吉林省长春市某大学综合楼建筑结构设计书毕业设计.doc

第页1目录第1章建筑设计说明.11.1工程概况.11.1.1工程名称.11.1.2工程地点.11.1.3建筑面积.11.1.4建筑等级.11.1.5功能及分区.21.1.6使用功能说明.21.1.7结构体系.31.1.8设计标高.31.1.9工程地质条件及地理情况.31.1.10荷载.41.1.11技术经济条件.41.2总平面设计.41.2.1总平面布局.41.3防火及安全疏散设计.61.3.1防火.61.3.2安全疏散.71.4采光设计.91.5通风设计.101.6特殊构造设计.111.6.1屋面设计.111.6.2排水设计.121.6.3勒脚设计.121.6.4散水设计.131.6.5地坪与地面设计.141.6.6墙体设计.141.6.7其它细节部分设计.15第2章结构设计计算书.162.1结构设计说明.162.1.1结构选型.162.1.2结构布置.162.1.3基础方案.16第页22.1.4建筑材料的选取填.162.1.5构件尺寸初选.172.1.6结构计算单元的选取.182.2重力荷载计算.182.2.1屋面及楼面的永久荷载标准值.182.2.2屋面及楼面可变荷载标准值.192.2.3梁、柱、墙、门窗重力荷载计算.192.2.4重力荷载代表值.202.3框架侧移刚度计算.222.3.1框架梁线刚度计算.222.4横向水平地震作用下框架结构的内力和侧移计算.232.4.1横向自振周期计算.232.4.2水平地震作用标准值和位移的计算.242.4.3水平地震作用位移验算.252.4.4水平地震作用下框架内力计算.252.5横向风荷载作用下框架结构的内力和侧移计算.282.5.1风荷载标准值.282.5.2风荷载的标准值：.282.5.3为简化计算，将矩形荷载转化成集中力（）.28ikF2.5.6风荷载作用下框架结构内力计算.292.6竖向荷载作用下框架结构内力计算.312.6.1计算单元.312.6.2荷载计算.322.6.3活荷载及内力分析.352.7框架内力组合.402.7.1框架梁内力组合.402.7.2框架柱内力组合.432.8截面设计.532.8.1框架梁.532.8.2框架柱.562.9楼梯设计.602.9.1.梯段板设计.602.9.2平台板的设计.612.9.3平台梁设计.622.10基础设计.632.10.1确定基础底面面积.63第页32.10.2基础高度验算.642.10.3基础抗冲切验算.642.10.4基础底板配筋计算.64结束语.65外文文献：.66参考文献.72致谢.73附录.74第第11章章建筑设计说明建筑设计说明1.11.1工程概况工程概况1.1.1工程名称：吉林省长春市某大学综合楼1.1.2工程地点：位于吉林省长春市某大学院内1.1.3建筑面积：该工程占地面积为1005.55m2总建筑面积为6033.30m2。1.1.4建筑等级：耐火等级为级，根据建筑设计防火规范GB50016-2006第5.1.7条规定，民用建筑的耐火等级为一、二级的最多允许层数为以下情况：(1)9层及9层以下的居住建筑(包括设置商业服务网点的居住建筑)；(2)建筑高度小于等于24m的公共建筑；(3)建筑高度大于24m的单层公共建筑；(4)地下、半地下建筑(包括建筑附属的地下室、半地下室)；(5)厂房；(6)仓库；(7)甲、乙、丙类液体储罐(区)；(8)可燃、助燃气体储罐(区)；(9)可燃材料堆场；(10)城市交通隧道。建筑防火分区的最大允许建筑面积为2500m2。本工程为建筑高度为25.5m的公共建筑，共6层，局部7层，因此该大楼的耐火等级可以选择级。1.1.5功能及分区：第页4该楼建成后主要用途为办公，共6层，局部7层，层高均为3.6m，每层均需设置公共卫生间、少量办公室。该大楼高度为25.5m。1.1.6结构体系：钢筋混凝土框架结构，设计使用年限50年。结构选型依据：本工程为多层建筑，需要大空间和对建筑平面的灵活布置。多层建筑一般经常采用的结构有砌体结构和钢筋混凝土框架结构，综合两种结构的特点比较，钢筋混凝土结构主要靠梁柱承重，结构自重轻，容易实现大空间、空间布置灵活的特点，砌体结构空间布置不灵活，不易实现大空间。结合建筑设计要适用、经济、安全、可靠的特点，选择钢筋混凝土框架结构是比较合理的。