层框架结构毕业设计样本.doc

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西安建筑科技大学
毕业设计( 论文) 任务书

题 目:
某师范大学5号教学楼设计
院( 系) :
土木工程学院
专 业:
土木工程
姓 名:
张善抓
学 号:

指导教师:
谭良斌 丁怡洁 蒋红妍
日 期:
2月28日

题目: 某师范大学5号教学楼设计
一、 工程概况:
1. 工程名称: 某师范大学5号教学楼。
2. 建设场地: 经上级主管部门审核批准, 某师范大学拟在新校区修建一教学楼, 建设用地见附图。
3. 建设规模: 该教学楼建筑面积约6700m2( ±5%) , 使用人数为200人左右, 层数4～6层, 钢筋混凝土框架结构。要求工期为12个月, 自 7月开始建设。

表1 以教学楼功能为主房间组成及面积
序号
房间名称
房间个数
每间建筑使用面积( m2)
备注
1
教室
40～60
50～75

2
办公室
4～10
20～40

3
资料室
2～6
40～70

4
会议室
2～4
60～70

5
教师休息室
5～10
20～40

6
值班室
1
20～30

根据建筑面积的不同, 房间数量和面积能够做适当调整。
二、 设计原始资料
l. 工程地质条件
建筑场地位于陕西陇县×河II级阶地上, 地形较平坦, 勘探表明, 场地地层从上到下由素填土和黄土状土构成, 其中素填土层厚1.4～2.5m, 以下为黄土状土层, 地基土承载力特征值, fak=150kPa, 场地为II级非自重湿陷性黄土场地, 地下水位标高为-8.6m。在多雨季无显著变化。水无侵蚀性, 土壤冻结深度为0.45m, 冻冰期35d, 室内外计算温度。
2. 气象条件
最热月平均温度27.3℃( 绝对最高气温41.7℃) 最冷月平均温度-1.7℃( 绝对最低气温-20.6℃) , 空气相对湿度, 最热月平均72％, 最冷月平均70％。
主导风向: 冬夏季为东北风
基本风压值: 0.35kN／m2
基本雪压值: 0.20kN／m2

三、 设计任务及要求
( 一) 建筑设计部分
要求经过毕业设计了解并掌握中小型民用建筑设计全过程, 培养学生在具体条件下分析问题、 解决问题的能力, 要求在规定时间内, 确定建筑方案, 进行平面、 立面及剖面设计, 选用内外装修材料, 绘制有关施工图, 写出建筑总说明及本人所作设计的有关依据及思想。
( 二) 结构设计部分
经过毕业设计, 要求学生掌握多层房屋的结构选型、 布置、 计算及结构施工图绘制的全过程, 学习使用工程软件, 利用计算机进行结构计算, 了解计算机绘图方法, 学习使用各种设计规范及标准图, 其有关内容如下:
1. 多层和高层房屋体型的选择, 多层框架房屋的结构方案及布置;
2. 结构计算:
( 1) 初拟构件截面尺寸、 材料选用, 荷载计算;
( 2) 水平地震作用下, 框架抗震变形验算;
( 3) 用手算方法进行一榀框架的内力分析、 计算及组合;
( 4) 构件截面设计;
( 5) 用工程软件计算框架内力及配筋, 并与手算结果进行比较分析;
( 6) 基础设计。
( 三) 施工设计部分
结合前期设计资料, 要求学生牢固掌握施工招标文件的编制的基本步骤和方法, 巩固所学理论知识, 并能够灵活运用于解决建筑工程施工招标的问题。其有关内容如下:
( 1) 招标公告;
( 2) 资格预审公告;
( 3) 投标人须知;
( 4) 合同条款及格式;
( 5) 工程量清单的编制;
( 6) 资格预审文件的编制。
四、 参考设计参数:
1
设计使用年限
50年
2
抗震设防类别
丙类
3
抗震设防烈度
7
8
4
设计基本地震加速度
0.1g
0.15g
0.2g
5
多遇地震的水平地震影响系数最大值
0.08
0.12
0.16
6
场地类别, 设计地震分组, 特征周期
Ⅱ类, 第一组,
Ⅱ类, 第二组,
Ⅲ类, 第一组,
7
竖向承重结构体系, 层数
RC框架, 层
8
柱网尺寸 [如大柱网( 6.9+2.7+6.9) ×7.2]
小柱网:
大柱网:
9
混凝土强度等级

