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沧州
某大学
教学楼
设计方案
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摘 要
本次设计的课题是教学楼——沧州市某大学教学楼，其主要用途是为了满足办公、考试、教学等的需要。该教学楼最高层为六层，无地下室，层高为4.2米。
在结构设计中，部分结构形式采用框架结构，同时，屋面采用刚柔性材料作防水处理。除此之外，在九～十轴之间设置一条伸缩缝。在计算方面，电算部分采用成熟的结构设计软件PKPM工程设计软件。手算框架部分采用弯矩二次分配法，风荷载计算则采用改进后的Ｄ值法。这些计算方法的运用，不仅大大提高了运算速度，而且也节省了时间。同时，在设计计算过程中充分运用的办公软件EXECELL电子表格，充分发挥了它在计算方面的优势，为整个计算过程提供了强有力的准确性，保证了计算的可信度。
总之，本工程施工顺序为先地下，后地上；先土建后设备安装；先结构后装饰；先框架后砌体，思路明确，便于施工人员对图纸的解读，保证了施工的顺利进行。
关键词：教学楼；框架结构；结构计算； 结构配筋
目 录
摘 要 i
ABSTRACT ii
目 录 iii
1 绪论 1
2 建筑设计 2
2.1 功能布置 2
2.1.1 平面设计 2
2.1.2 立面设计 2
2.1.3 剖面设计 2
2.2 技术设计 2
2.2.1 防火设计 2
2.2.2 防水设计 3
2.3 设计资料 3
2.3.1 建筑规模 3
2.3.2 耐久等级及耐火等级 3
2.3.3 结构形式 3
2.3.4 抗震等级、设防类别及设防烈度 3
3 结构设计 4
3.1 设计资料 4
3.2 结构计算 4
3.2.1 结构布置方案及结构选型 4
3.2.2 框架计算简图及梁柱刚度计算 6
3.2.3 荷载标准值计算 7
3.2.4 竖向荷载作用下框架受荷计算 10
3.2.5 竖向荷载作用下框架的内力计算 14
3.3 风荷载计算 22
3.3.1 风荷载作用下框架的内力计算 24
3.4 水平地震作用下的框架计算 27
3.4.1 框架的抗震等级 27
3.4.2 场地和特征周期值 27
3.4.3 重力荷载代表值的计算 27
3.4.4 水平地震作用力的计算（基底剪力法） 29
3.4.5 水平地震作用下框架的侧移验算 30
3.4.6 水平地震作用下框架内力计算（D值法） 30
3.5 内力组合 32
4 截面设计与配筋计算 37
4.1 柱截面设计与配筋计算 37
4.2 梁截面设计与配筋计算 39
4.3 地基基础设计 41
4.3.1 B柱基础设计 41
4.3.2 C，D柱的联合基础设计 43
4.4 楼梯设计 43
结论 48
致 谢 49
参考文献 50
- 内容简介：
-
中期检查情况表姓名学号专业设计（论文）题目沧州某大学教学楼设计方案一1目前已完成的工作建筑部分需要完成的图纸主要平面图、正立面图及一侧立面图、剖面图一个（剖楼梯间）、详图23个（节点任选）、建筑施工说明、门窗表、绘制正式图。2下一步的工作（1）确定结构方案在建筑方案的基础上，结合现行施工技术水平，确定结构方案。（2）进行结构计算选一具有代表意义的框架进行结构计算、绘制施工图（结构布置图和配筋图）。（3）终期整理编写设计说明书和结构计算书（装订成册）。3存在的问题（1）对天正软件操作不熟练，一些功能不清楚。（2）对教学楼的规范不熟悉。（3）结构设计存在一定的困难和疑惑4指导教师建议与意见签字年月日5系意见系（盖章）年月日开题报告姓名学号专业设计（论文）题目1、毕业设计（论文）的目的毕业设计是毕业前的最后一次大型课题设计，在老师的指导下，将要运用我们大学四年所学的全部专业知识来完成。通过此次设计，使我们对将来的民用及工业建筑物的设计、施工、管理等各个环节的有深入了解，熟悉工程建设设计与施工的整个过程，并对一般框架类型的房屋有更深刻的认识，同时熟练使用各种绘图、计算软件。从自己的课题出发，学会应用知识于现代建筑的具体实践中，从设计之中来提升自己的能力，并获取经验。2、毕业设计（论文）的意义此次的毕业设计对我们将来从事建筑行业有重大意义。通过这次毕业设计我们可以对大学期间所学的知识做一个系统的总结和应用，提高综合知识的应用能力，对所学过的知识得以系统的深化。并培养我们独立解决建筑设计、结构设计的内容和步骤，掌握建筑施工图、结构施工图纸绘制的方法。也可以使我们懂得工程技术工作中所必须的全局观念和经济观点，掌握、了解建筑结构和施工的各项技术、经济指标的来源及作用，设计中应树立理论联系实际的设计思想，保持严格认真的科学工作作风。以及培养学生调查研究、综合分析思考能力，以及查阅技术文献、资料和手册，拟定设计方案，计算、绘图和编写设计说明书的能力，为今后独立从事土建设计和施工打下基础。3、国内外研究现状分析随着现代社会的高速发展，教育显得越来越重要，大学教育是发展的主流趋势。培养具有国际意识的现代中国人，是当代中国教育的追求目标。教育建筑不同于其他文化性、商业性建筑。它是学生接受知识的场所,应坚持典雅、庄重、自然又具人性化才是其本质特征。教育建筑应满足其功能要求外,还要求具备“以人为本”优化教育建筑形式，因此，建筑设计师设计建筑的平面布局和立面造型的时候，必须认真研究学生的生活方式,结合社会流行的时尚和审美倾向，并且仔细研究校园所能体现的特殊的生活环境和条件。大学教学楼是学校文化的积淀，以及发展空间的延伸。教学建筑的形态首先取决于教育模式的选择。现代教育已远不限于单向的知识灌输和讲授，而是更加强调综合性和人性化的取向。现在，大学教育呈现出以下几个方面的发展趋势一、意识高等教育结构多元化，主要表现为多种形式办学和灵活多样的教学方式。二、高等教育综合化，也就是基础教育和应用研究相互渗透、交叉进行，培养学生解决复杂问题的能力和理论联系实际的能力。三、教育信息化和国际化。在现在这样一个信息产业高度发达的社会，教育全球化已成为不正的事实，开放、交流和国际协作也不再仅仅是高校的专利，也是当代中学教育新近诞生并风靡的产物。四、教育终身化。适应社会进步，知识更新及教育的可持续发展等方面的因素决定论教室不应该仅仅是学生听讲的课堂，还硬是学生们讨论、交流、实践甚至游戏的场所。因此，当代教育的方式是以互动、多元和资源共享为特征的，更加注重教育本身的个性和科学性以及教育的系统性和适应性。随着建筑体系的进步，教学建筑科学化的趋势十分明显。