某师范大学4号综合实验楼设计土木毕业设计.doc

西安建筑科技大学毕业设计（论文）任务书题 目：某师范大学4号综合实验楼设计院（系）：土木工程学院专 业：土木工程姓 名： 学 号： 指导教师： 日 期： 题目：某师范大学4号综合实验楼设计一、工程概况：1. 工程名称：某师范大学4号综合实验楼。2. 建设场地：经上级主管部门审核批准，某师范大学拟在新校区修建一综合实验楼，建设用地见附图。3. 建设规模： 该4号实验楼建筑面积约8400m2(±5%)，使用人数为240人左右，层数67层，钢筋混凝土框架结构。要求工期为12个月，自2008年7月开始建设。表1 以实验功能为主房间组成及面积序号房间名称房间个数每间建筑使用面积(m2)备注1教室153045702各种专业实验室等122475853化学实验室4875854综合实验室3760755资料室4840606办公81220407值班12030注：表1中每种房间数量可根据面积做适当调整,“各种专业实验室等”可包括物理实验室、电工实验室、光学仪器室、视频室、全息照相室、分拆天平室、植物实验室、地质实验室、标本及模型室、水文试验室、地理演示室、土壤试验室，每一种可设计12间。二、设计原始资料l. 工程地质条件建筑场地位于×河II级阶地上，地形较平坦，勘探表明，场地地层从上到下由素填土和黄土状土构成，其中素填土层厚1.42.5m，以下为黄土状土层，地基土承载力特征值，fak=150kPa，场地为II级非自重湿陷性黄土场地，地下水位标高为-8.6m。在多雨季无显著变化。水无侵蚀性，土壤冻结深度为0.45m，冻冰期35d，室内外计算温度。2. 气象条件最热月平均温度27.3（绝对最高气温41.7）最冷月平均温度-1.7（绝对最低气温-20.6），空气相对湿度，最热月平均72，最冷月平均70。主导风向：冬夏季为东北风基本风压值：0.35kN/m2基本雪压值：0.25kN/m2三、设计任务及要求1.建筑设计部分要求通过毕业设计了解并掌握中小型民用建筑设计全过程，培养学生在具体条件下分析问题、解决问题的能力，要求在规定时间内，确定建筑方案，进行平面、立面及剖面设计，选用内外装修材料，绘制有关施工图，写出建筑总说明及本人所作设计的有关依据及思想。2.结构设计部分通过毕业设计，要求学生掌握多层房屋的结构选型、布置、计算及结构施工图绘制的全过程，学习使用工程软件，利用计算机进行结构计算，了解计算机绘图方法，学习使用各种设计规范及标准图，其有关内容如下：1. 多层和高层房屋体型的选择，多层框架房屋的结构方案及布置；2. 结构计算：（1）初拟构件截面尺寸、材料选用，荷载计算；（2）水平地震作用下，框架抗震变形验算；（3）用手算方法进行一榀框架的内力分析、计算及组合；（4）构件截面设计；（5）用工程软件计算框架内力及配筋，并与手算结果进行比较分析；（6）基础设计。3.施工设计部分熟悉招标程序中有关文件的撰写，掌握工程量清单的编制和计算。四、参考设计参数：1设计使用年限50年2抗震设防类别丙类3抗震设防烈度784设计基本地震加速度0.1g0.15g0.2g5多遇地震的水平地震影响系数最大值0.080.120.166场地类别，设计地震分组，特征周期类，第一组，类，第二组，类，第一组，7竖向承重结构体系，层数RC框架， 层8柱网尺寸:如大柱网(6.9+2.7+6.9)×7.2小柱网：大柱网：9混凝土强度等级10现浇RC框架房屋（30m）的抗震等级三二五、设计成果要求1.设计计算说明书一份其中主要包括目录、正文和参考文献等。正文部分包括：建筑设计、结构选型、方案比较、施工招标文件的设计思路、设计依据，对设计中所遇到问题的分析及完整的结构计算步骤、数据、表格和构件的截面设计。2.建筑施工图：34张，主要内容包括：1. 底层平面图；2. 标准层平面图；3. 顶层平面图；4. 主立面、侧立面、剖面图及节点详图。3.结构施工图：3张，主要内容包括：1. 基础平面布置图和一根基础梁配筋图；2. 顶、底层除外的某一层结构平面布置图；3. 一榀框架配筋图。4.施工设计：1.公开招标公告；2.资格预审文件；3.招标文件。五、国家标准及设计参考资料1.建筑设计部分1 国家标准. 房屋建筑制图统一标准（GB/T 500012001）北京：中国计划出版社，20022 国家标准. 建筑制图标准（GB/T 501042001）. 