江苏省镇江市某高校教学楼设计和实现土木工程专业

1、PAGE 中文摘要本工程为江苏省镇江市某高校教学楼设计，面积为42.220.7平方米，设计基准期为五十年，耐火等级为二级，抗震设防烈度为7度。 本工程占地面积约873.54平方米，建筑面积3586.44多平方米。本建筑共4层，总高度14.7米，室内外高差为0.45 米，女儿墙高0.90米。建筑采用矩形形，总长度为42.2米，总宽度为20.4米。建筑立面规整，墙体均采用加气混凝土砌块砌筑,主要起填充作用。门均采用塑钢，窗均采用塑钢窗。本工程结构形式为钢框架结构，混凝土强度等级为C30，框架柱截面为HW，框架梁截面为HW和HW。建筑地点地质条件良好，采用独立基础和联合基础。本设计以工程实例为研究对

2、象，设计过程包括建筑设计和结构设计两部分。设计严格遵守我国现行规范，计算中包括地震荷载计算， 内力组合，框架梁设计, 框架柱设计, 基础设计，楼板设计, 楼梯设计。关键词：钢框架结构，内力计算，内力组合外文摘要Title The building of a six-tier design of steel frameAbstractThis project is a four-layer steel frame structure in the city of Zhen Jiang, an area of 42.2 20.7 square meters, the design of the b

3、ase period of fifty years, security level for the second, the seismic intensity is seven degrees. The project covers an area of about 873.54 square meters, construction area of 3586.44 square meters. A total of four floor of the buildings, with a total height of 14.7 meters, 0.45 meters height diffe

4、rence between inside and outside,roof parapet is 0.9 meters high which can forbid rainwater seepage from outside. The Rectangular building is very length whose total length is 42.2 meters, the total width is 20.7 meters. Structured building facade is put in order, walls which made of shale brick bui

5、lding play a filler role. Doors made of steel wood , steel windows high are often used. The project structure is steel frame, concrete strength grade of C30, frame column section for the HW, frame beam cross-section of HW and HW . Good geological conditions, construction sites, using an independent

6、basis and cooperative basis. Examples of this design project as the research object, the project process include architectural design and structural design . Strict compliance with our current design standards including seismic load calculation calculation, the internal force combination, frame beam

7、 design, frame column design, foundation design, floor design, staircase design.Key words: Steel frame structure, force calculation, combination of internal forces目录 TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _Toc263516118 前 言 PAGEREF _Toc263516118 h 1 HYPERLINK l _Toc263516119 第1章 建筑设计 PAGEREF _Toc263516119 h 2 H

8、YPERLINK l _Toc263516120 1.1 工程概况 PAGEREF _Toc263516120 h 2 HYPERLINK l _Toc263516121 1.2 采光通风设计3 HYPERLINK l _Toc263516122 1.3 防火安全疏散设计5 HYPERLINK l _Toc263516123 1.4 排水设计6 HYPERLINK l _Toc263516124 1.5 细部做法 PAGEREF _Toc263516124 h 7 HYPERLINK l _Toc263516125 1.6 材料选择及节能设计8 HYPERLINK l _Toc26351612

9、6 1.7 技术经济分析 PAGEREF _Toc263516126 h 9 HYPERLINK l _Toc263516127 第二章 框架结构布置及计算简图 PAGEREF _Toc263516127 h 10 HYPERLINK l _Toc263516128 2.1 柱网尺寸布置 PAGEREF _Toc263516128 h 10 HYPERLINK l _Toc263516129 2.2 框架结构承重方案的选择 PAGEREF _Toc263516129 h 11 HYPERLINK l _Toc263516130 2.3 框架结构的计算简图（取轴线处） PAGEREF _Toc2

10、63516130 h 11 HYPERLINK l _Toc263516131 2.4 梁、柱截面尺寸的初步确定 PAGEREF _Toc263516131 h 11 HYPERLINK l _Toc263516132 第三章 工程做法及荷载统计 PAGEREF _Toc263516132 h 13 HYPERLINK l _Toc263516133 3.1 屋面（上人） PAGEREF _Toc263516133 h 13 HYPERLINK l _Toc263516135 3.2 楼面 PAGEREF _Toc263516135 h 13 HYPERLINK l _Toc263516137

11、 3.3 卫生间（防水）楼面 PAGEREF _Toc263516137 h 13 HYPERLINK l _Toc263516138 3.4 外墙面 PAGEREF _Toc263516138 h 14 HYPERLINK l _Toc263516139 3.5 内墙面 PAGEREF _Toc263516139 h 14 HYPERLINK l _Toc263516140 3.6 地面 PAGEREF _Toc263516140 h 14 HYPERLINK l _Toc263516142 3.7 卫生间（防水） PAGEREF _Toc263516142 h 15 HYPERLINK l

