1论文或设计文本 3.正文

第1章 设计依据与工程概况1.1 设计依据1建筑施工图2相关规范、规定和规程1) 混凝土结构设计规范（GB50010-2002）；2) 建筑抗震设计规范（GB50011-2010）；3) 建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）；4) 建筑结构荷载规范（GB50009-2001（2006版）；5) 高层建筑混凝土结构设计规程（JGJ 3-2002）；6) 国家颁布相关的结构设计文件和地方政府的有关规定；3建设单位与委托单位的基本要求1.2 工程概况1.2.1 建筑设计概况本工程的建筑建设单位是，建设地点为，设计使用年限50年，屋面防水等级为二级，防火等级为二级，采光等级为二级。总建筑面积为7258m2，总长为63.24m，总宽为37.54m。共4层，建筑高度为18.95m，室内外高差0.45m，一层：4.50m，二、三、四层：4.20m，女儿墙：1.4m。该工程为教学楼，共有普通教室（供50人使用）23间，合班教室（供100人使用）1间，化学试验室2间，物理试验室2间，生物试验室1间，音乐教室1间，学生和教师阅览室各1间，教研室10间，该教学楼可供1150位学生使用，30人教师使用。1.2.2 建筑做法：1. 地面做法：(1)“地1”铺地砖地面，用于楼梯间及走廊素土夯实80厚C15混凝土随捣随抹平（表面撒1:1干水泥砂子压实抹光）刷冷底子油一道，改性沥青两道防潮层，撒砂一层粘牢30厚1：3水泥砂浆刷素水泥浆一道铺10厚地砖(2)“地2”贴防滑陶瓷锦砖防潮地面，用于卫生间 素土夯实150厚3:7灰土夯实80厚C15混凝土（表面撒1:1干水泥砂子压实抹光）刷冷底子油一道，改性沥青两道防潮层，撒砂一层粘牢20厚1：3干硬性水泥砂浆找平层撒素水泥面（洒适量清水）5厚1:1水泥细砂浆粘贴马赛克面层，稀水泥浆填缝（3）“地3” 彩色釉面地瓷砖防潮 地面，用于除卫生间楼梯间外的所有地面150厚3:7灰土夯实80厚C15混凝土随捣随抹平（表面撒1:1干水泥砂子压实抹光）1.2厚聚氨酯防水涂料（刷三遍），撒砂一层粘牢20厚1:2 水泥砂浆找平层刷素水泥浆一道5 厚1:1水泥细砂浆粘贴彩色釉面地瓷砖，稀水泥浆填缝2. 楼面做法：（1）“楼1”铺地砖楼面，用于楼梯间及走廊现浇钢筋混凝土楼板刷素水泥浆一道30厚1:3水泥砂浆找平层刷素水泥浆一道铺10 厚地砖（2）“楼2”贴防滑陶瓷锦砖防潮楼面，用于卫生间现浇钢筋混凝土楼板刷素水泥浆一道20厚1:3水泥砂浆找平层水乳性橡胶沥青一布（玻纤布）四涂防水层，撒砂一层粘牢40厚C20细石混凝土随捣随抹刷素水泥浆一道15厚1:2 干硬性水泥砂浆撒素水泥面（撒适量清水）5厚1:1水泥细砂浆粘贴陶瓷锦砖，稀水泥浆填缝（3）“楼3”彩色釉面地瓷砖楼面，用于除卫生间楼梯间及走廊外的所有楼面现浇钢筋混凝土楼板60 厚加气混凝土填充层（加气混凝土密度不大于700Kg/m3）20 厚聚合物水泥砂浆刷素水泥浆一道15 厚 1:2 水泥砂浆找平层刷素水泥浆一道5 厚1:1 水泥砂浆找平层刷素水泥浆一道5厚1:1水泥细砂浆粘贴彩色釉面地瓷砖，稀水泥浆填缝3. 天棚做法：（1）“棚1”阻燃型塑料(PVC)板吊顶，用于卫生间的顶棚钢筋混凝土板内预留6钢筋环，双向吊点（中距9001200）8钢筋螺栓吊杆、双向吊点（中距9001200）轻钢大龙骨形45151.2（吊点附吊挂）中距9001200（不上人）轻钢中龙骨凹形27600.63，双向中距5001.6厚PVC板自攻螺丝拧牢，钉孔眼用腻子填平（2）“棚2”穿孔铝合金条板吊顶，用于音乐教室的顶棚钢筋混凝土板内预留6钢筋环,双向吊点(中距900-1200)8钢筋螺栓吊杆、双向吊点(中距900-1200)轻钢龙骨档内填50厚玻璃丝布包超细玻璃棉轻钢大龙骨形60301.5(吊点附吊挂)中距900-1200铝合金中龙骨32241.2中距500-600(边龙骨L27161.2)铝合金横撑22241.2中距500-600嵌0.8-1厚穿孔铝合金板（3）“棚3”乳胶漆顶棚，用于除音乐教室和卫生间以外的所有顶棚钢筋混凝土现浇板底用水加10%火碱清洗油腻刷素水泥浆一道9厚1:0.3:3水泥石灰膏砂浆打底扫毛9厚1:0.3:2.5水泥石灰膏砂浆罩面满刮腻子一遍刷乳胶漆三-五遍4. 