【正文】 － 2021 建筑制圖標(biāo)準(zhǔn) GB/T 50104－ 2021 中小學(xué)建筑設(shè)計規(guī)范 GB J99－ 86 建筑構(gòu) 、 配件標(biāo)準(zhǔn)圖集 材料選用 柱：采用 C30 混凝土，主筋采用 HRB400 鋼筋，箍筋采用 HPB235 鋼筋； 梁：采用 C30 混凝土，主筋采用 HRB400 鋼筋，箍筋采用 HPB235 鋼筋； 板：采用 C30 混凝土，鋼筋采用 HRB335； 基礎(chǔ)：采用 C20 混凝土，主筋采用 HRB335 鋼筋，構(gòu)造鋼筋采用 HPB235 鋼筋。因此，本次設(shè)計在平面上采用“ 一 ”字形、內(nèi)廊式的平面布置。對該平面設(shè)計作如下說明： 本設(shè)計柱網(wǎng)上采用 和 。中間走道寬 ，以滿足人流要求。 建筑立面設(shè)計 結(jié)合平面設(shè)計中框架柱的布置，立面上主要采用豎向劃分，外觀上顯得大方、挺拔、氣派；同時，考慮到框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，柱間盡量多用窗少用墻，使窗與柱及窗間墻之間形成了有節(jié)奏的虛實(shí)對比，顯得明快、活潑，同時也得到了良好的采光效果。大門設(shè)有左右兩扇門，使整個大門顯得大氣；雨蓬的運(yùn)用，和大門的設(shè)置一同起到了突出主要入口功能，起到了吸引人流導(dǎo)向的作用。 屋頂還有一個突出的上人出口 。 ：采用不上 人屋面， 柔性防水綜合使用 。 華 中 科 技 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 論 文 3 3 結(jié)構(gòu)方案的選擇及結(jié)構(gòu)布置 結(jié)構(gòu)方案 該教學(xué)樓主體結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆框架 結(jié)構(gòu) 形式 。 正是基于這些優(yōu)點(diǎn) ， 目前框架結(jié)構(gòu)在辦公樓 、 教學(xué)樓 、 商場 、 住宅等房屋建筑中 廣泛 采用。 根據(jù)以上樓蓋的平面布置及豎向荷載的傳力途徑，本教學(xué)樓框架的承重方案為橫向框架承重方案這可使橫向框架梁的截面高度大，增加框架的橫向側(cè)移剛度。 另外，結(jié)構(gòu)布置完全對稱，對結(jié)構(gòu)設(shè)計有利，尤其對抗震有利。 梁 、 柱截面尺寸的初步確定 梁的截面尺寸的 初步 確定 梁截面的高度 ： 一般取為梁跨度的 1/12～ 1/8。 中跨 ： 取 h＝ 600mm， b＝ 300mm。 柱的截面尺寸的 初步 確定 框架柱的面積根據(jù)柱的軸壓比確定 ： 柱組合的軸壓力設(shè)計值 N=nβFgE 注： n —— 樓層層數(shù)。 F—— 算柱的負(fù)載面積，本方案中邊柱及中柱的負(fù)載面積分別為 m2。 柱的截面尺寸 Ac≥N/（ ?Nfc ） 注： ?N—— 軸壓比限值， 按 三級抗震等級，查《抗震規(guī)范》可知取為 。 對于邊柱 ： N= nβFgE =7 14＝ Ac≥N/（ ?Nfc ） = 103/（ ） ＝ 149672mm 對于中柱： N= nβFgE =7 14 ＝ Ac≥N/（ ?Nfc ） = 103/（ ） =203881mm2 取柱子尺寸為 ： 底層： b h=500mm 550mm 華 中 科 技 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 論 文 5 以上 層： b h=450mm 500mm 樓板選擇 板的厚度取 l/40=4200/40=105mm，故本 設(shè)計中所有樓板均采用現(xiàn)澆板，板厚均為 100mm。橫向框架的計算簡圖見下圖所示，取頂層柱的形心線作為軸線， 2～ 7 層柱的高度取為 ，底層柱的 高度 從基礎(chǔ)頂面 至樓 板，h1=+=。直接傳給該框架的樓面荷載如圖中豎向陰影部分所示。 圖 計算單元及荷載傳遞圖 恒荷載計算 恒荷載作用下各層框架梁上的荷載分布如下圖所示： 圖 各層梁上作用的恒荷載 屋面框架梁線荷載標(biāo)準(zhǔn)值 選用 98ZJ001 屋面 12（上人屋面） 屋面恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值 100 厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土 25=V型輕鋼龍骨吊頂 kN/m2 華 中 科 技 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 論 文 7 （ 二層 9mm紙面石膏板、有厚 50mm的巖棉板保溫層） 合計 kN/m2 邊跨框架梁自重 25=梁外側(cè)粉刷 （ ） 17= kN/m2 中跨框架梁自重 25=對于第 7 層 : q1 和 代表橫梁自重，為均布荷載形式。 q2== kN/m = 3= kN/m 屋面框架節(jié)點(diǎn)集中荷載標(biāo)準(zhǔn) 值 P P2 分別由邊縱梁、中縱梁直接傳給柱的恒載，它包括主梁自重、次梁自重、樓板重等重力荷載，計算如下： 邊柱縱向框架梁自重 25= 外側(cè)粉刷 = kN = kN 裝飾 +（ +） 17= kN 梁傳來的屋面自重 = kN P1=++++= kN 中柱縱向框架梁自重 25= 框架梁傳來的屋面自重 （ 42+） = = P2=++= 集中力矩 : 華 中 科 技 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 論 文 8 M1=P1e1=()/2= kNm 二到六 層 線荷載標(biāo)準(zhǔn)值 包括梁自重和其上橫墻自重，為均布荷載，其荷載的計算方法同第 7 層。 