同济建筑真题
3结构设计说明
3.1项目概述
中学教学楼设计要求建筑面积约2000 - 4000m2，3-4层。经过多次论证，初步确定为四层结构，钢筋混凝土框架结构。
3.2设计的主要依据和数据
3.2.1设计基础
a)中国和江苏省现行的相关结构设计规范、规程和规则。
b)本项目的各种批文及甲方单位的要求。
c)本工程活荷载值应严格按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)取值。
设计数据
1房屋建筑学武汉理工大学出版社
2混凝土结构(上、下)武汉理工大学出版社
3基础工程同济大学出版社
4建筑结构设计东南大学出版社
5结构力学人民教育出版社
6基金会与基础武汉理工大学出版社
7工程结构抗震中国建筑工业出版社
8建筑结构设计简明手册中国建筑工业出版社
9土木工程毕业设计指导科学出版社
10钢筋混凝土结构实用手册中国建筑工业出版社
11建筑制图统一标准(BG50001-2001)中国建筑工业出版社
12建筑结构制图标准(BG50105-2001)中国建筑工业出版社
13建筑设计防火规范(GBJ 16-87)中国建筑工业出版社
14民用建筑设计规范(GBJI0I8-7)中国建筑工业出版社
15综合医院建筑设计规范(JGJ49-88)中国建筑工业出版社
16建筑楼梯模数协调标准(GBJI0I-87)中国建筑工业出版社
17建筑结构荷载规范(GB5009-2001)中国建筑工业出版社
18建筑结构可靠性设计统一标准(GB50068-2001)中国建筑工业出版社
《混凝土结构设计规范》(GB50010—2002)中国建筑工业出版社
20《地基与基础设计规范》(GB5007-2002)中国建筑工业出版社
21建筑抗震设计规范(GB50011—2001)中国建筑工业出版社
22砌体结构中国建筑工业出版社
23简明砌体结构设计与施工资料集成中国电力出版社
24土木工程毕业设计指南中国水利水电出版社
25土木工程制图与AutoCAD科学出版社
26简明砌体结构设计手册机械工业出版社
27砌体结构设计手册中国建筑工业出版社
《砌体结构设计规范》(GB50010—2002)中国建筑工业出版社
本工程采用框架结构体系，抗震等级为四级。本工程耐火等级为二级，其建筑构件的耐火极限和燃烧性能按《民用建筑设计规范》(GBJI0I8-7)执行。
除标高以米计外，所有图纸尺寸均以毫米计。本工程结构图中标注的标高均为结构标高。
3.3结构设计方案及布置
钢筋混凝土框架结构是由梁、柱通过节点连接而成，承受竖向和水平荷载的结构体系。这堵墙只起封闭和隔断的作用。框架结构具有建筑布局灵活、室内空间大等优点，广泛应用于电子、轻工、食品、化工等多层厂房和住宅、办公、商业、酒店等民用建筑。因此，本次设计的集中学习教学楼采用钢筋混凝土框架结构。
根据结构布置的不同，框架结构可分为横向支承、纵向支承和纵向支承三种布置。
本次设计教学楼采用横向承重方案，竖向荷载主要由横向框架承担。预制楼板时，应沿横向布置。现浇楼板时，一般需要设置次梁，将荷载传递给横向框架。横向框架还承受横向水平风荷载和地震荷载。在房屋的纵向方向上布置连接梁以与横向框架连接。这些连接梁、柱实际上形成了一个纵向框架，承受着平行于房屋纵向的水平风荷载和地震荷载。
3.4变形缝的设置
在结构总平面布置中，为减少基础沉降、温度变化和复杂形状对结构的不利影响，可设置沉降缝、伸缩缝和抗震缝，将结构分成若干独立的单元。
当建筑物既需要沉降缝又需要伸缩缝时，沉降缝也可作为伸缩缝，两缝可缝合设置。有抗震设防要求的建筑，沉降缝和伸缩缝要满足抗震缝的要求，做到三缝合一是可能的。
3.5组件的初步估计
3.5.1柱截面尺寸的确定
柱截面高度可取，h为层高；柱截面的宽度可以取为。选择的柱截面尺寸为500 mm×500mm。
3.5.2光束尺寸确定
框架梁截面高度为梁跨的l/8~l/12。工程框架为纵横承重，根据梁跨可初步确定框架梁为300mm×600mm。
地板厚度
