【文章內(nèi)容簡介】 第 14 頁 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)： 環(huán)境類別：上層Ⅰ類 基礎(chǔ)：二 a類 結(jié)構(gòu)方案選取 豎向承重體系選取 選擇合理的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系，進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件布置，使之具有較大的抗側(cè)剛度和良好的抗風(fēng)、抗震性能，是結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵。同時還須綜合考慮建筑物高度、用途、經(jīng)濟(jì)及施工條件等因素。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 以及筒體結(jié)構(gòu)體系等。 磚混結(jié)構(gòu)體系：主要由墻體承受豎向荷載，樓板層承受水平荷載，同時設(shè)置構(gòu)造柱加強(qiáng)墻體的穩(wěn)定性，設(shè)置圈梁增強(qiáng)建筑物的空間剛度及整體性。其自重大，且不利于抗震，加上浪費粘土資源，因此目前限制使用。 框架結(jié)構(gòu)體系：由梁柱連接而成，具有建筑平 面布置靈活、造型活潑等優(yōu)點，可形成較大的使用空間，易滿足功能 使用要求。在結(jié)構(gòu)受力性能方面，框架結(jié)構(gòu)屬于柔性結(jié)構(gòu)，自振周期長，地震反應(yīng)較小，經(jīng)合理設(shè)計可具有較好的延性性能。其缺點是結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度較小，在地震作用下側(cè)向位移較大。 剪力墻結(jié)構(gòu)體系：由剪力墻同時承受豎向 荷載和側(cè)向力的結(jié)構(gòu)，剪力墻是利用建筑外墻和內(nèi)隔墻位置布置的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)墻，承受豎向荷載在墻體內(nèi)產(chǎn)生的向下的壓力及側(cè)向力在墻體內(nèi)產(chǎn)生的水平剪力和彎矩，因此剪力墻具有較大的承受側(cè)向力的能力。但墻體太多，混凝土和鋼筋的用量增多，材料強(qiáng)度得不到充分利用，既增加了結(jié)構(gòu)自重，又限制了建筑上的靈活多變。 框架 剪力墻結(jié)構(gòu)體系：既保留了框架結(jié)構(gòu)建筑布置靈活、使用方便的優(yōu)點，又具有剪力墻結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度大、抗震性能好的優(yōu)點，充分發(fā)揮材料的強(qiáng)度作用，具有較好技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。一般 10～ 40層 高層建筑可采用該結(jié)構(gòu)。 筒體結(jié)構(gòu)體系：主要 有核心筒和框筒結(jié)構(gòu)組成的空間受力結(jié)構(gòu)，筒體結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度大，整體性好，建筑布置靈活，能提供很大的可以自由分隔的使用空間，特別適用于 30 層以上或 100 米以上的超高層建筑。 本綜合教學(xué)樓的建筑高度為二十多米，共計五層，樓層高度 米，在樓層高度及建筑物高度均比較小的情況下，其結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度及抗震性都較容易滿足。根據(jù)教學(xué)樓的功能使用性，要求建筑平面布置比較寬闊，可以形成較大的使用空間。因此，選用框架結(jié)構(gòu)為該綜合樓的豎向承重體系。 某 大學(xué)成人教育學(xué)院 2021 屆 本科 畢業(yè) 生設(shè)計 第 15 頁 水平向承重體系選取 常見 橫向承重體系有：現(xiàn)澆樓蓋、疊合樓蓋、預(yù)制板樓蓋、組 合樓蓋等。 現(xiàn)澆樓蓋結(jié)構(gòu)：可分為肋梁樓蓋、密肋樓蓋、平板式樓蓋和無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆平板樓蓋等。肋梁樓蓋結(jié)構(gòu)具有良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，可以最大限度地節(jié)省混凝土和鋼筋的用量，能充分發(fā)揮材料的作用，結(jié)構(gòu)整體性好，抗震性能好，且結(jié)構(gòu)平面布置靈活，易于滿足樓面不規(guī)則布置、開洞等要求，容易適用各種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)平面及各種復(fù)雜的樓面荷載。