12、 _Toc263516142 3.8 超市，门厅及其他地面15 HYPERLINK l _Toc263516143 3.9 地面踢脚 PAGEREF _Toc263516143 h 15 HYPERLINK l _Toc263516144 3.10散水 PAGEREF _Toc263516144 h 16 HYPERLINK l _Toc263516146 3.11常用材料及构件单位重量 PAGEREF _Toc263516146 h 16 HYPERLINK l _Toc263516147 第四章 框架侧移刚度的计算 PAGEREF _Toc263516147 h 17 HYPERLINK

13、l _Toc263516148 4.1 框架梁柱线刚度计算 PAGEREF _Toc263516148 h 17 HYPERLINK l _Toc263516149 4.2 柱线刚度D值修正 PAGEREF _Toc263516149 h 18 HYPERLINK l _Toc263516150 4.3 顶点位移计算 PAGEREF _Toc263516150 h 20 HYPERLINK l _Toc263516151 第五章 重力荷载代表值的计算 PAGEREF _Toc263516151 h 21 HYPERLINK l _Toc263516152 5.1 建筑物总重力荷载代表值G1的计

14、算 PAGEREF _Toc263516152 h 21 HYPERLINK l _Toc263516152 5.2 建筑物总重力荷载代表值G2的计算 PAGEREF _Toc263516152 h 21 HYPERLINK l _Toc263516152 5.3 建筑物总重力荷载代表值G3的计算 PAGEREF _Toc263516152 h 22 HYPERLINK l _Toc263516152 5.4 建筑物总重力荷载代表值G4的计算 PAGEREF _Toc263516152 h 22 HYPERLINK l _Toc263516152 5.5 建筑物总重力荷载代表值G5的计算 PA

15、GEREF _Toc263516152 h 23 HYPERLINK l _Toc263516152 5.6 建筑物总重力荷载代表值G6的计算 PAGEREF _Toc263516152 h 23 HYPERLINK l _Toc263516153 第六章 横向框架水平地震作用下的内力和侧移计算 PAGEREF _Toc263516153 h 25 HYPERLINK l _Toc263516154 6.1 计算横向框架自震周期 PAGEREF _Toc263516154 h 25 HYPERLINK l _Toc263516155 6.2 地震作用计算 PAGEREF _Toc2635161

16、55 h 26 HYPERLINK l _Toc263516157 6.3 多遇水平地震作用下的位移验算 PAGEREF _Toc263516157 h 26 HYPERLINK l _Toc263516158 6.4 横向框架在水平地震作用下的内力分析 PAGEREF _Toc263516158 h 27 HYPERLINK l _Toc263516159 第七章 竖向荷载作用下横向框架结构的内力计算 PAGEREF _Toc263516159 h 33 HYPERLINK l _Toc263516160 7.1 荷载作用分析 PAGEREF _Toc263516160 h 33 HYPER

17、LINK l _Toc263516161 7.2荷载作用下内力计算 PAGEREF _Toc263516161 h 35 HYPERLINK l _Toc263516167 7.3将柱轴线处梁端的弯矩、剪力折算到柱边缘处54 HYPERLINK l _Toc263516168 第八章 内力组合 PAGEREF _Toc263516168 h 46 HYPERLINK l _Toc263516169 8.1 框架梁的内力组合 PAGEREF _Toc263516169 h 46 HYPERLINK l _Toc263516170 8.2 框架柱的内力组合 PAGEREF _Toc26351617

18、0 h 50 HYPERLINK l _Toc263516171 第九章 结构截面构件验算 PAGEREF _Toc263516171 h 55 HYPERLINK l _Toc263516172 9.1 框架柱验算 PAGEREF _Toc263516172 h 55 HYPERLINK l _Toc263516173 9.2 框架横梁验算 PAGEREF _Toc263516173 h 62 HYPERLINK l _Toc263516174 9.3 次梁验算66 HYPERLINK l _Toc263516175 第十章 框架连接设计68 HYPERLINK l _Toc26351617

19、6 10.1 主梁与柱的连接设计68 HYPERLINK l _Toc263516177 10.2 次梁与主梁的连接设计74 HYPERLINK l _Toc263516177 10.3 次梁与次梁的连接设计79 HYPERLINK l _Toc263516178 10.4 柱脚设计 PAGEREF _Toc263516178 h 82 HYPERLINK l _Toc263516179 第十一章 屋盖、楼盖设计89 HYPERLINK l _Toc263516180 11.1 屋盖设计89 HYPERLINK l _Toc263516180 11.2 楼盖设计96 HYPERLINK l _

20、Toc263516182 第十二章 楼梯设计105 HYPERLINK l _Toc263516183 12.1梯段板的计算105 HYPERLINK l _Toc263516184 12.2平台板的计算106 HYPERLINK l _Toc263516185 12.3平台梁的计算107 HYPERLINK l _Toc263516186 第十三章 基础设计 PAGEREF _Toc263516186 h 110 HYPERLINK l _Toc263516187 13.1 边柱基础设计 PAGEREF _Toc263516187 h 110 HYPERLINK l _Toc26351618