北京：中国计划出版社，20023 国家标准. 高层民用建筑防火规范（GB500452005）. 北京：中国计划出版社，20054 国家标准. 办公建筑设计规范（JGJ6789）. 北京：中国建筑工业出版社，19895 同济大学、西安建筑科技大学、东南大学、重庆大学合编. 房屋建筑学. 北京：中国建筑工业出版社，20056 建筑设计资料集编委会. 建筑设计资料集（第二版）3、5中国建筑工业出版社，19982.结构设计部分1 国家标准. 建筑结构荷载规范（GB 500092001）. 北京：中国建筑工业出版社，20012 国家标准. 混凝土结构设计规范（GB 500102002）. 北京：中国建筑工业出版社，20023 国家标准. 建筑抗震设计规范（GB 500112001）. 北京：中国建筑工业出版社，20014 国家标准. 建筑抗震设防分类标准（GB 502232004）. 北京：中国建筑工业出版社，20045 国家标准. 建筑地基基础设计规范（GB 500072002）. 北京：中国建筑工业出版社，20026 国家标准. 湿陷性黄土地区建筑规范（GB 500252004）. 北京：中国建筑工业出版社，2004 7 国家行业标准. 高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ 32002、J 1862002）. 北京：中国建筑工业出版社，200210 国家建筑标准设计图集. 建筑物抗震构造详图（03G3291）. 中国建筑标准设计研究院出版，200311 国家标准. 建筑结构制图标准（GB/T501052001）. 北京：中国计划出版社，200212 龚思礼主编. 建筑抗震设计手册（第二版）. 北京：中国建筑工业出版社，200213 中国有色工程设计研究总院.混凝土结构构造手册. 中国建筑工业出版社.200314 梁兴文、王社良、李晓文等编著. 混凝土结构设计原理. 北京：科学出版社，200315 梁兴文、史庆轩编著. 混凝土结构设计. 北京：科学出版社，200416 丰定国、王社良主编. 抗震结构设计（第2版）. 武汉：武汉工业大学出版社，200317 霍达主编. 高层建筑结构设计. 北京：高等教育出版社，200418 梁兴文、史庆轩主编. 土木工程专业毕业设计指导. 北京：科学出版社，20023.施工设计部分1 国家标准. 建筑工程工程量清单计价规范（GB505002003）. 北京：中国计划出版社，20032 王士川、李慧民、胡长明编. 施工技术M. 北京：冶金工业出版社，20013 建筑施工手册编写组编. 建筑施工手册M. 北京：中国建筑工业出版社，20034 李自林. 工程量清单招标投标工作手册. 北京：石油工业出版社，20045 叶东文、马占福编. 招标投标法律实务. 北京：中国建筑工业出版社，20036 何红锋，刘忠魁主编.招标投标文件范本汇编 天津：天津大学出版社，2004六、设计进度三部分设计时间分别为：建筑设计3周、结构设计9周、施工设计3周，共15周。各部分设计进度如下：建筑设计进度序号设计内容设计时间（天）1布置设计任务、方案草图42工具草图、构造设计53正式图54整理1合计15结构设计进度序号设计内容设计时间（天）1查阅中外文资料22结构设计总说明43确定计算简图、计算结构刚度34重力荷载及横向水平地震作用计算45横向水平地震作用下结构内力分析及位移验算56重力荷载作用下框架内力分析67内力组合48截面设计49上机计算210绘图911整理2合计45施工设计进度序号设计内容设计时间（天）1收集并查阅资料22招标文件的编制13合计15附图：具体要求：态度认真、遵守纪律，全面完成设计任务；说明书简练工整、程序清晰、依据准确、计算部分尽量表格化；图纸整洁匀称、正确表达设计意图，构造合理，尺寸齐全，符合制图标准。设计总说明本工程为某师范大学4号综合实验楼，主体结构采用现浇钢筋混凝土框架结构，总长度为74.7m，总宽度为18m, 总高度为22.05m，总建筑面积为8108m2，共六层，各层层高均为3.6米。本毕业设计主要完成以下内容：一、建筑设计根据建筑的使用功能进行建筑的平面布置及建筑造型设计，并确定建筑材料及绘制建筑施工图。二、结构设计1.结构布置及结构计算简图；2.确定梁、柱截面尺寸；3.荷载计算，包括重力荷载、水平地震作用等；4.