XXXXX大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計〔論文〕題目：住宅樓設(shè)計學(xué)院：土木工程學(xué)院專業(yè)：土木工程學(xué)號：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：職稱：二O一三年月日摘要本次畢業(yè)設(shè)計的課題為消防大隊住宅樓設(shè)計，采用現(xiàn)澆混凝土框架結(jié)構(gòu)體系。消防大隊住宅樓設(shè)計主要包括建筑設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工組織設(shè)計三大局部。對于建筑設(shè)計，基于給定的設(shè)計資料，對建筑造型進(jìn)行設(shè)計，對各功能區(qū)進(jìn)行分布和尺寸確定，運用AutoCAD軟件繪制出主平面圖、立面圖、剖面圖及局部詳圖。對于結(jié)構(gòu)設(shè)計，在參考相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及其他相關(guān)文獻(xiàn)的根底上，主要進(jìn)行電算和手算，并將兩者結(jié)果進(jìn)行比照。電算主要是對整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行計算分析，由PKPM軟件完成。手算主要對局部構(gòu)件進(jìn)行計算分析，其中進(jìn)行了一榀框架的計算、樓梯和根底的設(shè)計計算。在電算和手算的根底上，運用AutoCAD軟件進(jìn)行了施工圖的繪制。施工組織設(shè)計主要是對施工過程中的施工工藝、流程進(jìn)行設(shè)計，并繪制了施工橫道圖以及簡易的施工平面布置圖。關(guān)鍵詞：建筑設(shè)計，結(jié)構(gòu)設(shè)計，施工組織設(shè)計，PKPM，AutoCADAbstractTheworkforthisgradutaiondesignisarchitectural,structuralandconstructiondesignofthefirebrigaderesidentialbuildinginNanjing.Itissituconcreteframestructure.Thisgraduationcontainsthreemainpartswhicharearchitecturaldesign,structuraldesignandconstructiondesign.Thebuildingmodelhasbeendesignedandallroomshavebeenarrangedbasedonthegivendesignliteratures.Thedimensionhasbeendecided.Afterthat,plan,elevationandsectionaldrawingsanddetailstructuraldrawingshavebeenfinishedbyusingAutoCADsoftware.Forthesturcturaldesign,calculationbyPKPMsoftwareandhandhavebeendoneandtheresultshavebeencomparedonthebasisofthestandardsandothereferences.ElectircalcalculationismainlyforcomputingandanalyzingthewholestructurewhichisfinishedbyPKPMsoftware.However,handcalculationismainlyforanalyzingthecomponentsofthebuilding.Atypicalframeofthebuildinghavebeencalculatedincludingonestairandonefoundation.Inaddition,theconstructiondrawingshavebeendrawnbyAutoCADsoftwareaccordingtothePKPMcalculationresultsandhandcalculationresults.Constructiondesignmainlyfortheconstructionprocessesandproceduresdesignoftheconstructionprocess,anddrawaconstructionGanttchartandsimpleconstructionfloorplan.Keywords:structuraldesign,seismicdesign,constructiondesign,PKPM,AutoCAD目錄目錄1前言11緒論21.1概述21.2設(shè)計的研究意義及目的21.3設(shè)計的主要工作內(nèi)容21.4建筑設(shè)計21.5結(jié)構(gòu)設(shè)計31.6施工組織設(shè)計32建筑設(shè)計42.1設(shè)計理念42.2工程概況42.3設(shè)計資料42.3.1地質(zhì)氣象資料42.3.2抗震設(shè)防要求52.4建筑設(shè)計方案62.4.1平面設(shè)計62.4.2立面設(shè)計62.4.3剖面設(shè)計62.5樓、屋面做法62.5.1樓面做法62.5.2屋面做法72.6墻體做法72.7門窗做法72.8本章小結(jié)83結(jié)構(gòu)平面布置及構(gòu)件計算93.1概述93.2結(jié)構(gòu)平面布置圖93.3結(jié)構(gòu)材料選擇93.4設(shè)計參考標(biāo)準(zhǔn)93.5結(jié)構(gòu)布置方案103.5.1結(jié)構(gòu)體系選擇103.5.2結(jié)構(gòu)的水平及豎向布置103.5.3柱網(wǎng)布置及結(jié)構(gòu)承重方案選擇103.6主要構(gòu)件尺寸初步估算103.6.1框架梁的尺寸初步估算103.6.2框架柱的尺寸初步估算113.6.3板的尺寸初步估算123.7本章小結(jié)124結(jié)構(gòu)設(shè)計134.1概述134.2確定一品框架134.3荷載統(tǒng)計144.3.1屋面均布荷載144.3.2樓面均布荷載144.3.3梁荷載計算154.3.4柱荷載計算154.3.5墻荷載計算164.4橫向框架側(cè)移剛度計算164.4.1框架梁、柱的線剛度計算164.4.2橫向框架柱的側(cè)移剛度D值計算174.5豎向荷載作用下框架內(nèi)力計算184.5.1恒荷載計算184.5.2活荷載計算254.6恒荷載作用下框架內(nèi)力計算284.6.1恒荷載作用下梁的固端彎矩計算284.6.2恒荷載作用下框架的彎矩二次分配294.6.3恒荷載作用下梁的跨內(nèi)最大彎矩計算(kN·m)294.6.4恒荷載作用下梁剪力計算：304.6.5恒荷載作用下柱端剪力計算314.6.6恒荷載作用下柱的軸力計算324.6.7恒載作用內(nèi)力圖344.7活荷載作用下框架內(nèi)力計算364.7.1活荷載作用下梁的固端彎矩計算364.7.2活荷載作用下框架的彎矩二次分配364.7.3活荷載作用下梁的跨內(nèi)最大彎矩計算(kN·m)374.7.4活荷載作用下梁剪力計算：384.7.5活荷載作用下柱端剪力計算394.7.6活荷載作用下柱的軸力計算394.7.7活載作用內(nèi)力圖404.8風(fēng)荷載作用下框架內(nèi)力和變形計算424.8.1風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算424.8.2橫向框架在風(fēng)荷載作用下的位移計算444.8.3橫向框架在風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力計算454.8.4繪制內(nèi)力圖494.9水平地震作用下的內(nèi)力和變形計算504.9.1重力荷載代表值計算504.9.2水平地震作用計算534.9.3水平地震作用下橫向框架的內(nèi)力計算554.9.4繪制內(nèi)力圖584.10框架內(nèi)力組合584.10.1內(nèi)力換算和粱端負(fù)彎矩調(diào)幅584.10.2作用效應(yīng)組合594.11截面設(shè)計714.11.1框架梁非抗震截面設(shè)計714.11.2梁斜截面受剪承載力計算764.11.3框架柱的截面設(shè)計774.11.4框架柱斜截面受剪承載力計算784.12本章小結(jié)795樓梯構(gòu)件計算805.1概述805.2設(shè)計資料805.3梯段板設(shè)計805.3.1荷載計算805.3.2截面設(shè)計815.4平臺板設(shè)計825.4.1荷載計算825.4.2截面設(shè)計825.5平臺梁的設(shè)計835