【正文】 念及設(shè)計(jì)依據(jù) 設(shè)計(jì)理念教學(xué)樓是為人們學(xué)習(xí)提供最為良好環(huán)境的建筑。教學(xué)樓建筑設(shè)計(jì)同設(shè)計(jì)其他類型建筑一樣有許多共同點(diǎn)，也有許多不同的特點(diǎn)和要求。因此，我對(duì)教學(xué)樓的設(shè)計(jì)過(guò)程和設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了詳細(xì)研究，經(jīng)過(guò)一番思考，我認(rèn)為本設(shè)計(jì)應(yīng)該具有以下特點(diǎn)：（1）彈性。 （2）緊湊性。 （3）易接近性。 （4）可擴(kuò)展性。 （5）舒適性。 （6）環(huán)境的穩(wěn)定性。建筑安全防護(hù)措施做到不僅滿足規(guī)范要求而且更加人性化。把建設(shè)和維護(hù)一座教學(xué)樓所需要的經(jīng)費(fèi)和人員控制在最低限度。 工程概況本設(shè)計(jì)教學(xué)樓位于鄭州市，用地 755 方米，紅線范圍為 50m20m。 根據(jù)設(shè)計(jì)資料的規(guī)劃要求，本教學(xué)樓建筑要求的主要功能有：門衛(wèi)室，教師休息室，大教室，小教室，多媒體教室等。墻身做法：墻身采用 250 厚的加氣混凝土塊。樓面做法：樓面（大理石樓面） ，100 厚現(xiàn)澆鋼筋砼樓板，20 厚板底抹灰。門窗做法：塑鋼窗和木門。地震烈度：7 度，設(shè)計(jì)基本地震加速度為 ，Ⅱ類場(chǎng)地，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，抗震等級(jí)三級(jí)。上人屋面活荷為 ，走廊、樓梯活荷載為 ，衛(wèi)生間樓面活荷載為 ，教室樓面活荷為 。230/yfNm?結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)為三級(jí)，由公式 (31)Afc??式中 取 ? 取 103 kN/m2fc N=15A （其中 15 為面荷載）從而得到N=153（ ＋ ）=230KN21可得A= = = =101000mm2nNfc??b=h= =取 b=h=400mm. 梁的截面設(shè)計(jì)梁的截面寬度 b: 框架梁取 300mm,樓面連系梁取 200mm。綜上可知，各梁的截面如下：框架梁： b1h1=300mm6000mm（AB 跨、BC 跨、CD 跨） 連樓面系梁： b3h3=200mm400mm4 框架側(cè)移剛度的計(jì)算根據(jù)規(guī)范可知，對(duì)于現(xiàn)澆樓板其梁的線剛度應(yīng)進(jìn)行修正： 邊框架梁 = I0中框架梁 =2取結(jié)構(gòu)圖中 5 號(hào)軸線的一榀框架進(jìn)行計(jì)算圖 4－1 框架示意圖 橫梁線剛度 i b 的計(jì)算表 4－1 橫梁線剛度 ib 計(jì)算表類別Ec (N/mm2)b (mm)h (mm)I0 (mm4)l (mm)EcI0/l (kNm)2EcI0/l (kNm）1 1?04400 400 4500 109? 1010?2~4 104400 400 3300 109 1010圖 4－2 線剛度示意圖 各層橫向側(cè)移剛度計(jì)算 底層A、D 柱i=αc=(+i)/(2+i)=D11=αc12ic/h2=121010/33002=13818B， C 柱i=(+)/=αc=(+i)/(2+i)=D12=αc12ic/h2 =121010/33002 =17168 第二層1，4 號(hào)柱i=2/（2）=αc=i/(2+i)=D21=αc12ic/h2 =121010/33002 =113052，3 號(hào)柱i=2+2/（2 ）=αc=i/(2+i)=D22=αc12ic/h2 =121010/33002 =14028 三、四、五層三層，四層和五層的計(jì)算結(jié)果與二層相同D31=D34=11305D32=D33=14028D41=D44=11305D42=D43=14028D51=D54=11305D52=D53=14028表 43 橫向側(cè)移剛度統(tǒng)計(jì)表層次 1 2 3 4 5∑Di（N/mm）6197215=9295805066615=759990759990759990759990該框架為橫向承重框架，不計(jì)算縱向側(cè)移剛度。5 豎向荷載及其內(nèi)力計(jì)算 計(jì)算單元的選擇確定圖 5 計(jì)算單元計(jì)算單元寬度為 ， 4 軸線至 6 軸線間，故直接傳給該框架的樓面荷載如圖中的水平陰影所示。樓梯荷載標(biāo)準(zhǔn)值：樓梯底板厚取為 100㎜，平臺(tái)梁截面尺寸為 200㎜400 ㎜樓梯板自重 （0. 074＋＋）25247。= KN/m2板底 20 厚紙筋抹灰 12247。q1 =q2 分別上人屋面板傳給橫梁的梯形荷載和三角形荷載。m M2=PDeD =（）/2 = KN q1 =qq 2″和 q2， 分別為樓面板和走道板傳給橫梁的梯形荷載和三角形荷載。m M2=PDeD =（）/2 = KN 梯形：q =（12α178。 ）q 2 本設(shè)計(jì)中 AB,CD 跨 α==三角形：q = q2，對(duì)于第 5 層，AB,CD 跨梁： q=+=BC 跨： q″=+=AB,CD 跨梁端彎矩：M AB= MB A=ql2AB/12 = = （）BC 跨梁端彎矩：M BC= MCB=ql2AB/12 = = （）對(duì)于第 14 層，AB,CD 跨梁： q=+=BC 跨： q， =+=AB,CD 跨梁端彎矩：M BD= MDB=ql2BD/12 = = （）BC 跨梁端彎矩：M BC= MCB=ql2AB/12 = = （） 恒載作用下框架的彎矩計(jì)算 分配系數(shù)的計(jì)算: iS???其中 為轉(zhuǎn)動(dòng)剛度iS采用分成法計(jì)算時(shí)，假定上下柱的遠(yuǎn)端為固定時(shí)與實(shí)際情況有出入。 圖 54 恒載作用下彎矩分配圖圖 55 恒載彎矩圖 活載作用下柱的內(nèi)力計(jì)算 活荷載作用下各層框架梁上的荷載分布如下圖所示： 圖 56 活荷載作用下的荷載分布圖對(duì)于第 5 層，q1== KN/mP1 = (1/2)2+= KNP2 =(1/2)4 += KN集中力矩 M1= M4=PBeB =（）/2 = KNm同理，在屋面雪荷載的作用下：q1== KN/mP1 = (1/2)2+= KNP2 =(1/2)4 += KN集中力矩 M1 =PBeB =（）/2 = KNm對(duì)于第 14 層，q1== KN/mq2== KN/mP1 = (1/2)2+= KNP2 =(1/2)2+(1/2)2+= KN集中力矩 M1=PBeB =（）/2 = KNm將計(jì)算結(jié)果匯總?cè)缦聝杀恚罕?51 橫向框架恒載匯總表層次 q1KN/m q2KN/m P1 P4 KN P2 P3KN M1 M4KNm5 14 表 52 橫向框架活載匯總表層次 q1KN/m q2KN/m P1P4 KN P2 P3KN M1 M4KNm5 14 活荷載作用下梁的內(nèi)力計(jì)算對(duì)于第 5 層，AB,CD 跨梁： q==BC 跨： q″==AB,CD 跨梁端彎矩：M AB= MB A=ql2AB/12 = = （）BC 跨梁端彎矩：M BC= MCB=ql2AB/12 = = （）對(duì)于第 14 層，AB,CD 跨梁： q==BC 跨： q， ==AB,CD 跨梁端彎矩：M BD= MDB=ql2BD/12 = = （）BC 跨梁端彎矩：M BC= MCB=ql2AB/12 = = （） 圖 57 活載作用下彎矩分配圖圖 58 活載彎矩圖 跨中彎矩計(jì)算恒載作用下梁的跨中彎矩，按實(shí)際荷載利用兩端帶彎矩的簡(jiǎn)支求得。