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1、52二 结构设计2.1 结构选型和布置2.1.1 结构选型 根据图书馆使用要求，为使建筑平面布置灵活，获得较大使用空间，本结构设计采用钢筋混凝土框架结构体系。2.1.2 结构布置 根据建筑功能要求建筑物可用的占地平面地形，横向尺寸较短，纵向尺寸较长，故采用横向框架承重方案，具体布置详见图1，施工方案采用梁、板、柱整体现浇方案。楼盖方案采用整体式肋形梁板结构，电梯井采用钢筋混凝土筒体。楼梯采用整体现浇板式楼梯，基础采用柱下独立基础。2.1.3 初估截面尺寸1) 根据本项目房屋的结构类型，抗震设防烈度和房屋的高度查表得本建筑的抗震等级为二级，楼盖、屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚度取为100m
2、m各层梁柱板混凝土等级均为C30，纵向受力钢筋采用HRB400级钢筋，其余钢筋采用HPB235级钢筋。 根据平面布置确定的结构平面布置图可知，边柱及中柱的承载范围分别为8.0 m4 m和8.0 m8.0 m 。估算结构构件尺寸时，楼面荷载近似取为10 kN/计算。2) 梁截面尺寸估算依据。框架结构的主梁截面高度及宽度可由下式确定： 且200mm,其中横梁跨度： ，纵梁 。由此估算的梁截面尺寸如下：横向主框架梁：纵向框架梁： 次梁：3) 柱截面尺寸估算依据。柱的轴压比应小于轴压比限值的要求： C30混凝土：=14.3 , =1.43 ,求得：上式中的1.2为荷载分项系数，11表示底层柱承受其上十
3、一层的荷载。N按底层中柱的负荷载面积考虑。取柱截面为正方形，则柱截面边长为941.按实际情况，并综合考虑其他因素，本设计柱截面尺寸为950mm950mm。纵向受拉钢筋抗震锚固长度，梁内钢筋伸至柱内长度，故柱子截面满足此抗震构造要求。2.2 框架计算简图2.2.1 计算简图说明 本设计基础选用柱下独立基础，基础顶面标高为-4.800（地下室地坪以下为0.600 ）。框架计算单元人图1 所示，取轴上的一榀框架计算，假定框架柱嵌固于基础顶面，框架梁与柱刚接。由于各层柱截面尺寸不变，故梁跨度等于柱截面形心轴线之间的距离。地下室柱高从基础顶面算至底层楼面，地下室高为4.2，故地下室柱计算高度为4.8，其
4、余各层柱计算高度为层高，即层高为4.0。2.2.2 框架梁柱截面特征 由构件的几何尺寸、截面尺寸和材料强度，利用结构力学有关截面惯性矩及线刚度的概念计算梁柱截面的特性，如表1及表2所示。2.2.3 框架梁柱线刚度计算 1. 柱子计算地下室柱子：110层柱： 2. 梁计算轴梁为中框架梁，=2,各层梁截面均相同。 3. 相对线刚度计算 令一至十层柱子线刚度为1.0，则其余各杆件的相对线刚度为：地下室柱子：中框梁：边框梁：根据以上计算结果，框架梁柱的相对线刚度如图2所示，是计算各节点杆端弯矩分配系数的依据。考虑整体现浇板结构中，板对梁的有利作用，对中框架取=2，对边框架取=1.5，为矩形截面框架梁的
5、惯性矩。 表1 梁截面的特性计算表中框架梁层数混凝土强度梁编号截面宽b/mm截面高h/mm梁跨L/mm砼弹性模量截面惯性矩线刚度相对线刚度-110C30CD跨3007008000300000.13C30DE跨3007008000300000.13C30EF跨3007008000300000.13边框架梁层数混凝土强度梁编号截面宽b/mm截面高h/mm梁跨L/mm砼弹性模量截面惯性矩线刚度相对线刚度-110C30CD跨3007008000300000.10C30DE跨3007008000300000.10C30EF跨3007008000300000.10 表 2 柱截面的特性计算表层数混凝土强度
