【正文】 柱端彎矩 和軸力 組合得設(shè)計(jì)值MN非抗震設(shè)計(jì) （327）?? （328） （3..KW29） （??730） （()GKQKWCMM???31） （332）..()NN （333）35GKQ （334）1.??抗震設(shè)計(jì) （335）. （336）3GN式中： 、 和 為由恒載、樓面活載及風(fēng)荷載在柱端截面產(chǎn)生KQW的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值； 、 和 為由恒載、樓面活載及風(fēng)荷載在柱端截面產(chǎn)K生的軸力標(biāo)準(zhǔn)值。本工程設(shè)計(jì)根據(jù)規(guī)范要求考慮了四種較典型的內(nèi)力組合，即為、 、 和 。（1）求彎矩的荷載等效框架梁在豎向荷載作用下，對(duì)于僅有均布荷載和三角形荷載或矩形荷載兩部分荷載時(shí)，在求固端彎矩時(shí)可以直接按原荷載進(jìn)行計(jì)算，也可按固端彎矩相等的原則，先將梯形分布荷載及三角形分布荷載，化為等效均布荷載進(jìn)行計(jì)算。2/1PkN/2/1MkNm?/2?7 1～6 56表 316 橫向框架活載匯總表層次 /2qkNm/39。? B 軸和 E 軸上次梁作用于橫向框架梁上的集中荷載為 集中力矩： ??280（各符號(hào)好意義由下圖 315 所示） q21139。對(duì)于 7 層有：1q39。kNm?Vk50表 313 各層柱端彎矩及剪力計(jì)算表( 中柱)層次 /ihm /iVkN/ijD?m2i2iVky2biM2ui7 798252 18721 6 798252 18721 5 798252 18721 4 798252 18721 3 798252 18721 2 798252 18721 1 609518 12889 說明：① 表中 M 的量綱為 , 的量綱為 。表中還計(jì)算了各層1()/siijjuVD???1()nkku??間彈性位移角 。結(jié)構(gòu)假想側(cè)移計(jì)算如下表 39 所示。 表示單? g位長度構(gòu)件重力荷載。圖 22 中⑤軸線橫向框架在風(fēng)荷載作用下的彎矩、梁端剪力柱軸力見圖 39。計(jì)算過程1()/niiijjuVD???1()nkku??見下表 34。 沿房屋高度變化的分布z ()q()qz圖見圖 37（a） 。按上述方法初步確定柱子的截面高度 不宜小于 ，寬度不宜小于ch240m，柱子的截面長邊尺寸之比宜大于 4。 結(jié)構(gòu)布置根據(jù)該房屋的使用功能及建筑設(shè)計(jì)要求,進(jìn)行建筑平面、立面及剖面設(shè)計(jì),其標(biāo)準(zhǔn)層建筑平面、結(jié)構(gòu)平面和剖面示意圖分別見圖 3圖 32 和圖 33。其次，建筑造型是一種空間藝術(shù)，研究立面造型不能只局限于立面尺寸大小和形狀，應(yīng)考慮到建筑空間地透視效果。在設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)充分考慮建筑的功能、材料和結(jié)構(gòu)等制約因素，運(yùn)用構(gòu)圖法則，從體型入手，逐步深入到每個(gè)立面，進(jìn)行反復(fù)推敲，不斷修改，使體型和立面項(xiàng)協(xié)調(diào)，達(dá)到完美統(tǒng)一。只有全面考慮上述因素，運(yùn)用建筑造型地構(gòu)造圖原理，精心塑造建筑體型和立面，才能創(chuàng)造出時(shí)代強(qiáng)烈、民族風(fēng)情濃郁。建筑體型和立面設(shè)計(jì)是整個(gè)建筑設(shè)計(jì)的重要組成部分。建筑空間的組合是根據(jù)建筑內(nèi)部的使用要求，結(jié)合基地環(huán)境等條件，通過分析建筑在水平方向上和垂直方向上的相互關(guān)系，將大小、高低各不相同，功能各異的空間組合起來，使之成為使用方便、結(jié)構(gòu)合理、體型簡潔而美觀的有機(jī)整體。此外，建筑的施工條件、起重設(shè)備以及施工方法等對(duì)于建筑層數(shù)也有影響。