大学科技信息馆设计毕业设计计算书

毕业设计（论文）题 目 某大学科技信息馆设计 专 业 土木工程 班 级 土木* 学 生 * 指导教师 * 教授 2014年2月系 土木工程 系 主 任 批准日期 毕 业 设 计（论 文）任 务 书 土木工程 系 土木工程 专业* 班 学生 * 一、毕业设计(论文)课题 某大学科技信息馆设计 二、毕业设计(论文)工作自2014 年 2 月 24 日起至 2014 年 6 月 20 日止三、毕业设计(论文)进行地点 *大学 四、毕业设计(论文)的内容要求 （一）建设内容： 本设计具有实际工程背景。批准建筑面积1400016000m2，建筑层数主体七八层，钢筋混凝土框架剪力墙结构，建筑防火分类为高层建筑二类，耐火等级为二级，耐久年限50年，抗震设防烈度为8度。 主要房间：阅览大厅6间，每间550650m2；小阅览室12间，每间5565m2；办公室（大）5间，每间120130m2；办公室（中）5间，每间6070m2；办公室（小）10间，每间3045m2；报告厅1间，每间700m2；报告厅休息室1间，每间5565m2；自修室1间，每间550650m2；研究室1间，每间140150m2；情报室3间，每间4050m2；中心控制室1间，每间120130m2；信息制作中心1间，每间7080m2；监控室、配音室、电视编辑室、观片室、电子教室、资料室、值班室各1间，每间24m2；演播中心1间，每间6070m2；借还书处、检索室各1间，每间4050m2；管理室18间，每间24m2；接待室2间，每间4050m2；消防室、防盗监控室各1间，每间4050m2；变电所1间，每间100m2。 建筑技术设计条件：1.气象 温度最冷月平均1.7，最热月平均27.3，夏季极端最高40.8，冬季极端最低20.6；相对湿度最热月平均72；主导风向全年及夏季均为东北风，基本风压00.35kN/m2；年降雨量624.0mm，最大积雪深度220mm，基本雪压S00.2kN/m2；最大冻土深度0.45m。2.工程地质条件：场地土属级非自重湿陷性黄土场地，场地土类型为中软场地土，建筑场地为类场地土，自然地表下1米内为填土，填土下层5米厚黄土状土，,再下为3米厚砂质粘土，最下层为砾石层，地下水位为5.4米，各土层的地基承载力标准值如下：黄土状土fk100120kN/m2，砂质粘土fk220270kN/m2，砾石层fk300400kN/m2。 （二）设计内容及深度： 本设计仅要求完成0.000以上部分。内容及深度见详细的任务书。 1、建筑设计部分 确定建筑设计方案。 完成部分建筑施工图设计。 规定绘制的图纸内容：总平面图，底层平面图，标准层平面图，12个剖面图、34个立面图，12处主要节点或部位的构造详图，门窗明细表，建筑用料说明表，建筑总说明。 图纸要求：用1号或1号加长图纸完成上述内容，各图均按建筑制图标准绘制。 写建筑设计说明书。 2、结构设计部分 确定结构设计方案和结构布置 根据建筑设计、结构承重及抗震方面的要求，以及场地地质条件、材料供应和施工技术等，对结构进行合理选型和布置，统一构件编号，确定各构件定位尺寸，绘制结构布置图。 结构内力计算与分析 内容包括确定框架和剪力墙的计算简图、荷载计算、内力分析、内力组合。选取一榀横向框架和一片横向剪力墙进行结构截面配筋计算（手算），并采取相应的构造措施。 宜采用PKPM软件进行电算，并与手算结果进行对比分析。 绘制结构施工图 包括结构标准层平面布置图，所选计算单元框架梁、柱及剪力墙配筋图等，结构设计总说明。 图纸要求：用1号或1号加长图纸完成上述内容，各图均按建筑结构制图标准绘制。 结构设计说明书和计算书 内容应包括：结构设计提纲，选用结构方案的理由和设计依据，结构计算书，电算部分说明等。 （三）查阅文献资料 应阅读三篇以上外文原文，并翻译至少一篇2000单词以上外文文献。 要求： 1.在教师的指导下，应按进度要求独立完成上述任务书中所规定的全部内容和工作量。2.设计说明书和计算书应包括目录、前言、正文、小结及参考文献等。要求计算正确，文理通顺，书写工整，装订成册。3.答辩前，将自己所作的全套毕业设计文件、成果（包括图纸及设计说明书和计算书等）送交指导教师和答辩委员会评阅，并预先准备好答辩提纲。 负责指导教师 指 导 教 师 接受设计论文任务开始执行日期 学生签名 届专业毕业设计（论文）摘 要本工程为位于*地区的某大学的科技信息馆，本信息馆建筑面积为100平方米，由阅览、办公、报告厅、信息处理四部分组成。