【導(dǎo)讀】土木工程設(shè)計問題所需的綜合能力和創(chuàng)新能力。剖面圖和樓梯圖，要求繪制不少于六張1號圖）。最終確定結(jié)構(gòu)方案；結(jié)構(gòu)施工圖數(shù)量不少與十張一號圖。施工圖校對與整理；畢業(yè)設(shè)計說明書校對、整理及裝訂；參加畢業(yè)答辯。畢業(yè)設(shè)計過程包括設(shè)計準(zhǔn)備、正式設(shè)計、畢業(yè)答辯三個階段。1．設(shè)計期間嚴(yán)格遵守正常作息制度及學(xué)習(xí)紀(jì)律，實行每日簽到制。2．有事履行請假、銷假制度，有違紀(jì)現(xiàn)象視情況輕重給予扣分。同設(shè)計者，雷同各方畢業(yè)設(shè)計成績均按不及格處理。根據(jù)地質(zhì)資料，該地區(qū)地下水埋深在15米以。畢業(yè)設(shè)計說明書不少于20200字，書寫應(yīng)力求整潔、清楚無誤。畢業(yè)答辯階段主要任務(wù)是總結(jié)畢業(yè)設(shè)計過程和成果，準(zhǔn)確清晰地反映設(shè)計工作。

　　

【正文】 即可用 鋼混 亦可采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及混合結(jié)構(gòu)。核心筒體承擔(dān)全部或大部分水平力及扭轉(zhuǎn)力，樓面多采用鋼梁、壓型鋼板與現(xiàn)澆混凝土組合的組合結(jié)構(gòu)，與內(nèi)外筒均有較好的連接，水平荷載將通過剛性樓面?zhèn)鬟f到核心筒。層間側(cè)移角要比框架體系減小很多。 其它結(jié)構(gòu)選型 （ 1） 屋面結(jié)構(gòu)：采用壓型 鋼板，屋面板按上人屋面荷載選用。 （ 2） 樓層結(jié)構(gòu)：所有樓面均采用壓型鋼板與現(xiàn)澆混凝土組合的組合結(jié)構(gòu)。 （ 3） 樓梯結(jié)構(gòu)：采用鋼筋混凝土板式樓梯。 （ 4） 天溝：采用結(jié)構(gòu)找坡形成的高差的內(nèi)天溝。 （ 5） 過梁：窗過梁以及門的過梁均采用鋼筋混凝土梁，并采用可兼做過梁的框架梁做窗過梁。 （ 6） 基礎(chǔ)：因地基承載力較大，采用平板式筏板基礎(chǔ)（暗梁）。 結(jié)構(gòu)分析 一、 在彈性階段，樓板對鋼梁剛度的加強(qiáng)作用不可忽視。從國內(nèi)外工程經(jīng)驗看，作為主要抗側(cè)力構(gòu)件的框架梁支座處盡管有負(fù)彎矩，但由于樓板鋼筋的作用，其剛度增大作用仍然 很大，故在整體結(jié)構(gòu)計算時宜考慮樓板對鋼梁剛度的加強(qiáng)作用?？蚣芰撼休d力設(shè)計時一般不按照組合梁設(shè)計。次梁設(shè)計一般由變形要求控制，其承載力有較大富余，故一般也不按照組合梁設(shè)計，但次梁及樓板作為直接受力構(gòu)件的設(shè)計應(yīng)有足夠的安全儲備，以適應(yīng)不同使用功能的要求，其設(shè)計采用的活載宜適當(dāng)放大。 二、 在進(jìn)行結(jié)構(gòu)整體內(nèi)力和變形分析時，型 鋼混 凝土梁、柱及鋼管混凝土柱的軸向、抗彎、抗剪剛度都可按照型鋼與混凝土兩部分剛度疊加方法計算。 三、 外柱與內(nèi)筒的豎向變形差異宜根據(jù)實際的施工工況進(jìn)行計算。在施工階段，宜考慮施工過程中已對這些差異 的逐層進(jìn)行調(diào)整的有利因素，也可考慮采取外伸臂桁架延遲封閉、樓面梁與外周柱及內(nèi)筒體采用鉸接等措施減小差異變形的影響。在伸臂 28 桁架永久封閉以后，后期的差異變形會對伸臂桁架或樓面梁產(chǎn)生附加內(nèi)力，伸臂桁架及樓面梁的設(shè)計時應(yīng)考慮這些不利影響。 四、 混凝土筒體先于鋼框架施工時，必須控制混凝土筒體超前鋼框架安裝的層次，否則在風(fēng)荷載及其他施工荷載作用下，會使混凝土筒體產(chǎn)生較大的變形和應(yīng)力。根據(jù)以往的經(jīng)驗，一般核心筒提前鋼框架施工不宜超過 14層，樓板混凝土澆筑遲于鋼框架安裝不宜超過 5層。 五、 影響結(jié)構(gòu)阻尼比的因素很多，因此準(zhǔn) 確確定結(jié)構(gòu)的阻尼比是一件非常困難的事情。