在相同建筑面積的條件下，基地面積小，建筑的層數(shù)就會(huì)增加。一些大型公共建筑或紀(jì)念性建筑，也常常借助于加大室內(nèi)外高差的設(shè)計(jì)手法，通過設(shè)置打臺(tái)階、高基座以創(chuàng)造處莊嚴(yán)、肅穆、雄偉的氣氛。該學(xué)生公寓也具有這個(gè)特點(diǎn)。14房間的剖面形狀可分為矩形和非矩形兩種。綜合學(xué)生公寓的住房特點(diǎn)，和內(nèi)廊式組合特點(diǎn)，該種平面組合形式還是較佳形式。在保證滿足使用要求的同時(shí)，還應(yīng)求使得各種設(shè)備管線集中布置，上下對(duì)齊以利于施工和節(jié)約管線。1. 影響平面組合設(shè)計(jì)因素(1)使用功能平面組合應(yīng)符合使用功能要求，集中表現(xiàn)為合理的功能分區(qū)及流線組織兩個(gè)方面。根據(jù)南方氣候夏季炎熱的特點(diǎn)，為了給學(xué)生營造一個(gè)舒適的生活環(huán)境，該學(xué)生公寓設(shè)計(jì)成每屋一個(gè)衛(wèi)生間。學(xué)生公寓，由于每個(gè)房間住人的數(shù)量較多，需要較大的窗戶面積，結(jié)合本工程的特點(diǎn)，每個(gè)房間都有自己的露天陽臺(tái)，窗都設(shè)計(jì)成門連窗的形式，且都為向外開啟。設(shè)計(jì)內(nèi)容包括其大小、數(shù)量、位置和開啟方式。該工程每個(gè)房間計(jì)劃住四人，每個(gè)床位分上下層，上層為床，下層為書桌。儲(chǔ)存室。建筑的平面、剖面、立面設(shè)計(jì)時(shí)緊密聯(lián)系而又相互制約的。而這些在校園總規(guī)劃設(shè)計(jì)中已經(jīng)考慮，在此就部在重復(fù)。4）小氣候因素，它是指由于基地及周圍環(huán)境的一些具體條件比如地形、植被狀況、周圍環(huán)境中的建筑物等具體情況的影響，基地內(nèi)的具體氣候條件會(huì)在地區(qū)整個(gè)氣候條件的基礎(chǔ)上有所變化，形成特定的小氣候。南北向的建筑是我國大部分地區(qū)都廣泛采用的，這是因?yàn)槟舷蛳募咎柛叨冉谴?，冬季太陽高度角小的原因。氣溫：算溫?℃，夏季通風(fēng)計(jì)算溫度 30℃；降雨量：年降雨量為 ，最大降雨量 ；風(fēng)向：夏季主導(dǎo)風(fēng)向東南，冬季西北。（4）環(huán)境整體性任何建筑都處于一定的環(huán)境中 ，并與環(huán)境保持著某種聯(lián)系。為使橫向框架有較大的抗側(cè)移剛度，采取適當(dāng)增大框架梁的截面高度。(4)雨季施工起止日期：7 月 1 日8 月 31 日。它由滁270m2450m州職業(yè)技術(shù)學(xué)院開發(fā)，設(shè)計(jì)使用年限為 50 年，為滿足 600 余人居住的功能完善的現(xiàn)代化學(xué)生公寓。針對(duì)該學(xué)生公寓的建筑等級(jí)，建筑高度，結(jié)合設(shè)計(jì)院提供的地質(zhì)資料和當(dāng)?shù)氐目拐鹪O(shè)防烈度，同時(shí)考慮安全和經(jīng)濟(jì)因素，故采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)比較合理。在院內(nèi)增建此七層學(xué)生公寓，占地面積約為700㎡，總建筑面積約 4500㎡，滿足 600 多人居住，解決學(xué)生公寓的住房緊張，滿足學(xué)院的住房要求。本人通過對(duì)本工程的設(shè)計(jì)，全方位的對(duì)大學(xué)四年來所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行運(yùn)用，這部分經(jīng)驗(yàn)的積累將有利于將來從事設(shè)計(jì)行業(yè)。 自然條件(1)氣溫：冬季采暖計(jì)算溫度5℃，夏季通風(fēng)計(jì)算溫度 30℃。 荷載（1）活荷載選取：屋面為不上人屋面取 ； 樓面取 。