建筑层数为主体七层，局部五层，每层层高均为3.9米，建筑总高度为27.3米，室内外底面高差0.45米，建筑沿X方向的宽度为100米，沿Y方向的宽度为100米。结构的设计使用年限为50年，建筑结构的安全等级为二级，建筑场地土类别为类，建筑抗震设防类别为丙级，建筑结构的安全等级为二级，抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度为0.20g，设计地震分组第一组。根据建筑的使用功能、房屋的高度与层数、场地条件、结构材料以及施工技术等因素综合分析考虑，采用现浇钢筋混凝土框架剪力墙结构体系，楼盖结构采用现浇钢筋混凝土结构，结构抗震等级为剪力墙一级、框架二级。框架剪力墙结构抗侧刚度大，能有效减少侧移，且具有良好的抗震性能，被广泛应用于建筑中。本设计主要进行了剪力墙类型判别及刚度计算、荷载计算、水平地震作用计算、竖向荷载作用下内力计算、以及内力组合和配筋计算。在设计过程中参考很多书籍和规范，了解了框架剪力墙结构设计的基本步骤和算法。 毕业设计综合运用了大学四年所学的知识，是结构设计的重要实践过程。通过几个月的毕业设计，我学到了很多，培养了独立思考的能力。关键词: 科技信息馆；框架-剪力墙结构；地震作用；配筋届专业毕业设计（论文）Abstract This project is located in Xian Museum of Science and Technology Information of a university, the information museum building area of 100 square meters by reading, office, lecture hall, information processing four parts.Its main structure is seven, five partial, each storey are 3.9 meters and a building height of 27.3 m, height 0.45 m interior bottom surface, the X-direction width of the building is 100 m in the Y direction, a width of 100 m。Design life of the structure of the project is 50 years, the security level for the two building structure, building site soil category , architectural seismic category C, the security level for the two building structures, seismic fortification intensity 8 degrees, the basic design earthquake acceleration of 0.20g, grouping the first set of seismic design. According to the buildings use function, height and number of layers housing factors, site conditions, structural materials and construction techniques to consider a comprehensive analysis, using in-situ reinforced concrete frame - shear wall structure, floor structure using in-situ reinforced concrete structure, its a seismic rating of shear wall, frame two.Frame - shear wall structure lateral stiffness, can effectively reduce sway, and has a good