粘土，重度為γ=18kN/m3，液性指數(shù)IL=,含水率ω=%，天然孔隙比e=，ES=10MPa，ck=20kpa，φk=12度；再下為礫石土層，重度為γ=20kN/m3，液性指數(shù)IL=,含水率ω=%，天然孔隙比e=，ES=20MPa，ck=15kpa，φk=18度。未修正前粘土承載力特征值為180kN/m2，礫石土層承載力特征值為300kN/m2。場地土類別為III類，地基基礎(chǔ)設(shè)計等級為丙級?；A(chǔ)埋深范圍內(nèi)無地下水。主體結(jié)構(gòu)工程采用現(xiàn)澆混凝土框架結(jié)構(gòu)，肋梁樓蓋?；炷翉?qiáng)度等級為C30，鋼筋采用HPB300級（箍筋、樓板鋼筋）和HRB400級鋼筋（梁、柱縱向受力鋼筋）。內(nèi)外墻均采用小型混凝土空心砌塊，厚度200mm，重量參見最新《結(jié)構(gòu)荷載設(shè)計規(guī)范》。需根據(jù)建筑設(shè)計和結(jié)構(gòu)承重、抗震方面的要求及場地地質(zhì)條件，合理地進(jìn)行結(jié)構(gòu)選型和結(jié)構(gòu)整體布置，統(tǒng)一構(gòu)件編號及各種結(jié)構(gòu)構(gòu)件的定位尺寸，繪制出結(jié)構(gòu)布置圖。 建筑與基礎(chǔ)設(shè)計型式本工程為五層框架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)平面形狀為“凹”型，立面體型簡單規(guī)則，減小偏心和扭轉(zhuǎn)，盡量統(tǒng)一柱網(wǎng)及層高，減少構(gòu)件種類和規(guī)格，簡化梁柱的設(shè)計及施工?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的柱網(wǎng)布置方式為內(nèi)廊式，見建筑平面圖，,，房屋總長度不超過55m，詳圖見底層平面圖、屋頂平面圖、立面圖?；A(chǔ)采用獨(dú)立基礎(chǔ)，初步估算基礎(chǔ)頂面的位置，根據(jù)地基土層的分布情況，初步確定位置，計算可以采用h1=底層層高+。 框架計算方法框架結(jié)構(gòu)承擔(dān)的主要有恒載，使用活荷載，地震作用，其中恒載活載一般為豎向作用，地震則采用水平方向作用。在豎向荷載時無側(cè)移框架的彎矩分配法，水平荷載作用下用D值法。框架內(nèi)力組合，必須找出各構(gòu)件的控制截面及其不利內(nèi)力組合。在豎向荷載作用下，可考慮框架梁端塑性變形產(chǎn)生的內(nèi)力重分布，對梁端負(fù)彎矩乘以調(diào)幅系數(shù)進(jìn)行調(diào)幅。框架梁的截面設(shè)計包括正截面抗彎承載力設(shè)計和斜截面抗剪承載力設(shè)計，然后再根據(jù)構(gòu)造要求統(tǒng)一調(diào)整和布置縱向鋼筋和箍筋?？蚣苤趬海ɡ┝?、彎矩、剪力的作用下，縱筋按正截面抗彎承載力設(shè)計，箍筋按斜截面抗剪承載力進(jìn)行設(shè)計，此外為使柱具有一定的延性，要控制柱的軸壓比。 主要進(jìn)程安排（0）外文資料翻譯、調(diào)研、復(fù)習(xí)相關(guān)主干課程——寒假第1周；（1）建筑設(shè)計，繪制建筑施工圖——第5～6周；（2）結(jié)構(gòu)平面布置（樓蓋布置、估算構(gòu)件截面尺寸）和荷載計算——第7周；（3）豎向荷載作用下橫向框架內(nèi)力計算（采用彎矩二次分配法）、計算結(jié)構(gòu)力學(xué)程1序核算——第8周；（4）水平地震荷載作用下橫向框架內(nèi)力計算及側(cè)移計算（采用D值法）、計算結(jié)構(gòu)力學(xué)程序核算——第9～10周；（5）橫向框架梁、柱內(nèi)力組合（列表進(jìn)行）和截面設(shè)計——第11～12周；（6）主樓梯的結(jié)構(gòu)設(shè)計——第13周；（7）柱下基礎(chǔ)設(shè)計——第14周；（8）繪制橫向框架、主樓梯、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工圖——第12～14周；（9）用PKPM軟件對整棟框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行SATWE電算并繪制出標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)平面圖（板配筋圖）和梁配筋平面圖——第15～16周；（10）電子版畢業(yè)設(shè)計文件的輸入、打印和裝訂——第8～16周； （11） 指導(dǎo)教師審核，評閱教師審核，畢業(yè)設(shè)計答辯——第17周。 