21、9 13.2 中柱基础设计 PAGEREF _Toc263516189 h 115 HYPERLINK l _Toc263516189 结语116 HYPERLINK l _Toc263516130 致谢117 HYPERLINK l _Toc263516130 参考文献118前 言毕业设计是大学本科教育培养卓越工程师目标实现的重要举措，是提高自我们主创新能力，增强综合实力的手段，是大学毕业前对我们学生自主学习能力，自我创新能力的一个完美的检测,是对大学期间所学专业知识的全面总结和深化，是使学生能够适应社会的一次演习。本次设计使理论（theory）和实际（practice）很好的结合起来，提高

22、我们学生发现，分析、解决工程实际问题的能力。培养了我们善于思考，勇于探索，努力奋进，开拓创新的品格。为以后能更好地进一步学习和将所学知识融入工作中打下了坚实的基础。土木工程是门应用性非常强的工科，是需要不断积累不断升华自我的一门学问。本次毕业设计对培养我们的工程实践能力和与社会发展相互接轨十分尤其重要。此次课程设计的工程名称为江苏镇江市某高校教学楼设计。此次设计我们包括两大类建筑施工图设计和结构施工图设计。在建筑施工图设计中，我们应首先确定建筑体型，规模，布置和建筑的功能，确定场地的防震等级及地理位置。其次，合理布置楼梯，消防栓，门的个数，满足设计防火要求；通过窗地比的设计，确定窗户的个数和采

23、光的个数。在外墙面设计中与内墙的装饰上满足干净明亮，简洁大方，富有时代朝气感。考虑屋面的排水与防水充分，设置好雨水管的个数和制作好散水，采用屋内排水方式。大胆采用玻璃幕墙材料，增加美感与时代朝气感，保护环境，节约能源。结构设计是我们土木专业的重点与难点。我们需要充分理解力学概念，尤其是结构力学结构力学是一门研究杆件强度刚度和稳定性的学科。我们结构方案的选择时，要充分考虑刚度问题，在计算简图的确定中，在板中我们要充分理解塑性铰的概念，充分理解板的套箍作用，在荷载传递的时候要充分考虑极度的概念。要充分考虑内力组合中最不利荷载位置的确定，这可以借用图乘法的计算模式，运用高数将其解决。我们要充分掌握位

24、移法的基本概念，灵活运用弯矩分配法。只有在大脑非常熟悉概念的基础上，课程设计才算基本或做。由于时间仓促，错误和不妥难免，敬请读者批评指正。 2015年5月第1章 建筑设计1.1 工程概况1.1.1建筑概况建筑地点：江苏省镇江市。工程介绍：该建筑是江苏省镇江市某高校教学楼，共四层，主体建筑总高度为15.6米，建筑总面积约为3586.44。功能使用要求：门厅，大教室，小教室，绘图室，教师休息室，厕所等。该教学楼是4层钢结构学校，其设计理念是节能环保，安全，经济，美观，体现大学生富有朝气和活力。黄色的玻璃幕墙显示万盛的活力与激情。黑色的涂料显示的是建筑物的厚重与大气，象征着学识渊博。该建筑物在设计中

25、使得其耐火等级为3级。根据拟建建筑物选址，其纵向长度为42m与横向宽度为20.7m、建筑面积近似为3586.44m2、建筑在地震荷载作用下，满足刚度和强度的要求，确定柱网。通过查阅民用建筑设计通则（JB50352-2005），建筑抗震设计规范（GB50011-2001）现行国家标准建筑模数协调统一标准(GBJ2-86）,另外又考虑到建筑体型整齐，平面组合应尽量符合柱网尺寸的规格、模数以及经济跨度的要求，建筑的柱网布置如图1.1所示。柱轴线图 1.1.2工程地质条件经东海县某勘测设计研究院现场实地部分，结果如下：（1）该建筑场地平坦，没有不利地质情况，无软弱下卧层，场地为II类；（2）地基土剖面

26、图（见下图），地下水距地面8.0m；（3）最大冻土深度为0.5m。如表1.1表1.1土质情况序 号岩土类别底层埋深(m)厚度范围(m)地基容许承载力fk(kpa) 桩端阻力桩周摩擦力1杂 填 土0.00.70.72粉质粘土0.71.81.1120133细 砂1.8-3.41.6140204砾砂3.4-5.52.12202000265圆 砾5.5-10.55.05504000 401.1.3 结构设计部分（3）结构设计：结构形式：钢框架结构。楼盖、屋盖形式：采用压型钢板-混凝土非组合楼板。楼梯：现浇钢筋混凝土楼梯（板式）。基础：独立、联合基础。材料选用：混凝土等级：C25C40；钢筋：HRB33

