毕设论文 阳咸市实验中学新校园教学楼设计 土木工程计算书.doc

'本科毕业设计(论文)题目：咸阳市实验中学新校园-教学楼设计（B方案）院（系）建筑工程学院专业土木工程班级090712班姓名学号090712322导师陈翔2013年6月 咸阳市实验中学新校园-教学楼设计（B方案）摘要毕业设计是我们专业课学习的最后一个综合实践性教学环节。本文主要介绍了咸阳市实验中学新校园教学楼设计过程，在设计中认真贯彻了“安全、适用、经济、美观”的设计原则，采用钢筋混凝土框架结构，经过合理分析和比较之后进行设计。本设计主要包括建筑设计和结构设计两部分。建筑设计包括：平面设计、立面设计、剖面设计。结构设计包括：结构选型，梁、柱等构件尺寸的确定，重力荷载计算，横向水平风荷载作用下框架结构的内力和侧移计算，水平地震作用下横向框架内力分析，竖向荷载作用下横向框架的内力分析，内力组合以及截面设计、楼板设计、楼梯设计和基础设计。其中,基础设计又包括基础选型、基础平面布置、地基承载力计算等。在设计的过程中我严格按照专业相关规范及有关规定进行设计，设计过程中采用的计算方法均是参照有关规范或图集和其他参考书籍。关键词：混凝土结构；框架结构；结构计算；内力分析；截面设计IIII TheDesignofxianyangMiddleSchoolOfficeBuildingAbstractThedesignprojectionforgraduationisthelastpracticeteachingsegmentofstudyofourspecializedcourses.ThispaperdescribestheprimarydesignprocessofXianyangmiddleschoolofficebuilding.Iimplementthedesignprincipleof"safe,suitable,economic,andaesthetic"conscientiouslyduringthedesign,adopttheframeconstructionofreinforcedcongcrete,andbegintodesignafterrationalanalysisandcomparison.Thisdesignmainlyincludesthearchitecturaldesignandstructuraldesign.Thearchitecturaldesignincludestheplanedesign,elevationdesignandsectiondesignwhilethestructuredesignincludesthestyle,thesizeofbeamsandpillarsetc.,thecalculationofgravityload,thecalculationofinternalforceandlateraldisplacementundertheactionofthehorizontalwindload,theinternalforceanalysisofthecrosswiseframeinthefunctionofthehorizontalearthquakes,theverticalload.Andalsoincludesthedintcombine,sectiondesign,foundationdesignandstairdesign.Foundationdesignconsistsoftype,layout,andcalculationoffoundation..DuringthewholedesignIfollowthespecificationsstrictlyanddothecalculationcarefullyreferringtothespecificationsandatlasorotherbooks.Keywords：concreteconstruction,framestructure,structuralcalculation,internalforceanalysis,sectiondesign,II 目录中文摘要……………………………………...................................I英文摘要……………………………………………..............................II主要符号表………………………..........................................................VI第一章建筑设计说明11.1工程概况11.2设计原始资料11.2.1气象11.2.2工程地质条件11.3建筑平面设计21.4建筑立面设计21.5建筑剖面设计21.6土建设计2第二章结构设计说明42.1工程地质条件42.2基础42.3设计活载荷载标准值42.4材料42.5构造要求4第三章结构设计计算书53.1工程概况5VII 