.5.1荷載計算835.5.2截面設(shè)計835.6梯段板設(shè)計845.3.1荷載計算845.3.2截面設(shè)計855.5本章小結(jié)856根底截面計算866.1概述866.2設(shè)計資料866.3計算過程866.3.1A柱柱下獨立根底計算過程876.4本章小結(jié)907結(jié)構(gòu)設(shè)計信息917.1PKPM軟件簡介917.2結(jié)構(gòu)設(shè)計總信息917.2.1總信息917.2.2風(fēng)荷載信息927.2.3地震信息927.2.4活荷載信息937.2.5調(diào)整信息947.2.6配筋信息947.2.7設(shè)計信息957.2.8荷載組合信息957.2.9各層的質(zhì)量、質(zhì)心坐標(biāo)信息967.2.10各層構(gòu)件數(shù)量、構(gòu)件材料和層高977.2.11風(fēng)荷載信息977.2.12各樓層信息977.2.13各層剛心、偏心率、相鄰層側(cè)移剛度比等計算信息987.2.14抗傾覆驗算結(jié)果1007.2.15結(jié)構(gòu)舒適性驗算結(jié)果(僅當(dāng)滿足標(biāo)準(zhǔn)適用條件時結(jié)果有效)1007.2.16結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定驗算結(jié)果1017.2.17樓層抗剪承載力、及承載力比值1017.3周期、地震力與振型輸出文件1017.3.1考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)時的振動周期(秒)、X,Y方向的平動系數(shù)、扭轉(zhuǎn)系數(shù)101僅考慮X向地震作用時的地震力102僅考慮Y向地震時的地震力1067.4結(jié)構(gòu)位移1107.4.1工況1：X方向地震作用下的樓層最大位移1107.4.2工況2：Y方向地震作用下的樓層最大位移1117.4.3工況3：X方向風(fēng)荷載作用下的樓層最大位移1117.4.4工況4：Y方向風(fēng)荷載作用下的樓層最大位移1117.4.5工況5：豎向恒載作用下的樓層最大位移1127.4.6工況6：豎向活載作用下的樓層最大位移1127.4.7工況7：X方向地震作用規(guī)定水平力下的樓層最大位移1137.4.8工況8：Y方向地震作用規(guī)定水平力下的樓層最大位移1137.5底層柱軸壓比1137.6風(fēng)荷載作用與地震作用下最大層間位移角曲線1147.7各層梁彈性撓度簡圖1157.8梁裂縫圖1167.9本章小結(jié)1178施工組織設(shè)計1188.1編制說明及依據(jù)1188.2工程概述1188.2.1工程概況1188.2.2施工條件1188.2.3施工特點1198.2.4工期1198.3施工部署1198.3.1工程施工目標(biāo)1198.3.2組織機(jī)構(gòu)1208.4施工方案1218.4.1主體結(jié)構(gòu)主要施工工藝1218.4.2根底施工1218.3.3主體工程施工1238.3.4裝修工程施工順序1248.3.5施工機(jī)械選擇1248.5工程材料1258.5.1材料供給1258.5.2材料控制1258.5.3材料準(zhǔn)備1268.6施工進(jìn)度方案及保證措施1268.6.1進(jìn)度安排1268.6.2進(jìn)度方案保證措施1278.6.3施工平面布置1288.7勞動力安排方案1298.8保證工程質(zhì)量降低工程本錢的措施1308.8.1保證工程質(zhì)量的措施1308.8.2降低本錢的措施1308.9文明平安施工措施1318.9.1現(xiàn)場文明施工措施1318.9.2現(xiàn)場平安施工措施1338.10本章小結(jié)133總結(jié)134致謝136參考文獻(xiàn)137前言畢業(yè)設(shè)計作為最后一個教學(xué)環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)我們綜合運用所學(xué)根底理論、根本知識、根本技能和專業(yè)知識的重要手段。本次設(shè)計使大學(xué)所學(xué)的知識和實踐很好地結(jié)合起來，提高了分析、解決工程實際問題的能力。本次設(shè)計內(nèi)容由三大局部組成，分別為建筑設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計以及施工組織設(shè)計，其中結(jié)構(gòu)設(shè)計是最重要的一個環(huán)節(jié)。建筑設(shè)計大體包括兩局部：一是確定建筑方案、進(jìn)行建筑功能分布設(shè)計；二是運用AutoCAD進(jìn)行建筑施工圖的繪制。結(jié)構(gòu)設(shè)計大體包括五局部：一是選取一榀框架計算其在豎向荷載、風(fēng)荷載以及水平地震作用下的內(nèi)力，并進(jìn)行組合；二是選取最不利內(nèi)力組合進(jìn)行梁和柱的配筋計算；三是根據(jù)地質(zhì)資料以及結(jié)構(gòu)特點進(jìn)行根底的計算；四是根據(jù)實際情況以及標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行樓梯的設(shè)計，計算并給出合理配筋；五是結(jié)合PKPM導(dǎo)出的配筋圖和手算配筋結(jié)果，利用AutoCAD繪制結(jié)構(gòu)施工圖。最后，將電算與手算結(jié)果進(jìn)行比擬。施工組織設(shè)計大體包括三局部：一是施工工藝以及流程確實定；二是工期安排和場地施工的安排；三是施工的質(zhì)量和本錢保證。此過程中，在指導(dǎo)老師和同學(xué)們的幫助下，經(jīng)過查閱資料、設(shè)計計算、繪制施工圖，穩(wěn)固了專業(yè)知識，加深了我對新標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程、手冊等相關(guān)內(nèi)容的理解，提高了綜合分析、解決問題的能力。在繪圖時熟練掌握了AutoCAD、PKPM等建筑軟件，這些都從不同方面到達(dá)了畢業(yè)設(shè)計的目的與要求，穩(wěn)固了所學(xué)知識。1緒論1.1概述本章將首先對建筑設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計作簡單介紹，后表達(dá)框架結(jié)構(gòu)的含義、優(yōu)點及國內(nèi)外框架結(jié)構(gòu)研究狀況。最后講述本畢業(yè)設(shè)計的研究意義、目的及主要工作內(nèi)容。1.2設(shè)計的研究意義及目的土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計是對學(xué)生所學(xué)課程進(jìn)行綜合訓(xùn)練的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是緊密聯(lián)系工程實踐，培養(yǎng)學(xué)生獨立工作能力的重要步驟，也是完成理論到實踐的過渡。通過查閱相關(guān)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，完成一個完整的畢業(yè)設(shè)計過程，使我對建筑設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計有系統(tǒng)的了解和掌握，對以前所學(xué)的專業(yè)知識進(jìn)行綜合性的復(fù)習(xí)和運用。通過本次設(shè)計，學(xué)會綜合運用所學(xué)過的根底理論和專業(yè)知識，以提高分析和解決工程實際問題的能力，熟悉工程設(shè)計的內(nèi)容和程序，為以后的工作打下良好根底。1.3設(shè)計的主要工作內(nèi)容本設(shè)計為五層混凝土框架住宅樓，主要進(jìn)行了建筑設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工組織設(shè)計。建筑設(shè)計主要是對住宅樓的平面、立面、剖面及細(xì)部構(gòu)造進(jìn)行設(shè)計。本住宅樓在結(jié)構(gòu)布置方案上采用橫向承重。手算一榀框架時，選一具有代表意義的框架進(jìn)行結(jié)構(gòu)計算，主要按以下步驟進(jìn)行〔1〕確定框架計算簡圖〔2〕荷載計算〔3〕豎向荷載作用下內(nèi)力計算〔4〕風(fēng)荷載作用下內(nèi)力計算〔5〕地震荷載作用下內(nèi)力計算〔6〕電算分析內(nèi)力。其中也進(jìn)行了根底設(shè)計與樓梯設(shè)計。同時采用PKPM軟件對框架住宅樓進(jìn)行電算，并放到任務(wù)書的最后，可以與手算結(jié)果進(jìn)行比照分析。