这种趋势体现在两个方面，一是建筑本身的科技含量越来越高，二是建筑设计本身也越来越科学化和精确化。4、基本内容1）、建筑设计本工程采用多层框架结构，为永久性建筑。该楼总建筑面积为5000M2左右，建筑物的总层数应控制在56层。绘制图纸包括总平面图及建筑物平、立、剖面图及节点详图，图纸应严格按国家制图标准绘制，达到施工图要求。2）、结构设计合理进行结构布置。确定结构方案。进行结构设计计算，编写相应的结构计算书。绘制结构施工图。施工图主要内容有结构布置图、主体部分楼板、屋面板配筋图；一榀框架结构图；主体部分基础平面图及基础详图；楼梯结构图以及其它必要的结构图。5、技术方案结合所学过的知识，通过查阅参考资料参观比较同类建筑的设计资料，先完成教学综合楼的建筑设计，其中包括工程的基本构思及初步方案的确定，然后进行结构设计和计算等任务，并绘制建筑施工图和结构施工图。采用框架结构近似计算法求竖向荷载作用下的内力用弯矩分配法；求水平荷载作用下的内力时，用D值法等；求水平地震作用的时候采用底部剪力法。结构部分计算的大概步骤为1）初估梁柱截面尺寸2）荷载计算3）水平地震作用的侧移验算4）风荷载作用下的侧移验算5）水平地震作用下横向框架的内力计算6）竖向荷载作用下框架的内力计算7）框架梁柱配筋8）板的配筋9）楼梯配筋10）基础的设计及配筋计算6、主要参考文献1）建筑制图标准（GB/T501042010）2）建筑结构荷载规范（GB500092012）3）混凝土结构设计规范（GB500102010）4）地基基础设计规范（GB500072011）5）砌体结构设计规范（GB50032011）6）建筑设计防火规范（GB500162006）7）建筑抗震设计规范（GB500112010）8）商店建筑设计规范（JGJ4888）9）住宅设计规范（GB500962011）10）建筑结构构造资料（合订本），中国建筑工业出版社，2010年。11）混凝土结构构造手册，中国建筑工业出版社，2010年。12）地基基础设计手册，上海科技出版社，2008年。13）混凝土结构设计手册，中国建筑工业出版社，2002年14）建筑结构静力计算手册，中国建筑工业出版社，2010年15）工程建设标准强制性条文，中国建筑工业出版社，2009年16）房屋建筑学（第四版）同济大学、西安建筑科技大学、东南大学、重庆大学合编，中国建筑工业出版社，2010年17）理论力学哈尔滨工业大学理论力学教研室编，工业教育出版社，2010年18）材料力学孙训方、方孝淑、关来泰编，高等教育出版社，2010年19）结构力学李廉锟主编，高等教育出版社，2011年20）混凝土结构东南大学、同济大学合编，中国建筑工业出版社，2011年7、进度安排第1周课题调研，熟悉设计要求，搜集资料；第2周查阅相关文献，撰写开题报告；第35周搜集资料，初步确定建筑设计方案，绘制建筑图；第67周结构设计计算，完成屋面几个楼层露面何在计算，选取典型框架手工进行内力分析、组合、梁板配筋计算；第8周中期答辩；第910周楼梯设计、基础设计；第1112周绘制结构施工图；第13周撰写和整理计算书；第14周编写毕业设计文件，打印、装订及提交毕业设计成果；第15周毕业答辩8、指导教师意见指导教师签字日期年月日9、系意见签字系（盖章）日期年月日注表中所填内容采用5号字，中文采用宋体、英文采用TIMESNEWROMAN字体，表中段落采用15倍行距，首行缩进2个字符。每一页的外框四周均采用双线条，当底部出现单线条时，应该修正为双线条。任务书姓名学号专业设计（论文）题目沧州市某大学教学楼设计方案一题目性质设计；论文题目来源教学；科研；生产；其他指导教师职称工作单位备注毕业设计论文的内容和要求一、工程概况1、本工程为高校教学楼，建筑面积为5000M2左右；层数56层。2、房间名称及指标房间名称数量（间）控制指标普通中教室24每教室按90人设计普通小教室16每教室按45人设计教师办公室18教师休息室6小会议室1可容纳20人大会议室1可容纳120人阶梯教室8按180人设计计算机房5按50人设计体育器材房1英语语音室兼控制室2按50人设计门厅1厕所、卫生间按规范规定按规范规定二、设计原始资料1、设计使用年限50年，建筑结构安全等级二级。2、抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为010G，设计地震分组为第一组，场地类别为类。3、冬季最冷月平均温度2，夏季最热月平均温度28，最高温度39，最低温度15，冬季相对温度73，夏季相对温度81。4、冬季主导风向东北平均风速26M/S，夏季主导风向东南平均风速26M/S，最大风速237M/S。5、年平均降水量10341MM，月最大降水量1793MM。6、常年地下水位低于13M，水质对混凝土没有侵蚀作用。7、最大积雪厚度032M，基本雪压SO04KN/M2,基本风压WO05KN/M2,土壤最大冻结深度009M。8、场区地势平坦，地层分布较为规律，地耐力按160KN/M2计，持力层为轻亚粘土，类场地。毕业设计论文主要参考资料1各科专业课教材2建筑规范与标准建筑制图标准（GB/T501042010）建筑结构荷载规范（GB500092012）混凝土结构设计规范（GB500102010）地基基础设计规范（GB500072011）砌体结构设计规范（GB50032011）建筑设计防火规范（GB500162006）建筑抗震设计规范（GB500112010）商店建筑设计规范（JGJ4888）住宅设计规范（GB500962011）3设计手册建筑设计资料（一）、（二）、（三）建筑结构静力计算手册钢筋混凝土结构计算手册建筑结构设计手册简明建筑结构设计手册4各种标准图和通用手册通用建筑标准设计建筑配件图集合订本毕业设计论文应完成的工作1建筑部分根据毕业设计要求进行方案及施工图设计，以施工图为主，具体要求如下（1）方案设计要求每人作一个方案。（2）施工图设计建筑施工说明、门窗表、主要平面图。正立面图及一侧立面图。剖面图一个（剖楼梯间）。详图23个，节点任选。绘制正式图。图纸比例自选，有关设计说明写在图纸上，用绘图软件绘制。图例表示均按建筑制图标准（GB/T501042001）制图，线型分明，字体工整，要求用仿宋体。2结构部分（1）结构方案选择在建筑方案的基础上，结合现行施工技术水平，确定结构方案。选择结构承重体系（框架体系、框剪体系、筒体体系）及混合结构体系。柱网布置（在建筑方案阶段一同考虑）。确定缝的划分（包括位置、类型及对基础的影响）。结构平面布置，综合考虑梁柱的布置、位置关系。