3.2结构布置及计算简图53.3重力荷载计算83.3.1屋面及楼面的永久荷载标准值83.3.2屋面及楼面可变荷载标准值83.3.3梁、柱重力荷载计算93.3.4墙、门窗重力荷载计算93.3.5重力荷载代表值93.4框架侧移刚度计算103.5横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算133.5.1横向水平地震作用下框架结构的内力和侧移计算133.6竖向荷载作用下框架结构的内力计算183.6.1横向框架内力计算183.6.2横向框架内力组合28第四章截面设计724.1梁截面设计724.1.1梁的正截面受弯承载力计算：724.1.2梁斜截面受剪承载力计算734.2柱截面设计744.2.1剪跨比和轴压比验算744.2.2柱正截面承载力计算754.2.3柱斜截面受剪承载力计算764.3框架梁、柱节点核芯区截面抗震验算77第五章板的设计795.1设计资料79VII 5.2荷载计算795.3内力计算805.4截面设计80第六章楼梯设计826.1设计资料：826.2踏步板计算：826.3楼梯折板计算（150厚折板）836.4平台梁计算（200×400）836.5平台板计算84第七章基础设计867.1设计资料：867.2独立基础：867.3条形基础87第八章框架电算结果比较93总结94参考文献95致谢97毕业设计知识产权声明98毕业设计独创性声明99附录100VII 主要符号表SGk永久荷载效应的标准值；SQk可变荷载效应的标准值；γG永久荷载的分项系数；γQ可变荷载的分项系数；T结构自振周期；fy、fy’普通钢筋的抗拉、抗压强度设计值；Vcs构件斜截面上混凝土和箍筋的受剪承载力设计值；as、as"纵向非预应力受拉钢筋合力点、纵向非预应力受压钢筋合力点至截面近边的距离；b矩形截面宽度、T形、I形截面的腹板宽度；bf、bf"T形或I形截面受拉区、受压区的翼缘宽度；d钢筋直径或圆形截面的直径；c混凝土保护层厚度；e、e"轴向力作用点至纵向受拉钢筋合力点、纵向受压钢筋合力点的距离；e0轴向力对截面重心的偏心距；ea附加偏心距；ei初始偏心距；h截面高度；h0截面有效高度；hf、hf"T形或I形截面受拉区、受压区的翼缘高度；As、As"受拉区、受压区纵向非预应力钢筋的截面面积；Acor箍筋内表面范围内的混凝土核心面积；α1受压区混凝土矩形应力图的应力值与混凝土轴心抗压强度设计值的比值；η偏心受压构件考虑二阶弯矩影响的轴向力偏心距增大系数；λ计算截面的剪跨比；ρ纵向受力钢筋的配筋率；ρsv竖向箍筋、水平箍筋或竖向分布钢筋、水平分布钢筋的配筋率；ρv间接钢筋或箍筋的体积配筋率；FEk结构总水平地震作用标准值；VII Geq地震时结构（构件）的重力荷载代表值、等效总重力荷载代表值；αmax水平地震影响系数最大值；γRE承载力抗震调整系数；.∑Mc节点上下柱端截面顺时针或反时针方向组合的弯矩设计值之和，上下柱端的弯矩设计值可按弹性分析分配∑Mb节点左右梁端截面反时针或顺时针方向组合的弯矩设计值VII 1建筑设计说明第一章建筑设计说明1.1工程概况设计题目：咸阳市实验中学新校园-教学楼设计（B）方案批准建筑面积：3654m2建筑层数：5层建筑高度：18.6m结构形式：现浇钢筋混凝土框架结构建筑物耐久年限：50年建筑防火：设计防火等级为二级，分类为二类建筑抗震：抗震等级为框架二级，地震设防烈度为8度，设计地震分组为第一组，设计基本加速度值0.20g1.2设计原始资料1.2.1气象1.温度：夏季极端最高38℃；冬季极端最低-8℃2.基本风压：0.35KN/m23.基本雪压：0.2KN/m21.2.2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，再下为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Ⅱ类场地土，地面粗糙度为B类，各土层的地基承载力标准值如下：黄土壮土fak=100～120kN/m2砂质粘土fak=220～270kN/m2108 西安工业大学毕业设计（论文）1.3建筑平面设计根据本建筑物的使用功能要求，确定采用三跨框架，边跨为7.2米，中跨3.0米，标准层房间进深为6.0米，开间3.6米，走道宽3.0米。在建筑物首层一周设有1米宽的散水。在每层设有三道双跑楼梯，一至五层平面布置基本相同，每层设六个大开间，都用作教室；每层设置一个个教师休息室，一个办公室，两个卫生间。1.4建筑立面设计本建筑立面采用对称体型，建筑物各部协调统一，形式完整。正立面采用带型窗，类似于玻璃幕墙，采光极好；。一楼有大厅及接待室需采用大空间，为不让人产生压抑感，宜适当增大层高。本建筑确定层高设为3.6米，楼梯高度等于层高，屋面为不上人屋面，平屋顶的厚度为120mm，女儿墙高度设为600mm。建筑总高度18.6米。整个立面看起来规则整齐，简洁大方，简单的造型更显示了干练。总体上，本建筑立面造型符合建筑造型和构图方面的均衡、韵律、对比的规律，并满足适用、经济、美观的要求。1.5建筑剖面设计室内外高差为0.45米，可防止室外流水流入和墙身受潮。根据采光设计标准及结构布置要求，确定标准层房间窗高到框架梁底，主要窗宽为1.8米，高为2.1米。