【S大学宿舍楼建筑结构设计15000字（论文）】

S大学宿舍楼建筑结构设计关键词：框架结构，结构设计，荷载组合目录毕业设计是我们在学校学习期间的最后一次作业，它是大学学习中的一个重要组成部分，可以全方位地展示和检验我们在学校所学知识的扎实程度，考验我们是否能将所学知识与现实情况相结合，为以后的工作打下基础。由于框架结构自身的优点，目前在我国已经被广泛运用在了建设宿舍楼、办公楼和教学楼。本工程是主体为3层的钢筋混凝土框架结构的宿舍楼，设计此栋楼采用对称走廊式的平面组合方式，平面结构布置对称，施工方便。在设计过程中，各种构件的尺寸选择及布置都充分考虑了建筑物的使用功能和结构的合理性，建筑设计符合国家现行的宿舍楼设计标准规范要求。在本设计中，主要包括对项目的建筑、结构设计。论文第一章主要对本工程的概况及设计资料进行了简单的介绍。第二章根据建筑功能、防火、抗震等要求及造价合理性、美观性对工程进行建筑设计，确定了合适的设计方案，并使用BIM软件进行建模。第三章对项目进行结构设计，选择了适合结构的承重方案，确定了梁、柱的截面尺寸及放置，确定了框架结构计算简图，最终根据计算结果及构件尺寸绘制结构布置图，体现出基本承重构件的位置。第四章主要研究横向框架在竖向荷载作用下的相关计算。第五章对框架进行了截面设计，对框架结构进行配筋，并绘制配筋图。最后一章主要阐述了工程的安全文明施工管理，提出了加强现场文明施工管理的措施，并结合实际需求，对施工现场的材料堆放、生活区、办公区等进行了规划，最后运用CAD绘制出施工现场的平面布置图。本设计从建筑到结构是一个较为完整的设计过程，设计的过程，不仅是对书本知识的巩固，在将理论与实践结合的过程中，还能学到许多课堂学不到的常识，促进了我对知识向能力的转化，提高了我独立设计的能力。作为一名造价专业的毕业生，在接受本科四年的专业知识培养后，能充分将所学知识与实际结合，深入了解项目建设的过程，对框架结构类型的建筑有更深入的了解，将知识运用到实际工作建设中，获取间接经验，为以后的工作打下坚实的基础。工程名称：S大学3号宿舍楼设计建设地址：S省太原市小店区南中环路北侧建设单位：太原市某建筑工程有限公司工程主体：3层的对称走廊式钢筋混凝土框架结构，主要通过BIM技术对构件及基础设施进行设计建筑功能：学生宿舍建筑面积：总面积：1179m2；每层面积：393m2宿舍尺寸：3.3m*5.5m建筑高度及层高：10.8m；3.6m建筑安全等级及耐火等级：均为二级屋面防水等级：三级抗震设防烈度：8度结构重要性系数：1.0设计使用年限：50年地质条件该工程位于S省太原市小店区南中环路北侧，场地平坦开阔，距离高铁站和机场较近，周围环境良好,水、电、暖等供应有保障,能够满足项目建设的基本需求。[1]S财大、太原体校新校区，都陆续选址在东山，逐渐形成大学城，此地未来发展逐渐繁华。学校周边新建了高速公路、景区通道等多条道路，这些道路大大改善了此地的出行条件，使此地的交通更加便捷，便于师生教职工出行游玩。学校周边的两个生态文明景区建设又使得该校区的学生及教职工们多了一些休闲娱乐的好去处，发展前景不容小觑。项目所在地太原市位于太原盆地的北部，被黄土广泛覆盖，经专业的勘测员、测量员勘察测量后，没有在此工程所在地发现影响项目施工的地质因素。地质类别为二类普通土，地基承载力特征值均不小于120kpa，地下水埋深为5.1m，且本场地地下水对混凝土框架结构无腐蚀性，对结构中的钢筋也没有腐蚀性。（2）气象资料①风荷载：基本风压为0.4kN/m2②雪荷载：雪荷载标准值为0.3kN/m2③气候：该工程位于太原盆地的北端，紧邻黄河，地处大陆内，距离海洋较远。地理坐标为东经111°30′~113°09′，北纬37°527′~38°25′。在全国气候划分中，属于暖温带大陆性季风气候。其降雨量比西北内陆地区多，并且又处于季风区，因此具有季风性，但由于太原远离海洋，又位于黄土高原，昼夜温差较大，寒暑变化剧烈，因此又兼具大陆性特征。该地区受西伯利亚冷空气和东南海洋湿热气团的影响，春季短暂且温度起伏较大，夏季炎热，秋季特点同夏季一样，冬季寒冷且降水量较小。（3）抗震设防烈度太原市属于全国最重要的地震活动区之一--S地震带，S在历史上发生过很多次较高级地震，但目前一直处于相对稳定状态的。据国家地震专家预测，S地震带在今后几年发生7级以上的地震可能性不大，未来几年发生大的破坏性的地震可能性较低。[2]该工程位于此地震带上，虽板块目前没有较大的活动，但在建设建筑时也应考虑抗震系数，防患于未然。该工程位于S省太原市小店区，查阅相关地震规范，得知本项目所在地区的抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度为0.20g，设计地震分组为第一组，场地类别为Ⅱ类。（4）材料等级①梁、柱（抗震强度）、楼梯等均用强度为C30的混凝土；梁、柱纵向钢筋均为HRB400级热轧钢筋，箍筋及楼梯的配筋均为HRB335级的热轧钢筋。②墙体厚度均为240mm，采用水泥空心砖。③宿舍楼大门采用玻璃门，玻璃门美观大方可以体现建筑的风格特点。各个宿舍门采用木门，木门重量轻，具有良好的绝缘性，加工修理方便，生产耗能低，对环境污染小。窗采用外飘窗，不占据室内空间，采光好，通风且造型美观。

