【四層】8度區(qū)3000平米局部學(xué)習(xí)綜合服務(wù)樓畢業(yè)設(shè)計（計算書、建筑、結(jié)構(gòu)圖）,【溫馨提示】壓縮包內(nèi)含CAD圖有預(yù)覽點(diǎn)開可看。打包內(nèi)容里dwg后綴的文件為CAD圖,可編輯,無水印,高清圖,壓縮包內(nèi)文檔可直接點(diǎn)開預(yù)覽,需要原稿請自助充值下載,所見才能所得,請細(xì)心查看有疑問可以咨詢QQ：11970985或197216396 摘要 本次畢業(yè)設(shè)計的課題為宿遷市現(xiàn)代實驗學(xué)校綜合服務(wù)樓，設(shè)計內(nèi)容包括建筑設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計兩部分。 建筑設(shè)計是在滿足現(xiàn)有的自然環(huán)境與總體規(guī)劃的前提下，根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求，綜合考慮了使用功能、結(jié)構(gòu)施工、材料設(shè)備、經(jīng)濟(jì)藝術(shù)等問題，著重解決了建筑內(nèi)部使用功能和使用空間的合理安排﹑內(nèi)部和外表的藝術(shù)效果以及各種細(xì)部的構(gòu)造方式等，進(jìn)而創(chuàng)造出既科學(xué)又具有觀賞性的生活、工作環(huán)境。建筑物是社會物質(zhì)和文化財富，在滿足使用要求的同時，還需要考慮人們對建筑物在美觀方面的要求，本設(shè)計在一主要入口采用弧形立面，局部立面凹凸——豐富和美化了建筑造型；其主體三層，局部四層，建筑立面對比顯明﹑錯落有置。同時，這些恰當(dāng)?shù)慕ㄖ煨吞幚硎贡窘ㄖ芎玫娜谌肓藢W(xué)?；钴S而又活潑的氣氛中。綜合考慮以上因素，最終確定設(shè)計方案，畫出建筑施工圖。 結(jié)構(gòu)設(shè)計是在建筑物初步設(shè)計的基礎(chǔ)上，首先確定結(jié)構(gòu)方案，選擇合理的結(jié)構(gòu)體系，本設(shè)計采用框架結(jié)構(gòu)，框架結(jié)構(gòu)是由梁、柱、節(jié)點(diǎn)及基礎(chǔ)組成的結(jié)構(gòu)形式。橫梁和立柱通過節(jié)點(diǎn)連成一體，形成承重結(jié)構(gòu)，將荷載傳至基礎(chǔ)。其特點(diǎn)是承重系統(tǒng)與非承重系統(tǒng)有明確的分工，支承建筑空間的骨架與梁﹑柱是承重系統(tǒng)，而分割室內(nèi)外空間的圍護(hù)結(jié)構(gòu)和輕質(zhì)隔墻是非承重的，這種結(jié)構(gòu)形式強(qiáng)度高，整體性好，剛度大，抗震性好，開窗自由。結(jié)構(gòu)選型后進(jìn)行結(jié)構(gòu)布置，并初步估算確定結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸，最后進(jìn)行結(jié)構(gòu)計算。結(jié)構(gòu)計算包括手算和電算兩部分。手算內(nèi)容主要有：荷載計算，恒載作用下、活載作用下框架內(nèi)力計算，地震作用下橫向框架的內(nèi)力計算，框架荷載內(nèi)力組合計算，框架梁柱截面設(shè)計，樓梯結(jié)構(gòu)設(shè)計、現(xiàn)澆樓面板設(shè)計以及基礎(chǔ)設(shè)計；電算主要是：PKPM電算校核分析。最終根據(jù)計算結(jié)果畫出結(jié)構(gòu)平法施工圖。 總之，此學(xué)校綜合服務(wù)樓的設(shè)計，是按照安全﹑適用﹑耐久﹑美觀﹑經(jīng)濟(jì)的設(shè)計原則進(jìn)行設(shè)計的。 關(guān)鍵詞：學(xué)校綜合服務(wù)樓﹑建筑設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、框架結(jié)構(gòu)﹑結(jié)構(gòu)計算 I ABSTRACT This graduation project topic is the school synthesis for the Suqian modern age to serve the building, the design content including the architectural design and the structural design two parts. The architectural design is in satisfies the existing natural environment and under the overall plan premise, according to the design project description request, overall evaluation questions and so on use function,structure construction, material equipment, economical art, has solved emphatically has constructed internal use function and the use space reasonable arrangement, interior and the semblance artistic effect as well as each detail structure way and so on, then creates both the science and to have the ornamental life, the working conditions.The building is the social material and the cultural wealth, while satisfies the operation requirements, but also needs to consider the people to the building in the artistic aspect request, this design use the arc in a main entrance to set up the surface, set up the surface concave-convex ,to enrich and to beautify the construction modelling partially; Its main body three, partial four, the construction stands clearly facing compared to ,scattered about has sets.At the same time, these appropriate construction modelling processing caused this construction very good to integrate the school active and in the lively atmosphere.The overall evaluation above factor, finally determined the design proposal, draws the construction construction drawing. The structural design is in the building preliminary design foundation, first is definite the structure plan, chooses the reasonable structure system, this design uses the portal frame construction, the portal frame construction is the structural style which by the beam, the column, the node and the foundation is composed.The crossbeam