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1、 第1章 建筑设计 1.1 平面设计 建筑设计是在一定思想和方法指导下，依据各种条件，运用科学技术知识和美学规律，通过分析、综合和创作，正确处理各种要求之间的相互关系，为创造良好的空间环境提供方案和建筑蓝图的一种创作活动。 建筑平面设计，主要从房间内部的使用要求和技术经济条件考虑，同时从室内空间处理等美观要求。图书馆大多采用大格局大空间，必须满足文献资料的采集、加工、利用和安全防护等功能要求，并为读者、工作人员创造良好的环境和工作条件。 1.1.1 房间布置 阅览空间的布局既要求平面紧凑，又应保持各个
2、阅览室的独立使用和单独管理，而且要求有足够的采光和通风。 1.1.2 楼梯布置 楼梯是房屋的垂直交通空间，是建筑内上下层间的交通疏散设施。主楼梯分别设在大门的左右两边，便于人流分散，其他辅助楼梯和防火楼梯四处分布。据建筑设计资料，疏散楼梯门净宽不应小于0.9，楼梯宜有天然采光，且不影响疏散的突出物，底层疏散外门，疏散楼梯和走道的宽度指标及安全疏散距离见建筑设计资料。 1.1.3 屋顶排水设计 屋面采用柔性防水，划分适当防水沟、坡、排水沟组织排水区。每一跟落水管的屋面最大汇水面积不宜超过200㎡。落水管的位置在实面墙处，其间距一般在18米内，最大间距宜不超过24。进深超过12的平屋面不宜
3、采用单坡排水。（注：雨水口间距9，本设计采用女儿墙外排水。） 1.2 立面设计 建筑立面是由门窗、墙柱、阳台、遮阳板、雨棚、檐口、勒脚、花饰等部件组成。立面设计就是恰当地确定这些部件的尺寸大小，比例关系，材料色彩等。通过形的变换，面的虚实对比，线条的方向变化等，求得外形的统一与变化，内部空间与外形的协调统一。 1.2.1立面的比例与尺寸 立面的比例尺寸是与建筑功能，材料性能和结构类型紧密相关。 1.2.2立面的虚实与凸凹变化 建筑立面中的“虚”的部分是指窗、空廊、凹廊、漏空花饰等，给人以轻巧、通透的感觉；“实”的部分主要是指墙、柱、屋面、楼板等，给人以厚重的感觉。
4、以虚为主，虚多实少的处理手法能获得轻巧、开朗的效果。以实为主，实多虚少能产生稳定、庄严、雄伟的效果。 1.2.3立面的线条组织 任何线条本身都具有一种特殊的表现力和多种造型的功能，不同的线条组织可产生不同的感官效果。 1.3 剖面设计 建筑剖面直接表达了不同的建筑空间尺度关系，其位置应选择在能反映出房屋内部构造比较复杂与典型的部位，并应通过门窗洞的位置，若为多层房屋，应选择在楼梯间或层数不同，层高不同的部分。 第2章 结构设计 2.1 设计资料 2.1.1 建
5、筑物的建设地点：哈尔滨市 2.1.2 设计条件 （1）基本风压： 0.45 （2）基本雪压： 0.40 （3）最大冻土深度： 2.00 （4）室外采暖计算温度：-29C （5）抗震设防烈度： 7度，近震 （6）城市主导风向： 西南 （7）场地比较平坦，稳定地下水为3.8，对砖无侵蚀，地基图分层及主要力学指标见附图。 2.2 板的设计与计算 板按考虑塑性内力重分布方法计算： 板的厚度按构造要求取h=100mm>，次梁截面高度取截面宽度取。 板的尺寸及支承情况如图2-1所示
6、 2.2.1 荷载计算 恒荷载标准值： 20mm水泥沙浆面层 100mm钢筋混凝土板 20mm 混合沙浆顶棚抹灰 活荷载标准值 恒荷载设计值 活荷载设计值 合计 2.2.2 内力计算 计算跨度： 边跨 中间跨
7、 跨度差 说明可按等跨连续计算内力， 取板宽作为计算单元。 2.2.3 截面承载力计算 各截面的配筋计算见表2-1，2-2： 表2-1连续板各截面弯矩计算 截面 端支座 边跨跨中 中间支座 弯矩计算系数 表2-2 板的配筋计算 板带位置 边区板带 中间区板带 板带部位截面 端支座 边跨跨中 中间支座 端支座 边跨跨中 中间支座 -3.51 4.01 -3.93 -3.51 4.01 3.14 0.046 0.053 0.052 0.052
8、 0.053 0.041 0.976 0.972 0.974 0.976 0.972 0.979 213 245 242 213 245 191 选配钢筋 8@150 8@150 8@150 8@150 8@150 8@150 实配面积 335 335 335 335 335 335 中间区板带轴线间其个内区格板的四周与梁整体连接，故各跨跨中和中间支座考虑板的内拱作用，其计算弯矩降低。 2.3 次梁计算 次梁按塑性内力重分布计算 取主梁，次梁有关尺寸及支承见图2-2： 2.3.1 荷载计算 恒荷设计值：