1.1.7设计标高：一层室内地坪标高为0.000(相对于黄海高程系绝对标高为119.5m)，室外地坪标高为-0.450m。1.1.8工程地质条件及地理情况场地平坦，在水平方向土层分布均匀。各岩土层力学指标汇总表1.1层号岩土层名称fak(kpa)模量(mpa)容重(KNm3)厚度(m)1素填土180.50.82含粘性土粗砾砂38025E0202.03.03花岗岩强风化带100040EO231.02.54花岗岩中风化带2000200E0252.54.05花岗岩微风化带40001000E026水文地质概况：最高地下水-3.0m，常年-3.9m，无腐蚀性土壤最大冻结深度：50cm。抗震设计条件：抗震设防烈度7度；设计基本地震加速度为0.10g；设计地震分组为第一组：建筑场地为类。建设地点的地理概况：地面粗糙度为B类，场地内地势平坦，无障碍物影响施工，附近空地可临时使用。基地海拔标高约为46.7米，基本与城市道路标高平齐。室外环境类别：二b类。1.1.10荷载基本风压：0.55kNm基本雪压：0.40kNm第页51.1.11技术经济条件1交通运输条件：公路由场地附近通过，运输工具主要是汽车和平板车。2建筑企业概况：市区有混凝土预制构件厂相距10km；木材加工厂距工地8km技术装备情况：施工单位设备齐全，可满足施工要求。现场内水、电、路情况：附近有上水管网及供电设施，可以利用场地内道路，可由城市干路修道工地。3材料供应情况：各种材料货源充足。4劳动力情况：劳动力供应充足。1.1.12工程日期1）开工日期：2011年3月1日。2）竣工日期：2011年11月30日。1.21.2总平面设计总平面设计1.2.1总平面布局设计依据及设计情况如下：（1）防火间距根据建筑设计防火规范GB50016-2006第5.2.1条规定，民用建筑之间的防火间距不应小于表1.2的规定。表1.2民用建筑之间的防火间距(m)耐火等级一、二级三级四级一、二级679三级7810四级91012注：1两座建筑物相邻较高一面外墙为防火墙或高出相邻较低一座一、二级耐火等级建筑物的屋面15m范围内的外墙为防火墙且不开设门窗洞口时，其防火间距可不限；2相邻的两座建筑物，当较低一座的耐火等级不低于二级、屋顶不设置天窗、屋顶承重构件及屋面板的耐火极限不低于1.00h，且相邻的较低一面外墙为防火墙时，其防火间距不应小于3.5m；3相邻的两座建筑物，当较低一座的耐火等级不低于二级，相邻较高一面外墙的开口部位设置甲级防火门窗，或设置符合现行国家标准自动喷水灭火系统设计规范GB50084规定的防火分隔水幕或本规范第7.5.3条规定的防火卷帘时，其防火间距不应小于3.5m；4相邻两座建筑物，当相邻外墙为不燃烧体且无外露的燃烧体屋檐，每面外墙上未设置防火保护措施的门窗洞口不正对开设，且面积之和小于等于该外墙面积的5%时，其防火间距可按本表规定减少25%；第页65防火间距应按相邻建筑物外墙的最近距离计算，当外墙有凸出的燃烧构件时，应从其凸出部分外缘算起。该建筑物在上述规定范围之内无其他建筑物，符合规范规定。（2）道路根据建筑设计防火规范GB50016-2006第6.0.9条规定，消防车道的净宽度和净空高度均不应小于4.0m。供消防车停留的空地，其坡度不宜大于3%。消防车道与厂房(仓库)、民用建筑之间不应设置妨碍消防车作业的障碍物。该建筑物周围环形道路及其他道路的最小宽度为4.80m，建筑物周围场地比较平整，基本无坡度，满足消防车道要求。根据民用建筑设计通则GB50352-2005第522条规定，建筑基地道路宽度应符合下列规定：1)单车道路宽度不应小于4m，双车道路不应小于7m；2)人行道路宽度不应小于1.50m；3)利用道路边设停车位时，不应影响有效通行宽度；4)车行道路改变方向时，应满足车辆最小转弯半径要求；消防车道路应按消防车最小转弯半径要求设置。该场地的道路单行道的最小宽度为4.80m，人行道最小宽度大于1.5m，转弯处的转弯半径等均满足设计要求。1.31.3防火及安全疏散设计防火及安全疏散设计1.3.1防火根据建筑物耐火等级的规定，该建筑物耐火等级为二级，所有的墙、柱、梁、楼板，疏散楼梯及屋顶承重构件全部采用不燃材料，吊顶(包括吊顶搁栅)采用不燃材料或难燃材料。根据建筑设计防火规范GB50016-2006第5.1.7条规定耐火等级为一、二级的建筑物的防火分区的最大面积为2500，该防火分区满足规定。