某中学实验楼设计

1、精选优质文档-倾情为你奉上1 绪 论毕业设计是土木工程专业本科教育培养计划中最后一个教学环节，也是重要的综合时间教学环节，其目的是通过毕业设计培养我们综合应用所学基础课、专业基础课和专业知识的相应技能，解决土木工程设计问题所需的综合能力和创新能力。我这次的课题为实验楼设计，在老师及同学的指导帮助下，进行了本次毕业设计。本次毕业设计的主要目的是加深对理论和概念的理解，独立系统的完成一项工程设计，熟悉工程设计的一般步骤，熟悉相关设计规范、手册、标准图以及工程实践中常用的方法。本次毕业设计分建筑设计和结构设计两部分，建筑设计包括建筑平面图、剖面图、立面图及建筑构造详图；结构设计包括上部结构设计、基础

2、设计以及楼梯、楼板设计。本次设计采用结构软进行复核，图纸全部用计算机绘制，说明书全部用计算机打印。本设计从建筑到结构是一个较为完整的设计过程，通过毕业设计复习和巩固了以前所学知识，把主要课程联系成一个完整的体系，并运用于设计中；本次毕业设计培养了我进行独立设计的基本能力，为毕业后的工作打下了坚实的基础。由于毕业设计时间仓促，工作量较大，加之设计经验有限，不妥之处在所难免，敬请各位评审老师批评指正。2 建筑设计说明2.1 设计资料一、工程概况1. 工程名称：汉中市汉台第四中学实验楼设计；2. 建设单位：汉中市汉台第四中学；3. 建设场地：拟建建筑物位于陕西省汉中市汉台区益州路。4. 建设规模：总

3、建筑面积5000平方米左右，主体结构5层，无地下室。二、设计原始资料（一）气象条件1.年最低温度2.10C。2.全年主导风向：东北；基本风压为0.30。3.全年降雨量871；日最大降雨量110；一小时最大降雨量82；雨季集中在每年的9、10月份。4.土壤最大冻结深度：无冻土；基本雪压为0.20。（二）工程地质条件1.工程地质条件：拟建场地地势平坦，地貌上属于汉江北岸级阶地中部，场区地层主要有以下五层组成：（1）素填土：主要以粘性土为主，含有砖瓦碎片、木炭灰及生活垃圾，层厚0.40-0.60米，遍布场地。（2） 粉土层：浅黄色，湿，粉质含量较高，层厚0.60-0.80米；其地基土的容许承载力为1

4、30。（3）中砂层：松散状态，稍湿，层厚1.0-2.60米；其地基土的容许承载力为160。（4） 圆砾层：灰黄-黄褐色，稍密状，湿，层厚0.80米左右；其地基土的容许承载力为240。（5）卵石层：灰色-黄褐色，中密，湿，其地基土的容许承载力为360。2. 地下水：埋藏深度15.70，属潜水类型。3. 场地地震效应：（1）场地类别为类。（2）抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10，设计地震分组第二组，特征周期为0.40。（3）按照建筑抗震设计规范（GB 50011-2010）进行判别，该设计可不考虑地震液化问题 。4. 不良地质作用：未发现影响场地稳定性的不良地质作用。5. 水腐蚀性

5、评价：该场地地下水对混凝土结构及钢筋混凝土结构中的钢筋均无腐蚀性，但在干湿交替条件下对钢筋混凝土结构中的钢筋具有弱腐蚀性。（三）其他条件1.室内地坪高，相当于绝对标高514.430。2.本工程由省建某公司某工程队承建，该施工队技术力量雄厚，施工机械化程度较高，施工机械设备齐全；建筑材料以及各种预制构件均由承建公司负责组织供应。2.2 工程设计依据2.2.1 规范国家相关建筑设计规范，标准。汉中市建设局规划局批准的设计方案。2.3 建筑设计的目的和要求2.3.1 建筑设计的目的与要求1、在充分理解设计任务要求的基础上，使建筑设计达到房间设置合理，使用方便，交通安全，设计方法正确，步骤清晰完整，并