依据地质情况及上部结构型式确定基础式及埋置深度。进行初步估算，确定各种上构件尺寸（包括梁、板、柱）。（2）结构计算选一具有代表意义的框架进行计算。确定框架计算简图荷载计算，注意传力正确，防止少算和漏算垂直荷载作用的内力计算水平荷载作用下内力计算荷载组合和内力组合截面设计（配筋计算）基础设计与计算（3）绘制施工图结构设计总说明基础平面布置及配筋图结构平面布置图框架梁柱配筋图楼梯配筋图3编写设计说明书和结构计算书（装订成册）。进度安排12周下达任务书，学习调研，完成开题报告，准备开题答辩PPT；36周进行建筑部分设计，绘制建筑施工图；确定结构方案和结构布置；7周中期检查89周选取一榀主框架进行荷载统计、内力计算及组合1011周梁柱配筋计算，首层与标准层楼面配筋计算12周基础与楼梯设计，施工图的绘制1314周论文的撰写与整理15周答辩指导教师签字日期年月日系意见签字系（盖章）日期年月日注表中所填内容采用5号字，中文采用宋体、英文采用TIMESNEWROMAN字体，表中段落采用15倍行距，首行缩进2个字符。每一页的外框四周均采用双线条，当底部出现单线条时，应该修正为双线条。答辩,沧州市某大学教学楼设计方案一 指导老师,一、工程概况,1、设计题目：沧州市某大学教学楼设计方案一 2、结构形式：混凝土框架结构 3、本工程为6层教学楼，占地面积为1780.56 m2，建筑面积为10092.96m2,二、设计资料,1、设计使用年限：50年，建筑结构安全等级：二 级。 2、抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值 为0.10g，设计地震分组为第一组，场地类别 为类。 3、最大积雪厚度0.32m，基本雪压SO=0.4KN/M2,基 本风压WO=0.5KN/M2,土壤最大冻结深度0.09m,5、地下水位：常年地下水位低于-1.3m，水质对 混凝土没有侵蚀作用。 6、建筑等级：耐火等级级，结构安全等级二级 7、场区地势平坦，地层分布较为规律，地耐力按160KN/m2计，持力层为轻亚粘土，类场地,三、布图介绍,首层平面图,二层平面图,35层平面图,顶层平面图,四、设计内容,1、建筑设计 （1）平面设计 （2）立面设计 （3）剖面设计 2、技术设计 （1）防火设计 （2）防水设计,3、结构设计 （1）构件尺寸选取 （选取梁、柱、板尺寸） （2）梁柱的刚度计算 （3）重力荷载代表值 （各个构件的荷载标准值） （4）竖向荷载下框架受荷计算 （梁间荷载、柱上集中荷载,5）竖向荷载作用下框架内力计算 （弯矩、剪力、轴力） （6）风荷载作用下的框架内力 （D值法） （7）地震荷载作用下的框架内力 （D值法,8）内力组合 （9）截面设计与配筋计算 （柱、梁、楼梯、基础,五、心得体会,通过这次毕业设计让我对框架结构方面的知识有了更加深刻的认识，让我真正做到了运用所学的理论分析问题和解决问题，尤其是在混凝土框架结构方面，同时也感觉到了知识的欠缺和不扎实。同时在绘制图的过程中，又提高了我们对运用PKPM软件和CAD软件的能力。这次毕业设计让我们队我几年所学的知识有了更系统化得掌握，同时毕业设计的完成，也为我今后走上工作岗位打下了良好的基础,谢谢沧州某大学教学楼方案一学号姓名专业系别指导教师年月I摘要本次设计的课题是教学楼沧州市某大学教学楼，其主要用途是为了满足办公、考试、教学等的需要。该教学楼最高层为六层，无地下室，层高为42米。在结构设计中，部分结构形式采用框架结构，同时，屋面采用刚柔性材料作防水处理。除此之外，在九十轴之间设置一条伸缩缝。在计算方面，电算部分采用成熟的结构设计软件PKPM工程设计软件。手算框架部分采用弯矩二次分配法，风荷载计算则采用改进后的值法。这些计算方法的运用，不仅大大提高了运算速度，而且也节省了时间。同时，在设计计算过程中充分运用的办公软件EXECELL电子表格，充分发挥了它在计算方面的优势，为整个计算过程提供了强有力的准确性，保证了计算的可信度。总之，本工程施工顺序为先地下，后地上；先土建后设备安装；先结构后装饰；先框架后砌体，思路明确，便于施工人员对图纸的解读，保证了施工的顺利进行。关键词教学楼；框架结构；结构计算；结构配筋IIABSTRACTTHETOPICOFTHISGRADUATIONPROJECTISTHETEACHINGBUILDINGCANGZHOUAUNIVERSITYTEACHINGBUILDINGSCHEMEITSMAINUSEISTOSATISFYTHEWORKING，EXAMINGANDTEACHINGTHETOPMOSTSTORYOFTHISTEACHINGBUILDINGISSIX，WHICHDOESNOTHAVETHEBASEMENTBUILDINGSTOREHEIGHTIS42METERSSOMESTRUCTUREFORMSADOPTTHEFRAMESTRUCTUREINTHEDESIGNINGBESIDES，THEROOFADOPTSHARDANDSOFTMATERIALSASWATERPROOFWHATSMORE，ONERETRACTILITYOFSUBSIDEISENACTMENTINNINEANDTENAXOSTYLETHEELECTRICITYEVALUATIONCANBEREGARDEDASADOPTINGTHERIPSOFTWAREPKPMENGINEERINGDESIGNSOFTWAREPARTLYHANDCALCULATIONOFTHEFRAMESTRUCTUREUTILIZESBENDINGTWOLAWOFASSIGNINGANDTHECALCULATIONOFWINDLOADSADOPTSTHEIMPROVEDDVALUEMAKINGUSEOFTHESECALCULATIONSNOTONLYIMPROVETHERATEOFEVALUATING，BUTALSOSAVEMUCHTIMEWHILECALCULATING，THEOFFICESOFTWAREEXCELLELECTRONICHASOFFEREDPOWERFULACCURACYINTHEWHOLECOMPUTATIONALPROCESSANDITASSURESTHEQUALITYOFTHECALCULATINGINWORDS，THISCONSTRUCTIONORGANIZATIONPLANSANDASSIGNMENTAREDETAILTHETOTALPROJECTISTHATTHEUNDERGROUNDISATFIRSTANDTHENONTHEGROUNDTHERIGUPISAFTERTHEBUILDINGCONSTRUCTIONTHEORNAMENTISAFTERTHESTRUCTUREBUILDINGBODYISAFTERTHEFRAMESTRUCTURETHEMINDOFTHISPROJECTISCLEAR，WHICHISCONVIENTFORCONSTRUCTIONPEOPLETOUNDERSTANDANDASSURESTHECONSTRUCTIONPROCEEDINGKEYWORDSTHETEACHINGBUILDING；FRAMESTRUCTURE；STRUCTURECALCULATE；THESTRUCTUREMATCHESTHEMUSCLEPICTUREIII目录摘要IABSTRACTII目录III1绪论12建筑设计221功能布置2211平面设计2212立面设计2213剖面设计222技术设计2221防火设计2222防水设计323设计资料3231建筑规模3232耐久等级及耐火等级3233结构形式3234抗震等级、设防类别及设防烈度33结构设计431设计资料432结构计算4321结构布置方案及结构选型4IV322框架计算简图及梁柱刚度计算6323荷载标准值计算7324竖向荷载作用下框架受荷计算10325竖向荷载作用下框架的内力计算1433风荷载计算22331风荷载作用下框架的内力计算2434水平地震作用下的框架计算27341框架的抗震等级27342场地和特征周期值27343重力荷载代表值的计算27344水平地震作用力的计算（基底剪力法）29345水平地震作用下框架的侧移验算30346水平地震作用下框架内力计算（D值法）3035内力组合324截面设计与配筋计算3741柱截面设计与配筋计算3742梁截面设计与配筋计算3943地基基础设计41431B柱基础设计41432C，D柱的联合基础设计4344楼梯设计43结论48致谢49V参考文献5011绪论高等学校建筑工程专业的毕业设计是该专业本科培养计划中最后一个主要教学环节，也是一个重要的实践性的教学环节。其目的是通过毕业设计这一时间较长的专门环节，培养建筑工程专业本科生综合应用所学基础课、技术基础课及专业课知识和相应技能，解决具体的建筑工程设计问题所需的综合能力和创新能力；使学生对房屋建筑工程土建设计内容和过程有一个较为全面的了解；使学生熟悉有关设计、施工规范和手册，进一步提高工程制图，理论分析，计算机应用的能力；培养学生综合应用所学理论知识解决一般房屋建筑工程的建筑设计、结构设计以及施工组织设计方面的能力，使他们受到工程师所必须的基本训练，达到建筑工程专业人才培养的要求。结构、施工方面的设计图以及建筑详图应达到施工深度要求。要求布图合理、图线清晰、尺寸齐全、注文工整，能正确表达设计意图，符合有关设计的规范规定。所以，为了将四年来所学的各种专业知识作一次全面的系统的复习，达到融会贯通、综合运用的目的。为达到以上要求，本人的自拟设计课题是沧州某大学教学楼设计，本设计共有结构图、中英文摘要、建筑设计说明书、结构方案说明书、结构设计计算书等部分组成。本设计严格按照最新规范进行设计，施工遵照规范进行。通过这些内容有针对性的训练可以把大学里面的各种专业知识进行一次系统详细的复习，同时为今后的工作岗位奠定坚实的理论基础和必要的实践经验，是一次难得的培训。在设计和编写本设计的过程中，本组设计指导老师及其他同学都给予了无私的帮助，并提出了许多宝贵的意见。在此我表示衷心的感谢22建筑设计21功能布置211平面设计在建筑施工图设计时，要根据规范及任务书要求来布置相关用房，使用面积，并要满足防火、抗震、采光、通风、防水、防潮、隔声、隔热等方面的要求。同时，在理科楼设计中，要作好功能分区，以便处理好办公区与教学区的关系。进行建筑平面设计时需要考虑房间的面积和形状尺寸等，同时需要考虑门窗的大小和位置，应考虑出入方便，疏散安全等。由于矩形平面便于统一开间、进深，有利于平面及空间的组合，所以本工程采用矩形房间。212立面设计立面设计主要是对建筑体型的各个方面进行深入刻画和处理，使整个建筑形象更加完善。建筑立面设计的步骤通常是根据初步确定的房间内部空间组合的平、剖关系，面会出建筑立面的基本轮廓，在此基础上推敲立面各部分总的比例关系。根据各功能区的使用功能的不同，层高也就不同，这样，在满足建筑采光要求的同事也可以使建筑立面显得美观。213剖面设计建筑剖面设计的任务使确定建筑物各部分高度，建筑层数，建筑空间的组合与利用以及建筑剖面中的结构、构造关系等，由于剖切线通过楼梯，所以可通过剖面图清晰的看到楼梯的构造及设计。由于沿着剖切线实现方向投影过去，可以观察到教学区与阶梯教室的高差，一次，在剖面图设计中，充分展现了作者处理高差的构造及设计。设计的主要内容有确定房间的剖面形状、尺寸以及比例关系；确定房屋的层数和各部分的标高解决屋面排水、隔热、采光、通风上的要求等，通过剖面设计，将竖向空间能够处理的更加完善、得体。322技术设计221防火设计本设计的防火等级为级，安全疏散距离满足房门至外部门或封闭楼梯间的最大距离小于40M，大房间设前后两个门，小房间设一个门，满足防火要求；室内消火栓设在走廊两侧，每层两侧及中间各设一个消火栓，最大间距25M，满足间距50M的要求。222防水设计屋面防水等级为级，采用两道防水设防，屋面做法详见建筑总说明，屋面排水采用女儿墙外排水，具体做法见建筑做法总说明。23设计资料231建筑规模沧州某大学教学楼设计方案一，六层，总用地面积178056平方米，总建筑面积1009296平方米。232耐久等级及耐火等级耐久等级二级耐火等级一级233结构形式本工程采用钢筋混凝土框架结构。234抗震等级、设防类别及设防烈度抗震等级三级设防类别丙类设防烈度七度（010G）43结构设计31设计资料1设计标高教学楼楼室内设计标高0000M，室外地坪0600M。2墙身做法墙身为普通机制砖填充墙，M75水泥砂浆砌筑。内粉刷为混合砂底，纸筋灰面，厚20MM，“803”内墙涂料两度。外粉刷为13水泥砂浆底，厚20MM，面砖贴面。3楼面做法（从上向下）10MM厚水磨石地面；20MM厚水泥砂浆；120MM厚现浇楼板；20MM厚天棚抹灰。4屋面做法（从上向下）30MM厚细石混凝土保护层；三毡四油防水层；20MM厚水泥砂浆找平层；50MM厚苯板保温，110水泥珍珠岩找坡（2）；20MM厚水泥砂浆找平层；120MM厚现浇楼板；20MM厚天棚抹灰。5气象资料常年主导东南风风向，基本风压005KN/M2，基本雪压004KN/M2，年最高气温39。最低温度2。