seismic performance, are widely used in construction.The design of the main types of discrimination and were shear stiffness calculations, load calculations, horizontal seismic calculations, the internal forces calculated under vertical loads, as well as a combination of internal forces and reinforcement calculation.I refer to a lot of books and specifications in the design process, to understand the basic steps and algorithms shear wall structure design. Comprehensive use of the university graduation four years have learned is the importance of structural design practice. Graduation project by several months, I learned a lot, trained independent thinking.Key words: Information Technology Museum; Frame-shear wall structure; Earthquake ; Reinforcement 目录摘 要4Abstract5第一篇 建筑设计81 建筑设计提纲81.1 工程概况和设计依据82 总平面设计11(1)使用的合理性11(2)技术的安全性11(3)建设的经济性11(4)环境的整体性113 平面设计123.1平面形式及柱网尺寸123.1.1平面形式123.1.2柱网布置123.2 功能分区134 交通部分的平面设计144.1 走廊144.2 楼梯144.3 电梯154.4 门厅154.5 防火设计155 立面设计166 剖面设计16一、 层高、窗台高度等的确定161.层高162，窗台高度173.室内外地面高差17二.门窗面积的确定17三 雨棚177 构造设计17一、 墙体17二、 楼面、屋面做法18三、勒脚、散水18（1）勒脚：18（2）散水18四：抗震构造18第二篇 结构设计191 结构布置191.1结构平面布置191.2 荷载取值201.3 上部结构211.4 地基 基础21第四节 结构平面布置221.5 构件截面尺寸确定232水平地震作用力计算252.1 重力荷载代表值的计算252.2 各层重力荷载代表值272.3 横向剪力墙刚度的计算292.4 框架剪切刚度的计算302.5 横向水平地震力计算322.6 水平地震作用下框架-剪力墙结构的内力分析363 竖向荷载作用下的计算403.1计算单元及计算简图404 风荷载的计算605 截面设计及构造措施685.1设计的一般原则685.2 框架梁设计685.3 梁正截面受弯承载力计算695.7 框架柱抗震构造措施855.8 第剪力墙截面承载力计算865.9 剪力墙的抗震设计88第八节 双向板肋梁楼板设计88第九节 楼梯设计93第三篇 电算部分97第一篇 建筑设计1 建筑设计提纲1.1 工程概况和设计依据一、工程概况 1.设计题目：某大学科技信息馆设计 2.建筑面积：14731.11 3.建筑层数：主体七层，局部五层 4.建筑高度：27.3m 5.结构形式：现浇钢筋混凝土框架-剪力墙结构 6.建筑防火分类：二类 7.建筑耐火等级：二级 8.建筑物耐久年限：50年二、建筑设计条件 （一）气象 1.温度：最冷月平均-1.7，最热月平均27， 夏季极端最高40.8，冬 季极端最低-20.6 2. 相对湿度：最热月平均72% 3.主导风向：全年及夏季均为东北风，基本风压 4.雨雪量：年降雨量624.0mm，最大积雪深度220mm， 基本雪压 5.