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1、 第一章 建筑设计1.1 初步设计资料一. 工程名称：福华宾馆结构设计二. 工程概况：建筑面积3091.2，建筑总高为23.4 ，主体大楼为六层，室外高差为0.30m。三. 温度：最热月平均28，最冷月平均-5；极端最高温度38，极端最低温度为11.5。四. 相对湿度：年平均34。五. 相对风向：北风，根本风压0.35kN/。六. 雨雪条件：最大积雪深度0.25cm,雪荷载0.40kN/。七. 年降雨量：870mm。八. 水文资料：经勘探未发现地下水。九. 地质条件：地震烈度：本工程地震设防烈度为7度，场地类型： 类。十. 材料使用：1. 混凝土：梁板柱均使用C30混凝土。2. 钢筋：纵向受力
2、钢筋采用热轧钢筋HRB335,其余采用热轧钢筋HPB235。3. 墙体：a. 外纵墙采用180厚加气混凝土砌块5.5kN/m3,外侧墙体贴瓷砖0.55kN/m2,侧为10厚水泥砂浆抹灰17kN/m2。b. 隔墙采用120厚加气混凝土砌块5.5kN/m3,两侧均为10厚水泥砂浆抹灰。c.女儿墙采用180厚加气混凝土砌块5.5kN/m3，外侧墙体贴瓷砖，水泥粉刷侧0.36kN/m2。4. 窗：均为塑钢玻璃窗0.35kN/m2。5. 门：除大门为玻璃门，房间均为木门。1.2 工程做法1.2.1房间使用面积确定本设计根据建筑使用性质、建设规模与标准的不同，确定各类用房。根据使用要求，结合基地面积、结构
3、选型等情况按建筑模数确定开间和进深。1.2.2交通联系局部的平面设计一幢建筑物除了有满足各种使用功能的房间以外，还需要有把各个使用房间与外有机联系起来的交通联系局部，以保证使用便利和安全疏散。在多层建筑中，楼梯是必不可少的一局部，是楼层人流疏散的必经之路，楼梯的数量、位置与形式应满足使用方便和安全疏散的要求，注重建筑环境空间的艺术效果。设计楼梯时，还应使其符合建筑设计防火规、民用建筑设计通那么和其他有关单项建筑设计规的规定。本设计主入口选取现浇板板式双跑楼梯，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坡度
4、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270mm。1.3.3建筑立面剖面设计立面设计是在满足房间的使用要求和技术经济条件下，运用建筑造型和立面构图的一些规律，结合平面的部空间组合进展的。进展立面设计设计时要考虑房屋的部空间关系，相邻立面的协调，各立面墙面的处理和门窗安排，满足立面形式美观要求，同时还应考虑细部构件的处理。建筑剖面考虑的是建筑物各局部高度，建筑层数和空间结构体系。确定房间净高时，主要考虑房间的使用性质，室采光通风与设备设置和结构类型。综合考虑这些因素，取房间层高为首层3.6m，标准层3.3m。1.2.4抗震设计 建筑
5、抗震设计规规定，抗震设防烈度为6度与以上地区的建筑，必须进展抗震设计。建筑根据其使用功能的重要性分为甲类、乙类、丙类、丁四个抗震设防类别。甲类建筑应属于重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑；乙类建筑应属于地震时使用功能不能中断或需要尽快恢复的建筑；丙类建筑应属于除甲、乙、丁类以外的一般建筑，丁类建筑应属于抗震次要建筑。本工程的抗震设防类别为丙类。丙类建筑，地震作用和抗震措施均应符合本地区抗震设防的要求。丙类建筑的抗震等级应按规确定，本设计属于框架结构，7度设防，高度小于30m，所以为三级框架。1.3 细部构造总说明1.3.1勒脚勒脚是墙身接近室外地面的局部，一般情况下，其高度为室地坪
6、与室外地面的高差局部。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。当室地坪出现高差或室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。水平防潮层根据材料的不同，一般有油毡防潮层、防水砂浆防潮层、配筋细石混凝土防潮层。油毡防潮层具有一定的韧性、延伸性和良好的防潮性。由于油毡层降低了上下砌体之间的粘结力，且降低了砌体的整体性，对抗震不利，目前已少用。砂浆防潮层是在需要设置防潮层的位
