哈爾濱音樂學(xué)院教學(xué)樓設(shè)計(jì).doc

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哈爾濱音樂學(xué)院教學(xué)樓設(shè)計(jì) 摘 要 本工程是教學(xué)樓,共五層，底層4.2m，其他層高均為3.6m，建筑面積為5177.12m2,建筑總體布置為一字形，結(jié)構(gòu)為現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，抗震設(shè)防烈度為6度，抗震等級(jí)為三級(jí)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)取一榀具有代表性的框架進(jìn)行設(shè)計(jì)，活荷載計(jì)算采用三種不利組合，水平地震作用采用底部剪力法計(jì)算。內(nèi)力計(jì)算中恒荷載作用采用迭代法進(jìn)行計(jì)算，活荷載采用分層法進(jìn)行計(jì)算，水平荷載作用采用D值法進(jìn)行計(jì)算，內(nèi)力組合考慮非抗震組合和抗震組合。截面設(shè)計(jì)時(shí)考慮“強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎”的原則進(jìn)行內(nèi)力調(diào)整，最后進(jìn)行了樓梯設(shè)計(jì)。 在確定框架布局之后，先進(jìn)行了層間荷載代表值的計(jì)算,接著利用頂點(diǎn)位移法求出自震周期，進(jìn)而按底部剪力法計(jì)算水平地震荷載作用下大小，進(jìn)而求出在水平荷載作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力（彎矩、剪力、軸力）。接著計(jì)算豎向荷載（恒載及活荷載）作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力。 找出最不利的一組或幾組內(nèi)力組合， 選取最安全的結(jié)果計(jì)算配筋并繪圖。此外還進(jìn)行了結(jié)構(gòu)方案中的室內(nèi)樓梯的設(shè)計(jì)，完成了平臺(tái)板，梯段板，平臺(tái)梁等構(gòu)件的內(nèi)力和配筋計(jì)算及施工圖繪制。 關(guān)鍵詞： 框架；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；抗震設(shè)計(jì) Abstract This is a teaching building of a university. It has five stories, and the height of the every storey is 3.9 meters. The building area of this engineering is5177.12 square meter, height is 19.8 meter. Building the intake workinteger arranges for L form, the structure is now to sprinkle the steel concrete framing structure, anti- the earthquake establishes to defend strong kilowatt hour as 7 kilowatt hour, anti- earthquake order is x-rated. Structural design the hour take a has the representative framing proceeds the design. In the calculation of internal forces,permanent load function uses iterative method o carry on the computation , while variable load uses the delamination to carry on the computation，level quake function adoption the bottom shearing force logarithm of timw fitting method logt computes, inner force computation inside perpendicular lading function adoption the layering logarithm of timw fitting method logt proceeds the computation, the level lading function adopts the worth logarithm of timw fitting method logt in D proceeds the computation, inner force articulation consider not anti- earthquake combine to shake the articulation with anti-.Cutting the hour of design considers" the weak beam, strong shear in strong stanchion is weak curved" of principle proceeding inner force readjustment. Finally to the stair way design When the directions of the frames is determined, firstly the weight of each floor