1、1.建筑设计部分1.1 工程概况本工程为位于某市中心某繁华地段主干道上一小学教学楼，教学楼为 3 层，占地面积约为 664.0 m2，总建筑面积约为 1992.6m2； 全套图纸，加1.2 设计依据 1.2.1民用建筑设计通则 （JG13-8）1.2.2房屋建筑制图统一标准 （GB/T 500012001） ；1.2.3建筑制图标准 （GB/T 501042001） ；1.2.4房屋建筑学 ，中国建筑工业出版社。1.3 标高及建筑细部作法教学楼建筑高度 11.7 米，地上三层，层高为 3.9 米。设计标高：室内设计标高为0.000，室内外高差 450mm； 1.4 建筑设计图纸2其余图纸详见施
2、工图纸2.结构设计部分2.1 工程概况本工程为位于某市中心某繁华地段主干道上一小学教学楼，教学楼为 3 层，占地面积约为 664.0 m2，总建筑面积约为 1992.6m2， 结构为框架结构。2.2 设计依据2.2.1 该建筑属于丙类建筑，重要性等级为二级2.2.2混凝土结构设计规范 （GB 500102002） ；2.2.3建筑结构荷载规范 （GB 500092001） ；2.2.4建筑地基基础设计规范 （GB 500072002） ； 2.2.5建筑抗震设计规范 （GB50011-2001）2.2.6建筑结构制图标准 （GB/T 501052001） ；2.2.7混凝土结构施工图平面整体表
3、示方法制图规则和构造详图 （03G1011） ；2.2.8钢筋混凝土结构构造手册 ；2.2.9建筑结构静力计算手册 ；2.3 结构布置及结构计算简图的确定2.3.1 结构柱网布置由于建筑总长度不超过 55m,且为保温隔热屋面，所以不设变形缝。3图（1）平面柱网布置图2.3.2 确定材料等级柱子采用 C35 （E c1=3.25107kN/m2）梁板采用 C30 （E c2=3.00107kN/m2）2.3.3 估计板、柱、梁的截面尺寸（1）楼板厚度的确定根据平面布置，单向板的最大跨度为 4.5m，按刚度条件，板厚为 l/40=4500/40=112.5mm；按构造要求，现浇钢筋混凝土单向板的最
4、小厚度为 60mm；综合荷载等情况考虑，取板厚 h=150mm.（2）梁柱截面度的确定1）框架梁截面高度和宽度由下式确定：H=(1/121/8)L； b=(1/31/2)H；纵梁：（） h=(1/121/8)l=(1/121/8)4800=400mm600mm 取 h=500mm；b=(1/31/2)H=(1/31/2)500=167mm250mm 取 b=250mm；（） h=(1/121/8)l=(1/121/8)3600=300mm450mm 取 h=400mm；b=(1/31/2)H=(1/31/2)400=134mm200mm 取 b=350mm；AB、CD 跨：h=(1/121/8
5、)l=(1/121/8)6600=825mm500mm 取 h=700mm；4b=(1/31/2)H=(1/31/2)700=233mm350mm 取 b=350mm；BC 跨：h=(1/121/8)l=(1/121/8)4500=375mm563mm 取 h=700mm；b=(1/31/2)H=(1/31/2)550=183mm275mm 取 b=350mm；楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，现浇楼板厚 150mm,满足 h/l01 1/50.设计强度：C35（fc=16.7N/mm 2，ft=1.57N/mm 2)； C30（fc=14.3N/mm 2，ft=1.43N/mm 2)；（3