7、置铺设防水砂浆。防水砂浆能克制油毡防潮层的缺点，但由于砂浆系脆性材料，易开裂。故不适于地基会产生微小变形的建筑中。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。1.3.2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，其缝均填沥青砂浆。当屋面排水方式为自由落水时，要求其宽度较出檐多200mm，一般雨水较多地区多做成明沟,枯燥地区多做成散水。1.3.3门窗工程1在生产加工门、窗
8、之前，应对门窗洞口进展实测。2门窗安装前预埋在墙或柱的木、铁构件应做防腐、防锈处理。1.3.4油漆构件防腐、防锈工程1所有埋入混凝土与砌块中的木质构件均须做好防腐处理，满涂焦油一道。屋面架空硬木版须经防虫、防腐处理后方可使用，面刷酚酞清漆。2所有埋入混凝土中的金属构件须先除锈，刷防锈漆饿二道；所有露明金属构件不锈钢构件除外，均须先除锈刷防锈漆一道，再刷油漆二道。3所有室木质门窗均需打腻子，磨退后刷底漆一道，再刷调和漆二道。1.3.5根底工程根据现行建筑地基根底设计规和地基损坏造成建筑物破坏后果危与人的生命、造成经济损失和社会影响与修复的可能性的严重性，将根底分为三个安全等级：一级、二级、三级。
9、本设计根底的安全等级为二级，对应于破坏后产生严重的后果，建筑类型为一般工业与民用建筑。 根底按刚度分可分为：刚性根底和柔性根底；按构造分类可分为：独立根底、条形根底、筏板根底、箱形根底和壳体根底。其中，独立根底是柱根底中最常用和最经济的型式。本工程采用独立根底。本设计初选根底顶面到室外地面的距离为1000mm，室外高差为300mm,那么底层柱高=3600+900+300=4800mm1.4 建筑细部具体构造做法1.4.1屋面做法选用刚性防水屋面1保护层 40厚的细石混凝土保护层2防水层 三毡四油防水层 3找平层 20mm水泥砂浆找平层 4保温层 100mm厚水泥蛭石保温层 5结构层 100mm
10、厚钢筋混凝土板 6板底抹灰 10mm混合砂浆抹灰1.4.2楼面做法 1瓷砖地面包括水泥粗沙打底 2100mm厚钢筋混凝土板310mm厚混合砂浆抹灰1.4.3墙做法1白涂料饰面210mm厚水泥砂浆抹灰1.4.4外墙做法1面砖饰面210mm厚水泥砂浆抹灰1.5 结构选型1. 结构体系选型：采用钢筋混凝土现浇框架结构体系。2. 屋面结构： 采用现浇混凝土屋盖，刚柔性结合的屋面，屋面板厚100mm。3. 楼面结构：采用现浇混凝土楼盖，板厚100mm。4. 楼梯结构：采用钢筋混凝土梁式楼梯。第2章 结构布置与计算简图2.1结构布置从结构角度出发，受力明确，传力路径短，刚度大而均匀，整体性和延性好，轻质高
11、强的结构设计方案比拟理想。根据房屋的使用功能与建筑设计的要求，进展了建筑平面，立面与剖面设计，其标准建筑平面结构见图21。图2-1 梁柱结构平面布置图/mm2.2梁柱尺寸估算与选取 主体结构共六层，首层层高为3.6m，其余层层高为3.3m，外墙均为180厚加气混凝土砌块，楼层屋盖均为现浇钢筋混凝土结构，板厚取100mm。2.2.1梁截面尺寸的估算：框架结构的主梁截面高度与宽度可由下式确定： hb=(1/101/18)Lbbb=(1/21/3) hb且bb 200,其中横梁跨度，AB、CD跨L=7000mm ，BC跨L=2100mm,由此估算梁的截面尺寸如下：横向主框架梁取300mm600mm。
12、纵向主框架梁取300mm600mm。2.2.2柱截面尺寸的估算框架柱截面尺寸根据柱的轴压比限制，按下式计算：柱组合的轴压比设计值按照公式21计算：式中：为考虑地震作用组合后柱轴力压力增大系数，边柱取1.3，等跨柱取1.2,不等跨取1.25；F：为按照简支状态计算柱的负荷面积；g：为折算后在单位面积上的重力荷载代表值，近似取12kN/m2；n：为验算截面以上楼层层数；框架柱验算柱的轴压比应小于轴压比限值的要求： C30混凝土：fc=14.3N/mm2 ft=1.43N/mm2根底选用柱下独立根底，柱在室地坪以下为1.2m，柱高即h3.6+1.24.8m，应满足N/(bchcfc)=N/(Acfc