is calculated. The seismic force can be assigned according to the shearing stiffness of the frames of the different axis. Then the internal force (bending moment, shearing force and axial force ) in the structure under the horizontal loads can be easily calculated. After the determination of the internal force under the dead and live loads, the combination of internal force can be made by using the Excel software, whose purpose is to find one or several sets of the most adverse internal force of the wall limbs and the coterminous girders, which will be the basis of protracting the reinforcing drawings of the components. The design of the stairs is also be approached by calculating the internal force and reinforcing such components as landing slab, step board and landing girder whose shop drawings are completed in the end. Keywords : frames, structural design, anti-seismic design 目 錄 摘 要 I Abstract II 第1章 建筑設(shè)計(jì)說明書 1 1.1 場(chǎng)地圖 1 1.2 工程概況 1 1.2.1 工程名稱 哈爾濱音樂學(xué)院教學(xué)樓 1 1.2.2 工程類型 多層教學(xué)建筑 1 1.2.3 工程規(guī)模 1 1.2.4 自然條件 1 1.3設(shè)計(jì)意圖 2 1.4 建筑設(shè)計(jì)說明 2 1.4.1 平面設(shè)計(jì) 2 1.4.2立面設(shè)計(jì) 2 1.4.3剖面設(shè)計(jì) 2 1.4.4屋面設(shè)計(jì) 2 1.4.5門窗設(shè)計(jì) 3 1.4.6墻體 3 1.4.7建筑做法 3 第2章 教學(xué)樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說明書 7 2.1 工程概況 7 2.1.1 本工程是一五層教學(xué)樓綜合建筑 7 2.1.2 本工程采用框架結(jié)構(gòu) 7 2.1.3 本工程抗震設(shè)防烈度為7度。 7 2.2 設(shè)計(jì)依據(jù) 7 2.2.1 巖土工程勘察報(bào)告提供地基承載力特征值為210Kpa 7 2.2.2 采用相關(guān)規(guī)范 7 2.2.3 建筑物樓面均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值及永久系數(shù) 8 第3章 結(jié)構(gòu)計(jì)算書 9 3.1 設(shè)計(jì)資料 9 3.1.1 年降雨量 9 3.1.2 最熱最冷月平均溫度 9 3.1.3 全年主導(dǎo)風(fēng)向 9 3.1.4 基本雪壓0.45KN/m2; 9 3.1.5 基本風(fēng)壓0.55KN/m2; 9 3.2 結(jié)構(gòu)選型 9 3.2.1 結(jié)構(gòu)體系選型 9 3.2.2 其他結(jié)構(gòu)選型 9 3.4 樓板及屋面板的設(shè)計(jì) 13 3.4.1 荷載統(tǒng)計(jì) 13 3.4.3 板的配筋計(jì)算 18 3.5 框架結(jié)構(gòu)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算 (取一榀框架為計(jì)算單元) 21 3.5.1 恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值G 21 3.5.5 核算框架梁柱截面尺寸及框架水平位移 28 3.6 內(nèi)力計(jì)算 (所有荷載值均取用荷載標(biāo)準(zhǔn)值) 31 3.6.1 恒荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算 31 3.6.2 活荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算 39 3.6.3風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算 57 3.7 內(nèi)力組合 58 3.7.1 考慮梁端彎矩調(diào)幅 59 3.7.2 按強(qiáng)剪弱彎要求對(duì)柱端、梁端剪力進(jìn)行調(diào)整 61 3.7.3 框架內(nèi)力組合 65 3.8內(nèi)力調(diào)整 66 3.8.1強(qiáng)柱弱梁的要求 66 3.8.2 強(qiáng)剪弱彎的要求 67 3.9 梁、柱截面配筋計(jì)算 69 3.9.1 梁截面設(shè)計(jì) 69 3.9.2 柱截面設(shè)計(jì) 75 3.10 樓梯設(shè)計(jì) 75 3.10.1梯段斜板設(shè)計(jì) 