2建筑设计2.1建筑平面设计建筑平面设计主要包括使用部分和交通部分两部分。[3]本设计所涉及的建筑物平面组合采用对称走廊式组合，满足宿舍楼设计的设计规范要求。建筑物总面积为1179m2，每层面积为393m2，单间房间面积为18.15m2，房间尺寸为5.5m*3.3m，4人间，床头间距和两床之间的宽度满足均使用要求；中间走廊宽度为2.1m；楼梯采用平行双跑楼梯，满足安全疏散的需求。在进行建筑平面设计时，一定要符合建筑的设计规范，要满足通风、采光、防火等方面的需求，还要兼顾建筑的造价合理性，使建筑设计最终取得良好效果。2.2建筑立面设计建筑的形象设计主要包括体型设计和立面设计两方面。建筑立面设计主要是处理建筑物每个立面的细节，从而得到完美的建筑形象。本宿舍楼设计，建筑层高均为3.6m，总高度为10.8m；外墙采用厚度为240mm的水泥空心砖；窗户采用外飘窗，不仅不占据室内空间，还通风采光；宿舍门采用木门，木门重量轻，对环境污染小且加工修理方便；宿舍楼的大门采用双面嵌板镶玻璃门，各个构件的尺寸和放置均符合规范要求。由于本设计采用了走廊对称式的结构，使得建筑立面十分规整，每个房间的尺寸相等，设计成果不仅满足了建筑的功能需求，也符合人类的审美需求。2.3建筑剖面设计建筑设计的基本组成部分还包括建筑的剖面设计，它体现了建筑物的各种构件在竖直方向上的空间组合关系，反映了建筑物的层数、层高、门窗的高度及楼梯踏步的高度等，与平面设计、立面设计相互制约、相互影响。[4]本设计所涉及的建筑物剖面图形为矩形，有利于家具设备的布置，便于竖向空间的组合。考虑到施工的方便，建筑层高均为3.6m，该建筑物一共三层，建筑总高度为10.8m，建筑物室内外高差为0.6m。在进行项目剖面设计时，门窗的尺寸、楼梯的踏步跨度和踏步宽度均符合《宿舍建筑设计规范》的要求。2.4垂直交通设计在设计建筑时，解决建筑物的竖向交通问题有两种措施，一种是设计楼梯，一种是设计电梯。本宿舍楼为三层，根据国家规范不使用电梯，采用双跑楼梯，楼梯材料使用强度等级为C30的混凝土。该宿舍楼的室内外地坪高差为0.6m，设计踏步式台阶作为进出通道，考虑到室外气候的影响，故室外台阶的材料选取要选用耐磨、抗冻的材料。楼梯作为安全疏散道路的一个重要板块，其设计都要满足相关要求。该栋宿舍楼的楼梯踏步跨度、宽度均符合设计规范的要求。2.5建筑防火设计在现今的建筑物建设时，还要考虑一个很重要的因素--防火。根据相关规范规定，在进行楼设计的时候，要结合楼的使用功能，确定项目的耐火等级，设计合适的楼道走廊宽度，安全通道的布置符合相关的国家要求，当发生火灾时，要将损失达到最小化。[5]本次设计的宿舍楼耐火等级为二级，采用对称式的钢筋混凝土框架结构。在本设计中，走道的宽度长度、楼梯宽度、房间门的宽度、采光等均严格按照国家建筑防火规范进行设计，走廊及楼梯间设有防火设备及防火标志，满足防火疏散的要求。3结构设计3.1结构设计概况结构体系选择在对建筑结构设计时，我们通常会考虑钢结构、砖混结构、剪力墙结构和框架结构这四种结构体系。钢结构重量轻，强度高，塑性韧性好，密闭性好且易制作，但钢结构的耐腐蚀性差，其表面没有保护措施，暴露在空气中，受天气影响，很容易被腐蚀，减少了建筑物的使用寿命，就算在其表面刷保护漆，也需要定期维护，由于其造价成本较高，故没有被广泛运用在住宅建筑中；砖混结构是\t"/item/%E7%A0%96%E6%B7%B7%E7%BB%93%E6%9E%84/_blank"混合结构的一种，采用砖墙承重，钢筋混凝土\t"/item/%E7%A0%96%E6%B7%B7%E7%BB%93%E6%9E%84/_blank"梁柱板等构件构成的混合结构体系，主材为钢筋混凝土，取材方便，在现今的施工中，比较适合建设低层建筑，施工方便且造价成本较低，但砖混结构的使用寿命较短，抗震等级较低；剪力墙结构是指纵横向的主要承重结构全部为结构墙的结构，它的主要功能是承担竖向承载，抵抗水平荷载，但剪力墙不能随便拆除，所以在住户改变室内布局时较为困难，同时剪力墙结构施工时难度系数较大且成本太高；[6]框架结构是由钢筋混凝土构件组成的，其它结构相比，具有自重轻、空间分隔灵敏、有利于抗震、节省原材料且施工工期短等优势特点，在改变建筑设施时，相对于其他三种结构体系较容易，同时，还有一个优点是当建筑需要较大的建筑结构时，更便于安排，而正由于这些特点，使其在工程建设中所占的比例也越来越大。综上所述，本设计采用钢筋混凝土框架结构。（2）承重方案选择框架结构是一个空间受力结构，沿建筑物的长方向称为纵向框架，沿建筑物的短方向称为横向框架。[7]根据楼层竖向荷载传递路径的不同，承重框架的布置方案分为横向框架承重、纵向框架承重和纵横混合承重三种方案。①横向框架承重方案：框架梁沿房屋横向布置，连接梁和楼板沿纵向布置，这种布置方案增加了房屋的水平刚度，提高抵抗水平作用的能力，所以在项目建设中得到了广泛的应用。其缺点为当房屋需要较大的空间时，净空间小。②纵向框架称重方案：纵向框架承重方案与横向截然相反。此种承重方案做设计出来的房间布局灵活，光线较好，且通风良好，在一定程度上能提高楼层层高，适用于高层建筑。该方案在需要设置集中通风系统的工厂中经常使用。但由于其抗侧刚度较差，因此在民用建筑中应用较少。③纵横向框架承重：这种承重方案基于前两种承重方案的结合，沿房屋的纵向和横向都布置承重框架。[8]采用这种布置方案，可使横竖两个方向都获得较大的刚度，还能使房间布局灵活，采光通风好，还能从另一方面提高楼层高度，同时也提高了建筑的抗震性能。根据宿舍楼所有综合考虑采用横向框架承重方案。