内墙做法：（1）“内墙1”用于除卫生间外所有内墙刷混凝土界面处理剂一道8厚1:3水泥砂浆打底扫毛8厚1:1:6水泥石灰膏砂浆扫毛7厚1:0.3:3水泥石灰膏砂浆压实抹光喷内墙涂料或刷油漆（2）“内墙2”用于卫生间的内墙刷混凝土界面处理剂一道5厚1:3水泥砂浆打底扫毛9厚1:1:6水泥石灰膏砂浆扫毛6厚1:2.5水泥砂浆压实抹光喷内墙涂料或刷油5. 外墙做法：刷混凝土界面处理剂一道6厚1:3水泥砂浆打底扫毛7厚1:2.5水泥砂浆找平扫毛1.5厚聚氨酯胶粘贴30厚发泡聚氨酯块500300(胶的配比:A料:B料=1:4)7厚聚合物砂浆保护层,配比:胶料:粉料=1:4(重量比)刷外墙涂料6. 踢脚做法：“踢1”预制水磨石踢脚,用于除卫生间以外的所有房间12厚1:2水泥砂浆打底扫毛20厚预制水磨石板1:1水泥细砂浆贴,稀水泥浆擦缝7.墙裙做法：刷混凝土界面处理剂一道7厚2:1:8水泥石灰膏砂浆打底扫毛7厚1:1:6水泥石灰膏砂浆找平扫毛7厚1:0.1:2.5水泥石灰膏砂浆结合层5厚1:1水泥砂浆粘贴瓷砖,稀白水泥浆擦缝8. 屋面做法：（1）“屋面1”上人屋面，具体详见屋顶平面图（做法参见99J201-1）普块材30030025的水泥砖25厚粗砂垫层SBS高聚物改性沥青防水卷材合成高分子防水卷材（三元乙丙橡胶防水片材）基层处理剂20厚1：3水泥砂浆找平层50厚硬质聚氨酯泡沫塑料20厚1：3水泥砂浆找平层现浇钢筋混凝土屋面板1.2.3 结构设计概况结构安全等级为二级；结构类型是钢筋混凝土框架结构；抗震等级是二级，抗震设防烈度是7度，基本地震加速度值是0.10g，设计地震分组为第一组，建筑场地类别是类，场地特征周期是0.35S；室外环境类别为二b类，室内正常环境为一类；选用的材料：柱混凝土采用C35，梁、板混凝土均采用C30，梁、柱、板的主筋采用HRB400级，箍筋采用HRB335级。1.2.4 施工水文及地质条件该施工现场的条件满足施工要求，材料的供应均能满足要求。工程地质条件，根据地质勘察报告，场区范围内地势平坦，最高地下水位为-3.5m，常年地下水位为-4.5m，无腐蚀性，不考虑土的液化，土质构成见下地质概况表1.1。表1.1 工程地质概况土层厚度（m）土层描述地基承载力特征值（kN/m2）天然重度（kN/m3）1.0素土回填土2.53.0粉质粘土2001.31.5粉质粘土混角砾2401012粉砂岩强风化带3001.2.4 气象条件该地区年平均气温15度，最高气温32度，最低气温-8度；年降水量634mm，日最大最大降水量92mm,每小时最大降水量56mm。夏季为东南风，冬季为西北风；地面粗糙度B类，基本风压为0.55 kN/m2；基本雪压：0.40 kN/m2。第2章 结构布置2.1 结构选型本工程为烟台育才中学教学楼，总建筑面积为7258m2，总高度为18.95m，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，根据本工程特点选用钢筋混凝土框架承重体系，结构的安全等级为二级。 根据本工程的建筑特点及地基承载力，基础选用柱下独立基础。2.2 结构布置2.2.1 柱网根据本工程的建筑特点，采用4.5m8.1m和4.5m8.4m，柱网的布置详见标准层结构平面布置图（附录1）。