某学校六层框架教学楼设计计算书.doc

i 某学校六层框架教学楼设计某学校六层框架教学楼设计 摘摘 要要：本设计为 xx 市 xx 学校教学楼设计。建筑面积约为 10000 2 m ,拟建建筑物共六层, 各层层高均为 4.2m。本设计分为两部分：第一部分是建筑设计，建筑设计本着“功能适用， 经济合理，造型美观，环境相宜”的原则，以国家相应规范、标准为依据，完成了设计任务 书所要求的建筑平面设计，并在此基础上进行了立面、剖面、建筑详图设计以及建筑构造做 法和材料的选用。第二部分为结构设计，本设计的结构采用框架结构，结构设计本着“安全， 适用，耐久”的原则，进行了竖向荷载汇集，水平荷载汇集，内力计算，内力组合，包括框 架梁、板、柱、楼梯、及基础的截面设计等。 关键词关键词： 框架结构 教学楼 抗震设计 ii some school six level frame teaching building design abstract： this is a teaching building design for qiqihaer city professional technology institute. the building area is 10,000 2 m , a total of the proposed six-storey buildings, each building store height is 4.2m. this design divides into two parts: the first part is the architectural design, the architectural design “is suitable in line with the function, the economy is reasonable, the modelling is artistic, the environment is suitable” the principle, take the national corresponding standard, the standard as the basis, has completed the construction plane design which the design project description requests, and carried on in this foundation has set up the surface, the section plane, the building detail design as well as the construction structure procedure and material selection.the second part is the structural design, this design structure uses the portal frame construction.structural design in line with “safe, suitable, durable” the principle, has carried on the vertical load collection, horizontal load collection, endogenic force computation, endogenic force combination, including frame beams, board, column, staircase, and foundation section design and so on. key words ： frame structure teaching building aseismatic design i 目 录 摘要.i abstract.ii 第 1 章 绪论 .1 1.1 题目背景.1 1.2 工程概况.1 1.3 设计内容与方法.1 1.3.1 建筑设计 .1 1.3.2 结构设计 .2 第 2 章 建筑设计 .3 2.1 建筑的总平面设计.3 2.2 建筑平面设计.3 2.2.1 使用部分 .3 2.2.2 交通联系部分 .5 2.3 建筑立面设计.5 2.4 建筑剖面设计.8 2.5 防火设计.8 2.6 建筑细部设计.8 2.6.1 砌筑工程 .8 2.6.2 地面工程 .8 2.6.3 屋面工程 .9 2.6.4 装修工程 .9 2.6.5 门窗工程 .9 2.6.6 其他工程 .9 2.7 节能设计.11 第第 3 3 章章 结构设计结构设计 .11 3.1 结构方案设计.11 3.2 结构布置及计算简图.13 3.3 重力荷载计算.13 3.3.1 屋面及楼面的永久荷载标准值 .14 3.3.2 屋面及楼面可变荷载标准值 .14 3.3.3 梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算 .17 3.3.4 重力荷载代表值计算 .18 3.4 横向框架侧移刚度计算.19 3.5 横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算.21 3.5.1 横向水平地震作用下框架结构的内力和侧移计算 .25 3.5.2 横向水平风荷载作用下框架结构内力和侧移计算 .28 3.6 竖向荷载作用下框架结构的内力计算.33 3.6.1 计算单元 .33 ii 3.6.2 荷载计算 .33 3.6.3 内力计算 .37 3.7 横向框架内力组合.41 3.8 框架截面设计.49 3.8.1 框架梁截面设计 .49 3.8.2 框架柱截面设计 .51 3.8.3 框架柱节点核芯区截面抗震验算 .55 3.9 板设计.56 3.9.1 板类型的选择 .56 3.9.2 计算参数 .56 3.9.3 弯矩计算 .56 3.10 楼梯设计.60 3.10.1 lt-1 .60 3.10.2 lt-2 .63 3.11 基础设计 .65 3.11.1 b 柱柱下独立基础设计.65 3.11.2 a 柱柱下独立基础设计.69 致谢 .78 参考文献 .79 1 第 1 章 绪 论 1.1 题目背景 本工程为 xx 市 xx 学校教学楼，近年来学校规模不断壮大，学生数量增多，原有的教学 空间日益紧张，学校教务处排课也十分困难，给师生的学习工作带来不便。为了满足学院教 学计划及师生数量增多，学校决定出资建设此教学楼，用来作为日常教学活动。教学楼的多 功能性将能解决了学校教室数量的不足。 1.2 工程概况 xx 市 xx 学校拟兴建教学楼，建筑物高 30m 左右，总建筑面积约为 10000，占地面 2 m 积约为 3000，位于学校综合楼北侧，信息楼南侧，西临学院路，东临复兴路。建筑物底 2 m 层设有设备间、供暖间、配电室、教室。二至六层设有教室和休息室等。建筑设计使用年限 为 50 年，建筑安全等级为二级。建筑物需满足国家、地方有关规范要求。 框架填充墙结构，楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚度取 120mm。填充 墙采用陶粒混凝土空心砌块。主体结构 6 层，各层层高m。局部突出的塔楼为楼梯间，4.2 层高为 3m。 外门为铝合金门，内门为木门，楼梯间门为乙级防火门，窗为塑钢窗。 材料选用：框架柱 12 层采用 c35 混凝土，36 层采用 c30 混凝土。框架梁 12 层 采用 c35 混凝土，36 层采用 c30 混凝土。受力钢筋采用 hrb400 级钢筋。箍筋采用 hpb235 级钢筋。钢筋的连接优先采用焊接。 柱 网：本建筑采用内廊式平面组合，纵向柱距为分别为 4.2m 和 6m,横向跨度边跨 跨度为 8.1m，中间跨度为 3.3m。 自然条件：基本风压为 0.45 kn/，基本雪压为 0.4kn/。 2 m 2 m 地质条件：地面粗糙度为 c 类。建筑场地类别为一类场地，抗震设防烈度为 7 度，地震 分组为第二组。基本地震加速度为，水平地震影响系数为=0.08，。地势0.15g max 0.30 g t 不平坦，地表下土层分布较均匀，分为三层： 第一层 0.8m 杂填土； 第二层 4.3m 硬质粘土； 第三层 3.5m 厚淤泥质粘土； 地基承载力特征值为 230kpa，以下为中砂地基承载力特征值为 250 kpa。冬季室外平均 最低气温-26，有集中的供热系统，冬季土壤冰冻深度为 2.2m。