（3）一榀框架计算简图取一剖面截面，该建筑层数为三层，每层层高均为3.6m，室内外高差为0.6m，h1=3600mm+600mm=4200mm。建筑横梁宽度分别为：5500mm、2100mm、5500mm。一榀框架计算简图如下图3.1所示：图3.1一榀框架计算简图根据在校所学知识，结合建筑物在正常情况下的极限值要求，以及避免梁发生剪切脆性破坏[9]的条件，对梁截面尺寸进行估算，其相关计算结果如下：（1）横向框架梁边跨度L=5500mm取h=600mm取b=300mm（2）纵向框架梁纵梁跨度L=3300mm取h=400mm取b=200mm根据建筑抗震规范柱截面尺寸估算的公式式(3.1)式(3.2)式中：F:为按照简支状态计算柱的负荷面积；g:为折算后在单位面积上的重力荷载代表值，近似取15kN/m2；n:为验算截面以上楼层层数；Ac:为柱子的截面面积；fc:混凝土轴心抗压设计值；N:框架柱轴向压力设计值。：为考虑地震作用组合后柱轴力压力增大系数S大学宿舍楼设计抗震等级为八级，查抗震规范可得轴压比限制值为[μ]=0.85；柱选用C30混凝土，所以fc=14.3N/mm。综合(式3.1)与(式3.2)得柱截面面积为：（1）边柱（2）中柱由边柱，中柱和综合考虑其他因素，取柱的截面为正方形。为了方便计算，应边中柱取一样尺寸。所以初选柱截面尺寸为：b×h=300mm×300mm。（1-3层）本宿舍楼设计为三层的对称式框架结构，为了方便计算荷载，选取首层的3号轴线的一榀框架为研究对象，其宽度为3.3m，如下图所示。图4.1竖向荷载作用下框架结构的计算单元本项目采用钢筋混凝土框架结构，横向承重主要为结构梁，竖向承重为结构柱，[10]梁和柱的主要材料都为钢筋混凝土。本项目为不上人屋面，屋面、楼面设计中的相关材料及选值见表4.1、表4.2。表4.1屋面永久荷载明细表材料材料重（kN/m3)厚度（mm）自重（kN/m2）C20细石混凝土保护层22300.66PVC防水卷材20200.40水泥砂浆找平层20200.40聚苯乙烯保温层11000.20混凝土结构层251002.50天花板抹灰17200.34自重小计：4.5表4.2楼面永久荷载明细表材料材料重（kN/m3）厚度（mm）自重（kN/m2）自重小计（kN/m2）水磨石地面/300.653.99混凝土楼板251203.00天花抹灰17200.34查结构设计规范，屋面及楼面可变荷载标准值如下：不上人屋面均布活荷载标准值0.50kN/m2楼面活荷载标准值2.0kN/m2走廊活荷载标准值2.5kN/m2屋面雪荷载标准值表4.3梁、柱重力荷载标准值构件b×h（m×m)γ（kN/m3）βg(kN/m)边横梁q10.3×0.6251.054.73中横梁q1’0.3×0.6251.054.73纵梁0.2×0.4251.052.10柱子0.3×0.3251.052.36表中b×h的数据来自第三章的截面尺寸估算所得到的结果；γ为钢筋混凝土梁的容重，查规范得梁的容重为25kN/m3；β为考虑梁柱的抹灰层引入的增大系数，查规范得增大系数为1.05；g表示单位长度构件的荷载数值，其计算方式为构件的尺寸乘构件的容重乘梁抹灰层引入的增大系数，即。[11]外墙墙体、内墙墙体、女儿墙墙体都为240mm厚水泥空心砖（9.6kN/m3），内外墙面均为20mm厚抹灰（17kN/m3），三墙的相关计算结果如下：外墙：9.6×0.24+17×0.02×2=2.98kN/m2内墙：9.6×0.24+17×0.02×2=2.98kN/m2女儿墙：9.6×0.24+17×0.02×2=2.98kN/m2查阅相关建筑规范，木门、铝合金窗单位面积重力荷载分别为0.2kN/m2、0.4kN/m2。4.2.1恒荷载计算以3号轴线为研究对象，由于板的长短边之比小于2.0，所以在计算时按照近似双向板进行计算，从四角出45°平分线[12]，区格板被分为四个小块，每块荷载传给与之相邻的梁，荷载主要分为三角形荷载和梯形荷载，两者均为均布荷载。3号轴线上的梁的受力示意图如图4.2所示。DDCBA550055002100M1M1P1q2q1P2q2'M1P2q1'q1M1P1q2图4.2各层梁上作用的荷载其中M1为柱梁重力不同产生的弯矩，q1、q1’为梁的自重，q2、q2’为板传力，P1、P2为纵梁所传的集中力。AB轴线间和CD轴线间产生的荷载为梯形荷载，BC轴线间产生的荷载为三角形荷载。对于第3层，如图4.2所示，、代表横梁自重，为均布荷载[13]形式。，，是房间、走道板传到横梁的梯形荷载、三角形荷载，如图4.2得：是边、中纵梁直接传给柱的恒载，计算过程如下：节点集中荷载（边纵梁传来）：（1）屋面自重：（0.5×3.3×3.3)×2×4.50=49.0kN（2）边纵梁自重：2.10×3.3=6.93kN（3）女儿墙自重：2.98×3.3=9.83kN合计：P1＝65.76kN节点集中荷载（中纵梁传来）：（1）屋面自重(三角形部分)：（0.5×3.3×3.3)×2×4.50=49.0kN（2）走道面板自重：(3.3+3.3-2.1)/2×1.05×4.50=10.63kN（3）纵梁自重：2.10×3.3=6.93kN合计：P2＝66.56kN由于1～3层纵梁宽0.2m，柱宽0.3m，故集中力矩：M1=P1e1=65.76×(0.3-0.2)/2=3.29kN﹒mM2=P2e2=66.56×(0.3-0.2)/2=3.33kN﹒m对于1～2层，包括横梁自重和其上墙自