6、学会正确使用规范和图集。2、绘图要求严格按照制图标准要求，做到图幅规范，布图紧凑匀称，线条流畅，粗细分明，尺寸齐全，注标规范。3、说明书的撰写应字迹工整，结构严谨，条理清晰，文字通顺。2.4 总平面设计依据及说明校园已有一些建筑。其中包括多个平房建筑。拟建的教学实验楼建成后将增加学校的教学规模。考虑到这一点在进行总平面布置时就必需突出实验楼的位置。同时要便于与学校的已有宿舍，食堂及实验楼相联系，形成以实验楼为中心，其他建筑合理分散的格局。根据综合实验楼的特点及上述原因来规划基地范围内的绿化，道路和出入口。保证实验楼和其他建筑之间的平面距离，考虑其通风和采光等，使其满足使用和建筑艺术要求。2.5

7、 建筑平面设计 建筑平面他集中反映了建筑平面各组成部分的特征及相互关系，使用功能的 要求，是否经济合理。除此之外建筑平面与周围环境的关系，建筑是否满足平面设计的要求，同时还不同程度的反应建筑空间艺术构思和结构布置的关系。 民用建筑的类型繁多，各类建筑房间的使用性质和组成类别也不同，但从组成各部分的使用性质来分析，均可以归纳为以下两个组成部分，即使用部分和交通联系部分。建筑平面设计的任务就是充分研究几个部分的特征和相互关系，以及平面与周围环境的关系，在各种繁杂的关系中找出平面设计的规律，使建筑满足功能，技术，美观，经济的要求。民用建筑的平面设计应包括单个房间平面设计和平面组合设计。2.5.1 主

8、要使用房间的设计房间分类和设计要求：教学实验楼的房间按功能分类有：第一：学习用房：普通教室，实验室第二：办公用房：每层的办公室 对使用房间平面设计的要求：房间的面积，形状和尺寸要满足室内使用和家具设备合理布置的要求；第一：门窗的大小和位置应考虑出入方便，疏散安全，采光通风良好；第二：房间的构成应使结构布置合理，施工方便，也有利于房间之间的组合，所用材料应符合相应的建筑标准；第三：室内空间以及顶棚，地面，各个墙面和构件细部要考虑人们的使用和审美要求。房间面积：房间使用面积大小是由房间内部活动特点，使用人数的多少，家具设备的数量和布置方式等多种因素决定的。影响房间面积大小的因素有：（1） 容纳人数

9、（2） 家具设备及人们使用活动面积在进行建筑设计时首先必需看清楚教室的规模，容纳多少学生上课，布置多少课桌椅。民用建筑房间面积定额参考指标规定：中小学校普通教室面积定额为1-1.2 m2/人，不包括走道。民用建筑房间形状有矩形，方行，多边形，圆形等。在具体设计中根据使用要求，结构形式和结构布置，经济条件，美观等方面综合考虑。而作为实验楼采用矩形比较好，这是因为矩形有如下的优点：（1） 矩形平面体型简单，墙体平直，便于家具布置和设备安排。（2） 结构布置简单，便于施工。（3） 矩形平面便于统一开间，进深有利于平面及空间的组合。房间尺寸：房间尺寸是指房间的面宽和进深，而面宽常常是由一个或多个开间组

10、成。在初步确定了房间的面积和形状之后，确定合适的房间尺寸是一个重要的问题。房间平面尺寸一般从以下几个方面进行综合考虑：（1） 满足家具布置和人员活动的要求；（2） 满足视听要求；（3） 良好的天然采光；（4） 经济合理的布置结构。作为实验楼也应该如此综合考虑各方面的要求，同时也有针对教室的特殊要求。尤其是要满足视听方面的要求：（1） 第一排座位距离黑板的距离必须2.00以保证垂直视角45度；（2） 最后排距离黑板的距离不宜大于8.5m；（3） 水平视角应30度。另外对教室前后桌之间的距离应900mm，中间走道应550mm。按36人布置桌椅使前排距黑板的距离为2400mm，后排距黑板的距离为77

11、50mm，中间走道的宽度为600mm，都能满足要求。门窗设置：房间门的作用是提供人出入和各房间交通联系，有时也兼采光和通风。窗的主要功能是采光和通风。门的宽度和数量的确定：单股人流的宽度为550mm，一个人侧身通过的宽度为300mm。教学教室门的宽度应考虑一人正常通行一人侧身通过，因此教室的门的取为1000mm，采用单扇门。而设在中间走道的门的 宽度因为大于1000mm，所以采用双扇门。由于教室的使用人数较多，面积达到59 m2，所以按民用建筑设计的规范要求每教室设置两个门，前后各一个。窗的面积：窗口面积大小主要根据房间的使用要求，使用面积和当地的日照情况来确定。民用建筑设计规范规定办公室，教

