合肥工业大学土木工程毕业设计--宿舍楼结构计算书

I 目录 第一章第一章 建筑设计建筑设计 .1 1.1 总述总述 .1 1.2 构造设计构造设计 .6 1.3 防火消防疏散设防火消防疏散设 .8 1.4 屋面排水设计屋面排水设计 .8 1.5 抗震设计抗震设计 .9 第二章第二章 结构设计计算结构设计计算 .10 2.1.结构设计资料结构设计资料 .10 2.2.结构的选型与布置结构的选型与布置 .10 2.3 框架计算简图及梁柱线刚度框架计算简图及梁柱线刚度 .11 2.4 荷载计算荷载计算 .14 2.5 内力计算内力计算 .26 2.6 内力组合内力组合 .44 2.7 基础设计基础设计 .54 2.8 配筋计算配筋计算 .55 2.9 楼梯设计楼梯设计 .60 2.10 楼板设计楼板设计 .64 2.11 基础设计基础设计 .66 致致 谢谢 .70 参考文献参考文献 .71 I 合肥工业大学学生宿舍楼设计 摘要：本工程为合肥工业大学学生宿舍楼设计，位于合肥市包河区，占地面积约 990.31 m2，总 建筑面积为 4278.26 m2，共四层，每层层高 3.4m。该工程位于 7抗震设防区，考虑抗震要求采 用混凝土框架结构承重体系。根据毕业设计要求，本设计包括建筑设计和结构设计两部分。在 建筑设计部分主要进行了总体方案设计、平立剖面设计及屋面、楼梯、墙体构造设计，并充分 考虑不同建筑空间的组合，满足了建筑使用功能的要求；结构设计部分选择了一榀典型框架计 算内力并内力组合，通过最不利内力组合计算结构配筋、绘制各主要承重构件结构施工图。 关键词：病房大楼；框架结构；建筑设计；结构设计 Design of the Building of HeFei University of Technology Majoring in Civil Engineering HanHongwei Tutor Name RenRong Abstract: : According to the request of graduation design of civil engineering, the Building of HeFei University Of Technology is designed in this paper. The building which is 6 stories is located in BaoHe district, the total area of the building is4278.26 m2, and the frame structure is applied in this paper.The whole paper has two parts: architectural design and structural design. In the architectural design, the paper mainly includes the plane design, vertical design and sectional design. The function of each room is well considered to construct the design practically and reasonably. In the part of structural design one pin typical frame is selected to calculate the stresses caused by the direct and indirect actions. After the determination of the internal force, the combination of internal force is made by using the excel software, whose purpose is to