楼板为现浇双向板，根据经验厚度为130mm。
3.6基本假设和计算框图
3.6.1基本假设
第一:平面结构假设:工程平面是正交的，可以认为各方向的水平力只由该方向的抗侧力结构承受，垂直于该方向的抗侧力结构不受力。
第二，由于结构形状规则，布局对称，结构在水平荷载下不受扭转影响。
计算图
在侧向水平力作用下，连梁对墙体产生约束弯矩，故结构简化为刚接计算体系，计算简图如下。
3.7负载计算
作用在框架结构上的荷载通常是恒载和活载。恒载包括结构自重、结构表面的粉灰重量、土压力、预应力等。活荷载包括地板和屋顶活荷载、风荷载、雪荷载和安装荷载。
高层建筑的水平力是控制荷载，包括地震和风。地震作用的计算方法按《建筑结构抗震设计规范》执行。对于高度小于40m，质量和刚度沿高度均匀分布的结构，可采用底部剪力法。
竖向荷载主要是结构自重(恒载)和使用荷载(活载)。结构自重可由构件截面尺寸直接计算，建筑材料单位容重按荷载规范取。使用荷载(活荷载)根据荷载规范取值，楼面活荷载折减系数根据荷载规范取值。
3.8横向位移的计算和控制
框架结构的侧向位移是由梁柱构件的弯曲变形和柱的轴向变形引起的。在层数较少的框架中，由柱的轴向变形引起的侧向位移很小，可以忽略不计。在近似计算中，一般只需计算构件弯曲引起的变形。
采用一般装修标准时，层间位移与层高之比和顶点位移与总高之比分别为1: 650和1: 700。
框架结构在正常使用条件下的变形验算要求各层的层间位移值与本层高度之比不超过1/550的限值。
3.9内力计算和组合
3.9.1竖向荷载下内力计算
竖向荷载作用下的内力计算，首先根据楼层的结构平面布置，将竖向荷载传递到各个框架上。用分层法计算框架结构在竖向荷载作用下的内力，然后叠加各开口单元的内力。考虑塑性内力重分布对连梁进行调幅，按两端固定进行计算。
3.9.2水平荷载下的计算
用D值法计算水平荷载作用下框架的层间水平力，然后按框架各柱的刚度比分配作用在各层上的水平力，计算各柱的剪力，再计算柱端弯矩，用节点平衡计算梁端弯矩。
内力组合
第一:荷载组合。荷载组合简化如下:
(1)恒载+活载，(2)恒载+风荷载，(3)恒载+活载+风荷载，(4)恒载+地震荷载+活载。
第二:控制截面和不利内力。一般框架梁、柱应组合的层是最上面两层，最下面一层，混凝土强度和截面尺寸发生变化的层和体系抗弯点所在的层。
框架梁的控制截面和不利内力为:承重截面，-Mmax，Vmax，跨中截面，Mmax。
框架柱的控制截面为每层的上下截面，各截面的组合为Mmax和对应的n，v，Nmax和对应的m，v，Nmin和对应的m，v。
3.10基础设计
在荷载作用下，建筑物的地基、基础和上部结构是相互联系、相互制约的。根据地质资料，设计中应综合考虑地基-基础-上部结构的相互作用和施工条件，通过经济条件的比较，选择安全可靠、经济合理、技术先进、施工简单的方案。根据上部结构、工程地质、施工等因素，优选整体性好的独立基础。
3.11建筑材料
一、本工程使用的钢筋箍筋为一级钢，fy=210N/m㎡，主筋为二级钢。
fy = 300N牛/米㎡.
第二:柱梁钢筋混凝土保护层35mm，板15mm。
第三，钢筋的锚固和搭接应按国家现行标准进行。
第四，本工程混凝土强度等级均为C30。
第五:墙体外墙及疏散楼梯间采用240厚蒸压灰砂砖。
六、当门窗宽度≤1000mm时，应采用钢筋砖过梁，两端伸入支座内370°并弯直；当门窗宽度≥1000mm时，设置钢筋混凝土过梁。
3.12施工要求和其他设计说明
第一:本工程上层楼板设计没有考虑施工荷载大(均布)。当外荷载达到3.0Kn/m时，应采取可靠措施加以保护。
第二:本工程女儿墙压顶圈梁240mm×120mm，内设4φ8。φ6 @ 250，构造柱240mm×240mm，带4个φ10，φ6 @ 250，间距不大于2000mm。
第三；施工缝接缝应小心处理。混凝土浇筑前，必须清除杂物，冲洗并湿润。刷2度纯水泥浆后，用高一点的水泥灰缝再浇混凝土。
第四:未详细规定的，按照相关规范执行。