12、室，办公室的视觉工作特征为中精密，窗地面积比应为1/6-1/8。设计中因为实验楼采用框架结构，所以在窗户开设上较为自由。因此教室外墙的窗户开设较大，这样即有利于采光又可以避免走道内的行人对教室内的影响。门窗位置：设计中将所有的房间门都开向走廊。同时在实验楼的东西两侧都设置出口与外界相连，便于人员的快速疏散。教室及办公室外墙开设大面积窗户形成了较好的空气流通通道。2.5.2 辅助使用房间的设计民用建筑除了主要使用房间外还有辅助使用房间。辅助使用房间的设计原理，原则和方法与主要使用房间基本相同。但由于在这类房间中大都布置较多的设备，管道，因此房间的大小及布置均受到设备尺寸的影响。厕所设备及数量：厕

13、所卫生设备主要有大便器，小便器，洗手盆，污水池等。大便器有蹲式和坐式两种。因为实验楼使用人数较多，使用频繁，所以选用蹲式。设计中厕所采用大便器两边布置，门内开。按规定中间走道的宽度要大于1100mm，每个大便器所占面积不少于1200x900mm小便器距离要大于600mm。设计中实际布置的中间走道宽度为1100mm，每个大便器占用面积为1200x1000mm，小便器的间距为800mm ，都能满足要求。2.5.3 交通联系部分的设计交通联系部分包括水平交通联系部分和垂直交通联系部分交通枢纽空间等。交通联系部分的设计要求有足够的通行宽度，联系便捷，互不干扰，通风采光良好等。此外，在满足使用需要的前提

14、下，要尽量减少交通面积提高平面的利用率。第一：走道设计走道按使用性质不同分为三种：（1） 完全为交通需要而设置的走道；（2） 主要为交通联系同时还兼有其他功能的走道；（3） 多种功能综合使用的走道。实验楼走道应该属于第二种情况。根据建筑物耐火等级及层数的要求：走道两侧布置房间时学校应为2.10-3.00m。实验楼建筑耐火等级为二级，层数为五层。考虑各种因素取走道的宽度为2.7m。走道长度应根据建筑性质，耐火等级及防火规范来确定。按照建筑设计防火规范（GBJ16-87）的要求，最远房间出入口到楼梯之间安全距离必须控制在一定的范围内，实验楼耐火等级为二级，按规定应不超过35m。设计中实际长度为27

15、.9m。满足要求。 走道采光可以利用两端的门及两侧的高窗。第二：楼梯设计楼梯是多层建筑中常用的垂直交通联系手段，应根据使用要求选择合适的形式，布置恰当的位置。根据使用性质，人流通行情况及防火规范综合确定楼梯的宽度及数量，并根据使用对像和使用场合选择最合适的坡度。楼梯的形式和位置：根据实验楼的使用人数确定采用三部楼梯，两个楼梯布置于中间，另外两个布置于东西两边。这种楼梯造型对称严谨，即有利于人员流动。楼梯宽度和数量：楼梯的宽度和数量主要根据使用性质，使用人数和防火规范来确定。规范规定疏散楼梯的最小宽度对于实验楼应不小于1.2m。平台宽度应大于踏步板的长度。梯井的宽度一般为60-120mm。设计中

16、通过计算确定梯井的宽度为100mm，辅助使用楼梯的踏步板长度小于平台宽度。2.6 建筑剖面设计：剖面设计确定建筑物各部分高度，建筑层数，建筑空间组合与利用以及建筑剖面中的结构，构造关系。设计内容应包括：第一：确定房间的剖面形状、尺寸及比例关系；第二：确定房间的层数各部分的标高；第三；确定天然采光自然、通风、保温、隔热、屋面排水及选择建筑构造方案；第四：确定主体结构及围护结构的方案；第五：进行房间竖向空间的组合。2.6.1 房间的剖面形状实验楼的剖面形状都采用矩形。这是因为矩形剖面简单、规整、便于竖向空间的组合，易于获得简洁而完整的体形，同时结构简单，施工方便。同时也能满足使用要求。同时矩形的剖