find one or several sets of the most adverse internal force, which is the basis of protracting the reinforcing drawings of the components. Keywords: building; frame structure; architectural design; structural desig 1 第一章 建筑设计 1.1 总述 大学生宿舍楼，顾名思义，即满足大学生生活、学习、休息、交往的需要。根据 学校的发展规模和需要，适应新时代的办学要求，本人设计的是一栋宽敞明亮、通风 良好的现代化宿舍楼，内部设有四人间、六人间、和八人间， 。其中每层都设有阳台。 依据建筑功能要求，依据建筑结构方案优选1确定柱网的尺寸，然后，再逐 一定出各房间的开间和进深。 根据交通、防火与疏散的要求，确定楼梯间的位置和尺寸。 确定墙体所用的材料和厚度，以及门窗的型号与尺寸。 1.1.1 设计总说明 本工程为合肥工业大学学生宿舍楼，该工程总面积约为 4278.26 m2。根据设计任 务书以及建筑设计资料集2本地区基本风压为 w0=0.35kN/m2，基本雪压为 0.25 kN/m2。该宿舍楼位于抗震设防烈度为 7 度的区域，建筑结构安全等为二级，场地为 2 类场地，设防烈度类别为丙类。 （一） 图中标注除有特别注明外，标高以米计，尺寸以毫米计。 （二） 本图根据任务书要求按七度地震区抗震设防。 楼面（宿舍、储藏室、卫生间等）允许活荷载为 1.5kN/m2，楼面房屋正常使用年 限为 50 年。 （三） 相对湿度： 最热月平均湿度为 72%。 （四） 气象条件： 最热月平均温度 29.2 度，最冷月平均温度 4.3 度。 夏季极端最高温度 39.5 度,冬季极端最低温度-10 度。 （五） 主导风向： 全年为西北风，夏季为东南风。 （六） 雨雪条件： 年最大降水量 1400mm，月最大降水强度 192mm/d 1.1.2 宿舍楼的总平面设计 2 建筑物要受到建设地段的大小、形状、地形条件、朝向、主导风向、气候条件等 的制约，因此要使建筑物能够更好地融入周围环境中，要做好总平面设计。 总平面设计应遵循以下原则： 1、要根据学校的发展规模和需要，节约用地。 2、要因地制宜，合理用地。 3、要符合学校的规划要求。 4、要满足日照通风要求。 5、功能分区明确，各部分之间要有适当隔离，并进行绿化，以减少相互干扰，改 善环境卫生条件。 6、本工程为学生宿舍楼，建筑的空间处理必须与其功能相协调，需注重严谨的科 学性，以合理，恰当的建筑布局反映建筑的本质特征，以时代、空间、环境、艺术 为主线，体现现代学校建筑设计理念和发展水平。 7、结合“生态” ， “绿色” ， “环保”的概念，充分注重地方和地域的气候特点。注 重环保节能措施，并满足日常出入的使用要求。 1.1.3 设计依据与原则 1、设计依据 （1）人体尺度和人体活动所需的空间尺度 建筑物中设备的尺寸，踏步、窗台、栏杆的高度，门洞、走廊、楼梯的宽度和高 度，以至各类房间的高度和面积大小，都和人体尺度以及活动所需的空间尺度直接或 间接有关，因此人体尺度和人体活动所需的空间尺度，是确定建筑空间的基本依据之 一。 （2）衣柜、学习桌的尺寸和使用它们的必要空间。 （3）温度、湿度、日照、雨雪、风向、风速等气候条件。 日照和主导风向，通常是确定房屋朝向和间距的主要因素，风速是建筑设计考虑 结构布置和建筑体型的重要因素，雨雪量的多少对屋顶形式和构造也有一定影响。 （4）地形、地质条件和地震烈度 地基地形的平缓或起伏，基地的地质构成、土壤特性和地耐力的大小，对建筑物 的平面组合、结构布置和建筑体型都有明显的影响。 （5）建筑模数和模数制 为了建筑设计、构建生产以及施工等方面的尺寸协调，从而提高建筑工业化的水 平，降低造价并提高房屋设计和建造的质量和速度，建筑设计应采用国家规定的建筑 3 统一模数制。 