【正文】 摘要著重解決建筑物與周圍環(huán)境、建筑物與各種細部構(gòu)造，最終確定設(shè)計方案，畫出建筑施工圖。 建筑設(shè)計是在總體規(guī)劃的前提下，根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求，綜合考慮場地環(huán)境、使用功能、綜合選型、施工、材料、建筑設(shè)備、建筑藝術(shù)及經(jīng)濟等。 總之，適用、安全、經(jīng)濟是本設(shè)計的原則，兩部分空間合理，連接緊湊，主次分明，使建筑空間的舒適度加以提高。 1 目次 6 框架在風荷載作用下的計算 8 框架計算簡圖的確定 8 框架梁柱線剛度的計算 96 致謝 建筑平面的設(shè)計 建筑平面是表示建筑物在水平方向房屋各個部分的組合關(guān)系。 使用部分的平面設(shè)計 建筑平面中各個教室和輔助用房，是建筑平面組合的基本單元。建筑物的美觀問題，既在房屋外部形象和內(nèi)部空間處理中表現(xiàn)出來，又涉及到建筑群體的布局，它還和建筑細部設(shè)計有關(guān)。 建筑剖面設(shè)計 剖面設(shè)計的目的是確定建筑物各部分高度、建筑層數(shù)、建筑空間的豎向組合與利用，以及建筑剖 面中的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造關(guān)系等。 中國礦業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 3 頁 共 97 頁 2 結(jié)構(gòu)設(shè)計說明 結(jié)構(gòu)方案選取 豎向承重體系選取 本設(shè)計為五層的多層結(jié)構(gòu)，根據(jù)教學(xué)樓的功能使用性進行結(jié)構(gòu)布置。 常見的豎向承重體系包括磚混結(jié)構(gòu)體系、框架結(jié)構(gòu)體系、剪力墻結(jié)構(gòu)體系、框架 剪力墻結(jié)構(gòu)體系及筒體結(jié)構(gòu)體系等。 水平向承重體系選取 常見的橫向承重體系包括：現(xiàn)澆樓蓋、疊合樓蓋、預(yù)制板樓蓋、組合樓蓋等。 樓梯方案的選擇 整體式樓梯按照結(jié)構(gòu)形式和受力特點不同，可分為板式樓梯、梁式樓梯、剪刀式樓梯和圓形樓梯、螺旋樓梯等。故當梯段水平方向跨度小于或等于 ，才宜用板式樓梯。一般當梯段水平投影跨度大于 ，用 梁式樓梯。 建筑材料的選擇 梁柱、基礎(chǔ)、樓梯均采用 C30 的混凝土，用以提高整個結(jié)構(gòu)的強度。 樓蓋及屋蓋 均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，樓板厚度為 120mm。 圖 結(jié)構(gòu)平面布置圖 (單位： mm) 中國礦業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 5 頁 共 97 頁 3 結(jié)構(gòu)計算書 工程概況 某大學(xué)框架結(jié)構(gòu)教學(xué)附樓，主體五層，為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu) 。 在水平荷載作用下，對于比較規(guī)則的、層數(shù)不多的框架結(jié)構(gòu)，當柱軸向變形對內(nèi)力及位移影響不大時，可選用 D 值法進行內(nèi)力分析。當采用預(yù)制樓蓋時，為了減少樓蓋結(jié)構(gòu)高度和增加建筑凈空，梁的截面常取為十字型或花籃型。 (1)橫向框架梁： h=(1/8～ 1/18)=～ ,取 h=500mm； b=(1/2～ 1/4)=～ ,因不小于 200mm,取 b=300mm； 梁的截面尺寸為： bh=300mm500mm。 (4)樓板厚度：取樓板厚 h=120mm. (5)底層柱高度： h=++=， 其中 為底層層高， 為室內(nèi)外高差 設(shè)基礎(chǔ)頂面至室外地面的高度為 ，其它柱高等于層高即 。 12/30 bhI ? () 左邊跨梁： lEIi /? =107KN/m221/12()3 /=3104 KNm 底層柱： lEIi /? =107KN/m221/12()3 /=104 KN作用在屋面梁和樓面梁節(jié)點處的集中風荷載標準值 [11]： Wk = z? Us Uz W0 (hi ＋ hj ) B /2 （ ） 對于高度不大于 30m或高寬比小于 的房屋結(jié)構(gòu)，取 z? =。 圖 風荷載作用下的荷載分布圖 風荷載作用下框架側(cè)移計算 水平荷載作用下框架的層間側(cè)移可按公式 計算： 中國礦業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 13 頁 共 97 頁 ju? jV? ?ijD/ （ ） 式中 Vj——— 第 j 層的總剪力； ?ijD j——— 第 j 層所以柱的抗側(cè)剛度之和； ju? ——— 第 j 層的層間側(cè)移。 其中： hyM )1(Vim ??柱上 （ ） yhM imV?柱下 （ ） 中國礦業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 14 頁 共 97 頁 表 框架各柱的桿端彎矩、梁端彎矩計算 層 號 柱號 KNVi/ ? KNVim/ myh/ mhy/ )1(?? )(mKNM?柱上 )(mKNM?