q2== kN/m =3= kN/m 二到六層 框架節(jié)點(diǎn)集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值 邊柱縱向框架梁自重 kN 外側(cè)粉刷 kN 鋼框玻璃窗自重 = kN 窗下墻體自重 () = kN 裝 飾 17+= kN 窗 間 墻體自重 () () = kN 裝 飾 () () 17+= kN 華 中 科 技 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 論 文 9 框架柱的自重 25= kN 粉刷 [(+) 2 ] 17= 縱向框架梁傳來的樓面自重 = P1=++ + ++++ ++= 中柱縱向框架梁自重 內(nèi)縱墻自重 () () = 粉刷 () () 217= 扣除門洞重加上門重 2()= 框架柱自重 粉刷 [(+) 2 ] 17= 縱向框架梁傳來的屋面自重 (+) = = P2=++++++= 集中力矩 M1=P1e1=()/2=m 一層框架以下的荷載 邊柱縱向框架梁自重 kN 鋼框玻璃窗自重 = kN 窗下墻體自重 () = kN 裝 飾 17+= 窗 間 墻體自重 () () = kN 裝 飾 () () 17+= kN 框架柱的自重 0. 525= 粉刷 [(0. 5+) 2 . 5] 17= P1=++ ++ +++= 華 中 科 技 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 論 文 10 中柱縱向框架梁自重 內(nèi)縱墻自重 () () = 粉刷 () () 217= 扣除門洞重加上門重 2()= 框架柱 自重 粉刷 [(+) 2 ] 17= P2=++++= 活荷載計算 圖 各層梁上作用的活荷載 第 7 層 上的活載計算 q2== kN/m2 q2′ == kN/m2 P1== kN/m2 P2=[(+) +] = kN/m2 集中力矩 : M1=P1e1=()/2=m 同理，在屋面雪荷載的作用下： q2== kN/m2 q2′ == kN/m2 P1== kN/m2 P2=[(+) +] = kN/m2 集中力矩 : M1=P1e1=()/2=m 第 16 層 上的活載計算 q2== kN/m2 q2′ == kN/m2 P1== kN/m2 P2=(+) + = kN/m2 集中力矩 : M1=P1e1=()/2=m 將計算結(jié)果匯總?cè)缦聝杀恚? 表 層次 q1(kN/m) q1′ (kN/m) q2(kN/m) q2′ (kN/m) P1(kN) P2(kN) M1(kNm) 7 1~6 表 層次 q2(kN/m) q2′ (kN/m) P1(kN) P2(kN) M1(kNm) 7 1~6 注：表中括號內(nèi)數(shù)值對應(yīng)于屋面雪荷載作用情況。11(1 2 )epp??? ? ? 華 中 科 技 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 論 文 12 其中： 011 02 12ll? ??； 39。 三角形荷載折算公式： 39。p 為三角形分布荷載的最大值。 分配系數(shù) 經(jīng)過觀察，發(fā)現(xiàn)第 ③ 軸橫向框架為對稱結(jié)構(gòu)，且受對稱荷載的作用，所以可以取一半結(jié)構(gòu)計算；要注意到， 對稱軸處 簡化為滑動支座，由此帶來跨中梁線剛度增大一倍，且分配系數(shù)有所不同。 線剛度的計算見下表： 表 梁線剛度的計算 跨度（ m） Ec I0 I=2I0 ib=EI/L 3107 103 102 104 3107 103 102 104 表 柱線剛度的計算 層次 柱截面（ mm mm） 高度（ m） Ec I iz=EI/L 2~7 450500 3107 103 104 1 500550 3107 103 104 由此計算出各個桿件分配系數(shù)，標(biāo)繪于計算簡圖上。 注：圖中單線條表示分配結(jié)束，虛線 框內(nèi) 表示固端彎矩， 雙線條 表示最終桿端彎矩。 華 中 科 技 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 論 文 14 計算過程 圖 彎矩二次分配法的計算過程 華 中 科 技 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 論 文 15 跨中彎矩的計算 跨中彎矩的計算 如下計算： 對于第七層的 AB 跨和 BC 跨： 2AB 1 7 1 . 6 8 1 0 9 . 3 02 7 . 4 4 7 . 2 8 7 . 3 2 k82M N m?? ? ? ? ? ? MAB=m和 根據(jù)公式。m和 根據(jù)公式。 1 ()215 .4 9 3 1 ( 60 .4 6 60 .4 6) 23 .2 4 k23l l rb b bqlV M MlN? ? ??? ? ? ? ? r 1 ()215 .4 9 3 1 ( 60 .4 6 60 .4 6) 23 .2 4 k23lrb b bqlV M MlN? ? ? ??? ? ? ? ? ? ? 同理可以計算出其它的梁端剪力，結(jié)果如下： 華 中 科 技 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 論 文 18 表 恒載作用下軸線處梁端剪力