地下静止水位距室外地面 8.5m，水质对建筑物无腐蚀作用. 1.3 设计内容与方法 1.3.1 建筑设计 1.建筑方案设计 根据房屋建筑学、民用建筑设计通则、民用建筑设计防火规范等相关知识进行建筑方案 2 的设计，针对工程的使用性质做出具体的设计。整个方案要满足大学的教学需要和正常的使 用功能，功能分区要细致合理符合规范，使建筑物发挥出其应有的功能。 2.建筑施工图 运用 pkpm 软件进行绘图，绘出建筑的平、立、剖等图。 1.3.2 结构设计 1.结构设计计算书 （1）结构类型的选择，包括结构的布置及柱网尺寸。 （2）估算结构的梁、板、柱的截面尺寸以及材料等级。 （3）荷载计算：包括框架柱侧移刚度计算。 （4）楼、屋面板内力及配筋计算。 （5）水平荷载作用下框架侧移及内力计算、竖向荷载作用下框架内力计算、框架内力组 合。 （6）框架梁、柱配筋计算。 （7）楼梯内力及配筋计算。 （8）基础设计。 （9）绘制结构施工图，编写设计说明书。 2.设计方法 （1）荷载计算：荷载计算包括水平荷载与竖向荷载计算。水平荷载有水平风荷载和水 平地震作用；竖向荷载包括恒荷载与活荷载。 （2）水平荷载作用下的框架内力计算：平荷载作用下框架结构的位移及内力可用 d 值 法计算。 （3）竖向荷载作用下，一般取平面结构单元，按平面计算简图进行内力分析。 （4）内力计算，采用弯矩二次分配法计算梁、柱端弯矩。 （5）通过内力组合求得梁、柱构件各控制截面的最不利内力设计值并进行必要的调整 后，即可对其进行截面配筋计算和采取构造措施。 （6）板设计按塑性铰线法进行计算。 （7）楼梯采用板式楼梯。 （8）基础设计：根据上部荷载及与建筑物有关条件、工程地质条件、水文地质条件、 地基冻融条件、场地环境条件等来确定基础的类型以及基础埋深。首先要确定基础底面尺寸， 按地基持力层承载力和地基软弱层承载力进行验算。应用地基计算模型计算，然后进行各项 配筋计算。 （8）按照制图标准绘制结构施工图。 此外还应进行电算：电算的目的主要是对手算进行正确性的验算。具体电算采用 pkpm 软件进行计算。 3 第 2 章 建筑设计 2.1 建筑的总平面设计 本次毕业设计为齐齐哈尔市职业技术学院教学楼设计。该拟建工程位于学院内规划用地 内，场地比较大。拟建建筑物为多层教学楼，主要用于教学活动。 总平面设计的依据： 1建筑物的位置选择应根据地势地形考虑，并做到与周围既有建筑物和谐相容。 2满足使用要求及当地规划部门的要求。 3在用地范围内布置绿化带美化环境与建筑物相协调。 在总平面设计中考虑到教学楼环境的宁静，把教学楼置于区内较中央的位置，南临综合 楼北临信息楼，西临校内学院路，东临复兴路。与周围主要道路连接交通方便，出入自由， 地理位置对于衔接教学活动起着重要的作用，使区内成为一个相对完整和独立的体系。其余 的空地相应地布置停车场、草坪、灌木丛等，也创造了极好的空气环境。总的来说，把场地 布置成一个环境优美，空气清新，适于教学活动的场所。 2.2 建筑平面设计 一幢建筑物是由若干单体空间有机地组合起来的整体空间，任何空间都具有三度性。因 此，在进行建筑设计的过程中，常从平面、剖面、立面三个不同方向的投影来综合分析建筑 物的各种特性，并通过相应的图示来表达其设计意图。 建筑的平面、剖面、立面设计三者是密切联系而又互相制约的。平面设计是关键，他集 中反映了建筑平面各组成部分的特征及其相互关系、使用功能的要求、是否经济合理。除此 之外，建筑平面与周围环境的关系、建筑是否满足建筑平面设计的要求，同时还不同程度地 反映建筑空间的组合。因此，在进行方案设计时，总是先从平面入手，同时认真分析剖面及 立面的可能性和合理性，及其对平面设计的影响。只有综合考虑平、立、剖三者的关系，按 完整的三度空间概念去进行设计，才能做好一个建筑设计1。 民用建筑类型繁多，各类建筑房间的使用性质和组成类型也不相同。从组成平面各部分 的使用性质来分析，均可归纳为以下两个组成部分，即使用部分和交通联系部分。 2.2.1 使用部分 1.柱网 根据作用性质建筑规模来确定柱距，其中纵向柱距分为 6m 和 4.2m，横向分为三跨,两 边跨柱距为 8.1m,中间跨为 3.3m。 2.建筑形式 本建筑的体型仍采用矩形结构，两侧房间以自然采光为主,内墙走廊设置高窗用以采光。 局部突出部分为楼梯间,16 层高均为 4.2m。