6地基情况上部为5厚红粘土，往下为砾石层。7活荷载教室、阶梯教室、会议室等的活荷载20KN/M2，走廊、门厅、楼梯楼面活荷载25KN/M2，不上人屋面活荷载05KN/M2。32结构计算321结构布置方案及结构选型1结构承重方案选择根据建筑功能要求以及建筑施工的布置图，本工程确定采用框架承重方案，框架梁、柱布置参见结构平面图。2主要构件选型及尺寸初步估算主要构件选型5梁板柱结构形式现浇钢筋混凝土结构墙体采用粘土砖砌块墙体厚度外墙240MM，内墙240MM基础采用柱下独立基础梁柱截面尺寸估算横向框架梁取；,906271812MLHH6410HN取；,3263121BB250中间框架梁由于跨度较小，截面尺寸取为。MHB纵向框架梁取；,50361821MLHH4107HN取。,3263121BMB250次梁H1/121/187200400600MM取H04MB1/31/2500167250MM取B02M框架柱6中柱负载截面积（723）/262162地震区竖向荷载产生的轴力估计值103061562754KN256783214327541030751432取中柱截面尺寸为06062边柱的负载面积72/262162102161551620KN15104914316201030751432取边柱截面尺寸为，其余各层柱截面与底层相同。06062322框架计算简图及梁柱刚度计算1梁柱的计算高（跨）度梁的计算跨度应取柱截面形心的距离，在这里为了计算方便近似取轴线间距离。柱高计算底层柱高H42M060M05M530M,其中42M为底层层高，060M为室内外高差，05M为基础顶面至室外地面的高度中间层柱高H42M2框架计算简图框架在竖向荷载作用下，可忽略节点位移，按刚性方案设计。在水平荷载作用下，不能忽略节点位移，按弹性方案设计。相对线刚度计算7柱线惯性矩444018261MAIC底层柱线刚度NM7429110635/NHIEICC其他层柱线刚度NM74292048/1MIICC边跨梁的惯性矩4331091265BHI边跨梁线刚度NM749111570/0MNHEIBCB中间跨梁的惯性矩433206125MHIB边跨梁线刚度NM749221503/MNHIEIBCB得计算简图，如图（图31）所示。如图所示，设71053BINM1，则173075362BI，6291075361CI，28图321框架计算简图323荷载标准值计算1恒载标准值计算屋面恒载30厚细石混凝土保护层00320060KN/三毡四油防水层040KN/20厚水泥砂浆找平层00220040KN/50厚苯板保温050KN/110水泥珍珠岩找坡（2）1/2174M21/215KN/1305KN/一毡二油隔气层010KN/20厚水泥砂浆找平层00220040KN/120厚钢筋混凝土板0122530KN/920厚天棚抹灰00220040KN/屋面恒载合计7105KN/M2楼面恒载水磨石地面065KN/M2120厚钢筋混凝土板0122530KN/20厚天棚抹灰00220040KN/楼面恒载合计415KN/M2梁自重BH250MM600MM梁自重0603025325375KN/M抹灰层10厚的混合砂浆060300132032024KN/M合计399KN/MBH250MM500MM梁自重05030253253125KN/M抹灰层10厚的混合砂浆050300132032020KN/M合计3325KN/MBH250MM250MM梁自重0253025325156KN/M抹灰层10厚的混合砂浆025300132032010KN/M合计166KN/MBH200MM400MM10梁自重023043252KN/M抹灰层10厚的混合砂浆04300132032016KN/M合计21KN/M柱自重BH600MM600MM柱自重060306032590KN/M抹灰层10厚的混合砂浆06030013203404KN/M合计948KN/M外纵墙自重25层实墙（420050）302431815984KN/M贴瓷砖外墙面（420050）305185KN/M粉刷内墙面（420050）3002320148KN/M实墙线荷载实墙贴瓷砖外墙面粉刷内墙面19314KN/M铝合金窗部分转化为的梁间线荷载（18321324302420321324300205321324）32/687696KN/M铝合金窗转化为的梁间线荷载2305321324/6084KN/M外纵墙自重1931487696084113844KN/M底层实墙（530050）302431820736KN/M11贴瓷砖外墙面（530050）305240KN/M粉刷内墙面（530050）3002320192KN/M实墙线荷载实墙贴瓷砖外墙面粉刷内墙面25056KN/M铝合金窗部分转化为的梁间线荷载（18321324302420321324300205321324）32/687696KN/M铝合金窗转化为的梁间线荷载2305321324/6084KN/M外纵墙自重2505687696084171264KN/M内纵墙自重25层墙（420050）302431815984KN/M粉刷内墙面（420050）300232032296KN/M实墙线荷载实墙粉刷内墙面18944KN/M铝合金窗部分转化为的梁间线荷载（18312315302420312315300232）/61488KN/M合金窗转化为的梁间线荷载05315312/6015KN/M内纵墙自重18944148801517606KN/M底层实墙（530050）302431820736KN/M粉刷内墙面（530050）300232032384KN/M12实墙线荷载实墙粉刷内墙面24576KN/M铝合金窗转化为的梁间线荷载（18312315302420312315300232）/61488KN/M合金窗转化为的梁间线荷载05315312/6015KN/M内纵墙自重24576148801523238KN/M内横墙自重25层横墙0234203181512KN/M粉刷内墙面（420060）300232032288KN/M合计18KN/M底层横墙0235303181908KN/M粉刷内墙面（530060）300232032376KN/M合计2284KN/M2活荷载标准值计算屋面和楼面活荷载标准值不上人屋面05KN/M2楼面教室、实验室、会议室、厕所20KN/M2走廊、门厅、楼梯25KN/M2雪荷载13SK1030404KN/M2屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，两者中取大值。