防火卷帘应满足以下规定：1)防火卷帘的耐火极限不应低于3.00h。当防火卷帘的耐火极限符合现行国家标准门和卷帘耐火试验方法GB7633有关背火面温升的判定条件时，可不设置自动喷水灭火系统保护；符合现行国家标准门和卷帘耐火试验方法GB7633有关背火面辐射热的判定条件时，应设置自动喷水灭火系统保护。自动喷水灭火系统的设计应符合现行国家标准自动喷水灭火系统设计规范GB50084的有关规定，但其火灾延续时间不应小于3.0h；2)防火卷帘应具有防烟性能，与楼板、梁和墙、柱之间的空隙应采用防火封堵材料封堵。第页73)根据建筑设计防火规范GB50016-2006第7.1.5条规定，防火墙上不应开设门窗洞口，当必须开设时，应设置固定的或火灾时能自动关闭的甲级防火门窗。该建筑在一层的机房的防火墙上开窗，该窗为固定窗，满足规范要求。4)防火分区划分，自动扶梯周围用防火卷帘划分出一个防火分区，疏散楼梯用防火墙和防火门划分出一个防火分区，每层的其他部分各自成为一个防火区。每个分区面积均小于2500，满足规范要求。1.3.2安全疏散（1）安全疏散距离根据建筑设计防火规范GB50016-2006第5.3.1条和第5.3.13条规定，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个安全出口最近边缘之间的水平距离不应小于5m。民用建筑的安全疏散距离应符合下列规定：1)直接通向疏散走道的房间疏散门至最近安全出口的距离应符合表1.3的规定；2)直接通向疏散走道的房间疏散门至最近非封闭楼梯间的距离，当房间位于两个楼梯间之间时，应按表1.3的规定减少5m；当房间位于袋形走道两侧或尽端时，应按表1.3的规定减少2m；3)楼梯间的首层应设置直通室外的安全出口或在首层采用扩大封闭楼梯间。当层数不超过4层时，可将直通室外的安全出口设置在离楼梯间小于等于15m处。表1.3直接通向疏散走道的房间疏散门至最近安全出口的最大距离(m)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名称一、二级三级四级一、二级三级四级托儿所、幼儿园25202015医院、疗养院35302015学校35302220其它民用建筑403525222015注：1一、二级耐火等级的建筑物内的观众厅、多功能厅、餐厅、营业厅和阅览室等，基室内任何一点至最近安全出口的直线距离不大于30m。2敞开式外廊建筑的房间疏散门至安全出口的最大距离可按本表增加5m；3建筑物内全部设置自动喷水灭火系统时，其安全疏散距离可按本表规定增加25%；第页84房间内任一点到该房间直接通向疏散走道的疏散门的距离计算：住宅应为最远房间内任一点到户门的距离，跃层式住宅内的户内楼梯的距离可按其梯段总长度的水平投影尺寸计算。该建筑各层都有两个安全楼梯疏散出口，安全出口的水平距离约为43m，建筑内距最近安全出口的最大距离为21.5m。首层有3个安全出口，其中两侧的出口为走道直接通往室外的出口，且各个出口之间的水平距离均大于5m，满足规范要求。（2）疏散楼梯设计本建筑共设有二楼梯间，位于建筑的两侧，一间电梯间位于东部楼梯间旁。楼梯采用双跑楼梯，楼梯间进深为8.7米，开间为4.8米，楼梯共分18个踏步，踏步高为0.167（不大于0.175米），踏步宽为0.30（不小于0.26米），休息平台宽度为1.63米（大于楼梯梯段净宽），楼梯井宽100mm，一侧设栏杆，栏杆高度为900mm。楼梯间设窗，保证自然通风和采光。以上设计满足建筑住宅设计规范GB500961999(2005修订)的要求：1）楼梯梯段净宽不应小于1.10。一边设有栏杆的梯段净宽不应小于1。（注：楼梯梯段净宽系指墙面至扶手中心之间的水平距离。）2）楼梯踏步宽度不应小于0.26，踏步高度不应大于0.175。扶手高度不宜小于0.90m。楼梯水平段栏杆长度大于0.50m时，其扶手高度不应小于1.05m。楼梯栏杆垂直杆件间净空不应大于0.11m。3）楼梯平台净宽不应小于楼梯梯段净宽，并不得小于1.20。楼梯平台的结构下缘至人行过道的垂直高度不应低于2。入口处地坪与室外地面应有高差，并不应小于0.10m。4）楼梯井宽度大于0.11时，必须采取防止儿童攀滑的措施。