荷载效应组合；5.梁、柱配筋计算；6.基础设计；7.绘制结构施工图；8.利用计算机程序进行结构分析。三、招标文件制作关键词：建筑设计，钢筋混凝土，框架结构，抗震设计，结构计算General statement for designThis engineering is the No.4 multiple-use building of a Normal University,and the form of the base structure of this building is frame structure of cast-in-place concrete,with the total length of 74.7m,with the total wedth of 18m,with the total height of 22.05m,and with the total built-up area of 8108m2.The building has six stories and the height of each story is 3.6m.The purpose of the graduation design including the following contents:I. Architecture Designaccording the building function to arrange the rooms of the building, determine the architectural style and the material of the building and draw the architectural working drawing.II. Strcture Design 1. Determine the construction arrangement and the calculate concise picture.2.Determine beam、column cross-section size.3. Load calculate. Including gravity load、horizontal earthquake load and so on.4. Load effect combination.5. Calculate the required reinforcing bar of the beam and column.6. Foundation design7. Draw the working drawing of building structure.8. Strcture analysis by computer program.III. Draw up a public bidding documents of this engineering.Key words: architecture design, reinforced concrete, frame structure, anti-seismic design, structure calculation, 目录第一篇 建筑设计建筑设计说明21.1 工程概况21.2 设计依据31.3 建筑总平面布置31.4建筑平面设计41.5 筑剖面设计51.6 建筑立面设计7第二篇 结构设计1 结构设计技术条件91.1 工程概况91.2 设计依据91.3 荷载取值111.4 结构总体布置121.5 主要承重构件及墙体截面尺寸131.6 基础131.7 材料131.8结构计算原则和方法142 结构方案152.1 结构体系152.2 结构布置152.3 计算简图183 框架侧移刚度计算193.1 梁柱线刚度计算193.2 柱侧移刚度D值计算194 重力荷载计算224.1 屋面及楼面的永久荷载标准值224.2 屋面及楼面可变荷载标准值224.3 梁、柱、墙、门、窗重力荷载计算234.4重力荷载代表值计算245 横向水平地震作用下框架内力和侧移计算275.1 横向自振周期计算275.2 水平地震作用及楼层地震剪力计算285.3 水平地震作用下的位移验算295.4 水平地震作用下框架内力计算316 竖向荷载作用下框架结构的内力计算366.1 计算单元366.2 荷载计算367 