某学校教学楼设计 毕业设计.doc

i 华中科技大学土木工程 2010 级毕业设计 某教学楼设计 计 算 书 华中科技大学土木工程与力学学院 2014 年 6 月 ii 开 题 报 告 一、任务和要求 1、设计题目：某学校教学楼设计 2 设计任务 （1）建筑要求及规模： 建筑面积：6400； 建筑层数：五层； 建筑层高：主楼：20.5m; 结构形式：钢筋混凝士框架结构。 （2）根据建筑规模及功能要求完成（附建筑物功能要求）建筑物主要平面 图、立面图、剖面图和结构大样图的设计，并附有建筑设计说明。所有建筑 图及节点详图要求符合建筑制图规范。 （3）要求完成楼盖结构布置图，现浇板配筋图，连梁和次梁配筋图，框架配 筋图，楼梯结构布置及配筋图，基础平面布置和配筋详图。要求所有的施工图 用计算机绘制，且符合制图标准和施工图深度。统一用 a3 图纸打印出来并装 订成册。 （4）附有完整的设计计算说明书。 看完毕业设计任务书上的要求和任务后，经过认真的思考及参考办公 建筑设计规范、高层建筑设计规范、抗震设计规范和防火设计规范后形成如 下的设计思想。 二、建筑设计 本建筑依据其功能要求设计成五层的框架结构，建筑总高不超过 24m， 适用于多层建筑混凝土结构技术规程 （jgj3 2002） 。建筑占地面积为： ，建筑物两边对称。平面详细情264.172.091524.096.78 mm 况见建筑物的平面图。建筑面积为：一层为 ；二到五层为：24.7 iii .总计建筑面积为 ，和所要求的面22569.1046.17mm 21.638m 积差别不大，满足要求。功能布置依据所给出的建筑功能和相关规范要求，进 行建筑内部房间的设计如下： 1 建筑平面设计 本建筑平面设计考虑到为方便基础布置，底层布置成矩形。依据建筑功能及 建筑面积的要求，考虑到有大教室，因而需要较大的面积，所以纵向最外侧柱 距取 9m 的开间，中间除门厅处外其它柱距取为 4.5m，但开间为 9m。门厅是建 筑物主要出入口处的内外过度、人流集散的交通枢纽，故要重点设计，考虑到 门厅进出人流较大，且为了不致产生往来人流的交叉和干扰和感到压抑，应有 较开阔的空间，因而门厅纵向柱距取为 6.6m 的开间 ,底层层高为 3.9m。且门厅 外设有钢索悬挑玻璃雨篷。考虑到房间使用的限制和建筑要求，公设计了两种 大小的教室及办公室。考虑到楼梯间梁的布置，楼梯间在每层的楼梯平台处采 用高窗采光，建筑物水平交通部分楼道的宽度取 2.7m。主楼梯为主要交通通道， 设计在建筑的中部，而依据防火规范，两侧设计有防火楼梯，便于疏散。在建 筑每层两边靠近楼梯的地方分开设置男女厕所。屋顶为不上人屋顶，屋顶排水 采用内檐沟排水，层顶排水坡度为 2%，檐沟内排水坡度为 0.002。各详细情况 表达见下页 图一：底层平面图 iv 图二：二四层平面图 图三：屋顶排水图 2、建筑立面设计 建筑物的立面要有虚实对比及层次变化，才能显出建筑的的造型及艺术 美感。因而在正立面图阳台处柱子不内缩，使其在立面图上外露出来，更显 出建筑的挺拔和厚实稳重。为了使建筑更好的采光和通风，在大教室外设置 两个大的阳台，可作为课间活动场所。主体建筑底层层高均为 3.9m。底层门 厅处设置钢索悬挑雨篷。建筑立面详图见下页 v 图四：正立面图。 ptl2ptl4ptl4 k6kl4kkl4k2l2 25l52222l13 j2j31jj5j1j3kj2l565 楼 梯 间楼 梯 间楼 梯 间 bbbb1676 3、建筑剖面 建筑剖面从建筑左侧楼梯处剖断，剖断处的各详细表达见下页 图五：11 剖面图。 vi 建筑做法： 确定了各建筑图后，初步确定其建筑构造与做法。本办公楼设计遵循建 筑标准化的原则，建筑构造与做法大部分均选自中南地区通用建筑标准设 计建筑配件图集 。底层房间地面采用地 21，卫生间地面采用地 49；中 间各层的房间楼面采用楼 16，卫生间楼面采用楼 26；踢脚采用踢 27；内墙 面采用内墙 4；外墙面采用外墙 22；顶棚采用顶 3；散水采用散 4；屋面采 用屋 11。 三、结构方案设计说明 结构平面布置以及各梁柱的定位尺寸如下页的结构平面布置图： 图六：结构平面布置图。 vii ptl2ptl4ptl4 k6kl4kkl4k2l2 25l52222l13 j2j31jj5j1j3kj2l565 楼 梯 间楼 梯 间楼 梯 间 bbbb1676 1） 构件截面尺寸及材料选择： 1. 楼板和墙体尺寸 因楼板多为双向板，而双向板厚度不宜小于 80mm，且板厚应取其短跨 的 1/501/45，所以楼层板厚取为 h=100mm，屋面层板厚取为 h=100mm，卫 生间沉降 20mm，板厚 h=80mm。外墙采用 240mm 厚混凝土填充墙，内墙采 用 240mm 混凝土填充墙。 2. 梁柱截面尺寸 柱截面： 确定原则：高层建筑混凝土设计规程6.4.1：“矩形截面柱边长，抗 震设计时不宜小于 300mm，柱截面高宽比不宜大于 3”；高层建筑混凝土 设计规程6.4.2：“抗震设计时，钢筋混凝土柱轴压比不宜小于 0.8”。