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1、沈阳市英才小学综合教学楼建筑结构设计摘要本设计是沈阳市英才小学综合教学楼建筑结构设计。本设计采用钢筋混凝土框架 结构。柱网布置为4.5mS3 3 6 图2.1 底层平面图3 .结构设计3.1 结构设计说明3.1.1 设计依据1 .本设计是根据统一下发的09届土木工程专业毕业设计题目中综合教学楼组的毕 业设计任务书的具体要求进行设计的。2 .本设计的建筑结构工程君按国家现行各有关设计规范：建筑结构荷载规范、建 筑结构抗震规范、混凝土结构设计规范、中小学校建筑设计规范、建筑结构制图 标准、建筑结构设计手册、建筑地基基础设计规范等相关规定进行的。3.1.2 自然条件1 . 土质：00.92m为杂填土
2、； 0.922.23m为粘土，地基容许承载力特征为190Kpa； 2.234.50m为粉土，容许承载力特征值为200 Kpa, 4.50以上为粗砂，容许承载力特征 值为250 Kpa2 .最大冻结深度：1.2加。3工程相对标高0.000相（室内地坪）相当于绝对标高27.50m；相对地下水位-5.22m （最高），-6.12m （最低）。4 .本地区抗震设计烈度为七度。5 .本地区最高月平均气温24.6 V,极端历史高温39 V,本地区最低月平均气温 -14.8 r,极端历史高温-32 r。6 .风向：夏季主导风向为南风，冬季主导风向为西北风。7 .基本风压值：Wo=O.5O/m2 o8 .基本
3、雪压值：So=5kN/m。9 .据建设部下发最新文件楼顶不设置水箱，城市生活用管网水头为0.26mp“，足够 生活用水压，消防用水采用室外消防水池。10 .利用附近锅炉房的集中供暖，不再单独设置。3.1.3 设计荷载1 .屋面活荷载：qk=0.5kN/m2 o2 .教室活荷载：qk=2.0kN/m2 o3 .厕所活荷载：qk=2.0kN/m2 o4 .走廊、门厅、楼梯活荷载：qk =2.5kN/m2 03.1.4 一般说明1 .本设计采用钢筋混凝土框架结构，梁、板、柱、基础均现浇，采用纵横向框架承 重方式；2 .楼梯也是现场浇筑；3 .框架填充墙底层外墙采用普通灰砂砖，Mul5规格240/11
4、56/753加7,重度 8KN/m3 ；其它层采用水泥空心砖，MulO规格190” 190加*190”，重度10.3 欢/机3；女儿墙采用普通矿渣石专，11110规格240/115，”。53，加，重度18.5 KN/。3.1.5 各部分结构构件材料强度等级1 .梁、板混凝土强度等级采用C25；柱混凝土强度等级采用C30；2 .框架梁、柱纵向受力钢筋采用HRB335级热轧钢筋，梁、柱的箍筋和现浇板中 的受力钢筋均采用HPB300级热轧钢筋；3 .楼梯采用C25级混凝土、受力钢筋采用HPB335级钢筋，其他采用HPB300级 钢筋；4 .基础采用C20级混凝土，基础下铺100mm厚C15混凝土垫层
5、，其中受力筋采用 HPB335级钢筋；5 .梁受力钢筋接头采用焊接接头，柱采用电渣压力焊。3.1.6 结构抗震等级结构抗震等级为三级，根据建筑抗震设防分类，属乙类建筑，本设计中按7度抗震 设防。3.2结构设计与计算本建筑采用现浇整体钢筋混凝土框架结构，梁、板、柱、基础均为现场浇注。采用 纵横向的框架承重体系。一层内外墙荷载由基础梁承担，其它层内外墙直由框架梁承担。为满足抗震要求，做到强柱弱梁，强剪弱弯、强节点强锚固的原则，对承重的框架 的梁、柱、板按弹性理论计算与配筋，同时为了提高框架的延性，对梁的支座弯矩进行 T调幅。框架的内力计算中，对水平荷载及竖向荷载引起的内力分别采用D值法和弯矩二次
6、分配法进行计算。3.2.1 框架结构布置该建筑为办公楼，建筑平面布置灵活，有较大空间，设计成现浇整体式框架结构体 系，根据建筑使用功能和框架结构体系布置原则，采用如图3.1所示结构平面布置。图3.1柱网布置图3.2.2 估算板、梁、柱的截面尺寸.由经验公式和经验数据，初步确定板、梁、柱的截面尺寸如下：3.2.3 板的厚度h的确定由经验公式h=l/50xL=l/50x6000=120mm；又根据最小厚度不小于80mm要求, 又结合工程实际，取h=120nw?。3.2.4 梁的截面尺寸1 .框架横梁的截面高h的确定h=(l/8-l/12)L= (1/81/12)x6000=750500卯”，取 h
7、=600m/n 1 /4/ = 1500mm,满足要求。2 .框架横梁截面高h的确定h=（l/81/12）L= （1/81/12）x2700=337.5225mm,取 h=400mm；3 .框架纵梁（边）截面高h的确定h=（l/12l/15）L= （1/121/15）x4500=300375mm,考虑窗高及窗台高度等综 合因素，取h=400 mm ；4 .框架纵梁（中）截面高h的确定；取h=400mz;5 .梁截面宽 h=（l/21/3）L= （1/21/3）x600=300200m团，取 h=250,m。根据前面的估算和梁所在的位置的不同，确定梁的截而形状和尺寸如图3.2所示： 走道横地（中