9、 由板传来 次梁自重 梁侧抹灰 合计 活载设计值: 由板传来 2.3.2 内力计算 计算跨度： 边 跨： 中间跨： 跨度差： ，所以按连续梁计算内力， 计算简图如图2-3，表2-3
10、表2-4所示： 表2-3 次梁弯矩计算 截面 端支座 边跨跨中 离端第二支座 离端第二跨跨中，中间跨跨中 中间支座 弯矩计算系数 表2-4次梁剪力计算 截面 端支座内侧 离端第二支座左端 离端第二支座右端 中间支座左，右侧 剪力计算系数 0.5 0.55 0.55 0.55 104.07 114.48 114.48
11、114.48 2.3.3 截面承载力计算 次梁跨中截面按T型截面计算其翼缘计算宽度为： 边跨 离端第二跨，中间跨： 梁高： 翼缘厚： 判别T截面类型： 故各跨中截面均属于第一类T型截面，支座截面按矩形截面计算，离端第二支座按布置两排纵筋考虑，取，中间支座按布置一排纵筋考虑。次梁正截面及斜截面承载力计算见表2-5，表2-6： 表2-5次梁正截面承载力计算 截面 端支座 边 跨 跨 中 离端第二 支座 离端第二跨跨中，中间跨跨中 中间支座 -65.1 111.54 -137.19 94.32 107.7
12、9 0.13 0.22 0.30 0.18 0.21 0.93 0.876 0.817 0.9 0.88 mm2 502 913 1272 751 878 选配钢筋 实配面积 509 1017 1272 1017 1017 表2-6次梁斜截面承载力计算表 截面 端支座内侧 离端第二支座 左，右侧 中间支座 左右侧 104.07 114.48 114.48 选用钢筋 101 101 10
13、1 824 459 553 实配钢筋间距 100 100 100 同理计算板B2的配筋见表2-7；次粱的计算见表2-8，2-9所示： 表2-7 板的配筋计算 板带位置 边区板带 中间区板带 板带部位截面 端支座 边跨跨中 离端 第二 支座 离端第二跨跨中， 中间跨跨中 中间支座 端 支 座 边跨跨中 离端第二支座 离端第二跨跨中， 中间跨跨中 中间支座 选配钢筋 8@ 100 8@ 100 8@ 100 8@ 100 8@ 100 8@ 100 8@ 10
14、0 8@ 100 8@ 100 8@ 100 实配面积 503 503 503 503 503 503 503 503 503 503 表2-8 次梁正截面承载力计算 截面 端支座 边 跨 跨 中 离端第二 支座 离端第二跨跨中，中间跨跨中 中间支座 选配钢筋 表2-9 次梁斜截面承载力计算表 截面 端支座内侧 离端第二支座 左，右侧 中间支座 左右侧 选用钢筋 实配钢筋间距 100 100 100 2.4 框架计算 2.4.1 计算单元见图2-4： 图2
15、4 2.4.2 框架几何尺寸 (1) 梁: , mm,mm；为了保证 框架柱的延性，防止出现短柱，柱的轴压比不宜大于0.9，估算取柱: 支撑楼梯的柱尺寸取 (2) 梁的跨度: 取柱的轴线间的距离 底层柱高: ；其他层柱高: 2.4.3 框架计算简图（按弹性方案设计） 相对线刚度计算如图2-5所示: 或 或 2.4.4弯距分配系数 A A B B B B C C D D D 2.4.5 荷载收集
16、 (1)屋面自重: 40厚混凝土保护层 SBS沥青卷材防水 20mm1：3水泥沙浆找平 250-30mm珍珠岩找坡 300珍珠岩保温 20mm1：3水泥沙浆找平 100mm混凝土板 20mm混合沙浆顶棚抹灰
17、 屋面活荷载标准值: 屋面荷载设计值: 次梁: 由板传来 次梁自重 梁侧抹灰 合计 2.4.6 恒荷载及内力分析 (1) 屋面恒荷载: 由次梁传来
18、 主梁自重 梁侧抹灰(折算集中荷载) 合计 走道板自重 (2) 一、二、三层楼面荷载: 由次梁传来 主梁自重 梁侧抹灰(折算集中荷载) 合计 走道板自重 q4=51.75KN/M
19、q3=q2=q1=29.175KN/M 图2-6 2.4.7 固端弯矩 顶层: 一、二、三层： 2.4.8 恒荷载作用下的内力图 恒荷载作用下框架弯矩、剪力图如图2-7所示 图2-7 恒荷载作用下框架弯矩、剪力图 2.5 活荷载内力分析 2.5.1 荷载计算 屋面活荷标准值