用PKPM軟件導(dǎo)出框架住宅樓的結(jié)構(gòu)施工圖并在CAD中做出相關(guān)修改，使之符合標(biāo)準(zhǔn)要求。1.4建筑設(shè)計建筑設(shè)計指的是建筑在建造之前，設(shè)計者按照建筑任務(wù)，把施工方案、施工過程和使用過程中所存在的或可能發(fā)生的問題，事先做好通盤的設(shè)計與設(shè)想，并擬定好解決問題的方法、方案，用圖紙和文件表達(dá)出來。用于備料施工過程中的依據(jù)，以便整個過程得以在預(yù)計的投資限額范圍內(nèi)統(tǒng)一步調(diào)有序進(jìn)行，并使建成的建筑物充分滿足使用者和社會所期望的各種要求。建筑設(shè)計包括兩方面的內(nèi)容，即對建筑空間的研究及對構(gòu)成建筑空間的建筑物實體的研究。其程序一般可以分為方案階段、初步設(shè)計階段和施工圖設(shè)計階段。建筑設(shè)計除應(yīng)滿足相關(guān)的建筑標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)等要求之外，還應(yīng)滿足建筑功能的需求，符合所在地規(guī)劃開展的要求并有良好的視覺效果，采用合理的技術(shù)措施。具體步驟可以首先對建筑外觀、建筑面積、建筑高度、層高和室內(nèi)凈高進(jìn)行設(shè)計，然后對局部進(jìn)行設(shè)計，如地下室墻身、樓地面、頂棚、屋面、樓面、坡面及樓梯位置，消防要求等按照標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行設(shè)計，最后要明確框架結(jié)構(gòu)的抗震級數(shù)，采用規(guī)那么結(jié)構(gòu)以利于房屋抗震，按照“三統(tǒng)一”的原那么，確定柱網(wǎng)尺寸，確定材料及截面尺寸，以及根底的選定。本畢業(yè)設(shè)計的建筑設(shè)計局部參考相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，考慮實用、美觀等要求，采用框架結(jié)構(gòu)，建筑功能分區(qū)明確，合理布置房間?？梢圆贾枚喾N不同類型的辦公室，以便滿足不同的教師以及活動的要求。1.5結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計包括上部結(jié)構(gòu)設(shè)計和根底設(shè)計。建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計原那么就是要保證結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的平安性、適用性和耐久性。結(jié)構(gòu)及構(gòu)件既要滿足建筑功能的要求，結(jié)構(gòu)構(gòu)件在外力作用下的平安性，還要滿足人們生活的舒適度及經(jīng)濟(jì)合理性?？梢允紫雀鶕?jù)不同的設(shè)計要求選取不同的荷載代表值來進(jìn)行承載力計算，然后進(jìn)行變形驗算，并進(jìn)行風(fēng)荷載、橫向水平與縱向水平地震的作用計算。最后結(jié)構(gòu)設(shè)計的成果表達(dá)在繪制的結(jié)構(gòu)施工圖上，該圖紙是結(jié)構(gòu)工程師的語言，是直接面對施工現(xiàn)場和相關(guān)工程技術(shù)人員的，應(yīng)該按照一定的標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行繪制。本畢業(yè)設(shè)計的結(jié)構(gòu)設(shè)計局部包括結(jié)構(gòu)計算和繪制結(jié)構(gòu)施工圖兩方面。結(jié)構(gòu)計算需要完成橫向框架結(jié)構(gòu)設(shè)計、根底設(shè)計及樓梯設(shè)計。同時，采用PKPM結(jié)構(gòu)計算軟件進(jìn)行電算。最后利用PKPM和AutoCAD軟件繪制結(jié)構(gòu)施工圖。1.6施工組織設(shè)計施工組織設(shè)計包括施工工藝和流程，施工工期的分配，施工平面布置的設(shè)計。施工組織設(shè)計的目的就是根據(jù)施工場地的環(huán)境因素，建筑設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計的結(jié)果，把理論的數(shù)據(jù)結(jié)論展現(xiàn)成實際的建筑。所以要合理安排施工的工藝以及流程，場地的布置，人員的安排，制定出合理的工期方案。與此同時，施工的質(zhì)量、本錢和平安因素都是在考慮的范疇之內(nèi)，而且要嚴(yán)抓，盡量防止事故的發(fā)生。本次設(shè)計能全面系統(tǒng)的總結(jié)大學(xué)學(xué)習(xí)，理論知識結(jié)合實際，相信能收獲很多。2建筑設(shè)計2.1設(shè)計理念作為一個消防大隊多層住宅樓專業(yè)設(shè)計個案，在平面規(guī)劃中自始至終遵循實用、功能需求和人性化充分結(jié)合的原那么。在設(shè)計中，結(jié)合人們生活需求，科學(xué)合理的劃分職能區(qū)域。材料運用耐磨、環(huán)保的現(xiàn)代材料。經(jīng)過精心設(shè)計，在滿足住宅樓功能需要的同時，又簡潔、大方、美觀，能充分表達(dá)出消防大隊的形象。在整個設(shè)計過程中，設(shè)計者本著“平安，適用，經(jīng)濟(jì)，美觀”的原那么，在滿足設(shè)計任務(wù)書提出的功能要求前提下，完成了建筑設(shè)計這一環(huán)節(jié)，合理的選擇框架結(jié)構(gòu)形式，并為以后的結(jié)構(gòu)設(shè)計打下了良好的根底。2.2工程概況〔1〕建筑名稱：消防大隊住宅樓〔2〕建筑地點：南京市市區(qū)〔3〕建筑層數(shù)：地上五層，無地下室〔4〕建筑高度：14.00m，層高2.8m，底層室內(nèi)標(biāo)高為，室內(nèi)外高差：450mm〔5〕建筑占地面積：306m2，總建筑面積：1651.5m2〔6〕結(jié)構(gòu)形式：框架結(jié)構(gòu)2.3設(shè)計資料2.3.1地質(zhì)氣象資料〔1〕地形地貌擬建場地屬丘崗地貌單元，地基土成因主要為沖擊成因?，F(xiàn)場地勢較為平坦，無活動斷裂、滑坡等影響場地穩(wěn)定性的不良地質(zhì)作用。〔2〕地基土構(gòu)成擬建場地大局部范圍地基土分布穩(wěn)定，以可塑～硬塑狀Q4粘土分布為主，工程地質(zhì)條件較好。本次勘察18.80m深度范圍內(nèi)，地基土類別、狀態(tài)、物理特征見表2.1。表2.1地基土類別、狀態(tài)、物理特征表層序土類顏色性狀描述狀態(tài)壓縮性①耕土黃褐色、雜色以粘性土為主，含植物根，碎磚石等，不均勻?；靥顣r間5～10年不等。松散高續(xù)表2.1層序土類顏色性狀描述狀態(tài)壓縮性②粉質(zhì)粘土黃褐色混Fe、Mn斑紋及高嶺土條紋，土質(zhì)較為均勻。切面較光滑，韌性強，干強度高。硬塑中低③粉質(zhì)粘土灰黃色混Fe、Mn斑紋，粉性稍重，切面較光滑，韌性中等，中高等干強度。可塑～硬塑低④粉質(zhì)粘土黃褐色混Fe、Mn斑紋及高嶺土條紋，局部為粘土。切面較光滑，中等韌性，中高等干強度?？伤苤衅渲?，①層土厚約為0.5m；②層土厚約為3.5～4.0m；③層土厚約為4.5～5.0m；④層土未鉆透。〔3〕水文地質(zhì)條件根據(jù)鉆孔測量結(jié)果，場區(qū)地下水貧乏，鉆孔未見地下水。擬建場地附近無明顯污染源，場區(qū)對混凝土中鋼筋均無腐蝕性?！?〕場地、地基的地震效應(yīng)擬建場地主要分布粘性土，無可液化沙、粉土層分布，根據(jù)等效剪切波速估算，場地類別為Ⅱ類，為適宜建設(shè)的一般場地?！?〕天然地基參數(shù)粉質(zhì)粘土層可考慮用作淺根底天然地基，其主要設(shè)計參數(shù)見表2.2。表2.2粉質(zhì)粘土設(shè)計參數(shù)層序土層名稱重度〔kN/m3〕承載力特征值〔kPa〕壓縮模量建議值Esl-2〔MPa〕②粉質(zhì)粘土18.519014.6③粉質(zhì)粘土19.221020.5④粉質(zhì)粘土19.4200抗震設(shè)防要求〔1〕根據(jù)《建筑抗震設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》〔GB50011-2010〕，南京市抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計根本地震加速度值為1.10g，抗震設(shè)防類別為乙類〔2〕根據(jù)《建筑設(shè)計防火標(biāo)準(zhǔn)》〔JGJ36-2005〕，建筑耐火等級為二級，防火設(shè)計建筑分類為二類〔3〕抗震等級：三級；框架等級：三級〔4〕場地類別：二類；地面粗糙度：C2.4建筑設(shè)計方案2.4.1平面設(shè)計建筑朝向為南北向，分為兩個單元，每單元設(shè)置一個樓梯，每單元兩戶，面積分別為81.015m2和71.985m2，平面布置滿足長寬比小于5，采用縱向6.6m、8.7m，橫向3.9m、1.8m、4.3m的柱距。