标准层走廊两端设置玻璃门以便连接阳台和空气流通。屋面排水采用有组织外排水方式，用外装塑料空心管作为落水管，屋面材料找坡2%。1.6土建设计1．墙体±0.000以上均采用M5混合砂浆砌筑，±0.000以下均采用水泥砂浆砌筑。2.门垛厚度一般为130mm。一般门窗均居中，内门内开时内平，外开时居中。3.卫生间楼地面比同层相邻楼地面低20mm。108 西安工业大学毕业设计（论文）4.楼屋面面层材料的选择及构造设计5.屋面：三毡四油防水层20mm厚水泥砂浆找平150mm厚水泥蛭石保温层120mm厚钢筋混凝土板V形轻刚龙骨吊顶6.楼面：瓷砖地面（在卫生间内采用地砖防水楼面）100mm厚钢筋混凝土板V型轻刚龙骨吊顶108 2结构设计说明第一章结构设计说明2.1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，再下为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Ⅱ类场地土，地面粗糙度为B类，各土层的地基承载力标准值如下：黄土壮土fak=100～120kN/m2砂质粘土fak=220～270kN/m2砾石层fak=300～400kN/m22.2基础本工程采用柱下条形基础。2.3设计活载荷载标准值不上人屋面：0.5楼面：22.4材料混凝土：基础混凝土C20；垫层素混凝土选用C10；一层梁板柱混凝土C35以上各层梁板柱混凝土C30钢筋：梁柱纵筋采用Ⅲ级钢筋，箍筋及基础底板钢筋采用Ⅰ级钢筋2.5构造要求构件主筋混凝土净保护层厚度基础40mm,梁柱35mm,板20mm108 西安工业大学毕业设计（论文）第一章结构设计计算书3.1工程概况咸阳市实验中学教学楼设计，拟建五层，建筑面积约3800平方米，建筑耐久年限为50年，设计防火等级二级，分类为二类。查相关规范得建筑物所在地（二类场地，分组第二组）的设计地震参数为αmax=0.08，Tg=0.40s，基本风压W0=0.35kn/m2，基本雪压S0=0.2KN/m2,夏季极端最高38℃，冬季最低-8℃。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，再下层为砾石层，地下水位为-5.4米，建筑场地为Ⅱ类场地土,地面粗糙度为B类。各土层的地基承载力特征值如下：黄土状土fak=100～120KN/m2，砂质粘土fak=220～270KN/m2，砾石层fak=300～400KN/m2。建筑抗震设防类别为丙类，结构安全等级为二类，抗震设防烈度为8度，设计基本加速度值为0.20g，设计地震分组为第二组，结构抗震等级为框架二级。3.2结构布置及计算简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，标准层建筑平面、结构平面布置图分别见图3.1、图3.2。主体结构共5层，每层层高均为3.6米。填充墙采用240mm厚粘土空心砖，窗为铝合金窗，大多数门(M1)为木门,其他门（M2、M3）均为玻璃门。楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚度取100mm,屋面板厚度取120mm。主梁截面、次梁截面高度分别按其梁跨度的1/8～1/10和1/12～1/15估计取值，且不应小于400mm,也不大于梁截面净跨的1/4，框架梁宽度可取梁截面高度的1/3～1/2,且不小于250mm,同时应保证梁截面高宽比不大于4，估算梁截面尺寸和各层梁、柱和板的混凝土强度等级见表3.1。其设计强度：柱截面尺寸可根据柱的轴压比限值估算，其轴压比限值为0.8。108 西安工业大学毕业设计（论文）表3.1梁截面尺寸（mm）及各层混凝土强度等级层次混凝土强度等级截面尺寸（b×h）边横梁中横梁纵梁次梁1C35300×600300×600300×600250×5002～5C30300×600300×600300×600250×500本处各层的重力荷载代表值近似取14KN/m2.由图2可知边柱和中柱的负载面积分别为6.0×3.6㎡、6.0.0×5.1㎡。由式Ac≥N/fc得第一层柱截面面积为:边柱Ac≥1.3×6×3.6×14×103×5/0.8×16.7=147125mm2中柱Ac≥1.25×6×5.1×14×103×5/0.8×16.7=200411mm2如柱截面取正方形，则边柱和中柱截面高度分别为383mm和447mm.根据上述结果并综合考虑其它因素，本设计柱截面尺寸取值如下：第一层取600mm×600mm；2～5层500mm×500mm；基础选用条形基础，基础埋深取2米，垫层100mm，基础深度1.3米。框架结构计算简图如图3.3～3.4所示。梁轴线取至板底，2～5层柱高即为层高，底层柱高取3.6+0.45+2.0-1.3-0.1=4.65m。