内力组合497.1 组合原则497.2 框架梁内力组合507.3框架柱内力组合548 截面设计608.1 框架梁截面设计608.2 框架柱截面设计648.3 框架梁柱节点设计719 基础设计749.1 基础参数选取749.2 地基土承载力验算759.3 基础内力计算769.4 基础配筋计算78第三篇 招标文件招标公告84资格预审文件86第一章 申请人须知87第二章 资格审查办法（合格制）90第三章 资格预审申请文件格式93招标文件94第一章 投标人须知95第二章 合同条款及格式98第三章 工程量清单99附 工程量计算表115参考文献131致谢132第一篇 建筑设计建筑设计说明1 工程概况1.1项目名称：某师范大学4号综合实验楼1.2建设场地：本工程建设场地为某师范大学拟新校区，周围均为学校新建的行政办公楼或教学楼，无特殊树木及文物古迹等，场地周围道路均为新建或待建校内道路。1.3建设规模： 该4号实验楼建筑面积约8108m2，使用人数为240人左右，层数6层，钢筋混凝土框架结构。要求工期为12个月，自2008年7月开始建设。本项目房间组成及规划使用面积如表1所示。表1房间组成及面积序号房间名称房间个数每间建筑使用面积(m2)备注1教室1670.152各种专业实验室等1694.003化学实验室794.004综合实验室570.155资料室646.126办公1246.127值班122.27注：表1中每种房间数量可根据面积做适当调整，“各种专业实验室等”包括物理实验室、电工实验室、光学仪器室、视频室、全息照相室、分拆天平室、植物实验室、地质实验室、标本及模型室、水文试验室、地理演示室、土壤试验室。2 设计依据2.1 设计原始资料（1）工程所在地的气象资料：最热月平均温度27.3（绝对最高气温41.7）最冷月平均温度-1.7（绝对最低气温-20.6），空气相对湿度，最热月平均72，最冷月平均70。主导风向：冬夏季为东北风基本风压值：0.35kNm2基本雪压值：0.25kNm2（1）建筑场地工程地质条件：建筑场地位于×河II级阶地上，地形较平坦，勘探表明，场地地层从上到下由素填土和黄土状土构成，其中素填土层厚1.42.5m，以下为黄土状土层，地基土承载力特征值，fak=150kPa，场地为II级非自重湿陷性黄土场地，地下水位标高为-8.6m。在多雨季无显著变化。水无侵蚀性，土壤冻结深度为0.45m，冻冰期35d，室内外计算温度。2.2 相关规范及标准：民用建筑设计通则（GB 503522005）办公建筑设计规范（JGJ672006）建筑设计防火规范（GB500162006）建筑楼梯模数协调标准（GBJ 10187）城市道路和建筑无障碍设计规范（JGJ 502001）房屋建筑制图统一标准（GB/T500012001）建筑制图标准（GB/T501042001）3 建筑总平面布置基于教学实验楼建筑的使用功能和外观形式的要求，整个规划设计力求色彩简洁，外型大方，形成具有简洁明快时代特征的建筑风格。首先根据给定的房间的面积、个数、用途初步定出功能分区，分别处理好主用功能与次要功能分区，静与闹的关系，建筑功能的对内对外的关系，同时注意人流分析，避免发生不必要的人流交叉。考虑到拟建建筑与道路和原有建筑的对位关系，人流疏散的问题和所给场地局限性，综合实验楼的入口方向朝北，与原有建筑对立。该建筑耐火等级为二级，四周较空旷，房屋间距满足防火间距的要求，且建筑周围绿化面积也满足绿化率要求。消防车道还可以利用建筑周边道路，消防车可以到达建筑每个位置。另外，建筑的日照，通风，卫生等要求均能满足。总平面设计图见3号建筑施工图。4 建筑平面设计4.1柱网布置：该建筑主要用于普通教室与实验室，还有部分办公室，房间使用面积相差过大，所以取开间为3.3m，进深7.2m，采用柱距为6.6m的大柱网，大柱网建筑布置灵活，使用方便，技术经济指标也比较高。在建筑中间部位因为门厅和楼梯布置的要求采用了8.1m的柱距，柱网布置如图1所示。图1.1 柱网布置图4.2 平面布局首先，为能更好地满足使用功能的要求，把采光要求较高的教室和办公室等房间置于朝向较好的位置即南面，而实验室等不宜受到阳光直射的房间则正好布置在建筑的北面。而对于资料室，因其建筑荷载较大且数量不多，所以集中将其布置于底层南面。