【正文】 2 上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)某市中學(xué)教學(xué)樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文前 言畢業(yè)設(shè)計(jì)是土木工程專業(yè)本科教學(xué)計(jì)劃的最后一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)與工程實(shí)踐能力的一次檢驗(yàn)；畢業(yè)設(shè)計(jì)能培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)的基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課和相應(yīng)技能，更能提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和分析處理工程問(wèn)題的能力。畢業(yè)設(shè)計(jì)為四層教學(xué)樓，建筑面積達(dá) 5517，建筑地點(diǎn)在貴陽(yáng)市，抗震設(shè)防烈度為6度，上部結(jié)構(gòu)為框架結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)為預(yù)應(yīng)力樁。本題目建筑結(jié)構(gòu)繪圖不算很復(fù)雜，但結(jié)構(gòu)計(jì)算上也有一些難點(diǎn)。本畢業(yè)設(shè)計(jì)主要分為建筑設(shè)計(jì)、上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、樓板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、樓梯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和分析與總結(jié)六大章。第一章主要是建筑方案與建筑施工圖設(shè)計(jì)說(shuō)明，第二章是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，主要是結(jié)構(gòu)方案選型、框架截面尺寸初選、荷載計(jì)算、側(cè)移驗(yàn)算、內(nèi)力分析和組合、框架梁柱配筋計(jì)算。第三、四、五章主要是地基，樓板，樓梯的方案選型、尺寸初選和配筋計(jì)算。第六章主要是電算與手算的分析比較。1 建筑設(shè)計(jì)擬在貴陽(yáng)市新中學(xué)教學(xué)樓，總建筑面積為5517 m2。此教學(xué)樓為四層現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。1）地段平面：L形，，短邊南北寬18m。2）主要建筑材料：砼：C20， C30；鋼筋：HPB23HRB400；外墻和隔墻材料：M型燒結(jié)磚；外墻裝修：墻面磚或馬賽克；門窗：木夾板門，鋁合金窗。 建筑方案選擇，短邊南北方向?qū)挒?8m。根據(jù)該教學(xué)樓所處地理位置，設(shè)計(jì)時(shí)已考慮了周圍環(huán)境，占據(jù)好的朝向及景觀。1）平面設(shè)計(jì)（1） 貴陽(yáng)市中學(xué)新教學(xué)樓一至四層均為教室。在建筑設(shè)計(jì)上根據(jù)擬建地形以L形安排平面，同時(shí)考慮外形美觀，建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)處理好不同功能分區(qū)之間的交通組織，充分利用場(chǎng)地，合理劃分功能分區(qū)，其平面設(shè)計(jì)滿足采光和防火等要求。2）外立面設(shè)計(jì)： 外立面形式美觀，可謂是一道靚麗的風(fēng)景，大開(kāi)窗提供了充足的光線，充分滿足了美觀和采光。3）交通設(shè)計(jì)：（1）走道根據(jù)《民用建筑設(shè)計(jì)通則》（GB 503522005）和《中小學(xué)校設(shè)計(jì)規(guī)范》（ GB500992011）可知2400的走廊充分滿足了人員的走動(dòng)。（2）樓梯樓梯的尺度要綜合考慮人行、防火疏散和家具搬運(yùn)等要求，公共樓梯的面積和尺度應(yīng)滿足最少尺度的要求，不能過(guò)于放寬，而降低使用面積。樓梯的尺度還要兼顧樓梯構(gòu)件規(guī)格的簡(jiǎn)化和統(tǒng)一等方面的因素。4）屋面排水系統(tǒng)根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)資料集》（第二版）05和年平均降雨量，采用不上人屋面排水。