10
现浇RC框架房屋( ≤30m) 的抗震等级
三
二
五、 设计成果要求
( 一) 设计计算说明书一份
其中主要包括目录、 正文和参考文献等。正文部分包括: 建筑设计、 结构选型、 方案比较、 施工招标文件的设计思路、 设计依据, 对设计中所遇到问题的分析及完整的结构计算步骤、 数据、 表格和构件的截面设计。
( 二) 建筑施工图: 3～4张, 主要内容包括:
1. 底层平面图;
2. 标准层平面图;
3. 顶层平面图;
4. 主立面、 侧立面、 剖面图及节点详图。
( 三) 结构施工图: 3张, 主要内容包括:
1. 基础平面布置图和一根基础梁配筋图;
2. 顶、 底层除外的某一层结构平面布置图;
3. 一榀框架配筋图。
( 四) 施工组织设计: 主要内容包括:
1. 施工招标文件;
六、 国家标准及设计参考资料
( 一) 建筑设计部分
[1] 国家标准. 房屋建筑制图统一标准( GB/T 50001— ) 北京: 中国计划出版社,
[2] 国家标准. 建筑制图标准( GB/T 50104— ) . 北京: 中国计划出版社,
[3] 国家标准. 高层民用建筑防火规范( GB50045— ) . 北京: 中国计划出版社,
[4] 国家标准. 办公建筑设计规范( JGJ67—89) . 北京: 中国建筑工业出版社, 1989
[5] 同济大学、 西安建筑科技大学、 东南大学、 重庆大学合编. 房屋建筑学. 北京: 中国建筑工业出版社,
[6] 建筑设计资料集编委会. 建筑设计资料集( 第二版) 3、 5中国建筑工业出版社, 1998
( 二) 结构设计部分
[1] 国家标准. 建筑结构荷载规范( GB 50009— ) . 北京: 中国建筑工业出版社,
[2] 国家标准. 混凝土结构设计规范( GB 50010— ) . 北京: 中国建筑工业出版社,
[3] 国家标准. 建筑抗震设计规范( GB 50011— ) . 北京: 中国建筑工业出版社,
[4] 国家标准. 建筑抗震设防分类标准( GB 50223— ) . 北京: 中国建筑工业出版社,
[5] 国家标准. 建筑地基基础设计规范( GB 50007— ) . 北京: 中国建筑工业出版社,
[6] 国家标准. 湿陷性黄土地区建筑规范( GB 50025— ) . 北京: 中国建筑工业出版社,
[7] 国家行业标准. 高层建筑混凝土结构技术规程( JGJ 3— 、 J 186－ ) . 北京: 中国建筑工业出版社,
[10] 国家建筑标准设计图集. 建筑物抗震构造详图( 03G329—1) . 中国建筑标准设计研究院出版,
[11] 国家标准. 建筑结构制图标准( GB/T50105— ) . 北京: 中国计划出版社,
[12] 龚思礼主编. 建筑抗震设计手册( 第二版) . 北京: 中国建筑工业出版社,
[13] 中国有色工程设计研究总院.混凝土结构构造手册. 中国建筑工业出版社.
[14] 梁兴文、 王社良、 李晓文等编著. 混凝土结构设计原理. 北京: 科学出版社,
[15] 梁兴文、 史庆轩编著. 混凝土结构设计. 北京: 科学出版社,
[16] 丰定国、 王社良主编. 抗震结构设计( 第2版) . 武汉: 武汉工业大学出版社,
[17] 霍达主编. 高层建筑结构设计. 北京: 高等教育出版社,
[18] 梁兴文、 史庆轩主编. 土木工程专业毕业设计指导. 北京: 科学出版社,
( 三) 施工设计部分
[1] 国家标准. 建筑工程工程量清单计价规范( GB50500— ) . 北京: 中国计划出版社,
[2] 王士川、 李慧民、 胡长明编. 施工技术[M]. 北京:冶金工业出版社,
[3] 赵仲琪主编. 建筑施工组织[M]. 北京:冶金工业出版社, 1993( 1999重印)
[4] 建筑施工手册编写组编. 建筑施工手册[M]. 北京:中国建筑工业出版社,
七、 设计进度
三部分设计时间分别为: 建筑设计3周、 结构设计9周、 施工设计3周, 共15周。各部分设计进度如下:

建筑设计进度
序号
设计内容
设计时间( 天)
1
布置设计任务、 方案草图
4
2
工具草图、 构造设计
5
3
正式图
5
4
整理
1

合计
15

结构设计进度
序号
设计内容
设计时间( 天)
1
查阅中外文资料
2
2
结构设计总说明
4
3
确定计算简图、 计算结构刚度
3
4
重力荷载及横向水平地震作用计算
4
5
横向水平地震作用下结构内力分析及位移验算
5
6
重力荷载作用下框架内力分析
6
7
内力组合
4
8
截面设计
4
9
上机计算
2
10
绘图
9
11
整理
2

合计
45

施工设计进度
序号
设计内容
设计时间( 天)
1
收集并查阅资料
2
2
招标文件的编制
13

合计
15

具体要求:
态度认真、 遵守纪律, 全面完成设计任务; 说明书简练工整、 程序清晰、 依据准确、 计算部分尽量表格化; 图纸整洁匀称、 正确表示设计意图, 构造合理, 尺寸齐全, 符合制图标准。

附图:
80000
主干道
40000
建 设 场 地
办公楼
N

结构设计技术条件
一、 工程概况
项目名称: 某师范大学5号教学楼
建设地点: 某师范大学新校区
建筑面积: 平面尺寸80m×40m, 总建筑面积6868m2 , 标准层1136.65 m2
建筑高度: 总高度22.5m, 最高部高度25.1m
层 高: 标准层层高3.6m, 底层层高3.6m, 顶层层高3.6m
层 数: 6层
周围建筑: 本建筑四周有原建筑, 距本建筑分别为: 北边18.50m, 南边20.50m, 西边22m, 东边22m。
二、 设计依据
1．国家标准
( 1)
国家标准. 建筑结构荷载规范( GB 50009－ )
( 2)
国家标准. 建筑抗震设计规范( GB 50011－ )
( 3)
国家标准. 建筑工程抗震设防分类标准( GB 50223－ )
( 4)
国家标准. 混凝土结构设计规范( GB 50010－ )
( 5)
国家行业标准. 高层建筑混凝土结构技术规程( JGJ 3－ 、 J 186－ )
( 6)
国家建筑标准设计图集. 建筑物抗震构造详图( 03G329－1)
( 7)
国家标准. 建筑地基基础设计规范( GB 50007－ )
( 8)
国家标准. 建筑地基处理技术规范( JGJ 79－ J 220－ )
( 9)
国家标准. 湿陷性黄土地区建筑规范( GB 50025- )
2．地质勘察报告
见附1。
3．结构设计参数
技术指标
技术条件
取值依据
结构类型
钢筋混凝土框架结构
《混凝土结构设计规范》
建筑结构安全等级
二级
《混凝土结构设计规范》3.2.1条
设计使用年限
50年
《建筑结构可靠度设计统一标》1.0.5条
抗震设防烈度
8度
《建筑抗震设计规范》附录A
建筑抗震设防类别
丙类
《建筑工程抗震设防分类标准》3.0.2条
设计基本地震加速度
0.20g
《建筑抗震设计规范》3.2.2条
设计地震分组
第二组
《建筑抗震设计规范》
场地类别
Ⅱ类
《建筑抗震设计规范》4.1.6 条
房屋抗震等级
二级框架
《混凝土结构设计规范》 14.1.4条
湿陷性黄土地基
的湿陷类型
非自重湿陷性黄土
《湿陷性黄土地区建筑规范》4.4.7 条
湿陷等级
II级
《湿陷性黄土地区建筑规范》4.4.7 条
建筑物分类
丙类
《湿陷性黄土地区建筑规范》3.0.1条
地基处理方式