試驗研究及工程實踐表明，一般帶填充墻的高層 鋼混 的阻尼比為 左右，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的阻尼比為 左右，且隨著建筑高度的增加，阻尼比有不斷減小的趨勢。鋼 混凝土混合結(jié)構(gòu)的阻尼比應(yīng)介于兩者之間，考慮到鋼 混凝土混合結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度主要來自混凝土核心筒，故阻尼比取為 ，偏向于混凝土結(jié)構(gòu)。風(fēng)荷載作用下，結(jié)構(gòu)的塑性變形一般較設(shè)防烈度地震作用下為小，故抗風(fēng)設(shè)計時的阻尼比應(yīng)比抗震設(shè)計時為小，阻尼比可根據(jù)房屋高度和結(jié)構(gòu)形式選取不同的值；結(jié)構(gòu)高度越高阻尼比越小，采用的風(fēng)荷載回歸 期越短，其阻尼比取值越小。一般情況下，風(fēng)荷載作用時結(jié)構(gòu)樓層位移和承載力驗算時的阻尼比可取為 ～ ，結(jié)構(gòu)頂部加速度驗算時的阻尼比可取為 ～ 。 六、 對于設(shè)置伸臂桁架的樓層或樓板開大洞的樓層，如果采用樓板平面內(nèi)剛度無限大的假定，就無法得到桁架弦桿或洞口周邊構(gòu)件的軸力和變形，對結(jié)構(gòu)設(shè)計偏于不安全。 29 第二章 結(jié)構(gòu)布置及計算簡圖 梁、柱、剪力墻的選用 梁的選用 H型鋼是一種新型經(jīng)濟(jì)建筑用材。 H型鋼截面形狀經(jīng)濟(jì)合理，力學(xué)性能好， 軋制時截面上各點延伸較均勻、 內(nèi)應(yīng)力小，與普通工字鋼比較，具有截面模數(shù)大、重量輕、節(jié)省金屬的優(yōu)點，可使建筑結(jié)構(gòu)減輕 3040%；又因其腿內(nèi)外側(cè)平行，腿端是直角，拼裝組合成構(gòu)件，可節(jié)約焊接、鉚接工作量達(dá) 25%。常用于要求承截能力大，截面穩(wěn)定性好的大型建筑（如廠房、高層建筑等），以及橋梁、船 舶、起重運(yùn)輸機(jī)械、設(shè)備基礎(chǔ)、支架、基礎(chǔ)樁等。因此， 該結(jié)構(gòu)的所有承重梁都選用 H型鋼 。 （ 1） 主梁 h=（ 101 ～ 151 ） L=(101 ～ 151 )179。 10000=667～ 1000mm 取 h=850mm 查閱《熱軋 H型鋼和部分 T 形鋼》（ GB/T112632020） ,選用 HN850179。 400 （ 2）次梁 h=（ 121 ～ 181 ） L=(121 ～ 181 )179。 10000=555～ 833mm， 取 h=650mm 查閱《熱軋 H型鋼和部分 T 形鋼》（ GB/T112632020） ,選用 HN650179。 300 梁截面尺寸見表 表 21 梁截面尺寸 層次 梁規(guī)格 梁截面尺寸（ H179。 B179。 1t 179。 2t ） 2～ 36 HN850179。 400 850179。 400179。 30179。 30 HN650179。 300 650179。 300179。 25179。 20 柱的選用 鋼管混凝土結(jié)構(gòu)是由混凝土填充薄壁鋼管而形成的組合結(jié)構(gòu)。鋼管混凝土 結(jié)構(gòu)中的鋼管和混凝土兩者在受力過程中的相互作用，即鋼管對其核心混凝土的約束作用，使混凝土處于三向受壓狀態(tài)，從而使混凝土的強(qiáng)度得以提高，塑性和韌性性能得以提高；反過來，由于混凝土的存在，可以延緩或避免鋼管過早發(fā)生局部屈曲或整體失穩(wěn)，從而保證了兩種材料性能的充分發(fā)揮，彌補(bǔ)了兩種材料各自的缺點，正是由于鋼管和混凝土的完美結(jié)合，使鋼管混凝土成為性能優(yōu)良的結(jié)構(gòu)材料。鋼管混凝土結(jié)構(gòu)具有承載力、高塑性和韌性好、施工方便、耐火性能好及經(jīng)濟(jì)效益顯著等顯著的優(yōu)點。故選用鋼管混凝土作為承重結(jié)構(gòu)。 一、 柱截面尺寸的確定 鋼管混凝 土 柱截面尺寸根據(jù)柱的軸壓比限制確定，可按下列公式計算： （一）柱截面面積： nSSC C UAfAf N ?? 