建筑设计防火规范GB50016-2006第7.4.1条规定，疏散用的楼梯间应符合下列规定：1)楼梯间应能天然采光和自然通风，并宜靠外墙设置；2)楼梯间内不应设置烧水间、可燃材料储藏室、垃圾道；3)楼梯间内不应有影响疏散的凸出物或其它障碍物；4)楼梯间内不应敷设甲、乙、丙类液体管道；5)公共建筑的楼梯间内不应敷设可燃气体管道；6)居住建筑的楼梯间内不应敷设可燃气体管道和设置可燃气体计量表。当住宅建筑必须设置时，应采用金属套管和设置切断气源的装置等保护措施。该建筑的楼梯间靠外墙设置，外侧与窗户向临，能充分利用天然采光和自第页9然通风，楼梯间内无管道等影响安全疏散的设备，楼梯间的墙全部采用防火墙，符合防火疏散要求。建筑设计防火规范GB50016-2006第7.4.12条规定，建筑中的疏散用门应符合下列规定：1)民用建筑和厂房的疏散用门应向疏散方向开启。除甲、乙类生产房间外，人数不超过60人的房间且每樘门的平均疏散人数不超过30人时，其门的开启方向不限；2)民用建筑及厂房的疏散用门应采用平开门，不应采用推拉门、卷帘门、吊门、转门；3)仓库的疏散用门应为向疏散方向开启的平开门，首层靠墙的外侧可设推拉门或卷帘门，但甲、乙类仓库不应采用推拉门或卷帘门；4)人员密集场所平时需要控制人员随意出入的疏散用门，或设有门禁系统的居住建筑外门，应保证火灾时不需使用钥匙等任何工具即能从内部易于打开，并应在显著位置设置标识和使用提示。该建筑属于人员密集场所，防火门采用乙级防火门且为平开门，其开启方向为向楼梯开，底层楼梯的安全出口开向室外。1.4采光设计采光设计长春市位于我国类光气候区，根据建筑采光设计标准GBT50033-2001第3.13条规定，对于作业精确度要求精细，识别对象的最小尺寸在0.3mm1.0mm之间的采光等级为级，该建筑的采光等级为级，采用侧面采光，侧面采光时的采光系数最低值Cmin=2%。根据第5.0.1条相关规定，对于类光气候区的普通玻璃单层铝窗采光，采光等级为级的民用建筑采用侧窗采光时的窗地面积比为16。该建筑的窗选用铝合金玻璃窗，窗的尺寸见建筑设计图，下面对窗地面积比进行验算：标准层及顶层各房间窗面积：2.42.1=5.04m2；需要采光地面面积：8.76.9=30.02m2；窗地面积比：5.0430.02=16(满足要求)；根据建筑采光标准第5.0.2条规定，侧面采光时的采光系数由下式计算：(1.1)mindtwcCCKKKKr=AAAA式中Cd侧窗窗洞口的采光系数，可按本标准第5.0.5条的规定取值；K侧面采光的总透射比；第页10K侧面采光的室内反射光增量系数，可按本标准附录D表D-5的规定取值；Kw侧面采光的室外建筑物挡光折减系数，可按本标准附录D表D-6的规定取值；Kc侧面采光的窗宽修正系数，应取建筑长度方向一面墙上的窗宽总和与建筑长度之比。注：1在、类光气候区(不包含北回归线以南的地区)，应考虑晴天方向系数(Kf)，可按本标准附录D表D-3的规定取值。2侧面采光时，窗下沿距工作面高度hx1m时采光系数的最低值应为窗高等于窗上沿高度(hs)和窗下沿高度(hx)的两个窗的采光系数的差值(图5.0.5-3)。3侧面采光口上部有宽度超过1m以上的外挑结构遮挡时，其采光系数应乘以0.7的挡光折减系数。4侧窗窗台高度大于或等于0.8m时，可视为有效采光口面积。根据上述规定对式中相关数值取值：Cd：计算点距离与窗高之比Bhc=13.22.4=5.5，采光区域开间宽l与进深b之比lb=3026.41，查相关图表得Cd=0.3；K：K=cw(1.2)采光材料的透射比，可按本标准附录D表D-7的规定取值，采用双层隔热玻璃，取值为0.64；c窗结构的挡光折减系数，可按本标准附录D表D-8的规定值，单层铝窗，取值为0.75；w窗玻璃的污染折减系数，可按本标准附录D表D-9的规定取值，房间污染程度为清洁，玻璃垂直，取值为0.9；K=cw=0.640.750.9=0.432；K：Bhc=5.5，近似取0.4，取值为1.95；jrKw：建筑物对面没有遮挡物，取值为1.0；Kc：取值为5.47(6.07)=0.9；则Cmin=0.30.4321.951.00.9=22.7%2%，满足要求。1.51.5通风设计通风设计本工程因无特殊卫生标准要求，故室内采用自然通风，即借助热压及风压使室内外空气进行交换。设机械通风设备，以备在冬夏季节自然通风无法满足室内环境要求时，及时调节室内温度、湿度，给顾客创造舒适的休息环境。