【正文】 ......................................................... 84 參考文獻(xiàn) ..................................................................................................................................... 85 河南工程學(xué)院匯知教學(xué)樓設(shè)計 I 河南工程學(xué)院匯知教學(xué)樓設(shè)計 摘 要 本設(shè)計研究的內(nèi)容是河南工程學(xué)院匯知教學(xué)樓。本設(shè)計貫徹“實用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀 ”的設(shè)計原則，嚴(yán)格遵循相關(guān)的專業(yè)規(guī)范的要求，參考相關(guān)資料和有關(guān)最新的國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，對設(shè)計的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行綜合全面的科學(xué)性考慮。 structural design includes the reinforcement design of structural arrangement, structural ponents, specifically the column beam plate design, staircase, the bination of internal force calculation, the framework reinforcement etc. Finally, according to the calculation results, the corresponding structural requirements, drawing construction drawing and construction drawing design, write the corresponding and structure design calculations. KEY WORDS frame structure。 （ 2）場地條件：建筑用地地形平緩，常年地下水位低于地面下 8m，無侵蝕性；場地類別為 II 類。C。 2）主導(dǎo)風(fēng)向：東北。 5）室內(nèi)地坪標(biāo)高 177。 建筑方案及方案說明 建筑方案初步設(shè)計 根據(jù)使用功能及條件，確定建筑方案，進(jìn)行初步設(shè)計，繪出平、立、剖面草圖經(jīng)指導(dǎo)老師修改后進(jìn)行下一步設(shè)計。走道兩端的門采用等寬雙扇門，大廳的門采用兩個雙扇玻璃門。 建筑施工圖設(shè)計 建筑設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計互相影響、互相配合、互相制約，所以，在繪制建筑施工圖過程中，遇到問題及時修改。 課題研究的意義 通過 河南工程學(xué)院匯知教學(xué)樓 設(shè)計，綜合運用所學(xué)過的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識，鍛煉查閱相關(guān)規(guī)范和資料進(jìn)行綜合樓建筑方案設(shè)計和框架結(jié)構(gòu)在抗震設(shè)防烈度為 7 度時的結(jié)構(gòu)計算，熟悉工程設(shè)計的內(nèi)容和程序，提高分析和解決工程實際問題及繪制施工圖的能力。 （ 4）混凝土等級選用：梁、板、柱均選用 C30。以下給出截面尺寸估算公式： 縱向框架梁： h=(1/8~1/12)L= (1/8~1/12) 4200(取跨度較大 )=350~525 L—縱向外柱距，取 h=400mm b=(1/2~1/3)h=~200，考慮構(gòu)造要求取 b=250mm 橫向邊跨梁： h=(1/8~1/12)L= (1/8~1/12) 7500=625~ L—縱向外柱距，取 h=700mm 河南工程學(xué)院匯知教學(xué)樓設(shè)計 4 b=(1/2~1/3)h=~350，取 b=300mm 橫向中跨梁： h=(1/8~1/12)L= (1/8~1/12) 3000=250~375 L—縱向外柱距，考慮構(gòu)造要求取 h=400mm b=(1/2~1/3)h=~200，考慮構(gòu)造要求取 b=300mm 框架柱截面尺寸估算 ? ?ccE μfnβSg ? (21) 式中： ? ?C? —根據(jù)抗震設(shè)防烈度為 7 度時取 ， ? —邊柱取 ，不等跨內(nèi)柱取 ， Eg —各層的重力荷載代表值取 14kN/m2 S —柱的負(fù)荷面積，如圖 22 所示 ， 對于邊柱為 =， 對于中柱為 = 圖 22 柱的負(fù)荷面積 河南工程學(xué)院匯知教學(xué)樓設(shè)計 5 邊柱? ? ? ????? cc EC f nSgA ??=103mm2 中柱? ? ? ????? cc EC f nSg ??