局部层高为 3 m。 3.主要使用房间的设计 主要使用房间是建筑物的核心，由于它们的使用要求不同，形成了不同类型的建筑物， 如教学楼中的教室、办公室。形状和具体尺寸见平面图。根据设计任务书中对建筑总面积、 层数及房间数量及使用面积的要求，初步确定每层及各房间的面积、形状与尺寸，根据功能 4 分区进行平面组合设计。为了使得内部的各种功能划分比较灵活，本设计采用了开间 6m， 进深为 8.1m 的柱网，且采用陶粒混凝土砌块对大空间进行隔断，其自重较轻并有很好的隔 音效果。大教室的开间为 2 个柱距为 12m，大面积的空间有利于教学的展开。 教室的设计除了满足人们的活动要求外，还应保证有良好的视听条件。为使前排两侧座 位不致太偏，后面座位不致太远，必须根据水平视角、视距、垂直视角的要求，充分研究座 位的排列，确定适合的房间尺寸。第一排座位距黑板必须大于等于 2.0m，以保证垂直视角 大于 45。为了避免学生过于斜视而影响视力，水平视角应大于等于 30。 民用建筑除少数特殊要求的房间外，均要求有良好的天然采光。一般房间多采用单侧或 双侧采光，因此，为了保证室内采光的要求，一般单侧采光时进深不大于窗上口之地面距离 的 2 倍，教室双侧采光时进深可较单侧采光时增大一倍。 4.辅助房间的设计 辅助使用房间是为保证建筑物的主要使用要求而设置的，与主要使用房间相比，则属于 建筑物的次要部分，如值班室、厕所等。满足使用需求,卫生间每楼层设男、女卫生间各两 个，并设有洗漱设备，采用窗通风，自然采光与灯光结合。 2.2.2 交通联系部分 1.交通联系部分的设计 交通联系部分是建筑物中各房间之间、楼层之间和室内与室外之间联系的空间，如门厅， 楼梯间及前室。要求交通路线明确联系方便，紧急疏散时迅速安全，满足通风和采光要求， 具体见图纸中的建筑平面图。 2.楼梯设计 建筑空间的竖向组合交通联系，依靠楼梯、电梯、自动扶梯坡道等竖向交通设施。其中 楼梯作为竖向交通和人员紧急疏散的主要交通设施，使用最为广泛，由于本拟建建筑物为多 层建筑，不设置电梯。 根据人流出行和疏散的要求，有大厅的显著位置设置有楼梯，且设置了两部消防楼梯， 依据建筑设计防火规范设封闭式楼梯间兼消防与疏散,乙级防火门向楼梯间开启。楼梯 形式的选择应便于疏散迅速、安全，尽量减少交通面积并有利于房间平面布置，根据教学楼 的平面布置、形状与尺寸，确定楼梯形式为两跑楼梯，并满足防火间距的要求。楼梯平台宽 度应大于梯段板的宽度。单跑高度为 2.1m。梯段板的宽度应满足防火规范，设置合理。 楼梯踏步数： 踏步数： 第一跑梯段踏步数是 2100/150=14； 第二跑梯段踏步数是 2100/150=14； 梯段长度：（131）300=3900mm。 2.3 建筑立面设计 建筑不仅要满足人们生产、生活等物质功能的要求，而且要满足人们精神文化方面的要 求。为此，不仅要赋予它实用属性，同时也要赋予它美观的属性。建筑的美观主要是通过内 部空间及外部造型的艺术处理来体现，同时也涉及到建筑的群体空间布局，而其中建筑物的 外观形象对人的精神感受上产生的影响犹为深刻。 5 体型和立面设计着重研究建筑物的体量大小、体型组合、立面及细部处理等。在满足使 用功能和经济合理的前提下，运用不同的材料、结构形式、装饰细部、构造手法等创造出预 想的意境，从而不同程度地给人以不同的印象。因此建筑物具有独特的表现力和感染力。 图 2-1 -轴立面图 da 建筑体型和立面设计是整个建筑设计的重要组成部分。外部体型和立面反映内部空间的 特征，但绝不能简单地理解为体型和立面设计只是内部空间的最后加工，是建筑设计完成之 后的最后处理，而应与平、剖面设计同时进行，并贯穿于整个设计的始终。 本教学楼的窗的材料采用白色玻璃窗，窗框采用塑钢材料，避免反光造成城市污染。在 立面设计时应在满足功能要求的基础上,注意合理确定窗子与墙面上其它构件间的比例和组 合关系，整个立面上形成有规律的重复和有组织的变化。本拟建建筑物的出入口能突出立面 的造型，雨蓬采用预制悬挑构件。该建筑的主从关系，对称体系给人固有的均衡感觉。立面 上外墙采用外挂大理石面板，给人以和谐感，能给人以现代科技成就的力量感2。 6 2.4 建筑剖面设计 剖面设计确定建筑物各部分高度，建筑层数，建筑空间的组合利用，以及建筑剖面中的 结构、构造关系等。