108 西安工业大学毕业设计（论文）图3.2建筑平面布置图图3.3结构平面布置108 西安工业大学毕业设计（论文）图3.4横向框架计算简图3.3重力荷载计算3.3.1屋面及楼面的永久荷载标准值屋面（不上人）：30mm厚细石混凝土保护层24×0.03＝0.72KN/㎡三毡四油防水层0.4KN/m220mm厚水泥砂浆找平20×0.02=0.4KN/m2150mm厚水泥蛭石保护层5×0.15＝0.75KN/㎡120mm厚钢筋混凝土板25×0.12＝3KN/㎡V型轻刚龙骨吊顶0.25KN/m2合计：5.52KN/m2108 西安工业大学毕业设计（论文）1～4层楼面：瓷砖地面（包括粗砂打底）0.75KN/m2100mm厚钢筋混凝土板25×0.10＝2.5KN/㎡V形轻刚龙骨吊顶0.25KN/m2合计：3.5KN/m23.3.2屋面及楼面可变荷载标准值不上人屋面均布活荷载标准值0.50KN/m2楼面活荷载标准值2.0KN/m2楼道及阳台活荷载标准值2.5KN/㎡屋面雪荷载标准值0.2KN/m23.3.3梁、柱重力荷载计算表3.2梁柱重力荷载标准值层数构件b/mh/m/()G/（)（计算长度）/n/1～5边横梁0.30.6251.054.7256.614436.59中横梁0.30.5251.053.9382.4766.158纵梁0.30.6251.055.5132.464846.797次梁0.30.45251.053.5446.612280.6851柱0.60.6251.059.454.65361581.932～5柱0.50.5251.056.5633.636850.565108 西安工业大学毕业设计（论文）3.3.4墙、门窗重力荷载计算外墙体为370mm厚粘土多孔砖（16KN/m³），外墙面贴瓷砖（0.5KN/㎡，包括水泥砂浆打底，共厚25mm），内墙面20mm厚抹灰（0.34KN/㎡），则外墙面单位面积重力荷载为16×0.37+0.5+0.34=6.76KN/㎡；内墙为水泥空心砖两侧均为20mm厚抹灰，则内墙面单位面积重力荷载为15×0.25+17×0.02×2＝4.28KN/㎡。铝合金窗单位面积重力荷载取0.4KN/㎡，木门单位面积重力荷载为0.24KN/㎡3.3.5重力荷载代表值集中于各楼层标高处的重力荷载代表值：计算结果:W楼板=3.5×（42×17.4）=2557.8KNW屋面板=5.52×（42×17.4）=4034.02KNW梁=436.59+66.158+846.797+280.685=1630.23KNW墙1=6.76×[（42+17.4）×2×3.6-(1.8×1.5×18+1.5×1.5×4+1.2×1.5×3)+(42+17.4)×2×0.6]+4.28×[7.2×15-(1.2×2.4×12+0.9×2.4×7)]=2845.58KNW柱1=1581.93KNW墙2=6.76×[（42+17.4）×2×3.6-(1.8×1.5×18+1.5×1.5×4+1.2×1.5×3)]+4.28×[7.2×15-(1.2×2.4×12+0.9×2.4×7)]=2363.71KNW柱=856.57KN50%Q活载=0.5×2×（42+17.4）=730.8KN50%Q屋面活载=0.5×0.5×（42+17.4）=182.7KN计算结果如下图：108 西安工业大学毕业设计（论文）图3.5各质点的重力荷载代表值3.4框架侧移刚度计算框架结构的侧向刚度过小，水平位移过大，将影响正常使用；侧向刚度过大，水平位移过小，虽满足使用要求，但不满足经济性要求。因此，框架结构的侧移刚度宜合适，一般以使满足结构层间位移限值为宜。规范规定，按弹性方法计算的楼层层间最大位移与层高之比△u/h宜小于框架结构的层间位移角限值[△u/h]，即1/550。（h为层高）。（附：层间位移角限值的确定原则，一是保证主体结构基本处于弹性受力状态。即避免混凝土墙、柱构件出现裂缝，同时将混凝土梁等楼面构件的裂缝数量、宽度和高度限制在规范允许范围内。二是保证填充墙、隔墙和幕墙等非结构构件的完好，避免产生明显损伤。如果不满足以上限制，则可增大构件尺寸或提高混凝土强度等级。）梁的线刚度ib=ECIb/lb。其中Ec为混凝土弹性模量；lb为梁的计算跨度；Ib为梁截面惯性矩，对本设计的现浇楼面，中框架梁Ib可近似取2.0I0，边框架梁Ib取1.5I0，楼梯间边横梁取I0，中横梁取2I0，其中I0为梁矩形部分的截面惯性矩。柱的线刚度ic=EcIc/l，其中Ic维柱的截面惯性矩，h为框架柱的计算高度。柱的侧移刚度D值按下式计算：D=αc·12ic/h2式中αc108 西安工业大学毕业设计（论文）为柱侧移刚度修正系数，可从书上查表得。横梁的线刚度计算过程见表3.3,柱的线刚度计算过程见表3.4框架柱侧移刚度值见表3.5，表3.6，表3.7。