2、设计原则 （1）满足建筑功能要求 满足建筑物的功能要求，为大学生的生活活动创造良好的环境，是建筑设计的首 要任务。合理设置门窗洞口的大小，合理安排卫生间的位置大小，采光和通风要好。 （2）采用合理的技术措施 正确选用建筑材料，根据建筑空间组合的特点，选择合理的结构、施工方案，使 房屋坚固耐久、建造方便、缩短工期。 （3）具有良好的经济效果 建造房屋是一个复杂的物质生产过程，需要大量的人力、物力和资金，在房屋的 设计和建造中，要因地制宜、就地取材，尽量做到节省劳动力，节约建筑材料和资金。 设计和建造房屋要有周密的计划和核算，重视经济领域的客观规律，讲究经济效果。 房屋设计的使用要求和技术措施，要和相应的造价、建筑标准统一起来。 （4）考虑建筑美观要求 建筑物是社会的物质和文化财富，它在满足使用要求的同时，还需要考虑人们对 建筑物在美观方面的要求，考虑建筑物所赋予人们在精神上的感受。建筑设计要努力 创造具有我国时代精神的建筑空间组合与建筑形象。历史上创造的具有时代印记和特 点的各种建筑形象，往往是一个国家、一个民族文化传统宝库中的重要组成部分。 （5）符合总体规划要求 单体建筑是总体规划中组成部分，单体建筑应符合总体规划提出的要求。建筑物 的设计还要充分考虑和周围环境的关系，例如原有建筑的状况，道路的走向，基地面 积大小以及绿化等方面和拟建建筑物的关系。新设计的单体建筑，应是所在基地形成 协调的室内外空间组合、良好的室外环境。 1.1.4 宿舍楼平面设计 根据建筑制图标准3平面上力求简单、规则、对称，既有利于自然采光和自 然通风，同时又有利于抗震建筑物防火性能。 整栋建筑为南北朝向，建筑物出入口的朝向为南面。本宿舍楼工程为现浇混凝土 框架结构，在框架结构的平面布置上，柱网是竖向承重构件的定位轴线在建筑平面上 所形成的网格，使框架结构的脉络，柱网布置既要满足建筑平面布置和使用功能的要 求，又要使结构受力合理，构件种类少，施工方便，柱网布置还应与建筑分隔墙布置 互相协调，一般常将柱子设在纵墙建筑墙交叉点上，以尽量减少柱网对建筑使用功能 4 的影响。本框架结构宿舍楼采用等跨式柱网布置。各个房间的开间和进深根据现行宿 舍建筑设计规范规定。建筑物的总长为 58.8 米，总宽度为 16.8 米，其长宽比约为 3.5，满足 7 度抗震设防区建筑物长宽比不允许超过 6.0 的要求。 1、使用部分的平面设计 一个房间使用面积基本包括：床位、公用桌椅所占的面积；宿舍楼中人员洗漱所 占活动面积；卫生间所占以及行走、交通所需的面积。宿舍楼中窗台高设计为 0.8m。 宿舍、管理室和卫生间门洞口宽度不应小于 0.70m，该设计中宿舍洞口为 1.00m，管理 室、和卫生间的门洞口宽度采用 0.90m，储藏室的门洞口宽度为 0.70m。 （1）管理室及储藏室设置 每层均设储藏室，一楼设置一个管理室，布局合理。 （2）洗刷间及卫生间设置 洗刷间及卫生间平面设计：为方便同学们的洗刷，将洗刷间及卫生间布置在建筑 的两侧，都邻近楼道。 根据建筑规范，每层均设洗刷间及卫生间，洗刷间的平面尺寸为 4.2m6.9m,卫生 间平面尺寸为 4.2m6.9m，洗刷间只有门洞无门，卫生间门朝里开。每个卫生间设有 八具大便器，每十人设一具大便器。卫生间布置在建筑朝向较差的一面，卫生间有不 向邻室对流的直接自然风和天然采光。 2、交通联系部分的平面设计 一幢建筑物除了有满足各种使用功能的房间以外，还需要有把各个使用房间及室 内外有机联系起来的交通联系部分，以保证使用便利和安全疏散。 在多层建筑中，楼梯是必不可少的一部分，是楼层人流疏散的必经之路，楼梯的 数量、位置及形式应满足使用方便和安全疏散的要求，注重建筑环境空间的艺术效果。 设计楼梯时，考虑结构楼梯平面形式的选用，主要依据其使用性质和重要程度来决定。 楼梯的平面布置、踏步尺寸、栏杆形式等由建筑设计确定。本建筑中采用板式楼梯， 其具有下表面平整，施工支模方便，外观比较轻巧的优点，是一种斜放的板，板端支 承在平台梁上。