324竖向荷载作用下框架受荷计算1BC、DE轴间框架梁屋面板传荷载板传至梁上的三角形或梯形荷载,如图32所示，为计算简便，等效为矩形分布荷载。14图322双向板传力示意图恒载7105315312315/720215/7203321966KN/M活载05315312315/72215/720332138KN/M楼面板传荷载恒载415315312315/720215/7203321148KN/M活载20315312315/720215/720332553KN/M梁自重399KN/MBC轴间框架梁均布荷载为屋面梁恒载梁自重板传荷载39919662365KN/M活载板传荷载138KN/M楼面梁恒载梁自重板传荷载墙荷载3991148183347KN/M活载板传荷载535KN/M2CD轴间框架梁屋面板传荷载恒载710531535/8321332KN/M活载0531535/832094KN/M楼面板传荷载恒载41531535/832778KN/M活载2531535/832469KN/M梁自重166KN/MCD轴间框架梁均布荷载为15屋面梁恒载梁自重板传荷载16613321498KN/M活载板传荷载094KN/M楼面梁恒载梁自重板传荷载166778944KN/M活载板传荷载469KN/M3B、E轴柱纵向集中荷载的计算顶层柱女儿墙自重（做法墙高500MM，100MM厚混凝土压顶）024305318024301325（0632024）305518404806348KN/M顶层柱恒载女儿墙自重梁自重板传荷载3483633253（606）399（72096）5/815671057105151202082020837220884285399656707848174486KN顶层柱活载板传荷载20185/8620151202082020837213519923343KN第二六层柱恒载墙自重梁自重板传荷载16113844360533253（606）399（72096）5/841515641512020820208318726261424285233437519418075KN二六层柱活载板传荷载20155/86201202082020831572112520863211KN4C、D轴柱纵向集中荷载的计算顶层柱顶层柱恒载梁自重板传荷载3325（606）7105155/86710515102082020837271051510252202536179553996567078569518565KN顶层柱活载板传荷载20155/862015102082202083722015102522025361125199218284945KN第二六层柱恒载17墙自重梁自重板传荷载17606（606）3325（606）399（72096）415155/86415151020822020837241515102522025369507244285262334746123588KN二五层柱活载板传荷载20155/862012020820208315722515102522025361125199320035122KN18图323竖向荷载受力总图325竖向荷载作用下框架的内力计算1恒、活荷载作用下框架的内力分析恒荷载作用下框架的固端弯矩计算（见表31）活荷载作用下框架的固端弯矩计算（见表32）节点分配系数计算顶层分配系数计算过程如下（其他层计算方法相同，见表33）节点B，30562415C67052414B5节点C，175B19，0517340562145DC6452用弯矩二次分配法计算框架内力根据梁、柱相对线刚度，算出各节点的弯矩分配系数IJ，见表33所示。用弯矩分配法计算框架内力，传递系数为1/2，各节点分配二次即可。其计算步骤和结果参见下图表。梁的跨内最大弯矩的求法根据公式和利用数学三角关系求得，结果如下弯矩图，恒载作用281QLM下的内力图如图324326，活载作用下的内力图如图327329。3恒、活载作用下框架的剪力及轴力计算梁端剪力MQV式子中梁上均布荷载引起的剪力，QVQL21梁端弯矩引起的剪力，MLMVM右左柱轴力PVN式子中梁端剪力；节点集中力及柱自重。P恒、活载作用下框架的剪力及轴力其计算结果分别见表34和35。20表31恒荷载作用下框架的固端弯矩计算表边跨框架梁中间跨框架梁顶层227/6531MKNQLKNM702203/98141MKNQLKNM底层及标准层227/431KNQLKNM5942203/491KNQLKNM087表32活荷载作用下框架的固端弯矩计算表边跨框架梁中间跨框架梁顶层227/381MKNQLKNM9652203/941MKNQLKNM705底层及标准层227/351KQLKNM2203/6941KQLKNM5表33节点分配系数计算表节点A各杆端分配系数节点B各杆端分配系数21顶B6C6033C6B6031层B6B5067C6D6005C6C5064标B5C5020C5B5019准B5B4040C5C4039层B5B6040C5C6039C5D5003B1C1021C1B1020底B1B2044C1D1004层B1B0035C1C0034C1C2042表34恒荷载弯矩分配计算（KNM）22上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱067033031064005005064031033067偏心矩偏心矩偏心矩偏心矩1021710217112411241021710217684533722819582045545558202819337268452892140916862681227227268116861409289299348923849203803849223848999387448744932280091313131380099322874487440404020190390390030030390390190204041445914459708708144591445957845784289226135363536341341353635363261328925784578434232892130614462910268120620629102681144613063423289220032003100274815361536118118153615367481002200320037203667213875140416736650879679667366508140411387572036672040402019039039003003039