《建筑地基处理技术规范》
地基基础设计等级
乙级
《建筑地基基础设计规范》3.0.1条
混凝土
环境类别
0.000以上
一类
《混凝土结构设计规范》3.4.1条
0.000以下
一类
《混凝土结构设计规范》3.4.1条
4．抗震设计参数
地震影响
水平地震影响
系数最大值
特征周期
取值依据
多遇地震
0.16
0.40
《建筑抗震设计规范》5.1.4条
罕遇地震
0.90
三、 荷载取值
1．风荷载、 雪荷载
荷载类型
取值( kN/m2)
取值依据
基本风压
0.35
《建筑结构荷载规范》D.4 条
基本雪压
0.20
《建筑结构荷载规范》D.4 条
2．楼面、 屋面活荷载标准值
荷载类型
取值( kN/m2)
取值依据
房间
2.0
《建筑结构荷载规范》4.1.1条
卫生间
2.0
《建筑结构荷载规范》4.1.1条
走廊、 门厅、 楼梯
2.5
《建筑结构荷载规范》4.1.1条
屋面
上人
2.0
《建筑结构荷载规范》4.1.1条
3．电梯及机房设备重力荷载标准值: 50 kN( 估算)
4．结构重要性系数、 荷载分项系数、 可变荷载组合值系数等系数取值
非抗震设计
极限状态
系数名称
系数取值
取值依据
承载能力
结构重要性系数
1.0
《建筑结构可靠度设计统一标准》7.0.3条
永久
荷载
分项
系数
当其效应对结构
不利时
由可变荷载效应控制的组合
1.2
《建筑结构可靠度设计统一标准》7.0.4条
由永久荷载效应控制的组合
1.35
当其效应对结构有利时
1.0
可变
荷载
分项
系数
当其效应对结构不利时
＝1.4
当其效应对结构有利时
＝0
正常使用
楼面活荷载组合值系数
＝0.7
《建筑结构荷载规范》4.1.1条
屋面活荷载组合值系数
＝0.7
《建筑结构荷载规范》4.1.1条
抗震设计
系数名称
系数取值
取值依据
承载力抗震调整系数
0.75、 0.8、 0.85
《混凝土结构设计规范》11.1.6 条
重力荷载分项系数
＝1.2
《建筑结构可靠度设计统一标准》7.0.3, 7.0.4条
水平地震作用分项系数
＝1.3
四、 结构总体布置
1．平面、 立面布置( 略)
2．柱网布置( 略)
五、 主要承重构件、 墙体的选择及截面尺寸
1．柱 底层柱600mm*600mm, 其它层柱500mm*500mm
2．梁 边横梁300mm*700mm, 走道梁、 纵梁均为300mm*500mm
3．楼盖、 屋盖 结构层板厚均为100mm
4．墙体 外墙厚300mm, 内墙厚240mm
六、 基础
1．基础形式 纵向条形基础
2．基础埋深 1.6m
3．地基处理方式 置换土体, 垫层以下2m,各边向外延伸1.5m
七、 材料
混凝土强度等级
梁、 板
1 层: C35
2～ 6 层: C30
柱
1 层: C35
2～ 6 层: C30
基础
C25
钢筋

受力钢筋
箍筋或构造钢筋
梁
HRB400
HPB235
柱
HRB400
HPB235
基础
HRB400(基础梁) 、 HRB335(翼板)
HPB235
八、 结构计算原则和方法
1．手算:
采用简化方法计算结构内力和位移, 即沿结构纵横两主轴方向, 按平面抗侧力结构计算结构的内力和位移。
2．电算:
(1) 软件名称: PKPM
(2) 版 本:
(3) 编制单位: 中国建筑科学研究院建筑工程软件研究所

