西安建筑科技大学成教教学楼设计

西安建筑科技大学成教教学楼设计学生姓名：李宁指导教师：熊仲明（土木工程学院土木工程专业）【摘要】：该建筑为西安建筑科技大学教学楼，7层，建筑高度25.95m，建筑面积5150㎡，总造价约500万元。根据岩土工程勘察报告确定场地类别为Ⅱ类。抗震设防烈度8度，设计基本地震加速度0.2g。西安市A2区小震时特征周期Tg=0.5s，地震影响系数最大值αmax=0.15，大震时Tg=0.65s，αmax=0.80。结构类型为混凝土框架。结构安全等级二级，耐火等级二级。设计包括两部分，建筑设计部分包括平面设计，立面设计和剖面设计。结构设计部分包括结构体系的选择，结构平面布置，基础选型，竖向荷载和水平荷载的计算，框架和基础内力分析及截面设计以及抗震构造措施等。【关键词】：西安建筑科技大学；框架；筏板【Abstract】：ThebuildingisateachingbuildingofXi’anUniversityofArchitecture&Technologywhichis7storiesandthebuildingheightis25.95m.Theconstructionareais5150㎡.5millionyuanwillbeinvestedforthisbuilding.Dependingonthereportofexploration,thetypeofsiteofthisbuildingisⅡ.Theseismicfortificationintensityis8degreeandthedesignbasicaccelerationofgroundmotionis0.2g.BecausethisbuildinginA2area,thecharacteristicperiodofgroundmotionTg=0.5s,αmax=0.15forsmallearthquake,Tg=0.65s,αmax=0.80forviolentearthquake.Theconcreteframestructurewaschosenforthisbuildingandthestructuresafeclassis2.Theclassoffireresistanceis2.Thedesigncontainstwopartswhicharearchitecturedesignandconstructiondesign.Architecturedesigncontainsplanedesign,standingdesignandsectionplanedesignetc.Constructiondesigncontainsthechoiceofstructuralsystemandfoundationsystemthedisposaloftheframestructure,erectdirectionloadsandlevelloadscalculation,beamsandcolumniationsinternalforceanalysis,combinationanddetailsofseismicdesignetc.【Keywords】：Xi’anuniversityofarchitectureandtechnology,frame,raftfoundation1建筑设计说明书1.1工程概况本建筑为西安建筑科技大学教学楼，西安建筑科技大学位于西安市雁塔路中段，教学楼位于该校东北部，北为友谊路，东邻空军医院家属院。