抗震 设计时宜采用方柱。轴压比限值条件： 0.8ccnbhf 本楼所有柱截面皆初步定为：600mm600mm。 梁截面： 确定原则： 高层建筑混凝土设计规程6.3.1：“梁截面高度一般为 其跨度的 1/181/10；梁截面宽度一般为其截面高度的 1/31/2。梁截面宽 viii 度不宜小于 200mm，梁截面高宽比不宜大于 4”。 纵向框架主梁截面初步定为 .m502 横向框架主梁、次梁截面分别初步定为 .60 3. 砼强度等级 柱混凝土强度取 c40， 22./71.,/1.9nfnftc 梁、板混凝土强度为 c30， 4343tmm 基础混凝土强度为 c20， 22./.,/6.fftc 4. 钢筋： 梁、柱受力筋：主筋采用 hrb335 钢筋，箍筋采用 hpb235 钢筋； 板受力筋：采用 hpb235 钢筋。 其他箍筋、分布筋和构造钢筋：采用 hpb235 钢筋。 5. 围护墙、间隔墙材料： 外墙与内墙墙体均采用 200mm 厚混凝土空心小砌块，加粉刷厚 240mm。办公室内部隔断取用 100 厚轻质隔断。混凝土空心小砌块重度为 ，砌筑砂浆强度 m7.5，重度为 。采用水泥石灰混合砂3/8.1mkn3/20mkn 浆。 2）结构体系、抗震等级及防火要求 1. 本工程采用现浇钢筋混凝土框架结构体系，框架抗震等级为三级， 抗震设防类别为丙类建筑。框架柱轴压比限值为 0.8。 2. 本工程取耐火等级为二级，其建筑构件的耐火极限及燃烧性能均按 高层民用建筑设计防火规范 及建筑设计防火规范执行。 3. 砼构件主筋保护层厚度 位置 地下 地上 构件名称 基础底板 梁 柱 板 柱 梁 保护层厚度 （mm） 40 35 40 15 40 35 四、时间安排： ix 1建筑设计 （第 13 周） 2结构布置、构件选型 （第 4 周） 3，框架计算 （第 58 周） 4基础设计、交翻译资料和开题报告 （第 9 周） 5楼梯设计 (第 10 周) 6楼（屋）面梁板设计 （第 11 周） 7绘制、整理施工图 （第 1214 周） 8整理计算书 （第 15 周） 9毕业设计答辩 （第 16 周） 五、参考文献： （1）混凝土结构（第二版上册、中册）东南大学 同济大学 天津大学 合编。 中国建筑工业出版社，2003 （2）房屋建筑学（第三版） 同济大学 东南大学 西安建筑科技大学 重庆 建筑大学编 。中国建筑工业出版社，2001 （3）地基与基础（教材） （4）简明建筑结构手册 （5）建筑结构设计手册（建工出版社出版）计算方法和构造处理 （6）建筑抗震设计 （7）建筑结构荷载规范 （8）混凝土结构设计规范 （9）建筑地基基础设计规范 （10）建筑抗震设计规范 （11）建筑结构构造资料集（中国建筑工业出版社） （12）房屋建筑制图统一标准 gb/t50001-2001 （13）建筑制图标准 gb/t50104-2001 （14）建筑结构制图标准 gb/t50105-2001 （15）民用建筑设计通则 jgj37-87 x （16）高层建筑混凝土结构技术规程 jgj3-2002 （17）建筑设计防火规范 （18）中南建筑配件图集（上下册） 附一：地质水文资料 该建筑位于城市市区，地质具体情况如下： 场地地表基本平整，地表标高为：34.2m。 第一层：0.3-0.8 m，石灰渣等建筑垃圾，分布稳定。 第二层：0.3-0.9 m。淤泥层，分布不均匀。 第三层：2.5-4.3m。黏土夹碎石层，承载力特征值 270kpa。 第四层：3.6-6.0m。粘性土，可塑性好，稍湿，密实，承载力特征值 340kpa 最下面为基岩。 场地稳定水位高程 29.6m。 场地为类一组场地，7 度地震设防。 前 言 毕业设计是大学本科教育培养目标实现的重要阶段，是毕业前的综合学 习阶段,是深化、拓宽、综合教和学的重要过程,是对大学期间所学专业知识 的全面总结。 本组毕业设计题目为某教学楼框架结构设计 。在毕设前期，我温习 了结构力学 、 钢筋混凝土 、 建筑结构抗震设计等知识，并借阅了 抗震规范 、 混凝土规范 、 荷载规范等规范。在毕设中期，我们通过 所学的基本理论、专业知识和基本技能进行建筑、结构设计。在毕设后期， xi 主要进行设计手稿的电脑输入，并得到老师的审批和指正，使我圆满的完成 了任务，在此表示衷心的感谢。 毕业设计的三个月里，在指导老师的帮助下，经过资料查阅、设计计算、 论文撰写以及外文的翻译，加深了对新规范、规程、手册等相关内容的理解。 巩固了专业知识、提高了综合分析、解决问题的能力。在进行内力组合的计 算时，进一步了解了 excel。在绘图时熟练掌握了 autocad，以上所有这些 从不同方面达到了毕业设计的目的与要求。 框架结构设计的计算工作量很大，在计算过程中以手算为主，辅以一些 计算软件的校正。由于自己水平有限，难免有不妥和疏忽之处，敬请各位老 师批评指正。 二零一四年六月七日 摘 要 本计算书是针对华中科技大学土木工程专业 2003 级毕业设计“某 大学教学楼设计”的书面成果。本教学楼为五层现浇钢筋混凝土框架结构。 长 79.2m，宽 16.14m，高 20.5m。