27、5。型钢为H型钢，型号见计算部分；墙体材料：加气混凝土砌块。抗震设防烈度：7度一组，0.15g。1.2 采光通风设计1.2.1 采光设计1）采光设计 在房屋建筑学中，我们设置窗地比，以满足采光的要求为并保证房间有足够的照度值，教室尽量放在南边，满足关照和人体舒适。窗口面积大小主要根据房间的使用要求、房间面积及当地日照情况考虑。设计时，可用窗地面积比值估算，需要满足房屋建筑学表2-2要求，大于1/6。按此要求进行设计，窗户位置详见建筑图，下表为各种门窗尺寸。型号个数宽度/M高度/MC1173.61.8C2241.81.8M150.92.4M281.22.4M323.63.0M4100.92.1M

28、5161.22.1玻璃幕墙363.61.2.2 通风设计本本工程因无特殊要求，故采用自然通风。1.3 防火安全疏散设计1.3.1 防火设计表1.2 防火分区划分耐火等级 最多允许层数 防火分区的最大允许建筑面积（m2） 备注 一、二级 按本规范第 1.0.2 条规定 2500 三级 5 层 1200 2. 商店、学校、电影院、剧院、礼堂、食堂、菜市场不应超过 2 层或设置在三层及三层以上楼层。 四级 2 层 600 学校、食堂、菜市场、托儿所、幼儿园、老年人建筑、医院等不应设置在二层。 地下、半地下建筑（室） 500 （1）防火设计 本工程为耐火等级二级，根据建筑设计防火规范（GBJ16-87

29、）民用建筑表5.1.1 ，得防火分区最大建筑面积为2500m2，而本工程单层最大建筑面积为869.4m2，所以不用设防火分区。 在靠近卫生间的位置尽量设置消防栓，保证有充足的水源。（2）疏散设计按照建筑设计防火规范（GB50016-2006）的要求，当房间使用人数超过50人，面积超过60m2时，至少设两个门。在本工程中大型教室满150人，设置两扇门。本工程门一律不设置门槛。门的数量和总宽度按每100人0.6m宽计算，并且结合人流同行方便分别设双扇外开门，门的净宽度不小于1400mm，且紧靠门口内外1400mm范围内不应设置踏步。本工程满足要求。楼梯方面，中间和左边设置一个楼梯，用于疏散。1.3

30、.2 疏散设计在进行安全疏散设计时因遵行的原则：(1)疏散路线要简捷明了，便于寻找、辨别;(2)疏散路线要做到步步安全。疏散路线一般可分为四个阶段：第一阶段是从房间内到房间门，第二阶段是公共走道中的疏散，第三阶段是在楼梯间内的疏散，第四阶段为出楼梯间到室外等安全区域的疏散。这四个阶段必须是步步走向安全，以保证不出现“逆流”，疏散路线的尽端必须是安全区域;(3)疏散路线设计时要符合人们的习惯要求;(4)尽量不使疏散路线和扑救路线相交叉，避免相互干扰。根据建筑设计防火规范（GBJ16-87），5.3.1 民用建筑的安全出口应分散布置。每个防火分区、一个防火分区的每个楼层，其相邻2 个安全出口最近边

31、缘之间的水平距离不应小于5m。本工程在首层设了两个安全出口，一个门厅出口，一个侧门出口，满足规范要求，安全疏散距离的规定见表1.3：表1.3 安全疏散距离名称 位于两个安全出口之间的疏散门 位于袋形走道两侧或尽端的疏散门 耐火等级 耐火等级 一、二级 三级 四级 一、二级 三级 四级 托儿所、幼儿园 25 20 20 15 医院、疗养院 35 30 20 15 学校 35 30 22 20 其它民用建筑 40 35 25 22 20 15 即指房门至外部出口或封闭楼梯间的最大距离：(1)当房间位于两个外部出口或楼梯间之间的房间，此最大距离应小于等于40m;(2)位于袋形走道两侧或尽端的房间，此

32、最大距离应小于等于22m。本工程在第一和第二轴线，和第五和第六轴线间分别设了封闭式楼梯，满足规范要求。规范规定：疏散走道和楼梯的最小宽度不应小于1100mm。本工程的走道净宽2.7米,梯段宽度1.65米,均满足要求；首层疏散外门每个外门净宽不小于1200mm，本工程设计满足要求。规范规定：疏散楼梯间为封闭楼梯间，应设乙级防火门，并向疏散方向开启，疏散楼梯的最小净宽为1.20米，不需设消防电梯。本工程设的是封闭楼梯间，楼梯净宽1.65米，所以不用设消防电梯。1.4 排水设计1.4.1 屋面排水 本建筑采用外挑檐沟排水，雨水先汇集到悬挑在外面的檐沟内，再由落水管排出，属于有组织排水，屋面坡度为3%

33、，详细构造见屋面平面图。1.4.2 落水管及落水斗落水管采用UPVC材料，管径为100mm的圆管，此管径雨水落管最大允许排水量为，落水管间距一般为1824m,且配合柱布置,满足要求，且满足单根落水管汇水面积不超过的要求。本工程设置10个落水管。排水管见首层平面图、标准层平面图、屋面排水图及立面图。1.5 细部做法1.5.1 楼面做法（楼面详图如图1.2）图1.2组合楼面详图本工程的楼面结构层采用非组合楼板（在下面的设计中要进行施工阶段验算）（配一定量的钢筋），结构层上做20厚的砂浆找平层，再在找平层上做面层。1.5.2 屋面-做法1.0mm厚压型钢-100厚C20砼板- 20厚1:3水泥砂浆找