13、)0.8求得中柱Ac1.21210344.556/(0.814.3)=137455mm2截面取正方形，那么柱的估算长边为371mm，各层中柱尺寸均取为600mm600mm。边柱受荷小于中柱，故也可取尺寸为600mm600mm。横向框架的计算简图如下所示图2-2 框架计算简图/mm第三章 重力荷载计算3.1不变荷载恒载标准值3.1.1荷载标准值1屋面不变荷载恒载标准值保护层：40mm厚细石混凝土保护层 22kN/m30.04m=0.88kN/m2防水层：三毡四油防水层 0.4kN/m2找平层：20mm水泥砂浆找平层 20kN/m30.02m=0.4kN/m2保温层：100mm厚水泥蛭石保温层 5
14、kN/m30.10m=0.50 kN/m210厚板底混合砂浆抹灰 0.0117kN/m3=0.17 kN/m2结构层：100mm厚钢筋混凝土板 25kN/m30.10m2.5kN/m2 合计： 4.85 kN/m2216层餐厅与房间楼面不变荷载恒载标准值瓷砖地面包括水泥粗沙打底 0.55kN/m2100mm厚现浇混凝土板 2.5kN/m210mm厚混合砂浆抹灰 17kN/m30.10m =0.17kN/m2合计： 3.22kN/m23走廊楼面不变荷载恒载标准值水磨石地面10mm面层、20mm水泥砂浆打底 0.65 kN/m2、素水泥结合层一道 100mm厚现浇混凝土板 25kN/m30.10m
15、=2.5kN/m210mm厚混合砂浆抹灰 17kN/m30.10m =0.17kN/m2合计： 3.82kN/m23.1.2梁，柱，墙重力荷载计算1梁自重主梁自重： 25kN/m30.30m0.6-0.1m=3.75 kN/m梁侧粉刷： 0.010.6-0.1217=0.17 kN/m 合计： 3.92kN/m2柱自重柱自重 25/m30.60m0.60m=9kN/m抹灰层10mm厚混合砂浆 17kN/m30.01m0.60m4=0.408 kN/m合计： 9.408kN/m3墙自重加气混凝土小砌块 a.首层外墙自重墙自重 5.5kN/m30.9m0.18m=0.891kN/m外墙面砖饰面 0
16、.5kN/m23.6-1.8m=0.900kN/m钢塑门窗 0.35kN/m31.8m=0.63kN/m墙面10mm厚抹灰层 17kN/m30.01m3.6-1.8m=0.306kN/m合计： 2.727kN/mb.标准层外墙自重墙自重 5.5kN/m30.9m0.18m=0.891kN/m钢塑门窗 0.35kN/m31.8m=0.63kN/m外墙面砖饰面 0.5kN/m23.3-1.8m=0.75kN/m墙面10mm厚抹灰层 17kN/m30.01m3.3-1.8=0.255kN/m合计： 2.526kN/mc.首层墙自重墙自重 5.5kN/m33.6m0.12m=2.376 kN/m墙面1
17、0mm厚抹灰层两侧 17kN/m30.01m3.3m2=1.224kN/m合计： 3.6kN/md.标准层墙自重墙自重 5.5kN/m33.3m0.12m=2.178 kN/m墙面10mm厚抹灰层两侧 17kN/m30.01m3.32=0.833kN/m合计： 3.3kN/me.女儿墙自重墙自重与压顶重 5.5kN/m31.0m0.18m+25kN/m30.18m0.1m=1.44 kN/m外墙面砖饰面 0.5kN/m21.1m=0.55 kN/m水泥粉刷面墙面 0.36kN/m21.1m=0.396kN/m合计： 2.39kN/m3.2可变荷载活载标准值楼面与屋面可变荷载活载标准值 上人屋面
18、 2.0kN/m2 走廊 2.5kN/m2 楼面 2.0kN/m2 屋面雪荷载为 Sk=rSo=10.40=0.40 kN/m2 因为荷载规要求屋面均布活荷载不应与雪荷载同时组合，所以按照最不利情况进展荷载组合，屋面活荷载按照屋面均布活荷载取值计算。3.3重力标准值计算3.3.1梁、柱、板自重标准值各层梁、柱、板、墙自重标准值见表3-1、表3-2、表3-3。 表3-1 柱重力荷载标准值层数柱编号截面宽/mm截面高/mm净高/mmgk/kN/m数量Gi/kNGk/kN1KZ160060035009.408351152.481152.482-6KZ160060032009.408351053.70
