西安建筑科技大學成教教學樓設計

西安建筑科技大學成教教學樓設計學生姓名：李寧指導教師：熊仲明（土木工程學院土木工程專業(yè)）【摘要】：該建筑為西安建筑科技大學教學樓，7層，建筑高度25.95m，建筑面積5150㎡，總造價約500萬元。根據巖土工程勘察報告確定場地類別為Ⅱ類。抗震設防烈度8度，設計基本地震加速度0.2g。西安市A2區(qū)小震時特征周期Tg=0.5s，地震影響系數最大值αmax=0.15，大震時Tg=0.65s，αmax=0.80。結構類型為混凝土框架。結構安全等級二級，耐火等級二級。設計包括兩部分，建筑設計部分包括平面設計，立面設計和剖面設計。結構設計部分包括結構體系的選擇，結構平面布置，基礎選型，豎向荷載和水平荷載的計算，框架和基礎內力分析及截面設計以及抗震構造措施等?！娟P鍵詞】：西安建筑科技大學；框架；筏板【Abstract】：ThebuildingisateachingbuildingofXi’anUniversityofArchitecture&Technologywhichis7storiesandthebuildingheightis25.95m.Theconstructionareais5150㎡.5millionyuanwillbeinvestedforthisbuilding.Dependingonthereportofexploration,thetypeofsiteofthisbuildingisⅡ.Theseismicfortificationintensityis8degreeandthedesignbasicaccelerationofgroundmotionis0.2g.BecausethisbuildinginA2area,thecharacteristicperiodofgroundmotionTg=0.5s,αmax=0.15forsmallearthquake,Tg=0.65s,αmax=0.80forviolentearthquake.Theconcreteframestructurewaschosenforthisbuildingandthestructuresafeclassis2.Theclassoffireresistanceis2.Thedesigncontainstwopartswhicharearchitecturedesignandconstructiondesign.Architecturedesigncontainsplanedesign,standingdesignandsectionplanedesignetc.Constructiondesigncontainsthechoiceofstructuralsystemandfoundationsystemthedisposaloftheframestructure,erectdirectionloadsandlevelloadscalculation,beamsandcolumniationsinternalforceanalysis,combinationanddetailsofseismicdesignetc.【Keywords】：Xi’anuniversityofarchitectureandtechnology,frame,raftfoundation1建筑設計說明書1.1工程概況本建筑為西安建筑科技大學教學樓，西安建筑科技大學位于西安市雁塔路中段，教學樓位于該校東北部，北為友誼路，東鄰空軍醫(yī)院家屬院。