17、面的形状规整、简洁、有利于梁板式结构的布置。2.6.2 房间各部分高度的确定房间的净高和层高房：确定实验楼间的净高和层高房的因素：第一：实验楼中教学设备及学生活动的要求；第二：实验楼采光和通风的要求；第三：实验楼的结构高度及布置方式的要求；第四：建筑经济效果；第五：教室室内空间的比例。设计中根据教学实验楼净高一般为3.30-3.60m的 规定采用教室的净高为3.60m，办公室的净高采用与教室相同的高度。同时这样的饿高度也能够符合建筑采光及通风的要求。窗台的高度：对于教学实验楼的窗台过高，课桌椅将全部或大部分处于阴影处，影响使用效果。因此一般取高度为900-1000mm，这样窗台距离桌面的高度控

18、制在100-200mm。因此设计中内外墙窗台高度均设计为900。室内外地面高差设计：为了防止室外雨水流入室内，并防止墙身受潮，一般民用建筑常把室内地坪适当提高，以使建筑物室内外形成一定的高差，该高差主要由以下的因素确定：第一：内外联系方便；第二：防水、防潮要求；地形及环境要求；第三：建筑物性格特点。综合考虑各种因素和教学实验楼的特点室内外的高差确定为450mm。台阶高度采用150mm高，三节台阶。室内地面标高为+0.000m，室外地面的标高为-0.450m。2.6.3 房屋的层数确定选择教学实验楼的层数时综合考虑了它的使用要求，建筑结构，材料和施工的要求，建筑基地环境与城市规划的要求。即实验楼

19、的层数要满足使用人数的要求并保证其人员活动的安全。同时有利于一般的建筑结构形式的实现。实验楼的高度也考虑到学校整体环境的适应问题。综合这些要求实验楼的层数确定为教学五层。2.7 建筑体型和立面的设计建筑不仅要满足人们的生产生活等物质功能的要求，而且要满足人们精神文化方面的要求。为此，不仅要赋予建筑实用性，同时也要赋予建筑美观的属性。建筑的美观主要是通过内部空间和外部造型的艺术处理来体现，同时也涉及到建筑的群体空间布局，而其中建筑物的外部形象经常地，广泛的被人们所接触，对人们的精神感受上产生的影响尤为深刻。2.7.1 影响体型和立面的因素第一：使用功能；第二：物质技术条件；第三：城市规划及环境条

20、件；第四：社会经济条件。2.7.2 体型设计选择教学实验楼体型时主要考虑到基地环境和使用功能的要求。要求建筑物不单调，要有艺术感，那么建筑体型就不能采用单一的体型，要采用复杂的体型。复杂体型一般由两个以上体量组合而成，体型丰富。实验楼兼有教学和办公两种功能，将教学与办公分别置于两种单独的体型中，再将他们相互的组合，这样就充分优化了实验楼的功能区组，避免了相互的干扰。设计中将办公室置于中间，其他为教室，这样也使整个建筑看起来均衡、稳重。方便老师与同学的沟通。2.7.3 立面设计 进行教学实验楼立面设计时主要通过虚实与凹凸的对比来使建筑的立面丰富。南北立面中大面积的窗户形成了“虚”，而窗户间的墙体

21、则形成了“实”。大面的“虚”配以小面积的“实”使建筑获得轻巧、开朗的效果。南立面中上下窗户间的墙体上做银灰色的铝合金的装饰骨架，使墙体部分的视觉感受更加丰富。东西立面是大面积的墙体，容易造成呆板的感觉，因此利用线条将大面积的墙体分成小块。设计中通过合理的利用玻璃幕墙来装饰立面。通过屋顶的装饰使建筑的造型给人一种积极向上的感觉。2.8 构造设计构造设计主要解决建筑各组成部分的构造原理和构造方法。它是建筑设计中不可缺少的一部分，其任务是根据建筑的功能、材料、性能、受力情况、施工方法和建筑艺术等要求选择经济合理的构造方案，并作为建筑设计中综合解决技术问题及进行施工图设计的依据。2.8.1 影响建筑构

22、造设计的因素第一：外部作用里的影响；第二：气候条件的影响；第三：认为因素的影响；第四：建筑技术的影响；第五：建筑标准的影响。2.8.2 建筑构造设计的原则：第一：坚固实用；第二：技术先进；第三：经济合理；第四：美观大方。2.8.3 墙体设计本设计为框架结构，墙体都为填充墙。由于填充墙不承受外来的荷载，且本身的重量还要由楼板和梁来承受，因此设计应使用墙自重轻，厚度薄，便于组砌，有一定的隔声能力，同时还要能够满足特殊使用部位如厨房、卫生间等处的防水、防火、防潮的要求。综合以上的要求本设计中所有的教室、实验室的墙体都采用240厚的蒸压灰砂砖，卫生间的墙体采用实心砖。墙体的勒脚、散水的做法采用标准做法