2.2.2 楼盖结构平面布置结构承重方式详见标准层结构平面布置图（附录1）。2.2.3 竖向布置首层的柱高为5.4 m，其它各层的柱高为4.2m，混凝土的强度等级为C35,首层有柱子120根，二层120根，三层120根，四层120根。2.2.4 变形缝的设置由于本工程的建筑平面是回字形，中部为走廊，在轴和轴之间，轴和轴之间，分别设置了沉降缝，缝宽为150mm，变形缝的具体位置详见标准层结构平面布置图（附录1）。2.3 构件尺寸的初估2.3.1 框架柱按轴压比来初估框架柱截面尺寸。框架柱的受荷面积，框架柱选用C35混凝土，。框架抗震等级为二级，轴压比。由轴压比初步估算框架柱截面尺寸时，可按下式计算，即，其中，n为建筑层数，S为框架柱的受荷面积，则 则一层柱的截面尺寸取500mm500mm，二三四层取450mm450mm。2.3.2 框架梁本工程的梁的截面尺寸根据刚度来初估。框架梁截面高度h取框架梁跨度的，截面宽度b取截面高度的，次梁的截面高度h取框架梁跨度的，截面宽度b取截面高度的。则，本工程的框架梁和次梁的截面尺寸见表2.1。表2.1 梁的尺寸统计表构件梁KL1、KL2KL3、KL4 KL8KL5、KL6 KL7、LL3LL1、LL2 LL4LL5LL6尺寸（mm）2505003007502506002505502504002506502.3.3 板教室、实验室的板为双向板，取板厚为;走廊和卫生间的板也为双向板 取板厚为。构件尺寸详见标准层结构平面布置图（附录1）。2.4 横向框架梁柱线刚度计算2.4.1 横向框架梁线刚度计算梁采用的C30的混凝土，则查得，现浇楼面可以作为梁的有效翼缘，增大梁的有效刚度，减少框架侧移。为考虑这一有利作用，在计算梁的截面惯性矩时，对现浇楼面的中框架取 ，边框架取，计算过程见表2.2。表2.2 一至四层横向框架梁线刚度计算表类别位置截面Ec （N/mm2）I0（mm4）L0（mm）i=(EcI0/L0)b(mm)h(mm)边框梁1和19轴AB轴30075031041.05101081001.55.861010BC轴30040031041.6101024001.53.001010中框梁2到17轴AB轴30075031041.051010810027.81010BC轴30040031041.6109240024.0010102.4.2 框架柱线刚度计算柱采用的C35的混凝土，则查得，计算过程见表2.3。表2.3 一至四层框架柱线刚度计算表层数bc(mm)hc(mm)Ec (104N/mm2)h(mm)I0(mm4)ic (Nmm)4层4504503.1542003.421092.5610103层4504503.1542003.421092.5610102层4504503.1542003.421092.5610101层5005003.1552005.211093.041010注：2.4.3 结构楼层抗侧刚度计算结构楼层抗侧刚度计算时，采用的是修正抗侧刚度D值计算方法，计算公式为，式中的为抗侧刚度修正系数，按以下的公式计算。底层：；一般层：。则计算公式见表2.4和表2.5。表2.4 底层柱抗侧刚度修正系数类别位置i1（Nmm）i2（Nmm）i3 （Nmm）i4 （Nmm）ic（Nmm）K边柱A轴/1轴和19轴05.861010003.0410101.93 0.62 A轴/2轴到17轴07.801010003.0410102.57 0.67 C轴/1轴和19轴03.001010003.0410100.99 0.50 C轴/2轴和17轴04.001010003.0410101.32 0.55 中柱B轴/1轴和19轴5.8610103.001010003.0410102.91 0.69 B轴/2轴到17轴7.8010104.001010003.0410103.88 0.74 