本設(shè)計為住宅樓，功能區(qū)域劃分較為明顯，在平面布局上力求工整、簡潔，防止結(jié)構(gòu)在水平力作用下扭轉(zhuǎn)。2.4.2立面設(shè)計立面設(shè)計時首先應(yīng)推敲各局部總的比例關(guān)系，考慮建筑物整體的幾個方面的統(tǒng)一，相鄰立面的連接與協(xié)調(diào)，然后著重分析各立面上墻面的處理、門窗的調(diào)整和安排，對入口等進(jìn)一步進(jìn)行處理。節(jié)奏韻律和虛實比照，是使建筑立面高于表現(xiàn)力的重要設(shè)計手法，在建筑立面上，相同構(gòu)件或門窗作有規(guī)律的重復(fù)和變化，給人們在視覺上得到類似音樂詩歌中節(jié)奏韻律的效果。立面的節(jié)奏感在門窗的排列組合、墻面的構(gòu)件劃分中表現(xiàn)得比擬突出。該建筑立面為了滿足采光和美觀需求，設(shè)置了大面積的玻璃窗。2.4.3剖面設(shè)計剖面設(shè)計主要分析建筑物各局部應(yīng)有的高度，建筑層數(shù)、建筑空間的組合利用，以及建筑剖面中的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造關(guān)系，建筑物的平面和剖面是緊密聯(lián)系的。為滿足住宅樓的使用要求。正立面主要以推拉窗為主，兼到采光和美觀的作用，同時也便于住戶的出行往來。門采用實木門，衛(wèi)生間、廚房等內(nèi)部采用移門，窗戶均采用塑鋼窗。整座大樓的立面美觀大方，有一定的可觀性。2.5樓、屋面做法2.5.1樓面做法臥室、客廳：10mm厚地磚鋪平拍實，水泥漿擦縫20mm厚1∶10mm厚混合砂漿抹灰層100mm厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)層板底V型輕鋼龍骨吊頂廚房、衛(wèi)生間：4～5mm厚陶瓷棉磚25mm厚水泥砂漿面層水泥爐渣墊層20mm厚水泥砂漿保護(hù)層20mm厚水泥砂漿找平80mm厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)層V型輕鋼龍骨吊頂2.5.2屋面做法不上人屋面：三氈四油鋪小石子防水層35mm厚架空隔熱板20mm厚水泥砂漿找平層40mm厚水泥石灰焦渣砂漿3%找平100mm厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板結(jié)構(gòu)層10厚混合砂漿抹灰層板底V型輕鋼龍骨吊頂2.6墻體做法外墻為200mm厚蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊，外側(cè)貼面磚，內(nèi)側(cè)抹灰。內(nèi)墻為180mm厚蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊，外側(cè)貼面磚，雙側(cè)抹灰隔墻為120mm厚蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊，外側(cè)貼面磚，雙側(cè)抹灰2.7門窗做法門窗做法見表2.3。表2.3門窗表序號名稱洞口尺寸〔mm〕總數(shù)材料1C-11500×150030鋁合金窗2C-2900×150020鋁合金窗3C-31000×150017鋁合金窗4C-41800×150022鋁合金窗5M-1900×210051木門6M-2800×210045木門7M-31560×210020玻璃門8M-51560×21001木門2.8本章小結(jié)住宅樓的建筑設(shè)計，除了要遵守國家有關(guān)定額、指標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)外，在總體環(huán)境的規(guī)劃布置，辦公樓的平面與空間組合形式，以及材料、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、施工技術(shù)和設(shè)計的選用等方面，要恰當(dāng)?shù)靥幚砗霉δ?、技術(shù)與藝術(shù)三者的關(guān)系，同時要充分注意平安。3結(jié)構(gòu)平面布置及構(gòu)件計算3.1概述本章主要進(jìn)行了梁、柱的截面尺寸設(shè)計以及計算簡圖確實定，在符合國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求為前提條件下，以優(yōu)化設(shè)計為目標(biāo)，進(jìn)行初步確定梁、柱的截面尺寸，并確定平面計算簡圖。3.2結(jié)構(gòu)平面布置圖根據(jù)所提供的設(shè)計資料，結(jié)合相關(guān)知識，在符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的前提下，盡可能地滿足設(shè)計要求中提到的要求，合理地進(jìn)行規(guī)劃和布局，結(jié)構(gòu)平面布置圖如圖3.1。圖3.1結(jié)構(gòu)平面布置圖3.3結(jié)構(gòu)材料選擇本工程梁柱均采用C30混凝土〔,〕以及HRB400鋼筋〔,〕。3.4設(shè)計參考標(biāo)準(zhǔn)〔1〕《建筑地基根底設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB50007-2011〔2〕《建筑結(jié)構(gòu)荷載標(biāo)準(zhǔn)》GB50009-2012〔3〕《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB50010-2010〔4〕《建筑結(jié)構(gòu)抗震標(biāo)準(zhǔn)》GB50011-2010〔5〕《建筑設(shè)計防火標(biāo)準(zhǔn)》GB50016-2006〔6〕《屋面工程質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)》GB50207-2002〔7〕《民用建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB50352-20053.5結(jié)構(gòu)布置方案3.5.1結(jié)構(gòu)體系選擇本工程采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。3.5.2結(jié)構(gòu)的水平及豎向布置本工程主體結(jié)構(gòu)布置較為對稱，平面形狀規(guī)那么合理?？箓?cè)力構(gòu)件的平面布置規(guī)那么對稱，側(cè)向剛度沿豎向均勻，無平面不規(guī)那么和豎向不規(guī)那么情況。3.5.3柱網(wǎng)布置及結(jié)構(gòu)承重方案選擇根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)功能要求及建筑物可用的占地平面地形，橫向尺寸較短，縱向尺寸較長，故把框架結(jié)構(gòu)橫向布置，即采用橫向框架承重方案。本工程縱向的柱距為6.6m、8.7m，橫向的柱距為4.3m、1.8m、3.9m。施工方案采用梁、板、柱整表達(dá)澆方案。3.6主要構(gòu)件尺寸初步估算3.6.1框架梁的尺寸初步估算〔1〕主梁：①縱向框架梁最大計算跨度為故，取那么，取故縱梁②橫向框架梁計算跨度,,AB跨：，取，取〔2〕次梁：，取那么，取故縱向次梁3.6.2框架柱的尺寸初步估算柱截面估算公式為：〔或〕；其中：—框架柱橫截面面積，取方形柱的邊長為，矩形柱的邊長為—軸壓比—混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值—估算柱軸力設(shè)計值，—水平力作用對柱軸力的放大系數(shù),七度抗震為1.0—中柱、邊柱、角柱—豎向荷載作用下柱軸力標(biāo)準(zhǔn)值：—為驗算截面以上樓層層數(shù)；—結(jié)構(gòu)單位面積的重量，根據(jù)經(jīng)驗估算框剪結(jié)構(gòu)高層建筑為，此處按考慮；根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)抗震標(biāo)準(zhǔn)GB50011-2010表查得結(jié)構(gòu)抗震等級為三級，以底層中柱為例：,取底層中柱：,取3.6.3板的尺寸初步估算根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》，對于民用建筑樓板，其最小厚度為60mm。