作用于梯段上的荷载直接传至平台梁。 本设计主入口选取现浇板板式双分平行楼梯，作为主要交通用的楼梯梯段净宽应 根据楼梯使用过程中人流股数确定，一般按每股人流宽度 0.55m0.15m 计算，并不应 少于四股人流。楼梯平台部位的净高不应小于 2m，楼梯梯段部位的净高不应小于 2.2m 楼梯梯段净高为自踏步前缘线量至直上方凸出物下缘间的铅垂高度。楼梯坡度的 选择要从攀登效率， 、节省空间、便于人流疏散等方面考虑4。因而本建筑楼梯宽度设 置为 2.7m 和 4.2m，休息平台的深度为 1.5m，楼梯踏步高度选用 150mm,踏面选用 5 270mm。 走廊作为水平的交通联系其主要功能是连接同一层内的各个房间、楼梯、洗刷间等， 以解决建筑物中水平联系和疏散的问题，是建筑物中最大使用的交通联系部分，按要求 宽度满足人流通畅和建筑防火的要求。双面布房的走道的最小净宽为 1.8m，通常单股人 流的通行宽度为 550600mm，考虑到柱截面尺寸和基础布置，适当放大取走道宽 2.4m，可让 2 人并行通过4。 3、建筑平面的组合设计 本宿舍楼采用走廊两侧布置房间的内廊式组合，这种组合方式平面紧凑，走廊所 占的面积较小，房间进深大，节约用地，使各个房间不被穿越，较好的满足各个房间 单独使用的要求。虽然一侧的房间朝向较差，采光通风条件也较差，但宿舍楼一般都 选用内廊式较为合适。 1.1.5 宿舍楼立面设计 建筑立面是表示房屋四周的外部形象。立面设计和建筑体型组合一样，也是在满 足房屋使用要求和技术经济条件的前提下，运用建筑造型和立面构图的一些规律，紧 密结合平面、剖面的内部空间组合下进行的。 本宿舍楼采用框架结构设计，由于墙体只起围护作用，立面上门窗设置具有很大 的灵活性，不仅开启方式灵活，而且具有面积较大的特点，大面积的窗户设计既满足 了现代人日常对光线的大量要求，又满足了经济要求，在适用、经济、美观三者关系 达到了和谐。在节奏感方面上，本工程采用了简洁的线条加上细部简洁的处理力求给 人以轻快明亮的节奏感，创造舒适的居住快感。立面造型活泼，简洁，符合人们的心 理特点，能反映时代特色，满足建筑和功能的需要，按照场地的走向设计合理的立面 造型。 一幢建筑物的体型和立面，最终是以它们的形状、材料质感和色彩等方面的综合 给人们留下一个完整深刻的外观印象。在立面轮廓的比例关系、门窗排列、构件组合 以及墙面划分基本确定的基础上，材料质感和色彩选择、配置是使建筑里面进一步取 得丰富和生动效果的又一重要方面。节奏韵律和虚实对比是使建筑物立面富有表现力 的重要设计手法。建筑立面上，相同构件或门窗做有规律的变化和重复，给人以视觉 上得到类似音乐诗歌中节奏韵律的感受效果。立面的节奏感，在门窗的排列组合、墙 面构件的划分中表现得比较突出。门窗的排列，在满足功能技术条件的前提下，应尽 可能调整得既整齐统一又富有节奏变化。 突出建筑物立面中的重点，既是建筑造型的设计手法，也是房屋使用功能的需要。 6 建筑物的主要出入口和楼梯间等部分，是人们经常经过和接触的地方，在使用上要求 这些部位的地位明显，易于找到，在建筑立面设计中，相应的也对出入口及楼梯间的 立面适当的进行了重点处理。设计时在宿舍楼南侧位置设置主要出入口，北侧设有三 个板式双跑楼梯。 1.1.6 宿舍楼剖面设计 建筑物的剖面图要反应出建筑物在垂直方向上个部分的组合关系。剖面设计的主 要任务是确定建筑物各部分应有的高度、建筑物的层数及建筑空间的组合关系。 在建筑物层高上，考虑到建筑空间比例要求及住宅进驻设计规范室内净高要求， 该宿舍楼的层高为宿舍建筑常用的 3.4m，室内外高差为 0.45m。根据总建筑面积等各 方面的要求，该建筑物为四层，总建筑高度为 14.05m，其高宽比为 0.836，满足 7 度抗 震设防烈度区建筑物高宽比不允许超过 4 的要求。另外从室内采光和通风的角度考虑, 窗台的高度取 0.8m.屋顶为平屋顶形式。 为了很好的反映楼层的结构，在设计剖面时，剖到尽可能多的楼梯和门窗等比较 重要的部位，使剖面能很好的反映内部结构的布置，楼地面的装修以及梁柱之间相互 关系等。