（2）技術(shù)安全性 [11]總平面設(shè)計(jì)在滿足正常情況下的使用要求外，還在應(yīng)當(dāng)考慮某些可能發(fā)生的災(zāi)害情況，如火災(zāi)、地震和空襲等。該塊用地地勢(shì)平坦，場(chǎng)地面積約 。7（2）日照因素日照因素對(duì)建筑物的影響可以從以下幾個(gè)方面考慮：1）朝向，我國幅員遼闊，由于地理緯度的不同，南北方日照情況差異顯著。3）風(fēng)向因素，我國大部分地區(qū)處于北溫帶，南北氣候差異較大。由于是學(xué)校校園里的建筑，故應(yīng)該從建筑群體在場(chǎng)地中的布局上考慮。取得藝術(shù)性的手法有兩種，即統(tǒng)一手法和對(duì)比手法，考慮到統(tǒng)一手法中主從原則、秩序建構(gòu)、對(duì)位和重復(fù)與漸變兼周圍自然條件的影響，采用了與原有學(xué)生宿舍一個(gè)朝向。主要使用房間通常是指在建筑中其主導(dǎo)作用，同時(shí)決定建筑物性質(zhì)的房間。然后確定各部分房間的平面形狀、面積大小和尺寸等。實(shí)際工程中矩形房間平面在民用建筑中采用最多，其原因在于矩形平面具有更多的優(yōu)點(diǎn)：(1) 便于家具設(shè)備不知，面積利用率高，使用靈活性大；(2) 結(jié)構(gòu)布置簡單，施工方便；(3) 便于平面組合。窗在建筑中的主要作用是采光通風(fēng)，也是維護(hù)結(jié)構(gòu)的一部分。（3） 為了節(jié)省上下水管道，衛(wèi)生間宜左右相鄰，上下對(duì)應(yīng)。該學(xué)生公寓本著以上注意事項(xiàng)，主要的交通聯(lián)系空間為中間的走道，垂直交通空間為兩側(cè)的兩跑樓梯。建筑平面組合應(yīng)在滿足使用功能的前提下，還應(yīng)有力與選擇經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)方案。該學(xué)生公寓采用的式走廊式組合中的內(nèi)廊式組合。它與建筑平面設(shè)計(jì)相互聯(lián)系，相互制約，限定了建筑物各個(gè)組成部分的三維空間尺寸，并對(duì)建筑物的造型及立面設(shè)計(jì)起到制約作用。層高是指該層樓地面到上一層樓地面之間的距離。3. 室內(nèi)外地面高差確定為了防止室外雨水流入室內(nèi)，并防止墻身受潮，一般民用建筑的室內(nèi)外地面應(yīng)設(shè)高差；其數(shù)值不低于150mm，通常取450mm。0.?影響房屋層數(shù)的因素 [2]很多，概括起來有一下幾個(gè)方面：1. 使用要求房屋用途不同，使用對(duì)象不同，對(duì)層數(shù)的要求就會(huì)有差異。如砌體結(jié)構(gòu)一般用于六層一下的住宅、宿舍、普通辦公樓、中小學(xué)教學(xué)樓等大量性建筑；框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)，由于抗水平荷載能力的增強(qiáng)，故用于賓館。一般來說，在建筑群體中，個(gè)體建筑層數(shù)愈多，用地愈經(jīng)濟(jì)，即較相同建筑面積的多棟底層建筑經(jīng)濟(jì)。該工程的主要夾層空間與底層樓梯下部的空間，結(jié)合學(xué)生公寓的特點(diǎn)，可以在樓梯下設(shè)置小的衛(wèi)生器具儲(chǔ)藏間。隨著設(shè)計(jì)不斷深入，在平面、剖面設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上對(duì)建筑外部形象從總體到細(xì)部反復(fù)進(jìn)行推敲，使之達(dá)到形式與內(nèi)容的統(tǒng)一。因此，只有將兩者作為一個(gè)有機(jī)的整體統(tǒng)一考慮，才能獲得完美的建筑形象。比例關(guān)系以及內(nèi)容空間與外形的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。