而且，根據(jù)經(jīng)驗可知：為了使單向板具有一定的剛度，其厚度應(yīng)不小于板跨度的L/40〔連續(xù)板〕、L/35〔簡支板〕或者L/12〔懸臂板〕。為了使雙向板具有一定的剛度，其厚度應(yīng)不小于板跨度的L/50〔連續(xù)板〕、L/45〔簡支板〕。故而，h≥(1/40)×3900=97.5mm〔單向板〕h≥(1/45)×4300=95.6mm〔雙向板〕綜上，取h=100mm3.7本章小結(jié)本章主要通過對標(biāo)準(zhǔn)的查閱來完成對梁、柱截面尺寸的初步估算，確定框架計算簡圖。在確定結(jié)構(gòu)計算簡圖，初步確定結(jié)構(gòu)布置方案和構(gòu)件尺寸后，可以進(jìn)行第一方面的手算，對一榀框架進(jìn)行計算，另外也可方便用PKPM進(jìn)行建模，計算內(nèi)力，得初步結(jié)果，獲得最優(yōu)方案。4結(jié)構(gòu)設(shè)計4.1概述確定建筑設(shè)計方案后，通過查閱國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合所學(xué)知識選取具有結(jié)構(gòu)代表性一榀框架，框架結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下的內(nèi)力一般可采用四種計算方法，即分層法、無側(cè)移迭代法、有側(cè)移迭代法、彎矩二次分配法。在水平荷載作用下框架的內(nèi)力計算采用反彎點法。豎向荷載作用下框架內(nèi)力計算采用彎矩二次分配法。4.2確定一品框架取9-9軸的一榀框架進(jìn)行計算。設(shè)計內(nèi)容包括框架計算單元、計算簡圖確實定，框架受到的各種荷載計算，各種荷載作用下框架的內(nèi)力計算、內(nèi)力組合及截面配筋計算。手時采用平面框架(單向)的設(shè)計方法，且在結(jié)構(gòu)布置上柱網(wǎng)尺寸、梁、柱截面尺寸也按照單向框架的要求確定。框架的計算簡圖用梁、柱的軸線表示，梁、柱的軸線分別取各自的形心線；對與現(xiàn)澆的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)整表達(dá)澆的框架梁，一般取樓板的底面作為梁軸線。對底層柱的下端，一般取至根底頂面。一榀框架計算簡圖見圖4.1。圖4.1框架計算簡圖4.3荷載統(tǒng)計4.3.1屋面均布荷載三氈四油鋪小石子防水層35mm厚架空隔熱板20mm厚水泥砂漿找平層40mm厚水泥石灰焦渣砂漿3%找平100mm厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板結(jié)構(gòu)層10厚混合砂漿抹灰層V型輕鋼龍骨吊頂合計：不上人屋面活荷載：4.3.2樓面均布荷載〔1〕標(biāo)準(zhǔn)層荷載50mm厚C10細(xì)石混凝土敷管找平25mm厚水泥砂漿面層10mm厚混合砂漿抹灰層100mm厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)層V型輕鋼龍骨吊頂合計：〔2〕廚房、衛(wèi)生間樓面4～5mm厚陶瓷棉磚25mm厚水泥砂漿面層水泥爐渣墊層20mm厚水泥砂漿保護(hù)層20mm厚水泥砂漿找平80mm厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)層V型輕鋼龍骨吊頂合計4.3.3梁荷載計算〔1〕梁自重30mm厚水泥砂漿抹灰層合計〔2〕梁自重30mm厚水泥砂漿抹灰層合計〔3〕梁自重30mm厚水泥砂漿抹灰層合計4.3.4柱荷載計算〔1〕柱自重30mm厚水泥砂漿抹灰層合計〔2〕柱自重30mm厚水泥砂漿抹灰層合計4.3.5墻荷載計算〔1〕外墻蒸壓粉煤灰加氣混凝土25mm厚水磨石墻面貼瓷磚墻面合計〔2〕內(nèi)墻蒸壓粉煤灰加氣混凝土25mm厚水磨石墻面貼瓷磚墻面合計〔3〕隔墻蒸壓粉煤灰加氣混凝土25mm厚水磨石墻面貼瓷磚墻面合計4.4橫向框架側(cè)移剛度計算4.4.1框架梁、柱的線剛度計算梁的線剛度Kbi=ECIb/L，其中Ec是混凝土的彈性模量；L是梁的計算跨度，Ib是梁截面慣性矩。柱的線剛度ic=ECI0/h，其中I0是柱截面的慣性矩，h為框架柱的計算高度。框架梁的線剛度計算見表4.1。表4.1框架梁線剛度計算表框架位置b×h(m2)EC〔N/m2〕L(m)I0=bh3/12(m4)Ib=1.5I0(邊跨)Ib=2.0I0(中跨)Kbi=ECIb/L邊框架梁0.3×0.63×1076.65.4×10-38.1×10-33.68×1043×1078.75.4×10-38.1×10-32.97×1040.25×0.253×1076.62.6×10-33.9×10-31.77×1043×1078.72.6×10-33.9×10-31.34×1043×1074.32.6×10-33.9×10-32.72×104續(xù)表4.1框架位置b×h(m2)EC〔N/m2〕L(m)I0=bh3/12(m4)Ib=1.5I0(邊跨)Ib=2.0I0(中跨)Kbi=ECIb/L3×1071.82.6×10-33.9×10-36.5×1043×1073.92.6×10-33.9×10-33.0×104中框架梁0.3×0.63×1076.65.4×10-310.8×10-34.91×1043×1078.75.4×10-310.8×10-33.73×1040.25×0.253×1076.62.6×10-33.9×10-32.36×1043×1078.72.6×10-33.9×10-31.79×1043×1074.32.6×10-33.9×10-33.63×1043×1071.82.6×10-33.9×10-38.67×1043×1073.92.6×10-33.9×10-34.0×104框架柱線剛度計算見表4.2。表4.2框架柱線剛度計算表層次b×h(m2)EC〔N/m2〕h(m)I0=bh3/12(m4)ic=ECI0/h10.5×0.53×1073.85.21×10-34.1×1040.4×0.43×1073.82.13×10-31.68×1042～50.5×0.53×1072.85.21×10-35.02×1040.4×0.43×1072.82.13×10-32.05×1044.4.2橫向框架柱的側(cè)移剛度D值計算考慮梁柱的線剛度比，用D值法計算柱的側(cè)移剛度，計算數(shù)據(jù)見表4.3。表4.3柱的側(cè)移剛度計算表層次一般層底層一般層底層五～二層A軸邊柱5.02×1041.0950.35427200B軸中柱5.02×1041.7140.46135422C軸中柱5.02×1045.4850.73221964D軸邊柱5.02×1041.1310.36127738∑D112324×5=561620續(xù)表4.3層次層次一層A軸邊柱4.1×1042.680.67923135B軸中柱4.1×1045.3950.79727155C軸中柱1.68×10410.350.87912272D軸邊柱1.68×1046.7620.82911574∑D74136×5=3706804.5豎向荷載作用下框架內(nèi)力計算4.5.1恒荷載計算五層恒載計算簡圖見圖4.2。圖4.2五層荷載傳導(dǎo)簡圖五層：均布荷載：AB跨：梁自重三角形荷載簡化總均布荷載BC跨：梁自重三角形荷載簡化總均布荷載CD跨：梁自重三角形荷載簡化總均布荷載集中荷載：A—⑨軸線：梁重墻重〔女兒墻〕梯形荷載簡化總集中荷載B—⑨軸線：梁重梯形荷載簡化總集中荷載C—⑨軸線：梁重梯形荷載簡化總集中荷載D—⑨軸線：梁重墻重梯形荷載簡化總集中荷載一～四層恒載計算簡圖見圖4.3。圖4.3一~四層荷載傳導(dǎo)簡圖二～四層恒載相同，在此計算四層均布荷載：AB跨：梁自重墻自重梯形荷載簡化總均布荷載BC跨：梁自重墻自重三角形荷載簡化總均布荷載CD跨：梁自重墻自重梯形荷載簡化總均布荷載集中荷載：A—⑨軸線：梁重墻重〔有門窗的局部乘以0.8的折減系數(shù)〕三角形荷載簡化次梁傳來：梯形荷載簡化荷載為梁重總集中荷載B—⑨軸線：梁重墻重〔有門窗的局部乘以0.8的折減系數(shù)〕三角形荷載簡化梯形荷載簡化次梁傳來：梯形荷載簡化荷載為梁重總集中荷載C—⑨軸線：梁重墻重〔有門窗的局部乘以0.8的折減系數(shù)〕三角形荷載簡化梯形荷載簡化次梁傳來：梯形荷載簡化荷載為左次梁：右次梁：次梁重總集中荷載D—⑨軸線：梁重墻重〔有門窗的局部乘以0.8的折減系數(shù)〕三角形荷載簡化次梁傳來：梯形荷載簡化荷載為左次梁：右次梁：次梁重總集中荷載一層：均布荷載：AB跨：梁自重墻自重梯形荷載簡化總均布荷載BC跨：梁自重墻自重三角形荷載簡化總均布荷載CD跨：梁自重墻自重梯形荷載簡化總均布荷載集中荷載：A—⑨軸線：梁重墻重〔有門窗的局部乘以0.8的折減系數(shù)〕三角形荷載簡化次梁傳來：梯形荷載簡化荷載為梁重總集中荷載B—⑨軸線：梁重墻重〔有門窗的局部乘以0.8的折減系數(shù)〕三角形荷載簡化梯形荷載簡化次梁傳來：梯形荷載簡化荷載為梁重總集中荷載C—⑨軸線：梁重墻重〔有門窗的局部乘以0.8的折減系數(shù)〕三角形荷載簡化梯形荷載簡化次梁傳來：梯形荷載簡化荷載為左次梁：右次梁：次梁重總集中荷載D—⑨軸線：梁重墻重〔有門窗的局部乘以0.8的折減系數(shù)〕三角形荷載簡化次梁傳來：梯形荷載簡化荷載為左次梁：右次梁：次梁重總集中荷載恒荷載圖見圖4.4。