最大冻土深度：0.45m （二）工程地质条件场地土属于I级非自重湿陷性黄土场地，场地类型为中软场地土，建筑场地为III类场地土，自然地表下1m内为填土，填土下层5米厚黄土状土，再下为3m厚砂质粘土，再下层为砾石层，地下水位为-5.4米，各土层的地基承载力标准值如下：土层土质厚度/m地基承载力1黄土状土51001202砂质粘土32202703砾石层/300400三、建筑抗震 建筑物重要性类别为丙类，建筑物安全等级为二类，抗震设防烈度采用西安地区基本烈度8度，设计基本加速度值为0.20g，设计地震分组为第一组。结构抗震等级为剪力墙一级、框架二级 四、施工条件和能力本市有木材加工厂、塑钢窗厂、铝合金门窗厂、钢筋混凝土预制构件厂、商品钢筋混凝土供应厂、机械化供应站等可为施工服务。水、暖、电线路皆由本校原有线路接来。五、建筑设计依据的国家标准及规范1房屋建筑制图统一标准GB/T500012高层民用建筑设计防火规范GB3建筑设计防火规范GB4民用建筑设计通则GB5建筑抗震设计规范GB6图书馆建筑设计规范六、选用标准图集1建筑用料表2木门3室内装修木门4铝合金门窗5塑钢门窗6彩色钢板门窗7平开铝合金窗8推拉铝合金窗9屋面10卫生间、11墙身(一)（五）12内装修(一)（四）13室外工程七、教材及设计资料 1房屋建筑学 西安建筑科技大学等七院合编，建工版，第一版，2006 2房屋建筑学 同济大学等四院合编，建工版，第四版，2006 3建筑设计资料集（1）（2）（3）（4）中国建筑工业出版社 4建筑学报 中国建筑学会 5世界建筑 清华大学 6高层建筑抗震设计 包世华版八、房间组成及面积分配房间名称房间数量每间使用面积阅览大厅6593小阅览室1263大办公室5129中办公室563小办公室1036报告厅1734报告厅休息室160自修室1593研究室1162情报室347中心控制室1129信息制作中心147监控室123配音室123电视编辑室123观片室123电子教室123资料室123值班室133演播中心163借还书处122检索室163管理室2423接待室263消防监控室148防盗监控室147变电所1952 总平面设计本建筑为*市一大学科技信息馆，位于一所市中心的大学内。考虑到学校周边环境，故学校共设三个入口，其中南门为学校正门。校园内建造了足球场、篮球场、排球场等运功动场地，此外还建设了一座室内体育馆可供教学使用和师生日常锻炼场地，校园内的综合服务楼、餐厅、打水处等设施使校园内形成一个相对完整独立体系，学生、老师、办公人员可以享受到良好的学习和工作环境。在总平面设计中考虑到科技信息馆的安详和宁静和信息馆在大学校园里的重要性因此把此楼置于较中央的位置，考虑到学生人流主要集中在南侧校园内，故学生入口设在南侧，共设两个入口，两个入口之间的距离满足高层建筑设计防火规范的要求。建筑总平面主要满足以下基本要求：(1)使用的合理性 良好的日照、通风和方便的交通联系是满足总平面的基本条件。(2)技术的安全性 进行总平面设计时候，考虑到可能的灾害，应该采取一定措施来从而可以减弱伤害程度(3)建设的经济性 在进行设计时候应该力求发挥建设最大效益，并且尽量保留绿化用地。(4)环境的整体性 进行平面设计时候，要从整体出发，建筑物要与周围其他环境协调建筑设计总平面如下图1.1.1 3 平面设计3.1平面形式及柱网尺寸3.1.1平面形式本建筑分为A、B区，其中B区为主体七层（下图横向方向楼），A区为五层（下图竖向方向楼）考虑到校园内的基地环境及地形特点建筑朝向，校园景观，结构形式，造价等因素的影响，本建筑采用的平面形式如下图3.1.1所示。本建筑分为三部分，长89950mm，两个拐角处设缝，平面图如下图3.1.1： 图3.1.1 建筑平面布置图3.1.2柱网布置 1.柱距 由于该设计功能要求有很多大空间，为了能满足其使用功能要求和房间布置的简单，而采用8.1m的柱距进行设计，可以满足房间面积布置时候的要求，同时亦可使得施工简单易行。 2.跨度为了满足房间面积的要求采用二等跨，各跨均为8.1m，跨度比较合理。 柱网布置如下图3.1.2(仅以主体结构示例)： 3.2 功能分区 该信息馆可分为三部分，主体七层，局部五层以及一层报告厅七层结构一楼为自修室，2-7层主要为阅览室，五层楼主要布置办公室、值班室等，报告厅部分包括报告厅以及报告厅休息室。该三部分既有一定的联系，有保持相互的独立。 主要房间布置如下：1：自修室 自修室位于主体结构一层，面积符合要求2：大阅览室、小阅览室 大阅览室、小阅览室位于B区结构2-7层，房间数量以及面积均符合要求3：厕所 厕所分布在A区与B区楼的两端方便师生使用4：值班室 值班室位于一层门厅入口处5：办公室 办公室主要有大办公室、中办公室、小办公室，布置在A区1-5层，房间面积以及数量满足要求，布置比较合理。