南京市某大学教学楼建设结构设计.doc

南京市某大学教学楼建设结构设计一、设计题目南京市某大学教学楼设计二、设计原始资料及依据南京市某大学拟建一教学楼，主体5层，框架结构，建筑体型要求简洁明了，室外要有停车场及景观布置。建筑面积40005000。 教室主要满足小班教学，以每间教室40人左右为宜。其他辅助用房参照相关标准，做到合理布局（可容许上下有10%的浮动）1、建筑位置2、抗震要求抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g，地震分组为第一组。类建筑场地，场地的特征周期取0.35S。三、设计内容及要求1、 建筑设计建筑设计包括建筑平面设计、建筑剖面设计、建筑立面设计三个方面。其中，建筑平面设计由使用部分和交通联系部分组成：使用部分的房间又分为主要使用房间（包括生活用房、工作用房和公共活动用房）和辅助房间；交通联系部分的设计不仅关系到建筑物内部联系是否方便，而且直接影响工程的造价、平面的组合方式等，交通联系部分力求路线简洁明确，利于疏散，在节约面积的同时兼顾空间的造型处理等。建筑剖面反应的是建筑物在垂直方向上各部分的结构、空间组合关系，剖面设计需要确定建筑层数、建筑物各部分的高度及不同结构、不同体量建筑空间的组合关系。建筑立面设计重点为：根据初步确定的房屋平、剖面组合关系，绘出建筑各个方向的基本轮廓推敲立面各部分的比例关系和材质对比，调整墙面处理和门窗布置，符合建筑形式美观的原则对入口、雨篷、建筑装饰等进行细部处理。根据总体要求，按照相关标准完成建筑设计，绘制建筑施工图。（1）底层平面图 1100（2）标准层平面 1100（3）建筑主立面图、侧立面图 1100（4）建筑侧剖面图 （要求剖到楼梯） 150（5）建筑总说明图 1：500或1:1000 2、 结构设计（1）计算主要步骤：结构布置及梁、柱截面尺寸及板厚的确定：结构采用全现浇混凝土框架结构，根据房间布置的要求及建筑平面布置的原则来确定柱网尺寸。梁截面尺寸的确定：主梁高度为跨度的1/81/12，宽为高的1/41/2；次梁高度为跨度的1/181/12，宽为高的1/31/2。柱截面尺寸由轴压比确定：即按公式：N/fcAc0.7，故该框架为规则框架。5 横向水平地震作用下框架结构的内力和侧移计算5.1 横向自振周期的计算横向自振周期的计算采用结构顶点的假想位移法。基本自振周期T1可按下式计算： (5-1)式中 假想把集中在各层楼面处的重力荷载代表值Gi作为水平荷载算得的 结构顶点位移。 T结构基本自振周期考虑非承重砖墙影响的折减系数，取0.7。 (5-2)(u)i= VGi/D ij (5-3)=(u)k (5-4)式中 Dij第i层的层间侧移刚度； (u)i第i层的层间侧移； (u)k第k层的层间侧移。结构顶点的假想侧移计算过程见表5-1，其中第五层的Gi为G5和Ge之和。由表5-1计算基本周期层次Gi(kN)VGi(kN)Di(N/mm)ui(mm)ui(mm)56820.426820.4250633613.5249.847943.714764.1250633629.2236.337953.6822717.850633644.9207.127953.6830671.4850633660.6162.218323.2738994.75383736101.6101.6表5-1 结构顶点的假想侧移计算5.2 水平地震作用及楼层地震剪力的计算本结构高度不超过40m，质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切型为主，故可用底部剪力法计算水平地震作用。5.2.1 结构等效总重力荷载代表值 =0.85（6820.42+7943.7+7953.682+8323.27） =33145.54kN5.2.2 计算水平地震影响系数查表得二类场地,地震分组为第一组，特征周期值Tg=0.35s，查表得设防烈度为7度的=0.08。 =(0.35/0.59)0.90.08 =0.0505.2.3 结构总的水平地震作用标准值 =0.05033145.54 =1657.28kN因1.4Tg=1.40.35=0.49sT1=0.59s，所以应考虑顶部附加水平地震作用。顶部附加地震作用系数：n=0.08T1-0.02=0.080.59-0.02=0.027F5=0.0271657.28=44.7kN各质点横向水平地震作用按下式计算：地震作用下各楼层水平地震层间剪力Vi为Vi=Fk(i=1，2，n) (5-5)计算过程如下表：表5-2 各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表层次Hi(m)Gi(kN)GiHi(kNm)GiHi/GjHjFi(kN)Vi(kN)519.356820.42131975.130.285504.27504.27415.757943.7125113.280.270435.38939.65312.157953.6896637.210.209337.021276.6728.557953.6868003.960.147237.041513.7114.958323.2741200.190.089143.521657.23各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布见图5.1：F1=143.52kNF2=237.04 kNF3=337.02 kNF4=435.38 kNF5=504.27 kNF1=1657.2kNF2=1513.7 kNF3=1276.7kNV4=939.65 kNV5=504.27 kN (a) 水平地震作用分布 (b) 层间剪力分布图5.1 横向水平地震作用及楼层剪力5.3 多遇水平地震作用下的位移验算多遇水平地震作用下的位移验算用D值法来验算。框架第层的层间剪力、层间位移