圖4.4恒載圖(kN)活荷載計算五層：均布荷載：AB跨：三角形荷載簡化總均布荷載BC跨：三角形荷載簡化總均布荷載CD跨：三角形荷載簡化總均布荷載集中荷載：A—⑨軸線：梯形荷載簡化總集中荷載B—⑨軸線：梁重梯形荷載簡化總集中荷載C—⑨軸線：梯形荷載簡化總集中荷載D—⑨軸線：梯形荷載簡化總集中荷載一～四層恒載相同，在此計算四層均布荷載：AB跨：梯形荷載簡化總均布荷載BC跨：三角形荷載簡化總均布荷載CD跨：梯形荷載簡化總均布荷載集中荷載：A—⑨軸線：三角形荷載簡化次梁傳來：梯形荷載簡化荷載為總集中荷載B—⑨軸線：三角形荷載簡化梯形荷載簡化次梁傳來：梯形荷載簡化荷載為總集中荷載C—⑨軸線：三角形荷載簡化梯形荷載簡化次梁傳來：梯形荷載簡化荷載為左次梁：右次梁：總集中荷載D—⑨軸線：三角形荷載簡化次梁傳來：梯形荷載簡化荷載為左次梁：右次梁：總集中荷載活荷載圖見圖4.5。圖4.5活載圖(kN)4.6恒荷載作用下框架內(nèi)力計算4.6.1恒荷載作用下梁的固端彎矩計算恒荷載作用下梁的固端彎矩計算公式為：五層：AB跨：BC跨：CD跨：一～四層：AB跨：BC跨：CD跨：4.6.2恒荷載作用下框架的彎矩二次分配恒載作用下框架的彎矩二次分配見圖4.6。圖4.6恒載作用下的彎矩二次分配4.6.3恒荷載作用下梁的跨內(nèi)最大彎矩計算(kN·m)以AB跨為例，梁的跨內(nèi)最大彎矩計算公式為:計算結(jié)果見表4.4。表4.4恒荷載作用下梁的跨內(nèi)最大彎矩(kN·m)層次AB跨BC跨CD跨522.76-6.7218.16423.1-3.3923.81續(xù)表4.4層次AB跨BC跨CD跨323.35-3.4919.6223.31-3.4619.56126.36-4.64恒荷載作用下梁剪力計算：第五層：第四層：第三層：第二層：第一層：4.6.5恒荷載作用下柱端剪力計算恒荷載作用下柱端剪力計算見表4.5。表4.5恒荷載作用下柱端剪力計算荷載類型柱樓層M1M2h〔m〕Q=-(M1+M2)/h恒載作用下A柱519.8415.092.8-12.48412.7713.622.8-9.43313.6213.492.8-9.68213.8516.362.8-10.7918.794.933.8-3.61B柱5-12.6-84-6.78-9.722.85.893-9.85-9.852.87.042-9.83-9.922.87.051-10.84-2.573.83.53C柱55.174.542.8-3.4744.514.522.8-3.23續(xù)表4.5荷載類型柱樓層M1M2h〔m〕Q=-(M1+M2)/h34.524.512.8-3.2324.564.882.8-3.3712.961.073.8-1.06D柱5-15.09-11.932.89.654-10.46-10.982.87.663-10.98-10.882.87.812-11.17-71-7.09-3.833.82.874.6.6恒荷載作用下柱的軸力計算柱的自重：：：A柱五層：四層：三層：二層：一層：B柱五層：四層：三層：二層：一層：C柱五層：四層：三層：二層：一層：D柱五層：四層：三層：二層：一層：4.6.7恒載作用內(nèi)力圖恒荷載彎矩圖見圖4.7。圖4.7恒載彎矩圖〔kN·m〕恒荷載剪力圖如圖4.8。圖4.8恒載剪力圖〔kN〕恒荷載軸力圖見圖4.9。圖4.9恒載軸力圖〔kN〕4.7活荷載作用下框架內(nèi)力計算4.7.1活荷載作用下梁的固端彎矩計算活荷載作用下梁的固端彎矩計算公式為：五層：AB跨：BC跨：CD跨：一～四層：AB跨：BC跨：CD跨：4.7.2活荷載作用下框架的彎矩二次分配活荷載作用下框架的彎矩二次分配見圖4.10。圖4.10活荷載作用下的彎矩二次分配4.7.3活荷載作用下梁的跨內(nèi)最大彎矩計算(kN·m)以AB跨為例，梁的跨內(nèi)最大彎矩計算公式為:計算結(jié)果見表4.6。表4.6活荷載作用下梁的跨內(nèi)最大彎矩(kN·m)層次AB跨BC跨CD跨51.53-0.401.2145.36-1.104.4435.26-0.9974.3725.25-0.9894.3615.5-1.264.554.7.4活荷載作用下梁剪力計算：第五層：第四層：第二、三層：第一層：4.7.5活荷載作用下柱端剪力計算活荷載作用下柱端剪力計算見表4.7。表4.7活荷載作用下柱端剪力計算荷載類型柱樓層M1M2h〔m〕Q=-(M1+M2)/h活載作用下A柱51.852.6452.8-1.6143.3153.072.8-2.2833.073.042.8-2.1823.123.692.8-2.4311.991.113.8-0.82B柱5-1.3-1.972.81.174-2.4-83-2.3-42-2.32-2.522.81.731-1.5-5C柱50.560.882.8-0.5141.071.0452.8-0.7631.0451.0452.8-0.7521.0651.132.8-0.7810.690.253.8-0.25D柱5-1.41-54-2.64-2.452.81.823-2.45-2.432.81.742-2.5-2.932.81.941-1.58-0.853.80.644.7.6活荷載作用下柱的軸力計算A柱五層：四層：三層：二層：一層：B柱五層：四層：三層：二層：一層：C柱五層：四層：三層：二層：一層：D柱五層：四層：三層：二層：一層：4.7.7活載作用內(nèi)力圖活荷載彎矩圖見圖4.11。圖4.11活載彎矩圖〔kN·m〕活荷載剪力圖見圖4.12。圖4.12活載剪力圖〔kN〕活荷載軸力圖見圖4.13。圖4.13活載軸力圖〔kN〕4.8風(fēng)荷載作用下框架內(nèi)力和變形計算4.8.1風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算計算主要承重結(jié)構(gòu)時，垂直于建筑物外表上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算公式為：式中：——根本風(fēng)壓，查標(biāo)準(zhǔn)知，南京市根本風(fēng)壓值〔重現(xiàn)期為50年〕為——風(fēng)荷載體型系數(shù)，按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，迎風(fēng)面取0.8，背風(fēng)面取0.5，合計——風(fēng)壓高度變化系數(shù)，本工程地面粗糙度為C類?？刹闃?biāo)準(zhǔn)得出——風(fēng)振系數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：對于根本周期大于0.25s的工程結(jié)構(gòu)，如房屋、屋蓋及各種高聳結(jié)構(gòu)，以及對于高度大于30m且高度比大于1.5的高柔房屋，均應(yīng)考慮風(fēng)壓脈動對結(jié)構(gòu)發(fā)生順風(fēng)向風(fēng)振的影響。根據(jù)結(jié)構(gòu)的根本周期近似計算公式，對框架結(jié)構(gòu)可取，為結(jié)構(gòu)層數(shù)，本工程，故應(yīng)考慮風(fēng)振系數(shù)?？砂聪率接嬎悖菏街校骸}動增大系數(shù)——脈動影響系數(shù)，可根據(jù)總高度H及其與迎風(fēng)面寬度B的比值查表確定——振型系數(shù)——風(fēng)壓高度變化系數(shù)風(fēng)振系數(shù)計算見表4.8。表4.8風(fēng)振系數(shù)計算層號離地面高度(m)相對高度70.4380.10.741.06926.0380.270.741.18738.850.591.170.4380.450.741.312411.650.781.170.4380.730.741.506514.450.961.170.4380.950.741.658各層樓面處集中風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算公式為：頂層：其它層：式中：B——迎風(fēng)面寬度各層樓面處集中風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值見表4.9。表4.9各層樓面處集中風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值層號離地面高度(m)13.250.741.0652.84.1126.050.741.182.84.2238.850.741.32.84.67411.650.741.502.85.36514.450.741.651.15.26根據(jù)表4.9，畫出⑨軸線橫向框架在風(fēng)荷載作用下的計算簡圖，如圖4.14所示。