【正文】 摘要結(jié)構(gòu)計算包括荷載計算、變形驗算、內(nèi)力分析及截面設(shè) 計，并繪制相關(guān)的結(jié)構(gòu)施工圖。著重解決建筑物與周圍環(huán)境、建筑物與各種細(xì)部構(gòu)造，最終確定設(shè)計方案，畫出建筑施工圖。 I 某大學(xué) 5 層框架結(jié)構(gòu)教學(xué)附樓設(shè)計 摘 要 :本次畢業(yè)設(shè)計是某大學(xué) 5層框架結(jié)構(gòu)教學(xué)附樓設(shè)計，包括建筑設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計兩部分內(nèi)容。 建筑設(shè)計是在總體規(guī)劃的前提下，根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求，綜合考慮場地環(huán)境、使用功能、綜合選型、施工、材料、建筑設(shè)備、建筑藝術(shù)及經(jīng)濟等。 結(jié)構(gòu)設(shè)計是在建筑物初步設(shè)計的基礎(chǔ)上確定結(jié)構(gòu)方案；選擇合理的結(jié)構(gòu)體系；進行結(jié)構(gòu)布置，并初步估算，確定結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸，進行結(jié)構(gòu)計算。 總之，適用、安全、經(jīng)濟是本設(shè)計的原則，兩部分空間合理，連接緊湊，主次分明，使建筑空間的舒適度加以提高。 1 目次 5 框架計算方法的確定 5 框架截面尺寸的確定 5 恒載標(biāo)準(zhǔn)值計算 6 框架在風(fēng)荷載作用下的計算 8 框架計算簡圖的確定 8 框架梁柱線剛度的計算 8 框架柱抗側(cè)移剛度計算 11 風(fēng)荷載作用下框架側(cè)移計算 13 水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)各層的總重力荷載代表值 96 致謝 建筑平面的設(shè)計 建筑平面是表示建筑物在水平方向房屋各個部分的組合關(guān)系。 各種類型的民用建筑，從組合平面各部分面積的使用性質(zhì)來分析，主要可歸納為使用部分和交通聯(lián)系部分兩大 類： 使用部分是指主要使用活動和輔助使用活動的面積，即各類建筑物中的使用房間和輔助房間。 使用部分的平面設(shè)計 建筑平面中各個教室和輔助用房，是建筑平面組合的基本單元。使用教室平面 設(shè)計的要求： ① 教室的面積、形狀和尺寸要滿足室內(nèi)使用活動和桌椅設(shè)備合理布置的要求； ② 門窗的大小和位置，應(yīng)考慮教室的出入 方便，疏散安全，采光通風(fēng)較好； ③ 教室的構(gòu)成應(yīng)使結(jié)構(gòu)構(gòu)造布置合理，施工方便 ； ④ 室內(nèi)空間以及頂棚、 地面、各個墻面和構(gòu)件細(xì)部，要考慮人們的使用和審美要求。建筑物的美觀問題，既在房屋外部形象和內(nèi)部空間處理中表現(xiàn)出來，又涉及到建筑群體的布局，它還和建筑細(xì)部設(shè)計有關(guān)。建筑物的外部形象，并不等于 房屋內(nèi)部空間組合的直接表現(xiàn)，建筑立面設(shè)計，必須符合建筑造型和立面構(gòu)圖方面的規(guī)律性，把適用、經(jīng)濟、美觀三者有機地結(jié)合起來 [2]。 建筑剖面設(shè)計 剖面設(shè)計的目的是確定建筑物各部分高度、建筑層數(shù)、建筑空間的豎向組合與利用，以及建筑剖 面中的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造關(guān)系等。平面設(shè)計著重解決內(nèi)部空間水平方向上的問題，而剖面設(shè)計則主要研究豎向空間的處理，兩個方面同樣都涉及到建筑的使用功能、技術(shù)經(jīng)濟條件、周圍環(huán)境等 [3]。 中國礦業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 3 頁 共 97 頁 2 結(jié)構(gòu)設(shè)計說明 結(jié)構(gòu)方案選取 豎向承重體系選取 本設(shè)計為五層的多層結(jié)構(gòu)，根據(jù)教學(xué)樓的功能使用性進行結(jié)構(gòu)布置。選擇合理的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系，進行合理的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件布置，使之具有較大的抗側(cè)剛度和良好的抗風(fēng)、抗震性能，是結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵。 常見的豎向承重體系包括磚混結(jié)構(gòu)體系、框架結(jié)構(gòu)體系、剪力墻結(jié)構(gòu)體系、框架 剪力墻結(jié)構(gòu)體系及筒體結(jié)構(gòu)體系等。在結(jié)構(gòu)受力性能方面，框架結(jié)構(gòu)屬于柔性結(jié)構(gòu)，自振周期長，地震反應(yīng)較小，經(jīng)合理設(shè)計可具有較好的延性性能。 水平向承重體系選取 常見的橫向承重體系包括：現(xiàn)澆樓蓋、疊合樓蓋、預(yù)制板樓蓋、組合樓蓋等。肋梁樓蓋結(jié)構(gòu)具有良好的技術(shù)經(jīng) 濟指標(biāo)，可以最大限度地節(jié)省混凝土和鋼筋的用量，能充分發(fā)揮材料的作用，結(jié)構(gòu)整體性好，抗震性能好，且結(jié)構(gòu)平面布置靈活，易于滿足樓面不規(guī)則布置、開洞等要求，容易適用各種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)平面及各種復(fù)雜的樓面荷載 [5]。 