23、，具体见施工说明。2.8.4 楼地面设计楼地层包括楼板层和地平层，是水平方向分隔房间空间的承重构件，楼板分割上下楼层的空间，地坪层分隔大地与底层的空间。由于他们所处的位置不同、受力不同，因而结构层有所不同。楼板层的饿结构层为楼板；地坪层的结构层为垫层。楼板层的设计要求：第一：具有足够的刚度和强度；第二：满足隔声、防火、热工的要求；第三：满足建筑经济的要求。地坪层与楼板层一样，是人们日常生活、工作、生产直接接触的地方，根据不同房间对面层的饿不同要求，面层应坚固耐磨、表面平整、光洁、不起尘、易清洗。对于居住和人们长时间停留的房间，要求有较好的蓄热性和弹性；浴室、厕所要求耐潮湿、不透水；厨房、锅炉房

24、要求防水、耐火；教室要求耐酸碱、耐腐蚀。本设计的房间用途主要是教室和实验室。人流量较大，因此采用水磨石地面。因为水磨石地面具有良好的耐磨性、耐久性、防水防火性，并具有质地美观、表面光洁、不起尘、易清洗等优点，而且经济性好。2.8.5 屋顶设计屋顶一般可以分为平屋顶和坡屋顶。屋顶的设计应该考虑满足功能、结构、建筑三方面的要求。屋顶是建筑物的围护结构，应能抵御自然界各种环境因素对建筑的不利影响。其次屋顶还应具有抵御气温的影响。屋顶好要承受风、雨、雪的荷载及自身的重量，上人屋面还要承受人和设备的饿重量。因此必须具备一定的强度和刚度。屋顶是建筑的外部形体的重要组成部分，屋顶的饿造型对建筑的造型具有影响

25、。同时屋顶的设计应该利于迅速的排水。屋顶的排水方式分为有组织排水和无组织排水两大类。排水方式的饿选择应该满足下列要求：第一：高度较低的建筑为了控制造价，宜采用无组织排水。第二：积灰多的屋面应采用无组织排水。第三：有腐蚀性介质的工业建筑也不宜采用有组织排水。第四：在浆雨量大的地区或房屋较高的地区应采用有组织排水。第五：临街建筑的排水向人行道时宜采用有组织排水。3 结构设计说明钢筋混凝土框架结构广泛应用于电子、轻工、食品、化工等多层厂房和住宅、办公、商业、旅馆等民用建筑。这种结构体系的优点是建筑平面布置灵活，能获得较大的使用空间，建筑立面容易处理，可以适应不同房间造型。因此这次设计的实验楼采用钢筋

26、混凝土框架结构。3.1 结构体系的选择3.1.1 框架结构组成框架结构是由梁、柱、节点及基础组成的结构形式，横梁和立柱通过节点连为一体，形成承重结构，将荷载传至基础。整个房屋采用这种结构形式称为框架结构或纯框架结构。3.1.2 框架结构种类框架结构根据施工方法的不同分为整体式、装配式和装配整体式三种。整体式又称全现浇框架，它由现场支模浇筑而成，整体性好，抗震能力强。本次设计的工程采用现浇整体式框架。3.2 框架结构布置按结构布置不同，框架结构可以分为横向承重，纵向承重和纵横向承重三种布置方案。本次设计的实验楼采用横向承重方案，竖向荷载主要由横向框架承担，楼板为预制板时应沿横向布置，楼板为现浇板

27、时，一般需设置次梁将荷载传至横向框架。横向框架还要承受横向的水平风载和地震荷载。在房屋的纵向则设置连系梁与横向框架连接，这些联系梁与柱实际上形成了纵向框架，承受平行于房屋纵向的水平风荷载和地震荷载。3.3 基本假定与计算简图3.3.1 基本假定第一：平面结构假定：该工程平面为正交布置，可认为每一方向的水平力只由该方向的抗侧力结构承担，垂直于该方向的抗侧力结构不受力。第二：由于结构体型规整，布置对称均匀，结构在水平荷载作用下不计扭转影响。3.4 荷载计算 建筑水平力是起控制作用的荷载，包括地震作用和风力。地震作用计算方法按建筑结构抗震设计规范进行，对高度不超过40m以剪切为主且质量和刚度沿高度分

