【導(dǎo)讀】設(shè)計部分題目為鴻華華職業(yè)高中教學(xué)樓，包括建筑設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計兩大部分。該建筑為五層框架結(jié)構(gòu)，建筑總高度為米，總建筑面積約為平方米。建筑設(shè)計方面，主要完成了建筑物的平面、立面以及剖面設(shè)計。該教學(xué)樓屬于綜合。教學(xué)樓，平面布局時首先考慮了房間功能需求。內(nèi)力、還計算了豎向恒載作用及其內(nèi)力。根據(jù)最不利組合進(jìn)行了梁和柱截面設(shè)計。榀框架外，還進(jìn)行了板的設(shè)計、樓梯的設(shè)計以及基礎(chǔ)的設(shè)計。

　　

【正文】 ( mkN? ) 5 1085 781100 20583 4 1802 781100 20583 3 2354 781100 20583 2 2735 781100 20583 1 2950 620180 16229 梁端彎矩剪力及柱軸力按下式計算 lbM = )( 1 uibirblblb MMii i ?? ? )(1 uijbirblbrbrb MMii iM ??? ? l MMV rblbb ?? )( rbn ik lbi VVN ?? ?? 表 14 地震作用下梁端彎矩、剪力及柱軸力表 層次 AB跨 BC跨 柱軸力 M左 M右 V M左 M右 V 邊柱 中柱 5 4 3 2 1 25 圖 12 地 震作用下柱軸力圖 圖 13 地震作用下梁端、柱端剪力圖 26 圖 14 地震作用下梁彎矩圖 圖 15 地震作用下柱彎矩圖 27 風(fēng)荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力及側(cè)移的計算 風(fēng)荷載作用下的側(cè)移計算 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算 作用在屋面梁和樓面節(jié)點處的集中風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 2/)(0 Bhh jiZSZK ?? ????? 式中： z? — Z高度處的風(fēng)振系數(shù) s? — 風(fēng)荷載體型系數(shù) z? — 風(fēng)壓高度變化系數(shù) 0? — 基本風(fēng)壓 ? ?2/mkN B — 計算單元（負(fù)載）寬度 h — 各層層高 本地區(qū)基本風(fēng)壓為：ω 0 = 2/m?? s? ， 矩形平面 ?s? B ， 負(fù)載寬度 mB ? Z? ，密集建筑群的城市市區(qū)，粗糙度為 C類，查表計算 《建筑荷載規(guī)范》（ GB5009—— 2021）規(guī)定，對于高度小于 30米且高寬比小于 的建筑不考慮風(fēng)振系數(shù)，此 教學(xué)樓 結(jié)構(gòu)高度 H=30m， H/B=，所以不考慮風(fēng)振系數(shù)，即取β Z=。 風(fēng)荷載作用下的位移計算 風(fēng)荷載作用下框架側(cè)移計算及驗算 進(jìn)行側(cè)移驗算時，取剛度折減系數(shù) ?c? ， 水平荷載下框架層間側(cè)移按下式計算：???? ni jijj DV1? （層間側(cè)移） 總側(cè)移）(1?? ?? ni i?? ?ijD ：第 j 層所有柱的抗側(cè)移剛度之和； jV ：第 j 層的總剪力標(biāo)準(zhǔn)值； ju? ：第 j層的層間側(cè)移。 由表 16 可知 最大層間彈性位移角發(fā)生在第 一 層，其值為 1/45506，小于《高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》所規(guī)定的極限值 [e? ]=1/550，因此結(jié)構(gòu)的水平位移滿足要求。 表 15 各層樓面處集中風(fēng)荷載的標(biāo)準(zhǔn)值表 層次 Z(m) Z? Z? S? )/(0 mKN? ? ?2ijhhBm? ? )(KNPK 5 4 3 2 28 1 圖 16 風(fēng)荷載作用下結(jié)構(gòu)計算簡圖 表 16 風(fēng)荷載作用下側(cè)移計算表 層次 )(KNVj? )/( mkNDi? )(1mmDVni ijj ?????? huj /? 