and the column are united as one body through the node, form the load-bearing member, passes on the load to the foundation.Its characteristic is the load-bearing system has the explicit division of labor with the non-load-bearing system, the supporting construction space skeleton﹑ beam and column is the load-bearing system, but divides inside and outside the room the spatial surrounding protection structure and the light quality partition walllight quality partition wall right and wrong load-bearing, this kind of structural style intensity is high, the integrity is good, the rigidity is big, the anti-knocking property is good, opens the window to be free.After the structure shaping carries on the structural arrangement, and the preliminary estimate determination structural unit size, finally carries on the structure computation.The structure computation including the hand calculated calculates two parts with the electricity.The hand calculated the content mainly has: Load computation, under under dead load function, live load function frame endogenic force computation, under earthquake function crosswise frame endogenic force computation, frame load endogenic force combination computation, frame beam column section design, staircase structural design, cast-in-place floorboard design as well as foundation design; The electricity calculated mainly is: The PKPM electricity calculates the examination analysis.Finally draws the structure even method construction drawing according to the computed result. In brief, this school synthesis service building design is defers to safely , suitable,durable,artistic ,economical principle of design to carry on the design. Key word: school synthesis service building , architectural design,structural design, portal frame construction , structure computation. Ⅱ 本科生畢業(yè)設(shè)計(論文) 第一章 引言 7 南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(論文) 目錄 南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(論文) 1.1 建筑設(shè)計說明 1.1.1 平面設(shè)計說明 建筑平面是表示建筑物在水平方向房屋各部分的組合關(guān)系。由于建筑平面通常較為集中反映建筑功能方面的問題，一些剖面關(guān)系比較簡單的民用建筑，它們的平面布置基本上能夠反映空間組合的主要內(nèi)容。因此，建筑平面設(shè)計是關(guān)鍵，從建筑平面設(shè)計入手是科學(xué)合理的。同時，在平面設(shè)計中，我始終從建筑整體空間組合的效果來考慮，緊密聯(lián)系建筑剖面和立面，分析剖面、立面的可能性和合理性，不斷調(diào)整修改平面，反復(fù)深入。 從組成平面各部分的使用性質(zhì)來分析，主要可以歸納為使用部分和交通聯(lián)系部分兩類。 1. 使用部分平面設(shè)計 建筑平面中各個空間及房間，是建筑平面組合的基本單元。本設(shè)計在使用部分平面設(shè)計中充分考慮了以下幾點(diǎn)：注意空間的面積、形狀和尺寸需滿足室內(nèi)使用活動和設(shè)備合理布置的要求；門窗的大小和位置需考慮了房間的出入方便，疏散安全，采光通風(fēng)性能；房間的構(gòu)成注意使結(jié)構(gòu)布置合理，施工方便，也要有利于房間之間的組合；室內(nèi)空間，以及頂棚、地面、各個墻面和構(gòu)件細(xì)部，應(yīng)考慮人們的使用和審美要求。對于輔助房間的平面設(shè)計，通常根據(jù)建筑物的使用特點(diǎn)和使用人數(shù)的多少，先確定所需設(shè)備的個數(shù)，根據(jù)計算所得的設(shè)備數(shù)量，考慮在整幢建筑中輔助房間的分布情況，最后在建筑平面組合中，根據(jù)整幢房屋的使用要求適當(dāng)調(diào)整并確定這些輔助房間的面積、平面形式和尺寸。 2. 交通聯(lián)系部分設(shè)計 交通聯(lián)系部分是把各個房間以及室內(nèi)交通合理協(xié)調(diào)起來，同時又要考慮到使用房間和輔助房間的用途，減少交通干擾。本設(shè)計中交通聯(lián)系部分設(shè)計能滿足下列要求：交通線路簡捷明確，聯(lián)系通行方便；人流通暢，緊急疏散時迅速安全；滿足一定的通風(fēng)采光要求；力求節(jié)省交通面積，同時考慮空間組合等設(shè)計問題。 各部分平面設(shè)計完成以后應(yīng)進(jìn)行平面的組合設(shè)計。平面的組合設(shè)計，一方面是在熟悉平面各組成部分的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步從建筑整體的使用功能、技術(shù)經(jīng)濟(jì)和建筑藝術(shù)等方面，來分析對平面組合的要求；另一方面還必須考慮總體規(guī)劃、基地環(huán)境對建筑單體平面組合的要求。即建筑平面組合設(shè)計需要綜合分解建筑本身提出的﹑經(jīng)濟(jì)總體環(huán)境對單體建筑提出的內(nèi)外兩方面的要求。 1.1.2 立面設(shè)計說明 立面設(shè)計是為了滿足使用功能和美化環(huán)境的需要而進(jìn)行的。同時，合理的立面設(shè)計還可起到改善環(huán)境條件、保護(hù)結(jié)構(gòu)和裝飾美化建筑物的作用。 建筑立面可以看成是由許多構(gòu)部件所組成：它們有墻體、梁柱、墻墩等構(gòu)成房屋的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，有門窗、陽臺、外廊等和內(nèi)部使用空間直接連通的部件，以及臺基、勒腳、檐口等主要起到保護(hù)外墻作用的組成部分。