5）衛(wèi)生間（1）在滿足設(shè)備及人體活動(dòng)空間要求的前提下力求布置緊湊。（2）衛(wèi)生間是用水較多的場(chǎng)所，其材料與構(gòu)造的選擇要注意防水、排水和便于清潔。衛(wèi)生間內(nèi)蒸汽和異味要組織好通風(fēng)給以排除。最好采用直接采光和通風(fēng)。教室、衛(wèi)生間滿足《中小學(xué)校設(shè)計(jì)規(guī)范》第四章中的有關(guān)要求。建筑施工圖滿足《房屋建筑制圖統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》（GBT 50001—2010）。2上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 本工程設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)期為50年。．自然條件1）氣象條件① 主導(dǎo)風(fēng)向：西北風(fēng)。② 基本風(fēng)壓：W0=（按50年一遇采用）。③ 基本雪壓：S0=（按50年一遇采用）。 ④ 雨季集中在9月份。⑤ 土壤最大凍結(jié)深度450mm。2）、主要建筑材料：砼：C20，C25，C30；鋼筋：HPB23HRB400。外墻和隔墻材料：加氣混凝土砌塊。外墻裝修：墻面磚或馬賽克。門窗：木夾板門，鋁合金窗或鋼窗。3）、建筑抗震設(shè)防烈度為6度，場(chǎng)地土為Ⅲ類4）、工程地質(zhì)資料：建筑場(chǎng)地位于河Ⅲ級(jí)階地上，地形較平坦，勘探表明，場(chǎng)地地層從上到下由素填土和黃土狀土構(gòu)成，～，以下為黃土狀土層，地基土承載力特征值，fak =180kPa，場(chǎng)地為Ⅲ級(jí)非自重濕陷性黃土場(chǎng)地，地下水位標(biāo)高為5m，在多雨季無(wú)顯著變化。水無(wú)侵蝕性。5）建設(shè)前期條件已經(jīng)進(jìn)行了場(chǎng)地平整，給水、排水、供電、通訊、供煤氣與城市系統(tǒng)連接。 設(shè)計(jì)要求工程所在地抗震設(shè)防烈度為6度，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，場(chǎng)地類別為Ⅲ類。 結(jié)構(gòu)方案選型、結(jié)構(gòu)布置及計(jì)算單元1）.上部結(jié)構(gòu)體系，抗震設(shè)防烈度為6度，根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 500112001）：混凝土房屋架結(jié)構(gòu)適用最大高度為60m，框架抗震墻結(jié)構(gòu)適用最大高度為130m，抗震墻結(jié)構(gòu)適用最大高度為140m，框架核心筒結(jié)構(gòu)適用最大高度為150m，筒中筒結(jié)構(gòu)適用最大高度為180m。，以上結(jié)構(gòu)體系都適用于本建筑，但從受力及經(jīng)濟(jì)因素考慮，框架結(jié)構(gòu)較為合理。因此本建筑最終采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。2）.結(jié)構(gòu)布置圖詳見(jiàn)結(jié)構(gòu)布置。3）.計(jì)算單元取11軸單榀框架為計(jì)算單元 基礎(chǔ)選型根據(jù)建筑處的地質(zhì)情況，承載力第四層是承載力很強(qiáng)的中等風(fēng)化花崗巖，初步確定基礎(chǔ)采用獨(dú)立基礎(chǔ)比較適合。 特殊處理：根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 500102002），現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)伸縮縫間距不宜超過(guò)55m。55m，但考慮到建筑的使用要求和立面的效果，以及防水處理困難等，目前常采用不設(shè)伸縮縫；特別在地震區(qū)，由于縫將房屋分成幾個(gè)獨(dú)立的部分，地震時(shí)常因?yàn)榛ハ嗯鲎捕斐烧鸷ΑＲ虼?，目前的總趨?shì)是避免設(shè)縫。并從總體布置上或構(gòu)造上采取一些相應(yīng)的措施來(lái)減少溫度收縮和體形復(fù)雜引起的問(wèn)題。為解決混凝土收縮可能引起的裂縫，可考慮在施工階段每隔30～40設(shè)置一道后澆帶，；為解決溫度變化可能引起的裂縫，屋面還可加強(qiáng)保溫、隔熱措施，樓板可配置分布鋼筋。 結(jié)構(gòu)用材料梁板的混凝土強(qiáng)度等級(jí)用C30；柱的混凝土強(qiáng)度等級(jí)用C30；梁柱鋼筋等級(jí)均為HRB400。 