彈性層間位移角限值 5 781100 1/450000 1/550 4 781100 1/156521 1/550 3 781100 1/92308 1/550 2 781100 1/66667 1/550 1 620180 1/45506 1/550 風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力計算 框架結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載作用下（從左吹向右）下的內(nèi)力計算，仍采用 D值法。 如下圖計算表格，風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力計算： 框架柱端剪力及彎矩分別按下列公式計算： Vij=DijV i /∑D ij 下CM =Vij?yh 上CM =Vij（ hyh） y=y0+y1+y2+y3 29 注： y0框架柱的標(biāo)準(zhǔn)反彎點高度比。 y1為上下層梁線剛度變化時反彎點高度比的修正值。 y y3為上下層層高變化時反彎點高度比的修正值。 y框架柱的反彎點高度比。 底層柱需考慮修正值 y0和 y2，第二層柱需考慮修正值 y0和 y3，其余層的柱只需要考慮 y0即可。查混凝土規(guī)范即可得出 y值，此處不一一列出 y 值。 表 17 風(fēng)荷載作用下 A、 D軸柱端剪力和柱端彎矩計算表 層號 iV（ KN） ?ijD imD ?DDim imV (KN) yh(m) 上CM ( mkN? ) 下CM ( mkN? ) 5 781100 18472 4 781100 18472 3 781100 18472 2 781100 18472 1 620180 14780 表 18 風(fēng)荷載作用下 B、 C軸柱端剪力和柱端彎矩計算表 層號 iV（ KN） ?ijD imD ?DDim imV (KN) yh(m) 上CM ( mkN? ) 下CM ( mkN? ) 5 781100 20583 4 781100 20583 3 781100 20583 2 781100 20583 1 620180 16229 梁端彎矩剪力及柱軸力按下式計算 lbM = )( 1 uibirblblb MMii i ?? ? )(1 uijbirblbrbrb MMii iM ??? ? l MMV rblbb ?? )( rbn ik lbi VVN ?? ?? 表 19 風(fēng)荷載作用下梁端彎矩、剪力及柱軸力表 層次 AB跨 BC跨 柱軸力 M左 M右 V M左 M右 V 邊柱 中柱 5 4 3 2 30 1 圖 17 風(fēng)荷載作用下柱軸力圖 圖 18 風(fēng)荷載作用下梁端、柱端剪力圖 31 圖 19 風(fēng)荷載作用下梁彎 矩圖 圖 20 風(fēng)荷載作用下柱彎矩圖 32 豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算 計算單元的確定 圖 21 計算單元簡圖 取 3號軸線為中心的一榀框架，邊跨 的板均為雙向板， 中間跨為單向板和雙向板，其傳力的方向如圖所示?？v梁負(fù)載面積內(nèi)的板將力傳給縱梁，縱梁以集中力的形式傳給框架柱。 荷載計算 恒荷載作用下柱的荷載計算 圖 22 恒荷載作用下各層框架梁上的分布圖 （ 1）對于第 5層 1g 和 ,1g 代表橫梁自重和粉刷的總重，為均布荷載形式。 主梁自重： 25= KN/m 33 梁側(cè)粉刷： mkN /)(2 ????? 1g =+= KN/m 主梁自重： 25= KN/m 梁側(cè)粉刷： mkN /)(2 ????? ,1g =+= KN/m 2g 為屋面板傳給橫梁的梯形 荷載， ,2g 為屋面板傳給橫梁的三角形荷載 2g = = KN/m， ,2g = = KN/m 1G 、 2G 分別由邊縱梁、中縱梁直接傳給柱的恒載，它包括縱梁自重、次梁自重，粉刷、樓板重等重力荷載，計算如下： 1G : 縱梁重： （ ??+? ? ） ? 25= KN 梁側(cè)粉刷： ? ? ? ? kN21..)