恰當(dāng)?shù)卮_定立面中這些組成部分和構(gòu)部件的比例和尺度，運(yùn)用節(jié)奏韻律、虛實對比等規(guī)律，設(shè)計出體型完整、形式與內(nèi)容統(tǒng)一的建筑立面，是立面設(shè)計的主要任務(wù)。 建筑立面設(shè)計的步驟，通常根據(jù)初步確定的房屋內(nèi)部空間組合的平剖面關(guān)系，例如房屋的大小、高低、門窗位置，構(gòu)部件的排列方式等，描繪出房屋各個立面的基本輪廓，作為進(jìn)一步調(diào)整統(tǒng)一，進(jìn)行立面設(shè)計的基礎(chǔ)。設(shè)計時首先應(yīng)該推敲立面各部分總的比例關(guān)系，考慮建筑整體的幾個立面之間的統(tǒng)一，相鄰立面間的連接和協(xié)調(diào)，然后著重分析各個立面上墻面的處理，門窗的調(diào)整安排，最后對入口門廊、建筑裝飾等進(jìn)一步作重點(diǎn)及細(xì)部處理。 1.1.3 剖面設(shè)計說明 建筑剖面圖是表示建筑物在垂直方向房屋各部分的組合關(guān)系，剖面設(shè)計主要表現(xiàn)為建筑物內(nèi)部結(jié)構(gòu)構(gòu)造關(guān)系，以及建筑高度、層高、建筑空間的組合與利用。它和房屋的使用、造價和節(jié)約用地有著密切關(guān)系，也反映了建筑標(biāo)準(zhǔn)的一個方面。其中一些問題需要把平、剖面結(jié)合在一起研究，才具體確定下來。 1.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計說明 框架結(jié)構(gòu)一般有按空間結(jié)構(gòu)分析和簡化成平面結(jié)構(gòu)分析兩種方法。在計算機(jī)沒有普及的年代，實際為空間工作的框架常被簡化成平面結(jié)構(gòu)采用手算的方法進(jìn)行分析。近年來隨著微機(jī)的日益普及和應(yīng)用程序的不斷出現(xiàn)，框架結(jié)構(gòu)分析時更多的是根據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)位移法的基本原理編制電算程序，由計算機(jī)直接求出結(jié)構(gòu)的變形、內(nèi)力，以至各截面的配筋。 由于目前計算機(jī)內(nèi)存和運(yùn)算速度已經(jīng)能夠滿足結(jié)構(gòu)計算的需要，因此在計算機(jī)程序中一般是按空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。但是在初步設(shè)計階段，為確定結(jié)構(gòu)布置方案或估算構(gòu)件截面尺寸，還是需要采用一些簡單的近似計算方法，以求既快又省地解決問題。另外，近似的手算方法雖然計算精度較差，但概念明確，能夠直觀地反映結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)，因此，工程設(shè)計中也常利用手算的結(jié)果來定性的校核判斷電算結(jié)果的合理性，所以我將重點(diǎn)介紹框架結(jié)構(gòu)的近似手算法。 1.2.1 計算單元及構(gòu)件確定 一般情況下，框架結(jié)構(gòu)是一個空間受力體系，為了方便起見，常常忽略結(jié)構(gòu)縱向和橫向之間的空間聯(lián)系，忽略各構(gòu)件的抗扭作用，將縱向框架和橫向框架分別按平面框架進(jìn)行分析計算。由于橫向框架的間距相同，作用于各橫向框架上的荷載相同，框架的抗側(cè)剛度相同，因此，除端部外，各榀橫向框架都將產(chǎn)生相同的內(nèi)力與變形，結(jié)構(gòu)設(shè)計時一般取中間有代表性的一榀橫向框架進(jìn)行分析即可；而作用于縱向框架上的荷載則各不相同，必要時應(yīng)分別進(jìn)行計算。本設(shè)計取第三榀橫向框架進(jìn)行分析計算。 1. 節(jié)點(diǎn)的簡化 框架節(jié)點(diǎn)一般總是三向受力的，但當(dāng)按平面框架進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析時，則節(jié)點(diǎn)也相應(yīng)地簡化。在現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，梁和柱內(nèi)的縱向受力鋼筋都將穿過節(jié)點(diǎn)或錨入?yún)^(qū)，這時應(yīng)簡化為剛節(jié)點(diǎn)。 2. 柱網(wǎng)和層高的確定 在結(jié)構(gòu)計算簡圖中，桿件用軸線來表示?？蚣芰旱目缍燃慈≈虞S線之間的距離?？蚣艿膶痈撸蚣苤拈L度）即為相應(yīng)的建筑層高，而底層柱的長度則應(yīng)從基礎(chǔ)頂面算起。對于不等跨框架，當(dāng)個跨跨度相差不大于10%時，在手算時可簡化為等跨框架，跨度取原框架各跨跨度的平均值，以減少計算工作量。但在電算時一般可按實際情況考慮。 3. 截面尺寸確定，具體見第三章。 4. 柱截面尺寸的確定，詳見第三章。 5. 構(gòu)件截面抗彎剛度的計算 在計算框架梁截面慣性距I時應(yīng)考慮到樓板的影響。在框架梁兩端節(jié)點(diǎn)附近，梁受負(fù)彎矩，頂部的樓板受拉，樓板對梁的截面抗彎剛度影響較??；而在框架梁的跨中，梁受正彎矩，樓板處于受壓區(qū)形成T形截面梁，樓板對梁的截面抗彎剛度影響較大。在工程設(shè)計中，為簡便起見，仍假定梁的截面慣性距I沿軸線不變，對現(xiàn)澆樓蓋中框架取I=2I0邊框架取I=1.5I0;對裝配整體式樓蓋，這里I0為矩形截面梁的截面慣性矩。 反彎點(diǎn)法首先假定梁柱之間的線剛度只比為無窮大，其次又假定柱的反彎點(diǎn)高度為一定值，從而使框架結(jié)構(gòu)在側(cè)向荷載作用下的內(nèi)力計算大為簡化。但這樣做同時也帶來了一定的誤差，首先是當(dāng)梁柱線剛度較為接近時，特別是在高層框架結(jié)構(gòu)或抗震設(shè)計時，梁的線剛度可能小于柱的線剛度，框架節(jié)點(diǎn)對柱的約束應(yīng)為彈性支承。柱的抗側(cè)剛度不但與柱的線剛度和層高有關(guān)，而且還與梁的線剛度等因素有關(guān)。 另外，柱的反彎點(diǎn)高度也與梁柱線剛度比、上下層橫梁的線剛度比、上下層層高的變化等因素有關(guān)。本設(shè)計為一幢多層學(xué)校綜合服務(wù)樓，其特點(diǎn)是恒載大、活載種類多，因而在橫向地震作用下，由于梁、柱的線剛度接近，不宜采用固定零點(diǎn)位置的反彎點(diǎn)法，宜采用“D”值法計算。 1.2.2 荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算 1. 恒荷載計算 （1） 屋面框架梁線荷載標(biāo)準(zhǔn)值 （2） 樓面框架梁線荷載標(biāo)準(zhǔn)值 （3） 屋面框架節(jié)點(diǎn)集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值 （4） 樓面框架節(jié)點(diǎn)集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值 2. 活載標(biāo)準(zhǔn)值計算 1.2.3 地震作用計算 在此僅考慮水平地震作用即可，并可采用基底剪力法計算水平地震作用力。 為求基底剪力，先要計算結(jié)構(gòu)各層的總重力荷載代表值，在此為簡化計算，僅取一榀框架的重力荷載代表值進(jìn)行計算。 頂層重力荷載代表值包括：屋面恒載，50%屋面活荷載，縱、橫梁自重，半層柱自重，半層墻體自重以及女兒墻自重。其它層重力荷載代表值包括：樓面恒載，50%樓面活荷載，縱、橫梁自重，樓面梁自重，樓面上、下各半層的柱及縱、橫墻自重。請注意：在計算重力荷載代表值時，屋面活荷載僅考慮雪荷載。 1.2.4 框架結(jié)構(gòu)側(cè)移計算 控制框架結(jié)構(gòu)側(cè)移要計算兩部分內(nèi)容：一是計算頂層最大側(cè)移，因周期過大，將影響使用；二是計算層間相對側(cè)移，其值過大，將會使填充墻出現(xiàn)裂縫。引起框架的側(cè)移，主要是水平荷載作用。 