【正文】 7參考文獻 ...................................................................78致 謝 ...................................................................79安徽理工大學畢業(yè)設(shè)計4第一部分 設(shè)計任務書1 設(shè)計題目2 設(shè)計目的及要求設(shè)計目的：通過本畢業(yè)設(shè)計，培養(yǎng)綜合運用所學的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識分析和解決土木建筑工程設(shè)計問題的能力，同時也培養(yǎng)理論聯(lián)系實際及動手能力，養(yǎng)成嚴、求實、創(chuàng)新的科學作風及調(diào)查研究、查閱資料、綜合分析的能力，為具有土木工程技術(shù)人員所必備的基本素質(zhì)打下堅實的基礎(chǔ)。具體要求：堅持“適用、安全、經(jīng)濟、美觀”的設(shè)計原則。要求建筑設(shè)計部分設(shè)計方案合理、適用、美觀。培養(yǎng)繪制施工圖的能力，圖紙不僅達到數(shù)量要求，而且要確保質(zhì)量。3 建筑功能及要求擬建本教學樓為永久性建筑，建筑層數(shù) 5 層，工程總面積 5600㎡，高 ，各層層高 建筑功能要求指導思想：堅持以人為本，在功能和結(jié)構(gòu)上分區(qū)合理，依據(jù)教學樓規(guī)模、類型、等級標準，根據(jù)學校基地環(huán)境條件及功能要求，進行平面組合、空間設(shè)計。建筑規(guī)模：本教學樓教室數(shù)量在 40 間左右。 建筑等級耐久性 II 級，耐火等級 2 級 規(guī)劃及其他要求立面處理簡潔大方，突出教學樓的人文特色，體現(xiàn)均質(zhì)、優(yōu)美、有序的建筑特點，符合城市總體規(guī)劃要求。布局勻稱、圖面整潔、線條圓滑、符號正確、符合《建筑制圖標準》 、尺寸完善。安徽理工大學畢業(yè)設(shè)計6第二部分 結(jié)構(gòu)設(shè)計說明在一個相當長的時期里，人們多把教學樓設(shè)計的著眼點放在“教學”字上，旨在如何滿足“教學”這一基本需求上考慮問題。教學樓不僅是學生上課學習的場所，也是學生開心活動的首選問題。教學樓設(shè)計方案的選擇，體現(xiàn)了建筑環(huán)境和人文環(huán)境相適應的設(shè)計理念。建筑地點：安徽省淮南市建筑規(guī)模： 建筑面積：4500～5500 2m層數(shù)：5～6 層教室建筑：要求教室數(shù)在 40 左右。全年平均降雨量： mm。雪荷載：基本雪壓 (水平投影) 。按 7 級抗震，地震分區(qū)為 1 區(qū)；場地類型為 II 類場地。建筑場地的主導風向按所在地氣象資料得到。安徽理工大學畢業(yè)設(shè)計7梁板混凝土采用 C30 混凝土，縱筋采用 III 級，箍筋采用 I 級。其它構(gòu)件計算視設(shè)計情況而定。由于主柱的面尺寸一般在600 左右，則梁寬取 300 。由于主柱的面尺寸一般在600 左右，則梁寬取比柱寬的一半約大 300 。圖 31 梁截面尺寸及混凝土強度等級橫梁（ ）bh?層次 混凝土強度等級 AB跨，CD 跨 BC跨 縱梁1～5 C30 300600 300400 300500d .柱的截面尺寸的初步確定 框架柱的截面尺寸一般根據(jù)柱的軸壓比值按下列公式估算： ENFgn??:??cNcAf??式中 — 為柱的組合軸壓比的設(shè)計值N — 為按簡支狀態(tài)計算的柱的負載面積F — 為折算在單位建筑面積的重力荷載代表值，可根據(jù)實際荷載計算，也可近似Eg取 12 至 15，本文取值 1 25/km — 為考慮地震作用組合后柱軸力增大系數(shù)，變柱取 不等跨內(nèi)柱取?，等跨內(nèi)柱取 — 為驗算截面以上樓層層數(shù)n — 為柱截面面積cA — 為混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值f安徽理工大學畢業(yè)設(shè)計9— 為框架軸壓比限值， 《建筑抗震規(guī)范》中規(guī)定一級、二級和三級抗震等級，??N?