重，为均布荷载，其它荷载的计算方法基本与第三层相同，计算过程如下：节点集中荷载（纵梁传来）：（1）楼面自重：(0.5×3.3×3.3)×2×3.99=43.46kN（2）纵梁自重：2.10×3.3=6.93kN（3）扣窗面积墙重:[(3.3-0.21×2)×(3.6-0.4)-1.6×1.8×2]×2.98=10.30kN（4）窗重：0.4×1.6×1.8×2=2.30kN合计：P1＝62.99kN节点集中荷载（纵梁传来）：（1）楼面自重：(0.5×3.3×3.3)×2×3.99=43.46kN（2）走道楼面板自重：(3.3+3.3-2.1)/2×1.05×3.99=9.43kN（3）纵梁自重：2.10×3.3=6.93kN（4）扣门面积墙重:[(3.3-0.21×2)×(3.6-0.4)-0.9×2.1×2]×2.98=14.14kN（5）门重：0.2×0.9×2.1×2=0.76kN合计：P2＝74.72kN由于1～3层纵梁宽0.2m，柱宽0.3m，故集中力矩：M1=P1e1=62.99×(0.3-0.2)/2=3.15kN﹒mM2=P2e2=74.72×(0.3-0.2)/2=3.74kN﹒m4.2.2活荷载计算活荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如图4.3：DDCBA550055002100M1M1P1q2q1P2q2'M1P2q1'q1M1P1q2图4.3各层梁上作用的活载对于第3层：在屋面雪荷载作用下：=0.30×3.3=0.99kN/m=0.30×2.1=0.63kN/m节点集中荷载：屋面雪载(三角形部分)：(0.5×3.3×3.3)×2×0.30=3.27kN合计：P1＝3.27kN中节点集中荷载：屋面雪载(三角形部分)：(0.5×3.3×3.3)×2×0.30=3.27kN走道传来屋面雪载(梯形部分)：(3.3+3.3-2.1)/2×1.05×0.30=0.71kN合计：P2＝3.98kN由于1～3层纵梁宽0.2m，柱宽0.3m，故集中力矩：M1=P1e1=3.27×(0.3-0.2)/2=0.16kN﹒mM2=P2e2=3.98×(0.3-0.2)/2=0.20kN﹒m对于1～2层：=2.0×3.3=6.6KN/m=2.5×2.1=5.25KN/m节点集中荷载：楼面活载(三角形部分)：(0.5×3.3×3.3)×2×2＝21.78kN合计：P1＝21.78kN中节点集中荷载：楼面活载(三角形部分)：(0.5×3.3×3.3)×2×2＝21.78kN走道传来屋面荷载(梯形部分)：(3.3+3.3-2.1)/2×1.05×2.5=5.90kN合计：P2＝27.68kN由于1～3层纵梁宽0.2m，柱宽0.3m，故集中力矩：M1=P1e1=21.78×(0.3-0.2)/2=1.09kN﹒mM2=P2e2=27.68×(0.3-0.2)/2=1.38kN﹒m将以上结果汇总，见表4.4和表4.5。表4.4横向框架恒载汇总表层次(kN/m)(kN/m)(kN/m)(kN/m)P1(kN)P2(kN)M1(kN﹒m)M2(kN﹒m)34.734.7314.859.4565.7666.563.293.331～213.674.7313.178.37962.9974.723.153.74表4.5横向框架活载汇总表层次(kN/m)(kN/m)P1(kN)P2(kN)M1(kN﹒m)M2(kN﹒m)30.990.633.273.980.160.201～26.65.2521.7827.681.091.38内力作用下的梁上，矩形荷载和梯形荷载两者组成形成梁的分布荷载。本工程中，在计算弯矩时，根据固端弯矩相等的原则，先将梯形分布荷载以及三角形分布荷载，化为等效均布荷载[14]。查得所学知识，梯形荷载的最大值公式为，三角形荷载的最大值公式为，结合本设计得设计尺寸得梯形荷载得短边为3.3m，三角形荷载的短边为2.1m，即，。梯形荷载转化为均布荷载的公式为qe=(1-2α2+α3)q，其中α=a/l，三角形荷载转化为均布荷载的公式为。等效均布荷载的计算如图4.4所示。aaalqα=0.5a/lqe=(1-2α2+α3)qqe=5q/8图4.4荷载的等效计算过程如下：α=0.5a/l=0.2第3层，将梯形荷载化为等效均布荷载：则顶层各杆的固端弯矩为：AB跨：两端均为固定支座kN·mBC跨：一端为固定支座，一端为滑动支座kN·mkN·m1～2层梯形荷载化为等效均布荷载：同理，1～2层各杆的固端弯矩为：AB跨：两端均为固定支座kN·mBC跨：一端为固定支座，一端为滑动支座kN·mkN·m在框架结构中，在楼面或者预制板上浇筑混凝土，可以作为梁的有效翼缘[15]的构件。这一措施能使梁有效刚度得到提高，框架侧移的情况减少。在计算梁的截面惯性矩时，对现浇楼面的边框架梁取，对中框架梁取。