19、1053.70机房KZ160060032009.4086180.63180.63表3-2板重力荷载标准值层数板面积/ m2gk /kN/m2Gi /kNGk /kN屋面459.24.852227.122227.12电梯机房564.85271.6271.61-5层房间391.23.221259.661699.204楼梯56.83.22182.90走廊67.23.82256.70表3-2梁重力荷载标准值层数梁编号截面宽/mm截面高/mm净跨长/mmgk/kN/m数量Gi/kNGk/kN1层KL130060034003.9224319.87974.77KL230060064003.9216401.4
20、1KL330060015003.92847.04KL430060074003.924116.03KL530060027003.92110.58L125050074002.67119.76L225050040002.67553.4L325050025002.6716.6825层KL130060034003.9224319.87921.37KL230060064003.9216401.41KL330060015003.92847.04KL430060074003.924116.03KL530060027003.92110.58L125050074002.67119.76L325050025002.
21、6716.68屋面梁KL130060034003.9224319.87921.37KL230060064003.9216401.41KL330060015003.92847.04KL430060074003.924116.03KL530060027003.92110.58L125050074002.67119.76L325050025002.6716.68电梯机房KL230060064003.92250.18134.64KL430060064003.92258.02L125050074002.67119.76L325050025002.6716.683.3.2各层墙外墙自重标准值1女儿墙重 总
22、长L=(16.1m+32m)2=196.2m 总重=2.39kN/m96.2m=229.92kN2标准层墙重 总长L=158m-0.65m24=142.4m 总重=7.840kN/m142.4m=1116.416kN3首层墙重 总长=96.2m-0.60m20=84.2m 总重=2.53kN/m84.2m=213.03kN3.3.3各层质点自重标准值计算1首层墙+梁+板+柱Gk=229.87+213.03kN /2+974.77kN +1699.2kN +1152.48+1053.7kN /2=3998.51kN2标准层墙+梁+板+柱Gk=213.03kN +921.37kN +1699.20
23、4kN +1053.7kN=3887.30kN3顶层墙+梁+板+柱Gk=213.03kN /2+229.92kN +921.37kN +2227.12kN +1053.7kN =4538.63Kn4顶层墙+梁+板+柱电梯设备自重：200kN水箱与设备自重：400kNGk=200kN +400kN +134.64kN +180.63kN +271.6kN =1186.87kN3.3.4重力荷载代表值重力荷载代表值是结构和构件恒载标准值和各种活荷载组合值之和，楼面均布活载的组合系数为0.5；屋面均布荷载的组合系数0.5。（1） 首层G1=3998.51kN +0.5391.2m2+56.8 m22
24、.0kN/m2+67.2 m22.5kN/m2=4530.51kN2标准层 G1=3887.30kN +0.5391.2m2+56.8 m22.0kN/m2+67.2 m22.5kN/m2=4419.3kN3顶层G7=4538.63kN +0.5391.2m2+56.8 m22.0kN/m2=4641.67kN4电梯机房G7=1186.87kN +0.556m22.0kN/m2=1198.07kN计算结果如以下图：图3-1 重力荷载代表值3.3.5等效重力重力荷载代表值计算本设计抗震烈度为7度，设计地震分组为第一组，场地类别为II类场地，依此查得： 特征周期Tg0.35s，水平地震影响系数最大