表2.5 二三四层柱抗侧刚度修正系数类别位置i1（Nmm）i2（Nmm）i3（Nmm）i4（Nmm）ic（Nmm）K边柱A轴/1轴和19轴05.861010002.5610101.14 0.36 A轴/2轴到17轴07.801010002.5610101.52 0.43 C轴/1轴和19轴03.001010002.5610100.59 0.23 C轴/2轴和17轴04.001010002.5610100.78 0.28 中柱B轴/1轴和19轴5.8610103.0010105.8610103.0010102.5610103.46 0.63 B轴/2轴到17轴7.8010104.0010107.8010104.0010102.5610104.62 0.70 将表2.4和表2.5计算出代入公式，则可得到结构楼层抗侧刚度，计算过程见表2.6和表2.7。表2.6 底层楼层结构楼层抗侧刚度值计算类别位置ic（Nmm）hj(mm)D（N/mm）数量njnjDj边柱A轴/1轴和19轴3.0410100.62 54007.7310321.55104A轴/2轴到17轴3.0410100.67 54008.40103121.01105C轴/1轴和19轴3.0410100.50 54006.2310321.25104C轴/2轴和17轴3.0410100.55 54006.85103128.22104中柱B轴/1轴和19轴3.0410100.69 54008.6910321.74104B轴/2轴到17轴3.0410100.74 54009.32103121.12104则，本层柱的抗侧刚度 D=njDj=3.4105N/mm表2.7 二三四层结构楼层抗侧刚度值计算类别位置ic（Nmm）hj(mm)D（N/mm）数量njnjDj边柱A轴/1轴和19轴2.5610100.36 42006.3410321.27104A轴/2轴到17轴2.5610100.43 42007.53103129.04104C轴/1轴和19轴2.5610100.23 42003.9510327.89103C轴/2轴和17轴2.5610100.28 42004.89103125.87104中柱B轴/1轴和19轴2.5610100.63 42001.110422.20104B轴/2轴到17轴2.5610100.70 42007.73103121.36105则，本层柱的抗侧刚度 D=njDj=3.38105N/mm由表2.6和表2.7中可以得到底层结构楼层的抗侧刚度/二层结构楼层的抗侧刚度=1.010.7，故该框架为规则框架。2.5 横向框架计算简图 选取轴所对应的横向框架进行计算，计算简图如图2.2所示。图2.2 横向框架计算简图 （梁柱线刚度单位10 5N/mm）第3章 荷载计算3.1 竖向永久荷载标准值计算3.1.1 屋面结构的荷载计算1.上人屋面一（教室、教研室的屋面）荷载计算铺块材30030025的水泥砖 25厚粗砂垫层 SBS高聚物改性沥青防水卷材 0.350kN/m2合成高分子防水卷材（三元乙丙橡胶防水片材） 0.050kN/m220厚1：3水泥砂浆找平层 50厚硬质聚氨酯泡沫塑料 0.500KN/m21：8水泥膨胀珍珠岩找坡2，最薄处30厚，平均厚度85mm 20厚1：3水泥砂浆找平层 120厚现浇钢筋混凝土屋面板 天棚乳胶漆 0.306kN/m2 合计： 6.251kN/m22.上人屋面二（音乐教室的屋面）荷载计算铺块材30030025的水泥砖 25厚粗砂垫层 SBS高聚物改性沥青防水卷材 0.350kN/m2合成高分子防水卷材（三元乙丙橡胶防水片材） 0.050kN/m220厚1：3水泥砂浆找平层 50厚硬质聚氨酯泡沫塑料 0.500kN/m21：8水泥膨胀珍珠岩找坡2，最薄处30厚，平均厚度85mm 20厚1：3水泥砂浆找平层 120厚现浇钢筋混凝土屋面板 铝合金板吊顶 0.120kN/m2 合计： 6.065kN/m23.