【正文】 1 建筑設(shè)計(jì)說(shuō)明 工程概況建筑面積約55006000m2，主體五層，結(jié)構(gòu)形式為現(xiàn)澆整體框架。該擬建的建筑位于合肥市市內(nèi)，此建筑占地面積 1000左右。④ 抗震 建筑的平立面布置規(guī)則，建筑的質(zhì)量分布和剛度變化均勻，樓層沒(méi)有錯(cuò)層，滿足抗震要求。本著“布局合理，功能齊全，技術(shù)先進(jìn)，美觀大方，經(jīng)濟(jì)合理”的原則設(shè)計(jì)一座實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、堅(jiān)固、美觀的現(xiàn)代化教育建筑。這是因?yàn)榫匦纹拭婧?jiǎn)單、規(guī)整、便于豎向空間的組合，易于獲得簡(jiǎn)潔而完整的體形，同時(shí)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便。，辦公室的凈高采用與教學(xué)室相同的高度。因此設(shè)計(jì)中外墻窗臺(tái)高度設(shè)計(jì)為1000mm。室內(nèi)地面標(biāo)高為+，室外地面的標(biāo)高為–。教學(xué)樓的高度也考慮到學(xué)校整體環(huán)境的適應(yīng)問(wèn)題。建筑的美觀主要是通過(guò)內(nèi)部空間和外部造型的藝術(shù)處理來(lái)體現(xiàn)，同時(shí)也涉及到建筑的群體空間布局，而其中建筑物的外部形象廣泛的被人們所接觸，對(duì)人們的精神感受上產(chǎn)生的影響尤為深刻。復(fù)雜體型一般由兩個(gè)以上體量組合而成，體型豐富。南立面中大面積的窗戶形成了“虛”，而窗戶間的墻體則形成了“實(shí)”。它是建筑設(shè)計(jì)中不可缺少的一部分，其任務(wù)是根據(jù)建筑的功能、材料、性能、受力情況、施工方法和建筑藝術(shù)等要求選擇經(jīng)濟(jì)合理的構(gòu)造方案，并作為建筑設(shè)計(jì)中綜合解決技術(shù)問(wèn)題及進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)的依據(jù)。由于填充墻不承受外來(lái)的荷載，且本身的重量還要由樓板和梁來(lái)承受，因此設(shè)計(jì)應(yīng)使用墻自重輕，厚度薄，便于施工，有一定的隔聲能力，同時(shí)還要能夠滿足特殊使用部位如實(shí)驗(yàn)室、衛(wèi)生間等處的防水、防火、防潮的要求。由于他們所處的位置不同、受力不同，因而結(jié)構(gòu)層有所不同。對(duì)于居住和人們長(zhǎng)時(shí)間停留的房間，要求有較好的蓄熱性和彈性；浴室、廁所要求耐潮濕、不透水；廚房、鍋爐房要求防水、耐火。 屋頂設(shè)計(jì)屋頂一般可以分為平屋頂和坡屋頂。屋頂好要承受風(fēng)、雨、雪的荷載及自身的重量，上人屋面還要承受人和設(shè)備的重量。屋頂?shù)呐潘绞椒譃橛薪M織排水和無(wú)組織排水兩大類。第四：在漿雨量大的地區(qū)或房屋較高的地區(qū)應(yīng)采用有組織排水。不上人屋面的做法采用標(biāo)準(zhǔn)做法可見施工說(shuō)明。主體結(jié)構(gòu)共5層。 梁截面尺寸的確定(1) 橫梁① 截面的高度：1/12～1/8的跨度(為滿足承載力、剛度及延性要求) h =(1/12～1/8)7200mm＝600～900mm，h =(1/12～1/8)3000mm＝250～375mm，則邊跨梁高度： h1=600mm, h2=400mm② 梁截面寬度可取1/3～1/2梁高,同時(shí)不宜小于1/2柱寬,且不應(yīng)小于250mm。 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。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，在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中水平方向只要考慮地震作用。 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。