79 3.10.2 平臺(tái)板設(shè)計(jì) 80 第4章 基礎(chǔ)計(jì)算 84 4.1 承臺(tái)一 84 4.1.1示意圖： 84 4.1.2 基本資料 84 4.1.3 控制內(nèi)力 85 4.1.4 承臺(tái)自重和承臺(tái)上土自重標(biāo)準(zhǔn)值 Gk： 85 4.1.5 承臺(tái)驗(yàn)算 86 4.2 承臺(tái)二 93 4.2.1 示意圖： 93 4.2.2 基本資料 93 4.2.3 控制內(nèi)力 94 4.2.4 承臺(tái)自重和承臺(tái)上土自重標(biāo)準(zhǔn)值 Gk： 94 4.2.5 承臺(tái)驗(yàn)算： 95 4.2.5.1 承臺(tái)受彎計(jì)算 95 參考文獻(xiàn) 102 致 謝 103 哈爾濱音樂學(xué)院教學(xué)樓設(shè)計(jì) 第1章 建筑設(shè)計(jì)說明書 1.1 場(chǎng)地圖 圖1.1 建筑場(chǎng)地平面圖 1.2 工程概況 1.2.1 工程名稱 哈爾濱音樂學(xué)院教學(xué)樓 1.2.2 工程類型 多層教學(xué)建筑 1.2.3 工程規(guī)模 總建筑面積5177.12m2，層數(shù)5層，底層柱高4.2m,其他層高均為3.6m，室內(nèi)外高差為0.6 m；東西長(zhǎng)65.7m，南北長(zhǎng)為17.7m，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，呈長(zhǎng)方形平面。 1.2.4 自然條件 （1）溫度：最熱月平均310C,最冷月平均2.80C,夏季極端最高39.80C,冬季極端最低-80C。 （2）相對(duì)濕度：最熱月平均78%。 （3）主導(dǎo)風(fēng)向：全年為西北風(fēng)，夏季為東南風(fēng)，基本風(fēng)壓w0=0.35KN/m2。（查荷載規(guī)范） （4）風(fēng)雪條件：雪荷載=0.45KN/m2。 1.3設(shè)計(jì)意圖 據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求及規(guī)范規(guī)定，本著設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、構(gòu)建生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化、施工機(jī)械化的原則，本方案設(shè)計(jì)盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)圖集，考慮施工方便，采用長(zhǎng)方形柱網(wǎng)布置，柱網(wǎng)尺寸為8.4m7.2m，8.4m3.3m，7.2m5.1m，5.1m3.3m四種開間進(jìn)深，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。 1.4 建筑設(shè)計(jì)說明 1.4.1 平面設(shè)計(jì) ⑴房間安排：沿橫向、縱向各房間大致對(duì)稱布置，值班室、樓梯、大廳設(shè)在中央，會(huì)議室、活動(dòng)室等置于兩側(cè)，左右側(cè)設(shè)置輔助樓梯； ⑵樓梯：根據(jù)規(guī)范，耐火等級(jí)為二級(jí)的建筑，位于四個(gè)外部出口或樓梯之間的房間至外部出口或封閉樓梯間的最大距離為13.5m，本建筑設(shè)四部樓梯，分散布置，均為雙跑。樓梯分別為：中間樓梯踏步寬度300mm，踏步高度150mm，12跑；兩側(cè)樓梯踏步寬度為300mm，踏步高度為150mm,12跑。 ⑶廁所：最遠(yuǎn)房間距廁所的距離小于規(guī)范規(guī)定50m，滿足使用要求； ⑷門廳：門廳與走廊、中部樓梯相通，面積97.2m2； ⑸采光：所有房間窗地比均大于1/5，滿足采光要求； 1.4.2立面設(shè)計(jì) ⑴設(shè)計(jì)思路：該建筑立面采用豎向線條，用柱分割以凸顯潔凈整齊感覺，門窗居中設(shè)置，整齊統(tǒng)一，以凸顯輕巧、整潔感； ⑵外部處理：墻外貼灰白色面磚，柱子用白水泥漿粉刷。 1.4.3剖面設(shè)計(jì) ⑴窗臺(tái)高度：普通房間窗臺(tái)高0.9m，靠走廊處設(shè)高窗，窗臺(tái)高1.8m，樓梯窗臺(tái)高0.9m，廁所窗臺(tái)高0.9m； ⑵采光通風(fēng)：按窗地比大小規(guī)定設(shè)置窗戶尺寸，走廊內(nèi)墻設(shè)高窗，走廊兩段設(shè)落窗以滿足走廊內(nèi)采光要求，門窗相對(duì)，利用穿堂風(fēng)解決自然通風(fēng)問題； 1.4.4屋面設(shè)計(jì) ⑴屋面排水：采用有組織排水，按2%排水坡度把屋面降水有組織地排到天溝，通過落水管排到地面，防水材料采用聚氨酯防水涂料。 ⑵保溫隔熱：保溫層采用水泥膨脹蛭石，2%找坡，最薄處60厚。 1.4.5門窗設(shè)計(jì) ⑴門：大廳門口及底層走廊盡頭均采用玻璃門，其余房間采用普通玻璃木門。 ⑵窗：均采用鋁合金推拉窗。 1.4.6墻體 全部采用加氣混凝土砌塊填充墻，外墻和內(nèi)墻厚度均為240mm。 