梁惯性矩计算公式：式(4.1)梁柱混凝土标号均为C30：EC=3.0×104N/mm2式(4.2)（梁的线性刚度：，其中Ec表示混凝土的弹性模量，I表示惯性矩，l表示构件的尺寸，本设计梁和柱都采用C30混凝土，混凝土的弹性模量Ec=3.0×104N/mm2，截面尺寸b×h以及跨度l在第三章中已经得知柱的线性刚度：）根据公式求得梁的线刚度如下表4.6所示：表4.6横梁线刚度ib计算表类别砼弹性模量截面尺寸惯性矩跨度梁线刚度ib边框架梁ib中框架梁ibEc/(N/mm2)b×h/(mm×mm)I0/mm4l/mmEcI0/l/Nmm1.5EcI0/l/Nmm2.0EcI0/l/Nmm边横梁3.00×104300×6005.4×10955002.9×10104.35×1010/走道梁3.00×104300×6005.4×10921007.7×1010/15.4×1010柱的线刚度求解公式为，惯性矩I0的公式为，Ec表示混凝土的弹性模量，数值为3.0×104N/mm2，柱高hc及截面尺寸b×h都为第三章已知数据，根据已知数据求得柱的线刚度如下表4.7所示：表4.7柱线刚度计算表层次柱高hc（mm）砼弹性模量Ec(N/mm2)截面尺寸b×h(mm×mm)（mm4）(Nmm)142003.00×104300×3006.75×1084.8×109236003.00×104300×3006.75×1085.6×109336003.00×104300×3006.75×1085.6×109图4.5梁柱相对线刚度结合所学知识，采用弯矩分配法[16]计算梁柱端的弯矩，由于本设计为对称结构，故计算时选取半边框架，分配系数按相对转动刚度进行分配。根据梁、柱相对线刚度，算出各节点的弯矩分配系数:式(4.3)利用Excel表格进行二次弯矩分配，结果如下：表4.8恒荷载作用下框架弯矩二次分配（单位：）层次边节点中节点上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁三层分配系数0.560.40固端弯矩-46.6746.67-3.91分配26.1420.53-7.70-9.26-25.26传递11.75-3.8510.27-5.55分配-4.42-3.48-0.85-1.04-2.83Σ33.47-26.5148.39-15.85-32.00二层分配系数0.360.360.280.50固端弯矩-65.3065.30-3.66分配23.5023.5018.30-8.63-11.10-11.10-30.82传递13.0712.40-4.319.15-4.63-5.85分配-7.62-7.62-5.92-2.75-3.53-3.53-9.82Σ28.9528.28-57.2363.07-19.26-20.48-44.30一层分配系数0.380.330.260.51固端弯矩-65.3065.30-3.66分配24.8021.5018.90-8.63-11.7-9.86-31.44传递11.75-4.319.15-5.55分配-2.83-2.46-2.16-0.50-0.68-0.58-1.83Σ33.7219.04-48.5562.32-17.93-10.44-36.939.52-5.2221.7921.7921.7919.2620.4810.4433.4728.2819.0428.9533.729.5219.0428.2833.4728.9533.7217.9319.2617.9357.2348.5563.07362.3257.2348.5563.07362.3215.8532.00132.00136.935536.9548.3948.3926.5126.5144.3044.305几点回家客户44.3044.3044.305几点回家客户44.30图4.6恒载作用下的框架弯矩图()4.3.2计算梁柱剪力及柱轴力（1）梁端剪力由两部分组成：①荷载引起的剪力，计算公式为：式(4.4)式(4.5)式中，为矩形荷载,分别为梯形荷载和三角形荷载。②利用杆件弯矩平衡原理计算由弯矩引起的剪力，即跨:式(4.6)跨:因为跨两端弯矩相等，故（2）柱的轴力计算：节点剪力和节点集中力相加得到顶层柱的顶轴力，柱底轴力等于柱顶轴力加上柱的自重之和。一二层的轴力计算同最顶层，但在计算时需要考虑上层的力传递。（3）柱的剪力计算参考公式及计算结果如下：柱的剪力：式(4.7)表4.9恒载作用下的梁端剪力及柱轴力层次由荷载产生由弯矩产生总剪力柱子轴力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱VA=VBVB=VCVA=-VBVB=VCVAVBVB=VCN顶N底N顶N底345.689.93-3.98041.7049.669.9341.7057.5459.5975.43266.579.37-1.06065.5167.639.37123.05138.89152.43168.27166.579.37-2.50064.0769.079.37202.96220.12246.71263.87注：N底＝N顶＋柱自重（柱自重=层高*柱自重首层+室内外高差）。表中数据均由上面公示求即可，所有数据上面4.4已经求出，按照字母代入即可。下表中所有弯矩在表4.8弯矩的二次分配法中的表格已经求出，按照层数对应填入即可，V=（M下+M上）/l（l代表柱子高度）。表4.10竖向荷载作用下边柱弯矩、剪力层次边柱中柱M下/kN*mM上/kN*mV/kNM下/kN*mM上/kN*mV/kN333.4728.9517.3415.8519.269.75228.2833.7217.2220.4817.9310.67119.049.527.9310.445.224.35图4.7恒载作用下梁剪力、柱轴力图(kN)在恒荷载产生的内力远大于活荷载的情况下，活荷载的不利布置在此情况下可以忽略不计，将活荷载同时作用于所有的框架梁上，在这种情况下，支座处的所计算出来的内力与按最不利荷载位置法求得内力极为相近，可直接进行内力组合。