因為隸屬西安建筑科技大學的一部分，因此其他行政、辦公、生活福利建筑，部分教學建筑及設施均可使用學校相應的建筑和設施。本建筑中主要是普通教室，階梯教室。建筑面積5135m2，7層，總投資500萬元。1.2設計原始資料(1)冬季采暖室外空氣計算溫度6℃，夏季通風室外空氣計算溫度30℃?；?2)室內悄計算溫度：反衛(wèi)生間，樓年梯間，大廳翠為慣16塑℃捷，其他均為規(guī)18單℃偷。泥(3)全年竟主導風向為綠東北風，冬錄季平均風速勁為難1.9m密/s，夏季鳳2.2m歸/s，基本存風壓值為W餅0于=0.35辦kN/m走2報。瑞(4)最大川積雪深度咳220mm饒，基本雪壓論S萌0梢=0.20倡kN/m扮2屈，土壤最大禁凍結深度沉0.45m披。源(5)抗震死設防烈度8貞度，A莖2醉區(qū)：T拒g提=0.5s熟，隙α括max談=0.15壞。貼(6)室內慧地坪標高險±辯0.000澤，相當于絕廢對高程區(qū)418.2份7m草。盒(7)工程吊地質勘察由警西安建筑科查技大學巖土差工程研究所瓣完成，自然標地面標高欄418.0村3m央，場地地貌割單元屬渭河芹南巖揚Ⅲ牙級階地。地骨下水屬于潛碗水類型，勘差察期間穩(wěn)定剃水位深8.蔽5挎-9.02候m完，地下水對?；炷翢o腐弦蝕性。握場地土層分寫布具有明顯流的規(guī)律性，牽從上到下依始次為雜填土排厚2.0鼓-3.5m叛；黃土，中芹等壓縮性，網厚度較大；已古土壤，中廈等壓縮；粉敗黏土，中等刊偏低壓縮性疑。黃土層建洗議地基承載落力標準值f窮k袍=150k柏P塔a養(yǎng)。頂1.3建塊筑平面設計飄向總平面設騾計醉總平面圖見失圖1.1，杠該建筑耐火榆等級為二級柄，四周較空陶曠，滿足防印火間距的要素求，消防車劍道可以利用線友誼東路，歷日照，通風詳，衛(wèi)生等要怠求均能滿足養(yǎng)。勸包平面設計粥該建筑開間礙為充3.3m牛，進深敵7.2m裂，采用柱距帆為曾6.6m無的大柱網。添在端部設舊一跨度為市9.9m秋。每三個開柔間合為一教梢室，階梯教送室布置在底視層。計算機脖房與閱覽室凳布置在頂層作，各層教室匯休息室靠近此樓梯布置。拐輔助房間設協計：衛(wèi)生間態(tài)平面設計：撤為保證衛(wèi)生義間的自然通粱風，將衛(wèi)生霸間布置在建恭筑的西端頭宜，衛(wèi)生間前轎設置一陽臺偶，衛(wèi)生間左叼右相鄰。交跳通聯系部分肝的平面設計呢：設計走廊銅凈寬為小2m雀，取軸線尺欣寸為陽2700m傍m廢。為使人流攝盡早分散，西避免底層走樣廊過于擁擠勉，將樓梯與明門廳結合在析一起布置，部另在靠近西版端頭處再設億置一樓梯。就建筑平面組亞合設計：階銜梯教室與設奪計室人員流突動較多，置懼于底層。計倚算機房與閱適覽室為便于逆管理，置于尤頂層。教室窗休息室靠近至樓梯布置。膀衛(wèi)生間置于村通風條件良葉好的西端頭扔。普通教室勾在各層靈活楚布置。必1.4建幣筑剖面設計夏該建筑為7拔層，底層層逝高取灣3.9m證，其余各層庫取隆3.6m母。室內外高乎差為絹450mm業(yè)。窗高h=偏2.1m棕，室內地面病至窗臺高度竿為胡0.9m松，則窗上緣刊高度為踢3.0m怪。哀1.5建傾筑立面設計鹿學校建筑應亂嚴謹而活潑枝，該建筑采拳用非對稱設滴計，門廳布胞置于建筑的嚴中軸線西側膝，靠近西安互建筑科技大爸學北門，兩息入口相互呼煮應，以表明虹其與西建大局的從屬關系免。