式中： Un軸壓比限值 fc砼軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值 30 fs鋼管的 抗壓 、 抗拉 強(qiáng)度設(shè)計值 Nc柱軸力設(shè)計值 A柱 截面面積 As 鋼管截面面積 （二）柱軸力設(shè)計值： Nc= N 式中： N 豎向荷載作用 下柱軸力標(biāo)準(zhǔn)值（包含活載） β 水平力作用對柱軸力的放大系數(shù)，七度抗震：β =、八度抗震：β = C系數(shù)：中柱 C＝ 邊柱 C＝ 、角柱 C＝ （三）豎向荷載作用下柱軸力標(biāo)準(zhǔn)值： N=nAq 式中： n柱承受樓層數(shù) A柱子從屬面積 q豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值（包含活載） （四）查《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》可確定本工程 筒體 結(jié)構(gòu)的抗震等級為 一 級，柱的軸壓比限值為 對于底層 寫字樓下的 中柱 A=179。（ +）179。 = ㎡ N=35179。 179。 16= Nc=179。 179。 179。 = 假設(shè)鋼管的外徑為 1200mm，內(nèi)徑為 1130mm。鋼管截面積 As=178。 Ac≥ （ 179。 295179。 )/（ 179。 ） =178。 a=1082mm 對于 底層裙房下的 中柱 A=179。（ +）179。 = ㎡ N=4179。 179。 16= Nc=179。 179。 179。 = Ac≥ 6209280/（ 179。 ） =358400mm178。 a=598mm 根據(jù)上述結(jié)果，綜合考慮，取 鋼管混凝土 柱的截面尺寸 下表 柱截面尺寸見表 表 22 柱截面尺寸表 層次 柱規(guī)格 柱截面尺寸（ H179。 B179。 t） 2～ 3層裙房部分 矩形鋼管混凝土截面 800179。 800 800179。 800179。 35 2～ 12 層寫字樓部分 矩形鋼管混凝土截面 1200179。 1200 1200179。 1200179。 35 13～ 21 層 矩形鋼管混凝土截面 1150179。 1150 1150179。 1150179。 35 22～ 36 層 矩形鋼管混凝土截面 1100179。 1100 1100179。 1100179。 35 31 剪力墻的選用 剪力墻 墻體既承擔(dān)水平構(gòu)件傳來的豎向荷載，同時承擔(dān)風(fēng)力或地震作用傳來的水平地震作用 ； 剪力墻 結(jié)構(gòu)體系 ，有很好的承載能力，而且有很好的整體性和空間作用，比框架結(jié)構(gòu)有更 好的抗側(cè)力能力 ； 剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是側(cè)向剛度大，在水平荷載作用下側(cè)移小 ；還有 剪力墻結(jié)構(gòu)的樓蓋結(jié)構(gòu)一般采用平板，可以不設(shè)梁，所以空間利用比較好，可節(jié)約層高。 表 23 剪力墻截面尺寸 層次 外墻厚 內(nèi)墻厚 2～ 12 450 350 13～ 21 400 300 22～ 36 350 300 結(jié)構(gòu)布置 結(jié)構(gòu)布置一般規(guī)定 混合結(jié)構(gòu)房屋的結(jié)構(gòu)布置除應(yīng) 下列 的規(guī)定 一、 混合結(jié)構(gòu)的平面布 置應(yīng)符合下列規(guī)定： 平面宜簡單、規(guī)則、對稱、具有足夠的整體抗扭剛度，平面宜采用方形、矩形、多邊形、圓形、橢圓形等規(guī)則平面，建筑的開間、進(jìn)深宜統(tǒng)一； 筒中筒結(jié)構(gòu)體系中，當(dāng)外圍鋼框架柱采用 H形截面柱時，宜將柱截面強(qiáng)軸方向布置在外圍筒體平面內(nèi)；角柱宜采用十字形、方形或圓形截面； 樓蓋主梁不宜擱置在核心筒或內(nèi)筒的連梁上。 二、 混合結(jié)構(gòu)的豎向布置應(yīng)符合下列規(guī)定： 結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度和承載力沿豎向宜均勻變化、無突變，構(gòu)件截面宜由下至上逐漸減小。 混合結(jié)構(gòu)的外圍框架柱沿高度宜采用同類結(jié)構(gòu)構(gòu)件；當(dāng)采用不同 類型結(jié)構(gòu)構(gòu)件時，應(yīng)設(shè)置過渡層，且單柱的抗彎剛度變化不宜超過 30％。 