洗刷间及卫生间的地面标高低于本层地面标高 20mm,防止室外雨水流入室内， 并防止强身受潮。房间的净高和层高满足人体活动及采光、通风的要求 ，同时考虑结 构高度及其布置方式的影响 ，建筑经济效果，室内空间比例等；室内外地面高差设为 0.45m ，其确定主要考虑以下几种要求：内外联系方便，防水、防潮要求地形及环境 条件建筑物性格特征等。 此设计方案满足“适用、经济、美观”的总体要求,建筑平面简洁、明快、体现时 代特征,结构方案合理,体系选择准备、技术先进、利于施工,装饰简洁适用、经济。 1.2 构造设计 1.2.1 细部构造做法 1、屋面： 找平层：15 厚水泥砂浆 防水层：（刚性）40 厚 C20 细石混凝土防水 防水层：（柔性）三毡四油铺小石子 找平层：15 厚水泥砂浆 找坡层：40 厚水泥石灰焦渣砂浆 3找平 7 保温层：80 厚矿渣水泥 结构层：120 厚现浇钢筋混凝土板 抹灰层：10 厚混合砂浆 2、标准层楼面： 找平层：15 厚水泥砂浆 结构层：120 厚现浇钢筋混凝土板 抹灰层：10 厚混合砂浆 3、地面做法 ： 10 厚 1：2 水泥砂浆抹面 15 厚 1：3 水泥砂浆打底 60 厚 C15 混凝土 素土夯实 4、散水做法： 混凝土散水： 10 厚 1：2.5 水泥砂浆抹面 60 厚 C10 混凝土 100 厚碎砖或道渣垫层 素土夯实 5、外墙做法： 刷（喷）涂料 3 厚细纸筋（麻刀）石灰膏抹面 6 厚 1：0.2：2 水泥石灰膏砂浆找平层 6 厚 1：1：6 水泥石灰膏砂浆刮平扫毛 6 厚 1：0.5：4 水泥石灰膏砂浆打底扫毛 刷一道加气混凝土界面处理剂 1.2.2 门窗构造及防水材料 1、外窗为镀膜中空玻璃绝热型铝合金窗。入口大厅处的门采用玻璃门，其余的采 用普通木门，这样既避免了建筑物的单调又可以使患者得到视觉上的休息。 2、防水材料：楼面防水均为聚氨酯防水涂料，屋面为三毡四油屋面防水卷材。 1.2.3 建筑消防设计 8 该宿舍楼为钢筋混凝土框架结构的四层建筑，耐火等级为二级，总建筑面积为 4278.26m2，每层建筑面积为 990.31m2。按建筑设计手册5 设计，每个自然层面积 均小于 2000m2，符合每层最大允许建筑面积。 1.3 防火消防疏散设 本建筑的耐火等级为二级，防火分区、安全疏散的设置等均应按现行的规范与要 求执。 1、防火分区： （1）宿舍楼建筑的防火分区结合建筑布局和功能分区进行划分。 （2）防火分区的面积除按建筑耐火等级和建筑物高度确定外，各层居室的每一防火分 区均设有 2 个独立的、通向地面或避难层的安全出口。 （3）防火分区内的各种居室及辅助使用空间等均采用耐火极限不低于 1 小时的非燃烧 体与其他部分隔开。 2、楼梯：两部疏散楼梯均为天然采光和自然通风的楼梯。走廊设疏散指示图标并配有 灭火器。 消防用水由给水管网和消防水池供给。室内消防给水采用高压或临时高压给水系统。 当室内消防用水量达到最大时，其水压应满足室内最不利点灭火设施的要求。 室外低 压给水管道的水压，当生活、生产和消防用水量达到最大时，不应小于 0.10MPa(从室 外地面算起)。 1.4 屋面排水设计 本建筑排水系统根据室外排水系统的制度和有利于废水回收利用的原则，选择医 用污水与废水的合流或分流。 屋面排水通畅，首先是选择合适的屋面排水坡度。从排水角度考虑，要求排水坡 度越大越好；但从结构上、经济上以及上人活动等的角度考虑，又要求坡度越小越好。 一般常视屋面材料的表面粗糙程度和功能需要而定，上人屋面多采用 2%。设有女儿墙 的平屋顶，可在女儿墙里面设檐沟或近外檐处垫坡排水，雨水口可穿过女儿墙，在外 墙外面设水落管，也可设在外墙的里面管道井内的水落管排除。屋顶设计要满足功能， 结构、 建筑艺术三方面要求，屋顶先建筑的围护结构，应抵御自然界各种环境因素对 建筑物的不利影响。