039019020404144591445970870814459144595784578428922613536353634134135363536326132892578457842892289213061446268126812062062681268114461306289228921791179189570514471447111111144714477058951791179168846884137691399765976597803803659765971399713769688468840404020190390390030030390390190204041445914459708708144591445957845784289226135363536341341353635363261328925784578428922892130614462681268120620626812681144613062892289217911791895705144714471111111447144770589517911791688468841376913997659765978038036597659713997137696884688404040201903903900300303903901902040414459144597087081445914459578457842892261353635363413413536353632613289257845784289228921306144626812888206206288826811446130628922892179117918957441528152811811815281528744895179117916884688413769140366517672379779767236517140361376968846884044035021020420340040040340420202103504414459144597087081445914459636250613036275057754675550550467557752750303650616362289200013751518268100027527500026811518137500028926675313191783733020360363023731783195316678586453013116134058084437394794743738084134051311645308586恒载28262326232823表35活载弯矩分配计算（KNM）上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱067033031064005005064031033067偏心矩偏心矩偏心矩偏心矩596596071071596596399197163336026026336163197399462081098382013013382098081462255126084173014014173084126255606606615545071071545615606606040402019039039003003039039019020404231123113523522311231192492446237276476405905976476437246292492420046218623116838202902916838223118620046219019009505511311300900911311305509519019093411962130222581910333733738191033222521309341196040402019039039003003039039019020404231123113523522311231192492446237276476405905976476437246292492446246218623138238202902938238223118646246229529514809619619601501519619609614829529510911091218322669509503663669509502266218310911091040402019039039003003039039019020404231123113523522311231192492446237276476405905976476437246292492446246218623138238202902938238223118646246229529514809619619601501519619609614829529510911091218322669509503663669509502266218310911091040402019039039003003039039019020404231123113523522311231192492446237276476405905976476437246292492446246218623138241102902941138223118646246229529514810120820801601620820810114829529510911091218322719389683653659689382271218310911091044035021020420340040040340420202103504423112311352352231123111017809485392823666078078666823392485809101746200019624338200003903900038224319646200011709305602004203400400403404202005609311713627162078218211636323873876321163218220781178900恒载4435378378443524图324调幅后恒载弯矩图（单位KNM）25图325恒载剪力图（单位KN）图326恒载轴力图（单位KN）26图327调幅后活载弯矩图（单位KNM）27图328活载剪力图（单位KN）28图329活载轴力图（单位KN）33风荷载计算1作用在屋面梁和楼面梁节点处的集中风荷载标准值2/0ZBHWWJIS式中基本风压004KN/M2；Z风压高度变化系数，因建设地点位于郊区，所以地面粗糙度为B类；S风荷载体型系数，根据建筑物的体型查得S08；Z风振系数，该建筑物高度小于30M，所以取Z10；HI下层柱高；HJ上层柱高，对顶层为女儿墙高度的两倍；B迎风面的宽度，B6M。