表3.3横梁线刚度计算表层数Ec/(N/mm2)类别b×h/mmXmmI0/mm4b/mmEcI0/lb/N·mm1.5EcI0/l/N·mm2EcI0/l/N·mm13.15×104AB跨300×6005.4×10972002.363×10103.545×10104.726×1010BC跨300×6003.125×10930003.281×10104.922×10106.562×1010CD跨300×6005.4×10972002.363×10103.545×10104.726×10102～53×104AB跨300×6005.4×10972002.25×10103.375×10104.5×1010BC跨300×6003.125×10930003.125×10104.688×10106.25×1010CD跨300×6005.4×10972002.25×10103.375×10104.5×1010表3.4柱线刚度计算表层数Ec/(N/mm2)hc/mmb×h/mmXmmI0/mm4EcI0/lb/N·mm13.15×1044.65×600×6001.08×10107.316×10102～53.0×1043.6×500×5005.208×4.34×1010108 西安工业大学毕业设计（论文）表3.5中框架柱侧移刚度D值()层次第1层第2～5层D轴(2根）B、C轴（10根)A轴（6根）D轴（2根）B、C轴（10根)A轴（6根）0.6461.5430.6461.0372.9521.0370.3950.5770.3950.3410.5960.341160242342716024137032395013703表3.6边框架柱侧移刚度D值()柱类别A-1,A-8D-1，D-8B-1,B-8C-1,C-8层数12～512～50.6461.5430.8972.5920.3950.5770.4820.59616024234271957023950表3.7楼梯间框架柱侧移刚度D值（）柱D-2，D-4，D-5，D-7A-2，A-4，A-5，A-7层数12-512-50.8972.5920.6461.5430.4820.5960.3950.57719570239501602423427将上述不同情况下同层框架柱侧移刚度相加，即得框架各层层间侧移刚度，见表3.8表3.8横向框架层间侧移刚度()层次1234513816661452748145274814527481452748108 西安工业大学毕业设计（论文）由表可见，=1381666/1452748=0.951＞0.7，故该框架为规则框架。3.5横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算3.5.1横向水平地震作用下框架结构的内力和侧移计算(1)横向自振周期计算荷载计算：GE=∑Gi=10474.61+6528.07×3+7698.03=37756.85KNGeq=0.85GE=0.85×37756.85=32093.32KN结构顶点的假想侧移见表3.9表3.9结构顶点的假想侧移表层号57698.037698.0314527480.00530.075546528.0714226.114527480.00980.070236528.0720754.1714527480.01430.060426528.0727282.2414527480.01880.0461110474.7537756.9913816660.02730.0273结构自振周期按顶点位移法，考虑填充墙刚度对于框架结构的影响，取折减系数，所以结构基本自振周期为T1=1.7×αo×T1=1.7×αo×=1.7×0.6×=0.28s(2)水平地震作用及楼层地震剪力作用本建筑结构高度不超过40m,质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切为主，故可用底部剪力法计算水平地震作用。结构总水平地震作用标准值即Geq=0.85GE=0.85×37756.99=32093.32KN1×0.2=0.2（因为0.1<0.380.25%,As’/As=0.83>0.3满足要求。4.1.2梁斜截面受剪承载力计算AB跨：，故截面尺寸满足要求。梁端加密区箍筋取双肢，箍筋选用HPB235级钢筋（=210N/mm2）,=0.42×1.57×300×565+1.25×210××565=261.56KN>178.25KN，加密区的长度：二级抗震1.5×600=900mm>500mm,取900mm.非加密区取双肢，箍筋设置满足要求。BC跨：若梁端加密区箍筋取双肢，则其承载力为108 西安工业大学毕业设计（论文）=0.42×1.57×300×（500-35）+1.25×210××（500-35）=215.27KN>。由于非加密区长度较小，故全跨均按加密区布置。4.2柱截面设计4.2.1剪跨比和轴压比验算表中给出了框架柱各层的剪跨比和轴压比计算结果，由此可见，各柱的剪跨比和轴压比都满足规范要求。