25、值=0.08,阻尼比=0.05第四章 横向框架侧移刚度的计算4.1梁柱侧移刚度4.1.1梁线刚度ib的计算轴梁为中框架，I=2Ib ,各层梁截面均一样。AB、CD跨梁ib=2EI/L=23.00107kN/m2(1/12)0.30m(0.60m)3/7.0m=0.46105kN/mBC跨梁ib=2EI/L=23.00107kN/m2(1/12)0.30m(0.60m)3/2.1m=1.54105kN/m4.1.2柱线刚度ic的计算首层柱Ic =EI/L=3.00107kN/m2(1/12)(0.60m)4/3.6m=0.90105kN/m 二至六层柱Ic =EI/L=3.00107kN/m2(
26、1/12)(0.60m)4/3.3m=0.98105kN/m 4.1.3相对线刚度i的计算令二至六层柱线刚度i=1.0，那么首层柱I=0.90105kN/m/0.98105kN/m=0.92AB、CD跨梁I=0.46105kN/m /0.98105kN/m=0.47BC跨梁I=1.54105kN/m /0.98105kN/m=1.57同理可得边框架梁的相对线刚度为I=0.471.5/2.0=0.37I=1.571.5/2.0=1.18考虑到整表达浇梁板结构中，板对梁的有利作用，对中框架取I=2I0，对边框架取I=1.5I0。I0为矩形截面框架梁惯性矩。根据以上结果，可得图4-1可以得出横梁、柱
27、的线刚度如表4-1、表4-2、表4-3表4-1 梁截面特征计算表中框架梁层数混凝土强度梁编号截面宽h/mm截面高h/mm梁跨L/mm混凝土弹性模量E/Pa截面惯性矩I/mm4线刚度I/Nmm相对线刚度i1-6C30AB3006007000300005.41094.6210100.47C30BC3006002100300005.410915.410101.57C30CD3006007000300005.41094.6210100.47表4-2 梁截面特征计算表边框架梁层数混凝土强度梁编号截面宽h/mm截面高h/mm梁跨L/mm混凝土弹性模量E/Pa截面惯性矩I/mm4线刚度I/Nmm相对线刚度i
28、1-6C30AB3006007000300005.41093.46510100.37C30BC3006002100300005.410911.5710101.18C30CD3006007000300005.41093.46510100.37表4-3 柱截面特征计算表层数混凝土强度柱编号截面宽h/mm截面高h/mm梁跨L/mm混凝土弹性模E/Pa截面惯性矩I/mm4线刚度I/Nmm相对线刚度i1C30ABCD6006003600300001.0810100.9010110.922-6C30ABCD6006003300300001.0810100.9810111.00 图4-1 框架梁柱相对线刚度
29、4.2 D值计算4.2.1中框架柱侧移刚度计算Di=c(12ic/h2) (1)一般层a.边柱k=(0.47+0.47)/(21.0)=0.47;c=0.47/(0.47+2.0)=0.190b.中柱k=(0.47+0.47+1.57+1.57)/(21.0)=2.04;c=2.04/(2.04+2.0)=0.505(2)首层a.边柱k=0.47/0.92=0.51;c=0.5+0.51/(0.51+2.0)=0.402b.中柱k=(0.47+1.57)/0.92=2.22;c=0.5+2.22/(2.22+2.0)=0.6454.2.2.边框架柱侧移刚度计算(1)一般层a.边柱k=(0.37
30、+0.37)/(21.0)=0.37;c=0.37/(0.37+2.0)=0.156b.中柱k=(0.37+0.37+1.18+1.18)/(21.0)=1.55;c=1.55/(1.55+2.0)=0.437(2)首层a.边柱k=0.37/0.92=0.40;c=0.5+0.40/(0.40+2.0)=0.375b.中柱k=0.37+1.18/0.92=1.68;c=0.5+1.68/(1.68+2.0)=0.592计算结果如下表：表4-4 中框架柱侧移刚度D值边柱层次kcic/(105kNm)h/mDi/(105kNm)根数2-60.470.1900.983.30.2051791210.5