6：消防室、防盗室 消防室、防盗室布置于A区一层，面积符合要求，位置布置合理，方便使用7：管理室 管理室分布于A区1-5层、B区1-7层8：其它 其它详见建筑平面图4 交通部分的平面设计4.1 走廊 走廊的应符合人流通畅和建筑防火要求，通常单股人流的通行宽度约为500600mm。本设计走廊主要是指A区建筑，由于A区走廊两侧设房间，走廊宽度采用2100mm，根据建筑物的耐火等级为二级，层数五层，走廊通行人数为60人，防火要求最小宽度为1m,符合要求。 4.2 楼梯 设计楼梯时，应使其符合建筑设计防火规范、民用建筑设计通则和其他有关单项建筑设计规范的规定。考虑防火要求，多层建筑应设封闭楼梯间，且应靠外墙设置，能直接天然采光和自然通风，楼梯的门是可以阻挡烟气入侵的双向弹簧门。考虑结构楼梯平面形式的选用，主要依据其使用性质和重要程度来决定。 楼梯是多层房屋中的重要组成部分。楼梯的平面布置、踏步尺寸、栏杆形式等由建筑设计确定。楼梯常见型式：板式楼梯、梁式楼梯。梁式楼梯梯段板较薄，可以节省材料。梁式楼梯由踏步板、斜梁、平台板及平台梁组成。踏步板支承在斜梁上，斜梁再支承在平台梁上。作用于楼梯上的荷载先由踏步板传给斜梁，再由斜梁传至平台梁。当梯段板较长时，梁式楼梯较为经济，因而广泛用于办公楼、教学楼等建筑中，但这种楼梯施工复杂，外观也显得比较笨重。作为主要交通用的楼梯梯段净宽应根据楼梯使用过程中人流股数确定，一般按每股人流宽度0.55m+00.15m计算，并不应少于两股人流。楼梯平台部位的净高不应小于2m，楼梯梯段部位的净高不应小于2.2m楼梯梯段净高为自踏步前缘线量至直上方凸出物下缘间的铅垂高度。 楼梯是房屋个层间的垂直交通部分，各楼层人流疏散的必经通路。楼梯设计主要根据使用要求和人流通行情况确定梯段和休息平台的宽度，梯段的宽度通常不小于1100mm1200mm。A区楼和B区楼的楼梯选用板式双跑楼，本设计楼梯宽度为两种，宽度分别为4400mm、3600mm，设计的梯段宽度满足要求。楼梯坡度的选择要从攀登效率，、节省空间、便于人流疏散等方面考虑，因而本建筑楼梯踏步高度选用150mm,踏面选用300mm。4.3 电梯电梯是公共建筑不可或缺的垂直交通工具，对于科技信息馆，必须设置电梯来保证交通便利。 电梯可分为:客梯、货梯、客货两用电梯、杂物电梯等 电梯间布置方式，应该考虑一下要求： （1）应布置在人流集中的地方，如门厅、出入口等； （2）电梯前应该设置足够的面积的候梯厅，以免造成拥挤和堵塞； （3）在设置电梯的同时，还应配置楼梯，以保证电梯不能正常运行时使用 （4）最好采用天然采光和自然通风 本设计在B区共设置两部电梯，电梯面积为2400*2700mm，电梯的设置符合要求4.4 门厅 门厅作为交通枢纽，作用为接纳人流，分配人流，室内外空间过度等。设计要求如下 （1）位置明显突出 （2）有明确的导向性 （3）入口应设宽敞的雨棚或者门廊，可供人流停留 （4）应设宽敞的大门以便出入 （5）对地面、墙面装饰处理，处理好采光或者人工照明 本设计门厅设置面积、位置等合理，综合考虑了以上因素，4.5 防火设计图书馆建筑防火设计，除应符合图书馆建筑设计规范外，还应符合现行国家标准建筑设计防火规范高层民用建筑设计防火规范的有关规定。建筑设计防火规范规定，安全出口应分散布置。每个防火分区、一个防火分区的每个楼层，其相邻2 个安全出口最近边缘之间的水平距离不应小于5m。该工程满足规范要求。图书馆建筑设计规范规定，基本书库、非书资料库，藏阅合一的阅览室空间防火分区最大允许建筑面积：当为单层时，不应大于1500 m2；当为多层，建筑高度不超24.00m时，不用大于1000 m2；当高度超过24.00m时，不应大于700 m2；本工程疏散楼梯用防火墙和防火门划分出一个防火分区，每层的其他部分各自成为一个防火区。每个分区面积均小于1000 m2，满足规范要求。图书馆建筑设计规范规定，图书馆的安全出口不应少于两个，并应分散设置。本工程在两侧各设置一个安全出口，以及安全应急楼梯，满足规范规定5 立面设计 结构韵律和虚实对比，是使建筑立面富有表现力的重要设计手法。建筑立面上结构构件或门窗作用有规律的重复和变化，给人们在视觉上得到一个很好地的感受效果。