表4.1柱的剪跨比和轴压比验算柱号层次b/mmh0/mmNE550046014.3111.4553.38262.974.540.08450046014.3162.1880.09609.062.170.19350046014.3191.05100.85976.244.120.30250046014.3184.13115.521358.103.470.41155051016.7227.33116.351785.553.830.38D550046014.3114.9657.24299.274.370.09450046014.3187.7696.15735.584.250.22350046014.3225.48125.311188.093.910.36250046014.3261.36145.321663.083.910.51155051016.7341.34149.602169.484.470.46C550046014.3112.3655.78293.804.380.09450046014.3173.5394.68723.492.170.22350046014.3222.80123.821169.033.910.36250046014.3258.70143.901636.633.910.50155051016.7338.34148.692135.784.460.46B550046014.392.5642.46307.964.740.09450046014.3139.3467.61647.754.480.20350046014.3168.9488.091008.564.170.31250046014.3161.20102.611384.363.420.42155051016.7209.53110.961806.713.700.39108 西安工业大学毕业设计（论文）4.2.2柱正截面承载力计算以第一层B柱为例说明：根据B柱内力组合表，将支座中心处的弯矩换算至支座边缘处，并与柱端组合弯矩的调整值比较后，选出最不利内力，进行配筋计算。B节点左右梁端弯矩：左（AB）M=-401.23+220.921×0.3=-334.954KNm,右（BC）M=-402.76+262.54×0.25=-140.22KNmB节点上下端弯矩：上：下：，565.35/475.17=1.19,=570.2-563.35=6.85。在B节点处按其弹性弯矩分配给上下柱柱端，即：上柱：，下柱：，，取20mm和偏心方向尺寸的1/30两者中较大值，而500/30=16.67mm,所以=20mm。又，，=125.73+20=145.73mm。又因为/h=4590/600=7.65>5,故应考虑偏心距增大系数。==2.18>1.0,取=1.0，又/h=7.65<15,=1.0,,108 西安工业大学毕业设计（论文）=1.16×145.73+600/2-40=429.05mm再按Nmax及相应的弯矩一组进行计算：N=1956.99KN，节点上下端弯矩,上端：50.99-18.44×0.1=21.01KN，下端：-50.99+16.27×0.4=-44.48KN此组内力是非地震组合情况，且无水平荷载效应，故不必进行调整，且取=1.25H，即=1.25×3.6=4.5m。=+=10.74+20=30.74mm/h=4500/600=7.5>5,故应考虑偏心距增大系数。同理可求得=1.0，=1.0，，=1.73×30.74=53.18<0.3=168mm，故为小偏心受压，=53.18+300-40=313.18mm.,按上式计算应满足N>及Ne>,否则按构造配筋。因为N=1956.99KN<=0.518×14.3×500×560=2488.89KN，Ne=1956.99274.86<=0.43×14.3×600×5602=1156.99，故按构造配筋，且应满足=0.7%，单侧配筋率>0.2%,故As=As’=bh0=0.2%×600×560=720mm2故选420（As=As’=1256mm²），总配筋率4.2.3柱斜截面受剪承载力计算以第一层B柱为例，计算过程如下：=242.23/0.8=302.79KNm,=446.88×1.25=558.6KNm,V=1.2×（+）/Hn=1.2×（302.79+558.6）/4.25=243.22KN，截面尺寸满足要求。,取=3；108 西安工业大学毕业设计（论文）其中，取较大的柱下端值，而且，；不应考虑，故，为将表中查的数值除以0.75，为查的值除以0.85，与相应的轴力N=1377.030.8=1721.29KN<=1803.6KN取N=1721.29KN故应按构造配置箍筋。柱端加密区的箍筋选用四肢，表得第一层柱柱底的轴压比n=0.51=0.11，，取Φ10，=78.5，则S123.3mm。根据构造要求取加密区箍筋为四肢Φ10@100，加密区位置及长度按规范要求确定，非加密区还应满足s<15d=300mm,故箍筋取四肢Φ10@150，各层柱箍筋计算结果见表。4.3框架梁、柱节点核芯区截面抗震验算以第一层B节点为例，由节点两侧梁的受弯承载力计算核芯区的剪力设计值，因节点两侧的梁不等高，计算时取两侧梁的平均高度，即=（600+550）=550mm,=(565+415)/2=515mm。本框架为二级抗震：，其中=1.2，Hc=0.5×3.6+0.38×4.65=3.567m,剪力设计值：。因,故取，=600mm,=1.5=0.3×1.5×16.7×600²/0.85=2299.59KN>608.78KN。设节点区配箍为四肢，则108 西安工业大学毕业设计（论文）1635.13KN>=608.78KN,故承载力满足要求。