为三级抗震框架，7 度设防，场地为二类 一区，基础采用柱下钢筋混凝土扩展基础。 在“建筑设计”部分中，选择最终方案后针对最终建筑方案，确定了其 具体建筑构造、做法与材料。 在“结构设计”部分中，首先选择一榀框架为本次手算的任务，明确其 计算简图与各个计算参数；然后根据建筑做法确定其所受荷载，计算梁、柱、 板与基础的内力；最后分别进行各构件的配筋计算。 在“结构设计”部分中，穿插进行“pkpm”电算，以保证计算成果的可 xii 靠性。并达到同手算成果对比、分析的目的。 关键字：毕业设计，教学楼，框架，抗震设计，地震作用 abstract the calculation report is written for the graduation design whose name is “teaching building in university”. the building is reinforcement concrete structure with five stories the length of the building is 79.2m, the width is 16.14m and the height is 20.5m. in the process of “architecture design”, i determine the detailed conformation and the material of the building. in the process of “structure design”, firstly, i determined to by hand and determined the sketch and the parameters of the frame. secondly, i determined the loads on the frame and calculated the internal forces of the beams, the planes, the columns and the foundations. lastly, how much reinforcement is necessary can be determined. in the process of the graduation design, i made use of the computer program xiii named “pkpm” to auditing and analysis my result which was calculated by hand. keyword: graduation design; teaching building.，fames anti-seismic design，earthquake function 目 录 开 题 报 告 .ii 前 言 x 摘 要 xi abstract.xii 1、 建筑设计 1 1.1 设计基本资料 .1 1.1.1 工程概况.1 1.1.2 原始设计资料1 1.2 建筑设计说明 2 1.2.1 设计概要2 1.2.2 建筑立面剖面设计3 1.2.3 装饰.3 1.2.4 抗震设计.3 1.2.5 楼梯的设计.4 1.2.6 关于防火的设计.4 1.2.7 细部构造总说明.4 1.3 建筑细部具体构造做法 .6 2、 结构设计 .8 2.1 结构布置及计算简图的确定 8 xiv 2.2.1 选择承重方案8 2.2.2 材料选择8 2.2.3 梁、柱板截面尺寸估算8 2.2.4 结构计算简图10 3、荷载计算 .11 3.1 屋面及楼面的永久荷载标准值 .11 3.2 屋面及楼面可变荷载标准值 .11 3.3 墙重力荷载计算 .12 3.4 计算一榀框架重力荷载代表值 .12 3.4.1 第 5 层的重力荷载代表值：12 3.4.2 24 层的重力荷载代表值12 3.4.2 1 层的重力荷载代表值13 4、横向框架侧移刚度计算 .14 4.1 计算梁、柱的线刚度 .14 4.2 计算柱的侧移刚度 .14 5、横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算 .16 5.1 横向水平地震作用下的框架结构的内力计算和侧移计算。 .16 5.1.1 横向自振周期的计算16 5.1.2 水平地震作用及楼层地震剪力计算17 5.1.3 水平地震作用下的位移验算18 5.1.4 水平地震作用下框架内力计算19 5.2 横向风荷载作用下框架结构内力和侧移计算 .23 5.2.1 风荷载标准值23 5.2.2 风荷载作用下的水平位移验算24 5.2.3 风荷载作用下框架结构内力计算25 6、 竖向荷载作用下横向框架结构的内力计算 .29 6.1 计算单元 .29 6.2 荷载计算 .30 6.2.1 恒载计算30 6.2.2 活荷载计算：.32 6.2.3屋面雪荷载标准值：33 6.3 内力计算 34 6.3.1、计算分配系数34 6.3.2、计算恒荷载作用下固端弯矩35 6.3.3 用弯矩二次分配法来计算恒载作用下的梁端、柱端弯矩。