在本设计中，立面中所有的窗尺寸上下一致的，左右根据房间不同有所变化。房屋外部形象反映建筑类型内部空间的组合特点，美观问题紧密地结合功能要求，同时，建筑物所在地区的气候、地形、道路、原有的建筑物以及绿化等基地环境，也是影响建筑物立面设计的重要因素。进行立面设计应该注意一下三点：1、 建筑立面包括正立面、背立面、侧立面等，当人们通常只能观察两个面，因此，必须认真的处理几个面的相互协调和相邻面之间的衔接关系。2、建筑造型是一种空间艺术，研究立面造型不能只局限于立面尺寸的大小和形状，应考虑建筑空间的透视效果。3、建筑立面处理应该充分运用建筑物立面上构件的直接效果、入口的处理以及适当装饰等。 此外立面设计应遵循下面三个原则： A 完整均衡、比较适当 B 层次分明、交接明确 C 体形简洁、环境协调6 剖面设计建筑剖面设计是建筑中不可或缺的部分，它与建筑平面设计相互联系，相互作用，限定了建筑物各个组成部分的三维空间尺寸，并对建筑物的造型以及立面设计起到制约。1、 层高、窗台高度等的确定 1.层高 净高确定层高，确定房间净高时，主要考虑房间的使用性质，室内采光通风及设备设置和结构类型。综合考虑这些因素，取房间层高为3.9m。 2，窗台高度 窗台高度主要根据室内的使用要求、人体尺寸以及通风要求来确定， 对于本信息馆，高度取为1050mm 3.室内外地面高差 为了防止雨水流入室内，并防止墙身受潮，室内外应设高差，对于本信息馆，室内外高差取为450mm 二.门窗面积的确定 门的面积根据交通需要安全疏散等要求来设计，常用的单扇门宽度小于900mm，双向门宽度在1200mm-180mm之间，高度不低于200mm，本设计中的各房间的门尺寸根据房间不同有所不同，均满足要求。房间中窗的大小和位置主要是根据室内采光通风要求来考虑。采光方面，窗的大小直接影响到室内照明是否充足。各类房间照明要求是由室内使用上直接影响到室内是用上精确细密的程度来确定的。通常以窗口透光部分的面积和房间地面的采光面积比来初步确定或检验面积的大小，办公室、研究工作室、接待室、等房间窗地比不应小于16，阅览室等房间窗地比不应小于15，根据规定设计面积，本设计均满足。具体选用尺寸见建筑图3 雨棚 本设计在四向出入口处均设置雨棚，采用钢结构玻璃雨棚。7 构造设计1、 墙体在本设计中有剪力墙跟填充墙，其中填充墙只起到围护隔音作用。填充墙体采用加气混凝土砌块组砌，厚度取为250mm。墙身做法如下： 外墙：250mm厚加气混凝土砌块 20厚水泥上砂浆抹灰 外侧6厚外墙贴面砖 内侧涮两度涂料 内墙：250mm厚加气混凝土砌块 20厚水泥上砂浆抹灰 20厚水泥粉刷墙面 涮两度涂料 女儿墙: 6厚水泥砂浆罩面 12水泥砂浆打底 240粘土空心砖 6厚外墙贴砖 2、 楼面、屋面做法 楼面： 水磨石地面 240mm现浇混凝土板 20mm板底抹灰 屋面： 40厚C20细石混凝土保护层 3厚1:3石灰砂浆隔离层 卷材防水层 20厚1:2.5水泥砂浆找平层 120mm现浇混凝土板 20mm石灰砂浆板底抹灰 三、勒脚、散水（1）勒脚：勒脚是墙身接近室外地面的部分，一般情况下，其高度为室内地坪与室外地面的高差部分。它起着保护墙身和增加建筑物立面美观的作用。由于它容易受到外界的碰撞和雨、雪的侵蚀，遭到破坏，同时地表水和地下水的毛细作用所形成的地潮也会造成对勒脚部位的侵蚀。所以，在构造上必须采取相应的防护措施。勒脚防潮层：分为水平防潮层和垂直防潮层。当室内地坪出现高差或室内地坪低于室外地面时，要同时设置水平防潮层和垂直防潮层。本工程只设水平防潮层，为了提高防潮层的抗裂性能，常采用60mm厚的配筋细石混凝土防潮层。工程中常在标高-0.06m处设防潮层。（2）散水为保护墙基不受雨水的侵蚀，常在外墙四周将地面做成向外倾斜的坡面，以使将屋面水排至远处，这一坡面称散水。散水坡度约3%-5%，宽一般为600mm-1000mm，纵向每隔10米做一道伸缩缝，散水与外墙设20宽缝，其缝内均填沥青砂浆。 本工程散水采用C15混凝土做垫层，厚度60mm，砂浆做面层，厚度20mm，本工程做散水，宽度900mm，坡度3%。四：抗震构造建筑抗震设计规范规定，抗震设防烈度为6度及以上地区的建筑，必须进行抗震设计。西安地区抗震设防烈度为8度，必须进行抗震设防。本设计在AB区楼拐角处设置一道150mm的变形缝，三缝合一，宽度按符合变形缝设置要求。