荷載組合簡(jiǎn)化如下：(1) +(2) +第二：控制截面及不利內(nèi)力。3 框架設(shè)計(jì)計(jì)算 ,抗震設(shè)防烈度7度，設(shè)計(jì)地震分組第一組。注：。③ 梁的長(zhǎng)度都按凈跨長(zhǎng)度計(jì)算。② 單位面積重為 119=。 框——架頂點(diǎn)位移，而在求框架周期前，無(wú)法求框架地震力和位移，是將框架的重力荷載頂點(diǎn)位移，由求，再由求框架結(jié)構(gòu)底部剪力，再求各層剪力和結(jié)構(gòu)的真正的位移，如表38所示。而 △Fn=，= += =(/ ) =() =1533kN△Fn=1533=∑GjHj=+(+)+(++)+(+3)+(+4) = kNF1=247。1533()= kNF5=247。表313 邊梁彎矩及剪力計(jì)算層次(m)()()()54321表314 走道梁彎矩、剪力及柱軸力計(jì)算層次(m)()()()邊柱軸力中柱軸力5––4––3––2––1––注： ① 柱軸力中的負(fù)號(hào)表示拉力。 橫向框架各層水平地震作用下彎矩圖 梁端剪力及柱軸力 橫向風(fēng)荷載作用下框架的內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算垂直于建筑物表面上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值當(dāng)計(jì)算主要承重結(jié)構(gòu)時(shí)按下式來(lái)計(jì)算： 式中 —風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值()；—高度Z處的風(fēng)振系數(shù)； —風(fēng)荷載體型系數(shù)；—風(fēng)壓高度變化系數(shù)；—基本風(fēng)壓（）。由式 可算得仍取中框橫向框架柱，沿房屋高度的分布風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為q(z)＝= 根據(jù)各樓層標(biāo)高處的高度Hi由《荷載規(guī)范》，代入上式可得各樓層標(biāo)高處的q1（z），q2（z）。表316 風(fēng)荷載作用下框架層間剪力及側(cè)移計(jì)算層次層高(mm)5380043800338002380014250由表316可見，遠(yuǎn)小于1/550=，滿足規(guī)范要求。對(duì)于第5層，=25=，=25=，分別為房間和走道板傳給橫梁的三角形荷載，：== kN/m，=3= kN/m,分別為由邊縱梁、中縱梁直接傳給柱的恒載，它包括梁自重、樓板重和女兒墻等重力荷載。22+(+)247。22]+25+[()()]+=P2=[(+)247。m對(duì)于第1層， ，包括梁自重和其上墻自重，為均布荷載。22+(+)247。22+(+)247。mM2==()/2=22+(+)247。計(jì)算時(shí)先對(duì)各節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩進(jìn)行第一次分配，向遠(yuǎn)端傳遞(傳遞系數(shù)為1/2)，然后對(duì)由于傳遞而產(chǎn)生的不平衡彎矩再進(jìn)行分配，不再傳遞。計(jì)算柱底軸力還需考慮柱的自重。m MCB=﹣1/6= 1/6 = kNm 恒載作用下的框架彎矩二次分配 恒載作用下的框架彎矩圖梁端剪力可根據(jù)梁上豎向荷載引起恒載作用下梁的剪力以及柱的軸力的剪力與梁端彎矩引起的剪力相疊加而得，而柱軸力可由梁端剪力和節(jié)點(diǎn)集中力疊加得到，計(jì)算恒載作用時(shí)的柱底軸力，要考慮柱的自重。荷載引起的剪力：第5層： 第4～2層 第1層： 彎矩引起的剪力，AB跨 第5層： VA=－VB =－(－+)=－ 第4層： VA=－VB =－(－+)=－第3層： VA=－VB =－(－+)=－第2層： VA=－VB =－(－+)=－第1層 VA=－VB =－(－+)= 表321 恒載作用下的梁端剪力及柱軸力層次由荷載引起的由彎矩引起的總剪力柱子軸力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱頂頂?shù)椎?