圖4.14⑨軸線橫向框架在風(fēng)荷載作用下的計算簡圖4.8.2橫向框架在風(fēng)荷載作用下的位移計算橫向框架柱的側(cè)移剛度D值計算見表4.3。風(fēng)荷載作用下框架的層間側(cè)移可按下式計算：各層樓板標(biāo)高處的側(cè)移值是該層以下各層層間側(cè)移之和。頂點側(cè)移是所有各層層間側(cè)移值和，即：第j層側(cè)移頂點側(cè)移⑨軸線框架在風(fēng)荷載作用下側(cè)移的計算過程見表4.10。表4.10風(fēng)荷載作用下框架樓層層間側(cè)移與層高之比計算樓層55.265.261123244.68×10-52.81/5979245.3610.621123249.45×10-52.81/2961534.6715.2911232413.6×10-52.81/2056924.2219.5111232417.37×10-52.81/1612014.1123.627413631.86×10-53.251/10201側(cè)移驗算：由彈性層間位移角限值可知，對于框架結(jié)構(gòu)，樓層層間最大位移與層高之比的限制為1/550，本框架的層間最大位移與層高之比在底層，其值為1/4535<1/550，框架側(cè)移滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。4.8.3橫向框架在風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力計算框架在風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力計算采用D值法。計算時首先將框架各樓層的層間總剪力，按各柱的側(cè)移剛度〔D值〕在該層總側(cè)移剛度所占比例分配熬到各柱，即可求得第j層第柱的層間剪力；根據(jù)求得的各柱層間剪力和修正后的反彎點位置y，即可確定柱端彎矩和；由節(jié)點平衡條件，梁端彎矩之和等于柱端彎矩之和，將節(jié)點左右梁端彎矩之和按線剛度比例分配，可求出各梁端彎矩；進(jìn)而由梁的平衡條件求出梁端剪力；最后，第j層第i柱的軸力即為其上各層節(jié)點左右梁端剪力代數(shù)和?！?〕反彎點高度計算反彎點高度比按下式計算：式中；——標(biāo)準(zhǔn)反彎點高度比——因上、下層梁剛度比變化的修正值——因上層層高變化的修正值——因下層層高變化的修正值反彎點高度計算表見表4.11。表4.11反彎點高度計算表樓層柱y1修正y2修正y3修正y0y=y0+y1+y2+y3а1y1а2y2а3y3五層A柱10不考慮—100.3550.355B柱10不考慮—100.3850.385C柱10不考慮—100.50.5D柱10不考慮—100.3580.358四層A柱1010100.4050.405B柱1010100.4350.435C柱1010100.50.5D柱1010100.4030.403三層A柱1010100.4550.455B柱1010100.4850.485續(xù)表4.11樓層柱y1修正y2修正y3修正y0y=y0+y1+y2+y3а1y1а2y2а3y3C柱1010100.50.5D柱1010100.4580.458二層A柱10101.35700.50.5B柱10101.35700.50.5C柱10101.35700.50.5D柱10101.35700.50.5一層A柱不考慮—0.7370不考慮—0.550.55B柱不考慮—0.7370不考慮—0.550.55C柱不考慮—0.7370不考慮—0.550.55D柱不考慮—0.7370不考慮—0.550.55〔2〕柱端彎矩及剪力計算風(fēng)荷載作用下的柱端剪力計算公式如下：式中：——第j層第i柱的層間剪力——第j層的總剪力標(biāo)準(zhǔn)值——第j層所有柱的抗側(cè)剛度之和——第j層第i柱的抗側(cè)剛度風(fēng)荷載作用下的柱端彎矩按下式計算：風(fēng)荷載作用下的柱端剪力和柱端彎矩計算見表4.12。表4.12風(fēng)荷載作用下柱端彎矩及剪力計算柱樓層層高Vi(kN/m)Dij(kN/m)∑D(kN/m)Dij/∑DVij(kN)yYh(m)MC上(kN·m)MC下(kN·m)A軸52.805.26272001123240.2421.270.3550.992.301.2742.8010.62272001123240.2422.570.4051.134.282.9232.8015.29272001123240.2423.700.4551.275.654.7222.8019.51272001123240.2424.720.51.406.616.6113.8023.6223135741360.3127.370.552.0912.6015.41續(xù)表4.12柱樓層層高Vi(kN/m)Dij(kN/m)∑D(kN/m)Dij/∑DVij(kN)yYh(m)MC上(kN·m)MC下(kN·m)B軸52.805.26354221123240.3151.660.3851.082.861.7942.8010.62354221123240.3153.350.4351.225.304.0832.8015.29354221123240.3154.820.4851.366.956.5522.8019.51354221123240.3156.150.51.408.618.6113.8023.6227155741360.3668.650.552.0914.7918.08C軸52.805.26219641123240.1961.030.51.401.441.4442.8010.62219641123240.1962.080.51.402.912.9132.8015.29219641123240.1962.990.51.404.194.1922.8019.51219641123240.1963.820.51.405.345.3413.8023.6212272741360.1663.910.552.096.698.17D軸52.805.26277381123240.2471.300.3581.002.331.3042.8010.62277381123240.2472.620.4031.134.382.9632.8015.29277381123240.2473.780.4581.285.734.8422.8019.51277381123240.2474.820.51.406.756.7513.8023.6211574741360.1563.690.552.096.317.71〔3〕梁端彎矩及剪力計算由節(jié)點平衡條件，梁端彎矩之和等于柱端彎矩之和，將節(jié)點左右梁端彎矩之和按左右梁的線剛度比例分配，可求出各梁端彎矩，進(jìn)而由梁的平衡條件求出梁端剪力。風(fēng)荷載作用下的梁端彎矩按下式計算；中柱：邊柱：風(fēng)荷載作用下的梁端彎矩計算見表4.13、表4.14和表4.15。表4.13梁端彎矩MAB、MDC計算樓層柱端彎矩柱端彎矩之和MAB柱端彎矩柱端彎矩之和MDC5——2.302.30——2.332.332.302.33續(xù)表4.13樓層柱端彎矩柱端彎矩之和MAB柱端彎矩柱端彎矩之和MDC41.275.555.551.305.695.694.284.3832.928.578.572.968.698.695.655.7324.7211.3311.334.8411.5911.596.616.7516.6119.2219.226.7513.0513.0512.606.31表4.14梁端彎矩MBA、MBC計算樓層柱端彎矩柱端彎矩之和Kb左Kb右kbMBAMBC5——2.863.63×1048.67×10412.3×1040.8442.0162.8641.797.093.63×1048.67×10412.3×1042.0955.3034.0811.033.63×1048.67×10412.3×1043.2557.7756.9526.5515.163.63×1048.67×10412.3×1044.4710.698.6118.6123.413.63×1048.67×10412.3×1046.9116.514.79表4.15梁端彎矩MCB、MCD計算樓層柱端彎矩柱端彎矩之和Kb左Kb右kbMCBMCD5——1.448.67×1044×10412.67×1040.9850.4551.4441.444.358.67×1044×10412.67×1042.981.372.9132.917.098.67×1044×10412.67×1044.852.244.1924.199.538.67×1044×10412.67×1046.523.015.34續(xù)表4.15樓層柱端彎矩柱端彎矩之和Kb左Kb右kbMCBMCD15.3412.038.67×1044×10412.67×109風(fēng)荷載作用下的梁端剪力計算見表4.16。