19第 3 章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)選型與布置 結(jié)構(gòu)選型根據(jù)建筑滁州職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生公寓的建筑規(guī)模,考慮到經(jīng)濟(jì)、施工等因素,采用純框架結(jié)構(gòu)較為合理。由于施工地點(diǎn)處于南方地區(qū)且地質(zhì)較好,地基采用條形基礎(chǔ)。當(dāng)?shù)鼗撅L(fēng)壓為 ，0kzsWu?? ?由《荷載設(shè)計(jì)規(guī)范》第 節(jié)查的 （迎風(fēng)面） ， （背風(fēng)面） 。計(jì)算過程如下：7 1().[(.))].?????????6()3.[().5.)].(.??????????5 1(.).().?????4 1()(..).?????????3 1()(...).?????????372 1()(...).?????????1 1(.)(.032)/.?????（a）風(fēng)荷載沿房屋高度的分布 （b）等效節(jié)點(diǎn)集中風(fēng)荷載（單位： ） （單位： ）kN/mkN圖 37 框架上的風(fēng)荷載 橫向框架側(cè)移剛度計(jì)算橫向框架側(cè)移剛度可按式 33 計(jì)算： （33）21ciDh??式中系數(shù) 為柱的剛度修正系數(shù)，根據(jù)梁柱線剛度比（ ）的不同按相c k應(yīng)的公式進(jìn)行計(jì)算；圖 32 中柱可分為中框架中柱和邊柱、邊框架中柱和邊柱。由此可得框架柱的固端彎矩，計(jì)算過程如下表 35（邊柱） 、表 36。kNm? （a）框架彎矩圖 （b）梁端剪力及軸力圖 (單位： ) (單位： )kNm? kN圖 39 風(fēng)荷載作用下的彎矩、梁端剪力柱軸力圖 重力荷載計(jì)算為計(jì)算各質(zhì)點(diǎn)的重量代表值，先分別計(jì)算各梁、板、柱、墻及門窗的重量，然后按以樓層為中心上下各半的重量集中于該樓層的原則計(jì)算各質(zhì)點(diǎn)的重力荷載代表值。一層墻體總重： 2 222 [.(.951/)]())..[..].[(.805543??????? ????2～7 層墻體總重： 91樓板重： .()????梯段板重： ?屋面板重： (.).24]?樓面活荷： 26..[0.(]???????屋面活荷： ()?故： .)/????45???2(..00.).????重力荷載代表值計(jì)算結(jié)果如圖 310 所示。.4..?頂部附加地震作用系數(shù) 按式 計(jì)算 ,即有：n?.7nT??????各質(zhì)點(diǎn)的水平地震作用按式 315 計(jì)算,即：11() iEKnnj jGHi GH????? （315）nF?具體計(jì)算過程見下表 310 所示，各樓層地震剪力按式 311 計(jì)算，結(jié)果列于表 210?？汕蟮盟降卣鹱饔孟铝憾说膹澗?、剪力以及柱的軸力，計(jì)算過程如下表 314 所示。由于縱向框架梁的中心線與柱的中心線不重合，因此在框架節(jié)點(diǎn)上還有集中力矩。計(jì)算如 節(jié)所算，結(jié)果如下： ??集中力矩： ??????對(duì)于 1～6 層： 包括梁的自重和其上的墻的自重，均為均布荷載。? .6M??將以上結(jié)果匯總，見下表 315 和表 316。柱軸力可由梁端建立和節(jié)點(diǎn)集中力相疊加得到。62表 318 活載作用下梁端剪力及柱軸力（單位： ）kN荷載引起的剪力 彎矩引起的剪力AB 跨 BC 跨 AB 跨 BC 跨層次VA＝VB VB=VC VA=VB VB=VC7 06 05 04 03 02 01 0續(xù)表 318總剪力 柱軸力AB 跨 BC 跨 A 柱 B 柱層次VA VB VB=VC N 頂=N 底 N 頂=N 底7 6 5 4 3 2 1 說明：①V 以向上為正。計(jì)算結(jié)果列于表 319。圖 322 柱內(nèi)力組合62表 319 框架梁的內(nèi)力組合 +.6()(S+)3層次截面位置內(nèi)力 GKSQWKSE左 右