8、）匕;框架纵梁（中）图3.2梁的截面形状和尺寸将所选梁截面尺寸（mm）及各层混凝土强度等级列于表3.1中。表3.1梁截面尺寸（mm）及各层混凝土强度等级层次混凝土 强度等级横梁（bxh）纵梁（bxh）框架横梁走道横梁边纵梁内纵梁15C25250x600 （中）250x600* （边）250x400 （中）250x400* （边）250x600*250x400注：表中带*号的梁表示受拉区带翼缘的梁。3.2.5柱的截面尺寸确定由于框架结构抗震等级为三级，其轴压比 = 0.85； C25混凝土，=11.9kN/mm2各层的重力荷载代表值按经验数值，近似取14KN/m2；由图3/可知边柱及中柱负载面
9、积分别为 4.5 x 3.0和 4.5x4.35。则由A,.=里得柱截面面积为：,“ N 1.3xl4x4.5x3.0x4xl03 八一,n321.边柱：A = 91.76xl0 m/7?-pfc0.85x11.92,中柱：A,卫”比 = 133.06x103蕨力0.85x11.9如采用柱截面为正方形，则边柱和中柱截面尺寸分别为：b,=九.=V = 303mm和 364.8/wno根据上述计算结果并综合考虑其它因素，本设计中各层柱截面尺寸取值不变，均为 400mmx 400，满足抗震构造要求。3.3基本假定与计算简图3.3.1 基本假定1 .平面结构假定：该工程平面为正交布置，可认为每一方向的
10、水平力只由该方向 的抗侧力结构承担，垂直该方向的抗侧力结构不受力；2 .由于结构体型规整，结构在水平荷载作用下不计扭转的影响。在以上基本假定的前提下，将空间框架结构分解成纵向和横向两种平面体系，由于 时间关系，只进行横向框架内力计算和配筋计算，纵向框架按横向框架的计算结果配筋, 保证安全，但不经济。3.3.2 计算简图1 .取柱的形心线作为框架柱的轴线；2 .梁的形心线作为框架梁的轴线；3 .梁轴线取至板底，24层柱高度即为层高取为柱高，取为36”；底层柱高度从 基础顶面取至一层板底，即取力=3.6 + 0.6 + 0.2 = 4.4m ；4 .梁与柱、柱与基础节点为刚接。计算简图如图3.3所
11、示：图3.3框架结构计算简图3.4重力荷载计算3.4.1 屋面及楼面的恒荷载标准值（面荷载）1 .屋面荷载（不上人屋面，自上而下）20mm厚细石混凝土保护层SBS防水卷材20加1： 3的厚水泥砂浆找平层2%的水泥炉渣（找坡）最薄处20m20mm厚苯板100/77/77钢筋混凝土板20mm厚混合砂浆天棚抹底屋面恒荷载标准值：2 .楼面10mm小瓷砖地面：1:3水泥砂浆找平层20mm100mm钢筋混凝土楼板20mm厚混合砂浆天棚抹灰0.020x22=0.44 kN/0.05 kN/m20.020x20=0.4 kN/最厚处 170mm0.17x14=2.38 kN/m20.5 kN/m20.10x
12、25=2.50.020x17=0.34X gk =6.61 KN/m20.55 KN /m20.020x20 = 0.4 KN/m20.100x25 = 2.5 kn /m20.020 x 17 = 0.34KN/m2屋面恒荷载标准值:Z gk =3.79KN/m23.屋面及各层楼面恒荷载标准值总重各层楼梯恒荷载标准值，按楼面恒荷载标准值的1.2倍计算。屋面及各层楼面恒荷载标准值屋面恒载：6.61 x 14.7x49.5=4809.77楼面恒载:3.79x14.7x49.5=2757.793表3.2各层屋、楼盖恒荷载标准值汇总表层数4321标准值（kN）4809.772757.792757.7
13、92757.793.4.2屋面及楼面活荷载标准值（面荷载）1 .屋面（不上人）屋面荷载为0.5kN/；雪荷载为0.5kN/；取二者之中较大者取屋面活荷载：qk =0.5KN/m2 o教室厕所活荷载为Z.OkN/n?；走廊、楼梯活荷载为2.5枚/小；2 .屋面及各层楼面的活荷载标准值总重：屋面：0.5x49.5x 14.7=363.83 kN楼面活荷载：2x49.5x14.7=1455.3 kN3 .屋、楼盖活荷载的折减根据建筑结构荷载规范活荷载按楼层的折减系数，将折减后屋盖、各层楼盖的 活荷载自重汇总列表3.3所示。表3.3各层屋、楼盖活荷载标准值汇总表层次4321标准值363.83x0.71
14、455.3x0.851455.3x0.851455.3x1(KN)=254.681=1237.005=1237.005=1455.33.4.3 各层柱荷载汇总各层柱的截面尺寸均为400mmx4QQmm；各层柱的自重线荷载标准值为：0.4x0.4x25=4kN/m。层次截面 mm2线荷载(kN/m)柱高(m)根数每根重(kN)总重(kN)24400x40043.6464x3.6=14.4662.41400x40044.4464x4.4=17.6809.63.4.4 各层梁.柱自重标准值汇总层次梁柱类型b(m)h(m)YpgLinGiZGi2-4框架横梁0.250.6251.054.3665.56