设计总说明
本次毕业设计的题目是某师范大学5号教学楼设计, 该教学楼主体结构采用现浇钢筋混凝土框架结构, 总长度为63m, 总宽度为17.4m, 总高度为22.5m, 总建筑面积为6868平方米, 共六层, 各层层高均为3.6米。本设计主要就某一榀横向框架进行了抗震设计, 此次设计的目的旨在经过综合运用本科学习中所学到的专业知识, 充分利用图书馆, 网络等现有资源完成一个包括建筑方案和结构方案的确定, 结构计算, 建筑施工图和结构施工图的绘制以及施工招标文件等内容的一个完整的设计任务, 从而让我们经过设计了解建筑设计的一般过程, 掌握建筑设计的全部内容, 同时也能够培养我们综合运用基础理论和基本技能的能力, 分析和解决实际问题的能力, 还能够掌握多种绘图设计软件, 以及word、 excel等office软件的操作。更重要的是经过这次设计还能够让我们对大学所学的知识进行一次全面的融合, 这是对我们本科学习来所学知识的一次具体的运用, 对我以后的学习和工作帮助甚大。

关键词: 框架结构, 抗震设计, 结构计算, 建筑设计
General statement for design
The title of this graduation design is the design of No.5 teaching building of a Normal University,and the form of the base structure of this building is frame structure of cast-in-place concrete,with the total length of 63m,with the total wedth of 17.4m,with the total height of 22.5m,and with the total built-up area of 6868m2.The building has six floors and the height of each floors is 3.6m. The purpose of the design is to do the anti-seismic design in the lateral frame of an axis,and this design is aimed to finishing a completed design work including the determination of Architecture Design and Strcture Design ,the strcture calculatation ,the drawing of construction drawing of architecture and structure,and the document construction biding document and so on, by generally applying the learned special knowledge from this subject and making good use of the in-hand resource ,for example library,network……,then we can know the normal process of architecture design and grasp the content of architecture design by design,meanwhile ,our capacity of generally applying basia theory and basic skill and analysing and sloving practical problem can be improved,and we can learn many darwing and designing software and the operation of office software ,word,excel.The most importance is that we can make a mergence of the learned knoeledge in the university.This design is the detective applying of all knowledge of four years and is usefull for my future study and work.

Key words:frame structure, anti-seismic design, structure calculation, architecture design

目 录
第一部分 建筑设计 1
建筑设计总说明 2
一 工程设计的主要依据 2
二 工程概况 2
三, 建筑方案论述 2
第二部分 结构设计 5
第一章 结构方案设计 6
1.1设计原始资料 6
1.1.1自然条件 6
1.1.2工程地质条件 6
1.1.3材料情况 6
1.1.4施工条件 6
1.2结构选型与结构布置 6
1.2.1设计依据及一般原则 6
1.2.2结构体系、 抗震等级、 设计使用年限 8
1.2.3结构布置方案 8
1.2.4结构构件的尺寸拟定 9
1.2.5框架计算简图(横向) 10
第二章 结构计算 11
2.1重力荷载代表值 11
2.1.1永久荷载标准值 12
2.1.2可变荷载标准值 14
2.1.3各层重力荷载代表值 14
2.2横向水平地震作用计算及弹性位移验算 18
2.2.1梁柱几何特征(横向) 18
2.2.2结构自振周期 20
2.2.3横向水平地震作用 20
2.2.4多遇地震作用下层间弹性位移验算 22
2.3水平地震作用下框架的内力分析 23
2.4竖向荷载作用下框架内力分析 24
2.4.1恒载标准值( GK) 作用下的框架内力 26
2.4.2活载标准值( QK) 作用下的框架内力 30
2.5内力组合及柱轴压比验算 34
2.5.1框架梁的内力组合 34
2.5.2框架柱内力组合及轴压比验算 37
2.6梁、 柱截面设计及构造要求 39
2.6.1框架梁截面设计 39
2.6.2框架柱截面设计 42
2.6.3框架梁柱节点核芯区截面抗震验算 52
2.7多层框架基础设计 52
2.7.1基底承载力验算 52
2.7.2基础配筋计算 54
2.8 PKPM电算结果 59
第三部分 招标文件 73
第一章 招标公告 75
1．招标条件 75
2．项目概况与招标范围 75
3．投标人资格要求 75
4．资格预审方法 75
5．资格预审文件的获取 75
6．发布公告的媒介 75
7．联系方式 76
第二章 资格预审文件 77
第一节 资格预审公告 79
第二节 申请人须知 80
第三节 资格审查办法( 合格制) 83
第四节 资格预审申请文件格式 86
第三章 投标人须知 89
投标人须知前附表 89
第四章 合同条款及格式 92
第一节 通用合同条款 92
第二节 专用合同条款 92
第三节 合同附件格式 92
第五章 工程量清单 93
1 ．工程量清单说明 93
2、 其它说明 93
3、 工程量清单 93
附件一 工程量清单计算 104
附件二 钢筋用量计算表 110
参考文献 113
致 谢 114