它与平面设计是从两个不同的方面来反映建筑物内部空间的关系。平面 设计着重解决内部空间的水平方向上的问题，而剖面设计则主要研究竖向空间的处理，两个 方面同样都涉及到建筑的使用功能、技术经济条件、周围环境等问题。 图 2-2 1-1 剖面图 剖面设计主要包括以下内容： （1）确定房间的剖面形状、尺寸及比例关系。 （2）确定房屋的层数和各部分的标高，如层高、窗台高度、室内外地面标高。 （3）解决天然采光、自然通风、保温、隔热、屋面排水及选择结构承重方案。 （4）选择主体结构与围护结构方案。 （5）进行房屋竖向空间的组合，研究建筑空间的利用。 剖面设计的目的主要是确定内部空间的使用高度，以确保建筑空间的满足使用要求，要 求有各种设备高度及主梁的高度，吊顶等。所以确定各层层高均为 4.2m，经估算，净高符 合要求。 为了防止室外的雨水流入室内，并防止墙身受潮，一般民用建筑常把室内地坪适当提高， 以使建筑物内外地面形成一定的高差，室外标高设为-0.600m。 7 2.5 防火设计 根据建筑设计防火规范的要求来进行防火设计，合理设置防火分区，并设有防火卷 帘，合理设置消防通道与消防设施。 本设计中每一层设计防火分区建筑物内的主要分隔墙，砌至梁板的底部，管道穿过隔墙。 楼板时，应采用非燃烧材料将其周围的空隙紧紧填塞。隔墙的门应采用甲级防火门。管道井 等竖向管的井壁应为耐火等级限不应低于 1.00 小时的非燃体。井壁上的检查门应采用丙级 防火门。用于疏散楼梯间的防火门，应采用单向弹簧门，并应向疏散放向开启。通向楼梯间 的门均应设乙级防火门，应向疏散方向开启3。 对建筑物进行防火分区的目的：是防止建筑物一旦发生火灾时，以便把火灾控制在一个 小的范围内进行扑灭，不至蔓延扩大，尽量减轻火灾造成的损失。 2.6 建筑细部设计 在进行建筑平、立、剖面设计后，确定了房屋的形式，还要进行建筑物的细部设计，这 部分设计对建筑物起着重要的作用。 整体的美妙来自局部的精彩，细部作为一种建筑符号，是极具象征意义的，不仅能够生 动的反映人的内心世界，也在点滴之中体现了对人的关怀。同时，建筑细部也是展现当今建 筑技术、反映建筑工艺水平和体现建筑文化特征的有效载体，是评判建筑品质优劣的客观标 准，细部设计的精度必然决定着一幢建筑的精良程度。欧洲的建筑之所以闻名世界，不仅是 因为有先进的技术，更重要的是对建筑细节的高超把握能力。 2.6.1 砌筑工程 砌体采用陶粒混凝土空心砌块，凡 190 厚和 290 厚内外墙均采用陶粒砌块，其容重不大 于 800 kg/m3。陶粒混凝土空心砌块砌体具体砌筑强度及砂浆等级详见结构说明，砌体砌筑 质量等级为二级。外墙做保温处理，外墙外表面挂 80 厚聚乙烯泡沫板4。 2.6.2 地面工程 楼地层是房屋建筑中水平的承重构件。本设计均为现浇钢筋混凝土板结构，楼地面均采 用大理石地面。卫生间周围地面防水采用 sbc 复合卷材防水，管道穿楼板及地漏，坐便器 处防水构造见 03j930-1 页 397（1-1） 。 2.6.3 屋面工程 屋顶采用上人屋面。它是建筑顶部的围护和承重构件，由屋面层和结构层两部分构成， 屋面做法按照规范设计。屋面排水采用有组织内排水，屋面防水等级为三级，详见建施屋面 排水示意图。 2.6.4 装修工程 一个建筑物少不了装饰，装修工程给建筑物带来了活力，建筑物也因此增添了几分魅力。 8 1.墙面装修 内墙装修采用白色涂料。外墙装修干挂大理石板。 2.楼梯扶手 采用白钢扶手，白钢扶手栏杆。 3.室外台阶 采用机刨板花岗岩。具体做法按构造图集。 2.6.5 门窗工程 门和窗是房屋的重要组成部分。门的主要功能是交通联系，窗主要供采光和通风之用， 它们均属建筑的围护构件。在设计门窗时，必须根据有关规范和建筑的使用要求来决定其形 式及尺寸大小。严寒地区还要注意保温。造型要美观大方，构造应坚固、耐久，开启灵活， 关闭紧严，便于维修和清洁，规格类型应尽量统一。 1.本工程窗采用塑钢材质窗，窗台板采用花岗岩，详见门窗表。 2.门窗的型材截面尺寸及强度计算由厂家确定。 3.外门均采用铝合金门，室内均为木门，楼梯间门为乙级防火门，可直接向厂家定做或 是现场制作，具体尺寸见建筑总平面图。 2.6.6 其他工程 1.配电箱预留孔按建筑设计防火规范设计。 2.所有管道风道缝隙均用不燃烧材料填塞密实。 