分別取 、。n??N?邊柱及中柱的負載面積分別為 和 得2m2 邊柱 ??? 中柱 2如果取柱截面為正方形，則邊柱和中柱的截面高度分別為 350 和 410 。 ，??邊長之比不宜小于 4?？蚣芙Y(jié)構(gòu)計算簡圖如圖 32。? 2．梁長度取凈長；柱長度取層高墻體墻為 200 厚加氣混凝土砌磚，外墻面貼瓷磚（ ）,內(nèi)墻面 20 厚m2kN/m抹灰，則外墻單位墻面重力荷載為： ++17= 2kN/m內(nèi)墻為 200 加氣混凝土砌磚，兩側(cè)均厚 20 抹灰，則單位內(nèi)墻面積重力荷載為 +172= 2/木門單位面積重力荷載為 。2kN/m安徽理工大學畢業(yè)設(shè)計12 計算重力荷載代表值 頂層的重力荷載代表值： ??().().()????? ??屋 面 恒 載 雪 載 縱 橫 梁半 層 柱 重 女 兒 墻（ 半 層 內(nèi) 墻 ） 8（ 半 層 外 墻 ） +(門 窗 )6 三層的重力荷載代表值??(.()143.()() 8705 k?????樓 面 恒 載 ） 活 載 縱 橫 梁上 下 半 層 柱 重 （ 半 層 內(nèi) 墻 ）上 下 半 層 外 墻 門 窗同理可求出二層重力荷載代表值為 kN 四層重力荷載代表值為 底層的重力荷載代表值： 門窗數(shù)量按四層數(shù)量計算；墻體片數(shù)底層單獨計算，以上各層按四層計算。 圖 34各層重力荷載代表值安徽理工大學畢業(yè)設(shè)計13 橫向框架側(cè)移剛度計算 計算梁、柱的線剛度梁線剛度計算：梁柱混凝土標號均為 ， ?？紤]這一有利作用，在計算梁的截面慣性矩時，對現(xiàn)澆樓面的邊框架梁取 ，對中框架梁取 。 mm）（Nmm）1 104 700700 1010 4500 10102～5 104 600600 1010 3600 1010柱的側(cè)移剛度 D計算公式： （31）21hic??其中 為柱側(cè)移剛度修正系數(shù)， 為梁柱線剛度比，不同情況下， 、 取值不同。??D 橫向水平地震作用下的框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算和側(cè)移計算 橫向自振周期的計算運用頂點位移法來計算，對于質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的框架結(jié)構(gòu)，基本自振周期可按下式來計算： （36）Tu??式中， ——計算結(jié)構(gòu)基本自振周期用的結(jié)構(gòu)頂點假想位移，即假想把 集中Tu在各層樓面處的重力荷載代表值 作為水平荷載而算得的結(jié)iG構(gòu)頂點位移；——結(jié)構(gòu)基本自振周期考慮非承重磚墻影響的折減系數(shù)，取 ；T?故先計算結(jié)構(gòu)頂點的假想側(cè)移，計算過程如下表：安徽理工大學畢業(yè)設(shè)計16表 312 結(jié)構(gòu)頂點的假想側(cè)移計算層次 /kNiG/kGiV/(Nm)iD?/iu?/miu5 924834 4 924834 3 924834 2 924834 1 1355384 由上表計算基本周期 ，1T =（） = Tu?? 水平地震作用及樓層地震剪力計算該建筑結(jié)構(gòu)高度遠小于 40m，質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻，變形以剪切為主，因此用底部剪力法來計算水平地震作用。EkF （37）1EkeqG??式中， ——相應于結(jié)構(gòu)基本自振周期的水平地震影響系數(shù)；1?——結(jié)構(gòu)等效總重力荷載，多質(zhì)點取總重力荷載代表值的 85％；eqG淮南地區(qū)特征分區(qū)為一區(qū)，又場地類別為Ⅱ類，查規(guī)范得特征周期 （38）?查表得，水平地震影響系數(shù)最大值 ?由水平地震影響系數(shù) 曲線來計算 ，1=(Tg/T1) max=() = （39）1?式中， ——衰減系數(shù)， ＝ 時，取 ；??FEK=a1Geq==地震作用沿高度分布具有一定的規(guī)律性，可假定結(jié)構(gòu)反應相對加速度沿高度變化為底安徽理工大學畢業(yè)設(shè)計17部為零的倒三角形。