屋顶承受风、雨、雪等荷重及其自身重量，因此，屋顶也是房屋 9 的承重构件，应有足够的强度和刚度，以保证房屋的结构安全，并防止因过大的结构 变形引起的防水层开裂，且为了使雨水能很好的有组织、通畅的排走，本设计房屋排 水的坡度设计 2%,采用女儿墙内檐沟排水，雨水口穿过女儿墙，在外墙外面设置雨水 管。女儿墙的高度为 1000mm，底层布置散水。屋面采用高分子卷材防水屋面，其构 建简单，施工方便，造价较低。 1.5 抗震设计 抗震设防烈度为 6 度及 6 度以上地区的建筑，必须进行抗震设计6。青岛黄岛地区 抗震设防烈度为 7 度，必须进行抗震设防。 建筑根据其使用功能的重要性分为甲类、乙类、丙类、丁四个抗震设防类别。甲 类建筑应属于重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑；乙类建筑应属于 地震时使用功能不能中断或需要尽快恢复的建筑；丙类建筑应属于除甲、乙、丁类以 外的一般建筑，丁类建筑应属于抗震次要建筑。本工程的抗震设防类别为乙类。乙类 建筑，地震作用和抗震措施均应符合本地区抗震设防的要求。本设计属于框架结构，7 度设防，高度小于 30m，所以抗震等级为三级，需进行抗震计算。 此外，在构造上也采取了相应的抗震构造措施。结构抗震构造措施的主要目的在 于加强结构的整体性，保证抗震目的的实现。因此在结构设计时应使梁和柱的中线重 合，以使传力直接，减小由于偏心带来的不利影响，框架柱的截面宽度和高度均取 600mm。应避免形成短柱。结构的平面布置应使结构平面的质量中心和刚度中心相重 合或尽可能靠近，以减小结构的扭转反应。且平面布置应使得平面作为一个截面有尽 可能大的扭转刚度，以抵抗事实上难以避免的扭矩。结构的平面布置宜简单对称规则， 在框架结构中框架应双向布置，梁中线与柱中线的偏心距不宜大于柱宽的 1/4。结构沿 竖向布置应尽可能均匀且少变化，使结构刚度沿竖向均匀，不应有错层或局部加层。 同一楼层应在同一标高内。另外，梁的截面度不宜小于 200mm。截面的高宽比不宜大 于 4。净跨与界面高度之间不宜大于 4。采用扁梁时楼板应现浇，梁中线宜于柱中线重 合。当梁宽大于柱宽时，扁梁应双向布置。 在外部造型的设计上，为了抵抗地震力， 采用横向框架承重的钢筋混凝土框架体系，这样可以允许有宽大的窗子尺寸，创造开 敞空间，为病人提供高品质的景观。整个建筑主体造型为一个规则的矩形，有意识地 缩减了建筑体量，从而使建筑物的和刚度中心达到重合。 总之，本建筑方案的主要特点是，突出“以人为本” ，努力创造功能合理，经济适 用，安全舒适，环境优美，满足医患需求的病房大楼，方案可实施性较强。 10 第二章 结构设计计算 2.1.结构设计资料 2.1.1.设计概况 （一）建设项目名称：山东科技大学学生宿舍楼。 （二）建设地点：青岛市黄岛区。 2.1.2.设计资料 （一）地质水文条件 根据工程地质勘察报告，该拟建场地地势平坦，自然地表 1 米内为填土，填土下层为 3 米厚砂质粘土，再下为砾石层，砾石粘土承载力标准值为 288kn/m2,砾石层允许承载 力标准值为 368kn/m2。常年地下水位低于10 米，水质对混凝土无腐蚀作用。 （二）气象资料： 全年为西北风，夏季为东南风，基本风压为 w0=350n/m2，基本雪压 0.25kN/m2，最热月 平均温度 29.2 度，最冷月平均温度 4.3 度，夏季极端最高温 39.5 度，冬季极端最低 温-10 度。最热月平均湿度 72%。年最大降水量 1400mm，月最大降水强度 192mm/d。 （三）抗震设防要求： 七度丙类设防。 （四）其他条件： 框架结构，建筑结构的安全等级为二级，结构设计正常使用年限为 50 年。屋面为 不上人屋面，荷载值为 1.0 kN/m2。 （五）设计标高： 室内设计标高0.000，室内外高差 450mm。 2.2.结构的选型与布置 2.2.1.结构选型 本设计有四层，为独立宿舍楼，采用框架结构。为便于管理和采光，采用大开间。 11 为了使结构的整体刚度好。楼面、屋面、楼梯、天沟等均采用现浇结构。