28、布比较均匀的结构，可采用底部剪力法。竖向荷载主要是结构自重（恒载）和使用荷载（活载）。结构自重可由构件截面尺寸直接计算，建筑材料单位体积重量按荷载规范取值。使用荷载（活荷载）按荷载规范取值，楼面活荷载折减系数按荷载规范取用。3.5 内力计算及组合3.5.1 竖向荷载下的内力计算 竖向荷载下内力计算首先根据楼盖的结构平面布置，将竖向荷载传递给每榀框架。框架结构在竖向荷载下的内力计算采用分层法计算各敞口单元的内力，然后在将各敞口单元的内力进行叠加；连梁考虑塑性内力重分布而进行调幅，按两端固定进行计算。3.5.2 水平荷载下的计算 利用D值法计算出框架在水平荷载作用下的层间水平力，然后将作用在每一层

29、上的水平力按照该榀框架各柱的刚度比进行分配，算出各柱的剪力，再求出柱端的弯矩，利用节点平衡求出梁端弯矩。3.5.3 内力组合第一：荷载组合。荷载组合简化如下：（1）恒荷载+活荷载、（2）恒荷载+活荷载、（3）恒荷载+活荷载、（4）恒荷载+地震荷载。第二：控制截面及不利内力。框架梁柱应进行组合的层一般为顶上二层，底层，混凝土强度、截面尺寸有改变层及体系反弯点所在层。框架梁控制截面及不利内力为：支座截面，Mmax，Vmax，跨中截面，Mmax。框架柱控制截面为每层上、下截面，每截面组合：Mmax及相应的N、V，Nmax及相应M、V，Nmin及相应M、V。4.材料选择4.1 施工材料第一：本工程中所

30、采用的钢筋为二级钢，fy=300N/m，三级钢fy=360N/m。第二：柱梁钢筋混凝土保护层为35mm,板为15mm。第三：钢筋的锚固和搭接按国家现行规范执行。第四：本工程上部结构混凝土强度等级均为C35，基础混凝土强度等级为C30。第五：墙体外墙及疏散楼梯间采用240厚多孔砖。第六：当门窗洞宽1000mm时,应采用钢筋砖过梁,放置3F6两端伸入支座370并弯直钩;门窗洞宽1000mm时,设置钢筋混凝土过梁。4.2施工要求及其他设计说明第一：本工程上部楼板设计时未考虑较大施工堆载（均布），当外荷载达到3.0Kn/m时，应采取可靠措施予以保护。第二：本工程女儿墙压顶圈梁为240mm120mm，内

31、配48，6250。 第三；施工缝接缝应认真处理，在混凝土浇筑前必须清除杂物，洗净湿润，在刷2度纯水泥浆后，用高一级的水泥沙浆接头，再浇筑混凝土。第四：未详尽说明处，按相关规范执行。5.结构布置及计算简图楼盖及屋盖均采用现浇混凝土结构，梁截面的高度按梁跨度的1/81/12估算，由此估算的梁截面尺寸见表5.1，表中还给出了各层梁、柱和板的混凝土强度等级。其设计强度：C35（），C30（）。表5.1梁截面尺寸（）及各楼层混凝土强度等级层次混凝土强度等级横梁纵梁次梁AB跨 CD跨BC跨25C301C35根据该房屋的使用功能及建筑设计的要求，进行建筑平面，立面及剖面设计，其建筑平面，结构平面和剖面图见设

32、计图，主体结构共五层，标准层高3.6米，及外墙及内墙采用240厚加气混凝土块砌筑。柱的截面尺寸：框架结构的抗震等级为三级，框架轴压比限值0.85 ，N为轴向力设计值按12KN/m2估算。由公式得第一层柱截面面积为边柱： 中柱 ： 图5.1 框架结构计算简图边柱和中柱的截面尺寸为正方形，则边柱和中柱的截面高度分别为：372mm和422mm。考虑到柱净高与截面长边尺寸比大于4。本设计柱截面尺寸取值如下：1层 700mm*700mm4层600mm*600mm框架结构计算简图如图5.1所示。取顶层柱的形心线作为框架柱的轴线：梁轴线取至板底，25层柱高即为层高，取3.6米；底层柱高度从基础顶面取至一层板

