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正文內(nèi)容

大學(xué)生物系教學(xué)樓設(shè)計計算書(編輯修改稿)

2024-11-13 14:11 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 ,為避免在房間頂部出現(xiàn)暗角,窗戶上沿到房間頂棚的距離應(yīng)盡量小,考慮到房間的結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求,即窗過梁或房間圈梁等必要尺寸。內(nèi)墻開設(shè)高窗,門上沒亮子,使氣流通過內(nèi) 外墻 的窗戶,組織室內(nèi)通風。窗的尺寸為: C1 2 .1m C2 3) 圍護結(jié)構(gòu) 所有外墻及內(nèi)墻均采用 200mm。 4) 地面 底層地面設(shè)計,具體做法見圖 12 ,樓面設(shè)計具體見圖 13。 5) 樓梯 考慮到防火要求,房間內(nèi)最遠一點到房門的距離不應(yīng)超過走廊兩側(cè)或盡端的房間從房門到外部出口或樓梯間最大距離 22m。設(shè)兩部樓梯,樓梯間的開間為 ,踏步的尺寸為300150mm,具體尺寸見附圖。 6) 屋面 屋面為不上人屋面 立面設(shè)計 為使建筑里面富有表現(xiàn)力,使其有節(jié)奏韻律和虛實對比部分柱子外出與窗臺形成網(wǎng) 7 格。窗采用鋁合金窗,門采用鋁合金玻璃門。 第二章 框架結(jié)構(gòu)布置及計算簡圖 結(jié)構(gòu)選型及結(jié)構(gòu) 布置 結(jié)構(gòu)體系的選擇 對于一座建筑的設(shè)計首先要進行結(jié)構(gòu) 形式 結(jié)構(gòu)體系的選擇,并在滿足功能要求的同時做到經(jīng)濟合理 技術(shù)先進。 1) 結(jié)構(gòu)形式的選擇 建筑物有四種結(jié)構(gòu)形式:磚石結(jié)構(gòu) 磚混結(jié)構(gòu) 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及鋼結(jié)構(gòu)。磚石結(jié)構(gòu)在我國已經(jīng)很少用到。磚混結(jié)構(gòu)多用于 36 層的多層房屋,但結(jié)構(gòu)強度低,抗震性能差,地震時的破壞和災(zāi)害較嚴重,在設(shè)防烈度為 7 度的地區(qū)磚混結(jié)構(gòu)的高度不大于 13m,若加構(gòu)造柱不大于 19m。本建筑物高為 ,過不采用磚混結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)雖然質(zhì)量輕 強度大 延性好,但根據(jù)我國目前的經(jīng)濟情況,因其造價過高,故不宜使用。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是有較高的強度 較高的抗震性 工業(yè)化和機械化程度高,且用鋼量不大 耐火性好 造價較低 適用范圍廣泛的特點,故建筑采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。 2) 結(jié)構(gòu)類型選擇 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)通常有:框架結(jié)構(gòu) 框架 剪力墻結(jié)構(gòu) 剪力墻結(jié)構(gòu)和筒體結(jié)構(gòu)。以下對幾種結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點進行分析: 框架結(jié)構(gòu)體系 : 框架結(jié)構(gòu)有建筑平面布置靈活造型活潑等優(yōu)點,可以有較大的使用空間因以滿足使用要求。在結(jié)構(gòu)受力性能方面,框架屬于柔性結(jié)構(gòu),自振周期較大,地震反映較小,經(jīng)過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計,可以有較好的延性。缺點是結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度較小, 地震力作用下側(cè)向位移較大,以使填充墻產(chǎn)生裂縫,并引起非結(jié)構(gòu)件的破壞,當建筑層數(shù)較多或荷載較大時,要求框架柱的截面較大,既減少了建筑的使用面積,又會影響室內(nèi)家具的布置。