對一般的多層框架結(jié)構(gòu)而言，僅需計算由梁柱彎曲變形所產(chǎn)生的側(cè)向位移，而不考慮梁柱的軸向變形和截面的剪切變形所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)側(cè)移，這樣計算的框架側(cè)移已能滿足工程設(shè)計的精度要求。 1.2.5 框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算及組合 本設(shè)計采用彎矩二次分配法計算豎向荷載作用下的框架內(nèi)力，彎矩二次分配法的一般步驟： 1) 計算豎向荷載作用下各跨梁的固端彎矩，并將各節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩進(jìn)行第一次分配。 2) 將所有桿端分配得到的彎矩同時通過傳遞系數(shù)向遠(yuǎn)端傳遞，本設(shè)計中傳遞系數(shù)均為1/2。 3) 將各節(jié)點(diǎn)因傳遞而產(chǎn)生的新的不平衡彎矩進(jìn)行第二次分配，使各節(jié)點(diǎn)處于平衡狀態(tài)。 1. 關(guān)于固端彎矩的計算： 梁上的分布荷載含有矩形、三角形荷載，在求固端彎矩時可直接根據(jù)圖示荷載計算，根據(jù)固端彎矩相等的原則，先將三角形荷載化為等效均布荷載，等效圖詳見附錄。 2. 關(guān)于梁端剪力及柱軸力計算： 本設(shè)計中梁端剪力由等效前的計算簡圖結(jié)合彎矩二次分配法所得的梁端彎矩進(jìn)行內(nèi)力平衡計算求得。柱軸力主要包括柱自重﹑縱梁傳來端部壓力以及梁端剪力所產(chǎn)生的橫梁端部壓力。 3. 關(guān)于跨中彎矩的求解： 對于跨中彎距的求解，為計算精確起見，是按等效前的計算簡圖進(jìn)行計算的。 4. 關(guān)于柱邊剪力和柱邊彎矩： 柱邊剪力：V柱邊=V梁端-qb/2 柱邊彎矩：M柱邊=M梁端-V柱邊b/2 橫向框架內(nèi)力組合是利用在不同荷載作用下產(chǎn)生的構(gòu)件內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值，進(jìn)行組合計算，以確定構(gòu)件的最不利內(nèi)力設(shè)計值。本設(shè)計主要考慮了兩種內(nèi)力組合，即“恒載 + 活載”， “恒載 +雪載 + 活載 + 地震作用”。取上述荷載組合中最不利情況作為截面設(shè)計所用的內(nèi)力設(shè)計值。 1.2.6 構(gòu)件設(shè)計 1. 框架梁 本設(shè)計中框架梁的設(shè)計主要包括：梁截面尺寸驗算﹑梁正截面受彎承載力計算﹑梁斜截面受剪承載力計算﹑梁正截面抗震驗算﹑梁斜截面受剪抗震驗算。詳見第七章。 2. 框架柱 本設(shè)計中框架柱的設(shè)計主要包括：柱截面尺寸驗算﹑柱正截面壓彎承載力計算﹑柱斜截面受剪承載力計算﹑柱正截面壓彎抗震驗算﹑柱斜截面受剪抗震驗算。詳見第七章。 3. 樓梯 本工程樓梯設(shè)計包括梯段板﹑休息平臺板設(shè)計﹑梯段梁設(shè)計三大部分。設(shè)計詳見第八章。 4. 樓蓋 本工程采用雙向板肋梁樓蓋，具體設(shè)計詳見第九章。 5. 基礎(chǔ) 本工程采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)，設(shè)計內(nèi)容包括基礎(chǔ)底面尺寸的確定﹑持力層強(qiáng)度驗算﹑軟臥層強(qiáng)度驗算﹑抗震驗算﹑地基變形驗算﹑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計。詳見第十章。 1.3 計算機(jī)及軟件應(yīng)用 本設(shè)計中的框架內(nèi)力計算﹑框架內(nèi)力組合﹑框架梁柱截面設(shè)計及樓板配筋均采用Excel電子表格列項計算。值得一提的是，在Excel電子表格中應(yīng)用了Visual Basic計算機(jī)語言中的“If—then—else”語句實現(xiàn)了表格中某些項篩選的智能化。比如框架柱大小偏壓的判別，如框架柱正截面配筋計算時，是決定按的情況配筋還是決定按的情況配筋由計算機(jī)自動判別并計算，再如框架柱內(nèi)力組合時，從多組內(nèi)力中自動判別并篩選出及相應(yīng)的﹑及相應(yīng)的﹑及相應(yīng)的，等等?？傊\(yùn)用此計算機(jī)語言，從很大程度上弱化了重復(fù)計算。同時，本次設(shè)計中彎矩分配過程也采用了Excel電子表格進(jìn)行模式化計算。 此次設(shè)計在進(jìn)行繪圖時主要采用AutoCAD2004，此計算書中圖片的制作主要采用ACDsee軟件。 本次設(shè)計中結(jié)構(gòu)計算軟件主要采用PKPM軟件，電算校核分析中的部分?jǐn)?shù)據(jù)及內(nèi)力圖就出自此軟件。 總之，通過此次畢業(yè)設(shè)計，我覺得作為一名工科學(xué)生，掌握并具備一定的計算機(jī)應(yīng)用能力是很有必要而又非常重要的。 南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(論文) 第二章 工程概況及設(shè)計資料 2.1 工程概況 本工程系宿遷市現(xiàn)代實驗學(xué)校綜合服務(wù)樓，功能包括公共餐廳、男女淋浴中心、超市、書店、辦公室等，建設(shè)場地位于宿遷市微山湖路北，黑海路以東。建筑面積約3000m2，建筑總高度15.9m，擬建三層（層高3.9m），局部四層（層高3m）。設(shè)運(yùn)貨電梯（載重量630kN）一部。一至二層設(shè)有食堂，其中一二層兼做浴室，三層有超市、書店、郵局和洗衣房，四層有辦公室，其中三層局部屋面為上人屋面。該工程主體結(jié)構(gòu)擬采用現(xiàn)澆式鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。 2.2 設(shè)計資料 2.2.1 設(shè)計標(biāo)高 室內(nèi)設(shè)計標(biāo)高±0.000，室內(nèi)外高差0.45m。 2.2.2 氣象資料 1. 冬季最冷月平均溫度2℃，夏季最熱月平均溫度28℃，最高溫度40.7℃，最低溫度-14℃，冬季相對濕度73％，夏季相對濕度81％。 2. 冬季主導(dǎo)風(fēng)向東北，平均風(fēng)速2.6m/s，夏季主導(dǎo)風(fēng)向東南，平均風(fēng)速2.6m/s，最大風(fēng)速23.7m/s。 3. 年平均降水量1034.1mm，月最大降水量179.3mm。 4. 最大積雪厚度0.2m，基本雪壓S0＝0.4KN/m2，基本風(fēng)壓W0＝0.4KN/m2。 2.2.3 水文地質(zhì)資料 1. 常年地下水位低于－1.2mm，水質(zhì)對混凝土無侵蝕作用。 2. 土壤最大凍結(jié)深度0.09m。 9 3. 擬建場地位于宿遷市郊區(qū)。場地地勢相對平坦，場地相對高差在0.40米以內(nèi)，地面標(biāo)高為5.5米。場地地下水位在天然地面以下1.0米左右，地下水水質(zhì)對混凝土無侵蝕性。經(jīng)勘察揭示擬建場地土層分布可劃分為6個工程地質(zhì)層，8個工程地質(zhì)亞層。自上而下簡述如下： ① 層雜填土：灰褐色，以粉質(zhì)粘土、粉土為主，層厚0.50～1.50m； ② 層粉土：灰黃色，飽水，稍密，下部中密狀態(tài)，層厚2.0～4.10m，層底埋深3.40～4.80m； ③ 層粉砂：青灰色～淺灰色，飽水，中密，層底埋深為9.40～11.0m，層厚1.20～2.10m； ④ 層粉質(zhì)粘土：灰色～灰綠色，濕，可塑，局部軟塑，層底埋深為12.0～18.40m，層厚3.10～4.30m； ⑤ 層粉砂夾粉土：灰黃色～青灰色，稍密～中密，飽水，層底埋深為16.0～22.80m，層厚0.80～1.60m； ⑥ 層粉質(zhì)粘土：灰褐色～灰色，很濕，可塑，局部硬塑，層底埋深大于30.0，層厚大于5.50m（未鉆穿）。 