上人屋面三（卫生间的屋面）荷载计算铺块材30030025的水泥砖 25厚粗砂垫层 SBS高聚物改性沥青防水卷材 0.350kN/m2合成高分子防水卷材（三元乙丙橡胶防水片材） 0.050kN/m220厚1：3水泥砂浆找平层 50厚硬质聚氨酯泡沫塑料 0.500kN/m21：8水泥膨胀珍珠岩找坡2，最薄处30厚，平均厚度85mm 20厚1：3水泥砂浆找平层 120厚现浇钢筋混凝土屋面板 阻燃型塑料PVC吊顶 0.120kN/m2 合计： 6.065kN/m23.1.2 楼面结构的荷载计算1.楼面一（教室、教研室及实验室的楼面）荷载计算5厚1:1水泥细砂浆粘贴彩色釉面地瓷砖，稀水泥浆填缝 5 厚1:1 水泥砂浆找平层 15 厚 1:2 水泥砂浆找平层 20 厚聚合物水泥砂浆 60 厚加气混凝土填充层（加气混凝土密度不大于700Kg/m3） 120厚现浇钢筋混凝土楼板 天棚乳胶漆 0.306kN/m2 合计： 4.656kN/m22.楼面二（走廊及楼梯楼面）荷载计算10厚地砖 0.20kN/m230厚1:3水泥砂浆找平层 100厚现浇钢筋混凝土楼板 天棚乳胶漆 0.306kN/m2 合计： 3.606kN/m23.楼面三（卫生间的楼面）荷载计算5厚1:1水泥细砂浆粘贴陶瓷锦砖，稀水泥浆填缝 0.400kN/m215厚1:2 干硬性水泥砂浆 40厚C20细石混凝土随捣随抹 水乳性橡胶沥青一布（玻纤布）四涂防水层，撒砂一层粘牢 0.050kN/m220厚1:3水泥砂浆找平层 250厚1：8水泥炉渣用于卫生间的地坑 100厚现浇钢筋混凝土楼板 阻燃型塑料PVC吊顶 0.12kN/m2 合计： 7.49kN/m23.1.3 梁自重计算梁自重计算的详细过程见表3.1。表3.1 一至四层框架梁自重计算表编号截面bh（mm）荷载值（kN/m）各层梁的总长度（m）各层梁的总重量（kN）一层二层三层四层一层二层三层四层12505003.47 162162162162561.33 561.33 561.33 561.33 22507505.20 27272727140.33 140.33 140.33 140.33 33007506.14 113.4113113113695.71 695.71 695.71 695.71 43004003.27 33.633.633.633.6109.94 109.94 109.94 109.94 52506504.50 8.18.18.18.136.49 36.49 36.49 36.49 62504002.77 2.42.42.42.46.65 6.65 6.65 6.65 注：梁的两侧粉刷按每侧20mm考虑，则梁的永久荷载=bh1+20.02h2 1=25kN/m3 2=17kN/m33.1.4 柱自重计算柱自重计算的详细过程见表3.2。表3.2 一至四层框架柱自重计算表编号截面尺寸bchc（mm）荷载值kN/m各层总长度（m）各层总质量（kN）一层二层三层四层一层二层三层四层15005006.93226.8000157200024504505.670176.4176.4176.40100110011001注：柱的粉刷按每侧20mm考虑，则柱的永久荷载=bh1+20.02(b+h)2 1=25kN/m3 2 =17kN/m33.1.5 墙体荷载计算1屋面女儿墙的荷载计算240240厚钢筋混凝土压顶 240厚蒸压粉煤灰墙（1160高） 20厚双侧抹灰 合计： 7.01kN/m2. 