對(duì)于 5 層：M AB 中 =M0（M 左 + M 右 ）m對(duì)于 4 層：M BD 中 =m對(duì)于 3 層：M BD 中 =m對(duì)于 2 層：M BD 中 =m對(duì)于 1 層：M BD 中 =m對(duì)梁彎矩進(jìn)行調(diào)幅，調(diào)幅系數(shù)為 β，取 ?；詈奢d作用下的梁跨中彎矩，利用兩端帶彎矩的簡(jiǎn)支求得。mMBC 中 =M0（M 左 + M 右 ）mME =mME =mME=mME =mMBC 中 = =mME ==mME ==mME==mME == 第二層至第四層重力荷載代表值計(jì)算及荷載匯總第二層至四層的重力荷載代表值同第一層的計(jì)算差異不大,僅多一面內(nèi)墻 ,所以：二層、三層、四層的重力荷載代表值為G2= G3= G4= 第五層重力荷載代表值計(jì)算及荷載匯總梁重力荷載（同一層）： 柱重力荷載（同一層）：768KN內(nèi)外填充墻及女兒墻重的計(jì)算：表 58 墻重力統(tǒng)計(jì)類別總計(jì)算長(zhǎng)度（m）墻計(jì)算高度（m）墻厚計(jì)算值（m）荷載標(biāo)準(zhǔn)值（KN/m 2）總 重（KN）女兒墻 1．4 0．24 11 外墻 7 7 7 合計(jì) 屋面板及樓板恒載、活載計(jì)算同一～四層 樓板恒載、活載計(jì)算（樓梯間按樓板的 倍計(jì)算）： 樓板面積： – –2=（m 2） 樓梯面積: +2= （m 2）恒載=樓梯恒載+樓板恒載: + = 活載：（+2）+（ – –2） =雪載：=由以上計(jì)算可知，五層重力荷載代表值為G5=G 恒 +G 活= + + + + = 集中于各樓層標(biāo)高處的重力荷載代表值 G i 的計(jì)算結(jié)果如下圖所示：圖 59 重力荷載代表值6 水平荷載計(jì)算 風(fēng)荷載計(jì)算垂直作用在建筑物表面的風(fēng)荷載按下式計(jì)算：= kWz?s?o(61)式中 —風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值（kN/m 2） ；k —高度 z 處的風(fēng)振系數(shù)；z?s —風(fēng)荷載體型系數(shù)；?—風(fēng)壓高度變化系數(shù)；z—基本風(fēng)壓 （kN/m 2） 。 則 風(fēng)壓高度變化系數(shù) z 由《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 》確定?橫向風(fēng)荷載的標(biāo)準(zhǔn)值 Wk 為：Wk= z s zWo??表 61 Wk 值計(jì)算表離地高度 Uz Bs Us Wo hi hj Wk 5 6 2 8 4 圖 61 風(fēng)荷載示意圖表 62 側(cè)移值計(jì)算表框架柱端剪力及彎矩分別按下列公式計(jì)算：Vij=DijV i /∑Dij (63)Wk Vj ED △u △u/h5 6 2 8 4 M bij=Vijyh (64)M uij=Vij（1y）h (65)y=yn+y1+y2+y3 (66)注：y n 框架柱的標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度比。 yy 3 為上下層層高變化時(shí)反彎點(diǎn)高度比的修正值。第 1 層 A、D 柱的反彎點(diǎn)高度為：查表得 y0= y1=0 y2=0 y3=0 所以 y=同理可算出各層的反彎點(diǎn)高度，各層的反彎點(diǎn)高度詳見(jiàn)彎矩計(jì)算表中。基本自振周期 T1（s）可按下式計(jì)算：T1= （u T） 1/2