采用双侧平推窗，可满足春秋季节自然通风设计的要求。当卫生间无自然通风时，应采取有效的通风排气措施。因此设置相应的消音、通风排气措施，满足规范要求。第页111.61.6特殊构造设计特殊构造设计1.6.1屋面设计如图1.5所示，屋面设计的基本思路是：由下往上依次为结构层、保温层、找平层、防水层和保护层(上人屋面需要考虑保护层，非上人屋面可以不做保护层)。该建筑的屋面做法如下：结构层为100mm厚钢筋混凝土；保温层选用70mm厚水泥蛭石保温；找平层为20mm厚1：3水泥砂浆；防水层选用SBS改性沥青防水卷材。该屋面为不上人屋面，不做保护层。图1.5屋顶保温做法详图1.6.2排水设计第页12图1.6雨水口构造图屋顶采用女儿墙内檐排水，屋面设一定坡度，进行有组织排水，根据通用建筑设计通则GB50352-2005第6.13.2条规定，屋面排水坡度应根据屋顶结构形式，屋面基层类别，防水构造形式，材料性能及当地气候等条件确定，卷材防水、刚性防水的屋面的屋面排水坡度为2%5%，本工程屋面坡度采用3%，具体组织情况见建筑设计图屋顶平面图图纸。雨水口是屋面雨水汇集并排至水落管的关键部位，构造上要求排水畅通、防止渗漏和堵塞。穿过女儿墙的雨水口，采用侧向铸铁雨水口，亦要加铺一层油毡铺入雨水口，50mm以上用沥青胶粘牢，再加铁篦，如图1.6所示。水落管的个数和尺寸大小应经过计算得到，根据室外排水设计规范GB50014-2006第3.2.1条规定，雨水设计流量，应按下列公式计算：QsQF式中Qs雨水设计流量(Ls)；q设计暴雨强度EL(shm2)L；径流系数；F汇水面积(hm2)。注：当有允许排入雨水管道的生产废水排入雨水管道时，应将其水量计算在内。在该建筑的正面和背面各设置5个雨水口，每侧两个雨水口的间距为15.8m。总共需要设置10个落水管，水落管采用塑料管，内径为75mm，最大泄流量为10LS，10个落水管的最大泄流量之和为100LS，大于雨水设计流量，满足要求。1.6.3勒脚设计勒脚是墙身接近室外地面的部分。一般情况下，其高度为室内地坪与室外地面高差部分，该建筑勒脚高度为0.3m，即室内地坪与室外地面高差部分。为第页13了防止室外雨水对勒脚部位的侵蚀，勒脚外表面做水泥砂浆抹面，为防止抹灰起壳脱落，增加咬口进行加强，如图1.7所示。勒脚受潮会影响墙身，因此需要在勒脚处设防潮层。室内地坪无高差且高于室外地坪，所以无需设垂直防潮层，只需进行水平防潮。水平防潮层应设置在距室外地面150mm以上的勒脚砌体中，以防止地表水反渗的影响，同时考虑到室内实铺地坪层下填土或垫层的毛细作用，故一般将防潮层设置在地坪的结构层厚度之间的砖缝处，如图1.7所示，图中-0.060标高所示为细石混凝土防潮层。图1.7散水构造图1.6.4散水设计散水的宽度，应根据土壤性质、气候条件、建筑物的高度和屋面排水型式确定宜为6001000mm，选用900mm；散水的坡度可为3%5%，选用5%。散水采用混凝土时，宜按26m间距设置伸缝。散水与外墙之间设缝，缝宽为20mm，缝内应填沥青类材料。散水构造图见图1.7。1.6.5地坪与地面设计地坪系指建筑物底层与土壤相接触的结构构件，由面层和基层两部分组成，基层主要是结构层，在地基较差时为加固地基增设垫层。地坪的面层采用第页1410mm厚1：2水泥砂浆抹面，结构层采用120mm厚C10混凝土层，垫层为120mm厚碎石垫层，对垫层以下土层进行夯实。该建筑的地面采用瓷砖地面，其特点是表面光洁、美观，不易起灰，其造价较水泥地面高，其做法是在结构层上用15mm厚的1：3水泥砂浆打底，10厚1：1.5水泥、瓷砖。办公室的地面采用木地板地面，具有有弹性，导热系数小，不起尘，易清洁等特点。卫生间内地面高度要比同层地面高度低30mm，且向地漏有1%的坡度，利于排水。卫生间的地漏要进行防水处理，其构造措施见图1.8所示。图1.8卫生间地漏防水节点构造图1.6.6墙体设计该建筑的楼梯间、卫生间及内隔墙的墙体采用240mm厚炉渣空心砖砌块墙体，外墙采用240mm厚蒸压混凝土砌块墙体。室外墙体装修贴瓷砖，其颜色由当地相关规划部门确定；室内墙体采用白色水溶性涂料粉刷。在地面与墙面的交接处，要做踢脚线，高度为150mm，比墙面抹灰突出6mm。卫生间的墙体与地面的交接处要进行防水处理，其具体做法见图1.9。