外墙荷载计算（1） 外墙一（用于除卫生间外的所有外墙）荷载计算刷外墙涂料7厚聚合物砂浆保护层,配比:胶料:粉料=1:4(重量比) 1.5厚聚氨酯胶粘贴30厚发泡聚氨酯块500300(胶的配比:A料:B料=1:4) 7厚1:2.5水泥砂浆找平扫毛 6厚1:3水泥砂浆打底扫毛 200厚加气混凝土砌块 8厚1:3水泥砂浆打底扫毛 8厚1:1:6水泥石灰膏砂浆扫毛 7厚1:0.3:3水泥石灰膏砂浆压实抹光 合计： 1.975kN/m2（2） 外墙二（用于卫生间的外墙）荷载计算刷外墙涂料7厚聚合物砂浆保护层,配比:胶料:粉料=1:4(重量比) 1.5厚聚氨酯胶粘贴30厚发泡聚氨酯 块500300(胶的配比:A料:B料=1:4) 7厚1:2.5水泥砂浆找平扫毛 6厚1:3水泥砂浆打底扫毛 200厚加气混凝土砌块 5厚1:3水泥砂浆打底扫毛 9厚1:1:6水泥石灰膏砂浆扫毛 6厚1:2.5水泥砂浆压实抹光 合计： 1.915kN/m2外墙折算高度的计算h折 ：A轴/1到19轴：1轴和19轴/A到B轴：1轴和19轴/B到C轴： B轴/1到19轴：则外墙的荷载计算见表3.2。表3.2 外墙自重计算表序号做法位置面荷载（kN/m2）折算后外墙高度（m）扣除门窗后荷载（kN/m）门窗荷载（kN/m）线荷载（kN/m）总长（m）总重（kN）二三四层二三四层1外墙一A轴/1到19轴1.9152.745.250.645.89633712外墙一1轴和19轴/A轴到B轴1.9153.456.610.006.6116.21073外墙一1轴和19轴/B轴到C轴1.9152.725.210.725.934.8284外墙一B轴/1到19轴1.9153.035.800.456.2563394注：外墙一是200厚加气混凝土砌块，外墙面做30mm厚发泡聚氨酯块保温，内墙面为喷涂料3. 内墙荷载计算内墙一（用于除卫生间外的所有内墙）荷载计算8厚1:3水泥砂浆打底扫毛 8厚1:1:6水泥石灰膏砂浆扫毛 7厚1:0.3:3水泥石灰膏砂浆压实抹光 合计： 0.46kN/m2内墙二（用于卫生间的内墙）荷载计算5厚1:3水泥砂浆打底扫毛 9厚1:1:6水泥石灰膏砂浆扫毛 6厚1:2.5水泥砂浆压实抹光 合计： 0.400kN/m2内墙折算高度的计算:则内墙的荷载计算见表3.3。表3.3 内墙自重计算表序号做法位置面荷载（KN/m2）折算后内墙高度（m）线荷载（KN/m）总长（m）总重量（kN）二三四层二三四层1内墙一AB轴/4轴、6轴、8轴11轴、13轴、15轴2.023.456.9748.6338.692内墙二C轴/1到3轴1.563.455.3813.271.04注：内墙一是200厚加气混凝土砌块，两侧的内墙面均为喷涂料，内墙二是200厚加气混凝土砌块，单侧（靠近走廊侧）墙面喷涂料4. 栏板荷载计算120180厚钢筋混凝土压顶 120厚蒸压粉煤灰砖（1020高） 双侧抹灰（1200高） 合计： 3.46kN/m则栏板的荷载计算见表3.4。表3.4 栏板自重计算表序号做法位置线荷载（KN/m）总长（m）总重量（KN）二三四层二三四层1栏板走廊的外围护3.4636124.56注：栏板是120厚蒸压粉煤灰砖，顶部做120180厚钢筋混凝土压顶，做法参照女儿墙3.2 竖向可变荷载标准值计算查建筑结构荷载规范表4.1.1和表4.3.1可得：1上人屋面的活荷载标准值：2.0kN/m22楼面的活荷载标准值：2.0kN/m23楼梯的活荷载标准值：2.5kN/m24书库和档案室的活荷载标准值：5.0kN/m23.3 横向水平风荷载标准值计算3.3.1 横向水平风荷载标准值计算风荷载标准值计算公式为：式中：Z 高度处的风振系数；风荷载体型系数；风压高度变化系数；基本风压，查建筑结构荷载规范可得本地区的基本风压为0.55 kN/m2 建筑结构荷载规范中7.4.1规定，对于高度大于30m且高宽比大于1.5的房屋和基本自振周期的各种高耸结构以及大跨度屋盖结构，均应考虑风压脉动对结构发生顺风向风振的影响。由于本工程