各層地基土主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)及其承載力設(shè)計參數(shù)參見下表： 表2-1 各土層物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)及設(shè)計參數(shù)一覽表 層次 土層名稱 w(%) gγ(kN/m3) e IP IL ES fk (KPa) ① 雜填土 17.2 ② 粉土 32.04 18.86 0.885 5.96 0.669 9.79 140 ③ 粉砂 30.10 18.73 0.857 12.11 170 ④ 粉質(zhì)粘土 24.71 19.91 0.707 13.87 0.400 6.98 200 ⑤ 粉砂夾粉土 27.85 18.98 0.810 7.85 1.159 8.57 140 ⑥ 粉質(zhì)粘土 23.49 20.23 0.669 15.64 0.240 7.65 220 4. 該場地土類型屬于中軟場地土，建筑場地類別為Ⅲ類。 2.2.4 地震信息 1. 抗震設(shè)防烈度：8度設(shè)防設(shè)計，設(shè)計地震分組第一組。 2. 地震加速度：0.30g 2.2.5 荷載資料 1. 屋面活荷載 （1） 局部不上人屋面，標(biāo)準(zhǔn)值： （2） 上人屋面，標(biāo)準(zhǔn)值： 2. 樓面活荷載 （1） 餐廳，標(biāo)準(zhǔn)值： （2） 廚房，標(biāo)準(zhǔn)值： （3） 浴室，標(biāo)準(zhǔn)值： （4） 超市（商店），標(biāo)準(zhǔn)值： （5） 廁所，標(biāo)準(zhǔn)值： （6） 樓梯，標(biāo)準(zhǔn)值： （7） 洗衣房，標(biāo)準(zhǔn)值： （8） 辦公室，標(biāo)準(zhǔn)值： （9） 電梯機(jī)房，標(biāo)準(zhǔn)值： 3. 相關(guān)材料荷載信息 （1） 鋼筋混凝土： （2） 水泥砂漿： （3） 混合砂漿： （4） 水磨石面層： （5） 鋁合金門窗： （6） 玻璃幕墻： （7） 木制門： 2.2.6 屋面構(gòu)造 1. 25厚1：2.5水泥砂漿（鋪設(shè)編織鋼絲網(wǎng)片）保護(hù)層。 2. 紙筋石灰泥隔離層（5厚） 3. 高聚物改性瀝青柔性卷材一層（SBS改性瀝青防水卷材，5厚） 4. 1：3水泥砂漿找平層（20厚） 5. 40厚C20細(xì)石混凝土（配4@150雙向鋼筋，粉平壓光） 6. 聚苯乙烯泡沫塑料板保溫層（25厚） 7. 現(xiàn)澆鋼筋混凝土屋面板（100厚） 8. 12厚混合砂漿粉平頂 2.2.7 樓面構(gòu)造 1. 15厚1：2水泥白石子磨光打蠟 2. 刷素水泥漿結(jié)合層一道 3. 20厚1：3水泥砂漿找平層 4. 100厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓面板 5. 12厚混合砂漿粉平頂。 2.2.8 圍護(hù)墻 采用200厚非承重空心磚（190×190×90，容重3.6 kN/m2，M5混合砂漿砌筑，雙面粉刷）。 2.2.9 門窗 除辦公室、衛(wèi)生間等少數(shù)房間采用木質(zhì)門外，其它房間采用鋁合金門窗（規(guī)格見蘇J11–2006）。 2.2.10 電梯 本學(xué)校綜合服務(wù)樓從人性化和使用方便角度考慮，擬采用載貨電梯一部。電梯主要參數(shù)及規(guī)格尺寸(摘自國家標(biāo)準(zhǔn)GB7025-86，該標(biāo)準(zhǔn)系等效采用國際標(biāo)準(zhǔn)化組織制訂的國際標(biāo)準(zhǔn))如下： 1. 載重量：630kg 2. 載客量：8人 3. 運(yùn)行速度： 4. 轎箱尺寸：寬，深，高 5. 井道尺寸：寬，深 6. 機(jī)房尺寸：面積，寬，深，高 7. 廳門尺寸：凈寬，凈高 8. 底坑深度： 9. 頂層高度： 注：機(jī)房尺寸R和T系最小尺寸，實際尺寸應(yīng)確保機(jī)房面積大于等于S。 11 第三章 結(jié)構(gòu)選型與布置 3.1 結(jié)構(gòu)選型 結(jié)構(gòu)選型是一個綜合性的問題，一個成功的設(shè)計師應(yīng)綜合考慮以選擇合理的結(jié)構(gòu)形式。 3.1.1 從結(jié)構(gòu)方面考慮 根據(jù)結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)，常用的建筑結(jié)構(gòu)形式有：混合結(jié)構(gòu)﹑框架結(jié)構(gòu)﹑框架-剪力墻結(jié)構(gòu)﹑剪力墻結(jié)構(gòu)等。框架-剪力墻結(jié)構(gòu)﹑剪力墻結(jié)構(gòu)適用于高層甚至超高層建筑。對于學(xué)校綜合服務(wù)樓這么一棟三四層的多層建筑使用混合結(jié)構(gòu)，在一般情況下是能結(jié)構(gòu)滿足要求的。但考慮到該學(xué)校綜合服務(wù)樓工程所在地，是江蘇省宿遷市。該地區(qū)抗震設(shè)防烈度為8度，設(shè)計地震分組為第一組，地震加速度為0.30g——震害比較嚴(yán)重，而混合結(jié)構(gòu)最大的缺點(diǎn)就是：強(qiáng)度低﹑自重大﹑整體性差，進(jìn)而抗震性能較差。顯然，在該地區(qū)選用混合結(jié)構(gòu)是不甚合理的。相反，框架結(jié)構(gòu)在一定的高度范圍內(nèi)，如8度時房屋高度在45m以內(nèi)時，框架結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度強(qiáng)，整體性好，抗震性能亦佳。綜上所述，該工程采用框架結(jié)構(gòu)（現(xiàn)澆式鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)）是最為合適的。 3.1.2 從建筑方面考慮 我國學(xué)校建筑的基本特點(diǎn)——開間大，進(jìn)深大，橫隔墻少，層高相對較高且常要求做成外廊式﹑單內(nèi)廊式或等跨式平面布置形式，這些特點(diǎn)是影響其結(jié)構(gòu)選型的基本因素。根據(jù)以上特點(diǎn)，在學(xué)校建筑中選用框架結(jié)構(gòu)，突出“輕”這一特點(diǎn)，同時使用輕型材料，以減輕自重，降低造價，擴(kuò)大空間，滿足使用。綜合我國目前的國力選用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)比鋼框架結(jié)構(gòu)更為經(jīng)濟(jì)，工程造價更能為建設(shè)單位接受。學(xué)校綜合服務(wù)樓，作為學(xué)校建筑的一部分，選用框架結(jié)構(gòu)是合情合理的，滿足它所要求的建筑功能。 13 南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(論文) 3.2 結(jié)構(gòu)布置 進(jìn)行鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)布置的主要工作是合理地確定梁﹑柱的位置及跨度。其基本原則見下： 1. 結(jié)構(gòu)平面形狀和立面體型宜簡單﹑規(guī)則，使剛度均勻?qū)ΨQ，減小偏心和扭轉(zhuǎn)。 2. 控制結(jié)構(gòu)高寬比，以減少水平荷載下的側(cè)移，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)高寬比限值——非抗震設(shè)防時為5，6度﹑7度抗震設(shè)防時為4，8度抗震設(shè)防時為3，9度抗震設(shè)防時為2。 3. 盡量統(tǒng)一柱網(wǎng)及層高，以減少構(gòu)件種類規(guī)格，簡化梁設(shè)計及施工。 4. 框架結(jié)構(gòu)的柱網(wǎng)尺寸，即平面框架的柱距（開間﹑進(jìn)深）和層高，首先要滿足生產(chǎn)工藝和其它使用功能的要求，柱網(wǎng)布置方式可分為內(nèi)廊式﹑等跨式﹑不等跨式等幾種；其次滿足建筑平面功能的要求；此外，平面應(yīng)盡可能簡單規(guī)則﹑受力合理，使各構(gòu)件跨度﹑內(nèi)力分布均勻。工程實際中常用的梁﹑板跨度——主梁跨度5～8m,次梁跨度4～6m，單向板板跨1.7～2.5m，一般不得超過3m，雙向板板跨4m左右，荷載較大時宜取較小值，因為板跨直接影響板厚，而板的面積較大，板厚度的增加對材料用量及結(jié)構(gòu)自重增加影響較大。 