6、）框架柱截面的确定根据建筑平面布置确定的结构平面布置图可知，边柱及中柱的承载力范围分别为。4.22.1和 4.24.35。估算结构构件尺寸时，楼面荷载近似为 12KN/估算。根据文献得知，柱的轴压比应小于轴压比限值的要求：8.0fAhbccN边柱： mm2 取 294mm86097.168092.33c mm2 取 287mm.5.413c mm2 取 287mm7948.1680923Ac中柱： mm2 取 287mm13.54.33c mm2 取 287mm7857.168029.13c取柱截面为正方形，则边柱和中柱的截面边长分别为 294mm 和 423mm，根据上述计算结果病综合其他因
7、素，本设计截面尺寸为 450mm450mm。基础选用肋梁式筏板基础，基础埋深取 1.2m。框架结构计算简图如图所示。柱高度： h=3.9m；52.4 荷载计算2.4.1 恒载计算（1）屋面及楼面的永久荷载标准值水泥砖300 0.02519.8=0.5 kN/ m2302520厚1:25水泥砂浆结合层 0.0220=0.4 kN/ m 2SBS防水层 0.4 kN/ m 230mm厚细石混凝土找平 0.0324=0.72 3/kN120mm厚（2%找坡）陶粒混凝土 0.127=0.84kN/ m 2150mm厚加气混凝土保温层 0.157=1.05 3/150mm厚现浇钢筋混凝土楼板 0.152
8、5=3.75 kN/ m 2共计 7.66 kN/ m 2（2）梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算表 3-1 梁截面尺寸（mm）及各层混凝土强度等级横梁，bh层次 混凝土强度等级AB 跨，CD 跨 BC 跨 纵梁BH23 C30 350700 350700 2505001 C30 350700 350700 2505006梁、柱重力荷载标准值汇总层次构件 B/m h/m KN/mG KN/mli/m N Gi/KN G i/KN边横梁 0.35 0.70 25 1.05 4.594 3.7 42 713.908中横梁 0.35 0.7 25 1.05 5.054 4 21 424.536纵梁（1）
9、0.35 0.7 25 1.05 4.594 3.1 56 797.514纵梁（2） 0.35 0.7 25 1.05 4.594 3.7 24 407.9472343.90961柱 0.45 0.45 25 1.10 6.875 4.8 84 2772边横梁 0.30 0.7 25 1.05 3.938 3.7 42 611.888中横梁 0.30 0.55 25 1.05 4.332 4.0 21 363.888纵梁（1） 0.25 0.50 25 1.05 3.938 3.1 56 683.636纵梁（2）0.25 0.50 25 1.05 3.938 3.7 24 349.69423柱
10、 0.45 0.45 25 1.10 6.875 3.0 84 1732.52009.1072注：表中 未考虑柱的粉刷层重力荷载而对其重力荷载增大系数。G 表示单位长度构件重力荷载。N 为构件数量。梁长取净长，柱长取层高。外墙 250mm 厚加气混凝土砌块（5KNm -2） ，外墙面贴瓷砖（0.5KNm -2） ，内墙面为 20mm 抹灰，则外墙单位墙面重力荷载为：0.5 + 15 0.25 + 17 0.02=4.59KNm-2 ；内墙 200mm 厚加气混凝土砌块（5KNm -2） ，俩侧均为 20mm 厚抹灰，则内墙单位面积重力荷载为：15 0.2 + 17 0.02 2= 3.68 K
11、Nm-2 ；木门单位面积重力荷载为 0.2 KNm-2 ；铝合金窗单位面积重力荷载为 0.4 KNm-2 ；钢铁门单位面积重力荷载为 0.4 KNm-2 ；表 3-3 墙体自重计算7墙体 位置 重量，KN 合计，KN纵墙 3858.8544底层外墙 横墙 667.8576纵墙 970.0112底层内墙 横墙 2601.6312底层其它墙 1437.4089535.7624纵墙 2243.52二三外墙 横墙 387.144纵墙 563.96二三内墙 横墙 1473.8952二三层其它墙 867.90615536.3952（3）门窗荷载计算M1、M 5采用钢框门；M2采用木门； M3、M 4、M