该建筑预计使用人数为240人左右，人员相对较少，故所需卫生间数量也较少，每层只需男女各一个卫生间，分别布置在建筑东西两侧约二分之一处的阴面（北面），卫生间都带有前室，且通风良好以减少异味，各层卫生间都上下对齐布置，方便给排水管道穿管。图1.2 标准层建筑平面图交通联系的布置，走廊考虑了柱子对于轴线的突出，取轴线尺寸为3000mm，以满足走廊净宽和舒适的要求。根据办公建筑设计规范（JGJ672006）第4.1.3条，五层及五层以上办公楼均应设置电梯，本工程在建筑中部设置两部电梯。并且除在电梯附近设有一部主要楼梯外，还在建筑两端各设有一部疏散楼梯，满足建筑设计防火规范（GB500162006）安全疏散的要求。本工程建筑设计的标准层平面图如图1.2所示。5 建筑剖面设计5.1 房屋高度尺寸的确定该建筑为6层，因为框架梁跨度较大，故而楼盖梁高相应地增大，为了满足使用功能和舒适度的要求，各层层高均取3.6m 。在门厅部位，因为门厅面积较大，如果只有3.6m层高会使人感到有压抑感，故在门厅部位采用了部分一二层通高的方案。5.2 室内外高差的确定外为了防止室外雨水流入室内，防止建筑物因为不均匀沉降使地面降低，为了满足建筑使用的要求，取室内外高差为450mm。建筑剖面图如图1.3所示。图1.3 建筑剖面图6 建筑立面设计建筑立面图见1号建筑施工图，本工程立面设计没有外加装饰，窗采用2.1m×1.8m的推拉窗，局部窗型变化且呈对称布置，房间窗地比均大于1/7，满足采光要求。出入口大门均采用玻璃门，主出入口采用悬索型玻璃雨篷，雨篷以上为整片隐框玻璃幕墙，其余墙面则采用不颜色面砖贴出均称线条做饰面。另外，在主（南）立面的幕墙两侧及卫生间部位，因不影响内部房间使用而向内凹进一定距离，使框架梁独立在外面而形成立体的错位组合，整体风格简洁明快，朴实大方，体现出了科研建筑的性格特征。图1.4 建筑立面图第二篇 结构设计1 结构设计技术条件1.1 工程概况项目名称：某师范大学4号综合实验楼建设地点：某师范大学新校区建筑面积：8108m2建筑高度：22.05m层 高：3.6m层 数：6层周围建筑：本建筑北边有一四层建筑，距本建筑40m1.2 设计依据1.2.1 国家标准（1）国家标准. 建筑结构荷载规范（GB 500092001）2006（2）国家标准. 建筑抗震设计规范（GB 500112001）（3）国家标准. 建筑工程抗震设防分类标准（GB 502232004）（4）国家标准. 混凝土结构设计规范（GB 500102002）（6）国家建筑标准设计图集. 建筑物抗震构造详图（03G3291）（8）国家标准. 建筑地基基础设计规范（GB 500072002）（10）国家标准. 湿陷性黄土地区建筑规范（GB 500252004）1.2.2 地质勘察报告建筑场地位于×河II级阶地上，地形较平坦，勘探表明，场地地层从上到下由素填土和黄土状土构成，其中素填土层厚1.42.5m，以下为黄土状土层，地基土承载力特征值，fak=150kPa，场地为II级非自重湿陷性黄土场地，地下水位标高为-8.6m。在多雨季无显著变化。水无侵蚀性，土壤冻结深度为0.45m，冻冰期35d，室内外计算温度。1.2.3结构设计参数技术指标技术条件取值依据建筑结构安全等级二级建筑结构可靠度设计统一标准第1.0.8条设计使用年限50年建筑结构可靠度设计统一标准第1.0.5条抗震设防烈度8度建筑抗震设计规范3.2.4条建筑抗震设防类别丙类建筑工程抗震设防分类标准第6.0.8条设计基本地震加速度0.20g建筑抗震设计规范第3.2.4条设计地震分组第一组建筑抗震设计规范第3.2.4条场地类别类建筑抗震设计规范第4.1.6条房屋抗震等级二级建筑抗震设计规范第6.1.2条湿陷性黄土地基的湿陷类型非自重湿陷型湿陷性黄土地区建筑规范4.4.7条湿陷等级级湿陷性黄土地区建筑规范第4.4.7条建筑物分类丙类湿陷性黄土地区建筑规范第3.0.1条地基处理方式垫层法湿陷性黄土地区建筑规范第6.2节地基基础设计等级丙级建筑地基基础设计规范第3.0.1条混凝土环境类别0.000以上一类混凝土结构设计规范3.4.1条0.000以下二类b1.2.4 抗震设计参数地震影响水平地震影响系数最大值特征周期取值依据多遇地震0.160.35建筑抗震设计规范第5.1.4条罕遇地震0.901.3 荷载取值1.3.1 风荷载、雪荷载荷载类型取值（kN/m2）取值依据基本风压0.35建筑结构荷载规范第7.1.2条基本雪压0.25建筑结构荷载规范第6.1.2条1.3.2 