1.4.7建筑做法 ⑴ 散水：混凝土水泥散水 素土夯實(shí) 150厚小毛石墊層（粗砂灌縫） 60厚C15混凝土 刷素水泥漿一道 10厚1:2.5水泥砂漿壓實(shí)抹光 備注：寬600mm,流水坡4％ ⑵地面： ①樓過道地面：大理石防潮地面 素土夯實(shí) 150厚3:7灰土夯實(shí) 80厚C15混凝土（表面撒干水泥砂子壓光抹光） 2.5厚高聚物改性瀝青防水涂料（或1.2厚聚氨酯防水涂料），撒砂一層粘牢 30厚1:2干硬性水泥砂漿結(jié)合層 撒素水泥面（灑適量清水） 20厚大理石面層，1:1水泥細(xì)砂漿擦縫、刷草酸、打蠟 ② 室內(nèi)地面及衛(wèi)生間地面：鋪地磚防潮地面 素土夯實(shí) 150厚3:7灰土夯實(shí) 60厚C15混凝土隨打隨抹（表面撒1:1干水泥砂子壓實(shí)抹光） 2.5厚高聚物改性瀝青防水材料，撒砂一層粘牢 20厚1:3水泥砂漿找平層 刷素水泥漿一道 25厚1:2干硬性水泥砂漿結(jié)合層 撒素水泥面（灑適量清水） 8-10厚鋪地磚地面，稀水泥漿填縫 ⑶樓面： ①樓過道樓面：大理石樓面 現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板120厚 刷素水泥漿一道 20厚1:2水泥砂漿找平層 5厚M907石材膠粘劑粘貼20厚磨光大理石板，稀水泥漿填縫，刷草酸，打蠟 ②室內(nèi)樓面：鋪地磚樓面 現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板120厚 刷素水泥漿一道 25厚1:2干硬性水泥砂漿結(jié)合層 撒素水泥面（灑適量清水） 8-10厚鋪地磚，稀水泥漿填縫 ③衛(wèi)生間樓面：陶瓷錦磚（馬賽克）防水樓面 現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板100厚 刷素水泥漿一道 20厚1:2水泥砂漿找平層 1.5厚聚氨酯防水涂料（刷三遍），撒干砂一層粘牢 40厚C20細(xì)石混凝土隨搗隨抹 刷素水泥漿一道 15厚1:2干硬性水泥砂漿 撒素水泥面（灑適量清水） 5厚1:1水泥細(xì)砂漿粘貼彩色釉面地瓷磚，稀水泥漿填縫 ⑷內(nèi)墻：樓過道及室內(nèi)內(nèi)墻（包括洗手間、樓梯間） 混合砂漿抹面（加氣混凝土墻） 刷混凝土界面處理劑一道 8厚1:3水泥砂漿打底掃毛 8厚1:1:6水泥石灰膏砂漿掃毛 7厚1:0.3:3水泥石灰膏砂漿壓實(shí)抹光 噴內(nèi)墻涂料或刷油漆 ⑸外墻：貼面磚墻面 刷ML908界面處理劑一道 6厚1:3水泥砂漿打底掃毛 12厚1:0.2:2水泥石灰膏砂漿結(jié)合層 3厚T920瓷磚膠粘劑貼6-12厚面磚，用J924砂質(zhì)勾縫劑勾縫 ⑹踢腳：地磚踢腳（用于室內(nèi)、樓過道及樓梯間） 6厚1:2.5水泥砂漿打底掃毛 6厚1:2.5水泥砂漿找平掃毛 5厚1:1水泥細(xì)砂漿 貼8-10厚地磚,稀水泥漿擦縫 ⑺墻裙：瓷磚墻裙（僅用于衛(wèi)生間，高1500mm） 刷混凝土界面處理劑一道 7厚2:1:8水泥石灰膏砂漿打底掃毛 7厚1:1:6水泥石灰砂漿找平掃光 7厚1:0.1:2.5水泥石灰膏砂漿結(jié)合層 5厚1:1水泥砂漿粘貼瓷磚，稀白水泥砂漿擦縫 ⑻頂棚： ①涂料頂棚（用于樓梯間） 鋼筋混凝土現(xiàn)澆板底用水加10％火堿清洗油膩 膩?zhàn)庸纹? 四周陽角用1:0.3:3水泥白灰膏砂漿勾縫 噴（刷）涂料三遍 ②吊頂：鋁合金天花板吊頂（用于樓過道、室內(nèi)、衛(wèi)生間） 鋼筋混凝土板內(nèi)預(yù)留鋼筋環(huán)，雙向吊點(diǎn)（中距900-1200） 鋼筋螺栓吊桿,雙向吊點(diǎn)(中距900-1200) 輕鋼大龍骨（不上人）槽型45151.2（吊點(diǎn)附吊掛）,中距小于1200(不上 人) 輕鋼中龍骨凹形27600.63中距等于板材寬度 84C、84R、84B型鋁合金天花板用XY401膠粘貼 ⑼屋面：現(xiàn)澆鋼筋混凝土屋面板 1:10~12(容重290~330 )水泥膨脹蛭石找坡1.5%,最薄處60厚 1:3水泥砂漿找平20厚 1:3水泥砂漿抹面20厚 120厚樓板 SBS防水卷材 ⑽其它： 墻體砂漿采用M5等級(jí)，所有墻體均采用加氣混凝土砌塊，厚度490mm，施工時(shí)應(yīng)注意構(gòu)造柱的設(shè)置及與混凝土柱的拉結(jié)，衛(wèi)生間地面標(biāo)高比其它部分低20mm。 小結(jié) ：本章為建筑說明 第2章 教學(xué)樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說明書 本建筑總建筑面積5177.12m2。總體布置為長(zhǎng)方形，樓梯、大廳設(shè)在中央，休息室及配電間、置于兩側(cè)，會(huì)議室設(shè)在五層，每層設(shè)置兩部主樓梯和兩部輔助樓梯且均為雙跑樓梯。每層設(shè)男女衛(wèi)生間各兩個(gè)，現(xiàn)澆混凝土框架結(jié)構(gòu)，抗震設(shè)防烈度按6度考慮。計(jì)算中采用手算，取④軸處一榀框架進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。由于采用手算，僅考慮橫向框架單向的受力。計(jì)算中豎向荷載作用下的框架內(nèi)力計(jì)算恒載采用迭代法、活載采用分層法進(jìn)行計(jì)算，水平荷載作用下的框架內(nèi)力計(jì)算采用D值法。 2.1 工程概況 2.1.1 本工程是一五層教學(xué)樓綜合建筑 主體共五層，底層4.2m，其他各層層高均為3.6m。 2.1.2 本工程采用框架結(jié)構(gòu) 屋面為不上人屋面，基礎(chǔ)為柱下樁基礎(chǔ)。 2.1.3 本工程抗震設(shè)防烈度為7度。 