12、6 ；C1、C 2、C 3、C4、C 5、C 6、C 7采用铝合金窗 ；表 3-4 门窗重力荷载标准值名称 位置 合计，KN底层 68.136窗 二层至三层 31.668底层 69.864门 二层至三层 25.62（4）楼梯间重力荷载计算楼梯间： 1002.5 KN（5）女儿墙女儿墙重：76.1213.420.101.2cos3025=465.042 KN墙体实际重力荷载（除了门窗洞口墙体）首层：89535.7624-（ 1.82.14+2.11.526+2.51.712+0.91.724+0.60.62）6.84-1.02.18+0.92.122+1.82.16+0.92.12+0.92.1
13、2)3.68=7941.0944KN标准层：5536.3952-（ 2.1 1.526+2.51.712+0.91.724+0.91.24+0.60.62）6.84-1.02.18+0.92.122+1.82.16+0.92.12+0.92.12)3.68=3073.17454KN（6）重力荷载代表值及荷载分层汇总顶层重力荷载代表值包括屋面恒荷载+50%屋面雪载+从横梁自重+半层柱自重+半层墙自重+半层楼梯自重+半层门窗自重。顶层横载 Q1 ：5650.563 KN顶层梁自重 Q3 ：2009.1072KN顶层柱自重 Q4 ：1732.5 KN顶层墙自重 Q5 ：3073.1745 KN顶层楼
14、梯自重 Q6 ：1002.5 KN顶层门窗自重 Q7 ：95.484 KNG9=Q1+0.5Q2+Q3+0.5Q4+0.5Q5+0.5Q6+0.5Q7=10866.4345 KN其他层重力荷载代表值包括楼面恒载+50%活载+纵横梁自重+楼面上下各半层的柱及纵横墙体自重，半层楼梯自重，半层门窗自重。G8=3457.014+0.52093.48+2009.1072+1732.5+3073.1745+1002.5+95.484=12143.917 KNG8=G7=G6=G5=G4=G3=G2=12143.917 KNG1=3457.014+0.52093.48+2434.9096+0.5(2772+
15、1732.5)+0.5(7941.0944+3073.1745)+0.51002.5+0.599.804=14881.2 KN2.4.2 活荷载计算（1）屋面及楼面的可变荷载标准值上人屋面均布活荷载标准值 2.0 kN/ m 2楼面活荷载标准值 2.0 kN/ m 2屋面雪活荷载标准值 S k= rS0 =1.00.5=0.5kN/ m2(式中： r为屋面面积雪分布系数，取 r=1.0)9（2）顶层活载 Q2 ：0.5 （75.6+0.5）（4.22+4.5+0.5）=509.87 KN（3）楼面活荷载：2.0 （75.6+0.5）（4.22+4.5+0.5）=2039.48 KN2.4.3
16、风荷载计算基本风荷载W。=0.5kN/ m2; 基本雪荷载为0.2 KN/ m2。2.5 水平荷载内力计算2.5.1 地震作用下的内计算（1）横向水平地震作用下框架结构的内力和侧移计算1）横向自振周期计算这样，只要求出结构的顶点水平位移，就可以按下式求得结构的基本周期： 910.7T式中 基本周期调整系数，考虑填充墙使框架自振周期减少的影响，取 0.6；0框架的顶点位移。在未求出框架的周期前，无法求出框架的地震力及位移；T是将框架的重力荷载视为水平作用力，求得的假想框架顶点位移。然后由 求T出 ，再用 求出框架结构的底部剪力，进而求出框架各层剪力和结构真正的位移。11 KNGe 83.29).
