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1、XX省XX市蓝天中学教学楼结构设计第1章 设计概况1.1建设项目名称XX省XX市蓝天中学教学楼设计。1.2建设地点XX市主干道旁。1.3工程概况发改委批文建筑面积为6000 m2允许偏差10%；总投资900万元；主体五层,结构形式为框架结构；底层高3.9m,其余层高3.6m,室内外高差0.45m。1.4设计条件1工程地质情况a、自然地表0.5米内为素填土,填土下层为4米厚粉质粘土,再下层为泥质粉砂岩。粉质粘土地基承载力特征值240kN/m2,泥质粉砂岩层地基承载力特征值22003500kN/m2,类场地土。b、地下水位：地表以下5米,无侵蚀性。2地震设计烈度： 7度设防,设计基本地震加速度值为
2、0.10g,设计地震分组分组为第一组。3荷载：基本雪压S0=0.55kN/m2,基本风压W0=0.40kN/m2,楼面活荷载2.0kN/m2；屋面活载2.0kN/m2。5材料强度等级：砼等级C30,横向受力主筋HRB335级,箍筋HPB235级；6屋面做法 高聚物改性沥青卷材防水屋面详见 中南98ZJ0017楼面做法 水磨石楼面详见 中南98ZJ0018墙体 混凝土空心小砌块第2章 结构布置及梁柱截面初估2.1 结构体系选型采用钢筋混凝土现浇框架结构纵横向承重框架体系。2.2 结构平面布置结构布置及一榀计算框架的选取位置如图2.1所示：图2.1 首层结构平面布置图2.3 初估梁柱截面尺寸2.3
3、.1 计算框架梁截面尺寸估算由混凝土结构设计1 知,梁宽不小于200mm,梁高不大于4倍梁宽,梁净垮不小于4倍梁高。一般情况下,框架梁的截面尺寸可按下列公式估算： 2.1 2.2式中： -梁的计算跨度；-梁的截面高度；-梁的截面宽度。据此：框架梁：纵梁取300mm500mm,横梁取300mm700mm。框架梁均选用C30混凝土；详见图2.1。2.3.2 计算框架柱截面尺寸估算根据规范,柱截面宽b不小于300mm,柱净高与截面高度之比不宜小于4。框架柱的截面尺寸可按下列公式估算： 同时满足、 2.3 2.4式中: 第层层高；柱的截面宽度；柱的截面高度；l0柱计算长度。抗震设计中柱截面尺寸主要受柱
4、轴压比限值的控制,如以表示柱轴压比的限值,则柱截面尺寸可用如下经验公式粗略确定：2.5式中；A柱横截面面积,m2,取方形时边长为a；n验算截面以上楼层层数；F验算柱的负荷面积,可根据柱网尺寸确定,m2；fc混凝土轴心抗压强度设计值；框架柱最大轴压比限值,一级框架取0.7,二级框架取0.8,三级框架取0.9。地震及中、边柱的相关调整系数,7度中间柱取1、边柱取1.1,8度中间柱取1.1、边柱取1.2；G结构单位面积的重量,根据经验估算钢筋混凝土高层建筑约为1218kNm2。故：由上,框架柱均采用400500 mm2框架柱选用C30混凝土；详见图2.1。2.3.3 柱轴压比的初步验算柱轴压比应满足
5、：； 由高层建筑结构2知,三级框架柱压比限值为0.90中柱：；满足轴压比要求。第3章 框架计算简图及梁柱线刚度3.1 确定框架计算简图KJ-3框架的计算单元如图3.1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,基顶标高根据地质条件、室内外高差,定为-1.10m,二层楼面标高为3.90m,故底层柱高为5.00m。其余各层柱高从楼面算至上一层楼面即层高,故均为3.60m。由此可绘出框架的计算简图如图3.1所示。3.2 框架梁柱的线刚度计算对于中框架取左边跨梁：中跨梁：右边跨梁：底