2.2 設(shè)計(jì)依據(jù) 2.2.1 巖土工程勘察報(bào)告提供地基承載力特征值為210Kpa 2.2.2 采用相關(guān)規(guī)范 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 GB 50009—2001 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB 50007—2002 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 GB 50011—2001 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB 50010—2002 砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB 50003—2001 2.2.3 建筑物樓面均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值及永久系數(shù) 類別 教學(xué)樓 走廊 樓梯 廁所 屋面（不上人） 標(biāo)準(zhǔn)值 2.0 2.5 2.5 2.0 0.5 小結(jié)：本章為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說明 第3章 結(jié)構(gòu)計(jì)算書 3.1 設(shè)計(jì)資料 3.1.1 年降雨量 620.80mm，日最大降雨量為94.1mm，1小時(shí)最大降雨量為54.1mm； 3.1.2 最熱最冷月平均溫度 最熱月平均溫度39.8攝氏度，最冷月平均溫度-8攝氏度； 3.1.3 全年主導(dǎo)風(fēng)向 東南風(fēng)，平均風(fēng)速2m/s； 3.1.4 基本雪壓0.45KN/m2; 3.1.5 基本風(fēng)壓0.55KN/m2; 3.2 結(jié)構(gòu)選型 3.2.1 結(jié)構(gòu)體系選型 采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)體系。 對(duì)于五層教學(xué)樓，可選用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)、混合結(jié)構(gòu)、底層框架或內(nèi)框架磚房結(jié)構(gòu)。該建筑物開間和跨度較大，要求靈活布置。 3.2.2 其他結(jié)構(gòu)選型 （1）樓層、屋面結(jié)構(gòu)：全部采用現(xiàn)澆混凝土板結(jié)構(gòu)，屋面板按不上人屋面的使用荷 載選用。 (2）樓梯結(jié)構(gòu)：由于樓梯梯段水平投影長(zhǎng)度約為3m，故采用鋼筋混凝土板式樓梯。 （3）天溝：采用現(xiàn)澆天溝。 (4）過梁：窗過梁及門過梁均采用鋼筋混凝土過梁，同時(shí)部分利用連系梁兼做窗過梁3-3結(jié)構(gòu)布置及結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖的確定 圖3-1 結(jié)構(gòu)平面布置圖 框架柱嵌固于基礎(chǔ)頂面，框架梁與柱剛接。由于各層柱的截面尺寸不變，故梁跨等于柱截面形心軸線之間的距離。底層柱高從基礎(chǔ)頂面算至二樓樓面，由于基礎(chǔ)埋深尚未確定，故取基礎(chǔ)頂面至室外地坪1.25m，室內(nèi)外高差定為0.6m，故底層柱高為5.15m。其余各層柱高為層高3.90m。由此，可繪出框架的計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖3.2所示：假定 圖3-2 框架計(jì)算簡(jiǎn)圖 多層框架為超靜定結(jié)構(gòu)，在內(nèi)力計(jì)算之前，要預(yù)先估算梁、柱的截面尺寸及結(jié)構(gòu)所采用的材料強(qiáng)級(jí)，以求得框架中各桿件的線剛度及其相對(duì)線剛度。 混凝土強(qiáng)度等度等級(jí)：Ｃ25() 框架梁：邊跨 。 為了便于施工，中跨梁的尺寸與邊跨的尺寸一致。 連系梁：主要考慮連系梁兼做窗過梁，確定梁高為600mm，外縱墻厚為240mm，確定梁寬為240mm，即：bh=240 mm600mm。 框架柱：底層柱的柱高H=5150mm, 由于為現(xiàn)澆樓蓋，則其,其他層柱的柱高H=3900mm，計(jì)算高度 則 ，取 線剛度及其相對(duì)線剛度： 框架梁：邊跨梁： 中跨梁： 底層柱： 其余各層柱： 各個(gè)梁柱的線剛度如下圖： 圖3-3 梁的線剛度 3.4 樓板及屋面板的設(shè)計(jì) 3.4.1 荷載統(tǒng)計(jì) ⑴屋面荷載 統(tǒng)計(jì) 室內(nèi)吊頂 0.1 kN/m2 120厚鋼筋混凝土樓板 3.0 kN/m2 1:3水泥砂漿找平20厚 0.4kN/m2 刷高聚物改性瀝青涂料隔氣 0.05kN/m2 40厚水泥膨脹蛭石找坡最薄處 0.80kN/m2 保溫層（憎水型） 0.30kN/m2 40厚輕質(zhì)保溫板 0.0056kN/m2 SBS防水卷材 0.35kN/m2 合計(jì)： g=5.00kN/m2 屋面載設(shè)計(jì)值為P=1.35g+1.4q=1.355.00+1.40.5=7.45 kN/m2 ⑵樓面荷載統(tǒng)計(jì) 室內(nèi)樓板荷載統(tǒng)計(jì)： 鋁合金天花板 0.1 kN/m2 現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板120厚 3.0kN/m2 25厚1:2干硬性水泥砂漿結(jié)合層 0.5 kN/m2 8-10厚鋪地磚,稀水泥漿填縫 0.198 kN/m2 合計(jì)： g=3.798 kN/m2 室內(nèi)樓板荷載設(shè)計(jì)值：P=1.2g+1.4q=1.23.798+1.42=7.36 kN/m2 樓過道樓板荷載統(tǒng)計(jì)： 鋁合金天花 0.1 kN/m2 現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板120厚 3.0 kN/m2 5厚M907石材膠粘劑粘貼20厚磨光大理石板 0.56 kN/m2 合計(jì)： g=4.06 kN/m2 樓過道樓板荷載設(shè)計(jì)值為：P=1.2g+1.4q=1.24.06+1.42.5=7.772 