第 一 部 分

建
筑
设
计

建筑设计总说明
一 工程设计的主要依据
1, 《房屋建筑制图统一标准》
2, 《建筑制图标准》
3, 《高层民用建筑防火规范》
4, 《办公建筑设计规范》
5, 有关规范、 规定。
二 工程概况
1. 工程名称: 某师范大学5号教学楼。
2. 建设场地: 经上级主管部门审核批准, 某师范大学拟在新校区修建一教学楼, 建设用地见计算书中附图。
3. 建设规模: 该教学楼建筑面积约6700m2( ±5%) , 使用人数为200人左右, 层数4～6层, 钢筋混凝土框架结构。要求工期为12个月, 自 7月开始建设。
三, 建筑方案论述
首先, 根据建筑使用功能和给出的建筑环境加以分析, 场地红线位于两十字路口处, 周边原有建筑为办公楼。考虑到建筑与主干道和原有建筑的关系, 主入口方向朝南。
出于所给场地的地形, 建筑物抗震有利的因素的考虑, 以及教学楼对简洁庄严的外观要求, 建筑的平面布置为对称形式最为合理。
不论从建筑的节能与保温上还是在施工的经济性方面上, 内廊形式都应该是首选方案。本次设计采用内廊形式。
1， 平面布置及其它
房间的布置, 其中尽量把主要功能房间( 教室) 置于朝向较好的南边, 而楼梯间、 卫生间等安放在北朝向。对于所受荷载较大的资料室应置于底层, 以减少楼面板的受力。经过各类房间的建筑使用面积确定各房间的摆放位置、 开间、 进深。并考虑到框架结构的均匀布置, 柱网布置变化不宜较大, 要和房间的尺寸有很好的协调关系, 尽量使结构布置均匀对称, 以尽量减少偏心, 从而提高抗震性。
依据《教学楼设计规范》中, 前排边座的学生与黑板远端形成的视角不应小于30o, 教室第一排课桌前沿与黑板的距离不宜小于 mm, 教室最后一排课桌后沿与黑板的水平距离不宜大于8500mm, 教室后部应设置不小于600mm的横向走道, 并结合与其它房间的尺寸协调, 以及中国现有经济和施工条件下最经济的跨度为6～7米左右, 经重复修改确定本设计选用开间4.5米, 进深7.2米的柱网。
为满足正常的疏散和大会议室的疏散要求, 走廊宽3.0米, 同时考虑楼梯的疏散距离, 确定设计三个楼梯。
因为每层面积和建筑面积已确定, 则需要层数为6层, 根据《办公楼设计规范》, 五层及五层以上的办公楼得设电梯。
考虑到教室和办公室的要求, 层高为3.6米, 已满足要求。
柱网布置如下:

根据防火和疏散要求, 以及防火分区的思想, 两边的疏散楼梯采用封闭楼梯间。
根据每层人数和使用方便的要求, 卫生间在来两端各设一个, 而且利用了冷山墙处比较差的房间, 一举多的。
2， 立面设计
由教学楼的建筑使用功能和外观形式的要求, 要求色彩简洁、 外形大方、 庄严对称。
再者从能源的角度分析: 朝南面, 全开了大窗户, 充分利用了热源, 又有足够的采光, 而朝北向, 窗面积缩小, 以减少能源的损失。
在立面处理上, 利用柱子的凸出和墙的内陷, 形成了凹凸感, 避免了单调, 同时将形体较长的建筑物分成若干竖向单元, 消除了那种墩厚的感觉, 也解决了梁的偏心问题, 有利于抗震。
因正立面的开窗较多, 从建筑物的虚实感分析, 建筑物有点轻浮, 故采用大理石做贴面, 增加实感, 同时体现庄严、 大方。在配以比较大的门厅, 更衬托其大方, 而且使得入口更为醒目。在顶上, 做一些装饰, 以配合电梯机房以及楼梯顶间, 故而做成此设计的立面。
最后经过多次修改, 经指导老师对方案的调整, 最终敲定的方案为建筑设计的基本方案。