6、层柱：其余各层柱：令,则其余各杆件的相对线刚度为：框架梁柱的相对线刚度如图3.1所示,作为计算各节点杆端弯矩分配系数的依据。图3.1 计算简图第4章 荷载计算4.1 恒荷载标准值计算1、屋面 屋面做法详见中南98ZJ001高聚物改性沥青卷材防水屋面上人,有保温层 结构层：120厚钢筋混凝土板 抹灰层：10厚混合砂浆 合计： 2、各层楼面 楼面做法详见中南98ZJ001,包括走廊楼面水磨石楼面 结构层：120厚钢筋混凝土板 抹灰层：10厚混合砂浆 合计： 3、横梁自重梁自重： 抹灰层： 合计： 纵梁自重：梁自重： 抹灰层： 合计： 基础梁：梁自重：4、柱自重柱自重： 抹灰层： 合计： 5、外纵墙
7、自重 砌体均采用混凝土空心小砌块,自重为。标准层：含窗墙： 瓷片： 粉刷： 合计： 底层：含窗墙：瓷片： 粉刷： 合计： 6、内纵墙自重 砌体均采用混凝土空心小砌块,自重为。标准层：含窗墙： 粉刷： 合计： 底层：含窗墙：粉刷： 合计： 4.2 活荷载标准值计算1、屋面和楼面活荷载标准值：根据建筑结构荷载规范1GB50009-2001查得：上人屋面： 不上人屋面： 走廊： 卫生间： 电梯机房： 教室： 会议室、多媒体教室： 2、雪荷载：屋面活荷载与雪荷载不同时考虑,两者中取大值。4.3 竖向荷载下框架受荷总图4.3.1 框架梁受荷计算板传至梁上的三角形或梯形荷载等效为均布荷载,荷载的传递示意图
8、见图4.1。故均按双向板计算。1、AB轴间框架梁1屋面板传荷载：恒载：活载：2楼面板传荷载：恒载：活载：梁自重：屋面梁荷载；AB轴间框架梁受均布荷载为：屋面梁 恒载=梁自重+板传荷载活载=板传荷载楼面梁 恒载=梁自重+板传荷载活载=板传荷载2、BC轴间框架梁屋面板传荷载：恒载：活载：楼面板传荷载：恒载：活载：梁自重：BC轴间框架梁受均布荷载为：屋面梁 恒载=梁自重+板传荷载活载=板传荷载楼面梁 恒载=梁自重+板传荷载活载=板传荷载3、CE轴间框架梁同AB轴4.3.2 框架柱受荷计算1、A轴框架柱纵向集中荷载顶层柱：女儿墙自重：做法：墙高1400m,100mm厚混凝土压顶顶层柱恒载=女儿墙自重+
9、梁自重+板传荷载顶层柱活载=板传荷载标准层柱：标准层柱恒载=墙自重+梁自重+板传荷载顶层柱活载=板传荷载基础顶面恒载=底层外纵墙自重+基础梁自重2、B轴框架柱纵向集中荷载顶层柱：顶层柱恒载=梁自重+板传荷载顶层柱活载=板传荷载标准层柱：标准层柱恒载=墙自重+梁自重+板传荷载标准层柱活载=板传荷载基础顶面恒载=底层内纵墙自重+基础梁自重3、C轴框架柱纵向集中荷载同B轴；4、E轴框架柱纵向集中荷载同A轴。框架在竖向荷载作用下的受荷总图如图4.2所示图中数值均为标准值图4.2 竖向受荷总图 / 4.4 横向风荷载计算由混凝土结构设计 3 查得：作用在屋面梁和楼面梁节点处的集中风荷载标准值： 4.1式
10、中 基本风压风压高度变化系数；风荷载体型系数；高度z处的风振系数；。下层层高；上层层高,对顶层为女儿墙高度的2倍；B-迎风面的宽度,B=3.6m。本工程为一般多层建筑,且房屋高度H30m,风振系数=1.0。1风荷载体型系数 风荷载高度系数本工程的地面地处城市中心地段,粗糙程度取C类。由高度和地面粗糙程度查表插值计算可得。计算如下表4.1：表4.1 集中风荷载标准值计算表层数离地高度518.751.221.00.80.43.63.04.65415.151.141.00.80.43.63.64.73311.551.041.00.80.43.63.64.3127.951.001.00.80.43.63.64.1514.351.001.00.80.44.353.64.58第5章 风荷载作用下的位移验算5.1 框架各柱的侧移刚度D的计算由混凝土结构设计3知： 5.1式中：柱抗侧移刚度修正系数。表5.1 横向25层D值的计算构件名称A/E轴柱0.50616257B/C轴柱0.65821141表5.2 横向底层D值的计算构件名称A/E轴柱0.69013609B/C轴柱0.796157005.2 风荷载作用下框架侧移验算水平荷载作用下框架的层间侧移可按下式计算： 5.2式中：第j层