則質(zhì)點 i的水平地震作用 為：iF （310）1ii EknjjGH??式中： 、 分別為集中于質(zhì)點 i、j 的荷載代表值； 、 分別為質(zhì)點ij iHji、j 的計算高度。F1= kNF2= kNF3= kNF4= kNF5= kNF1= kNF2=F3= kNV4=V5= kN （1）水平地震作用分布 （2）層間剪力分布 圖 314 橫向水平地震作用及樓層地震剪力安徽理工大學畢業(yè)設(shè)計18 水平地震作用下的位移驗算用 D值法來驗算框架第 層的層間剪力 、層間位移 及結(jié)構(gòu)頂點位移 分別按下式來計算：iiV()iu?u （311）nikiF?? （312）1()/siiijjuD? （313）1nkk?計算過程 315表，表中計算了各層的層間彈性位移角。50/??? 水平地震作用下框架內(nèi)力計算將層間剪力分配到該層的各個柱子，即求出柱子的剪力，再由柱子的剪力和反彎點高度來求柱上、下端的彎矩。mn —上下梁的相對線剛度變化的修正值，由上下梁相對線剛度比值 及 查表得。2y 2i—下層層高對該層層高的比值 及 查表得3 3?i各附表如下：表 316 均布水平荷載下各層柱標準反彎點高度比 nym 5543216654321注：m 表示結(jié)構(gòu)總層婁；,n 表示該柱所在的樓層位置； 表示梁柱線剛度比，按表 計算。y表 319 上、下層層高不同的修正值 和2y3a2 a3 ??? ???? ???? ???? ???? ???? ???? ???? ???? ???? ???? ???? ???? ?????? ???? ???? ???? ???? ???? ???? ???? ???? ???? ???? ???? ??? ?????? ??? ???? ???? ???? ???? ???? ???? ???? ???? ???? ???? ??? ??? ?????? ??? ???? ???? ???? ???? ???? ???? ???? ???? ???? ??? ??? ??? ?????? ??? ???? ???? ???? ???? ???? ???? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?????? ??? ???? ???? ???? ???? ???? ???? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?????? ??? ????? ????? ????? ???? ???? ???? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ?????? ??? ????? ????? ????? ????? ????? ????? ????? ????? ????? ??? ??? ??? ?????? ??? ????? ????? ????? ????? ????? ????? ????? ????? ????? ????? ??? ??? ?????? ????? ????? ????? ????? ????? ????? ????? ????? ????? ????? ????? ??? ???? ??? ????? ????? ????? ????? ????? ????? ???? ???? ????? ????? ????? ????? ???注： 為上層層高變化的修正值，按照 求得，上層較高時為正值，但對于最上層 可不考慮；2y2uah?2y為下層層高變化的修正值，按照 求得， ，對于最上層 可不考慮。kka1 kk安徽理工大學畢業(yè)設(shè)計21表 320 各層柱柱端彎矩及剪力計算邊 柱層次ih(m)iV(kN)ijD?(N/mm) 1iiVKny12y3y1biM1ui5 924834 17833 0 0 0 4 924834 17833 0 0 0 3 924834 17833 0 0 0 2 924834 17833 0 0 0 1 1355384 28933 0 0 0 注:表中 M 單位為 kN中 柱層次ih(m)i(kN)ijD?(N/mm) 1iiKny1