但求得的梁的跨中弯矩却比最不利荷载位置法的计算结果要小，因此对梁跨中弯矩应乘以的系数予以增大。梁上分布荷载为梯形荷载，根据固端弯矩相等[17]的原则，先将梯形、三角形分布荷载，化为等效均布荷载。第3层的荷载计算结果如下：则顶层各杆的固端弯矩为：跨：两端均为固定支座kN·mBC跨：一端为固定支座，一端为滑动支座kN·mkN·m1～2层梯形荷载化为等效均布荷载：同理，1～2层各杆的固端弯矩为：跨：两端均为固定支座kN·mBC跨：一端为固定支座，一端为滑动支座kN·mkN·m计算方法同恒荷载作用下的梁端、柱端弯矩，利用Excel表格进行二次弯矩分配，结果如下：表4.11活荷载作用下框架弯矩二次分配（单位：）层次边节点中节点上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁三层分配系数0.560.40固端弯矩-2.322.32-0.14分配1.301.02-0.39-0.48-1.31传递2.80-0.190.51-1.28分配-1.46-1.15-0.14-0.17-0.46Σ2.64-0.342.30-1.93-1.77二层分配系数0.360.360.280.50固端弯矩-15.4315.43-1.21分配5.565.564.32-1.99-2.56-2.56-7.11传递0.652.93-0.992.16-0.24-1.35分配-1.65-1.65-1.28-0.53-0.68-0.68-1.88Σ4.566.84-10.8215.07-2.12-4.59-10.2一层分配系数0.380.330.260.51固端弯矩-15.4315.43-1.21分配5.865.094.47-1.99-2.70-2.28-7.25传递2.78-0.992.24-1.28分配-1.43-1.24-1.09-0.49-0.67-0.56-1.80Σ7.213.85-10.8615.19-3.31-2.84-10.261.93-1.42

10.2010.2092.842.646.843.854.567.211.931.421.421.933.856.842.644.567.213.312.123.3110.8210.8615.07315.1910.8210.8615.07315.191.931.7711.77110.2610.2652.302.300.340.34图4.8活载作用下的框架弯矩图()4.4.2计算梁柱剪力及柱轴力在活载作用下：（1）梁端剪力由两部分组成：①荷载引起的剪力，计算公式为：为梯形荷载式(4.8)为三角形荷载式(4.9)②弯矩引起的剪力，计算原理是杆件弯矩平衡，即AB跨式(4.10)BC跨因为BC跨两端弯矩相等，故（2）柱的轴力计算：节点剪力和节点集中力相加得到顶层柱的顶轴力，柱底轴力等于柱顶轴力加上柱的自重之和。一二层的轴力计算同最顶层，但在计算时需要考虑上层的力传递。柱端剪力计算:式(4.11)表4.12活荷载作用下梁端剪力及柱轴力(kN)层次由荷载产生由弯矩产生总剪力柱子轴力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱VA=VBVB=VCVA=-VBVB=VCVAVBVB=VCN顶=N底32.180.33-1.96030.224.47214.522.76-4.25010.2718.772.7610.4926.00114.522.76-4.33010.1918.852.7620.6847.61表4.13竖向荷载作用下中柱弯矩、剪力层次边柱中柱M下/kN*mM上/kN*mV/kNM下/kN*mM上/kN*mV/kN32.644.562.001.932.121.1326.847.213.904.593.312.1913.851.931.612.841.421.18图4.9活载作用下梁剪力、柱轴力图(kN)

5框架截面设计5.1框架内力组合5.1.1框架梁内力组合框架内力组合可以考虑以下四种：1.21.351.21.2其中，SGK、S设框架梁AB在竖向荷载作用下的梁端最大负弯矩分别为MAO、MBO，则调幅后梁端弯矩为：MM其中β表示调幅系数[18]，取值为0.8。因为在本设计中风荷载和地震荷载忽略不计，计算时代入值为0，所以本次计算只考虑前两种内力组合。各层梁的内力组合结果见表5.1，其中竖向荷载作用下的梁端弯矩为带入0.8的调幅系数计算后所得的弯矩。表5.1框架梁的内力组合梁号截面位置内力调幅后调幅后组合(1)1.2SGK+1.4×SQK组合(2)1.35SGK+1.4×0.7SQK选取内力三层边梁A-M-21.21-0.27-25.83-28.90-28.90V41.700.2250.3556.5156.51ABM56.002.7871.1078.3378.33B左-M-38.711.84-43.88-50.46-50.46V49.664.1465.3971.1071.10三层中梁B右-M-25.60-1.42-32.70-35.95-35.95V9.930.3312.3813.7313.73BC-M-20.48-0.71-25.57-28.34-28.34二层边梁A-M-45.78-8.66-67.06-70.29-70.29V65.5110.2792.9998.5098.50ABM78.3618.52119.95123.93123.93B左-