因此框架結(jié)構(gòu)適用于非地震區(qū)或抗震烈度在 8 度以下的多層建筑。 剪力墻結(jié)構(gòu)體系:剪力墻結(jié)構(gòu)體系是由剪力墻同時承擔豎向荷載和側(cè)向力的結(jié)構(gòu)。剪力墻與水平不住的樓蓋結(jié)構(gòu)組成一個具有很大的豎向和水平較差橫隔的空間盒子結(jié)構(gòu),所以具有剛度大 用鋼量少 側(cè)向位移小 抗震性能好等優(yōu)點。布置剪力墻不會影響各個房間的使用功能,房間內(nèi)沒有梁 柱外凸構(gòu)件。既整齊美觀,又有 利于室內(nèi)家具的布置。剪力墻結(jié)構(gòu)的缺點是難于滿足建筑整體上的使用功能 大空間等使用功能,所以剪力墻結(jié)構(gòu)不能滿足大空間教室的要求。 筒體結(jié)構(gòu)體系:筒體結(jié)構(gòu)體系抗側(cè)剛度大 整體性好 建筑布置靈活 能夠提供很大的可以自由分隔的使用空間,特別是超過 30 層或 100m以上的超高層建筑。缺點是核心筒越大,服務(wù)性用房面積就越大,建筑的使用面積就越小。因此筒體結(jié)構(gòu)在高度上或使用功能上不符合工程要求。 框架 剪力墻結(jié)構(gòu)體系:框架 剪力墻結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)點是既保留了框架結(jié)構(gòu)的建筑布置靈活 使用方便的優(yōu)點,又有剪力墻的抗側(cè)剛度大 抗震性 能好的優(yōu)點,同時還可以發(fā)揮材料的強度作用,具有較好的經(jīng)濟指標,但是與框架結(jié)構(gòu)相比造價較高。 8 綜上所述,高層建筑結(jié)構(gòu)體系的選擇和結(jié)構(gòu)材料的布置要考慮到建筑的使用功能 建筑平面 建筑高度 抗震等級 地質(zhì)條件 施工技術(shù)等各方面因素。使之在安全使用的前提下,經(jīng)濟合理 技術(shù)先進。鑒于以上理由,本建筑選用框架結(jié)構(gòu)體系,主要原因是在 7 度抗震設(shè)防地區(qū)的框架結(jié)構(gòu)在滿足側(cè)移的情況下,延性較好,同時造價也較低。所以經(jīng)過綜合分析,擬建筑采用框架結(jié)構(gòu)。 框架類別的選擇 框架結(jié)構(gòu)可以采用多種不同的結(jié)構(gòu)布置方案,根據(jù)施工方法的 不同分為:現(xiàn)澆式 裝配式和裝配整體式。 1) 現(xiàn)澆式 框架的全部構(gòu)件都是現(xiàn)場澆筑,此方法的優(yōu)點是抗震性能好,但模板用量大,施工工期長,本設(shè)計為 6 層框架,抗震設(shè)防烈度為 7 度,抗震要求較高,故選現(xiàn)澆式。 2) 裝配式及裝配整體式 裝配式及裝配整體式由于整體性不好,故不采用。 結(jié)構(gòu)布置 1)承重框架布置 結(jié)構(gòu)有梁 柱構(gòu)成,構(gòu)件截面較小,因此框架結(jié)構(gòu)的承載力和剛度都較低,在地震中容易產(chǎn)生震害,所以應(yīng)在縱橫兩個方向上布置框架。 2)構(gòu)件布置 根據(jù)柱網(wǎng)布置,在建筑軸線相交處設(shè)柱。 梁柱截面尺寸初選 截面尺寸 1) 柱 截面尺寸必須滿足: ① 最小構(gòu)造尺寸( hc≥400 b≥300) ,hc/b≤,不宜小于 250250mm,為了避免長細比過大 ,承載力降低過多 ,常取 l0/b≤30 l0/h≤25,l0 為柱的計算高度, b 為矩形截面短邊邊長, h為長邊邊長; ② 軸壓比的要求: (μc=)。 ③ 截面的抗彎要求 : 本工程框架的抗震等級為三級 ∴ μc= 軸壓比是指柱組合軸壓力設(shè)計值與柱全截面面積和混凝土抗壓強度設(shè)計值之比: 即 μc≤NC/ACfc 式中: NC 為柱組合壓力設(shè)計值, NC=αSWNs α為考慮地震作用的放大系數(shù),本工程 7 度抗震, II 類場地框架結(jié)構(gòu), α取 。 9 Ns 為主截面以上樓層層數(shù) W 為單位建筑面積的豎向荷載,本工程取 W=15kN/m2 S 為柱的樓面負荷面積 fc 混凝土抗壓強度設(shè)計值,強度 C30, fc= μc 為軸壓力,此處取 μc= S== , 則: AC=NC/μcfc=1561000247。247。= 柱截面為正方形,則: hc=b= cA =540mm ∴ 柱的截面尺寸為 hcb=600濟起見,本設(shè)計柱子到二層變截面為 hcb=550550mm。 2) 梁的截面選擇 框架梁的截面必須滿足: ⑴ 最小構(gòu)造尺寸要求; ⑵ 抗剪要求; ⑶ 受壓高度限制。 