34、平保温层 - 20厚1:3水泥砂浆找平 -高聚物改性沥青柔性卷-高聚物改性沥青柔性卷-高聚物改性沥青柔性卷-表面为乙烯膜，细砂或矿砾保护层 1 .6 材料选择及节能设计1.6.1 梁柱材料梁柱均为热轧H型钢，具体截面通过计算得出。1.6.2 墙体材料1:1水泥砂浆勾缝-12厚面层面砖-10厚1:2水泥砂浆粘接层- 10厚1：3水泥砂浆打底扫毛-刷界面处理剂一道（外墙面）刷乳胶漆-刷乳胶漆-厚水泥石灰膏砂浆打底-砂浆打底（内墙面） 1.6.3 楼梯材料 楼梯选用混凝土（考虑到该建筑为教学楼，若采用钢楼梯，人上下走动时，产生的噪音较大，不利于人休息钢楼梯在较大活荷载作用下，挠度比较大）。1.6.4

35、 楼（屋）板材料屋面、楼板均采用非组合楼板，厚为100mm(压型钢板选用YX-75-230-690,板厚取1mm)，保温层采用100厚膨胀珍珠岩，导热系数为（很小），对屋面保温很有利。1.7 技术经济分析 钢结构构件是成品或半成品，加工较简单，并能使用机械操作；钢构件在工地拼接，多采用简单、方便的焊接或螺栓连接；有时钢构件还可以在地面拼装成较大单元后再进行吊装，以降低高空作业量。另外，钢结构房屋一般采用压型钢板组合楼板，压型钢板可兼做施工时的模板和使用时的受拉钢筋。 钢结构施工方式为干式施工，可避免混凝土湿式施工所造成的环境污染。另外，对于已建成的钢结构比较容易进行改建和加固,有利于环境保护。

36、钢结构强度大，自重轻，钢比混凝土，砌体和木材强度和弹性模量要高出好多配，因此，钢结构的自重常较轻。例如在跨度和荷载都相同时，普通钢结构的质量只有钢筋混凝土质量的1/10，轻的很多。由于自重较小，刚度大，钢结构特别适合建造大跨度和超高，超重型的建筑物。由于质量轻，钢结构也便于运输和吊装，且可减轻下部结构和基础的负担，降低造价。材质均匀，钢材由于现代化工厂的液量和压制，其内部组织均匀，非常接近于各向同性体。且在一定的应力范围内，属于理想的弹性工作，复合工程力学的采用的基本假定。因此，可根据力学理论对钢结构进行计算，且计算结果准确可靠。塑性，韧性好，钢材具有良好的塑性。钢结构在一般情况下，不会发生突

37、发性破坏，而在事先有较大的变形做预兆。此外，钢材还具有良好的韧性，都能很好的承受动力荷载和地震作用。这些都为钢结构的安全应用了可靠保证。工业化程度高，钢结构是各种型材和钢板，经切割，焊接等工序制造成钢构件，然后运至工地安装。一般钢构件都可以在金属结构厂采用机械化程度高的专业化生产，故精确度较高，制作周期短。对于一些轻型屋面结构，甚至可也在工地边安装。钢结构的安装，由于是装配化的作业，效率很高。拆迁方便，钢结构由于强度高，故适宜于建造质量轻，连接简便的可拆迁的结构。对已经使用的钢结构也方便加固，改建，甚至拆迁。 第二章 框架结构布置及计算简图 2.1 柱网尺寸布置根据建筑方案，考虑框架结构柱网经

38、济间距为6-8m，本工程柱网尺寸布置见图2.1 图2.1 柱网布置2.2 框架结构承重方案的选择 由于本工程采用钢框架结构，楼（屋）盖平面布置中。竖向荷载（恒载及活载，雪载）的传力途径为楼（屋）面板直接传到次梁间接传至主梁（本工程也有竖向荷载的传力直接传到次梁），再由主梁传至框架柱，最后传至基础，所以本教学楼框架的承重方案为纵向框架承重方案。2.3框架结构的计算简图（取4轴处框架）本工程室内外高差0.45m，初步设计基础顶面离室外地面500mm，基础的埋深为则为0.45+0.5+0.7=1.65m ,底层层高3.9+0.45+0.5=4.85 m。 (4轴处)横向框架见图2.4 梁、柱截面尺寸

39、的初步确定2.4.1 梁截面初选本工程主次梁均优先选用窄翼缘热轧H型钢（HN系列），初选截面可按简支梁的要求进行计算，也可按经验公式（本工程按经验公式），将截面高度近似取出；框架柱优先选用宽翼缘热轧H型钢（HW系列），以保证弱轴方向的抗弯能力，设计按照强柱弱梁的设计理念。(1) 框架梁 按照经验公式初步计算，并查热轧H型钢和部分T型钢（GB/T11263）,则选用AB轴和DC轴HN450200914；BC轴HN400200813。(3) 次梁 按照经验公式初步计算，查热轧H型钢和部分T型钢（GB/T11263）,则选用HN4002001016。 2.4.2 框架柱截面初选根据下列公式估算 按照