M-50.46-12.06-77.43-79.93-79.93V67.6318.77107.43109.70109.70二层中梁B右-M-35.44-8.16-53.95-55.84-55.84V9.372.7615.1115.3515.35BC-M-28.35-6.53-43.16-44.67-44.67一层边梁A-M-38.84-8.69-58.77-60.95-60.95V64.0710.1991.1596.4896.48ABM78.3618.52119.95123.93123.93B左-M-49.86-12.15-76.84-79.21-79.21V69.0718.85109.27111.72111.72一层中梁B右-M-29.54-5.13-42.63-44.91-44.91V9.372.7615.1115.3515.35BC-M-23.64-4.10-34.11-35.93-35.935.1.2框架柱内力组合柱内力控制截面一般取柱上、下端截面，每个截面上有M、N、V。由于柱是偏心受力构件[19]，故应从上述组合中求出下列最不利内力：QUOTE及相应；QUOTE及相应；QUOTE及相应；查阅国家建筑设计相关规范要求，柱端组合的弯矩设计值应符合下式的要求：式5.3中表示节点处的弯矩设计值之和；QUOTE表示节点左右梁端截面反时针或顺时针方向组合的弯矩设计值之和；表示柱端弯矩增大系数，三级框架的柱端弯矩增大系数值为1.1。计算结果见下表5.2及表5.3。表5.2横向框架A柱弯矩和轴力组合层次截面位置内力组合(1)组合(2)相应NNmin相应MNmax相应M3柱顶M33.472.6443.8647.7747.7743.8647.77N41.70.2250.3556.5156.5150.3556.51柱底M28.954.5641.1243.5543.5541.1243.55N57.540.2269.3677.8977.8969.3677.892柱顶M28.286.8443.5144.8844.8843.5144.88N123.0510.49162.35176.40176.40162.35176.40柱底M33.727.2150.5652.5952.5950.5652.59N138.8910.49181.35197.78197.78181.35197.781柱顶M19.043.8528.2429.4829.4828.2429.48N202.9620.68272.50294.26294.26272.50294.26柱底M9.521.9314.1314.7414.7414.1314.74N220.1220.68293.10317.43317.43293.10317.43表5.3横向框架B柱弯矩和轴力组合层次截面位置内力组合(1)组合(2)相应NNmin相应MNmax相应M3柱顶M15.851.9321.7223.2923.2921.7223.29N59.594.4777.7784.8384.8377.7784.83柱底M19.262.1226.0828.0828.0826.0828.08N75.434.4796.77106.21106.2196.77106.212柱顶M20.484.5931.0032.1532.1531.0032.15N152.4326.00219.32231.26231.26219.32231.26柱底M17.933.3126.1527.4527.4526.1527.45N168.2726.00238.32252.64252.64238.32252.641柱顶M10.442.8416.5016.8816.8816.5016.88N246.7147.61362.71379.72379.72362.71379.72柱底M5.221.428.258.448.448.258.44N263.8747.61383.30402.88402.88383.30402.885.2框架梁正截面设计梁端截面为矩形，结合之前计算及混凝凝土结构原理，得知截面宽度,截面高度。混凝土采用，；纵向受力钢筋取用HRB400，混凝土保护层厚度取30mm，，。[20]截面有效高度为（其中asB支座：mmAB、BC跨中：mm截面抵抗矩系数：相对受压区高度：受拉钢筋面积为：验算条件（其中ft=1.43；fy=360N/mm各层截面配筋计算见表5.3、表5.4及表5.5：表5.3第一层框架梁正截面相关计算截面AB跨BC跨ⅠⅡⅢⅣⅤM()60.95123.9379.2144.9135.93b×h0()300×560300×560300×560300×560300×5600.050.090.060.030.030.050.090.060.030.030.5180.5180.5180.5180.5180.970.950.970.980.98311.68647.09405.06227.31181.86选筋220220+214220214212实配面积(mm2)628.00936.00628.00308.00226.000.370.560.340.14表5.4第二层框架梁正截面相关计算截面AB跨BC跨ⅠⅡⅢⅣⅤM()70.29123.9379.9355.8444.67b×h0()300×560300×560300×560300×560300×5600.050.090.060.040.030.050.090.060.040.030.5180.5180