5. 房屋的總長度宜控制在最大溫度伸縮縫間距內(nèi)，當(dāng)房屋長度超過規(guī)定值時，伸縮縫將房屋分成若干溫度區(qū)段。伸縮縫是為了避免溫度應(yīng)力和混凝土收縮應(yīng)力使房屋產(chǎn)生裂縫而設(shè)置的。在伸縮縫處，基礎(chǔ)頂面以上的結(jié)構(gòu)和建筑全部斷開。現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的伸縮縫最大間距為55m。 3.2.1 梁柱布置 主要梁柱布置具體見圖3-1。 3.2.2 梁柱初選 1. 柱截面初選 首先，柱的截面尺寸宜符合下列要求：矩形截面柱在非抗震設(shè)計時，邊長不宜小于250mm，抗震設(shè)計時截面的寬度和高度均不宜小于300mm；圓柱直徑不宜小于350mm；剪跨比宜大 于2；截面長邊與短邊的邊長比不宜大于3。 其次，結(jié)合本工程具體實際，通過經(jīng)驗公式初估柱的截面尺寸。學(xué)校綜合服務(wù)樓屬丙類建筑，該建筑位于宿遷市，宿遷市是一個震害比較嚴(yán)重的城市。該市抗震設(shè)防烈度為8度， 該建筑擬采用現(xiàn)澆式鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，且建筑高度小于30m，查《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB50011-2001)知該建筑結(jié)構(gòu)抗震等級為二級，進(jìn)而查得框架柱的軸壓比為0.8。 經(jīng)驗公式： ：考慮地震荷載組合時柱的軸力設(shè)計值； ：柱軸壓比； ：混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值； ； ：彎矩對框架柱軸力的影響，中柱擴(kuò)大系數(shù)取，邊柱擴(kuò)大系數(shù)??； ； 為該柱承擔(dān)的樓面荷載面積，可近似按1/2柱距劃分； ：建筑層數(shù)，本工程存在局部四層，取 本工程擬采用C30混凝土，則 對于中柱： 對于邊柱： 對于角柱： 最后，結(jié)合第四章之地震作用下房屋層間彈性側(cè)移驗算和宿遷地區(qū)相關(guān)工程實例及從施工方便考慮，此工程框架柱截面初選為。 15 2. 梁截面初選 首先，梁的截面尺寸，宜符合下列各項要求：截面寬度不宜小于200mm；截面的高寬比不宜大于4；凈跨與截面高度之比不宜小于4。 15 其次，梁截面一般可按下列方法進(jìn)行估算： 框架主梁： 框架縱梁： 次梁： :梁截面寬度 ：柱截面寬度 ：梁的跨度 最后，進(jìn)行本工程梁截面初選——本工程采用橫向框架承重，框架主梁跨度； 主梁跨中加設(shè)一道次梁，次梁跨度取較大的跨，即；縱向連系梁跨度與次梁跨度一致，。 框架主梁：，不妨??； ，不妨取； 次梁：，不妨取，； 縱向連系梁：與次梁取為一致——，； 弧梁：與縱向連系梁取為一致——，。 3.2.3 樓蓋初選 確定了層高﹑柱網(wǎng)尺寸及梁柱截面尺寸后，應(yīng)選擇合理的結(jié)構(gòu)平面布置方案，即選擇合理的樓蓋類型。結(jié)合工程實際經(jīng)初步考慮后，本學(xué)校綜合服務(wù)樓工程擬采用雙向板肋梁樓蓋。詳見第九章。 圖 3-1 梁柱布置圖 17 第四章 荷載計算 4.1 計算簡圖 計算簡圖如圖4-1所示。 4.2 截面尺寸 1. 框架主梁：350×700 2. 縱向連系梁、次梁：300×500 3. 框架柱：700×800 4. 其他構(gòu)造柱按施工尺寸及構(gòu)造條件確定 4.3 材料強(qiáng)度等級 1. 混凝土：均采用C30級 2. 鋼筋：梁、柱的受力鋼筋采用HRB400，其余構(gòu)造鋼筋、箍筋及板筋采用HPB235 4.4 荷載計算 以③軸線橫向框架為計算分析對象。 1. 屋面橫梁豎向線荷載標(biāo)準(zhǔn)值 （1）恒載 屋面恒載標(biāo)準(zhǔn)值 25厚1：25水泥砂漿保護(hù)層 5厚紙筋石灰泥隔離層 高聚物改性瀝青柔性卷材一層（5厚SBS改性瀝青防水卷材） 20厚1：3水泥砂漿找平層 40厚C20細(xì)石混凝土 25厚聚苯乙烯泡沫塑料板保溫層 100厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土屋面板 12厚混合砂漿粉平頂 屋面恒載標(biāo)準(zhǔn)值： 梁自重 梁凈重： 梁側(cè)粉刷： 梁自重： 作用于三層屋頂框架主梁上的線恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值是： 梁自重： 板傳來的荷載： （2）活載 作用于三層屋頂框架主梁上的線活荷載標(biāo)準(zhǔn)值是： 2. 樓面橫梁豎向線荷載標(biāo)準(zhǔn)值 （1）恒載 水磨石面層： 100厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓面板： 12厚混合砂漿粉平頂： 樓面恒載標(biāo)準(zhǔn)值： 梁自重 梁凈重： 19 梁側(cè)粉刷： 梁自重： 作用于樓面層框架主梁上的線恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值是： 梁自重： 板傳來的荷載： （2）活載 樓面活載： 超市（商店）： 餐廳： 3. 屋面框架節(jié)點(diǎn)集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值： （1） 恒載 邊柱連系梁自重： 粉刷： 1.2m高女兒墻： 粉刷： 連系梁傳來屋面自重： 三層屋頂邊節(jié)點(diǎn)集中荷載： 中柱連系梁自重： 粉刷： 連系梁傳來屋面自重： 三層屋頂中節(jié)點(diǎn)集中荷載： 中跨次梁梁自重： 粉刷： 次梁傳來屋面自重： 三層屋頂次梁節(jié)點(diǎn)集中荷載： （2）活載 4. 樓面框架節(jié)點(diǎn)集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值 （1） 恒載 邊柱連系梁自重： 粉刷： 連系梁傳來樓面自重： 樓層邊節(jié)點(diǎn)集中荷載： 中柱連系梁自重： 粉刷： 連系梁傳來樓面自重： 樓層中節(jié)點(diǎn)集中荷載： 中跨次梁梁自重： 粉刷： 次梁傳來樓面自重： 樓層次梁節(jié)點(diǎn)集中荷載： 21 柱傳來集中荷載： 綜上所述： （2）活載 圖4-1 計算簡圖 23 圖4-2 恒載下各層節(jié)點(diǎn)集中力 圖4-3 橫向框架上的地震作用 25 5. 地震作用 1) 建筑物總重力荷載代表值Gi的計算 a.集中于屋蓋處的質(zhì)點(diǎn)重力荷載代表值G4 50％雪載： 屋面恒載： 女兒墻： 橫梁: 縱梁： 弧梁： 柱重： 橫墻： 縱墻： 門窗： 玻璃幕墻： 扣除橫墻中梁所占部分： 扣除縱墻中梁所占部分： b.集中于四層（局部為三層樓蓋）處的質(zhì)點(diǎn)重力荷載代表值G3 i．局部樓面部分： 50％樓面活載： 樓面恒載： 橫梁: 縱梁： 弧梁： 柱重： 橫墻： 縱墻： 門窗： 玻璃幕墻： 載貨電梯載重量： 扣除橫墻中梁所占部分： 扣除縱墻中梁所占部分： ii．樓蓋部分 50％雪載： 屋面恒載： 27 女兒墻： 橫梁: 縱梁： 柱重： 橫墻： 縱墻： 門窗： 扣除橫墻中梁所占部分： 扣除縱墻中梁所占部分： c.集中于三層處的質(zhì)點(diǎn)重力荷載代表值G2 50％樓面活載： 樓面恒載： 橫梁: 縱梁： 弧梁： 柱重： 橫墻： 縱墻： 門窗： 玻璃幕墻： 扣除橫墻中梁所占部： 29 扣除縱墻中梁所占部分 d.集中于二層處的質(zhì)點(diǎn)重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值G1 50％樓面活載： 樓面恒載： 橫梁: 縱梁： 弧梁： 柱重： 橫墻： 縱墻： 門窗： 玻璃幕墻： 扣除橫墻中梁所占部： 扣除縱墻中梁所占部分 31 2) 地震作用計算 (1)框架柱的抗側(cè)移剛度 在計算梁﹑柱線剛度時，應(yīng)考慮樓蓋對框架梁的影響，在現(xiàn)澆樓蓋中，中框架梁的抗彎慣性矩??