38 6.3.4、计算恒载和活载作用下梁端剪力和柱轴力39 6.3.5、计算活荷载作用下固端弯矩42 6.3.6、用弯矩二次分配法来计算活荷载下的梁端、柱端弯矩45 6.3.7、计算活荷载作用下梁端剪力和柱轴力46 7、 框架内力组合 .50 7.1 结构抗震等级 .50 7.2 框架梁内力组合 .50 7.2.1 作用效应组合.50 7.2.2 承载力抗震调整系数.50 7.2.3、弯矩调幅51 7.2.4、梁内力组合53 7.2.4、梁端剪力调整54 xv 7.3、框架柱内力组合 55 7.3.1 柱内力组合.55 7.3.2 柱端弯矩值设计值的调整56 8、截面设计 .59 8.1 框架梁截面设计 59 8.2 框架柱 66 8.2.1 柱截面尺寸验算.66 8.2.2 框架柱的截面设计.67 9、 基础设计 77 9.1 基础梁截面尺寸的选取 77 9.2 a 柱下基础的计算 78 9.3 b 柱下基础的计算 85 9.4 基础梁的计算 92 10.1 梯段板设计 .95 10.1.1 荷载计算.95 10.1.2 截面设计95 10.2 平台板设计 .96 10.2.1 荷载计算.97 10.2.2 截面设计97 10.3 平台梁设计 .98 10.3.1 荷载计算.98 10.3.2 截面设计98 10.4 构造措施 100 10.4.1 锚固长度.100 10.4.2 平台梁构造100 11、板的配筋 .101 11.1 标准层楼板计算 102 11.1.1 双向板设计102 11.1.2 单向板设计105 11.1.3 配筋计算105 11.2 屋顶楼板计算 107 11.2.1 双向板设计.108 11.2.2 单向板设计111 11.3.3 配筋计算111 12、 电算对比 114 13、 设计心得 115 附 表 .117 主要参考文献： .128 xvi 1 1、 建筑设计 1.1 设计基本资料 1.1.1 工程概况 （1）工程名称： 某学校教学楼； （2）工程环境： 本工程位于某市市中心； （3）建设规模： 总建筑面积大约 6200 ；2m （4）建筑类别： 丙类； （5）设计使用年限： 合理使用 50 年； （6）地面粗糙度： c 类； （7）抗震等级： 三级； （8）设防烈度： 7 度，第一组别，设计地震基本加速度值为 0.1g； （9）耐火等级：不低于二级； （10）结构重要性系数： 1.0； （11）结构形式： 现浇钢筋混凝土框架 1.1.2 原始设计资料 （一）气象资料 某市自然条件及气候条件： （1）最高气温： 39.3 ；c0 （2）最低气温： -10.2 ； （3）最大降雨量： 1870 ；m （4）主导风向： 南北； （5）基本风压值： 0.39 ；kpa （6）基本雪压： 0.47 ； 气候：具有大陆性气候特点，属温带气候，四季分明，雨量充沛。 （二）基本地形及地质水文资料 场地地震效应：建筑物所在地区地震设防烈度为 7 度。设计时考虑近震 2 影响，拟建场地土类型为中软场地土，类建筑场地。 地质水文情况：场地平坦，绝对标高 34.2m，周围无相邻建筑物，自上 而下土层分布情况为： （1）杂填土：为煤渣，石灰渣等建筑垃圾，分布稳定，厚 0.3-0.8m； （2）淤泥：分布不均匀，厚 0.3-0.9m； （3）粘土夹碎石层：土层厚 2.5-4.3m，承载力特征值 270 ；kfpa （4）粘性土：可塑性好，稍湿，密实，土层厚 3.6-6.0m，承载力特征值 340kfpa 1.2 建筑设计说明 1.2.1 设计概要 本设计是教学楼，应根据建筑使用性质、建设规模与标准的不同，确定 各类用房。该建筑由办公用房、教学用房和服务用房等组成。本建筑普通教 室选取开间为 6.6m，进深为 9m，大教室开间为 9m，进深为 12m。办公室则 采用普通教室大小，采用轻质隔墙隔成两间。柱网尺寸为 ，走廊m5.46. 柱网尺寸为 。m5.47.2 （1）房间使用面积、形状、大小的确定 一个房间使用面积基本包括：家具、设备所占的面积；人们使用家具、 设备所占活动面积；以及行走、交通所需的面积。 充分利用框架结构的优越性，并考虑到柱网布置的要求，教室的开间取 为 6.6m，进深为 9m，厕所对称的布置在教学楼的两边，靠楼梯，位于大教 室和普通教室之间。厕所有不向邻室对流的直接自然风和天然采光。 （2）门的大小及位置的确定 教室门洞口宽不应小于 1000mm，高不应低于 2m，根据人流的多少和搬 进房间设备的大小，普通教室开两扇门，门宽为 1200mm，开启方向朝房间内 侧；大教室除与普通教室相同的两扇门外，再加一扇宽 1800mm 的大门，门 高为 2100mm 和 2400mm。 （3）窗的大小以及位置的确定 房间中的窗大小和位置的确定，主要是考虑到室内采光和通风的要 3 求。