梁高取跨度的 1/8~ 1/12,梁寬取跨度的 1/2~ 1/3,且大于等于 1/2 柱寬 。 對縱向框架梁 h=( 1/8~ 1/12) 7 200=600~ 900mm,取 h=600mm. b=(1/2~ 1/3)700mm 且 b≥1/2600mm, 取 b=350mm. 對橫向框架梁 h=( 1/8~ 1/12) 4500=375~ ,取 h=500mm. 過道梁 bh=350500mm ∴ 取 KL 1 bh=350600mm KL 2 bh=350500mm CL 1 bh=250500mm 梁的編號見圖 21,其中括號內(nèi)為底層梁的編號,括號外為其它層的編號,若只有一個編號,則表示底層與其它層的梁相同。 3) 板厚選擇 板的長邊 l02=7200mm, 短邊 l01=, l02/ l01=7200/3600≤2,故本設(shè)計板為雙向板。 雙向板的厚度不宜小于 80mm,由于設(shè)計為現(xiàn)澆鋼筋混凝土,所以為連續(xù)板。 h/ l01=1/50 則: h≥l01/50=3600/50=72mm ∴ 可取板 厚為 100mm。 梁的計算跨度 框架梁的計算跨度以上柱的形心線為準,由于建筑軸線與上柱的形心線不重合,故建筑軸線與結(jié)構(gòu)計算跨度不同。 10 11 圖 21 梁柱布置圖 柱高度 底層柱的高度 h=﹢ +=,其中 , 差, 埋深 ,其他柱 高均相等,即 。 計算簡圖見圖 22 和 23。 底層梁計算跨度二六 層梁計算跨度 圖 22 二 六層梁計算跨度 圖 21 框架結(jié)構(gòu)柱的計算高度 12 第三章 荷載計算 荷載計算 屋面均布恒載 25mm厚 1: 3 水泥砂漿找平層 20=3mm厚麻刀灰隔離層 16= =25mm厚 1: 3 水泥砂漿找平層 20=150mm水泥蛭石保溫層 5=1: 6 水泥焦渣找坡最薄處 30mm 14=20mm粉灰石灰砂漿 17=共計 屋面恒載標準值為:( 12++) ( 2++) = 屋面均布活載 計算重力荷載代表值時,僅考慮屋面活荷載 活荷載標準值為:( 12++) ( 2++) = 均布荷載 水磨石地面 100mm厚鋼筋混凝土板 25=吊頂或粉底 共計 樓面恒載標準值為:( 124 ++) ( 2++) = 樓面均布荷載 對 于教室樓面的均布荷載為 ,走廊 門廳 樓梯處為 ,為計算方便,均布活荷載取 。 樓面均布荷載標準值為:( 12++) ( 2++) = 13 梁 柱自重 梁側(cè) 梁底抹灰及柱圍抹灰近似按加大梁寬 柱寬考慮: 例: L1 bh= 長度為 每根梁的重量為 : 25= Z1 bh= 長度為 每根柱的重量為 : 25=。其它梁柱自重見下 21: 表 21:梁柱自重表 編號 截面( m2) 長度 (m) 根數(shù) 每根重量 (kN) KL1 46=24 KL2 26=12 CL1 26=12 Z1 134=52 Z2 1345=260 墻體自重 外墻貼面磚,其自重為 ,包括打底,近似按加厚墻體重量考慮。單位面積上墻體的重量為 15+=內(nèi)墻兩面抹灰,單位面積上墻體的重量 為: 15=。 1) 底層墻體 底層縱墻:外墻面積: 22= 內(nèi)墻面積: 20= 底層橫墻:外墻面積: 4+2= 內(nèi)墻面積: 12= 底層門窗面積及自重: 查建筑規(guī)范得,鋁合金玻璃窗自重為 ,木門自重為 ,鋁合金玻璃門自重為 ,則底層門窗面積及自重為: C1 18= = C2 2 2= = M1 18=54m2 54= M2 4= = M3 2= = 底層外墻凈面積: += 14 底層內(nèi)墻凈面積: += 底層墻體自重: ++= 2) 二 六層墻體 二 六層縱墻:外墻面積: 24= 內(nèi)墻面積: 22= 二 六層橫墻:外墻面積: 4+2= 內(nèi)墻面積: 12= 二 六層門窗面積及自重: 查建筑規(guī)范知,鋁合金玻璃窗自重為 ,木門自重為 ,鋁合金玻璃門自重 為 ,則底層門窗面積及自重為: C1 20= = C2 2= = M1 20=60 m2 60=12kN M2 4= m2 = 二 六層層外墻凈面積: += 二 六層層內(nèi)墻凈面積: += 二 六層層墻體自重: ++++++12+= 荷載分層總匯 頂層重力荷載代表值 包括:屋面恒載 50%屋面活載 縱橫梁自重 半層柱的自重 半層墻自重。 二 六層重力荷載代表值包括:樓面荷載 50%樓面均布活荷載 縱橫梁自重 樓面上 下各半層的主及縱橫墻自重。 各層重力荷載如下: G6=++ ( 4+2+22+11+48 )+413+G5=G4=G3=G2=++( 4+2+22+11+48) +413+= G1=++ (
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