其余結(jié)構(gòu)不詳加說明。 疊合樓蓋：在預(yù)制鋼筋混凝土薄板上，再現(xiàn)澆一層鋼筋混凝土并使之共同工作的樓蓋結(jié)構(gòu)。其優(yōu)點是整體性好，剛度大，施工方便，節(jié)省模板。 預(yù)制板樓蓋：可分為預(yù)制預(yù)應(yīng)力大樓板和預(yù)制預(yù)應(yīng) 力多孔板，其施工方便，工業(yè)化程度高，但剛度較小，整體性差，抗震性弱，在抗震區(qū)使用較少。 組合樓蓋：由底部壓型鋼板和上部混凝土現(xiàn)澆層組成。 優(yōu)點是自重輕、板厚 小、節(jié)省模板、施工方便、施工周期較短；缺點是用鋼量大，造價高。 因此，選用現(xiàn)澆樓蓋結(jié)構(gòu)中的肋梁樓蓋為該綜合樓的水平向承重體系。 基礎(chǔ)形式選取 框架結(jié)構(gòu)柱下基礎(chǔ)的常見形式有鋼筋混凝土獨立基礎(chǔ)，條形基礎(chǔ)，十字形基礎(chǔ)，筏板基礎(chǔ)等。因該地區(qū)工程地質(zhì)條件較好，地基承載力較高，能滿足一般建筑物的要求。加上建筑物柱網(wǎng)布置均勻，平面布置比較對稱，因此上部荷載比較 均勻且不大，同時考慮到經(jīng)濟(jì)因素，因此選擇了柱下獨立基礎(chǔ)。 建筑設(shè)縫 合理地設(shè)置防震縫，可以將體型復(fù)雜的建筑物劃分為“規(guī)則”的建筑物，從而降低抗震設(shè)計的難度，提高抗震設(shè)計的可靠度，但如果防震縫設(shè)置不當(dāng)還會引起相鄰建筑物的碰撞，加重地震破壞的程度。近年來國內(nèi)一些高層建筑一般通過調(diào)整平面形狀和尺寸，并在構(gòu)造上及施工時采取一些措施，盡可能不設(shè)伸縮縫、沉降縫和防震縫。本設(shè)計中，采取了一些構(gòu)造措施而未設(shè)縫：如采用溫度伸縮鋼筋等。 結(jié)構(gòu)布置計算簡圖 一般情況下，框架結(jié)構(gòu)是一個空間受力體系，為方便 起見，常常忽略結(jié)構(gòu)縱向和橫向之間的空間聯(lián)系，忽略各構(gòu)件的扭轉(zhuǎn)作用，將縱向框架和橫向框架分別按平面框架進(jìn)行分析計算。由于通常情況下橫向框架的間距相同，作用于各橫向框架上的荷載相同，框架的抗側(cè)剛度相同，因此，各榀橫向框 某 大學(xué)成人教育學(xué)院 2021 屆 本科 畢業(yè) 生設(shè)計 第 16 頁 架都將產(chǎn)生相同的內(nèi)力與變形，結(jié)構(gòu)設(shè)計時一般取中間有代表性的一榀橫向框架進(jìn)行分析即可。按樓面豎向荷載傳遞路線的不同，承重框架的布置方案有橫向框架承重、縱向框架承重和縱橫向框架混合承重等。本設(shè)計為縱橫向框架混合承重，在兩個方向均布置了框架承重梁以承受樓面荷載。 本設(shè)計柱網(wǎng)布置采用內(nèi)廊式，兩邊為教室，柱 距為 mm ? ，中間為走道，柱距為 mm ? ， 如圖所示 。選取一榀框架進(jìn)行設(shè)計計算，取出來的平面框架承受下圖中陰影范圍內(nèi)的水平荷載，豎向荷載則需按樓蓋結(jié)構(gòu)的布置方案確定。 3300330033001 2330033003300330033003 43300330033005 6C720033003300 33007 8B36007200ED 柱網(wǎng)結(jié)構(gòu)布置圖 框架梁、柱尺寸確定 框架梁尺寸估算 縱 向框架 主 梁： mmlh 6 6 0~4 4 06 6 0 0101~151101~151 ?????????????????取mmh 600? mmhb 3 0 0~1 7 26 0 021~ 121~ 1 ????????????????? 取 mmb 300? 橫向框架 主 梁： mmlh 7 2 0~4 8 07 2 0 0101~151101~151 ?????????????????取mmh 700? mmhb 3 5 0~2 0 07 0 021~ 121~ 1 ????????????????? 取 mmb 300? 某 大學(xué)成人教育學(xué)院 2021 屆 本科 畢業(yè) 生設(shè)計 第 17 頁 走道梁 : mmlh 3 6 0~2 4 03 6 0 0101~151101~151 ?????????????????取mmh 400? mmhb 2 0 0~1 1 44 0 021~ 121~ 1 ????????????????? 取 mmb 300? 框架 次 梁： mmlh 6 0 0~4 8 07 2 0 0121~151121~151 ????????????????? 取mmh 550? mmhb 2 7 5~1 5 75 5 021~ 121~ 1 ????????????????? 取 mmb 250? 