第二篇 结构设计 1 结构布置1.1结构平面布置一工程概况 1.建设单位：西安某大学 2.项目名称：某大学科技信息馆 3.结构类型：框架-剪力墙结构 4.层数：主体七层、局部五层 5.层高：3.9m 6.结构设计使用年限：50年二设计依据 1.国家规范 建筑结构荷载规范GB50009-2012 混凝土结构设计规范GB50010-2012 建筑抗震设计规范GB50011-2010 钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规范JGJ3-2002 2.标准图集 钢筋混凝土过梁 陕 03G322 钢筋混凝土结构构造详图 陕13G02 建筑物抗震构造详图 11g329 混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图 11G101 3.教材及设计资料 新编高层建筑结构 包世华编 高层建筑结构实用设计方法 赵西安编 高层建筑抗震设计 刘大海主编 建筑抗震设计 郭继武主编 钢筋混凝土结构 童月生主编4.工程地质条件 自然地表下1米内为填土，填土下层5米厚黄土状土，再下3米厚砂质 粘土，再下层为砾石层，地下水位为-5.4米，建筑场地为III类场地土， 各土层的地基承载力标准值如下： 黄土状土 砂质粘土 砾石层 5. 结构设计等级的确定 （1）建筑抗震设防烈度采用西安地区基本烈度8度，设计基本加速度为 0.2g，设计地震分组第一组 （2）结构抗震等级：剪力墙一级、框架二级 （3）建筑物重要类别为丙类，安全等级为二级 1.2 荷载取值一：活载 1.雪荷载：基本雪压 2风荷载：基本风压二：承载力调整系数 表1.2.1 承载力抗震系数材料结构构件受力状态 混凝土梁受弯0.75混凝土轴压比小于0.15的柱子偏压0.75混凝土轴压比大于0.15的柱子偏压0.80混凝土抗震墙偏压0.85混凝土各类构件受剪、受拉0.851.3 上部结构1、 结构类型：框架-剪力墙结构2、 材料： 混凝土 C30 钢筋 HPB235 HRB4003、计算原则、方法（1）水平地震力的计算 为了简化计算，由于本建筑高度小于40m，且剪切变形为主，刚度沿高度比较均匀，故采用底部剪力法。考虑框剪协同工作，采用查表计算内力。 （2）竖向荷载作用下的框架内力计算 竖向荷载作用下框架内力计算，采用分层法，由于侧移比较小，计算时候可以忽略侧移的影响，用力矩分配法计算。由精确分析可知，梁的竖向荷载对其它各层杆件的内力影响不大，因此可将框架分解成一层一层的单层框架分别计算。 （3）框架-剪力墙协同工作的计算 计算简化：框架剪力墙协同工作的计算简图，有两种形式，一种刚接体系，一种交接体系，两者主要区别在于剪力墙与框架的连接关系，由于本结构的框架剪力墙主要通过楼板连接，楼板的平面外刚度为零，它对各平面的抗侧力不产生约束弯矩。故本建筑框架-剪力墙协同工作采用交接体系。 1.4 地基 基础根据任务书提供的地质构造、持力层、地基承载力，本设计选用桩基础，由于任务书对基础未做要求，故对基础设计部分不具体设计。 第四节 结构平面布置1、 结构体系的选择 高层房屋结构体系有：框架结构、框架-剪力墙结构、剪力墙结构、筒体结构等。目前国内采用较多的结构形式是前三种。 框架建筑的主要特点： 空间分隔灵活，自重轻，节省材料；具有可以较灵活地配合建筑平面布置的优点，利于安排需要较大空间的建筑结构；框架结构的梁、柱构件易于标准化、定型化，便于采用装配整体式结构，以缩短施工工期；采用现浇混凝土框架时，结构的整体性、刚度较好，设计处理好也能达到较好的抗震效果，而且可以把梁或柱浇注成各种需要的截面形状。 剪力墙的特点： 1、剪力墙的主要作用是承担竖向荷载（重力）、抵抗水平荷载（风、地震等）。 2、剪力墙结构中墙与楼板组成受力体系，缺点是剪力墙不能拆除或破坏，不利于形成大空间，住户无法对室内布局自行改造。 3、短肢剪力墙结构应用越来越广泛，它采用宽度（肢厚比）较小的剪力墙，住户可以一定范围内改造室内布局，增加了灵活性，但这是以整个结构受力性能的降低为代价的（虽然有试验和研究表明这种降低幅度较小）。 4、就当下中国现状，纯剪力墙结构造价高，施工困难，耗钢量极大，所以往往因为建设单位的制约，结构抗震设计囿于成本而不得不降低标准，建议慎用此类结构形式。 5、剪力在楼体下部最大。 框架剪力墙结构是在框架结构中设置适当的剪力墙的结构。