第页15图1.9卫生间墙体节点防水构造图1.6.7其它细节部分设计倒置式屋面、檐沟及泛水的做法：如图1.11图1.11倒置式屋面、檐沟及泛水的做法第第22章章结构设计计算书结构设计计算书2.12.1结构设计说明结构设计说明2.1.1结构选型本建筑物为办公楼，一般建筑平面的灵活布置，该建筑共6层，局部7层，高25.5m，为多层建筑。多层建筑一般采用的结构类型有砌体结构和钢筋混凝土框架结构，对两种结构类型进行比较：砌体结构主要是横墙承重，为了满足抗震需求，需要布置较多的横墙，空间布置不灵活，而框架结构主要是梁柱承第页16重，结构自重轻，而且空间布置灵活，根据结构建筑的适用、经济、安全、耐久的原则，该工程选用钢筋混凝土框架结构。2.1.2结构布置平面布置应该简单、对称、规则，梁中线与柱中线之间的偏心距离不宜大于柱宽的14。竖向布置应该均匀、少变化。该建筑属于丙类建筑，为一般建筑，抗震设防烈度为7度，设计时抗震计算和构造措施按7度设计，该建筑总高小于30m，根据建筑抗震设计规范第6.1.2条规定，对于现浇的钢筋混凝土框架结构的房屋，烈度为7度，建筑物高度小于等于30m的房屋的框架为三级框架。2.1.3基础方案该建筑场地和地基条件简单，荷载分布均匀，建筑共7层，根据建筑地基基础设计规范第3.0.1条规定，该建筑的地基属于丙级地基。本建筑采用柱下独立基础。根据场地的地质条件，选择含粘性土的粗砾砂为持力层，地基承载力特征值=400kPa，基础顶面埋深取-0.5m，室内外高差0.45m，底层柱的akf计算高度h=3.6+0.5+0.45=5.15m2.1.4建筑材料的选取填该建筑的梁、板、柱和基础的混凝土全部采用C30(fck=20.1Nmm2ftk=2.01Nmm2，fc=14.3Nmm2ft=1.43Nmm2Ec=3.0104Nmm2)，受力钢筋全部采用HRB335级(fy=fy=300Nmm2E=2.0105Nmm2)箍筋均采用HPB235级(fy=fy=210Nmm2E=2.1105Nmm2)。填充墙采用200厚炉渣空心砌块墙，外墙、楼梯间、厕所电梯间采用200厚炉渣空心砌块墙。窗全部为塑钢窗，室内门为木门，通向室外的门为白钢玻璃门，门窗的尺寸见建筑设计部分。2.1.5构件尺寸初选（1）横向框架梁边横梁：h=(11218)l=(11218)6.9m=0.6m0.9m，取0.70mb=(1213)h=(1213)0.60m=0.200.30m，取0.30m。bh=0.30m0.60m中横梁：bh=0.30m0.70m.（2）纵向框架梁h=(11218)l=(11218)8.7m=0.7m0.9m，取0.70mb=(1213)h=(1213)0.70m=0.200.35m，取0.30m。bh=0.30m0.70m第页17（3）梁h=(115112)l=(115112)8.7m=0.44m0.55m取0.50mb=(11213)h=(1213)0.45m=0.170.25m取0.25m。bh=0.25m0.550柱的尺寸可以根据柱的轴压比按下列公式计算：与cNcfNAnFgNE式中N为柱组合的轴压力设计值；F按简支状态计算的负载面积；折算在单位面积上的重力荷载代表值，可根据实际荷载计算，也可Eg近似取1215kNm2，本建筑选用13kNm2；为考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数，边柱取1.3，不等跨内柱b取1.25，等跨内柱取1.2；n为验算截面以上楼层层数；柱截面面积；cA混凝土轴心抗压强度设计值；cf框架柱轴压比限值，此处可近似取，即对一级、二级和三级抗震等N级，分别取0.7、0.8和0.9，该建筑为三级抗震，取0.8。边柱mmmmmmAc479479107.2293.148.0610130.36.63.1233中柱mmmmmmAc5275272781823.149.06101315.56.625.123一层柱取：650650；二层柱取：5005002.1.6结构计算单元的选取对横向框架进行计算，选取轴线5上的框架做计算对象，如图2.2。