综合以上计算结果可以绘出横向框架的配筋图。108 5板的设计第一章板的设计5.1设计资料（1）根据结构平面布置图，按双向板弹性方法计算。（2）楼面做法：瓷砖地面（包括粗砂打底），100mm厚钢筋混凝土板，V形轻钢龙骨吊顶。（3）活载：2.0KN/㎡（4）材料：混凝土C25，钢筋HPB235级对图5.1，各区格进行编号，共分A、B、C、D四类。5.2荷载计算瓷砖地面（包括粗砂打底）0.75KN/㎡100mm厚钢筋混凝土板25×0.1=2.5KN/㎡V形轻钢龙骨吊顶0.25KN/㎡合计3.5KN/㎡g=1.2×3.5=4.2KN/㎡，q=1.4×2.0=2.8KN/㎡g+q=4.2+2.8=7.0KN/㎡,g+q/2=4.2+1.4=5.6KN/㎡108 西安工业大学毕业设计（论文）5.3内力计算跨中最大弯矩发生在活载为棋盘式布置时，它可以简化为：当内支座固定时g+q/2作用下的弯矩值与当内支座为铰支时q/2作用下的跨中弯矩值之和。支座最大负弯矩可以近似按活载满布求得，即内支座固定时g+q作用的支座弯矩。计算弯矩时考虑泊松比影响。取=0.2A区格板：=3.0，=3.0，/=1=(0.0176+0.2×0.0176)×（g+q/2）²+（0.0368+0.2×0.0368）×q/2ײ=0.0212×5.6×3²+0.0442×1.4×3²=1.624=(0.0176×0.2+0.0176)×（g+q/2）²+（0.0368×0.2+0.0368）×q/2ײ=1.624=-0.0513×（g+q）²=-0.0513×7×3²=-3.23=-0.0513×（g+q）²=-0.0513×7×3²=-3.23B区格板：=3.0，=7.2，/=0.42=(0.0400+0.2×0.0038)×5.6×3²+（0.0588+0.2×0.006）×1.4×3²=2.81=(0.0400×0.2+0.0038)×5.6×3²+（0.0588×0.2+0.006）×1.4×3²=2.54=-0.0829×（g+q）²=-0.0829×7×3²=-5.22=-0.0570×（g+q）²=-0.0570×7×3²=-3.59C区格板：=3.0，=3.0，/=1=(0.0176+0.2×0.0176)×5.6×3²+（0.0285+0.2×0.0158）×1.4×3²=1.46=(0.0176×0.2+0.0176)×5.6×3²+（0.0285×0.2+0.0158）×1.4×3²=1.33=-0.0513×（g+q）²=-0.0513×7×3²=-3.23=-0.0513×（g+q）²=-0.0513×7×3²=-3.23D区格板：=3.0，=7.2，/=0.42=(0.0400+0.2×0.0038)×5.6×3²+（0.0559+0.2×0.0079）×1.4×3²=2.78=(0.0400×0.2+0.0038)×5.6×3²+（0.0559×0.2+0.0079）×1.4×3²=1.72=-0.0829×（g+q）²=-0.0829×7×3²=-5.22=-0.0570×（g+q）²=-0.0570×7×3²=-3.59108 西安工业大学毕业设计（论文）5.4截面设计截面的有效高度，选用φ8钢筋作为受力主筋，则（短跨）方向的跨中截面有效高度=h-c-d/2=100-15-4=81mm,（长跨）方向的跨中截面有效高度=h-c-3d/2=100-15-12=73mm,支座截面处有效高度均为85mm.截面弯矩设计，板四周与梁整体现浇，故弯矩设计值应该按如下折减（1）A区格跨中截面与A-A支座截面折减20%，（2）B、C区格的跨中截面与A-B，A-C支座截面折减20%，（3）D区格不折减。计算板配筋时，取内力臂系数γs=0.95,,截面配筋计算结果及实际配筋见表表5.1板的配筋计算表截面h0MAs实配钢筋（As）跨中A区格L01811.71100φ8@200（251）L02730.9868φ8@200（251）B区格L01812.83188φ8@200（251）L02731.3881φ8@200（251）C区格L01811.5785φ8@200（251）L02730.7552φ8@200（251）D区格L01813.62230φ8@200（251）L02731.51104φ8@200（251）支座A-A81-2.30143φ8@200（251）A-B81-2.86177φ8@200（251）A-C81-2.30143φ8@200（251）B-B81-5.22445φ8@200（251）B-D81-5.22445φ8@200（251）C-D81-3.23222φ8@200（251）B边支81-3.59321φ8@150（335）C边支81-3.23179φ8@150（335）D边支长跨81-5.22445φ8@200（251）D边支短跨81-3.59321φ8@200（251）108 西安工业大学毕业设计（论文）108 6楼梯设计第一章楼梯设计6.1设计资料：选用C30混凝土，受力纵筋HRB335，其他HPB235。