；邊框架梁取；在裝配整體式樓蓋中，中框架梁的抗彎慣性矩取；邊框架梁取。為框架梁按矩形截面計算的界面慣性矩。本工程梁﹑柱的線剛度具體見表 4-1， 表4-1 橫梁﹑柱線剛度表 項目 截面尺寸 Ec Io I L i=EcI/L 相對剛度 層 桿件類型 B（mm) H(mm) (kN/mm2) (mm4) (mm4) mm (kN·mm) 頂層 邊框架梁1 350 700 25.5 1.00E+10 1.50E+10 7500 5.10E+07 1.000 邊框架梁2 300 500 25.5 3.13E+09 4.69E+09 6000 1.99E+07 0.390 邊框架梁3 300 500 25.5 3.13E+09 4.69E+09 3750 3.19E+07 0.625 中框架梁1 300 500 25.5 3.13E+09 6.25E+09 3750 4.25E+07 0.833 中框架梁2 300 500 25.5 3.13E+09 6.25E+09 7500 2.13E+07 0.416 框架柱 700 800 25.5 2.99E+10 2.99E+10 3000 2.54E+08 4.976 二至三層 邊框架梁1 350 700 25.5 1.00E+10 1.50E+10 7500 5.10E+07 1.000 邊框架梁2 300 500 25.5 3.13E+09 4.69E+09 6000 1.99E+07 0.390 中框架梁 350 700 25.5 1.00E+10 2.00E+10 7500 6.80E+07 1.333 框架柱 700 800 25.5 2.99E+10 2.99E+10 3900 1.95E+08 3.827 底層 邊框架梁1 350 700 25.5 1.00E+10 1.50E+10 7500 5.10E+07 1.000 邊框架梁2 300 500 25.5 3.13E+09 4.69E+09 6000 1.99E+07 0.390 中框架梁 350 700 25.5 1.00E+10 2.00E+10 7500 6.80E+07 1.333 框架柱 700 800 25.5 2.99E+10 2.99E+10 5300 1.44E+08 2.816 各層框架柱總的抗側(cè)移剛度見表 4-2 表4-2 框架柱(700×800)橫向側(cè)移剛度D值 項目 K=∑ib/2ic(一般層) K=∑ib/ic(底層) αc=K/(2+K)(一般層) αc=(0.5+K)/(2+K)(底層) D=αc·ic·(12/h2) (kN/mm) 根數(shù) 層 柱類型及截面 頂層 邊框架邊柱1 0.20 0.09 30.91 4 邊框架邊柱2 0.08 0.04 12.78 1 邊框架邊柱3 0.20 0.09 30.32 1 邊框架邊柱4 0.23 0.10 35.52 2 邊框架中柱1 0.40 0.17 56.64 1 邊框架中柱2 0.47 0.19 64.29 1 中框架邊柱1 0.18 0.08 27.35 2 中框架邊柱2 0.22 0.10 33.23 1 ∑D 446.64 二至三層 邊框架邊柱1 0.26 0.12 17.80 4 邊框架邊柱2 0.10 0.05 7.48 1 邊框架中柱 0.52 0.21 31.92 3 中框架邊柱 0.35 0.15 22.85 10 中框架中柱 0.70 0.26 39.80 10 ∑D 801.02 底層 邊框架邊柱1 0.36 0.36 22.29 4 邊框架邊柱2 0.14 0.30 18.33 1 邊框架中柱 0.71 0.45 27.41 3 中框架邊柱 0.47 0.39 24.16 10 中框架中柱 0.95 0.49 30.14 10 ∑D 732.71 33 注：ib為梁的線剛度，ic為柱的線剛度，b-beam,c-column (2)框架自振周期的計算 表4-3 框架頂點(diǎn)假想水平位移⊿計算表 層 Gi(kN) ∑Gi(kN) ∑D(kN/mm) δ=∑Gi/∑D 總位移⊿(mm) 4 2789.69 2789.69 446.64 6.25 92.52 3 8930.84 11720.53 801.02 14.63 86.27 2 10008.99 21729.52 801.02 27.13 71.64 1 10884.83 32614.35 732.71 44.51 44.51 自振周期為：T1= 由設(shè)計任務(wù)書知，建筑場地類別為Ⅲ類。查《抗震規(guī)范》（GB50011-2001）得，學(xué)校綜合服務(wù)樓屬丙類建筑，該建筑高度<30m且采用框架結(jié)構(gòu)，故該結(jié)構(gòu)抗震等級為二級，從而柱軸壓比取；該工程抗震設(shè)防烈度為8度，設(shè)計地震分組為第一組，特征周期,水平地震影響系數(shù)。 于是，,查地震影響系數(shù)曲線，得 結(jié)構(gòu)等效總重力荷載： 因為， 故不考慮框架頂部附加水平地震作用 框架橫向水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值為： 結(jié)構(gòu)底部： 各樓層的地震作用和地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值由表 4-4計算列出， 表4-4 樓層地震作用和地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值計算表 層 Hi(m) Gi(kN) GiHi Fi=(GiHi/∑GiHi)FEK 樓層剪力Vi(kN) 4 16.10 2789.69 44914.01 958.76 958.76 3 13.10 8930.84 116994.00 2497.43 3456.19 2 9.20 10008.99 92082.71 1965.66 5421.85 1 5.30 10884.83 57689.60 1231.48 6653.33 本工程按規(guī)范要求，進(jìn)行了多遇地震作用下的橫向框架層間彈性側(cè)移驗算，對于鋼筋混凝土框架取。計算過程如表4-5所示， 表4-5 層間彈性側(cè)移驗算 層 hi(m) 樓層剪力Vi(kN) ∑D(kN/mm) ⊿μe=Vi/∑Di(mm) ﹝θe﹞hi(mm) 4 3.00 958.76 446.64 2.15 5.45 3 3.90 3456.19 801.02 4.31 7.09 2 3.90 5421.85 801.02 6.77 7.09 1 5.30 6653.33 732.71 9.08 9.64 通過以上計算結(jié)果看出，各層層間彈性側(cè)移均滿足規(guī)范要求，即 35 第五章 框架內(nèi)力計算 5.1關(guān)于彎矩分配系數(shù)的計算 5.1.1 計算原理 1. 相交于同一點(diǎn)的多個桿件中的某一桿件，其在該節(jié)點(diǎn)的彎矩分配系數(shù)的計算公式為： ，， 2. 彎矩傳遞系數(shù)與桿件遠(yuǎn)端的約束形式有關(guān)：遠(yuǎn)端固定時，傳遞系數(shù)；遠(yuǎn)端簡支時，傳遞系數(shù)；遠(yuǎn)端滑動時，傳遞系數(shù)；遠(yuǎn)端自由時，傳遞系數(shù)。 5.1.2 各節(jié)點(diǎn)彎矩分配系數(shù)的計算 1. 節(jié)點(diǎn)A1 2. 節(jié)點(diǎn)B1 節(jié)點(diǎn)C1的彎矩分配系數(shù)同節(jié)點(diǎn)B1的彎矩分配系數(shù) 節(jié)點(diǎn)D1的彎矩分配系數(shù)同節(jié)點(diǎn)A1的彎矩分配系數(shù) 3. 節(jié)點(diǎn)A2 4. 節(jié)點(diǎn)B2 37 節(jié)點(diǎn)C2的彎矩分配系數(shù)同節(jié)點(diǎn)B2的彎矩分配系數(shù) 節(jié)點(diǎn)D2的彎矩分配系數(shù)同節(jié)點(diǎn)A2的彎矩分配系數(shù) 5. 節(jié)點(diǎn)A3 6. 