樓梯方案的選擇 整體式樓梯按照結(jié)構(gòu)形式和受力特點不同，可分為板式樓梯、梁式樓梯、剪刀式樓梯和圓形樓梯、螺旋樓梯等。 板式樓梯由梯段板、平臺板和平臺梁組成。故當(dāng)梯段水平方向跨度小于或等于 ，才宜用板式樓梯。踏步板支承與兩端的斜梁上，斜梁可設(shè)在踏步下面，也可設(shè)在踏步上面。一般當(dāng)梯段水平投影跨度大于 ，用 梁式樓梯。若采用梁式樓梯，支模困難，施工難度較大。 建筑材料的選擇 梁柱、基礎(chǔ)、樓梯均采用 C30 的混凝土，用以提高整個結(jié)構(gòu)的強度。 結(jié)構(gòu)布置計算 根據(jù)該房屋的使用功能及建筑設(shè)計的要求，進行了建筑平面、立面及剖面設(shè)計。 樓蓋及屋蓋 均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，樓板厚度為 120mm。為方便起見，常常忽略結(jié)構(gòu)縱向和橫向之間的空間聯(lián)系，忽略各構(gòu)件的扭轉(zhuǎn)作用，將縱向框架和橫向框架分別按平面框架進行分析計算。 圖 結(jié)構(gòu)平面布置圖 (單位： mm) 中國礦業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 5 頁 共 97 頁 3 結(jié)構(gòu)計算書 工程概況 某大學(xué)框架結(jié)構(gòu)教學(xué)附樓，主體五層，為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu) 。 框架結(jié)構(gòu)計算方法 、截面尺寸的確定 框架計算方法的確定 在豎向荷載作用下，規(guī)則多層框架的側(cè)移很小，可近似認(rèn)為側(cè)移為零，可選用力矩分配法進行內(nèi)力分析。 在水平荷載作用下，對于比較規(guī)則的、層數(shù)不多的框架結(jié)構(gòu)，當(dāng)柱軸向變形對內(nèi)力及位移影響不大時，可選用 D 值法進行內(nèi)力分析。考慮上述因素的影響，對柱的抗側(cè)移剛度和反彎點高度進行修正，就是 D 值法 [8]。當(dāng)采用預(yù)制樓蓋時，為了減少樓蓋結(jié)構(gòu)高度和增加建筑凈空，梁的截面常取為十字型或花籃型。 框架梁、柱的截面尺寸應(yīng)滿足承載力、剛度和施工的要求，設(shè)計尺寸時可參考以往經(jīng)驗確定，同時滿足構(gòu)造要求。 (1)橫向框架梁： h=(1/8～ 1/18)=～ ,取 h=500mm； b=(1/2～ 1/4)=～ ,因不小于 200mm,取 b=300mm； 梁的截面尺寸為： bh=300mm500mm。 (3)框架柱： 底層： 中國礦業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 6 頁 共 97 頁 b=(1/12～ 1/18)=～ ，因不小于 400mm 取 b=500mm； h=(1～ 2)=～ ,因不小于 400mm 取 h=500mm 。 (4)樓板厚度：取樓板厚 h=120mm. (5)底層柱高度： h=++=， 其中 為底層層高， 為室內(nèi)外高差 設(shè)基礎(chǔ)頂面至室外地面的高度為 ，其它柱高等于層高即 。 圖 框架截面尺寸圖 (單位： mm) 恒載標(biāo)準(zhǔn)值計算 （ 1） 屋面 防水層 (剛性 )： 30 厚 C20 細(xì)石混凝土防水 KN/m2 防水層 (柔性 )：三氈四油鋪小石子 KN/m2 找平層： 15 厚水泥砂漿 20 KN/m3= KN/m2 中國礦業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 7 頁 共 97 頁 找坡層： 40 厚水泥石灰焦渣砂漿找坡 14 KN/m3= KN/m2 保溫層： 80 厚 1:10 珍珠巖保溫層 7 KN/m3= KN/m2 結(jié)構(gòu)層： 120 厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 25 KN/m3= KN/m2 抹灰層： 10 厚混合砂漿 17 KN/m3= KN/m2 合計 KN/m2 （ 2）標(biāo)準(zhǔn)層樓面恒荷載 水磨石地面 ： ① 10mm面層 ② 20mm水泥砂漿打底 KN/m2 ③ 素水泥漿結(jié)合層一道 結(jié)構(gòu)層： 120 厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 25 KN/m3= KN/m2 抹灰層： 10 厚混合砂漿 17 KN/m3= KN/m2 合計 KN/m2 （ 3）梁自重 bh=300mm500mm 縱橫框架梁自重 : 25 KN/m3 （ ） =抹灰層： 10mm厚混合砂漿 合計 （ 4）柱自重 bh=500mm500mm 框架柱自重： 25 KN/m3=抹灰層： 10mm厚混合砂漿 合計 （ 5）外縱墻自重 標(biāo)準(zhǔn)層： 縱墻： 1m18 KN/m3=鋁合金窗： 2m=水刷石外墻面： (+) KN/m2=水泥粉刷內(nèi)墻面： (+) KN/m2=合計 底層： 縱墻： 2m18 KN/m3=鋁合金窗： 2m=水刷石外墻面： (+) KN/m2=水泥粉刷內(nèi)墻面： (+) KN/m2=合計 （ 6）內(nèi)縱墻自重 標(biāo)準(zhǔn)層： 中國礦業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 8 頁 共 97 頁 縱墻： 18 KN/m3=水泥粉刷內(nèi)墻面： 2 KN/m2=合計 底層： 縱墻： 18 KN/m3=水泥粉刷內(nèi)墻面： 2 KN/m2=合計 （ 7）內(nèi)隔墻自重 標(biāo)準(zhǔn)層： 內(nèi)隔墻： KN/m3=水泥粉刷內(nèi)墻面： 2 KN/m2=合計 底層： 內(nèi)隔墻 KN/m3=水泥粉刷內(nèi)墻面 2 KN/m2=合計