6、柱轴号截面宽b/mm截面高h/mm柱高L/mm砼弹性模量截面惯性矩线刚度相对线刚度-1C30CDEF9509504800300000.83110C30CDEF9509504000300001.00 注： 括号内为边框架相对线刚度，括号外为中框架相对线刚度图2 框架梁柱相对线刚度2.3 荷载计算 荷载计算是结构计算中非常重要的基础数据计算。不能漏算荷载，也不能多计算荷载。要使荷载计算准确无误，关键应把握荷载的正确传力路径和荷载的正确取值。荷载的传递路径直接与结构布置相关，有什么样的结构布置就有什么样的荷载传递方式；荷载的正确取值又分恒载和活载的取值。此外还应特别注意的是若考虑功能分隔可以灵活布置
7、的隔墙或考虑二次装修荷载，设计之初隔墙或装修位置不确定时，可以将非固定的隔墙的自重取每延米墙重（）的1/3作为楼面活荷载的附加值（）计入，附加值不小于1.0。2.3.1恒载标准值计算.上人屋面恒载：隔热层： 保护层：40厚C20细石混凝土 防水层：SBS（3+3）改性沥青防水卷材 .找平层：1：3水泥砂浆20厚 找坡层：最薄处厚C20细石混凝土 结构层：100厚现浇钢筋混凝土板 板底抹灰：10 合计： .楼面恒载：瓷砖地面（包括水泥粗沙打底）： 现浇钢筋混凝土板：100厚 V型轻钢龙骨吊顶： 合计： 3. 梁自重主梁： 次梁：主梁自重： 次两自重： 4. 基础梁梁自重： 5. 柱自重KZ1：K
8、Z1柱自重： 抹灰层：10厚混合砂浆： 合计： 23.21 6. 墙自重（1） 外纵墙自重（加气混凝土砌块）12层：纵墙：铝合金窗： 外墙面贴瓷砖：内墙面20厚抹灰： 合计： 4.29310层：纵墙：铝合金窗： 外墙面贴瓷砖：内墙面20厚抹灰： 合计： 3.59 （2） 内纵墙自重及内横墙自重（只考虑位置固定的纵横墙体）纵（横）墙： 抹灰20厚（两侧）： 合计： 7.12 （3） 女儿墙自重墙重及压顶重： 外贴瓷砖： 水泥粉刷内面： 合计： 2.742.3.2 活载标准值计算 1. 屋面及楼面活载查得上人屋面为 2.0；阅览室 2.5，书库5.0 2. 屋面雪荷载标准值屋面雪荷载与活载不同时考
9、虑，两者取较大值。 3. 风荷载（见表3） 表3 横向风荷载计算层次/m/H女儿墙顶41.651.31.151.452 0.350.760 6.078 1.21040.451.0001.31.141.4560.350.7556.0421.24.019.334936.450.9021.31.081.4160.350.6965.5674.04.022.266832.450.8021.31.031.3750.350.6445.1554.04.020.621728.450.7031.30.981.3470.350.6014.8054.04.019.220624.450.6041.30.911.2620
10、.350.5234.1804.04.016.721520.450.5061.30.851.2350.350.4783.8214.04.015.284416.450.4071.30.771.1880.350.4163.3304.04.013.319312.450.3081.30.741.1250.350.3793.0304.04.012.12128.450.2091.30.741.0620.350.3582.8614.04.011.44214.450.1101.30.741.0180.350.3432.7424.04.010.968-10.450.0151.30.741.0140.350.3412.7314.00.456.0772.4 竖向荷载作用下框架受载总图 当结构布置图确定后，而在的传递路径就已经确定。本设计的结构布置图中可知，屋盖和楼盖布置的梁格将板划分为单项板