本次设计中，教室的窗户，考虑规范要求窗地比1：6，窗宽取为 2700mm，高 1800mm，厕所窗宽 1500mm,高 1200mm，主楼梯间和大教室侧边窗 宽 3600mm,高 1800mm，侧楼梯间宽 2400mm,高 2700mm。厕所内配置机械通风 设备。 （4）交通联系部分的平面设计 本设计主入口选取现浇板式三跑楼梯，两边的楼梯选用板式双跑楼。本 建筑楼梯踏步高度选用 150mm,踏面选用 300mm。 按规范要求，双面布房且大于 40m 的走道的最小净宽为 1.8m，考虑 到柱截面尺寸和基础布置，适当放大取走道宽 2.7m，净宽 2.46m，可让三人 并行通过。 1.2.2 建筑立面剖面设计 考虑设计的是教学楼，立面尽量简洁，大方。在建筑的南立面一二层采 用通长的玻璃幕墙，其余采用横向分隔条装饰。 建筑剖面考虑的是建筑物各部分高度，建筑层数和空间结构体系。确定 房间净高时，主要考虑房间的使用性质，室内采光通风及设备设置和结构类 型。综合考虑这些因素，取房间层高为 3.9m。 1.2.3 装饰 在装饰上不追求豪华，重视材质，崇尚自然，和谐，突出重点，创造出 与建筑物身份相称的朴实、典雅。外墙为水刷石，配上白色的塑钢窗。室内 采用彩色水磨石地面，在卫生间内采用地砖防水楼面。 1.2.4 抗震设计 建筑抗震设计规范规定，抗震设防烈度为 6 度及以上地区的建筑， 必须进行抗震设计。本地区抗震设防烈度为 7 度，必须进行抗震设防。 建筑根据其使用功能的重要性分为甲类、乙类、丙类、丁四个抗震设防 类别。本工程的抗震设防类别为丙类。丙类建筑，地震作用和抗震措施均应 4 符合本地区抗震设防的要求。丙类建筑的抗震等级应按表 6.1.2 确定，本设 计属于框架结构，7 度设防，高度小于 30m，所以为三级框架。 防震逢的最小宽度应符合下列要求： （1）框架结构房屋的防震缝宽度，当高度不超过 15m 时可采用 70mm； 超过 15m 时，6 度、7 度、8 度和 9 相应每增加高度 5m、4m、3m 和 2m，宜增 加宽度 20mm，本教学楼设为 120mm。 （2）防震缝两侧结构类型不同时，宜按需要较宽防震缝的结构类型和 较低房屋高度确定。 1.2.5 楼梯的设计 本设计主入口选取现浇板式三跑楼梯，两边的楼梯选用板式双跑楼。本 建筑楼梯踏步高度选用 150mm,踏面选用 300mm。 1.2.6 关于防火的设计 本设计中楼梯数量及楼梯离最远房间的距离都符合防火要求。 1.2.7 细部构造总说明 1）勒脚： 本工程只设水平防潮层。水平防潮层根据材料的不同，一般有油毡防潮 层、防水砂浆防潮层、配筋细石混凝土防潮层。 为了提高防潮层的抗裂性能，故采用 60mm 厚的配筋细石混凝土防潮层。 在标高-0.06m 处设防潮层。 2）散水 本工程做散水，宽度 600mm，坡度 3%。 3）楼地面工程 （1）内地面混凝土垫层酌情设置纵横缝（平头缝） ，细石混凝土地面面层 设置分格缝，分格缝与垫层缩缝对齐，缝宽 20mm，内填沥青玛蹄谛脂。 5 （2）浇水磨石楼地面面层应分格，除特殊注明外，一般普通水磨石面层 用厚玻璃条分隔；彩色水磨石面层用 2 厚铜条分格，分格大小酌情处理。 （3）室内经常有水房间（包括室外阳台）应设地漏，楼地面用 1：2.5 水 泥砂浆（掺 3%防水粉）作不小于 1%排水坡度坡向地漏，最薄处为 20 厚，地 面最高点标高低于同层房间地面标高 20。 （4）特殊注明外，门外踏步、坡道的混凝土垫层厚度做法同地面。 4）屋面工程 （1）屋面防水等级为二级，具体做法详见施工说明 （苏 j9501） （2）基层与突出屋面结构（女儿墙、墙、变形缝、管道、天沟、檐口） 的转角处水泥砂浆粉刷均做成圆弧或圆角。 （3）凡管道穿屋面等屋面留洞孔位置须检查核实后再做防水材料，避免 做防水材料后再凿洞。 5）门窗工程 a)在生产加工门、窗之前，应对门窗洞口进行实测。 b)门窗安装前预埋在墙或柱内的木、铁构件应做防腐、防锈处理。 6）油漆构件防腐、防锈工程 a)所有埋入混凝土及砌块中的木质构件均须做好防腐处理，满涂焦油一 道。屋面架空硬木版须经防虫、防腐处理后方可使用，面刷酚酞清漆。 b)所有埋入混凝土中的金属构件须先除锈，刷防锈漆饿二道；所有露明金 属构件（不锈钢构件除外） ，均须先除锈刷防锈漆一道，再刷油漆二道。 c)所有室内木质门窗均需打腻子，磨退后刷底漆一道，再刷调和漆二道。 7）基础工程 本设计初选基础顶面到室外地面的距离为 500mm，室内外高差为 450mm, 则底层柱高=3900+450+500=4850mm 8）工种配合 a)设备管井的封闭需待设备及管道安装后再进行，个别管道井要待设备 调试后再封闭。 6 b)凡楼板、墙体及墙上留洞，均需对照有关专业图纸，准确无误后方可 施工。钢筋混凝土墙和楼板上所有留洞需预留，不得再打。 c)卫生间、空调等管道内施工时要防止砂浆残渣和碎砖等杂物掉入，防 止堵塞。 1.3 建筑细部具体构造做法 屋面做法： 1、40 厚的 c20 细石混凝土，内配 4 双向钢筋，中矩 150，粉平压光。 2、3 厚 1：3 石灰砂浆隔离层 3、卷材防水层。 4、20 厚 1：2.5 水泥砂浆找平层。 