=103mm2 如取柱截面為矩形，初選柱的截面尺寸為： 邊柱為 bh=500mm500mm=103mm2103mm2 中柱為 bh=500mm500mm=103mm2103mm2 樓板柱截面尺寸估算 451451 ?? lh =，取樓板厚 h=100mm 框架計算簡圖的確定 框架的計算單元 如圖 23 所示 ，取 ⑤ 軸的一榀框架計算。由此給出框架計算簡圖如圖 23 所示 。 g 表示單位長度構(gòu)件重力荷載。 河南工程學(xué)院匯知教學(xué)樓設(shè)計 9 （ 4）墻 外墻采用 240mm 厚水泥空心磚（容重 kN/m3），內(nèi)墻采用 240mm 厚加氣混凝土砌塊（容重 kN/m3） ① 外墻 水刷石外墻面 kN/m2 240mm 厚水泥空心磚 =水泥粉刷內(nèi)墻面 kN/m2 合計： kN/m2 ② 內(nèi)墻 240mm 厚加氣混凝土砌塊 = kN/m2 水泥粉刷內(nèi)墻面 2= kN/m2 合計： kN/m2 ③ 女兒墻 水刷石外墻面 kN/m2 240mm 厚普通磚 = kN/m2 防水卷材 kN/m2 合計： kN/m2 （ 5）門、窗 房間門采用木門（單位面積重力荷載為 kN/m2 ），窗采用鋁合金門窗（ 單位面積重力荷載為 kN/m2），底層入口處：兩側(cè)門與中間門采用鋼塑玻璃門（單位面積重力荷載為 kN/m2）。 表 42 重力荷載代表值計算表（單位： kN） 層次 梁 柱 板 墻 門窗 活荷載 ΣGi 5 4 3 2 1 河南工程學(xué)院匯知教學(xué)樓設(shè)計 12 重力荷載代表值 圖 41 各質(zhì)點的重力荷載代表值 5 框架內(nèi)力計算 橫向水平地震作用 下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移計算 橫向自振周期計算 用假想頂點位移 T? 計算結(jié)構(gòu)基本自振周期，計算過程見 表 51 表 51 假想頂點位移μ T計算結(jié)果 層次 Gi(kN) ∑Gi(kN) ∑D(kN/m) ()ium? ()ium 5 882930 4 882930 3 882930 2 882930 1 594612 結(jié)構(gòu)基本自振周期考慮非結(jié)構(gòu)墻影響折減系數(shù) T? =，則結(jié)構(gòu)的基本自振周期為： TTT ?? ? = = 河南工程學(xué)院匯知教學(xué)樓設(shè)計 13 水平地震作用及樓層地震剪力計算 由于該工程所在地區(qū)抗震設(shè)防烈度為 7 度，場地為 Ⅱ 類，設(shè)計地震分組為第一組，由表查得 max?=。各質(zhì)點水平地震作用及樓層地震剪力沿房屋高度的分布見 圖 51。 表 55 各層地震作用剪力、軸力計算表 層號 柱號 柱剪力 梁剪力 跨中彎矩 邊柱軸力 5 邊柱 中柱 4 邊柱 中柱 3 邊柱 中柱 2 邊柱 中柱 1 邊柱 中柱 河南工程學(xué)院匯知教學(xué)樓設(shè)計 16 水平地震作用下框架的彎矩圖、梁端剪力圖及柱軸力圖 圖 52 地震荷載作用下彎矩圖 (kN再按下面兩式分別計算各層的相對側(cè)移和絕對側(cè)移。 河南工程學(xué)院匯知教學(xué)樓設(shè)計 21 （ 2）梁柱剪力軸力計算 梁端彎矩按下式計算： 中柱： )(1 jcjcbb bijb MMKK KM 上下右左左左 ??? ? )(1 jcjcbb bijb MMKK KM 上下右左右右 ??? ? 邊柱： jcjcijb MMM 上下總 ?? ?1 表 510 各層地震作用剪力、軸力計算表 層號 柱號 )( mkNM?梁左 )( mkNM?梁右 柱剪力 梁剪力 跨中彎矩 柱軸力 5 邊柱 中柱 4 邊柱 中柱 3 邊柱 中柱 2 邊柱 中柱 1 邊柱 中柱 恒荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算 計算單元 板傳至梁上的三角形或梯形荷載等效為均布荷載，荷載的傳遞示意圖如 圖 56 所示。如已知桿件（梁或柱）兩端的彎矩。計算過程如表 517 所示： 表 517 活載作用下的框架彎矩內(nèi)力二次分配表 上柱 下柱 右梁 左梁 上柱 下柱 右梁 分配系 數(shù) 固端彎矩 第一次分配 傳遞彎矩 第二次分配 最終彎矩 分配系數(shù) 固端彎矩 第一次分配 傳遞彎矩 第二次分配 最終彎矩 河南工程學(xué)院匯知教學(xué)樓設(shè)計 33 續(xù)表 517 活載作用下的框架彎矩內(nèi)力二次分配表 分配系數(shù) 固端彎矩 第一次分配 傳遞彎矩 第二次分配 最終彎矩 分配系數(shù) 固端彎矩 第一次分配 傳遞彎矩 第二次分配 最終彎矩 分配系數(shù) 固端彎矩 第一次分配 傳遞彎矩 第二次分配 最終彎矩 底層彎矩 梁柱端剪力計算 河南工程學(xué)院匯知教學(xué)樓設(shè)計 34 表 518 活線載作用下梁端和柱端剪力計算表 荷載性質(zhì) 層數(shù) 邊跨梁（ kN） 中跨梁（ kN） 邊柱（ kN） 中柱（ kN） V（左） V（右） V（左） V（右） V（上） V（下） V（上） V（下） 活 載 5 4 3 2 1 梁柱端軸力計算 列表計算，結(jié)果見表 519 和表 52