框架梁截面尺寸初選根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》截面高度：h=(1/8～1/18)L=(1/8～1/18)7800=433mm～975mm取截面寬度：取同理： 對(duì)l=2400m 取h=400mm,b=250mm 框架柱截面尺寸初選底層柱軸力估算：假定結(jié)構(gòu)每平方米總荷載設(shè)計(jì)值為12kN,則底層柱的軸力設(shè)計(jì)值約為： 若采用C30混凝土澆搗，由《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB500102002）查得。假定柱截面尺寸，則柱的軸壓比為：故確定取柱截面尺寸為。邊柱截面取和中柱一樣為。為簡(jiǎn)化施工，各柱截面從底層到頂層不改變。 板的厚度初選根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》（GB500102002）樓板：，屋面板：取。 框架柱嵌固與基礎(chǔ)頂面，框架梁與柱剛接，由于各層柱的截面尺寸不變，故梁跨等于柱截面形心軸線之間的距離。底層柱高從基礎(chǔ)頂面算至二層樓面，,故基頂標(biāo)高至177。其余各層柱高從樓面算至上一層樓面（即層高）。框架梁混凝土強(qiáng)度等級(jí)采用C30，其中再求梁截面慣性矩時(shí)考慮現(xiàn)澆樓板的作用，取I=2I。（I。為不考慮樓板翼緣作用的梁截面慣性矩）。邊跨（BC、DE跨）梁：i= =（m）CD跨梁： i= =（m）上部各層柱：i= =（m）底層柱：i= =（m） 結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖 注：圖中數(shù)字為線剛度，單位：10 Ecm。 框架梁、柱線剛度與框架的抗側(cè)剛度框架梁混凝土強(qiáng)度等級(jí)采用C30。，考慮現(xiàn)澆樓板參與工作，對(duì)中框架梁， 為框架梁按矩形截面計(jì)算的慣性矩。框架梁剛度計(jì)算：梁采用C30混凝土，E=30*106KN/m2邊跨梁：中跨梁： 底層柱： 標(biāo)準(zhǔn)層柱： 令，則其余各桿件的相對(duì)線剛度為：。，其中：一般層：邊柱，中柱， 底層：邊柱，中柱， 豎向荷載計(jì)算 永久荷載計(jì)算屋面及樓面的荷載①屋面永久荷載 找平層：15厚水泥砂漿： 20＝ 防水層（剛性）40厚C20細(xì)石混凝土防水： 防水層（柔性）三氈四油小石子： 找平層：15厚水泥砂漿： 20＝ 找坡層：40厚水泥石灰焦渣砂漿3％找平： 14＝ 保溫隔熱層：80厚膨脹珍珠巖砂漿： 12＝ 結(jié)構(gòu)層：120厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板： 25＝3 抹灰層：10厚混合砂漿： 17＝合計(jì) ②各層走廊樓面水磨石地面：10mm面層 20mm水泥沙漿打底 素水泥漿結(jié)合層一道 結(jié)構(gòu)層：100厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板： ＝抹灰層：10厚混合砂漿 合計(jì) ③標(biāo)準(zhǔn)層樓面永久荷載大理石面層，水泥砂漿擦縫30厚1：3干硬性水泥砂漿，面上撒2厚素水泥 水泥漿結(jié)合層一道結(jié)構(gòu)層：120厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板： 25＝3抹灰層：10厚混合砂漿： 17＝ 合計(jì) 梁自重 bh=250mm500mm 自重： 25（）= 抹灰層：10厚混合砂漿 [() 2+] 17= 合計(jì)： bh=250mm400mm 自重： 25（）= 抹灰層：10厚混合砂漿 [() 2+] 17= 合計(jì)： 柱自重 bh=450mm450mm 自重： 25= 抹灰層：10厚混合砂漿 417= 合計(jì)： 橫墻自重： 底層： （）18= 水刷石外墻面： （）= 水泥粉刷內(nèi)墻面： （）= 合計(jì)： 標(biāo)準(zhǔn)層： ()18= 水刷石外墻面： ()= 水泥粉刷內(nèi)墻面： ()= 合計(jì)： 走廊外橫墻自重 標(biāo)準(zhǔn)層： 18= 鋁合金窗： ()= 水刷石外墻面： = 水泥粉刷內(nèi)墻面： = 合計(jì)： 外縱墻自重 底層： 18= 鋁合金窗： ()= 水刷石外墻面： = 水泥粉刷內(nèi)墻面： = 合計(jì)： 標(biāo)準(zhǔn)層： 18= 鋁合金窗： ()= 水刷石外墻面： = 水泥粉刷內(nèi)墻面： = 合計(jì)： 內(nèi)縱墻自重 底層：