5、现浇 100 厚钢筋混凝土屋面板 。 6、12 厚纸筋石灰抹底 7、v 型轻钢龙骨吊顶 楼面做法： 选用水磨石楼面 1、15 厚 1：2 白水泥白石子(掺有色石子)磨光打蜡。 2、20 厚 1：3 水泥砂浆找平层。 3、现浇 100 厚钢筋混凝土楼面板。 4、12 厚纸筋石灰抹底 5、v 型轻钢龙骨吊顶 地面做法： 选用水磨石地面(彩色水磨石地面) 1、15 厚 1：2 白水泥白石子(掺有色石子)磨光打蜡。 2、20 厚 1：3 水泥砂浆找平层。 3、60 厚 c10 混凝土。 4、100 厚碎石或碎砖夯实。 5、素土夯实。 7 内墙做法： 选用混合砂浆粉面 1、刷(喷)内墙涂料。 2、10 厚 1：2 水泥石灰砂浆抹面； 3、10 厚 1：3 水泥石灰砂浆打底； 4、200 厚混凝土空心小砌块。 外墙做法： 选用水刷石墙面 1、10 厚水刷石墙面； 2、10 厚 1；3 水泥砂浆打底； 3、200 厚混凝土空心小砌块。 墙基防潮： 采用防水砂浆防潮层 20 厚 1：2 水泥砂浆掺 5%避水浆，位置一般在-0.06 标高处 踢脚做法： 采用水磨石踢脚、台度 1、10 厚 1：2 水泥白石子磨光打蜡； 2、12 厚 1：3 水泥砂浆打底。 卫生间做法： 1、4-厚马赛克，素水泥浆擦缝 2、3-4 厚水泥胶合层 3、20 厚 1：3 水泥砂浆找平层 4、素水泥浆结合层一道 5、80 厚钢筋混凝土楼板 女儿墙做法 1、6 厚水泥砂浆罩面 2、12 厚水泥砂浆打底 3、200 厚空斗砖 4、20 厚水泥砂浆找平 8 2、 结构设计 2.1 结构布置及计算简图的确定 根据该房屋的使用功能及建筑设计的要求，进行了建筑平面、立面及剖面 设计，填充墙采用 200mm 厚的混凝土空心小砌块，楼盖及屋盖均采用现浇钢筋 混凝土结构，楼板厚度取 100mm。 2.2.1 选择承重方案 该建筑为教学楼，房间布局较为整齐规则，且教学楼不需要考虑太大空间 布置，所以采用横向框架承重方案。 柱网布置形式详见建筑平面图。 2.2.2 材料选择 框架梁、板、柱采用现浇钢筋混凝土构件； 混凝土强度等级：板、梁、采用 c30 混凝土； 柱采用 c40 混凝土； 基础采用 c20 混凝土； 钢筋采用 hpb235、hrb335 和 hrb400 三种钢筋。 2.2.3 梁、柱板截面尺寸估算 1.梁的有关尺寸: 边横梁: ,mlh 6056012120 取 m6 ,hb 3063232 取 50 走道梁: mlh 2705701212 取 mb,40 9 纵向主梁： ，mlh 4503745012120 取 m4 ,hb 2034232 各层梁截面尺寸及混凝土强度等级如下表， 表 2-2-1 梁截面尺寸(mm)及各层混凝土强度等级 层次 混凝土强度等级 纵向主梁 bh 边横梁 走道梁 15 c30 250 500250 600200 400 2.柱截面尺寸估算 该框架结构的抗震等级为三级，其轴压比限值为 n=0.9。在初步估计柱 子的尺寸可以用公式： 21sgcn 式中 分项系数，取 1.25g 单位面积重量，取 152/mk 柱的承载楼层面积s 截面以上的楼层数n 一级、二级抗震设计角柱为 1.3，其余情况 1.01 由于水平力使轴力增大的系数：非抗震、6 度及 7 度抗震设计：2 1.058；8 度抗震设计： 1.1；9 度抗震设计: 1.222 本设计中，对于第一层： 边柱 221 465.105.76.2ms knnc 75.1038. 2.63.14905facc 中柱 222 76.1ms 10 knnc 5.2078.1592.015. 4.63.47mfacc 取柱子截面为正方形，则边柱和中柱截面高度分别为 284mm 和 402mm。 根据上述结果，并综合考虑其它因素，本设计柱截面尺寸取值如下： 15 层 50 基础选用柱下独立基础，基础顶面距室外地面为 500mm。 3.板的选择: 按高跨比条件,要求板厚 ，按构造要求，双向板mlh5402 ，取板厚 。mh80m10 2.2.4 结构计算简图 取编号 13 号框架进行计算。 框架结构计算简图，取顶层柱的形心线作为框架柱的轴线，梁轴线取至板 顶，25 层高度即为层高，取 3.9m；底层柱高度从基础顶面取至一层板顶，即 h13.9+0.45+0.54.85m。