3.电表箱或消火栓平面图示意见图集 03j930-1 页 152。 4.雨篷采用金属网架，强度计算由厂家负责。 2.7 节能设计 我国提出建设节能型社会的口号，建筑行业也应该顺应这个趋势，在建筑物中增加节能 材料的使用，能有效的减少不必要的浪费。 我国推出了公共建筑节能设计标准 ，对全国新建、扩建和改建的公共建筑，本标准提 出了节能要求，并从建筑、热工以及暖通空调设计方面提出控制指标和节能措施。公共建筑 的节能设计，必须根据当时的具体气候条件，首先保证室内热环境质量，提高人民的生活水 平；与此同时，还要提高采暖、通风、空调和照明系统的能源利用效率，实现国家的可持续 发展的战略和能源发展的战略，完成本阶段节能 50%的任务5。 本教学楼的设计采用陶粒混凝土砌块，其材质轻质高强，保温隔热性能良好，房间的照 明系统也严格按照建筑照明设计标准gb50034-2004 执行，建筑照明节能的具体指标及 技术措施执行该标准的规定。 开展建筑节能，就是要依靠科技进步，坚持技术创新，迅速提升建筑品质和性能，谋求 可持续发展，杜绝和减少浪费。 高效率地利用资源，建筑的建造和消费、材料的生产和使 用，要选择节约资源的技术新路线，减少资源的耗用量，尽量不用或少用不可再生资源。 提高材料性能。高性能的材料产品，是高效率利用资源的前提，建筑结构材料要有足够的强 度和耐久性，围护结构要有良好的保温隔热性能，防水、隔声、涂料、管道等专用功能性材 9 料，都要具有相应的高性能。 减轻环境污染。杜绝使用污染性材料，坚决有效的控制有害 物质排放，并尽可能地利用清洁能源。 延长生命周期。发挥材料潜能，延长使用年限，既 可节省资源，降低建设成本，又会减轻环境负荷。 加大回收利用。尽量减少废弃和排放，使资源的投入和回收利用形成良性循环，最大限度地 减少最终废弃物。建筑节能是利在当代，功在千秋的伟业。 第 3 章 结构设计 3.1 结构方案设计 本建筑物采用框架结构，根据楼盖的平面布置及竖向荷载的传递路径，框架的承重方案 可分为横向、纵向及纵横向框架承重三种方案。在实际工程中，一般采用横向框架承重方案。 因房屋横向较短，柱数量少，当采用横向承重方案时，横向框架梁的截面高度大，可增加框 架的横向侧移刚度。本设计采用了横向框架承重方案6。 为了防止结构因温度变化和混凝土干缩变形而产生裂缝，常隔一定距离设置温度伸缩缝。 建筑物中的各部分的基础发生不均匀沉降时，在拟建建筑物的轴和轴之间设置沉降缝， 由于本设计进行抗震设计，所以还应考虑抗震缝的设置，综合考虑，三缝合一缝宽度为 300mm。 3.2 结构布置及计算简图 根据该房屋的使用功能及建筑设计的要求，进行了建筑物的结构布置，结构布置简图见 图 3-1。 图 3-1 结构平 面布置图 主体结构 6 层，层高均为 4.2m。局部突起屋面为上人屋面出口，层高 3m。 墙体外墙采用陶粒混凝土空心砌块砌筑，内墙采用 190mm 尺寸的陶390mm290mm 190mm 粒混凝土空心砌块砌筑。内门 m-1 为木门，门洞尺寸为 1200mm 3000mm，m-5 门洞尺寸 为 900mm 2100mm 楼梯防火门 m-3，门洞尺寸为 2100mm 3000mm,教学楼正门尺寸 4800mm 3000mm。 窗为铝合金窗,洞口尺寸分别有；1800mm2650mm2400mm2650mm ；1800mm 2100mm。1500mm 900mm2400mm2100mm 10 楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚度取 120mm。梁截面高度按梁跨度的 1/121/8 估算，由此估算的梁截面尺寸见表 3-1，表中还给出了各层梁、柱和板的混凝土强 度等级。其设计强度：c35(=16.7n/， =1.57n/)， c f 2 mm t f 2 mm c30(=14.3n/，=1.43n/)。 