門廳正上虛方和衛(wèi)生間企前，各層均盆出挑陽臺，冶以豐富立面煤效果，由此看在立面上豎草向劃分為陽總臺宋—歐窗淹—范陽臺屯—互窗四大塊，旋在橫向上由態(tài)外墻的不同扇顏色來聯系昌與分割，地責面到窗臺用搬淺灰色，形書成貫穿整個步建筑的色帶守，與陽臺的果白色能較好插的過度，灰炸色的后退感肉又突出白色予陽臺的評立面效果。故窗臺以上用鞋磚紅色，典雞雅大方，與板校內的南階塊梯，逸夫樓寄，繼續(xù)教育會學院教學樓架形成統(tǒng)一的陷風格。窄在結構設計氧中取的梁高塔可能不一致仿，引起窗洞喚高度的變化耕，在外立面下上用與窗顏諷色相近深色售調整。底層駕階梯教室臨撫街一側墻不川設置窗，用延花崗巖飾面忌。鑰1.6構腦造設計仇內外墻體材桃料及厚度的慌確定，樓地姥面面層材料雅的選擇，檐恒口構造詳細鄉(xiāng)見建施3詳絮圖。野1.7防篇火設計充該建筑耐火面等級為二級喇，航建筑分類為們二類。鄉(xiāng)故每層為一慮防火分區(qū)。陸設有兩部樓隸梯筍，樹每個防火分合區(qū)的安全出聚口詞為且2個燃，蓋識滿足規(guī)范的條要求。旋湯安全疏散距籠離滿足規(guī)范角要求。踢設封閉樓梯盛間鋪，在走道和腔樓梯交匯處幅設置防火門撲。哲2結構設耐計計算書困2.1符顏號規(guī)定略魚2.2結海構布置及計船算簡圖盈根據該建筑冷的使用功能陡以及建筑設走計的要求，醬進行了建筑映平面、立面痰和剖面的設種計，其標準弄層建筑平面慎，結構平面隆和剖面詳見次圖。遷樓蓋以及屋母蓋均采用現基澆鋼筋混凝披土結構，樓子板厚度取倉100努mm仿。梁截面高得度按照梁跨派度的1/1銳2至1/8伐估算。該框龍架的抗震等梨級為二級。賠基礎選用肋約梁式筏板基綢礎，基礎埋間深壟2.2惡m宜,蠅肋梁高度秀1.2m圈。乏框架結構計善算簡圖取頂反層的形心線佩作為框架柱燈的軸線，取腰板底為框架垮梁軸線，2滾至7層柱高貧即為層高，伍取宮3.6m鍬，底層柱高寇度從基礎頂來面取至一層歐板底：恨h鏈1睜=3.6-闊.01+0總.45+1執(zhí)=帳5.25m佛?？?.3重忠力荷載代表掏值計算竭分別計算屋謊面以及樓面扭的永久荷載擇標準值，屋則面及樓面可趨變荷載標準邪值，梁、柱元、墻、窗、蘆門重力荷載伴值，然后計追算各層重力疊荷載代表值獵。名2.4框魔架側移剛度俘計算嘴根據梁柱的北線剛度比企的不同，框型架柱可分為馳中柱，邊柱春和樓梯間柱民等。將上述獸不同情況下盾同層框架柱玻的側移剛度挽相加，即得團框架各層層顆間側移剛度丈∑產D特i計,愿該框架為規(guī)脫則框架。猜2.5橫勺向水平地震號作用下框架見結構的側移慈和內力計算招本建筑高度璃不超過拳40死m(xù)市，質量和剛類度沿高度分鵲布比較均勻校，變形以剪棕切變形為主執(zhí)，采用底部笛剪力法計算浸水平地震作底用。根據西疫安地區(qū)抗震紫設防區(qū)劃圖探，該建筑屬昌于A霞2悉區(qū)，T捎g惜=0.5s脂，亞α主max雹＝0.15的，求得水平教地震作用。瞎經驗算彈性掏層間驗位移角滿足戶規(guī)范要求。小用D值法分握析結構內力棕。酬2.6豎魔向荷載作用河下框架結構魯的內力計算嘩腹框架內力計皆算飲取伍④冊軸線處框架務進行計算，觸由于房間內腐布置有次梁快，故直接傳母給該框架的服樓面荷載需違要分割，計扮算單元范圍享內的其余樓堵面荷載則通嘉過次梁和縱串向框架以集很中力的形式詢傳給橫向框銳架。由于縱帥梁對柱有偏林心，所以在旱框架節(jié)點上販還作用有集儲中力矩。藥（1）荷載減計算向恒載計算與鍬活荷載計算忌，具體過程折略。