因为隶属西安建筑科技大学的一部分，因此其他行政、办公、生活福利建筑，部分教学建筑及设施均可使用学校相应的建筑和设施。本建筑中主要是普通教室，阶梯教室。建筑面积5135m2，7层，总投资500万元。1.2设计原始资料(1)冬季采暖室外空气计算温度6℃，夏季通风室外空气计算温度30℃。活(2)室内悄计算温度：反卫生间，楼年梯间，大厅翠为惯16塑℃捷，其他均为规18单℃偷。泥(3)全年竟主导风向为绿东北风，冬录季平均风速劲为难1.9m密/s，夏季凤2.2m归/s，基本存风压值为W饼0于=0.35办kN/m走2报。瑞(4)最大川积雪深度咳220mm饶，基本雪压论S萌0梢=0.20倡kN/m扮2屈，土壤最大禁冻结深度沉0.45m披。源(5)抗震死设防烈度8贞度，A茎2醉区：T拒g提=0.5s熟，隙α括max谈=0.15坏。贴(6)室内慧地坪标高险±辩0.000泽，相当于绝废对高程区418.2份7m草。盒(7)工程吊地质勘察由警西安建筑科查技大学岩土差工程研究所瓣完成，自然标地面标高栏418.0村3m央，场地地貌割单元属渭河芹南岩扬Ⅲ牙级阶地。地骨下水属于潜碗水类型，勘差察期间稳定剃水位深8.蔽5挎-9.02候m完，地下水对海混凝土无腐弦蚀性。握场地土层分写布具有明显流的规律性，牵从上到下依始次为杂填土排厚2.0鼓-3.5m叛；黄土，中芹等压缩性，网厚度较大；已古土壤，中厦等压缩；粉败黏土，中等刊偏低压缩性疑。黄土层建洗议地基承载落力标准值f穷k袍=150k柏P塔a养。顶1.3建块筑平面设计飘向总平面设骡计醉总平面图见失图1.1，杠该建筑耐火榆等级为二级柄，四周较空陶旷，满足防印火间距的要素求，消防车剑道可以利用线友谊东路，历日照，通风详，卫生等要怠求均能满足养。劝包平面设计粥该建筑开间碍为充3.3m牛，进深敌7.2m裂，采用柱距帆为曾6.6m无的大柱网。添在端部设旧一跨度为市9.9m秋。每三个开柔间合为一教梢室，阶梯教送室布置在底视层。计算机脖房与阅览室凳布置在顶层作，各层教室汇休息室靠近此楼梯布置。拐辅助房间设协计：卫生间态平面设计：撤为保证卫生义间的自然通粱风，将卫生霸间布置在建恭筑的西端头宜，卫生间前轿设置一阳台偶，卫生间左叼右相邻。交跳通联系部分肝的平面设计呢：设计走廊铜净宽为小2m雀，取轴线尺欣寸为阳2700m傍m废。为使人流摄尽早分散，西避免底层走样廊过于拥挤勉，将楼梯与明门厅结合在析一起布置，部另在靠近西版端头处再设亿置一楼梯。就建筑平面组亚合设计：阶衔梯教室与设夺计室人员流突动较多，置惧于底层。计倚算机房与阅适览室为便于逆管理，置于尤顶层。教室窗休息室靠近至楼梯布置。膀卫生间置于村通风条件良叶好的西端头扔。普通教室勾在各层灵活楚布置。必1.4建币筑剖面设计夏该建筑为7拔层，底层层逝高取湾3.9m证，其余各层库取隆3.6m母。室内外高乎差为绢450mm业。窗高h=偏2.1m棕，室内地面病至窗台高度竿为胡0.9m松，则窗上缘刊高度为踢3.0m怪。哀1.5建倾筑立面设计鹿学校建筑应乱严谨而活泼枝，该建筑采拳用非对称设滴计，门厅布胞置于建筑的严中轴线西侧膝，靠近西安互建筑科技大爸学北门，两息入口相互呼煮应，以表明虹其与西建大局的从属关系免。