第 二 部 分

结
构
设
计

第一章 结构方案设计
1.1设计原始资料
1.1.1自然条件
最热月平均温度27.3℃(绝对最高气温41.7℃)最冷月平均温度-1.7℃(绝对最低气温-20.6℃), 空气相对湿度, 最热月平均72％, 最冷月平均70％。
主导风向: 冬夏季为东北风
基本风压值: 0.35kN／m2
基本雪压值: 0.20kN／m2
1.1.2工程地质条件
建筑场地位于陕西陇县×河II级阶地上, 地形平坦, 勘探表明, 场地地层从上到下由素填土和黄土状土构成, 其中素填土层厚1.4～2.5m, 以下为黄土状土层, 地基土承载力特征值, fak=150kPa, 场地为II级非自重湿陷性黄土场地, 地下水位标高为-8.6m。在多雨季无显著变化。水无侵蚀性, 土壤冻结深度为0.45m, 冻冰期35d, 室内外计算温度。为二类场地。
1.1.3材料情况
非承重空心砖; 砂浆等级为M5;
混凝土: C25(基础)、 C35(底层梁、 板、 柱)、 C30(其它层)
纵向受力钢筋: HRB400级; 箍筋: HPB235级钢筋
1.1.4施工条件
施工由具有一定资质的施工单位负责施工, 技术和质量要求能够满足。梁、 板、 柱均现浇。
1.2结构选型与结构布置
1.2.1设计依据及一般原则
(1)依据国家有关规范
1) 国家标准. 建筑结构荷载规范(GB 50009— )
2) 国家标准. 混凝土结构设计规范(GB 50010— )
3) 国家标准. 建筑抗震设计规范(GB 50011— )
4) 国家标准. 建筑抗震设防分类标准(GB 50223— )
5) 国家标准. 建筑地基基础设计规范(GB 50007— )
(2)设计的一般原则
1) 建筑设计应符合抗震概念设计的要求, 不应采用严重不规则的设计方案。
2) 建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则、 对称, 并应具有良好的整体性; 建筑的立面和竖向剖面宜规则, 结构的侧向刚度宜均匀变化, 竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小, 避 免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。
3) 不规则的建筑结构, 应按下列要求进行水平地震作用计算和内力调整, 并应对薄弱部位采取有效的抗震构造措施:
1. 平面不规则而竖向规则的建筑结构, 应采用空间结构计算模型, 并应符合下列要求:
i. 扭转不规则时, 应计及扭转影响, 且楼层竖向构件最大的弹性水平位移和层间位移分别不宜大于楼层两端弹性水平位移和层间位移平均值的1.5倍;
ii. 凹凸不规则或楼板局部不连续时, 应采用符合楼板平面内实际刚度变化的计算模型, 当平面不对称时尚应计及扭转影响
2. 平面规则而竖向不规则的建筑结构, 应采用空间结构计算模型, 其薄弱层的地震剪力应乘以1.15的增大系数, 应按本规范有关规定进行弹塑性变形分析, 并应符合下列要求:
i. 竖向抗侧力构件不连续时, 该构件传递给水平转换构件的地震内力应乘以1.25～1.5的增大系数;
ii. 楼层承载力突变时, 薄弱层抗侧力结构的受剪承载力不应小于相邻上一楼层的65%。
3. 平面不规则且竖向不规则的建筑结构, 应同时符合本条1、 2款的要求。
(3)变形缝的考虑
由第一部分的的建筑设计可知, 该建筑的平面、 立面均规则、 对称, 并具有较好的整体性。建筑物的长度为63.5米。据《混凝土结构规范》, 应增设伸缩缝。但考虑其混凝土浇注采用后浇带的分段施工, 故伸缩缝的最大间距可增大, 可不设伸缩缝, 采用后浇带施工法。