楼面、屋面活荷载标准值荷载类型取值（kN/m2）取值依据房间2.0建筑结构荷载规范第4.1.1条卫生间2.0走廊、门厅、楼梯2.0挑出阳台2.5屋面（上人）2.01.3.3 电梯及机房设备重力荷载标准值：50kN（估算）1.3.4 结构重要性系数、荷载分项系数、可变荷载组合值系数等系数取值非抗震设计极限状态系数名称系数取值取值依据承载能力结构重要性系数1.0建筑结构可靠度设计统一标准第7.0.3条永久荷载分项系数当其效应对结构不利时由可变荷载效应控制的组合1.2建筑结构可靠度设计统一标准第7.0.4条由永久荷载效应控制的组合1.35当其效应对结构有利时1.0续表极限状态系数名称系数取值取值依据承载能力可变荷分项系数当其效应对结构不利时1.4建筑结构可靠度设计统一标准第7.0.4条当其效应对结构有利时0正常使用楼面活荷载组合值系数0.5建筑结构荷载规范第4.1.1条屋面活荷载组合值系数0建筑结构荷载规范第4.3.2条风荷载组合值系数0建筑结构荷载规范第7.1.4条抗震设计系数名称系数取值取值依据承载力抗震调整系数梁（受弯）：0.75建筑抗震设计规范第5.4.2条轴压比小于0.15的柱：0.75轴压比不小于0.15的柱：0.8各类构件（受剪）：0.85重力荷载分项系数1.2建筑抗震设计规范5.4.1条水平地震作用分项系数1.3竖向地震作用分项系数01.4 结构总体布置（1）平面、立面布置结构平面布置规则、对称，质量和刚度变化均匀。（2）柱网布置采用大柱网，柱网尺寸（7.2m+3.0m+7.2m）×6.6m。（3）变形缝设置本工程结构规则、荷载及地基土质均匀，故不设变形缝，通过设置后浇带来消除温度应力产生的结构变形。1.5 主要承重构件及墙体截面尺寸（1）柱：一层600mm×600mm，二六层550mm×550mm；（2）梁：AB(CD)跨横梁300mm×700mm，BC跨横梁300mm×500mm，纵梁300mm×600mm；（3）楼盖、屋盖：现浇混凝土楼（屋）盖，板厚100mm；（4）墙体：外墙厚240mm，内墙厚240mm，电梯间墙厚240mm，女儿墙厚120mm。1.6 基础（1）基础形式：柱下条形基础（纵向）；（2）基础埋深：1.8m；（3）地基处理方式：灰土垫层法。1.7 材料混凝土强度等级梁、板一六层：C30柱一六层：C30基础C30钢筋构件受力钢筋箍筋或构造钢筋板HPB235HPB235梁HRB400HPB235柱HRB400HRB335基础HRB400HPB2351.8结构计算原则和方法1.8.1 手算：采用简化方法计算结构内力和位移，即沿结构纵横两主轴方向，按平面抗侧力结构计算结构的内力和位移。1.8.2 电算：(1) 软件名称：PKPM(2) 版 本：2005.08(3) 编制单位：中国建筑科学研究院PKPM CAD工程部2 结构方案2.1 结构体系本建筑为综合实验楼，内设有教室、实验室、办公室等，房间使用面积变化大，故选择建筑平面布置比较灵活的框架结构体系，框架结构建筑立面容易处理，结构自重较轻。且本建筑楼层数为六层，选用钢筋混凝土框架结构能够获得较好的经济效益。2.2 结构布置2.2.1 结构平面布置图根据该房屋的使用功能及建筑设计的要求，进行了建筑平面、立面及剖面设计，其标准层建筑平面图、剖面图分别见建筑设计部分图1.2和图1.3。根据建筑平面图可知采用大柱网较为经济合理，拟定柱距为6.6m，跨度为7.2m+3.0m+7.2m。结构布置图如图2.1所示。2.2.2 构件材料及尺寸（1）现浇板楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，因板长边与短边之比为7.2/3.32.18>2.0，所以本设计按短边方向受力的单向板计算，沿长边方向布置足够数量的构造钢筋。根据工程经验，板厚h应满足：故取。（2）框架梁主梁截面按梁跨度的1/141/8估算，次梁截面按梁跨度的1/121/18估算，梁截面宽度均按梁截面高度的1/31/2估算，由此估算的梁截面尺寸见表2.1，表中还给出了梁的混凝土强度等级。