20、 二、三层楼面活荷标准值 一层楼面活荷标准值 2.5.2 柱子活荷载产生的轴力 由板传来： 屋面 A柱顶 B柱顶 2.42.57.5=45KN C柱顶
21、 D柱顶 2.43.75/27.5=33.75KN 二、三层楼面 A柱 B柱 C柱 D柱 一层楼面 A柱 B柱 C柱 D柱 2.5.3 固端弯矩 顶层:
22、 二、三层： M1=17.58 一层： 2.5.4 分层法内力分析 （1）荷载计算 活荷载作用下框架的内力分析采用分层法，计算结果见图，其中节点的分配系数值与恒荷载分析时有所不同，除底层以外其他各层线刚度均乘0.9的系数，楼层的弯矩传递系数为，底层为。 （2）相对线刚度计算：
23、 弯矩分配系数： A A B B B B C C D D D4 D 活荷载作用下的内力计算与分析及内力图如2-8，2-9，2-10，2-11所示 2.6 图书馆抗震设计 图书馆主体四层，报告厅一层，钢筋混凝土框架结构，陶粒混凝土填充墙，梁板柱均为现浇。柱网布置，建筑层高，剖面图简图见图。 柱面尺寸为500×500mm,柱混凝土采用C30,设防
24、烈度为7度近震,Ⅱ类场地土 2.6.1 恒荷载值计算 结构层： 楼梯： 次梁： 每层72根 框架梁： 每层92根 走道框架梁： 每层4根 底层： 外墙 内墙 窗 门 二层： 外墙 内墙 窗 门 三层：
25、 外墙 内墙 窗 门 顶层： 外墙 内墙 窗 门 女儿墙 恒荷载总和： 2.6.2 活荷载计算 二层： 三层： 顶层：
26、 2.6.3 重力荷载代表值 2.6.4 计算线刚度 2.6.5 求D值见表2-10，2-11： 表2-10 首层：： 构件 D= 边柱A(26) 1.11 0.514 84
27、49 219674 中柱B(22) 2.22 0.645 10602 233244 中柱C(4 ) 3.33 0.719 11818 47272 边柱D(14) 3.28 0.716 8076 113064 构件 D= 边柱A(26) 0.9 0.31 9795 254670 中柱B(22) 1.8 0.47 14851 326722 中柱C(4 ) 2.7 0.57 18011 72044 边柱D(14) 2.63 0.57 12358 173012 表2-11二～四层： 2.6.6 框架
28、顶点位移计算见表2-12 表2-12 层次 / 4 20510.69 20510.69 826448 0.0248 0.2541 3 17437.24 37948.93 826448 0.0459 0.2293 2 16519.96 54468.89 826448 0.0659 0.1834 1 17616.23 72085.12 613254 0.1175 0.1175 2.6.7 横向地震作用计算 地震作用按7度Ⅱ类地土考虑， 采用底部剪力法计算： 水平地震影响系数： 按规范规定当时需在顶部附加集中
29、力 取 各质点地震作用 各层地震作用见表2-13，2-14，2-15所示 ： 表2-13 层次 4 3.9 15.9 20510.69 326119.971 743178.69 1179.55 1509.08 3 3.9 12 17438.24 209258.88 756.98 2266.06 2 3.9 8.1 16519.96 133811.676 483.86 2749.92 1 4.2 4.2 17616.23 73988.166 268.81 3018.73 柱端弯矩
30、计算：M单位（KN.M） 边柱A： 表2-14 层次 柱高 层间剪力 4 3.9 17.89 1.1 0.405 41.51 28.26 3 3.9 26.86 1.1 0.45 57.61 47.14 2 3.9 32.59 1.1 0.5 63.55 63.55 1 4.2 41.59 0.9 0.65 61.14 113.54 中柱B.： 表2-15 层次 柱高 层间剪力 4
31、3.9 27.12 2.22 0.45 108.17 47.6 3 3.9 40.72 2.22 0.46 85.76 73.05 2 3.9 49.42 2.22 0.5 96.37 96.37 1 4.2 52.19 1.8 0.57 94.26 124.97 中柱C: 表2-16 层次 柱高 层间剪力 4 3.9 32.89 3.33 0.45 70.55 57.72 3 3.9 49.38 3.33 0.5 96.29 96.29 2 3.