15、22534.052006.88框架边纵梁0.250.6251.054.5234.122407.97框架内纵梁0.250.4251.052.9114.122262.57走道横梁0.250.4251.052.9112.31173.65柱0.40.4251.14.43.646728.641框架横梁0.250.6251.054.3665.5622534.052168.8框架边纵梁0.250.6251.054.5234.122407.97框架内纵梁0.250.4251.052.9114.122262.57走道横梁0.250.4251.052.9112.31173.65柱0.40.4251.14.44.4
16、46890.56列表计算，并将计算结果汇总列于表3.6中。表3.6各层门窗自重汇总表层次门窗编号截面面荷载数量每扇重(kN )总 重(kN )E门窗G2TMl1.0x2.40.2120.4805.76136.584M21.5x2.40.250.723.6M31.8x2.40.210.8640.864Cl3.6x2.10.45203.468.04C21.8xl.O0.45120.819.72玻璃幕墙9x3.61.548.61Ml1.0x2.40.2120.4805.7691.584M21.5x2.40.2100.727.2M31.8x2.40.210.8640.864Cl3.6x210.4520
17、3.4068.04C61.8x1.00.45120.819.723.4.6 各层墙体自重汇总1. 女儿墙女儿墙高度为500，.，采用240x115x53的普通矿渣砖,比重为18.5用/疝,双面 抹灰，其单位面积荷载标准值计算如下：墙体自重：0.24xl8.5 = 4.44KN/m2抹灰重：2x0.020x20 = 0.8KN/m2计：5.24KN/m2墙体面积为：0.5x49.5x2=49.5 m22. 25层墙体(1)外纵墙、外横墙计算均采用370mm厚水泥空心砖，比重为10.3 kN I ,双面抹灰，其单位面积荷载标 准值如下：墙体自重：0.37x 10.3 = 3.81 IKN/n?抹灰
18、重：2 x 0.020 x 20 = 0.800KN/m2计：A.6WKN/m2外墙面面积为：49.5x3.6+40.5x3.6+14.7x3.6x2-18x3.6x2.1-2xl.8xl.0=290.16/n2(2)内横墙计算：均采用240/h/m厚水泥空心石专，重度为10.3 kNnF ,两面抹灰，其单位面积荷载标 准值计算如下：墙体自重：0.24x10.3 = 2.472KN/m2抹灰重：2 x 0.020 x 20 = 0.800KN/m2计：3.272KN/m2内横墙面面积为：12x6.0x (3.6-0,6) =216/(3)内纵墙计算：均采用240nl机厚水泥空心砖，重度为10.
19、3kNI而，两面抹灰，其单位面积荷载标 准值同内横墙。内纵墙面积为：(3.6-0.5)x2x(49.5-9)-12x L0x2.4-5xl.5x2.4-2.4x 1.8x 1=199.98 m23. 一层墙体计算(1)外纵墙、外横墙计算均采用370mm厚灰砂砖，比重为18kN/n?,双面抹灰，其单位面积荷载标准值如 下：墙体自重：0.37xl8 = 6.660/m2抹灰重：2x0.020x20 = 0.800kN/m2计：lA60KN/m2外墙面面积为：2x(4.4-0.6)x49.5+14.7x (4.4-0.6) x2-5x 1.5x2.4-2x 1.8x1.0-18x3.6x2.1 =3
20、30.24m2(2)内横墙计算均采用240加厚水泥空心砖，比重为103 kN/m3 ,双面抹灰，其单位面积荷载标 准值如下：墙体自重：0.24x10.3 = 2.472kN/m2抹灰重：2x0.020x20 = 0.800kN/m2计：3272KN Im内横墙面面积为：12x6.0x (4.4-0.6) =273.6m2内纵墙面面积为：2x(4.4-0.6) x(49.5-9)-12x 1.0x2.4-5x 1,5x2.4-1.8x2.4=256.68 m2各层墙体自重标准值汇总表3.7各层墙体自重标准值汇总表层次墙体墙厚（mm）面积（川）面荷载(kN/n/2)重量伙N）女儿墙24049.55.24259.382-4外墙370290.164.6111337.93内横墙2402163.272706.75内纵墙240199.983.272654.33玻璃幕墙97.21.5145.8ZG =3104.191外墙370330.247.462463.59内横墙240273.63.272895.22内纵墙240256.683.272839.86ZG =4198.673.4.7 各层恒荷载标准值汇总表3.8各层恒荷载标准值汇总表（单位：kN）构件 层次屋、楼盖重柱重框架梁重墙重门、窗重女儿墙重44809.7728.641278.2431