8.7m8.7m5.15m18m8.7m8.7m6.6m2.7m6.9m18m5.15m图2.2轴5横向框架2.2重力荷载计算重力荷载计算2.2.1屋面及楼面的永久荷载标准值（1）屋面恒载三毡四油屋面防水层0.4kNm21:3水泥沙浆找平层20mm0.4kNm2第页18苯板保温层50mm0.5kNm21:10水泥珍珠岩找1215.63%12111.3kNm2一毡二油隔气层0.1kNm21:3水泥沙浆找平层20mm0.4kNm2现浇钢筋混凝土板100mm2.5kNm2板底抹灰15mm0.26kNm2合计5.9kNm2（2）楼面恒载8mm厚瓷面砖0.00817.8=0.14kNm230mm厚细石混凝土0.034240.72kNm2现浇钢筋混凝土板100mm2.5kNm2板底抹灰15mm0.26kNm2合计3.62kNm22.2.2屋面及楼面可变荷载标准值不上人屋面均布活荷载标准值0.5kNm217层楼面活荷载标准值2.0kNm2屋面积雪荷载标准值0.40kNm22.2.3梁、柱、墙、门窗重力荷载计算梁、柱重力荷载标准值的计算结果见表2.1。外墙为240厚蒸压灰砂砖墙体，墙的外侧贴瓷砖（0.5kNm2），内侧20石膏砂浆抹灰表2.1梁柱重力荷载标准值计算楼层构件bhgLnGiG纵梁10.300.6025.001.054.7256.624748.44纵梁20.300.4525.001.053.546.622748.44纵梁30.300.3025.001.052.362.41267.968横梁10.300.6025.001.054.7256.6441372.142702.641柱0.650.6525.001.1011.624.2482342.592342.59纵梁10.300.6025.001.054.7256.624748.44纵梁20.300.4525.001.053.546.622748.44纵梁30.300.3025.001.052.362.41267.9682-7横梁10.300.6025.001.054.7256.6441372.142702.64第页19柱0.500.5025.001.106.8753.048990990电梯间、楼梯间、厕所外墙采用200mm炉渣空心砖砌块墙体两面抹灰（石膏砂浆）除以上墙体外的其它墙体采用200mm厚炉渣空心砖砌块，墙体两面各有20mm石膏砂浆抹灰，木门单位面积重0.2kNm2，塑钢窗单位面积重0.4kNm2木框玻璃窗0.3kNm2，钢铁折叠门0.45kNm2。2.2.4重力荷载代表值计算地震作用时，房屋的重力荷载代表值应取结构和构配件自重标准值和各可变荷载组合值之和，并按下式计算：=EGKGEijKiG式中重力荷载代表值(kN)；EG结构构件、配件的永久荷载标准值(kN)；KG有关可变荷载标准值(kN)；KiG可变荷载的组合值系数，可按表2.2采用。Eij该建筑不考虑屋面积灰荷载，屋面雪荷载组合系数取0.5，屋面活荷载不计入，楼面活荷载按等效均布荷载计算，组合系数取0.5，根据公式=EGKGEijKiG计算每层的重力荷载代表值得如下结果：内外填充墙的计算：首层外墙L1：墙厚200mm，计算长度8700mm，计算高度3600mm单跨体积：0.28.73.6=6.65m单跨重量：196.65=126.4kN首层数量：26外墙L2：墙厚200mm，计算长度2700mm，计算高度3600mm单跨体积：0.22.73.6=2.42m单跨重量：192.42=45.96kN首层数量：2首层外墙重：126.426+45.962=3378.33kN内墙L1：墙厚200mm，计算长度6900mm，计算高度3600mm单跨体积：0.26.93.6=6.65m单跨重量：6.56.65=43.23kN首层数量：26第页20首层内墙重：43.2326=1123.85kN首层墙体总重：3378.33+1123.85=4502.18kN标准层外墙L3：墙厚200mm，计算长度8700mm，计算高度3600mm单跨体积：0.28.73.6=4.75m单跨重量：194.75=90.29kN标准层数量：26外墙L4：墙厚200mm，计算长度2700mm，计算高度3600mm单跨体积：0.202.73.6=1.73m单跨重量：191.73=32.83kN标准层数量：2标准层外墙重：90.2926+32.832=2413.2kN内墙L2：墙厚200mm，计算长度2400mm，计算高度3600mm单跨体积：0.206.63.6=4.75m单跨重量：6.54.75=30.88kN标准层数量：61标准层内