32、9 59.93 3.33 0.5 116.87 116.87 1 4.2 58.17 2.7 0.55 94.26 134.37 边柱D: 表2-17 层次 柱高 层间剪力 4 3.9 22.57 3.28 0.45 48.41 39.61 3 3.9 33.88 3.28 0.5 66.07 66.07 2 3.9 41.12 3.28 0.5 80.19 80.19 1 4.2 39.75 2.63 0.55 75.13 91.82 柱端剪力计算 表2-18 层次
33、 AB跨粱端剪力 L（m） ME左（KN/M） ME右（KN/M） VE=（ME左+ME右）/L 4 7.5 41.51 54.085 12.746 3 7.5 85.87 66.68 20.34 2 7.5 110.69 84.71 26.05 1 7.5 124.69 95.315 29.334 层次 BC跨粱端剪力 L（m） ME左（KN/M） ME右（KN/M） VE=（ME左+ME右）/L 4 7.5 54.085 23.52 10.35 3 7.5 66.68 51.34 15.74 2 7.5
34、 84.71 71.05 20.77 1 7.5 95.315 75.6 22.79 层次 CO跨粱端剪力 L（m） ME左（KN/M） ME右（KN/M） VE=（ME左+ME右）/L 4 3.75 47.03 48.41 25.45 3 3.75 102.67 105.68 55.56 2 3.75 142.11 146.26 76.9 1 3.75 151.21 155.32 81.74 柱子轴力的计算 表2-19 A B C O 4
35、 12.746 2.396 15.1 25.45 3 33.086 6.996 54.92 81.01 2 59.136 12.276 111.05 157.91 1 88.47 18.82 170 239.65 地震作用下框架梁柱弯矩与剪力图如图2-12：（单位 ） 2.7 框架梁的配筋计算 2.7.1 梁的内力组合见下表2-20： 表：2-20 梁的内力组合表 杆件 截面 内力种类 恒荷 活荷 地震作用 抗震组合 自左向右 抗震组合 自右向左 梁 梁左 M -150.16 -6.25
36、 ±41.51 -129.98 -183.942 V 134.1 38.03 ±12.746 200 167.17 中 M 158.9 7.865 ±6.29 203.36 187.21 梁右 M -307.32 -14.965 ±4.085 -431.85 -377.76 V -294.01 -14.285 ±12.746 309.97 174.85 梁 梁左 M -142.78 -42.5 ±85.87 -85.205 -308.47 V 92.78 33.68 ±20.34 157
37、99 105.1 中 M 81.705 36.94 ±9.6 132.69 107.73 梁右 M -187.56 -71.12 ±66.68 -354.43 -181.06 V 104.72 41.32 ±20.34 176.9 124 梁 梁左 M -130.59 -42.5 ±110.69 -38.31 -326.105 V 91.15 33.68 ±26.05 163.45 95.723 中 M 87.805 36.94 ±12.99 144.42 110.64 梁右 M
38、 -187.56 -71.12 ±84.71 -377.87 -157.62 V 106.35 41.32 ±26.05 163.45 95.72 梁 梁左 M -119.49 -103.13 ±124.69 -80.3 -404.49 V 89.6 103.94 ±29.334 208.02 131.75 中 M 93.03 92.7 ±14.69 186.35 148.16 梁右 M -188.2 -179.57 ±95.315 -457.49 -209.67 V 72.1 83.56
39、 ±29.334 174.79 98.52 梁 梁左 M -294.01 -14.285 ±54.085 -254.21 -431.69 V 165.43 48 ±10.35 240.77 213.86 中 M 132.55 6.23 ±15.28 182.72 142.99 梁右 M -216.2 -10.58 ±23.52 -290.608 -235.21 V 144.69 42 ±10.35 212.28 185.37 梁 梁左 M -180.3 -68.36 ±66.68
40、 -88.66 -262.03 V 103.86 35.66 ±15.74 166.49 125.57 中 M 85.72 32.29 ±7.67 132.21 112.27 梁右 M -142.01 -54.56 ±51.34 -269.89 -136.41 V 93.64 39.34 ±15.74 156.43 115.5 梁 梁左 M -180.3 -68.36 ±84.71 -147.25 -367.5 V 103.86 35.66 ±20.77 173.03 119.03 中
41、M 85.72 32.29 ±6.83 131.12 113.36 梁右 M -142.01 -54.56 ±71.05 -295.51 -110.78 V 93.64 39.34 ±20.77 162.97 108.97 梁 梁左 M -181014 -173.35 ±95.315 -197.47 -445.29 V 104.17 87.92 ±22.79 207.38 148.13 中 M 86.055 82.9 ±9.86 165.824 140.188 梁右 M -140.51
42、 -129.61 ±75.6 -391.32 -194.76 V 93.33 99.59 ±22.79 201.37 142.12 梁 梁左 M -168.7 -8.66 ±47.03 -146.479 -268.78 V 140.54 47.07 ±25.45 230 163.8 中 M 3.87 0.78 ±0.35 5.57 4.66 梁右 M -5.5 -0.33 ±48.41 -69.731 56.14 V 53.52 20.43 ±25.45 109.57 43.4 梁
43、 梁左 M -92.13 -38.56 ±102.67 0.221 -267.163 V 76.5 34.47 ±55.56 184.71 40.25 中 M 0.01 5.33 ±1.5 5.16 1.26 梁右 M -10.42 -3.52 ±105.68 -152 122.77 V 32.9 21.78 ±22.56 124.78 -19.68 梁 梁左 M -92.13 -38.56 ±142.11 51.05 -318.435 V 77.32 34.