柱下 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 框架各柱梁端彎矩 bM 、剪力 iV 以及柱軸力 iN 分別按照下列公式計算 [13]： )( ,1 uijb jirblblblb MMii iM ??? ? （ ） )( ,1 uijb jirblbrbrb MMii iM ??? ? （ ） lMMV rblbb /)( ?? （ ） 從而可以繪出框架柱各桿端彎矩如圖 所示 中國礦業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 15 頁 共 97 頁 圖 風荷載作用下框架柱各桿端彎矩圖 (單位： KN這樣，只要求出結(jié)構(gòu)的頂點水平位移，就可以按下式求得結(jié)構(gòu)的基本周期： ??? （ ） 式中： T? ：基本周期調(diào)整系數(shù)。然后由 T?求出 1T ，再用 1T 求出框架結(jié)構(gòu)的底部剪力。 （ 4）水平地震作用計算 中國礦業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 21 頁 共 97 頁 因為該建筑結(jié)構(gòu)高度遠小于 40m，質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻，變形以剪切為主，因此用底部剪力法來計算水平地震作用 [15]。 各層水平地震剪力計算見表 表 各層橫向水平地震作用及樓層地震剪力計算表 層次 /iHm /iGkN /iiGH kN m? /iFkN /iVkN 5 4 3 2 1 jjGH? （ 5） 橫向框架抗震驗算： 中國礦業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 22 頁 共 97 頁 表 層次 層間剪力 /iVkN 層間剛度 Di(kN/m) 層間位移 Vi/Di(m) 層高 /ih mm /e i iuh? ?? 5 1158448 3800 1/3838 4 1158448 3800 1/2032 3 1158448 3800 1/1496 2 1158448 3800 1/1262 1 1081982 4800 1/1375 由此可見，最大層間彈性位移角 1/12621/550，滿足側(cè)向位移要求。 雙向板的支座反力分布比較復(fù)雜，實用計算時可近似地把每一個區(qū)格劃分為四個小區(qū)格，并認為每一小區(qū)格的荷載直接傳給鄰近的支承梁。 豎向荷載作用下框架的內(nèi)力計算 恒載作用下框架的內(nèi)力計算 （ 1）恒載作用下的框架彎矩可按下面公式求得： 固端彎矩計算式： 2121 qlM? （ ） 跨中彎矩計算： 281qlM? （ ） 頂層邊跨： 固端彎矩： M=1/12 kN /m()2= kNm 標準層層邊跨： 固端彎矩： M=1/12 kN /m()2= kNm （ 2）根據(jù)梁、柱相對線剛度，算出各節(jié)點的彎矩分配系數(shù) )( bcij iiiu ???? () 分配系數(shù)如下圖： A柱： 底層 標準層 頂層 圖 A 柱各層彎矩分配系數(shù)簡圖 底層： 下柱： 下柱i =（ 1++） = 上柱： 上柱i =（ 1++） = 右梁： 右梁i =（ 1++） = 標準層： 上柱： 上柱i =（ 1++1） = 下柱： 下柱i =（ 1++1） = 右梁： 右梁i =（ 1++1） = 頂層： 下柱： 下柱i =1/（ 1+） = 右梁： 右梁i =（ 1+） = 由于該一榀框架為對稱結(jié)構(gòu)所以可取板結(jié)構(gòu)作為計算單元 B柱： 中國礦業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 31 頁 共 97 頁 底層 標準層 頂層 圖 B 柱彎矩各層分配系數(shù)簡圖 底層： 左梁： 左梁i = 4/（ 4 + 4+ 2+ 4） = 上柱： 上柱i =4 （ 4 + 4+ 2+ 4） = 下柱： 下柱i = 4/（ 4 + 4+ 2+ 4） = 右梁： 右梁i = 2/（ 4 + 4+ 2+ 4） = 標準層： 左梁： 左梁i = 4/（ 4 + 4+ 2+4 ） = 上柱： 上柱i =4 （ 4 + 4+ 2+4 ） = 下柱： 下柱i =4 （ 4 + 4+ 2+4 ） = 右梁： 右梁i = 2/（ 4 + 4+ 2+4 ） = 頂層： 左梁： 左梁i = 4/（ 4 + 4+ 2） = 下柱： 下柱i =4 （ 4 + 4+ 2） = 右梁： 右梁i = 2/（ 4 + 4+ 2） = （ 3） 彎矩分配及傳遞 彎矩二次分配法假定任一節(jié)點的不平衡彎矩只影響至與該節(jié)點相交的各桿件的遠端。m＋ kN m)= m 第二層邊跨跨中彎矩： M 中 =1/8 /m()2－ 1/2( kN m＋ m 第四層中跨跨中彎矩： M 中 =1/8 kN /m()2－ m 第二層中跨跨中彎矩： M 中 =1/8 kN /m()2－ m 圖 恒荷載作用下的彎矩圖（單位： KNm－ m－ m－ m－ m－ m＋ kN m＋ m＋ kN m＋ m＋ D 軸柱軸力同 A 軸柱相同。m 跨中彎矩： M=1/8 kN /m()2= m 第四層邊跨跨中彎矩： M 中 =1/8 kN /m()2－ 1/2( kN m＋ m)= m 梁中跨跨中彎矩為： 第五層 中跨跨中彎矩： M 中 =1/8 kN /m()2－ m 第三層中跨跨中彎矩： M 中 =1/8 kN /m()2－ m 第一層中跨跨中彎矩： M 中 =1/8 kN /m()2－ m－ m－