门厅正上虚方和卫生间企前，各层均盆出挑阳台，冶以丰富立面煤效果，由此看在立面上竖草向划分为阳总台宋—欧窗淹—范阳台屯—互窗四大块，旋在横向上由态外墙的不同扇颜色来联系昌与分割，地责面到窗台用搬浅灰色，形书成贯穿整个步建筑的色带守，与阳台的果白色能较好插的过度，灰炸色的后退感肉又突出白色予阳台的评立面效果。故窗台以上用鞋砖红色，典鸡雅大方，与板校内的南阶块梯，逸夫楼寄，继续教育会学院教学楼架形成统一的陷风格。窄在结构设计氧中取的梁高塔可能不一致仿，引起窗洞唤高度的变化耕，在外立面下上用与窗颜讽色相近深色售调整。底层驾阶梯教室临抚街一侧墙不川设置窗，用延花岗岩饰面忌。钥1.6构脑造设计仇内外墙体材桃料及厚度的慌确定，楼地姥面面层材料雅的选择，檐恒口构造详细乡见建施3详絮图。野1.7防篇火设计充该建筑耐火面等级为二级喇，航建筑分类为们二类。乡故每层为一虑防火分区。陆设有两部楼隶梯笋，树每个防火分合区的安全出聚口词为且2个燃，盖识满足规范的条要求。旋汤安全疏散距笼离满足规范角要求。踢设封闭楼梯盛间铺，在走道和腔楼梯交汇处幅设置防火门扑。哲2结构设耐计计算书困2.1符颜号规定略鱼2.2结海构布置及计船算简图盈根据该建筑冷的使用功能陡以及建筑设走计的要求，酱进行了建筑映平面、立面痰和剖面的设种计，其标准弄层建筑平面慎，结构平面隆和剖面详见次图。迁楼盖以及屋母盖均采用现基浇钢筋混凝披土结构，楼子板厚度取仓100努mm仿。梁截面高得度按照梁跨派度的1/1锐2至1/8伐估算。该框龙架的抗震等梨级为二级。赔基础选用肋约梁式筏板基绸础，基础埋间深垄2.2恶m宜,蝇肋梁高度秀1.2m圈。乏框架结构计善算简图取顶反层的形心线佩作为框架柱灯的轴线，取腰板底为框架垮梁轴线，2滚至7层柱高贫即为层高，伍取宫3.6m锹，底层柱高寇度从基础顶来面取至一层欧板底：恨h链1睁=3.6-阔.01+0总.45+1执=帐5.25m佛。寇2.3重忠力荷载代表掏值计算竭分别计算屋谎面以及楼面扭的永久荷载择标准值，屋则面及楼面可趋变荷载标准邪值，梁、柱元、墙、窗、芦门重力荷载伴值，然后计追算各层重力叠荷载代表值猎。名2.4框魔架侧移刚度俘计算嘴根据梁柱的北线刚度比企的不同，框型架柱可分为驰中柱，边柱春和楼梯间柱民等。将上述兽不同情况下盾同层框架柱玻的侧移刚度挽相加，即得团框架各层层颗间侧移刚度丈∑产D特i计,愿该框架为规脱则框架。猜2.5横勺向水平地震号作用下框架见结构的侧移慈和内力计算招本建筑高度璃不超过拳40死m市，质量和刚类度沿高度分鹊布比较均匀校，变形以剪棕切变形为主执，采用底部笛剪力法计算浸水平地震作底用。根据西疫安地区抗震紫设防区划图探，该建筑属昌于A霞2悉区，T捎g惜=0.5s脂，亚α主max雹＝0.15的，求得水平教地震作用。瞎经验算弹性掏层间验位移角满足户规范要求。小用D值法分握析结构内力棕。酬2.6竖魔向荷载作用河下框架结构鲁的内力计算哗腹框架内力计皆算饮取伍④册轴线处框架务进行计算，触由于房间内腐布置有次梁快，故直接传母给该框架的服楼面荷载需违要分割，计扮算单元范围享内的其余楼堵面荷载则通嘉过次梁和纵串向框架以集很中力的形式询传给横向框锐架。由于纵帅梁对柱有偏林心，所以在旱框架节点上贩还作用有集储中力矩。药（1）荷载减计算向恒载计算与锹活荷载计算忌，具体过程折略。吉（2）内力脚计算堂梁端和柱端畅弯矩采用弯胞矩二次分配嫌法计算。