墙重：30.8861=1883.38kN标准层墙体总重：2413.2+1883.38=4296.58kN女儿墙重：0.750.24(72.84+15.36)219=603.29各层重力荷载代表值为：11219.4310440.3310440.3310440.3310440.3310440.339978.79图2.3各质点的重力荷载代表值表2.2组合值系数可变荷载种类组合值系数雪荷载0.5屋面积灰荷载0.5第页212.3框架侧移刚度计算框架侧移刚度计算2.3.1框架梁线刚度计算表2.3横梁线刚度计算表类别层次EC(Nmm2)bh(mmmm)I0(mm4)l(mm)ECI0l(Nmm)1.5ECI0l(Nmm)2ECI0l(Nmm)12.810430060010.81094.1710106.2510108.341010边横梁2-72.810430060010.810966004.1710106.2510108.34101012.81043003001.351091.4310102.1410102.861010走道梁2-72.81043003001.3510924001.4310102.1410102.861010表2.4柱（中柱）线刚度计算表层次hc（mm）EC(Nmm2)bh(mmmm)Ic(mm4)ECIchc(Nmm)151502.801046506501.4910108.1010102-630002.801045005000.5010104.851010在计算梁的线刚度时，考虑到楼板对框架梁截面惯性矩的影响，边框架梁的线刚度为中框架梁的线刚度的0.75倍。表2.5横向中框架柱侧移刚度D值边柱（20根）中柱（20根）层次KacD边KacD中D10.5150.4040.3550.6910.4430.38914.88270.8620.3010.4661.160.3670.56820.68表2.6横向边框架柱侧移刚度D值边柱（4根）中柱（4根）层次KacD边KacD中D10.3870.3720.3270.5180.4040.3552.728270.6470.2440.3770.8660.3020.4673.376D2D1=17.60824.056=0.770.70，故该框架柱为规范框架柱。2.3.2纵向框架柱层间侧移刚度计算表2.9纵向中框架柱侧移刚度D值边柱（4根）中柱（20根）层次KacDKacDD屋面活荷载不计入按实际情况计算的楼面活荷载1.0藏书库、档案库0.8按等效均布荷载计算的楼面活荷载其它民用建筑0.5第页2210.5150.4040.3551.0310.5050.44310.28270.8620.3010.4661.7240.4630.71615.184表2.10纵向边框架柱侧移刚度D值边柱（4根）中柱（20根）层次KacDKacDD10.3870.3720.3270.7730.4590.4039.368260.6470.2440.3771.2930.3930.60812.668D1D2=19.64827.852=0.710.7，故该框架柱为规范框架柱。柱的侧移刚度D值按下式计算：212cciDha=式中，为柱侧移刚度修正系数，对不同情况按表2.6计算，其中表示caK梁柱线刚度比。表2.12柱侧移刚度修正系数ca边柱中柱位置简图K简图Kca第页232.42.4横向水平地震作用下框架结构的内力和侧移计算横向水平地震作用下框架结构的内力和侧移计算2.4.1横向自振周期计算结构顶点的假像侧移可有以下公式计算：Tm；nikGiGV1sjijGiiDV1nkkT1集中在k层楼面处的重力荷载代表值；KG把集中在各层的重力荷载代表值视为水平荷载而得到的第i层的层间GiV剪力；njijD1第i层的层间侧移刚度；、第ki层的层间位移；kis同层内框架柱的总数。根据上述公式计算得到结构顶点的假想侧移计算结构如表2.17。表2.17结构顶点假想侧移计算层数GKVGiDijT79978.799978.7910031359.95315.78610440.3320419.12100313520.36305.83510440.3330859.45100313530.76285.47410440.3341299.78100313541.17254.71310440.3351740.11100313551.582