表2.1 梁截面尺寸及混凝土强度等级构件混凝土强度等级b/mmh/mmAB跨横梁C30300700BC跨横梁C30300500纵梁C30300600次梁C30250500（3）框架柱本建筑主体结构六层，总高度小于30m，西安地区抗震设防烈度为8度，根据建筑抗震设计规范（GB50011-2001）第6.1.2条和第6.3.7条规定，本框架结构房屋的抗震等级为二级，柱轴压比限值，取柱混凝土强度等级为C30（fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2），由此可估算出柱的截面尺寸。由图2.1可知边柱及中柱的负载面积分别为6.6×3.6m2和6.6×5.1m2，各层的重力荷载代表值近似取为12kN/m2。边柱轴力增大系数取1.3，中柱轴力增大系数取1.25。则柱截面尺寸估算为：边柱：中柱：如柱截面为正方形，则边柱和中柱截面高度分别应大于440mm2和515mm2。根据上述计算结果并综合考虑其它因素，本设计柱截面尺寸取值如下：1层：600×600mm26层：550×550mm图2.1 结构平面布置图2.3 计算简图本设计选用柱下条形基础，基础埋置深度取1.8m，肋梁高度取1.2m。取顶层柱的形心线作为框架柱的轴线；梁轴线取到板底，则26层柱高度即为层高（3.6m），底层柱高度从基础顶面取至一层板底，即h1=3.60.451.81.20.14.55m。因时间有限，本设计只进行横向框架的结构计算，故以下说明中提到的框架均指横向框架。本结构横向框架计算简图如图2.2所示。图2.2 横向框架计算简图3 框架侧移刚度计算3.1 梁柱线刚度计算梁的线刚度IbEcIb/l。其中Ec为混凝土弹性模量；l为梁的计算跨度；lb为梁截面惯性矩，本结构为现浇式楼盖，故考虑楼板的影响，对于中框架梁（T形截面），取Ib2.0I0；对于边框架梁（倒L形截面），取Ib1.5I0；对于楼电梯间梁，取IbI0。其中I0为梁矩形部分的截面惯性矩。柱的线刚度IcEcIc/h，其中Ic为柱的截面惯性矩，h为框架柱的计算高度。横梁线刚度计算过程见表3.1，柱线刚度计算过程见表3.2。表3.1 横梁线刚度ib计算表类 别Ec/(N/mm2)b×h/mm×mmI0/mm4l/mmEcI0/l/N·mm1.5EcI0/l/N·mm2EcI0/l/N·mmAB跨横梁3.00×104300×7008.575×10972003.573×10105.359×10107.146×1010BC跨横梁3.00×104300×5003.125×10930003.125×10104.688×10106.250×1010表3.2 柱线刚度ic计算表层 次hcEcb×hIcEcIc/hc145503.00×104600×6001.080×10107.121×10102636003.00×104550×5507.626×10106.355×10103.2 柱侧移刚度D值计算柱的侧移刚度D值按下式计算：式中，为柱侧移刚度修正系数，对不同情况按下式计算：一般层：底 层：其中表示梁柱线刚度比。根据梁柱线刚度比的不同，图2.1中的柱可分为中框架中柱和边柱、边框架中柱和边柱以及楼电梯间柱等。现以第26层C1柱的侧移刚度计算为例，说明计算过程，其余柱的计算过程从略，计算结果分别见表3.33.6。第26层C1柱及与其相连的梁的相对线刚度如图3.1所示，图中数据取自表3.1和表3.2。则可得梁柱线刚度比为：图3.1 C1柱及与其相连的梁的相对线刚度表3.3 中框架柱侧移刚度D值（N/mm）层次边柱（18根）中柱（18根）11.0040.501206621.8810.61425323827734261.1250.360211762.1080.51330193924649表3.4 边框架柱侧移刚度D值（N/mm）层次A-1,A-12B-1,B-1210.7530.455187831.4110.5602312483814260.8430.297174521.5810.4422597886860表3.5 边楼梯间框架柱侧移刚度D值（N/mm）层次C-1,C-12D-1,D-1211.1600.525216830.5020.4001652876421261.3000.394231780.5620.2191291172179表3.5 中楼梯间框架柱侧移刚度D值（N/mm）层次C-6,C-7D-6,D-711.6300.587242210.7530.4551878386008261.8270.477280890.8430.2971745291083