17、31(5.26横向框架顶点位移层次（kN）i （kN）i（N/mm）iD层间相对位移 iiGDi3 12134.58 86606.74 38.2 135.12 12134.58 98741.32 43.5 96.91 14881.2 .52 53.4 53.4计算基本周期 T1，其中 T的量纲为 m，取 T=0.7，则：T1 = 1.7 0.7 0.2518-2 = 0.605s2）水平地震作用及楼层地震剪力计算根据规范，结构高度不超过 40m，质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切型为主，故可用底部剪力法计算水平地震作用。本设计的结构高度为 11.7m 小于40m，因此用底部剪力法。3）结
18、构横向总水平地震作用标准值：10Geq=0.85G i=0.85(14881.2+12134.587+.26)=96579.14KNa1=(Tg/T1)0.9 amax=(0.35/0.605)0.90.16=0.0978FEK= a1 Geq=0.097896579.14=9445.44KN在 7 度设防、类场地、设计地震分组为第一组，查表得结构的特征周期Tg=0.35 水平地震影响系数取 max=0.16。由于 T1=0.605(s)1.4Tg=1.40.35=0.49(s)考虑顶点附加地震作用：=0.08 +0.07=0.080.605+0.07=0.1184n1T顶点附加水平地震作用：
19、= =0.12849445.44=826.8kNnFEK各层横向地震剪力计算见表 2-8，表中： 10()ii EKnjjGHF各层横向地震作用及楼层地震剪力层次 iH（m）iG（kN） iHkNm10ijGiF（kN）iV（kN）3 11.7 12134.58 0.0693 577.07 7595.982 7.8 12134.58 0.05 416.36 8012.341 3.9 12134.58 .42 0.0378 314.76 8327.1各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布见图（2）水平地震作用下的位移计算注：层间弹性相对转角均满足要求。 =1/550。 e横向水平地震作
20、用下的位移验算层次层间剪力 iV（kN）层间刚度 iD（N/mm）层间位移 iVD（mm）层高 ih（mm）层间相对弹性转角 e/iuhA113 7595.98 3.35 3000 1/8952 8012.34 3.53 3000 1/8501 8327.1 3.91 4800 1/1228最大转角发生在第二层 1/850V 679.48103V 752.54103V箍筋直径 /mm，支数/n n=2， =8n=2， =8n=2， =81svA/mm2 50.3 50.3 50.3箍筋间距 s/mm 100 100 100Vcs=0.42ftbh0+1.25fyvnAsv1 sh230.111
21、03 REV230.11103RE254.86103REV1vstnAb% 0.287 0.287 0.287%9.min0.24tsvyvf0.179 0.179 0.179（3）柱截面设计以第一、二层 B 柱为例，对图中的、截面进行设计。混凝土一层 C35，二层 C30， f c =16.7N/ 2，f c =14.3N/ 2纵筋为级 fy= 30fyv =300 N/ 2，箍筋为级 fy = fyv =210 N/ 2。 1=1.0， 1=0.8， b =0.55，a=a=351)轴压比验算轴压比限值见表 2-29表 2-29 轴压比限值抗震等级类别一 二 三框架柱 0.7 0.8 0.
22、9框支柱 0.6 0.7 0.8N =1301.53 kN（2-15）bhfc=1301.53103/（14.3450450）=0.3640.8fcN =1525.91 kN=1525.91103/（16.7450450）=0.3650.8bhfcN =1565.51 kN=1565.51103/（16.7450450）=0.3750.8bhfc均满足轴压比限值的要求。2)正截面承载力的计算框架结构的变形能力与框架的破坏机制密切相关，一般框架，梁的延性远大于柱子，梁先屈服可使整个框架有较大的内力重分布和能量消耗能力，极限层间位移增大，抗震性能较好。若柱形成了塑性铰，则会伴随产生极大的层间位移，危机结构承受垂直荷载的能力并可使结构成为机动体系。因此，在框架设计中，应体现“强柱弱梁” ，即一、二级框架的梁节点处，除顶层和轴压比小于 0.15 者外（因顶层和轴压比小于 0.15 的柱可认为具有与梁相近的变形能力） ，梁、柱端弯矩应符合公式二级框架 要求。bcM1其中， 为节点上、下柱端顺时针或逆时针方向截面组合得弯矩设计值之