先党确定梁的固悲端弯矩以及暂节点各杆的帝弯矩分配系丧数。在竖向复荷载作用下剑，结构为奇蒸数跨对称结嗓构，故可取胖半框架进行仗计算。梁端家弯矩求出后念，从框架中辈截取隔离体捡，应用平衡敲条件，梁端跃剪力可根据沈梁上竖向荷春载引起的剪母力与梁端弯萄矩引起的剪呜力相叠加而相得，柱端剪字力可由柱端状弯矩确定。尚柱轴力为柱似所在层以上邀所有与该柱反相连的梁端命剪力和节点学集中力之和屯，计算恒载辅作用时的柱纵轴力要考虑晶柱的自重。像暮躲横向框架缠内力组合灯该结构为框姜架结构，高级度小于迎30m叫，烈度为8锡度，可确定淹建筑抗震等瘦级为二级。跪（1）框架卸梁内力组合拍在设计过程柜中考虑了四娱种内力组合杨，即可变荷大载控制的组敬合唐1.2S摊Gk宽+1.4S仅Qk遗，永久荷载校控制的组合归1铅.35S棉Gk酒+S袜Qk刻，地震作用祸下的不利组义合谊1.2S削GEk羊+1.3S侵Ek殿和地震作用谱下的有利组什合算1.0S丈GEk纽+1.3S守Ek习。身在实际计算拾中均从正弯眼矩值较大的泄支座剪力判喇断跨中弯矩学最大值发生皆的位置，在糕对称荷载作殊用下，跨中虾弯矩最大值晕总是偏向于俊支座弯矩正砖弯矩较大的小一侧。除在地震作用缺下的组合中掠考虑有利作场用与不利作猪用。换（2）框架粗柱内力组合贡取每层柱子构顶和柱底两饱个控制截面殖，进行三种请内力组合，此即可变荷载赌控制的组合引1.2S池Gk践+1.4S别Qk陡，永久荷载请控制的组合帆1絮.35S就Gk剧+S漂Qk佣，地震作用弟下的不利组吊合浩1.2S虫GEk均+1.3S完Ek泳。嘉2.7截烈面设计拣海框架梁渔（1）正截顿面受弯承载老力计算舱鼠将支座中心暖处的弯矩换亦算为支座边晓缘控制截面启的弯矩再进蒜行配筋计算耽。当梁下部地受拉时，现胃浇板可作为寿受压翼缘，检将梁下部钢拼筋伸入支座猴，作为支座标负弯矩作用闷下的受压钢杂筋进行计算毙。熄（2）梁斜科截面承载力录计算淡经框架柱锋（1）剪跨馋比和轴压比泉验算侦（2）框架姥柱正截面承玻载力计算麻遵循强柱弱翻梁的设计原裳则，为了保品证框架柱的筒受弯承载力诸大于梁的受江弯承载力，竭避免柱中出训现塑性铰而乘形成柱铰型呢破坏机构，卖需要根据梁遵端弯矩对柱爬端弯矩进行扔调整，并与炉柱端组合弯别矩的调整值眼比较后，选凶出最不利内俱力，进行配钻筋计算。欢（3）柱斜练截面受剪承葱载力计算触为防止构件服发生脆性剪烤切破坏，宜查使构件的斜剥截面的受剪缓承载力大于纵构件弯曲屈悔服时实际达翁到的剪力。暖帅框架梁柱蒜节点核芯区党截面抗震验者算宇该框架的抗童震等级为二资级，根据《骄建筑抗震设将计规范》（披GB50丸0011－溉2001）结，节点核心俗区阔配箍特征值键不宜小于0允.10语，群且体积配箍跌率分别不宜浇小于0.5遥％圆。丛2.8罕逐遇地震作用占下弹塑性变裙形验算克根据《西安伪市抗震设防币区划》罕遇伪地震下T失g缓=0.65夜s，代α奉max喷=0.80么，多遇地震遇下T求g调=0.5s插，堵α英max睬=0.15拐。则0.8挣/0.15湿×怀（0.65剩/0.5）粪0.9渔=6.75尘。按照框架毁梁、柱的实暖际配筋面积辣和材料强度威的标准值计屯算构件端部歇的实际正截寨面承载力。样最大的层间其弹塑性位移柜角度发生在惑底层，悠θ融p梢=1/52狭>1/50蛇，满足要求抢。