c f 2 mm t f 2 mm 表表 3-1 梁截面尺寸梁截面尺寸(mm)及各层混凝土强度等级及各层混凝土强度等级 横梁（bh） 层次 混凝土 强度等级 ab，cd 跨bc 跨 纵梁(bh)次梁(bh) 36 c30400800350650350650300500 12 c35400800350650350650300500 柱截面尺寸可根据公式(3-1)和(3-2)估算： （3-1） e nfg n （3-2） c nc n a f 式中 为柱组合的轴压力设计值；n 为简支状态计算的柱的负载面积；f 为折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，可根据实际荷载计算，也可近似 e g 取 1215； 2 kn/m 考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数； 验算截面以上楼层层数；n 柱截面面积； c a 混凝土轴心抗压强度设计值； c f 框架柱轴压比限值。 n 由于本框架结构的抗震等级为三级，其轴压比限值=0.9，各层的重力代表值近似取 n 13。由结构平面布置图可知边柱及中柱的负荷面积均为和。由公 2 kn/m6 4.05 2 m6 5.7 2 m 式得第一层柱截面面积为 边柱=163940 c a 3 1.3 6 4.05 13 106 0.9 16.7 2 mm 中柱=221856 c a 3 1.25 6 5.7 13 106 0.9 16.7 2 mm 如取柱截面为正方形，则边柱和中柱界面高度分别为 405mm 和 471mm。 根据上述计算结果并综合考虑其他因素，本设计柱截面尺寸取值如下： 1 层 mm700 700 26 层 mm600 600 基础采用柱下独立基础，基础埋深 2.2m，基础顶面至室外地坪高度为 1m。 框架结构计算简图如图 3-2 所示。取顶层柱的形心线作为柱的轴线；梁轴线取至板底， 26 层柱高度即为层高，取 4.2m；底层柱高度从基础顶面取至一层板底，即=4.2+0.6+1- 1 h 0.12=5.68m。 11 图 3-2 横向框架结构计算简图(单位：mm) 计算简图用梁、柱的轴线表示：梁柱轴线取各自的形心线；对于钢筋混凝土楼盖整体浇 注的框架梁，可取楼板底面处作为梁轴线。底层的下柱取至基础顶面。 柱截面尺寸不同且形心线不重合时，取顶层柱的形心线作为柱子的轴线。必须注意，按 此计算简图算出的内力是计算简图轴线上的内力，由于此轴线不一定是各截面的形心线，故 在截面配筋计算时，应将计算简图轴线上的内力转化为柱截面形心处的内力，即计入上、下 柱截面形心间的偏心距对截面弯矩的影响。 3.3 重力荷载计算 为了防止结构因温度变化和混凝土干缩变形而产生裂缝，常在一定距离设置温度伸缩 缝7。建筑物中的各部分的基础发生不均匀沉降时，在拟建建筑物的轴和轴之间设置沉 降缝，由于本设计进行抗震设计，所以还应考虑抗震缝的设置，综合考虑，三缝合一缝宽度 为 300mm。全楼被分为两部分，结构计算时，只需选取一个独立单体计算，本设计取轴 以右部分进行计算。 3.3.1 屋面及楼面的永久荷载标准值 屋面（上人）： 保护层：30 厚 c20 细石混凝土 22 0.030.66 2 kn/m 垫 层：25 厚粗砂 18 0.0250.45 2 kn/m 防水层：sbs 卷材防水 0.15 2 kn/m 找平层：20 厚 1:3 水泥砂浆 20 0.020.4 2 kn/m 保温层：150 厚膨胀水泥蛭石板 2 0.150.3 2 kn/m 找坡层：40 厚水泥石灰焦渣砂浆 14 0.040.56 2 kn/m 找平层：20 厚 1:3 水泥砂浆 20 0.020.4 2 kn/m 结构层：120 厚钢筋混凝土板 25 0.123 2 kn/m 抹灰层：10 厚混合砂浆 17 0.010.17 2 kn/m 合计 6.09 2 kn/m 15 层楼面： 大理石地面水泥砂浆接缝 1.16 2 kn/m 120 厚钢筋混凝土板 250.12=3 2 kn/m 10 厚混合砂浆 170.01=0.17 2 kn/m 合计 4.33 2 kn/m 3.3.2 屋面及楼面可变荷载标准值 上人屋面均布活荷载标准值 2.0 2 kn/m 楼面活荷载标准值 教室 2.0 2 kn/m 走廊 2.0 2 kn/m 12 屋面雪荷载标准值 0 1.0 0.40.4 kr ssa 2 kn/m 风荷载标准值 0.45 2 kn/m 式中：为屋面积雪分布系数，取=1.0。 r r 3.3.3 梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算 梁、柱