见下图: 4850602706039039039 0390 11 图 2-2-1 结构计算简图 3、荷载计算 3.1 屋面及楼面的永久荷载标准值 屋面(不上人) 屋面为刚性防水屋面 40 厚的 c20 细石混凝土保护层 230.040.92 2/mkn 3 厚 1：3 石灰砂浆隔离层 0.00317=0.0513 卷材防水层 0.3 2/ 20 厚的 1：2.5 水泥砂浆找平层 200.020.4 k 100 厚的钢筋混凝土板 250.1=2.5 2/mn 12 厚纸筋石灰抹底 0.160 v 型轻钢龙骨吊顶 0.25 2/k 合计 4.58 14 层楼面 水磨石楼面 0.65 2/mkn 20 厚的 1：3 水泥砂浆找平层 200.020.40 现浇 100 厚的钢筋混凝土楼板 250.12.5 2/ 12 厚纸筋石灰抹底 0.160 k v 型轻钢龙骨吊顶 0.25 2/mn 合计 3.96 3.2 屋面及楼面可变荷载标准值 不上人屋面均布活荷载标准值 0.50 2/mkn 楼面活荷载标准值 2.0 走廊活荷载标准值 2.5 2/ 屋面雪荷载标准值 047.0.1ksrk 12 式中： 为屋面积雪分布系数，取r0.1r 3.3 墙重力荷载计算 外墙体： 混凝土空心小砌块： 2/36.208.1mkn 外墙面为水刷石墙面 0.5 内墙面为 20mm 厚石灰砂浆 2/47 外墙体单位荷载为： 2305.36.2k 内墙体： 混凝土空心小砌块 2/6.8.1mn 内外墙面各 20mm 厚石灰砂浆抹灰 7 内墙体单位荷载为： 2/04.3.6.2k 3.4 计算一榀框架重力荷载代表值 3.4.1 第 5 层的重力荷载代表值： 屋面恒载： kn6.3029.15423. 女儿墙： 纵横梁自重: k9.0254.502.74.02.136025. 半层柱自重： n78/93 半层墙自重： kn21.72/.31.2.546. 门窗自重： k8.40. 屋面活载： n31565. 恒载+0.5 活载：kn13.675.30 8.32175489042 3.4.2 24 层的重力荷载代表值 楼面恒载： kn67.29.1542.3 13 上下半层墙重： kn42.321.7 纵横梁自重： 90.9 上半层柱+下半层柱： 5.97.8 门窗自重： 3.888 k 楼面活荷载： n1.43.0.2 恒载+0.5 活载： kn93.07 .15.8.397.042.62 3.4.2 1 层的重力荷载代表值 楼面恒载： kn67.29.1542.3 上下半层墙重： 437 纵横梁自重： 90.9 上半层柱+下半层柱： k75.1092/85.40.475.8 门窗自重： 3.888 n 楼面活荷载： .43 恒载+0.5 活载： kn81.9 1.5.08.37.109.42.3672 故一榀框架各层重力荷载代表值为： 第五层： 671.13 kn 第四层： 907.93 第三层: 907.93 第二层: 907.93 k 第一层: 919.81 n 14 4、横向框架侧移刚度计算 4.1 计算梁、柱的线刚度 梁线刚度计算梁柱混凝土标号均为 c30， 。24/10.3mnec 在框架结构中，现浇楼面或预制楼板但只有现浇层的楼面，可以作为梁的有效 翼缘，增大梁的有效刚度，减少框架侧移。考虑这一有利作用，在计算梁的截 面惯性矩时，对现浇楼面的边框架梁取 ，对中框架梁取 。 05.1i0.2i 表 4-1-1 横梁线刚度计算表 类别 ce2/mnhb0i4ml liec/0mnlic/0 边横梁 410.365915.6 145.219. 走道梁 7080372 表 4-1-2 柱线刚度 ic 计算表 层次 c hmce2/nhbmci4 chie/mn 1 4850 410.3509102.5102.3 25 3900 4.2 计算柱的侧移刚度 柱的侧移刚度 d 计算公式： 21hic 其中 为柱侧移刚度修正系数， 为梁柱线刚度比，不同情况下， 、ckc 取值不同。k 对于一般层： c bi2c2 15 对于底层： cbikkc25.0 表 4-2-1 横向框架柱侧移刚度 d 计算表 层次 层高 (m)h 柱 根 数 kc 21hicmn/d 边柱 2 1.0225 0.338 10666.72-5 3.9 中柱 2 1.615 0.51 16094.7 53522.8 边柱 2 1.2702 0.541 8886.9 1 4.85 中柱 2 2.006 0.626 10283.2 38340.2 ，该框架为规则框架。7.016.4267901d 图 4-2-1 框架计算简图 16 5、横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算 5.1 横向水平地震作用下的框架结构的内力计算和侧移计算。 5.1.1 横向自振周期的计算 运用顶点位移法来计算，对于质量和刚度沿高度分布比较均匀的框架结构， 基本自振周期可按下式来计算： tu7.1 式中， 计算结构基本自振周期用的结构顶点假想位移，即假tu 想把集中在各层楼面处的重力荷载代表值 作为水平荷载而算得的结构顶点位ig 移； 结构基本自振周期考虑非承重砖墙影响的折减系数，取 0.7；t 故先计算结构顶点的假想侧移 , iidvu51iiu 计算过程如下表： 表 5-1-1 结构顶点的假想位移计算 层次 /igknkvgi/()idnmui/ium 5 671.13 671.13 53522.8 12.54 264.48 4 907.93 1579.06 53522.8 29.5 251.94 3 907.93 2486.99 53522.8 46.47 222.44 2 907.93 3394.92 53522.8 63.43 175.97 1 919.81 4314.73 38340.2 112.54 112.54 由上表计算基本周期 ，1t sut612.0248.7.07.1 17 5.1.2 水平地震作用及楼层地震剪力计算 该建筑结构高度远小于 40m，质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪 切为主，因此用底部剪力法来计算水平地震作用。 