－04－03－02－010 恒載作用下梁剪力、柱軸力圖當(dāng)活荷載產(chǎn)生的內(nèi)力遠(yuǎn)小于恒荷載及水平力所產(chǎn)生的內(nèi)力時(shí)，可不考慮活荷載的不利布置，而把活荷載同時(shí)作用于所有的框架梁上，這樣求得的內(nèi)力在支座處與按最不利荷載位置法求得內(nèi)力極為相近，可直接進(jìn)行內(nèi)力組合。第5層，即頂層三角形荷載化為等效均布荷載 =5/8=5/8= =5/8=5/8 =則頂層各桿的固端彎矩為跨：兩端均為固定支座MAB=﹣MBA=﹣1/12=﹣1/12 =﹣ kNm跨：一端為固定支座，一端為滑動(dòng)支座 kN(3) 柱的剪力計(jì)算 柱的剪力：式中 分別為經(jīng)彎矩分配后柱的上、下端彎矩，為柱長(zhǎng)度。地震設(shè)計(jì)時(shí)，其設(shè)計(jì)表達(dá)式： 式中 —表示承載力抗震調(diào)整系數(shù)，見表325所示；—表示地震作用效應(yīng)或地震作用效應(yīng)與其它荷載效應(yīng)的基本組合；—表示結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力； 表325 承載力抗震調(diào)整系數(shù)材料結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力狀態(tài)混凝土梁受彎偏壓偏壓各類構(gòu)件受剪、偏拉．3現(xiàn)澆框架梁支座負(fù)彎矩調(diào)幅為了便于施工及提高框架結(jié)構(gòu)的延性，通常對(duì)豎向荷載作用下的梁端負(fù)彎矩進(jìn)行調(diào)幅。表326 豎向荷載作用下梁端負(fù)彎矩調(diào)幅 (單位 kN可變荷載的分項(xiàng)系數(shù)。此外，對(duì)于本方案這種內(nèi)力組合與考慮地震作用的組合相比一般較小，對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不起控制作用，故不予考慮。由于水平地震作用可能來(lái)自左、右兩個(gè)方向，因而應(yīng)考慮兩種可能性，分別求出跨間彎矩，然后取較大者進(jìn)行截面配筋計(jì)算。 式中 —為梁計(jì)算長(zhǎng)度范圍內(nèi)的端部彎矩組合值； c—為框架的計(jì)算軸線到支座邊緣處的凈間距； —為梁左端或右端的剪力值和；在兩個(gè)方向水平力作用下，由上式可求得梁凈跨梁端的組合彎矩值。SQk一項(xiàng)中括號(hào)內(nèi)的數(shù)值表示屋面作用雪荷載時(shí)對(duì)應(yīng)的 框架柱內(nèi)力組合(1) 柱端彎矩和軸力組合柱內(nèi)力控制截面一般取柱上、下端截面，每個(gè)截面上有M、N、V。一、二、三級(jí)框架的角柱，經(jīng)過(guò)上述調(diào)整后的組合彎矩設(shè)計(jì)值。表328 橫向框架A柱彎矩和軸力組合 層次截面內(nèi)力++Mmax /Nmax 5柱頂MN柱底MN4柱頂MN柱底MN3柱頂MN柱底MN 2柱頂MN 柱底MN 1柱頂M52. 94N 柱底MN 表329 橫向框架A柱剪力組合（kN）層次++Hn/m5430321注: 表中V以繞柱端順時(shí)針為正；剪力的抗震調(diào)整系數(shù)為；為相應(yīng)于本層柱凈高上、下兩端的剪力設(shè)計(jì)值。)，梁中縱向受力鋼筋采用鋼筋強(qiáng)度HRB400(fy′=360 N/mm178。 五層：AB跨 五層梁跨中彎矩最大，M中=fy′=270 N/mm178。表333 橫向框架B柱柱端組合彎矩設(shè)計(jì)值的調(diào)整層次54321截面柱頂柱底柱頂柱底柱頂柱底柱頂柱底柱頂柱底 框架梁截面設(shè)計(jì)與配筋計(jì)算混泥土采用C30(fc=270 N/ mm178。(2) 地震作用組合時(shí)，要用雪荷載參與組合；(3) 地震組合時(shí)，當(dāng)時(shí)，的抗震調(diào)整系數(shù)為；當(dāng)時(shí)，的抗震調(diào)整系數(shù)為，其中為組合軸力設(shè)計(jì)值，且不考慮地震調(diào)整系數(shù)。底層是指無(wú)地下室的基礎(chǔ)以上或地下室以上的首層。 層次截面位置內(nèi)力++支座邊V5AMVB左M