44、47 ±76.9 213.44 13.5 中 M 1.59 5.33 ±2.075 7.81 2.41 梁右 M -7.34 -3.52 ±146.26 -201.06 179.218 V 32.1 21.78 ±76.9 151.56 -48.38 梁 梁左 M -92.39 -77.65 ±151.21 39.12 -354 V 72.69 49.96 ±81.74 223.47 10.94 中 M 6.35 14.57 ±2.06 19.04 13.68 梁右 M -4
45、94 -4.23 ±155.32 -205.31 198.53 V 36.72 6.29 ±81.74 154.1 -58.42 (上表单位：弯矩 KN.M 剪力KN) 2.7.2 框架梁的正截面计算（见下表2-21，2-22，2-23，2-24） 表2-21 四层 截面 梁中 梁中 梁中 D 183.942 203.36 431.85 431.69 182.72 290.608 268.78 5.57 69.73 0.194 0.214 0.498 0.455 0.19
46、2 0.306 0.283 0.005 0.073 0.892 0.877 ξ >0.35 ξ>0.35 0.893 ξ >0.35 0.829 0.997 0.963 1217 1368 567 3512 566 3511 1207 2109 1913 133 427 实配钢筋 3Φ25 3Φ25 7 Φ 25 2Φ25 7Φ25 2Φ25 3Φ25 4Φ25 2Φ25 4Φ25 2Φ25 2Φ25 表2-22 三层 截面 梁中 梁中
47、 梁中 D 308.47 132.69 354.43 262.03 132.21 269.89 267.16 5.16 152 0.356 0.14 0.409 0.276 0.139 0.284 0.281 0.005 0.16 ξ>0.35 0.924 ξ>0.35 0.834 0.925 0.827 0.831 0.997 0.913 2370 847 156 3001 1854 843 1925 1897 131 982 实配钢筋 5Φ25 2Φ25 2Φ25 2
48、Φ25 6Φ25 4Φ25 2Φ25 4Φ25 4Φ25 2Φ25 2Φ25 表2-23 二层 截面 梁中 梁中 梁中 D 326.1 144.4 377.87 367.5 131.1 295.51 318.43 7.81 210.1 0.376 0.152 0.436 0.424 0.138 0.341 0.367 0.01 0.212 ξ>0.35 0.917 ξ>0.35 ξ>0.35 0.925 ξ>0.35 ξ>0.35
49、0.995 0.875 2680 929 211 3156 142 3087 836 2230 2593 146 1349 实配钢筋 6Φ25 2Φ25 2Φ 25 2Φ25 7Φ25 2Φ25 6Φ 25 2Φ25 5Φ25 2Φ25 6Φ25 2Φ25 2Φ25 3Φ25 截面 梁中 梁中 梁中 D 404.49 186.35 457.34 445.29 165.8 391.32 354 19.04 205.3 0.466 0.196 0.52
50、7 0.513 0.175 0.451 0.408 0.02 0.216 ξ>0.35 0.89 ξ>0.35 ξ>0.35 0.903 ξ>0.35 ξ>0.35 0.99 0.878 387 3332 1235 736 3681 656 3601 1083 299 3244 153 2998 114 1380 实配钢筋 2 Φ25 7 Φ25 3Φ 25 8Φ25 2 Φ25 8Φ 25 2Φ25 3Φ25 7Φ 25 2Φ 25 6Φ25 2Φ25 2Φ 25 3Φ 25
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