表4.16風(fēng)荷載作用下的梁端剪力計算樓層MAB(kN·m)MBA(kN·m)VAB=VBA(kN〕MBC(kN·m)MCB(kN·m)VBC=VCB(kN〕MCD(kN·m)MDC(kN·m)VCD=VDC(kN〕52.300.8440.732.0160.9851.670.4552.330.7145.552.091.7852.984.431.375.691.8138.573.2552.757.7754.857.012.248.692.80211.334.473.6710.696.529.563.0111.593.74119.226.916.0816.58.2313.743.813.054.32〔4〕柱端軸力計算風(fēng)荷載作用下的柱端軸力計算見表4.17。表4.17柱端軸力計算表樓層VABNAVBAVBCNBVCBVCDNCVDCND50.73-0.730.731.67-0.941.670.710.950.710.7141.78-2.511.784.43-3.594.431.813.581.812.5232.75-5.262.757.01-7.867.012.807.792.805.3323.67-8.933.679.56-13.749.563.7413.613.749.0716.08-15.016.0813.74-21.4113.744.3223.034.3213.394.8.4繪制內(nèi)力圖風(fēng)荷載作用彎矩圖見圖4.15。圖4.15風(fēng)荷載作用彎矩圖〔kN·m〕4.9水平地震作用下的內(nèi)力和變形計算4.9.1重力荷載代表值計算屋面處重力荷載代表值=結(jié)構(gòu)和構(gòu)配件自重標(biāo)準(zhǔn)值+0.5×屋面雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值樓面處重力荷載代表值=結(jié)構(gòu)和構(gòu)配件自重標(biāo)準(zhǔn)值+0.5×樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值其中結(jié)構(gòu)和構(gòu)配件自重取樓面上、下各半層層高范圍內(nèi)〔屋面處取頂層的1/2〕的結(jié)構(gòu)及構(gòu)配件自重?！?〕第五層樓面處重力荷載代表值計算①女兒墻的自重標(biāo)準(zhǔn)值：②第五層屋面板結(jié)構(gòu)層及構(gòu)造層自重標(biāo)準(zhǔn)值：③第五層梁自重標(biāo)準(zhǔn)值：④第五層柱自重標(biāo)準(zhǔn)值：〔取50%〕⑤第五層墻自重標(biāo)準(zhǔn)值：〔取50%〕⑥屋頂雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值：〔取50%〕⑦第五層重力荷載設(shè)計值匯總：⑧第五層重力荷載設(shè)計值〔2〕第四層樓面處重力荷載代表值計算①第四層樓面板結(jié)構(gòu)層及構(gòu)造層自重標(biāo)準(zhǔn)值：②第四層梁自重標(biāo)準(zhǔn)值：③第四層柱自重標(biāo)準(zhǔn)值：〔取50%〕④第四層墻自重標(biāo)準(zhǔn)值：〔取50%〕⑤第四層活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：⑥第四層重力荷載代表值匯總：⑦第四層重力荷載設(shè)計值：第二、三層與第四層相同〔3〕第一層樓面處重力荷載代表值計算①第四層樓面板結(jié)構(gòu)層及構(gòu)造層自重標(biāo)準(zhǔn)值：②第四層梁自重標(biāo)準(zhǔn)值：③第四層柱自重標(biāo)準(zhǔn)值：〔取50%〕④第四層墻自重標(biāo)準(zhǔn)值：〔取50%〕⑤第四層活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：⑥第四層重力荷載代表值匯總：⑦第四層重力荷載設(shè)計值：4.9.2水平地震作用計算由于本工程的質(zhì)量和剛度沿高度分布比擬均勻，高度小于40m，并以剪切變形為主〔房屋高寬比小于4〕，故采用底部剪力法計算橫向水平地震作用?！?〕地震影響系數(shù)本工程所在場地為7度設(shè)防，設(shè)計地震分組為第一組，場地土為Ⅱ類，結(jié)構(gòu)的根本自振周期取T1=0.08×5=0.4s，查標(biāo)準(zhǔn)得：，因，那么地震影響系數(shù)為：式中：——衰減系數(shù)，在的區(qū)間，取0.9——阻尼調(diào)整系數(shù)，因此，地震影響系數(shù)〔2〕各層水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值、樓層地震剪力計算對于多質(zhì)點體系，結(jié)構(gòu)底部總橫向水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值：由于，因而不考慮頂部附加地震作用。按底部剪力法求基底剪力，按分配各層的質(zhì)點。各層橫向地震作用及樓層層地震剪力見表4.18。表4.18樓層層間地震剪力層次(m)(m)(kN)(kN·m)(kN)(kN)52.8153354.9550324.250.324326.72326.7242.812.23212.5339192.870.258255.13581.8532.89.43212.5330197.780.195196.64778.4922.86.63212.5321202.70.136137.14915.6313.83.83740.4214213.60.09292.771008.4橫向框架各層水平地震作用和地震剪力見圖4.16。圖4.16橫向框架各層水平地震作用和地震剪力〔3〕橫向框架水平地震作用位移驗算最大彈性層間位移角限值計算見表4.19。表4.19最大彈性層間位移角限值計算層次V(kN)D(kN/m)(mm)(mm)5326.725616200.58228001/48114581.855616201.03628001/27033778.495616201.38628001/20202915.635616201.6328001/111811008.43706802.7238001/13974.9.3水平地震作用下橫向框架的內(nèi)力計算橫向框架在水平地震作用下的內(nèi)力計算采用D值法。〔1〕反彎點高度計算反彎點高度計算與風(fēng)荷載中反彎點計算相同，詳見表4.11?！?〕柱端彎矩及剪力計算框架在水平地震作用下的柱端剪力和柱端彎矩計算方法與風(fēng)荷載作用下的住單間里和柱端彎矩計算方法相同，具體計算過程見表4.20。表4.20水平地震作用下柱端彎矩及剪力計算柱樓層層高Vi〔kN/m)Dij(kN/m)∑D(kN/m)Dij/∑DVij(kN)yYh(m)MC上(kN·m)MC下(kN·m)A軸52.80326.72272005616200.04815.820.3550.9928.5815.7342.80581.85272005616200.04828.180.4051.1346.9531.9632.80778.49272005616200.04837.700.4551.2757.5448.0322.80915.63272005616200.04844.350.51.4062.0862.0813.801008.4231353706800.06262.940.552.09107.62131.54B軸52.80326.72354225616200.06320.610.3851.0835.4822.2142.80581.85354225616200.06336.700.4351.2258.0644.7032.80778.49354225616200.06349.100.4851.3670.8066.6822.80915.63354225616200.06357.750.51.4080.8580.8513.801008.4271553706800.07373.870.552.09126.32154.39C軸52.80326.72219645616200.03912.780.51.4017.8917.8942.80581.85219645616200.03922.760.51.4031.8631.8632.80778.49219645616200.03930.450.51.4042.6242.6222.80915.63219645616200.03935.810.51.4050.1350.13續(xù)表4.20柱樓層層高Vi〔kN/m)Dij(kN/m)∑D(kN/m)Dij/∑DVij(kN)yYh(m)MC上(kN·m)MC下(kN·m)13.801008.4122723706800.03333.380.552.0957.0969.77D軸52.80326.72277385616200.04916.140.3581.0029.0116.1842.80581.85277385616200.04928.740.4031.1348.0432.4332.80778.49277385616200.