31、10.4020.903.60.33500012中柱2-62.040.5050.983.30.5453443521512.220.6450.903.60.537515Di/(105kNm)2-610.6422112.0825表4-5 边框架柱侧移刚度D值边柱层次kcic/(105kNm)h/mDi/(105kNm)根数2-60.370.1560.983.30.16846410.400.3750.903.60.312504中柱2-61.550.5920.983.30.471912411.680.5920.903.60.493334Di/(105kN/m)2-62.5614513.22330表4-6
32、 横向框架层间侧移刚度层次12345Di/(kNm)15305801320365132036513203651320365层次6Di/(kNm)1320365第五章 横向水平荷载作用下框架结构的力和侧移计算5.1横向自振周期计算5.1.1结构顶点的假想侧移计算把G7折算到主体结构的顶层Ge =G7(1+3/23.3/20.1)=1198.07(1+3/23.3/20.1)=1493.12kN先由式计算楼层剪力，再由式计算层间相对位移，最后由式计算结构的顶点位移。见表。=/Di 表5-1 结构顶点的假想侧移计算层次Gi/ kNDi/(kN/m)/m/m66134.796134.791320365
33、0.004650.0752254419.310554.0913203650.007990.0705744419.314973.3913203650.011340.0625834419.319392.6913203650.014690.0512424419.323811.9913203650.018030.0365514530.5128342.515305800.018520.01852取T =0.7由上表知道=0.075mT1=1.7T =0.335s 5.2横向水平地震作用下框架结构力和侧移计算5.2.1水平地震作用与楼层地震剪力的计算本结构重量和刚度分布均匀，高度不超过40m，变形以剪切型
34、为主，故水平地震作用采用底部剪力法计算。根据设计条件，设防烈度7，II类场地，查表可得Tg0.35s，=0.08,=0.05结构总水平地震作用标准值FEk按下式计算：因为 T1=0.3351.4Tg=1.40.350.495s 相应于结构根本自振周期的水平地震影响系数为：1=0.08结构等效总重力荷载为Geq=0.85 Gi=0.8523840.33kN =20264.28 kN 式5-75.2.2各楼层水平地震作用标准值不考虑顶部附加地震作用FEk=1 Geq=0.0820264.28 kN=1621.14 kNFi=1621.14结果见表5-2表5-2 各层横向水平地震作用标准值与楼层地震
35、剪力层次73.323.41198.0728034.840.08129.69129.6963.320.14641.6793297.570.269436.09565.7853.316.84419.374244.240.214346.92912.743.313.54419.359660.550.172278.841191.5433.310.24419.345076.860.130210.751402.2923.36.94419.330493.170.088142.661544.9513.63.64530.5116309.840.04776.191621.1432466.98347117.071.00
36、01621.14各质点水平地震作用与楼层地震剪力沿房屋高度的分布如图图5-1 横向水平地震作用标准值/kN5.2.3多遇地震作用下的弹性位移验算在多遇地震作用时，水平地震作用下框架结构的侧移按弹性方法计算，各层间弹性位移角均应满足位移角限值=1/550的要求，计算结果见下表 水平地震作用下框架结构的层间位移顶点位移分别为过程见表层间弹性位移角满足1/2821=1/550表5-3 位移验算层次6565.7813203650.0004293.31/76925912.713203650.0006913.31/477641191.5413203650.0009023.31/365931402.9513203650.0010623.31/310721544.9513203650.0011703.3