40、经验公式初步计算， 查热轧H型钢和部分T型钢（GB/T11263）,则选用HW5005002025,A=257.95M第三章 工程做法及荷载统计3.1 屋面（不上人）（22/7）（1）恒荷载1.0mm厚压型钢板 0.12 kN/m2100厚C20砼板 0.125=2.5 kN/m220厚1:3水泥砂浆找平 0.0220=0.4 kN/m2保温层 0.12.5=0.25 kN/m220厚1:3水泥砂浆找平 0.0220=0.4kN/m2 高聚物改性沥青柔性卷涂刷基层处理剂铺贴3-4层厚卷材与基层用热毡法施工表面为乙烯膜，细砂或矿砾保护层 0.4kN/m2 合计： 4.07 kN/m2（2）活荷载

41、 0.5kN/m2 雪荷载： 0.35kN/m2 3.2 楼面（16/3） （1）恒载1.0mm厚压型钢板 0.12 kN/m2100厚C20砼板 0.125=2.5 kN/m2 15厚1：2水泥白石子（或参入有色石子）磨光打蜡 0.0220=0.40kN/m2 刷素水泥浆结合层一道 0.00520=0.1kN/m230厚C20细石混凝土 0.32=0.6 kN/m2合计： 3.62 kN/m2（2）活荷载楼面均布活荷载： 2.5kN/m2走廊、门厅、楼梯： 2.5kN/m23.3 卫生间（防水）楼面（9/3）（1）恒载1.0mm厚压型钢板 0.12 kN/m2100厚C20砼板 0.125=

42、2.5 kN/m2 20厚1：3水泥砂浆找平： 0.40kN/m2防水层：聚氨酯二遍涂膜 0.40kN/m230厚C20细石砼： 0.0320=0.6kN/m25厚1:1水泥砂浆结合层 0.1kN/m2 10厚地砖面层 干水泥接缝 0.0120=0.2 kN/m2合计： 3.82 kN/m2（2）活荷载卫生间楼面均布活荷载： 2.5kN/m23.4 外墙面（12/6）面砖墙面1:1水泥砂浆勾缝12厚面层面砖 19.80.012=0.2 kN/m2 10厚1:2水泥砂浆粘接层 0.2 kN/m210厚1：3水泥砂浆打底扫毛 0.2 kN/m2 刷界面处理剂一道 合计： 0.6kN/m23.5 内

43、墙面（9/5）刷乳胶漆5厚1：0.3：3水泥石灰膏砂浆粉面： 0.00512=0.06kN/m212厚1：1：6水泥石灰膏砂浆打底： 0.01212=0.14kN/m2刷界面处理剂一道 合计： 0.2kN/m23.6 地面（9/2）水磨石地面 15厚1：2水泥白石子磨光打蜡 200.015=0.3 kN/m2刷素水泥浆一道20厚1：3水泥砂浆找平层 200.02=0.4 kN/m260厚C15混凝土： 0.0625=1.5kN/m2100厚碎石夯实： 0.115=1.50kN/m2素土夯实 合计： 3.7kN/m23.7 卫生间（防水）（13/2）10厚地砖，干水泥擦缝： 0.0120=0.2

44、0kN/m2撒素水泥面（撒适量清水） 20厚1：2干硬性水泥砂浆粘接层： 0.0220=0.40kN/m2刷素水泥浆一道40厚C20细石混凝土： 0.0425=1kN/m2防水层：聚氨酯三遍涂抹，厚1.8 0.2kN/m260厚C15混凝土，随捣随抹平： 0.0625=1.5kN/m2100厚碎石夯实： 0.115=1.5kN/m2素土夯实 合计： 4.8kN/m23.8门厅及其他地面（12/2）15厚地砖，干水泥擦缝： 0.1520=0.30kN/m2撒适量清水25厚1：2干硬性水泥砂浆粘接层： 0.0225=0.50kN/m2刷素水泥浆一道60厚C15混凝土，随捣随抹平： 0.0625=1

45、.5kN/m2100厚碎石夯实： 0.115=1.5kN/m2素土夯实 合计： 3.8kN/m23.9 地面踢脚（4/4）10厚1：2.5水泥砂浆 0.0120=0.02kN/m212厚1:3水泥砂浆打底 0.01220=0.24kN/m2刷界面处理剂一道 合计： 0.26kN/m2 3.10 散水（3/12）混凝土散水60厚C15混凝土撒1：1水泥砂子压实抹光： 0.0625=1.5kN/m2120厚碎石垫层： 0.1215=1.8kN/m2 素土夯实，向外坡4 合计： 3.3kN/m23.11 常用材料及构件单位重量玻璃门： 0.2kN/m2玻璃窗： 0.2kN/m2200厚蒸压粉煤灰加气