可2.9基吹础设计卵根据工程地移质勘察结果舅，选用柱下主肋梁式筏板卧基础，其具出有减小基底弃压力和调整迈不均匀沉降状的能力，埋挖置深度取授2.2m缸，筏板厚度公取魂500mm赌，纵、横向扑肋梁均取h骆b吊=胳1200m绸m盘，b积b验=焦800mm证。f惜ak厌=150k朱N/m崭2盆，取勒η牢b雾=0.3，座η器d惧=1.6深料宽修正后，彻f昨a禁=150+槽0.3吵×辱19僚×满3+1.6载×党19歉×葬2=227螺.9kN/映m茂2走。念混凝土强度贸等级为C3员0（f耍c洗=14.3钓N/mm傲2餐，f杏t服=1.43碰N/mm侧2档），底板钢队筋选用HR粉B335级厦钢筋（f晋y斗=f见y虾’谦=300因N/mm束2楚），基础梁光钢筋选用H些RB400家级钢筋（f珠y它=f肿y包’凭=360末N/mm照2貌），箍筋H间PB235绵级钢筋（f苹y辅=f张y瞒’晚=210冬N/mm哪2茫）。蜻弯基础底面照积的确定吴《建筑地基钻基础设计规彼范》（GB配5000圾7－200趟2）莲建议基底平匙面形心宜与拨结构的竖向材永久荷载重忙心重合，横叛向肋梁两端篮伸出轴线员1.5m甲，纵向肋梁饮在偏心方向缓伸出轴线黑1.6m徒，另一方向系伸出轴线毅0.6m凉。睛捎基础梁板克内力分析隙非地震作用枕组合时，取僵1.2S馒Gk设+1.4S沿Qk丰进行计算尿底板计算略阶。基础梁为唤边横梁、内扯横梁、边纵阶梁和内纵梁分，内横梁按次“雅倒梁法轿”剑计算，用结距构力学求解困器求解。丛秘配筋计算么（1）底板嗓配筋商按照规范构盲造要求，在武实际配筋中夸做适当调整沙，跨中钢筋回全部连通，提支座钢筋有劲1/2贯通郊全跨。寇（2）基础眯梁配筋汪正截面受弯屿承载力与斜田截面受剪承城载力计算，棵过程略。美3框架柱慢截面尺寸对验层间位移角病的影响具在对比相同丢截面增量情精况下的剪力窄增量和刚度截增量比值时胡，在西620mm弹与位640mm妹之间出现了另比值的最小摊值到最大值礼的跳跃，即饰地震作用的奴增率较刚度绘增率发展更宇为迅速。由迅此可见，对息于该建筑，量调整该建筑府的柱截面尺此寸使剪力增葬量与刚度增踏量比较小，膀即反620mm下左右，应该后是最能充分狐利用截面抗占侧移刚度而越使所吸引地雁震作用增量议最小的区段番。亏附件1求庭基础梁内力沈的INP文字件（略）纵附件2P懂KPM计算意结果极其分布析（略）锈附图1底旺层平面图蹄附图2结构梁平面布置图谢辞饿初入大学校策园的情景历丧历在目，转堂眼即将毕业吼离校。回首移大学四年，压突然发觉自蛮己成熟了许母多，也在不革知不觉中喜们欢上了自己叛的专业，不沃像初入校时反的彷徨迷茫竞。拒如今毕业设艇计终告一段貌落，从选题谣直至最终定铲稿，都在候熊仲明茫老师的悉心构指导下完成欠。老师严谨宿求实的治学号方法和诲人劣不倦的教学扇态度给我留孕下了深刻的设印象，我学宁到的不仅是食结构设计，巡更多的是为惑人处事。在息此王向熊谷老师致以深厌深的敬意和既诚挚的感谢中！竭在整个设计低过程中，还伸得到了同组窄马王东同学筝协助，为将午来工作中的星团队合作打壳下基础，在招此表示感谢傍！详还要感谢我朝的父亲和母愧亲，没有他摇们这么多年肯的含辛茹苦脖和关怀教育恼，就不会有坊我今天的一绪点成绩。订四年的学习纷与生活不过俯是弹指一挥安间，但这四弊年又是人生设关键的四年毁。这段时间贩的所见所闻戏，所思所想稼，所学所用欠，将对我今掀后的求学和茶工作生涯产林生深远的影煤响。参考文献馅[1]建耕筑设计资料诉集（1、2羽