節(jié)點(diǎn)B3 節(jié)點(diǎn)C3的彎矩分配系數(shù)同節(jié)點(diǎn)B3的彎矩分配系數(shù) 節(jié)點(diǎn)D3的彎矩分配系數(shù)同節(jié)點(diǎn)A3的彎矩分配系數(shù) 5.2 恒載作用下的框架內(nèi)力計算 各節(jié)點(diǎn)彎矩分配系數(shù)見“關(guān)于彎矩分配系數(shù)的計算”部分，此處不再詳述。 計算桿件固端彎矩時帶符號，并規(guī)定桿端彎矩一律以順時針方向為正。 荷載形式圖見圖 5-2。 5.2.1 桿件固端彎矩 1. 四層橫梁 1)橫梁固端彎矩 a.自重作用 b.板傳來恒載作用 39 采用支座彎矩等效原則，化為支座彎矩等效的均布荷載（圖見附錄1）： 由 c.次梁傳來恒載作用 采用支座彎矩等效原則，化為支座彎矩等效的均布荷載（圖見附錄1）： 由 2)縱梁引起柱端附加彎矩（逆時針為正）： 邊柱連系梁（縱梁）： 中柱連系梁（縱梁）： 2. 二～三層橫梁 1)橫梁固端彎矩 a. 自重作用 b.板傳來恒載作用 采用支座彎矩等效原則，化為支座彎矩等效的均布荷載（圖見附錄1）： 由 c.次梁傳來恒載作用 采用支座彎矩等效原則，化為支座彎矩等效的均布荷載（圖見附錄1）： 由 2)縱梁引起柱端附加彎矩（逆時針為正）： 邊柱連系梁（縱梁）： 中柱連系梁（縱梁）： 41 5.2.2 節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩 橫向框架的節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩是通過該節(jié)點(diǎn)的各桿件（不包括縱向框架連系梁）在節(jié)點(diǎn)處的固端彎矩與通過該節(jié)點(diǎn)的縱梁引起柱端橫向附加彎矩之和，根據(jù)平衡原則，節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩的正方向與桿端彎矩方向相反，一律以逆時針方向為正。 節(jié)點(diǎn)的不平衡彎矩： 節(jié)點(diǎn)的不平衡彎矩： 節(jié)點(diǎn)的不平衡彎矩： 節(jié)點(diǎn)的不平衡彎矩： 節(jié)點(diǎn)的不平衡彎矩： 節(jié)點(diǎn)的不平衡彎矩： 節(jié)點(diǎn)的不平衡彎矩： 節(jié)點(diǎn)的不平衡彎矩： 節(jié)點(diǎn)的不平衡彎矩同節(jié)點(diǎn)的不平衡彎矩，即 節(jié)點(diǎn)的不平衡彎矩同節(jié)點(diǎn)的不平衡彎矩，即 節(jié)點(diǎn)的不平衡彎矩同節(jié)點(diǎn)的不平衡彎矩，即 節(jié)點(diǎn)的不平衡彎矩同節(jié)點(diǎn)的不平衡彎矩，即 綜上所述，匯總各節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩于下圖5-1， 圖5-1 恒載下各節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩匯總圖 43 5.2.3 內(nèi)力計算 在進(jìn)行彎矩分配時，應(yīng)將節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩反符號后再進(jìn)行桿件彎矩分配。 節(jié)點(diǎn)彎矩使相交于該節(jié)點(diǎn)桿件的近端產(chǎn)生彎矩，同時也使各桿件的遠(yuǎn)端產(chǎn)生彎矩，近端產(chǎn)生的彎矩通過節(jié)點(diǎn)彎矩分配確定，遠(yuǎn)端產(chǎn)生的彎矩由傳遞系數(shù)(近端彎矩與遠(yuǎn)端彎矩的比值)確定。傳遞系數(shù)與桿件遠(yuǎn)端的約束形式有關(guān)，具體見結(jié)構(gòu)力學(xué)教科書，此處不再詳述。 恒載彎矩分配過程見附錄2，恒載作用下彎矩見圖5-3，梁剪力﹑柱軸力見圖5-4。 由于彎矩分配過程次數(shù)有限導(dǎo)致的誤差，致使此對稱結(jié)構(gòu)在對稱荷載作用下，彎矩等對稱內(nèi)力不完全相等，但偏差不是很大。為計算方便起見，取兩者的平均值，同時更趨真實。 此框架系對稱結(jié)構(gòu)，原則上在內(nèi)力計算時，取此結(jié)構(gòu)的一半計算即可，即在本設(shè)計中可只進(jìn)行AB跨﹑BC跨的內(nèi)力計算，但為了保證計算結(jié)果的準(zhǔn)確性，還是對CD跨進(jìn)行了內(nèi)力計算，以驗證對稱結(jié)構(gòu)在對稱荷載作用下對稱截面內(nèi)力間的關(guān)系，從而保證了計算結(jié)果的準(zhǔn)確性。 根據(jù)所求出的梁端彎矩，再通過平衡條件，即可求出恒載作用下的柱軸力﹑梁剪力，梁跨中彎矩，結(jié)果分別見表5-1﹑表5-2﹑表5-3﹑表5-4﹑表5-5﹑表5-6﹑表5-7。 表5-1 柱軸力(kN) 層 A軸、D軸邊柱 B軸、C軸中柱 橫梁端部壓力 縱梁端部壓力 柱重 柱軸力 橫梁端部壓力 縱梁端部壓力 柱重 柱軸力 3 柱頂 99.88 91.30 54.60 191.18 218.00 96.83 54.60 314.83 柱底 245.78 369.43 2 柱頂 84.55 50.04 54.60 380.37 173.48 75.95 54.60 618.86 柱底 434.97 673.46 1 柱頂 82.63 50.04 74.20 567.64 175.41 75.95 74.20 924.82 柱底 641.84 999.02 表5-2 AB跨梁端剪力（kN) 層號 g（kN/m) (自重作用） q(kN/m) (板傳來作用） P(kN) (次梁傳來作用） l(m) (梁跨） gl/2 (kN) ql/4 (kN) P/2 (kN) MAB (kN·m) MBA (kN·m) ∑Mik/l VA=gl/2+ql/4 +P/2-∑Mik/l VBl=-(gl/2+ql/4 +P/2+∑Mik/l) 3 6.53 17.63 96.83 7.50 24.49 33.06 48.42 -132.42 178.04 6.08 99.88 -112.04 2 6.53 12.56 75.95 7.50 24.49 23.55 37.98 -126.01 136.95 1.46 84.55 -87.47 1 6.53 12.56 75.95 7.50 24.49 23.55 37.98 -115.12 140.50 3.38 82.63 -89.40 表5-3 BC跨梁端剪力（kN) 層號 g（kN/m) (自重作用） q(kN/m) (板傳來作用） P(kN) (次梁傳來作用） l(m) (梁跨） gl/2 (kN) ql/4 (kN) P/2 (kN) MBC (kN·m) MCB (kN·m) ∑Mik/l VBr=gl/2+ql/4 +P/2-∑Mik/l VCl=-(gl/2+ql/4 +P/2+∑Mik/l) 3 6.53 17.63 96.83 7.50 24.49 33.06 48.42 -167.21 167.21 0.00 105.96 -105.96 2 6.53 12.56 75.95 7.50 24.49 23.55 37.98 -132.53 132.53 0.00 86.01 -86.01 1 6.53 12.56 75.95 7.50 24.49 23.55 37.98 -133.74 133.74 0.00 86.01 -86.01 表5-4 CD跨梁端剪力（kN) 層號 g（kN/m) (自重作用） q(kN/m) (板傳來作用） P(kN) (次梁傳來作用） l(m) (梁跨） gl/2 (kN) ql/4 (kN) P/2 (kN) MCD (kN·m) MDC (kN·m) ∑Mik/l VCr=gl/2+ql/4 +P/2-∑Mik/l VD=-(gl/2+ql/4 +P/2+∑Mik/l) 3 6.53 17.63 96.83 7.50 24.49 33.06 48.42 -178.04 132.42 -6.08 112.04 -99.88 2 6.53 12.56 75.95 7.50 24.49 23.55 37.98 -136.95 126.01 -1.46 87.47 -84.55 1 6.53 12.56 75.95 7.50 24.49 23.55 37.98 -14