它具有框架结构平面的布置灵活，有较大空间的的优点，又具有侧向刚度较大的优点。框架剪力墙结构中，剪力墙主要承受水平荷载，竖向荷载由框架承担。 结构体系的选择主要看拟建建筑物的高度，用途，施工条件，经济条件等因素。本建筑高度为27.3m。高度大于24m，属于高层建筑。本建筑为某大学科技信息馆，故需要大空间，结构布置比较灵活。抗震设防烈度为8度，综合各因素，本结构采用框架-剪力墙结构。2、 结构平面布置结构高宽比限值，对A级高层建筑框架-剪力墙结构在8度地区要求H/B，本结构H/B=27.3/16.2=1.693 。对于结构是“一”字型建筑，8度设防时结构长宽比L/B。本建筑L/B=72.9/16.2=4.55。三、结构竖向布置建筑物的竖向体型应力求规范，均匀和连续，避免刚度突变和结构不连续。本建筑竖向体型为矩形，布置均匀，且刚度和结构连续。四、剪力墙布置1. 剪力墙的布置原则（1） 剪力墙布置应与建筑物使用要求相符合，既不影响使用，又满足结构受力要求。（2） 剪力墙的布置应对称，以减少结构的扭转效应。（3） 在两片墙之间布置框架时，楼盖必须足够的平面内刚度，才能传递水平力至剪力墙上。（4）（5） 剪力墙靠近结构外围布置时，可以增强结构的抗扭作用。（6） 剪力墙应贯通全高，使结构刚度上下贯续均匀。2. 剪力墙的位置剪力墙的具体位置如图所示(未表示出电梯、电梯周围皆为剪力墙、详见建筑图) 图1.3.1 剪力墙布置位置1.5 构件截面尺寸确定一、梁板的截面尺寸1. 主梁: (1)纵向主梁L=8100mm 梁高：h=L(1/8-1/12)=675mm-1013mm 取h=750mm 梁宽：b=h(1/3-1/2)=267mm-400mm 取b=350mm 取350mm750mm (2)横向主梁L=8100mm ，取350mm750mm 2. 次梁：L=8100mm 梁高：h=L(1/18-1/12)=675mm-450mm 取h=600mm 梁宽：b=h(1/3-1/2)=200mm-300mm 取b=300mm 取300mm600mm二、板厚：双向板厚取1/50L,L取短边长度，本工程取h=120mm，满足要求三、柱子截面尺寸 框架柱截面尺寸一般按柱轴压比限值按下列公式估算： 为混凝土轴心抗压强度设计值，为轴压比限值。 为柱组合的轴压力设计值；按简支状态计算的负载面积；折算在单位面积上的重力荷载代表值，可根据实际荷载计算，也可近似取 1215kN/ m2，本建筑选用14kN/ m2；为考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数，边柱取1.3，不等跨内柱取1.25，等跨内柱取1.2；为验算截面以上楼层层数；柱截面面积；混凝土轴心抗压强度设计值；(Un)框架柱轴压比限值，此处可进似取，即对一级、二级和三级抗震等级，分别取0.7，0.8和0.9。本设计取0.9。该建筑的柱的截面面积为： 底边边柱： 取bh=700mm700mm 底层中柱： 取bh=800mm800mm 2-7层柱子与底层尺寸相同四、剪力墙截面尺寸根据抗震规范，剪力墙的厚度不应小于160mm，且不应小于层高的1/20，其底部加强部位的墙厚，不应小于200mm，且不应小于层高的1/16。综上所述剪力墙的宽度取250mm，高度同层高。2水平地震作用力计算建筑抗震设计规范GB50011-2012规定：各类建筑结构的地震作用，应符合下列规定：1.一般情况下，应允许在建筑物结构的两个方向分别计算水平地震作用，并进行抗震验算，各方向的水平地震作用应该由各方向抗侧力构件承担。2.有斜交抗侧力构件的结构，当相交角度大于15时，应分别计算各抗侧力构件方向的水平地震作用。3.质量和刚度分布明显不对称的结构，应计入双向水平地震作用下扭转影响，其他情况，应允许采用调整地震作用效应方法计入扭转影响。4.8,9度时的大跨度和长悬臂结构及9度时的高层建筑应计算竖向地震作用。本设计只要求对横向水平地震力进行计算。2.1 重力荷载代表值的计算1.屋面恒载： 40厚C20细石混凝土保护层 0.0423= 0.92 3厚1:3石灰砂浆隔离层 0.00313= 0.0513 卷材防水层 0.3 20厚1:2.5水泥砂浆找平层 0.1220=0.4 120mm现浇混凝土板 0.1225=3.0 20mm石灰砂浆板底抹灰 0.0217=0.34 合计：5.012. 楼面恒载 水磨石地面