(2 ??????????? 次梁重： ??25??1/2= KN 次梁傳來的屋面板重： ? ? )( ??????? 梁側(cè)粉刷： )(2 ??????? 縱梁傳來的屋面板重： （ 1/2??+1/2? ? ） ? = KN 總計： 1G = KN 2G ：縱梁重： （ ??+? ? ） ? 25= KN 梁側(cè)粉刷： ? ? ? ? kN21..)(2 ??????????? 次梁重： ??25??1/2= KN 次梁傳來的屋面板重： ? ? )( ??????? 梁側(cè)粉刷： )(2 ??????? 縱梁傳來的 ： [ ? ? 1/2+1/2 ? (+) ? +1/2 ? ? + ? ] ? = KN 總計： 2G = KN （ 2）對于第 14 層 包括梁自重和其上橫墻自重，為均布荷載，其它荷載的計算方法同第 5層。 墻面粉刷： mkN /)(2 ????? 1g =+（ ） 8+= KN/m ,1g =2g 為屋面板傳給橫梁的梯形荷載， ,2g 為屋面板傳給橫梁的三角形荷載 2g = = KN/m， ,2g = = KN/m 1G : 縱梁重： （ ??+? ? ） ? 25= KN 34 梁側(cè)粉刷： ? ? ? ? kN21..)(2 ??????????? 次梁重： ??25??1/2= KN 次梁傳來的樓板重： ? ? )( ??????? 梁側(cè)粉刷： )(2 ??????? 縱梁傳來的樓板重： （ ??1/2+? ? 1/2） ? = KN 外縱墻重： ? ? ? ?? ? ????????? 墻面粉刷： ??17?2?2= 塑鋼 窗自重： ??? 總計： 1G = KN 2G ：縱梁重： （ ??+? ? ） ? 25= KN 梁側(cè)粉刷： ? ? ? ? kN21..)(2 ??????????? 次梁重： ??25??1/2= KN 次梁傳來的樓板重： ? ? )( ??????? 梁側(cè)粉刷： )(2 ??????? 縱梁傳來的樓板重：[??1/2+1/2?(+)? +1/2? ? +? ] ? = KN 內(nèi)縱墻重： ? ? ? ?? ? .. ????????? 墻面粉刷： ????? 實木門自重： ??? 總計： 2G = KN 活荷載作用下柱的荷載計算 圖 23 活荷載作用下各層框架梁上的荷載分布 （ 1）對于第 5層 （不上人） =0 （ 2）對于第 14 層 2q =2 = KN/m， ,2q =2 = KN/m 1P =（ 1/2??+1/2??） ? 2+（ +） ? ? 2? 1/2= KN 35 2P =+ (+)?? 1/2? 2+? ? 2= KN 將計算結(jié)果匯總?cè)缦聝杀恚? 表 20 橫向框架恒載匯總表 層次 1g （ KN/m） ,1g （ KN/m） 2g （ KN/m） ,2g （ KN/m） 1G （ KN） 2G （ KN） 5 14 表 21 橫向框架活載匯總表 層次 2q （ KN/m） ,2q （ KN/m） 1P （ KN） 2P （ KN） 5 0 0 0 0 14 將荷載轉(zhuǎn)為均分荷載 （ 1） 恒載等效 圖 24 恒荷載作用下各層框架梁上的等效荷載分布圖 21 ????? ll? mkNg AB /)21( 325 ?????? ?? mkNg AB /)21( 32 ?????? ?? mkNg BC / ???? mkNg BC / ???? （ 2） 活載等效 36 圖 25 活荷載作用下各層框架梁上的等效荷載分布圖 05 ?ABq mkNq AB /)21( 32 ????? ?? 05 ?BCq mkNq BC / ??? 恒載作用下梁的彎矩計算 （ 1）第 5層 mkNlgM ABAB ?????? 2215 mkNlgM BCBC ?????? 2225 mkNlgM BCCB ?????? 2225 （ 2）第 14 層 mkNlgM ABAB ?????? 221 mkNlgM BCBC ?????? 222 mkNlgM BCCB ?????? 222 活荷載作用下梁的彎矩計算 （ 1）第 5層 mkNM AB ?? 0 mkNM BC ?? 0 mkNM CB ?? 0 37 （ 2）第 14 層 mkNlqM ABAB ?????? 221 mkNlqMBCBC ?????? 222 mk