计算过程见表34。表36集中风荷载标准值29离地面高度Z/MZZSC/KN/M2HI/MHJ/MW/KN25813491130542121422161277113054242209217411931130542421954132109113054242178591113054242163848111305484218532风荷载作用下的位移验算侧移刚度D见表37。K、的计算方法对柱脚固定的框架底层柱，KIKC250,21对框架的其他层柱对于中柱边柱,4321CI,24CIKK250D的计算方法21ICH表37侧移刚度D值及剪力分配系数表层位层高M柱号KCICHDKN/M（KNM）D/30B04902020564210259970257C05702220564211640990266D05702220564211640990266二六层42E049020205642102599743801930257B06104320565311123000244C07204520565311707820256D07204520565311707820256一层53E061043205653111230045661650244风荷载作用下框架侧移计算水平荷载作用下框架的层间侧移可按下式计算IJUJDV式中第J层的总剪力；V第J层所有柱的抗侧移刚度之和；IJ第J层的层间侧移。UJ第一层的层间侧移值求出后，就可以计算各楼板标高处的侧移值的顶点侧移值，各层楼板标高处的侧移值是该层以下各层层间侧移之和。顶点侧移是所有各层层间侧移之和。J层侧移顶点侧移JJU1NJUJ1框架在风荷载作用下侧移的计算见表36。31表38风荷载作用框架侧移计算层次层高WJKNVJKN642142142438019300003241871/1292654220923512438019300008017911/52504421954546643801930001247891/318134217857251438019300016554071/247024216388889438019300020293631/1981153185310742456616500023525211/1680侧移验算层间侧移最大值1/16801/550（满足）331风荷载作用下框架的内力计算1框架在风荷载（从左向右吹）下的内力用D值法进行计算。其步骤为求各柱反弯点处的剪力值；求各柱反弯点高度（查表，并采用插入法求得）；求各柱的杆端弯矩及梁端弯矩；求各柱的轴力和梁剪力。第I层第M柱所分配的剪力为,，WI见表26。IMIVDNJ框架柱反弯点位置，,计算结果如表29所示。3210YY/MKNDUJ/MHUJ322框架各柱的杆端弯矩、梁端弯矩按下式计算，计算过程如331所示。图331框架节点弯矩分配柱顶端弯矩1YVHM上柱底端弯矩下中梁弯矩JCJCBJBMI上下右左左左1JCJCBJBIM上下右左右右1边梁弯矩JJ上下1表39各柱反弯点位置、剪力（KN）、柱端弯矩KNM层号柱号IDNIPVIY0321Y底M顶6B、E02741168142389024500245400123433C、D03144002500254621387B、E02749623034500345139426475C、D0311168351210887035003516002972B、E027414977039500395248538064C、D03111685466169450400428474270B、E0274198680450045375545903C、D0311168725122478045004542485192B、E02742435605005511551152C、D031011688889275560500557875787B、E0297319040700793804020/1C、D03121217107433515069006997134364343风载作用下内力图图332风载作用下弯矩图（KNM）35图333风载作用下剪力图（KNM）图334风载作用下轴力图（KN）34水平地震作用下的框架计算341框架的抗震等级由设计要求，抗震设防烈度为7度，房屋高度未超过30M，丙类建筑，由此可知该框架抗震等级为三级342场地和特征周期值根据工程地质报告和土的类型划分，该场地的等效剪切波速在140250M/S之间，覆盖层厚度未超过50M，可判定为类场地，由地震分组为一组，可查的特征周期值TG035S343重力荷载代表值的计算361顶层恒荷载女儿墙自重348624176KN屋面7105617474176KN梁3325（64）39972216632172420272KN柱94821047963KN活荷载（不计屋面雪荷载）2061742088KN则顶层的重力荷载代表值为（恒荷载05活荷载）4176741762027279630520272123851KN2二四层恒荷载楼面415617443326KN梁3325（64）39972216632172420272KN柱94842415926KN外墙11382（605）12518KN活荷载2061742088KN则二四层的重力荷载代表值为（恒荷载05活荷载）43326202721592612518052088102482KN3底层37恒荷载楼面415617443326KN梁3325（64）39972216632172420272KN柱948（53/2210）418012KN外墙17132620556KN活荷载楼面活荷载2061742088KN则底层的重力荷载代表值为（恒荷载05活荷载）43326202721801220556052088112606KN344水平地震作用力的计算（基底剪力法）1结构基本横向自振周期的计算T117T1707SQRT（01795）05S2计算水平地震影响系数1由II类场地、设计地震分组第一组，可查得地震特征周期值TG035S；由设防烈度为7度，多遇地震，查得MAX008。由于TGT1048S，所以可以不考虑顶部附加水平地震38作用。5计算各层质点得水平地震作用标准值112606531024829510248213710248217941JJGH1024822211238512639847280KNM由FIGIHIF
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