.5180.5180.5180.970.950.970.970.98359.44647.09408.74285.55226.10选筋220220+214220220214实配面积(mm2)628.00936.00628.00628.00308.000.370.560.370.300表5.5第三层框架梁正截面相关计算截面AB跨BC跨ⅠⅡⅢⅣⅤM()28.9078.3350.4635.9528.34b×h0()300×560300×560300×560300×560300×5600.020.060.040.030.020.020.060.040.030.020.5180.5180.5180.5180.5180.990.970.980.980.99144.80400.56255.41181.96142.00选筋214220214214212实配面积(mm2)308.00628.00308.00308.00226.000.180.3框架柱正截面设计框架柱正截面设计为配置梁的主筋，即配置纵向受力钢筋。[21]柱截面为矩形，截面尺寸为b=300mm，h=300mm。结合之前计算所得结果，知，as=40mm。本设计为三层走廊对称式的框架结构，故对称配筋，即As=A’s，若ei>0.3以第一层框架结构的A柱为例，结合表5.2计算结果得知：Mmax=29.48kN∙m=29.48∙106N∙mm；N=317.43kN=317.43∙103N（1）mme因，按大偏压情况进行计算，（2），令在教材中，规定建筑边柱和中柱全部纵筋最小配筋率为0.5%，单侧最小配筋率为0.2%。[22]由于上述计算结果As=A'As=选用216（），，满足要求。A柱双侧配筋为416，A、B柱其余层配筋计算与此计算方法相同，具体计算结果见表5.6。表5.6框架柱正截面设计相关计算A柱B柱截面第一层第二层第三层第一层第二层第三层Mmax294800005259000047770000280800003215000016880000N317430197780778901062102526404028802602602602602602600.3ho787878787878ea202020202020e112.87285.90633.30284.38147.2661.90222.87395.90743.30394.38257.26171.9073.9946.1018.1624.7658.8993.9111.51439.27514.65233.85118.84-244.69最小配筋面积（验算）180180180180180180实际配筋面积402*2628*2628*2402*2402*2402*21.03%1.61%1.61%1.03%1.03%1.03%双侧选筋416420420416416416

6安全文明施工管理6.1安全生产管理对安全生产工作进行的管理和控制称为安全生产管理，其目的主要在于减少和控制危险事故的发生，减少在施工过程中由于不正当施工造成的人身伤害及财产损失，对施工进度造成一定的影响。它的基本对象为企业的所有管理人员、施工人员、机械设备、材料等各个方面。近年来，我国重点建设建筑业安全管理体系[23]，以此来提高建筑业的安全施工管理，并取得了显著成效。但由于施工单位安全管理水平不等，现场人员安全生产意识淡薄、相关制度不健全等因素的影响，在施工过程中安全事故时有发生。在项目建设的过程中要加强对施工单位的安全管理，健全安全生产管理的相关条例规范，最大程度控制安全事故的发生，从而减少施工过程中造成的人员伤害及财产损失。本工程为钢筋混凝土框架结构，6.2文明施工文明施工是指保持施工场地整洁、卫生，施工组织科学，施工程序合理的一种施工活动。[24]确保施工文明，必须保证该项目具有完备的施工方案，同时施工方案要具体到每年、每月、每周、每日，要健全项目的相关施工规章制度。本项目施工人员具有明确的任务、责任分配，项目所在场地平整平，水电气运输线路整齐，排水设施设备得当且符合环保要求，施工环境符合消防要求。为了确保施工文明，企业在人员招聘时应对施工人员进行登记造册，对人员进行安全生产教育和培训，没有经过安全生产教育或培训不合格的从业人员，不得上岗作业；项目要做到坚决不录用没有身份证、来历不明的工人，特种作业人员必须按照国家有关规定经培训后，取得特种作业操作资质，才能上岗工作。同时施工单位应按照国家或地方安全生产相关法律和文件要求，设置或配置满足现场施工要求的专职安全生产管理人员；[25]施工人员在入职后，企业定期和不定期安排安全知识考核，奖励考核排名靠前的人员，鼓励人员学习安全生产文明知识，提高施工人员的安全文明意识和素质，并通过建设施工现场文化，树立良好的企业形象。项目领导及相关负责人定期组织召开安全质量专题会议，学习上级有关安全和质量管理的相关文件，并督促项目各级人员认真贯彻和执行；应按照文明施工标准，定期对施工设备进行安全隐患排除，定期对施工场地进行规整，保持作业环境整洁卫生，创造有序生产的条件；在施工时，施工单位应严格按照已设计好的图纸和施工技术标准施工，不得擅自修改图纸，不得偷工减料，发现文件、图纸有错误要及时提出意见及修建议。同时还应注意施工场地和施工进程对周围居民生活的影响，采用一定的措施，使施工对居民的影响缩至最小。6.3施工现场平面布置本工程位于S省太原市小店区中南环路北侧，因其周围场地环境，避免给周围居民带来的影响，不设置独立混凝土