首先计算总水平地震作用标准值即底部剪力 。ekf 1ekeqfg 式中， 相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数； 结构等效总重力荷载，多质点取总重力荷载代表值的eq85； kngieq 52.367.4185.0. 该地区特征分区为一区，又场地类别为类，查规范得特征周期 .gts 查表得，水平地震影响系数最大值 max0.8 由水平地震影响系数 曲线来计算 1048612.0359.max9.01tg 式中， 衰减系数， 0.05 时，取 0.9； kngfeqek 51.7.348.1 因为 ststg49.031620 所以需要考虑顶部附加水平地震作用。 eknf19.07.612.087.08.1 t 则质点 i 的水平地震作用 为：if1ii eknjjghf 顶层为 n 18 式中： 、 分别为集中于质点 i、j 的荷载代表值； 、 分igj ihj 别为质点 i、j 的计算高度。 具体计算过程如下表，各楼层的地震剪力按 来计算，一并列入表 ijifv1 中。 表 5-1-2 各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表 层次 /ihm/igkn/ihkm/ifkn/ivk 5 20.45 671.13 13724.6 67.40 67.40 4 16.55 907.93 15026.2 50.67 118.07 3 12.65 907.93 11485.3 38.73 156.80 2 8.75 907.93 7944.4 26.79 183.59 1 4.85 919.81 4461.1 15.04 198.63ihg 52641.6 各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布见图 5-1-1。 图 5-1-1 横向水平地震作用及层间地震剪力 5.1.3 水平地震作用下的位移验算 用 d 值法来验算 框架第 层的层间剪力 、层间位移 及结构顶点位移 分别按下式来iiv()iuu 计算： nikif 19 1 ()/siiijjuvd 1 ()nkk 计算过程见下表，表中计算了各层的层间弹性位移角 /eiuh。 表 5-1-3 横向水平地震作用下的位移验算 层次 /ivkn/()idm/iu/im/i /ei 5 67.40 53522.8 1.259 15.006 3900 1/3097 4 118.07 53522.8 2.206 13.747 3900 1/1768 3 156.80 53522.8 2.93 11.541 3900 1/1331 2 183.59 53522.8 3.43 8.611 3900 1/1137 1 198.63 38340.2 5.181 5.181 4850 1/936 由表中可以看到，最大层间弹性位移角发生在第一层，1/9360.15 受剪 0.75 0.75 0.80 0.85 7.2.3、弯矩调幅 为了减小支座处负钢筋的数量，方便钢筋的绑扎与混凝土的浇捣；同时为 了充分利用钢筋，以达到节约钢筋的目的。在内力组合前将竖向荷载作用下支 座处梁端负弯矩（使梁上面受拉）调幅，调幅系数 0.9。 以顶层边跨梁在恒载作用下的梁端负弯矩为例： 图 4.1 弯矩调幅示意图 该梁在恒载作用下，梁端负弯矩分别为： ， ，跨中正弯矩为 （见图 4.1 实线）knma75.42knb13.50knm42.60 ,现将其调幅： a48.7.29kb1530 knmba 06.5213.7.49.02.610 验算： 02abc 53 knmba 86.10.6521.48.320 c .42.37.00 满足条件！ 其中， 是按简支梁计算的跨中弯矩。0c 每一根梁均按以上介绍的方法进行支座负弯矩与跨中正弯矩调幅，结果如 下表： 表 7-2-2 恒载作用下梁端弯矩调幅 梁端弯距 （knm） 调幅后梁端弯距 （knm）梁类型 层号 左 右 跨中弯距 (knm) 左 右 调幅后跨中弯距 （knm） 5 -42.75 50.13 60.42 -38.48 45.12 65.06 4 -44.85 44.81 41.83 -40.37 40.33 46.31 3 -42.23 42.87 44.11 -38.01 38.58 48.37 2 -42.42 42.99 43.96 -38.18 38.69 48.23 边跨 1 -38.65 40.52 47.08 -34.79 36.47 51.04 5