第2章 建筑結(jié)構(gòu)布置和荷載計算 結(jié)構(gòu)布置取工程橫向框架④號軸線為一品框架計算單元，框架的計算簡圖假定底層柱下端固定于基礎(chǔ)，按工程地質(zhì)資料提供的數(shù)據(jù)，場地土類別為Ⅲ類，初步確定工程基礎(chǔ)采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)，挖去所有雜土，基礎(chǔ)置于第二層可塑性黏土層上，（），柱子的高度底層為h1=+=，二～。主節(jié)點剛接橫梁的計算跨度取柱中心間距離，三跨分別為l=8400、2700、8400。計算簡圖見圖21 框架柱： 400mm400mm。 梁：橫向框架梁AB跨、CD跨：300mm700mm，BC跨300mm400mm，縱向連系梁：300mm700m圖21 計算簡圖 混凝土：均為C30級 鋼筋：縱向受力筋均為HRB400 ，板筋及箍筋采用HPB300 以④軸線橫向框架為計算分析對象。 （1）恒載（）3 a） 恒載作用下結(jié)構(gòu)計算簡圖。 b）活載作用下結(jié)構(gòu)計算簡圖圖22 荷載計算簡圖屋面恒載標(biāo)準(zhǔn)值：35厚架空隔熱板 27=防水層 kN/m220厚1：3水泥砂漿找平層 20= kN/m2100厚混凝土現(xiàn)澆板 27= kN/m212厚石灰粉平頂 16= kN/m2屋面恒載標(biāo)準(zhǔn)值： 梁自重：邊跨AB、CD跨 27= kN/m梁側(cè)粉刷 2()17= kN/m kN/m中跨BC跨 27= kN/m梁側(cè)粉刷 2()17= kN/m 作用在頂層框架梁上的線恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：梁自重： g6AB1=g6CD1= kN/m，g6BC1= kN/m 5 板傳來的荷載 g6AB2=g6CD2== g6BC2== kN/m（2）活載（圖22b） 作用在頂層框架梁上的線活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為： q6AB=q6CD= = kN/m q6BC== kN/m2. （1）恒載25厚水泥砂漿面層 20= kN/m2120（100）厚混凝土現(xiàn)澆板 27= kN/m2 12厚板底粉刷 16= kN/m2樓面恒載標(biāo)準(zhǔn)值 邊跨（AB、CD跨）框架梁自重 kN/m中跨（BC跨）框架梁自重 kN/m作用在樓面層框架梁上的線荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：梁自重 gAB1 =gCD1= gBC1= kN/m板傳來荷載 gAB2= gCD2== kN/m gBC2== （2）活載樓面活載 qAB =qCD=2= kN/m qBC=2=（圖23）圖23 恒載頂層集中力（1）恒載邊跨連系梁自重 27= kN粉刷 2()17=1m高女兒墻 1=粉刷 1217= kN連系梁傳來屋面（含次梁）自重 = kN 頂層邊節(jié)點集中荷載： G6A = G6D= kN中跨連系梁自重 27=粉刷 [()+()]17= 連系梁傳來屋面（含次梁）自重 = kN (+)=頂層中節(jié)點集中荷載： G6B =G6C= kN(2) 活載 Q6A=Q6D== Q6B=Q6C=+(+)= kN（圖24）圖24 恒載中間層節(jié)點集中力（1）恒載（未考慮填充墻重量）邊柱連系梁自重+粉刷 += kN 連系梁傳來樓面自重 kN 99kN中間層邊節(jié)點集中荷載 GA=GD=99kN 框架柱自重：GA1=GA1=27= kN中柱連系梁自重 kN粉刷 kN連系梁傳來樓面自重 = (+)= kN kN中間層中節(jié)點集中荷載 GB=GC= kN柱傳來集中荷載 GB1=GC1= kN (1)活載 QA=QD=2= kNQB=QC=2+(+)2= Kn. 地震作用 (1) 建筑物總重力荷載代表制值Gi的計算 1) 集中于屋蓋處的質(zhì)點重力荷載代表值G6:屋面恒載 2+= kN橫梁 2+= kN縱梁 （ +）4=女兒墻 12=柱重 274= kN橫墻 142=縱墻 (2/2)2+2= kN(忽略內(nèi)縱墻的門窗按墻重量算)鋼窗 221/2= kN