46、混凝土砌块 0.25.5=1.1kN/m2各钢截面尺寸和特性见表3.1：构件类型截面尺寸hbtwtf(mm)截面积A(cm2)单位长度重量m（kN/m）Ix(cm4)Wx（cm3）IY(cm）ix(cm4)Wy(cm3）iy(cm）柱5005001520257.952.0211555946983353121.17144211.4横向框架梁AB和CD45020091495.430.749319731421187018.34.11横向框架梁BC40020081383.370.654227751139173516.534.56次梁40020071171.410.56119023960.8144616

47、.32145.34.5表3.1 构件截面尺寸及特性 第四章 框架侧移刚度的计算4.1 框架梁柱线刚度计算在框架弹性分析中，由于楼板和钢梁连接在一起，应该考虑现浇板和钢梁共同作用，且在设计中使楼板和钢梁间有可靠的连接:中框架梁应取1.5倍，边框架梁取1.2倍。柱线刚度：梁线刚度：， 边框梁架柱线刚度图（107kN.m ） 中框梁架柱线刚度图（107kN.m ）框架计算简图如图4.1。图4.1 框架计算简图4.2 柱线刚度D值修正各层各柱线刚度D值计算见表4.1框架柱侧移刚度框架位置楼层柱位ic一般层k=kb/2kc底层k=kb/kc一般层a=k/k+2底层a=k+0.5/k+2层高（m）柱子数D

48、小计每层边框架24边3.80.7890.2833.60.99643.9848.46中3.80.940.323.61.1244.481边2.80.540.414.850.79543.187.37中2.81.2780.544.851.04744.188中框架24边3.80.8260.293.61.021414.2831.6中3.81.10.3353.61.241417.361边2.80.560.4144.850.80251411.23526.7中2.81.490.574.851.1041415.456 4.3 顶点位移计算一层：D=二到六层：D= 因为 ,故该框架为侧向刚度为规则框架。（2）框架各

49、层位移的计算见表4.2表4.2 框架顶点假想水平位移计算表层数Gi(kN)Gi(kN)D(kN/m)=Gi/D总位移(m)44733.44733.44258000.011120.12935249.769983.164258000.023450.11825249.7615232.924258000.035770.0951523620468.923470000.058990.059第五章 重力荷载代表值的计算5.1 建筑物总重力荷载代表值Gi的计算 第一层荷载代表值计算梁柱自重计算：主梁： 312.8kN次梁：123.3 kN框架柱：（2）内外墙（包括门窗）自重：外墙：内墙：合计：墙体自重合计：1

50、103.9Kn一层门窗型号个数宽度/M高度/M每平米重(KN/m2)单个重总计kNC153.61.80.452.91614.58C2121.81.80.451.45817.496M150.92.40.450.9724.86M281.22.40.451.29610.368M323.630.454.869.72M421.82.40.451.9443.888总重60.912(3)楼面荷载恒载：活载：5.2 建筑物总重力荷载代表值G2的计算第二层荷载代表值计算荷载统计方法同第一层，计算过程见手算底稿主梁： 312.8kN次梁：123.3 kN框架柱：门窗重见下表二-三层门窗型号个数宽度/M高度/M每平

51、米重(KN/m2)单个重/KN总计kNC163.61.80.452.91617.496C2111.81.80.451.45816.038M440.92.10.450.85053.402M581.22.10.451.1349.072玻璃幕墙163.60.112.3762.376总重48.384内外墙自重：外墙 内墙：墙体合计：953kN楼面恒载：2654kN 楼面活载：1892.7kN5.3 建筑物总重力荷载代表值G3的计算第三层荷载代表值计算主梁： 312.8kN次梁：123.3 kN框架柱：内外墙自重：外墙 内墙：墙体合计：953kN门窗重见下表四层门窗型号个数宽度/M高度/M每平米重(KN

52、/m2)单个重/KN总计kNC163.61.80.452.91617.496C2111.81.80.451.45816.038M440.92.10.450.85053.402M581.22.10.451.1349.072玻璃幕墙163.60.112.3762.376总重48.384楼面恒载：2654kN 楼面活载：1892.7kN5.4建筑物总重力荷载代表值G4的计算第四层荷载代表值计算荷载统计方法同第一层，计算过程见手算底稿主梁： 312.8kN次梁：123.3 kN框架柱：女儿墙 墙面装饰荷载统计：包括在前面各层墙自重中。重力荷载代表值Gi计算如下：G4= G3= G2=G1= 集中于各楼