對于剛度變化較大的樓層，應(yīng)采取可靠的過渡加強(qiáng)措施。 鋼框架部分采用支撐時，宜采用偏心支撐和耗能支撐，支撐宜雙向連續(xù)布置；框架支撐宜延伸至基礎(chǔ)。 三、 度抗震設(shè)計時，應(yīng)在樓面鋼梁或型 鋼混 凝土梁與混凝土筒體交接處及混凝土筒體四角墻內(nèi)設(shè)置型鋼柱； 7度抗震設(shè)計時，宜在樓面鋼梁或型 鋼混 凝土梁與混凝土筒體交接處及混凝土筒體四角墻內(nèi)設(shè)置型鋼柱。 四、 混合結(jié)構(gòu)中，外圍框架平面內(nèi)梁與柱應(yīng)采用剛性連接；樓面梁與鋼筋混凝土筒體及外圍框架柱的連接可采用剛接或 鉸接。 五、 樓蓋體系應(yīng)具有良好的水平剛度和整體性，其布置應(yīng)符合下列規(guī)定： 1 樓面宜采用壓型鋼板現(xiàn)澆混凝土組合樓板、現(xiàn)澆混凝土樓板或預(yù)應(yīng)力混凝土疊合樓板，樓板與鋼梁應(yīng)可靠連接； 2 機(jī)房設(shè)備層、避難層及外伸臂桁架上下弦桿所在樓層的樓板宜采用鋼筋混凝土樓板，并應(yīng)采取加強(qiáng)措施； 32 3 對于建筑物樓面有較大開洞或為轉(zhuǎn)換樓層時，應(yīng)采用現(xiàn)澆混凝土樓板；對樓板大開洞部位宜采取設(shè)置剛性水平支撐等加強(qiáng)措施。 六、 當(dāng)側(cè)向剛度不足時，混合結(jié)構(gòu)可設(shè)置剛度適宜的加強(qiáng)層。加強(qiáng)層宜采用伸臂桁架，必要時可配合布置周邊帶狀桁架。加強(qiáng)層設(shè)計應(yīng) 符合下列規(guī)定： 伸臂桁架和周邊帶狀桁架宜采用鋼桁架。 伸臂桁架應(yīng)與核心筒墻體剛接，上、下弦桿均應(yīng)延伸至墻體內(nèi)且貫通，墻體內(nèi)宜設(shè)置斜腹桿或暗撐；外伸臂桁架與外圍框架柱宜采用鉸接或半剛接，周邊帶狀桁架與外框架柱的連接宜采用剛性連接。 核心筒墻體與伸臂桁架連接處宜設(shè)置構(gòu)造型鋼柱，型鋼柱宜至少延伸至伸臂桁架高度范圍以外上、下各一層。 當(dāng)布置有外伸桁架加強(qiáng)層時，應(yīng)采取有效措施減少由于外框柱與混凝土筒體豎向變形差異引起的桁架桿件內(nèi)力。 結(jié)構(gòu)布置 本 寫字樓 13層橫向柱距分別為 179。 10m、 、 9m、 10m、 179。 3，縱向柱距分別為 、 10m、 、 、 10m、 ； 436 層橫向柱距分別為 10m、 9m、 10m，縱向柱距分別為 10m、 、 、 10m。 各層層高由建筑層高確定，其中底層結(jié)構(gòu)層高從基礎(chǔ)頂面算起，故各層的結(jié)構(gòu)層高 都 為 。 地下 2 層結(jié)構(gòu) 布置圖如圖 ： 圖 地下 2層結(jié)構(gòu) 布置 圖 標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu) 布置圖如圖 ： 33 圖 標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu) 布置圖 整樓模型 如圖 圖所示： 圖 整樓模型 34 荷載計算 恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值 樓面采用壓型鋼板現(xiàn)澆混凝土樓板，采用輕鋼龍骨吊頂，水磨石地面。 （ 1）樓面 表 24樓面、屋面荷載計算表 荷載項目 商場 辦公 衛(wèi)生間 樓、屋做法 KN/m2) 150mm 現(xiàn)澆混凝土（ KN/m2) YX75230690（ I) 壓型鋼板 恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值（ KN/m2) （ 2） 構(gòu)件自重根據(jù)所選截面計算。 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（ GB50092020），樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值列于下表。 考慮內(nèi)隔墻的布置靈活性，故附加活荷載取永久荷載 ㎡，不上人屋面為㎡ 。