吉（2）內力腳計算堂梁端和柱端暢彎矩采用彎胞矩二次分配嫌法計算。先黨確定梁的固悲端彎矩以及暫節(jié)點各桿的帝彎矩分配系喪數。在豎向復荷載作用下劍，結構為奇蒸數跨對稱結嗓構，故可取胖半框架進行仗計算。梁端家彎矩求出后念，從框架中輩截取隔離體撿，應用平衡敲條件，梁端躍剪力可根據沈梁上豎向荷春載引起的剪母力與梁端彎萄矩引起的剪嗚力相疊加而相得，柱端剪字力可由柱端狀彎矩確定。尚柱軸力為柱似所在層以上邀所有與該柱反相連的梁端命剪力和節(jié)點學集中力之和屯，計算恒載輔作用時的柱縱軸力要考慮晶柱的自重。像暮躲橫向框架纏內力組合燈該結構為框姜架結構，高級度小于迎30m叫，烈度為8錫度，可確定淹建筑抗震等瘦級為二級。跪（1）框架卸梁內力組合拍在設計過程柜中考慮了四娛種內力組合楊，即可變荷大載控制的組敬合唐1.2S攤Gk寬+1.4S僅Qk遺，永久荷載?？刂频慕M合歸1鉛.35S棉Gk酒+S襪Qk刻，地震作用禍下的不利組義合誼1.2S削GEk羊+1.3S侵Ek殿和地震作用譜下的有利組什合算1.0S丈GEk紐+1.3S守Ek習。身在實際計算拾中均從正彎眼矩值較大的泄支座剪力判喇斷跨中彎矩學最大值發(fā)生皆的位置，在糕對稱荷載作殊用下，跨中蝦彎矩最大值暈總是偏向于俊支座彎矩正磚彎矩較大的小一側。除在地震作用缺下的組合中掠考慮有利作場用與不利作豬用。換（2）框架粗柱內力組合貢取每層柱子構頂和柱底兩飽個控制截面殖，進行三種請內力組合，此即可變荷載賭控制的組合引1.2S池Gk踐+1.4S別Qk陡，永久荷載請控制的組合帆1絮.35S就Gk劇+S漂Qk傭，地震作用弟下的不利組吊合浩1.2S蟲GEk均+1.3S完Ek泳。嘉2.7截烈面設計揀?？蚣芰簼O（1）正截頓面受彎承載老力計算艙鼠將支座中心暖處的彎矩換亦算為支座邊曉緣控制截面啟的彎矩再進蒜行配筋計算耽。當梁下部地受拉時，現胃澆板可作為壽受壓翼緣，檢將梁下部鋼拼筋伸入支座猴，作為支座標負彎矩作用悶下的受壓鋼雜筋進行計算斃。熄（2）梁斜科截面承載力錄計算淡經框架柱鋒（1）剪跨饞比和軸壓比泉驗算偵（2）框架姥柱正截面承玻載力計算麻遵循強柱弱翻梁的設計原裳則，為了保品證框架柱的筒受彎承載力諸大于梁的受江彎承載力，竭避免柱中出訓現塑性鉸而乘形成柱鉸型呢破壞機構，賣需要根據梁遵端彎矩對柱爬端彎矩進行扔調整，并與爐柱端組合彎別矩的調整值眼比較后，選兇出最不利內俱力，進行配鉆筋計算。歡（3）柱斜練截面受剪承蔥載力計算觸為防止構件服發(fā)生脆性剪烤切破壞，宜查使構件的斜剝截面的受剪緩承載力大于縱構件彎曲屈悔服時實際達翁到的剪力。暖帥框架梁柱蒜節(jié)點核芯區(qū)黨截面抗震驗者算宇該框架的抗童震等級為二資級，根據《驕建筑抗震設將計規(guī)范》（披GB50丸0011－溉2001）結，節(jié)點核心俗區(qū)闊配箍特征值鍵不宜小于0允.10語，群且體積配箍跌率分別不宜澆小于0.5遙％圓。叢2.8罕逐遇地震作用占下彈塑性變裙形驗算克根據《西安偽市抗震設防幣區(qū)劃》罕遇偽地震下T失g緩=0.65夜s，代α奉max噴=0.80么，多遇地震遇下T求g調=0.5s插，堵α英max睬=0.15拐。則0.8掙/0.15濕×懷（0.65剩/0.5）糞0.9漁=6.75塵。按照框架毀梁、柱的實暖際配筋面積辣和材料強度威的標準值計屯算構件端部歇的實際正截寨面承載力。樣最大的層間其彈塑性位移柜角度發(fā)生在惑底層，悠θ融p梢=1/52狹>1/50蛇，滿足要求搶。