kN/m2 ⑶衛(wèi)生間樓板荷載統(tǒng)計(jì)： 鋁合金天花板吊頂 0.1 kN/m2 現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板120厚 3.0 kN/m2 20厚1:3水泥砂漿找平層 0.4 kN/m2 40厚C20細(xì)石混凝土隨搗隨抹 0.8 kN/m2 15厚1:2干硬性水泥砂漿 0.3 kN/m2 5厚1:1水泥細(xì)砂漿粘貼彩色釉面地瓷磚 0.1 kN/m2 陶瓷錦磚 0.12kN/m2 合計(jì): g=4.82 kN/m2 衛(wèi)生間樓板荷載設(shè)計(jì)值: ： P=1.2 g+1.4q=1.24.82+1.42.0=8.584kN/m2 3.4.2 板的內(nèi)力計(jì)算 （1）板的區(qū)格劃分 圖3-4 板的布置 根據(jù)板的尺寸和荷載條件，將板劃分為如上圖所示的6種板，全部為雙向板。 （2）內(nèi)力計(jì)算 雙向板應(yīng)用的計(jì)算公式為： （3.1） （3.2） （3.3） （3.4） 表3-1 屋面板（雙向板）的內(nèi)力計(jì)算表 板區(qū)格 1 2 3 4 尺寸 （） 5.1 3.3 7.2 3.3 （） 7.2 5.1 8.4 8.4 0.6 0.65 0.63 0.63 系數(shù) 0.0496 0.0368 0.0374 0.0354 0.0129 0.0076 0.0069 0.0087 -0.1095 -0.0796 -0.0803 -0.0803 -0.0782 -0.0572 -0.0572 -0.0572 彎矩 () 20.057 7.53 20.076 7.937 () 9.157 3.629 9.234 3.788 () -16.082 -5.126 -13.441 -5.384 () -11.485 -3.683 -9.574 -3.835 表3-2 屋面板（雙向板）的內(nèi)力計(jì)算表 板區(qū)格 5 6 尺寸 () 5.1 3.3 () 7.2 5.1 0.63 0.61 系數(shù) 0.0468 0.0381 0.0147 0.0062 -0.1055 -0.0810 -0.0778 -0.0571 彎矩 21.610 7.924 10.831 3.483 -17.659 -5.216 -13.022 -3.677 3.4.3 板的配筋計(jì)算 表3.3 屋面雙向板跨中配筋 截面 區(qū)格 方向 （） （） （） 配筋 實(shí)際 （） 跨中 1 100 20.057 1005.4 ф14@120 1283.0 90 9.157 510.0 ф12@200 565.0 2 100 7.53 377.4 ф12@200 565.0 90 3.629 202.1 ф8@200 251.0 3 100 20.076 1006.3 ф14@120 1283.0 90 9.234 514.3 ф12@200 565.0 4 100 7.937 397.8 ф12@200 565.0 90 3.788 211.0 ф8@200 251.0 5 100 21.610 1083.2 ф14@120 1283.0 90 10.831 603.2 ф10@120 654.0 6 100 7.924 397.2 ф12@200 565.0 90 3.483 194.0 ф8@200 251.0 表3-4 屋面雙向板支座配筋 截面 區(qū)格方向 （） （） （） 配筋 實(shí)際 支座 1-2 100 -11.485 575.7 ф10@120 654.0 1-3 100 -16.082 806.1 ф12@120 942.0 2-4 100 -3.835 192.2 ф8@200 251.0 3-3 100 -13.441 673.7 ф12@140 808.0 4-4 100 -3.068 153.8 ф8@200 251.0 3-5 100 -17.659 885.2 ф12@120 942.0 4-6 100 -3.835 806.1 ф12@120 942.0 表3-5樓面雙向板的跨中配筋 截面 區(qū)格 方向 （） （） （） 配筋 實(shí)際 （） 跨中 2 100 8.013 401.7 ф12@200 565.0 90 3.903 217.4 ф8@200 251.0 3 100 18.909 947.8 ф14@120 1283.0 90 8.779 488.9 ф12@200 565.0 4 100 8.466 424.4 ф12@200 565.0 90 4.064 226.3 ф8@200 251.0 5 100 23.785 1192.2 ф14@120 1283.0 90 11.941 665.1 ф10@120 654.0 6 100 8.443 423.2 ф12@200 565.0 90 3.752 209.0 ф8@200 251.0 表3-6 樓面板的支座配筋 截面 區(qū)格方向 （） （） （） 配筋 實(shí)際() 支座 2-4 100 -4.310 216.0 ф8@200 251.0 3-4 100 -9.456 474.0 ф6/8@80 491.0 3-5 100 -20.347 1019.9 ф10@75 1047.0 4-6 100 -4.310 216.0 ф8@200 251.0 5-6 100 -15.005 752.1 ф8/10@80 805.0 3.5 框架結(jié)構(gòu)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算 (取一榀框架為計(jì)算單元) 3.5.1 恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值G ⑴屋面框架梁線荷載標(biāo)準(zhǔn)值 屋面恒荷載 5.008.4=42.0kN/m 