33、底，即h1=4.5+0.8=5.3m，取5.3m。6.重力荷载计算6.1屋面及楼面的永久荷载标准值屋面（不上人）：屋面 kN/m2 70厚钢筋混凝土板 kN/m2 吊顶 kN/m2 kN/m2楼面1（教室）： 楼面 kN/m2 钢筋混凝土板 kN/m2 吊顶 kN/m2 kN/m2楼面2（厕所等用）： 楼面 kN/m2 钢筋混凝土板 kN/m2 吊顶 kN/m2 kN/m2楼面3（楼梯等用）： KN/m2 6.2屋面及楼面可变荷载标准值（不上人）屋面均布活载标准值 0.5KN/m2楼面活荷载标准值 2.0 KN/m2 活荷载楼梯、走廊 2.5 KN/m2 6.梁、柱 、墙、 窗 、门重力荷载计

34、算梁柱可根据截面尺寸，材料容重及粉刷等计算出单位长度上的重力荷载；对墙，门，窗等可计算其单位面积上的重力荷载。具体计算过程从略，计算结果见表6.1。墙体为240mm厚的空心砌块，外墙面贴瓷砖（0.5 kN/m2），内墙面为20mm厚抹灰，则外墙单位墙面重力荷载为：0.5+7.0*0.24+17*0.02=2.52 kN/m2内墙也为240mm厚的空心砌块，两侧均为20mm厚抹灰，则内墙单位面积重力荷载为：7.0*0.24+17*0.02*2=2.36 kN/m2；木门单位面积重力荷载为0.2 KN/m2 ；铝合金门、塑钢窗单位面积重量荷载取0.4KN/m2;幕墙单位面积重力荷载为 1.0 kN

35、/m2。6.4重力荷载代表值计算集中于各楼层标高处的重力荷载代表值Gi,按下述方法确定。顶层重力荷载代表值包括:屋面恒载，屋面荷载，纵、横梁自重，半层柱自重，半层墙体自重。其它层重力荷载代表值包括:楼面恒载，50%楼面均布活荷载，纵、横梁自重,楼面上下各半层的柱及纵、横墙体自重。将前述分项荷载相加，得集中于各层楼面的重力荷载代表值见图6.1。其中，第五层： G5=11974.70kN第四层： G4=12012.76kN第三层: G3=12280.06kN第二层： G2=12280.06kN第一层： G1=14873.72kN图6.1 各层重力荷载代表值表6.1 柱梁重力荷载代表值（标准值）层次

36、构件b/mh/m /(kN/m)g(kN/m2)/mnGi /kNGi /kN1边横梁0.30.6251.054.7257.324827.822316.72中横梁0.30.3251.052.362.01256.64纵梁10.250.5251.053.283.716194.18纵梁20.250.5251.053.285.924464.45纵梁30.250.5251.053.286.8489.22次梁10.250.5251.053.284.3512171.22次梁20.250.5251.053.286.302413.28次梁30.250.5251.053.287.20247.23次梁40.250.

37、4251.052.638.20243.13小梁10.150.2251.050.792.7324.31小梁20.150.2251.050.793.3325.25柱0.70.7251.1013.485.3483429.312-4边横梁0.30.6251.054.7257.524850.502354.04中横梁0.30.3251.052.3602.11259.47纵梁10.250.5251.053.283.916204.67纵梁20.250.5251.053.286.024472.32纵梁30.250.5251.053.286.9490.53次梁10.250.5251.053.284.1512163

38、.34次梁20.250.5251.053.286.3020413.28次梁30.250.5251.053.287.2247.23次梁40.250.4251.052.638.2243.13小梁10.150.2251.050.792.7324.31小梁20.150.2251.050.793.3325.25柱0.60.6251.109.93.6481710.722403.035边横梁0.30.6251.054.7257.524850.50中横梁0.30.3251.052.3602.11259.47纵梁10.250.5251.053.283.916204.67纵梁20.250.5251.053.286

39、.024472.32纵梁30.250.5251.053.286.9490.53次梁10.250.5251.053.284.1516217.79次梁20.250.5251.053.286.320413.28次梁30.250.5251.053.287.2494.46柱0.60.6251.109.93.6481710.72注：1）表中为考虑梁柱的粉刷层重力荷载而对其重力荷载的增大系数。g表示单位长度重力荷载;n为构件数量。梁取净长，柱取层高。2）梁长度取净长，柱长度取层高。7横向框架侧移刚度计算横梁线刚度ib计算过程见表7.1；柱线刚度i计算过程见表7.2。表7.1 横梁线刚度ib计算名称层次EC/