1.2.2结构体系、 抗震等级、 设计使用年限
(1)结构体系的选取
考虑其建筑的功能要求, 该建筑为教学楼兼办公楼, 其中房间有大空间的教室、 资料室、 会议室, 且也有一些小空间的教室休息室、 值班室、 小办公室, 故其平面布置要求较灵活。再从经济的角度分析, 因建筑的层数为6层, 采用框架结构体系较为合理, 故本结构体系采用框架结构体系。建筑高度为22.5米, 满足《抗震规范》中现浇钢筋混凝土房屋8度设防区适用最大适用高度45米的限值。
(2)抗震等级
钢筋混凝土房屋可根据设防烈度, 结构类型和房屋的高度来采用不同的抗震等级, 并应符合相应的计算和构造措施的要求。丙类建筑, 抗震设防为8度的高度小于30米的框架结构的抗震等级为二级。
(3)设计使用年限
按建设单位的要求, 设计使用年限为50年。
1.2.3结构布置方案
(1)柱网和层高
结合建筑设计部分, 柱网采用小柱网(7.2米+3米+7.2米)´4.5米, 1~6层层高均为3.6米。
(2)楼板施工方案
为保证结构的整体性要求, 采用现浇整体式楼盖。
(3)框架承重方案
由柱网的开间和进深、 楼盖的施工方案可知, 其为纵横框架承重方案。
(4)其它
其为办公楼且设上人屋面, 建筑设有电梯间和楼梯间等附加层, 其层高为2.3m。为简化, 电梯机房设备的重量为50KN。外填充墙采用300mm厚的水泥空心砖砌筑, 内墙为240mm厚的粘土空心砖砌筑。门洞尺寸为0.9m×2.1m。窗为铝合金窗, 南墙窗洞为2.2m×4m、 北墙窗洞为2.2m×3m、 走廊和东西墙的窗洞分别为1.8m×2.2m、 2m×2m,底层走廊门洞尺寸为2m×2.9m,门厅门洞的尺寸为2个3.9m×3.1。混凝土强度的设计值: C35(fc=16.7N/mm2,ft=1.57N/mm2),C30(fc=14.3N/mm2,ft=1.43N/mm2)。
1.2.4结构构件的尺寸拟定
(1)现浇板的厚度
据经验: h≥L/50=1/50´4500mm=900mm,取100mm。
(2)框架梁截面尺寸
由挠度和裂缝宽度控制时, hb=(1/14~1/8)´L、 bb=(1/2~1/3)´hb
则横梁的截面尺寸:
hb=(1/14~1/8)´7200mm=515~900mm,取700mm。
bb=(1/3~1/2)´700mm=250~300mm,取300mm。
则横梁的截面尺寸为700mm´300mm。
同理: 纵梁的截面尺寸:
hb=(1/14~1/8)´4500mm=400~600mm,取500mm。
bb=(1/3~1/2)´500mm=200~300mm,取300mm。
则纵梁的截面尺寸为500mm´300mm。
走廊梁的截面选取:
据经验知:
mm
取=500mm,其中, 、 、 、 、 分别为走道梁的截面高度、 边横梁的截面高度、 走道梁的计算跨度、 边横梁的计算跨度。
(3)框架柱截面尺寸
根据轴压比限值公式初步估计截面的尺寸:
(二级框架), 各层的重力荷载可近似取14KN/m2。
由平面布置可知, 最大的负载面积为5.1m×4.5m
则
柱的横截面为正方形时, 截面的为460mm,综合其它因素
底层柱截面取600mm×600mm、 其它层为500mm×500mm。
梁、 柱截面尺寸及混凝土强度等级如下:
表 1 梁、 柱截面尺寸(mm)及混凝土强度等级
层次
混泥土强度等级
横梁(b×h)
纵梁(b×h)
柱(b×h)
边横梁
走道梁
2～6
C30
300×700
300×500
300×500
500×500
1
C35
300×700
300×500
300×500
600×600

1.2.5框架计算简图(横向)
据经验可知:
, 取1.6m.。
,取1m。
则室外地面到基础顶