框架梁自重 0.30.75 25=5.625kN/m = 74.625kN/m ⑵樓面框架梁線荷載標(biāo)準(zhǔn)值 樓面恒荷載 3.7988.4=31.9kN/m 框架梁自重 0.30.7525=5.625kN/m 墻體重量 0.243.156.5=4.91kN/m =31.9+5.625+4.91=42.44kN/m =31.9+5.625=37.525kN/m ⑶屋面框架節(jié)點(diǎn)集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值 邊柱連系梁自重： 0.240.68.425=30.24kN 粉刷： 0.02（0.6-0.1）28.417=2.856kN 0.9m高女兒墻自重： 190.90.24 8.4=34.4736kN 粉刷： 170.90.0228.4=5.1408kN 連系梁傳來屋面自重： 1/28.41/28.45.00=88.2kN 頂層邊節(jié)點(diǎn)集中荷載： 160.91kN 中柱連系梁自重： 0.240.68.425=30.24kN 粉刷： 0.02（0.6-0.1）28.417=2.856kN 連系梁傳來屋面自重： 1/28.41/28.425.00 =176.4kN 頂層中節(jié)點(diǎn)集中荷載 209.5KN ⑷樓面框架節(jié)點(diǎn)集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值 邊柱連系梁自重： 30.24KN 邊柱連系梁粉刷： 2.856KN 鋁合金窗自重： 2.42.10.45=2.268kN 墻體自重： 37.21kN 墻體粉刷： 5.549kN 框架柱自重： 0.50.53.925=24.38kN 框架柱粉刷： （0.54-0.243.15）0.023.917= 2.18kN 連系梁傳來樓面自重： 1/28.41/28.43.798=67kN 中間層邊節(jié)點(diǎn)集中荷載 171.58KN 中柱連系梁自重： 30.24KN 中柱連系梁粉刷： 2.856KN 墻自重： （8.4-0.5）（3.9-0.6）0.3919=117.3744KN 墻粉刷： （8.4-0.5）（3.9-0.6）0.02217= 17.5KN 扣除門窗重： -26.41KN 鋁合金窗重： 2.42.10.45= 2.268 KN 連系梁傳來樓面自重：（1/28.41/28.4+3.91.2-1.21.2）3.798=79.302KN 框架柱及粉刷重： 0.50.53.925+2.18=27.28KN 中間層中節(jié)點(diǎn)集中荷載： =250.41KN 3.5.2 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 屋面：雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值為0.25kN/m2；不上人的屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為0.5kN/m2，兩者不同時(shí)考慮，取較大值。 樓面：樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為2.0kN/m2，走廊活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為2.50kN/m2，準(zhǔn)永久值系數(shù). 作用于頂層框架梁上的線荷載： =0.58.4=4.2kN/m 作用于中間層框架梁上的線荷載： =2.08.4=17.6kN/m 作用于頂層邊節(jié)點(diǎn)的集中荷載： =1/28.41/28.40.5=8.82kN 作用于頂層中間節(jié)點(diǎn)的集中荷載： =（1/28.41/28.4+1.28.4-1.21.2）0.5=13.14kN 作用于中間層邊節(jié)點(diǎn)的集中荷載： =1/28.41/28.42.0=35.28kN 作用于中間層中間節(jié)點(diǎn)的集中荷載： =（1/28.41/28.4+1.28.4-1.21.2）2.0=52.56kN 3.5.3 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算公式為 （3.5） 風(fēng)壓高度變化系數(shù)按地面粗糙度C類取用，因結(jié)構(gòu)高度H=22.3m<30m，可取=1.0；對(duì)于矩形平面=1.3；可查荷載規(guī)范，當(dāng)查得的>1.0時(shí)，取=1.0。將風(fēng)荷載換算成作用于框架每層節(jié)點(diǎn)上的集中荷載，計(jì)算過程如表所示（表中A為一榀框架各層節(jié)點(diǎn)的受風(fēng)面積）。 表3-7 風(fēng)荷載的換算 層次 Z(m) (kN/m2) A(m2) (kN) 5 1.0 1.3 20.75 0.84 0.45 23.94 9.15 4 1.0 1.3 16.85 0.74 0.45 32.76 11.14 3 1.0 1.3 12.95 0.74 0.45 32.76 11.14 2 1.0 1.3 9.05 0.74 0.45 32.76 11.14 1 1.0 1.3 5.15 0.74 0.45 35.28 12.0 結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖 圖3-5 風(fēng)荷載作用下結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖 3.5.4 地震荷載計(jì)算 本建筑高度為19.8m,梁和剛度沿高度均勻分布，僅考慮水平地震作用即可，可采用底部剪力法來計(jì)算水平地震作用力。 ⑴作用于屋面梁及各層樓面梁處的重力荷載代表值為 屋面梁處： =結(jié)構(gòu)和構(gòu)件自重+50%雪荷載 樓面梁處： =結(jié)構(gòu)和構(gòu)件自重+50%活荷載 其中結(jié)構(gòu)和構(gòu)件自重取樓面上、下1/2層高范圍內(nèi)（屋面梁處取頂層的一半）的結(jié)構(gòu)及構(gòu)件自重（包括縱、橫梁自重，樓板結(jié)構(gòu)層及構(gòu)造層，縱、橫墻體及柱等自重）。 結(jié)構(gòu)各層的總重力荷載代表值計(jì)算如下： 屋面梁處：G5=結(jié)構(gòu)及構(gòu)件自重+0.5*雪荷載 =(59.626+63.298+210.6+73.71+9.792+14.4)2+0.5(4.27.2+4.21.5+8.82+13.14) 2 =962.65 KN 樓面梁處：G4=G3=G2=結(jié)構(gòu)及構(gòu)件自重+0.5活荷載 = (101.29+112.24+28.167.2+23.481.5)2+0.5[9. (7.2+1.5)+11.52+20.16]2 =1137.98 KN 結(jié)構(gòu)各層的總重力荷載代表值： 頂層：962.6510=962.65 KN 其他層：1137.9810=11379.8KN ⑵框架自振周期的計(jì)算： 框架抗震結(jié)構(gòu)房屋自振周期，按下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： 式中 H——房屋主體結(jié)構(gòu)的高度（m）； B——房屋振動(dòng)方向的長(zhǎng)度（m）； ⑶地震力的計(jì)算 由設(shè)防烈度為6度、近震；場(chǎng)地土為Ⅲ類，設(shè)計(jì)地震分組為第二組， 由《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》可查得 ，，則橫向地震影響系數(shù)： T1=0.34<1.4Tg=0.56s,不需考慮頂部附加水平地震作用系數(shù)。 結(jié)構(gòu)總的重力荷載代表值為：9626.5+11379.84=55945.7 KN 結(jié)構(gòu)水平地震作用的標(biāo)準(zhǔn)值為： 0.0930.8555945.7=4422.5KN 每榀框架所承受的總水平地震力為：Fek1=4422.5/10=442.251KN 每榀框架所承受的地震力可按下式計(jì)算各節(jié)點(diǎn)處的地震力： (i=1,2,3,4,5) （3.6） 表3-8 樓層地震剪力計(jì)算表 樓層 （） 5 9626.5 20.75 19.06 0.2941 130.07 4 11379.8 16.85 18.09 0.2791 123.43 3 11379.8 12.95 13.66 0.2104 93.23 2 11379.8 9.05 9.22 0.1423 62.93 1 11379.8 5.15 4.78 0.0738 32.64 圖3-9 橫向水平地震作用結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖 3.5.5 核算框架梁柱截面尺寸及框架水平位移 本建筑在地震區(qū)，故應(yīng)同時(shí)驗(yàn)算截面的最大承載力。鋼筋采用Ⅱ級(jí)，梁的混凝土為C25， 驗(yàn)算結(jié)果如下： ⑴框架梁 框架梁采用同一截面尺寸，故只需對(duì)受力較大的樓面梁進(jìn)行核算。 由于本建筑地處6度地震區(qū)，且高度≤30m，由《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》可知框架的抗震等級(jí)為三級(jí)，要求x≤0.35h0，即，，故 （滿足）。 （滿足）。 ⑵框架水平位移驗(yàn)算 表3-9 橫向2～5層D值的計(jì)算 構(gòu)件名稱 中柱(20根) 2(1.667+0.344)/（21.0）=2.011 0.501 12269.38 邊柱(18根) 20.344/（21.0）=0.344 0.147 3600.00 ΣD=12269.3820+3600.0018=310187.6 KN/m 表3-10 底層D值的計(jì)算 構(gòu)件名稱 K=(i1+i2)/ ic α=（0.5+K）/(2+K) D=α 12 ic/h2(KN/m) 中柱根(20根) （1.667+1.000）/0.257=10.377 0.879 2152.65 邊柱根(18根) 0.344/0.257=1.339 0.551 1349.39 ΣD=2152.6520+1349.3918=67342.02 KN/m ⑶框架側(cè)移驗(yàn)算 橫向地震作用下的框架側(cè)移驗(yàn)算如表3.11所示： 表3-11 橫向水平地震作用下框架側(cè)移計(jì)算 層次 限值 5 130.07 130.07 310187.6 0.0006 1/450 4 123.43 253.50 310187.6 0.0008 3 93.23 346.73 310187.6 0.0009 2 62.93 409.66 310187.6 0.0010 1 32.64 442.30 67342.02 0.005 層間位移： 底層 二層 頂點(diǎn)位移 滿足。 風(fēng)荷載作用下框架側(cè)移計(jì)算如表3.12所示： 表3-12 風(fēng)荷載作用下框架橫向側(cè)移計(jì)算 層次 限值 5 9.15 9.15 263659.46 0.000033 4 11.14 20.29 263659.46 0.000050 3 11.14 31.43 263659.46 0.000066 2 11.14 42.57 263659.46 0.000083 1 12.0 54.57 57240.72 0.00044 層間位移： 底層 二層 頂點(diǎn)位移：