53、层处的重力荷载代表值见图5.1第六章 横向框架水平地振作用下的内力和侧移计算6.1 计算横向框架自震周期建筑结构的自震周期，除了多层砌体结构外，是抗震设计中必不可少的重要参数。按建筑抗震设计规范第5.1.5条的规定，自震周期可采用顶点位移法计算。设防烈度为7度，地震加速度为0.1g,地震分组为一组，二类建筑场地Tg=0.35s; max = 0.12； 6.2地震作用计算1.对于横向框架的水平地震作用根据本工程设防烈度7、类场地土，设计地震分组为第一组，查抗震规范特征周期Tg = 0.35，max = 0.12取结构等效总重力荷载代表值得0.85：2.顶点附加地震作用系数因为T1=0.5521

54、.4Tg =0.49,根据规范查得顶部附加水平地震作用系数 各楼层的地震作用和地震剪力标准值由表6.1计算列出。 Fi= Gi Hi FEk/（Gk Hk）表6.1 楼层地震作用和地震剪力标准值计算表层数hiHiGiGiHiFi=GiHiFEk/（GkHk）FiVi 43.615.654733.474077.710.3577667.3667.2833.612.055249.7663259.6080.3055419.11086.423.68.455249.7644360.4720.214293.91380.214.854.85523625394.60.122168.21548.5 6.2.1 楼

55、层水平地震剪力最小值验算根据建筑抗震设计规范中5.2.5条的规定，抗震验算时，结构任一楼层的水平地震剪力应符合下式要求：式中 第i层对应于水平地震作用标准值的楼层剪力；剪力系数；第j层的重力荷载代表值。查建筑抗震设计规范中表5.2.5，得楼层最小地震剪力系数=0.024 层数Vi GiGi4667.284733.40.024113.601631086.45249.760.024125.9942421380.25249.760.024125.9942411548.4752360.024125.664 地震剪力最小值验算表6.2.1 6.3 多遇水平地震作用下的位移（变形）验算钢筋混凝土框架结构是

56、建筑抗震设计规范第5.5.1条 ，即式中，多遇地震作用标准值产生的楼层内设计最大的弹性层间位移； 弹性层间位移角限值，查建筑抗震规范,得钢筋混凝土框架结构的。水平地震作用下框架结构的层间位移和顶点位移分别按下列公式计算： = = 计算过程见表6.2。由此以上计算可见，最大层间弹性位移角发生在第一层，满足规范要求。 层数ViDiUihi层间相对转角备注4667.284258000.0015673.61/2300层间转角满足结构层高1/250的要求31086.44258000.0025513.61/140021380.24258000.0032413.61/110011548.473470000.

57、0044624.851/1000 表6.2横向水平地震作用下的位移验算6.4 横向框架在水平地震作用下的内力分析取4轴线框架为计算单元，以下是考虑左震情况下的详细计算过程，右震情况下计算方法相同，不再赘述。6.4.1框架柱端剪力及弯矩计算框架柱端剪力及弯矩分别按下列公式计算：， 表6.4 各层A柱端剪力及弯矩的计算表层次边 柱43.6667.284258001020015.980.8260.3537.420.133L3.61086.364258001020026.020.8260.456.237.4723.61380.244258001020033.060.8260.4565.253.5614

58、.851548.47340700800036.340.8260.6561.69114.56表6.5 各层B柱端剪力及弯矩的计算表层次中 柱43.6667.284258001240019.431.10.3545.524.4833.61086.364258001240031.61.10.448.345.5023.61380.244258001240040.21.10.4579.665.1214.851548.473407001104050.21.490.6585.2158.266.4.2 梁端弯矩、剪力及柱轴力的计算梁端弯矩、剪力及柱轴力的计算分别按下式计算：式中，分别表示节点左、右梁的线刚度；分

59、别表示节点左、右梁的弯矩；为柱在层的轴力。由于对称性，故只需计算两轴线处相对应的梁端弯矩、剪力及柱轴力。具体计算过程见表6.6。表6.6 梁端弯矩、剪力及柱轴力计算层数AB跨BC跨柱轴力M左(KN.M)M右(KN.M)V(KN)M左(KN.M)M右(KN.M)V(KN)Na(KN)Nb(KN)437.417.1-6.128.428.4-216.114.9376.3334.8-12.357.957.9-4218.444.92102.9746.99-16.6678.1178.11-57.8635.0686.091115.2956.5-19.0893.8793.87-69.4954.15136.49

60、6.4.3 水平地震作用下横向框架内力图水平地震作用下横向框架的弯矩图、梁剪力图及轴力图绘制分别见图6.4.1、图6.4.2。 图6.4.1水平地震作用下图（单位：kNm） 图6.4.2 水平地震作用下梁V图，及柱N图。第七章 竖向荷载作用下横向框架结构的内力计算7.1 荷载作用分析根据以上荷载情况和结构布置，荷载按下面原则取值：次梁承担由屋面板、楼面板传来的荷载形式，横向框架主梁承担由次梁传来的荷载为集中荷载，梁的自重和梁上的墙体荷载按均布荷载加在梁上，外墙荷载按集中荷载加在梁柱节点处。由于结构对称，在竖向荷载作用下无侧移，其内力分析可采用弯矩分配法。恒载作用下计算简图7-1如下，活荷载简图