40、(N/mm2)bh/mmmmI0/mm4l/NmmECI0/l/Nmm1.5ECI0/l/ Nmm2 ECI0/l/ Nmm边横梁13.151043007008.57510981003.3310105.0010106.6610102-53.01043007008.5751093.1810104.7710106.361010走道梁13.151043004001.610927001.8710102.8110103.7410102-53.01043004001.61091.7810102.6710103.561010表7.2柱线刚度i计算层次 hc/mmEC/(N/mm2)bh/mmmmIc/mm4

41、ECIc/hc /Nmm153003.151047007002.00101011.891010236003.01046006001.0810109.001010根据梁柱线刚度比不同。柱可分为中框架中柱和边柱，边框架中柱和边柱。现以楼层2-C-6为例说明柱的侧移刚度计算过程。其余柱列于下表中7.3表，第2层C-6柱与其相连的梁的相对线刚度如图7.1所示。则梁柱线刚度比 图7.1梁柱线刚度比 表7.3中框架柱侧移刚度D值（N）层次边柱（12根）中柱（12根）3-50.7070.261217501.1020.3552958320.7230.266221661.1290.3613008310.5600

42、.414210280.8750.47824279表7.4边框架柱侧移刚度D值（N）层次A-1、A-12 B-1 、B-123-50.5300.209174570.8270.293243788367020.5390.212176670.8430.297247508483410.4210.380193020.6560.4352209582794表7.5 楼梯间框架柱侧移刚度D值（N）层C-1、C-12 D-1 、D-6、D-7、D-12C-6、C-7次3-50.6500.245204170.3500.149124170.7490.2722266720.6660.250208330.2800.342

43、173720.7670.2772308310.5160.404205210.2800.342173720.5950.42221435表7.6横向框架层间侧移刚度（N）层次12345由表7.6可见， ，故该框架为规则框架。8. 横向水平荷载作用下框架内力和侧移计算8.1 横向自振周期的计算结构顶点假想侧移的计算如下表8.1。按下式计算基本周期 ，其中的量纲为m，取，则 表8.1结构顶点的假想侧移计算层次511974.7011974.7011.5181.1412012.7623986.7023.0169.6312280.0636266.7634.8146.6212280.0648546.8345.

44、8111.8114873.7263420.5566.066.08.2水平地震作用下的及楼层地震剪力计算本结构中，结构高度不超过40米，且质量和刚度沿高度分布比较均布，变形以剪切型为主，故可用底部剪力法计算水平地震作用。结构总水平地震作用标准值按下式计算： 因，所以不用考虑顶部附加水平地震作用。则各质点的水平地震作用按下式计算 （8-1）具体计算过程见表8.2表8.2各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表层次519.711974.70.590.3061765.01765.0416.112012.76.500.2511447.83212.8312.512280.06.800.1991147.9

45、4360.728.912280.06.600.142819.15179.815.314873.7278830.710.102588.35768.1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8.1。 图8.1横向水平地震作用及楼层地震剪力8.3水平地震作用下的位移计算水平地震作用下框架结构的层间位移和顶点位移分别按 和计算。计算过程见表8.3。表中还计算了各层的层间弹性位移角。 表8.3横向水平地震作用下的位移验算层数51765.01.7019.8736001/211843212.83.0918.1736001/116534360.74.1915.0836001/85925179.84

46、.8910.8936001/73615768.106.006.0053001/883由表可见，最大层间弹性位移发生在第2层，其值为1/7361/550，满足要求。8.4水平地震作用下框架内力计算以第轴线横向框架内力计算为例，说明计算方法，其余框架内力计算从略。框架柱端剪力及弯矩分别按式（8-2）（8-3）计算 = （8-2） （8-3）反弯点高度y按式（-）确定，其中查表可得，h按计算高度计算：y=（ （8-）具体计算过程和结果见表8.4。梁端弯矩、剪力及柱轴力分别按式（8-5）(8-7)计算。具体计算过程见表8.5。 （8-5） （8-6） = （8-7） 表8.4各层柱端弯矩及剪力计算层次

47、Hi/mVi/KNDij/(N/mm)A柱Di1Vi1KyMbi1Mui153.6176502175036.880.7070.3546.4786.3043.63212.82175067.140.7070.4096.68145.0233.64360.72175091.120.7070.45147.61180.4223.65179.822166108.350.7230.45175.53214.5315.35768.1021028126.200.5600.68454.82214.04层次Hi/mVi/KNDij/(N/mm)B柱Di1Vi1KyMbi1Mui153.6176502958350.171.1020.