可2.9基吹礎設計卵根據工程地移質勘察結果舅，選用柱下主肋梁式筏板臥基礎，其具出有減小基底棄壓力和調整邁不均勻沉降狀的能力，埋挖置深度取授2.2m缸，筏板厚度公取魂500mm賭，縱、橫向撲肋梁均取h駱b吊=胳1200m綢m盤，b積b驗=焦800mm證。f惜ak厭=150k朱N/m嶄2盆，取勒η牢b霧=0.3，座η器d懼=1.6深料寬修正后，徹f昨a禁=150+槽0.3吵×辱19僚×滿3+1.6載×黨19歉×葬2=227螺.9kN/映m茂2走。念混凝土強度貿等級為C3員0（f耍c洗=14.3釣N/mm傲2餐，f杏t服=1.43碰N/mm側2檔），底板鋼隊筋選用HR粉B335級廈鋼筋（f晉y斗=f見y蝦’謙=300因N/mm束2楚），基礎梁光鋼筋選用H些RB400家級鋼筋（f珠y它=f腫y包’憑=360末N/mm照2貌），箍筋H間PB235綿級鋼筋（f蘋y輔=f張y瞞’晚=210冬N/mm哪2茫）。蜻彎基礎底面照積的確定吳《建筑地基鉆基礎設計規(guī)彼范》（GB配5000圾7－200趟2）蓮建議基底平匙面形心宜與撥結構的豎向材永久荷載重忙心重合，橫叛向肋梁兩端籃伸出軸線員1.5m甲，縱向肋梁飲在偏心方向緩伸出軸線黑1.6m徒，另一方向系伸出軸線毅0.6m涼。睛捎基礎梁板克內力分析隙非地震作用枕組合時，取僵1.2S饅Gk設+1.4S沿Qk豐進行計算尿底板計算略階。基礎梁為喚邊橫梁、內扯橫梁、邊縱階梁和內縱梁分，內橫梁按次“雅倒梁法轎”劍計算，用結距構力學求解困器求解。叢秘配筋計算么（1）底板嗓配筋商按照規(guī)范構盲造要求，在武實際配筋中夸做適當調整沙，跨中鋼筋回全部連通，提支座鋼筋有勁1/2貫通郊全跨?？埽?）基礎瞇梁配筋汪正截面受彎嶼承載力與斜田截面受剪承城載力計算，棵過程略。美3框架柱慢截面尺寸對驗層間位移角病的影響具在對比相同丟截面增量情精況下的剪力窄增量和剛度截增量比值時胡，在西620mm彈與位640mm妹之間出現了另比值的最小攤值到最大值禮的跳躍，即飾地震作用的奴增率較剛度繪增率發(fā)展更宇為迅速。由迅此可見，對息于該建筑，量調整該建筑府的柱截面尺此寸使剪力增葬量與剛度增踏量比較小，膀即反620mm下左右，應該后是最能充分狐利用截面抗占側移剛度而越使所吸引地雁震作用增量議最小的區(qū)段番。虧附件1求庭基礎梁內力沈的INP文字件（略）縱附件2P懂KPM計算意結果極其分布析（略）銹附圖1底旺層平面圖蹄附圖2結構梁平面布置圖謝辭餓初入大學校策園的情景歷喪歷在目，轉堂眼即將畢業(yè)吼離校?；厥滓拼髮W四年，壓突然發(fā)覺自蠻己成熟了許母多，也在不革知不覺中喜們歡上了自己叛的專業(yè)，不沃像初入校時反的彷徨迷茫競。拒如今畢業(yè)設艇計終告一段貌落，從選題謠直至最終定鏟稿，都在候熊仲明茫老師的悉心構指導下完成欠。老師嚴謹宿求實的治學號方法和誨人劣不倦的教學扇態(tài)度給我留孕下了深刻的設印象，我學寧到的不僅是食結構設計，巡更多的是為惑人處事。在息此王向熊谷老師致以深厭深的敬意和既誠摯的感謝中！竭在整個設計低過程中，還伸得到了同組窄馬王東同學箏協助，為將午來工作中的星團隊合作打殼下基礎，在招此表示感謝傍！詳還要感謝我朝的父親和母愧親，沒有他搖們這么多年肯的含辛茹苦脖和關懷教育惱，就不會有坊我今天的一緒點成績。訂四年的學習紛與生活不過俯是彈指一揮安間，但這四弊年又是人生設關鍵的四年毀。這段時間販的所見所聞戲，所思所想稼，所學所用欠，將對我今掀后的求學和茶工作生涯產林生深遠的影煤響。參考文獻餡[1]建耕筑設計資料訴集（1、2羽