基础为柱下 独立基础。 2.2.2.结构选型 多层框架结构应设计成双向梁柱抗侧力体系，框架梁、柱中心宜重合。当梁、柱 偏心距大于该方向柱宽的时，宜采取增设梁的水平加腋等措施。结合建筑的平面、41 立面和剖面布置措施，该病房大楼楼的结构平面布置如图 2-1 所示。 图 2-1 结构平面布置图 本建筑中，柱网尺寸为：6.9 4.2m，4.2m 2.4m,6.9 2.7m,6.91.5m。根据结构 布置，本建筑除个别板区格为单向板外，其余均为双向板。双向板厚 h l(l 为区151 格短边边长)。本建筑由于楼面活荷载不大，为减轻结构自重和节省材料，楼面板和屋 面板的厚度均为 120mm。 本建筑的材料选用如下： 混凝土：采用 C30; 钢筋：纵向受力钢筋采用热轧钢筋 HRB400，其余采用热轧钢筋 HPB235; 墙体：内外墙均采用粉煤灰轻渣空心砌块，重度=1.6kN/m2; 窗：塑刚门窗，=0.35 kN/m2。 门：门厅处为玻璃门,=26kN/m2,其余为木门，=0.2 kN/m2。 2.3 框架计算简图及梁柱线刚度 12 图 2-1 所示的框架结构体系纵向和横向均为框架结构，是一个空间结构体系，理 应按空间结构进行计算。但是，采用手算和借助简单的计算工具计算空间框架结构太 过复杂，高层建筑结构设计7允许在纵、横两个方向将其按平面框架计算。计算时 只作横向框架计算，纵向平面框架的计算方法与横向相同，故从略。 本建筑中，除储藏室、洗刷间、卫生间处，纵向框架的间距为 4.8 米和 5.1m，荷 载基本相同，可选用一榀框架进行计算与配筋，其余框架可参照此榀框架进行配筋。 现以 5 轴线的 KJ-2 为例进行计算。 2.3.1 梁、柱截面尺寸估算 梁截面高取梁计算跨度的 1/18.1/10，当梁所承受的负载面积较大或荷载较大时， 应取上限值，为了避免梁产生剪切脆性破坏，梁的净跨与截面高度之比不宜小于 4，梁 的截面宽度可取 1/31/2 梁的截面高度。 （1）框架梁截面尺寸 主梁：最大跨度l=6.9m h=()l,b =()h;15/11013121 取： h=1/11.5l=1/11.56900=500 mm b=h=250 mm21 满足 b=200mm，且 h/b=500/250=2=200mm，且 h/b=400/200=24，符合要求。 故次梁初选截面尺寸为：bh=200mm400mm （3）框架柱： 底层柱轴力估算： 假定结构每平方米总荷载设计值为 11kN7，则底层中柱的轴力设计值约为：N=11 6.9 4.84=1457kN 若采用 C30 混凝土浇捣，查表得=14.3MPa,假定柱截面尺寸 c f b h=500mm 500mm; 则柱的轴压比为:= =0.9,故确定取柱截bhfN c 41 . 0 500500 3 . 14/1457000 13 面尺寸为 500mm 500mm。 柱编号及尺寸如图 2-1 所示。为简化施工，各柱截面从底层到顶层不改变。 2.3.2 确定框架计算简图 框架的计算单元如图 2-1 所示，框架柱嵌固于基础顶面，框架梁与柱刚接。由于 各层柱的截面尺寸不变，故梁跨等于柱截面形心轴线之间的距离。底层柱高从基础顶 面算至二层楼面，室内外高差-0.450m，基础顶面至室外地平通常取 0.500mm，故基顶 标高至0.000 的距离定为 0.950m，二层楼面标高为 3.4m，故底层柱高为 4.35m。其余 各层柱高从楼面算至上一层楼面（即层高），故均为 3.4m。由此可绘出框架的计算简 图如图 2-2 所示。 图 2-2 计算简图 2.3.3 框架梁柱的线刚度计算 由于楼面板与框架梁的混凝土一起浇捣，对于中框架梁取I=2I08 AB，CD 跨梁： mkN107 . 4 9 . 6 6030 12 1 21003 4 3 7 . i BC 跨梁： mkN10 8 . 10 3 6030 12 1 21003 4 3 7 . i 14 上部各层柱： mkN1005.19 4 . 