柱的截面尺寸： 根據(jù)經(jīng)驗柱混凝土強(qiáng)度等級取 C30, mmNfc ? mmlhb 260~1953 9 0 0201~151201~151, ????????????????? 根據(jù)柱的軸壓比要求： ? ? ? ?cZECZc fnFgfNA ??? ?? 其中 , β : 邊柱取 ,內(nèi)柱取 (不等跨 ),(等跨 ) F : 實際受荷面積 , F = ( + )/2 = 2m gE: 一般取 12～ 15 KN/m2 z? : 一級框架取 , 二級框架取 , 三級框架取 mmA c ??? ???? 綜合考慮各種因素，取柱截面為 ??hb 550 550 2mm 確定柱高度 底 層柱高度 h1＝ ++＝ , 其中 為底層標(biāo)高， 為室內(nèi)外高差， 為基礎(chǔ)頂面至室外地面的高度，其他層柱高為 。 構(gòu)件材料選取 現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁 、柱、板 ， C30， mmNfc ? , 縱筋為 HRB400 某 大學(xué)成人教育學(xué)院 2021 屆 本科 畢業(yè) 生設(shè)計 第 18 頁 級 ( yf =360 2mmN )，箍筋為 HPB235 級（ 2210 mmNf y ? ） 柱下獨立基礎(chǔ) ， C30， mmNfc ? , 縱筋為 HRB400 級（ yf =360 2mmN )箍筋為 HPB235 級（ 2210 mmNf y ? ） 梁柱線剛度計算 在框架結(jié)構(gòu)中，通常現(xiàn)澆層樓板，可 作為梁的有效翼緣，增大梁的有效剛度，減少框架側(cè)移，為考慮這一有利作用，在計算梁截面慣性矩時，對現(xiàn)澆樓面的邊跨框架梁取 I=(I0為梁的截面慣性矩 )，對中 跨 框架梁取I=(若為裝配樓板，帶現(xiàn)澆層， 則分別取 I=， I=)。 框架柱線剛度計算 層 次 Ec（ N/mm2） bh(mm 2) 慣性矩 (mm4) I0=bh3/12 hc(mm) k0=ECI0/hc（ Nmm） 2～ 5層 10 4 550 550 10 9 3900 10 10 1 層 10 4 550 550 10 9 4850 10 10 橫向框架梁線剛度計算 類 別 bh(mm 2) 跨度（ mm） 慣性矩 (mm4) I0=bh3/12 線剛度 (Nmm) k0=ECI0/l kb=2k0(Nmm) 邊橫梁 300 700 7200 10 9 10 10 10 10 走道梁 3004 00 3600 10 9 10 10 10 10 一榀框架側(cè)移剛度 D值（ N/㎜） 層 次 層 高(m) 柱 根數(shù) cbkkk ?? kk??2? Kc (Nmm) D=12αKc/h 2 (1/m) 樓層 D 2～ 5層 邊柱 2 1010 104 104 中柱 2 104 層 次 層 高(m) 柱 根數(shù) cbkkk ?? kk ??? 2 ? Kc (Nmm) D=12αKc/h 2 (1/m) 樓層 D 1 層 邊柱 2 1010 104 104 中柱 2 104 注：對于 2～ 5層的邊柱： ckkkk 2 21??? ； 中柱 : ckkkkkk 2 4321 ????? ； 某 大學(xué)成人教育學(xué)院 2021 屆 本科 畢業(yè) 生設(shè)計 第 19 頁 對于 1層的邊柱：ckkk 5?? ； 中柱 : ckkkk )( 65 ??? , 0 9 7 9 9 ???? ? DD 滿足豎向規(guī)則框架的要求 荷載傳遞的基本原理 如下圖 所示，陰影部分為一個計算單元 。次梁承受板傳來的荷載，并通過自身受彎將荷載傳遞到主梁上，主梁作為次梁的不動支點承受次梁傳來的荷載，并將荷載傳遞給主梁的支撐 — 柱。雙向板上的荷載，以 450等角分線為界，分別傳至兩相鄰支座 。 36006600 660072007200 結(jié)構(gòu)計算單元 荷載統(tǒng)計 1)屋面框架梁線荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 40厚 C30 細(xì)石混凝土，內(nèi)配 Φ 4 雙向鋼筋 25= kN/m2 20厚 1： 3 水泥砂漿找平層 20＝ kN/m2 70～ 250厚水泥防水珍珠巖塊（ 2％找坡） （ +） /2 4= kN/m2 20厚 1:3 水泥砂漿找平層 20＝ kN/m2 100 厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板 25＝ kN/m2 板底乳膠漆平頂 17＝ kN/m2 －－－ 屋面恒載 kN/m2 邊跨 (BC、 DE 跨 )框架梁自重 （ － ） 25＝ kN/m 某 大學(xué)成人教育學(xué)院 2021 屆 本科 畢業(yè) 生設(shè)計 第 20 頁 梁側(cè)粉刷 2 17（ － ）＝ kN/m 邊跨框架梁線荷載合計 kN/m 中跨（ CD跨 ） 框架梁自重 （ － ） 25＝