3 60 12 1 21003 4 4 7 . i 底层柱： mkN10 9 . 14 35 . 4 6 . 0 12 1 21003 4 4 7 . i 令上部各层柱的，则其余各杆件的相对线刚度为：0 . 1i AB、CD 跨梁：26. 01005.19107 . 4 44 i BC 跨梁：65 . 0 1005.1910 8 . 10 44 i 底层柱：80 . 0 1005.1910 9 . 14 44 i 框架梁柱的相对线刚度如图 2-2 所示，作为计算各节点杆端弯距分配系数的依据。 2.4 荷载计算 为了便于计算以后的内力组合，荷载计算宜按标准值计算7。 2.4.1 恒载标准值计算 1、屋面 找平层：15 厚水泥 2 0.015 200.30kN m 防水层：（刚性）40 厚 C20 细石混凝土防水 1.0 2 kN m 防水层：（柔性）三毡四油铺小石子 0.4 2 kN m 找平层：15 厚水泥砂浆 30 . 0 20015 . 0 2 kN m 找坡层：40 厚水泥石灰焦渣砂浆 3找平 56. 01404 . 0 2 kN m 保温层：80 厚矿渣水泥 16. 1 5 . 1408 . 0 2 kN m 结构层：120 厚现浇钢筋混凝土板 32512 . 0 2 kN m 抹灰层：10 厚混合砂浆 17 . 0 1701 . 0 2 kN m 15 合计 89. 6 2 kN m 2、各层走廊楼面 水磨石地面：10mm 面层 20mm 水泥砂浆打底 0.65 2 kN m 结构层：120mm 厚现浇钢筋混凝土板 32512 . 0 2 kN m 抹灰层：10 厚混合砂浆 17 . 0 1701 . 0 2 kN m 合计 3.82 2 kN m 3、 标准层楼面 大理石面层，水泥砂浆擦缝： 30 厚 1：3 干硬性水泥砂浆，面上撒 2 厚素水泥 水泥浆结合层一道 ： 1.16 2 kN m 结构层：120mm 厚钢筋混凝土屋面板结构层： 32512 . 0 2 kN m 抹灰层：10 厚混合砂浆： 17 . 0 1701 . 0 2 kN m 合计 4.33 2 kN m 4、梁自重 bh =300mm600mm 自重： 6 . 30.12-6 . 03 . 025 mkN 抹灰层：10 厚混合砂浆： 21 . 0 173 . 0212 . 0 6 . 001 . 0 mkN 合计 3.81 mkN bh =250mm500mm 自重： 38 . 2 12 . 0 5 . 025 . 0 25 mkN 抹灰层：10 厚混合砂浆： 17 . 0 1725 . 0 212. 05 . 001 . 0 16 mkN 合计 2.55 mkN 基础梁 bh =250mm400mm 自重： 5 . 24 . 025 . 0 25mkN 5、柱自重 自重： 9.06 . 06 . 025 mkN 抹灰层：10 厚混合砂浆 0.411740.60.01 mkN 合计 9.41mkN 6、外纵墙自重 标准层： 纵墙 ： 0.900.306.9=1.86 mkN 铝合金窗 ： 0.351.8=0.63 mkN 水刷石外墙面： (3.4-2.1)0.5=0.65 mkN 水泥粉刷内墙面 (3.4-2.1)0.36=0.468mkN 合计 3.608 mkN 底层 纵墙（基础梁高 400mm） (4.35-2.1-0.6-0.4)0.26.9=1.725mkN 铝合金窗： 0.351.8=0.63 mkN 水刷石内墙面： （3.4-2.1）0.36=0.468 水泥粉刷内墙面 mkN （3.4-2.1）0.30=0.39 mkN 合计 3.21mkN 7、内纵墙自重: 17 标准层: 纵墙： 0.2（3.4-0.6-2.1）6.9=0.966 mkN 木门： 0.2 2.10.42kN m 水泥粉刷内墙面 ： 0.2(3.4-2.1) =0.26 mkN 合计 1.646mkN 底层： 纵墙： 0.2(4.35-2.1-0.6-0.4)6.9=1.725 mkN