踏步面层采用30mm厚水磨石（0.65KN/㎡），底面为20mm厚混合砂浆抹灰(17KN/㎡)图6.1楼梯计算简图图6.2尺寸简图6.2踏步板计算：（1）荷载计算：踏步板自重：0.15×0.3×0.5×25=0.563KN/m踏步面层自重：（0.03×0.15×0.65=0.0029KN/m底面抹灰自重：0.335×0.02×17=0.114KN/m恒载0.68KN/m活载2×0.3=0.6KN/m总荷载设计值：P=1.2×0.68+1.4×0.6=1.656KN/m，P=1.35×0.68+0.7×1.4×0.6=1.506KN/m，所以取总荷载设计值为1.656KN/m进行计算。（2）内力计算：踏步板的计算跨度为1330mm，故跨中截面弯矩为=1.656×1.33²/8=0.366KNm108 西安工业大学毕业设计（论文）（1）承载力计算踏步板截面的折算高度h=150/2=75mm,=75-15=60mm,b=300mm,=14.3N/mm²，=210N/mm²，则，，=26.97mm²，选2φ6（As=56.52mm²）6.3楼梯折板计算（150厚折板）（1）荷载计算踏步传来的荷载：1.656×1.33×0.5/0.3=3.671KN/m折板自重：1.2×（0.15-0.02）×1.33×25×335/300=5.79KN/m折板抹灰自重：1.2×[（0.15-0.02）×2+(1.33-0.02×2)]×0.02×17×335/300=0.638KN/m楼梯栏杆重：1.2×0.1=0.12KN/m总荷载设计值：P=10.218KN/m（2）内力计算斜板的水平投影计算长度为=4.2m,则板跨中截面的弯矩及支座截面剪力分别为：，，p’M，按第一类T形截面设计。，=1.0×14.3×1200×365×0.0068/300=218.31mm²，=0.2%×200×365=146mm²，故选用2φ16（As=402mm²）6.5平台板计算（1）荷载计算60mm厚钢筋混凝土板：0.06×25=1.5KN/m²108 西安工业大学毕业设计（论文）30mm厚水磨石面层：0.65KN/m²20mm厚混合砂浆底面抹灰：0.02×17=0.34KN/m²恒载：2.49KN/m²活载：2.0KN/m²总荷载设计值：g+q=1.2×2.49+1.4×2.0=5.79KN/m²，g+q=1.35×2.49+0.7×1.4×2.0=5.32KN/m²取P=5.79KN/m²（2）计算简图按单向板计算。=2000mm（3）弯矩设计值计算：取1m宽板带P=5.79×1.0=5.79KN/m，跨中=5.79×2²/8=2.895KNm（4）截面配筋计算：板截面有效高度=60-20=40mm,，=0.127，=1.0×14.3×1000×40×0.136/210=370.44mm²实配8φ8@130（As=402mm²）108 7基础设计第一章基础设计7.1设计资料：基坑开挖至自然地表以下5米，再回填砂土至-2.0米，并且压实使其满足=180Kpa，=17.5KN/m³。底层柱550×550，配有12φ20，按照组合计算，基础埋深2.0米，受力纵筋采用HRB400级钢筋，混凝土采用C25（=1.27=11.9）A柱：=1672.97KN，=33.88KNm,=21.86KNB柱:=1883.76KN,=19.64KNm,=12.49KN,C柱:=1883.76KN,=33.88KNm,=21.86KND柱:=1672.97KN,=19.64KNm,=12.49KN7.2独立基础：确定基础底面积：=180+1.5×17.5×（2-0.5）=219.38KpaA、D柱：A=（1.1~1.4）=（1.1~1.4）×1672.97/（219.38-20×2.0）=（10.26~13.06）取b=l=4.0m,验算基础承载力：A柱P<,满足要求。B、C柱做成双柱联合基础：A=（1.1~1.4）=（1.1~1.4）（1883.76+1883.76）/（219.38-20×2.0）=（23.10~29.40）取b=4m,得L≥5.8m>17.4/3=4.35，故选用条形基础更为合理。108 西安工业大学毕业设计（论文）7.3条形基础（1）荷载计算先估算条形基础的宽度为b=3.0m,基础自重=2.0×3.0×20=120KN/m，柱间墙荷载=4.28×3.6/2=7.704KN/m，柱轴力=1672.97×2+1883076×2=7113.46KN（2）确定条形基础的尺寸修正后的低级承载力：=219.38Kpa.由于荷载比较均匀，两端伸出等长度悬臂，取悬臂长度为边跨的1/4,即1.8米，则条形基础的长度为7.2×2+3+2×1.8=21米，故根据地基承载力确定基础宽度为：,取b=3.0m.（3）用倒梁法计算条形基础的基础内力①基底净反力：=（7113.46+7.704×7.2×2）/21=344.02KN/m②悬臂部分用弯矩分配法计算，其中=-344.02×1.8²/2=-557.31KNm=0.252,=0.748108 西安工业大学毕业设计（论文）③三跨连续梁用连续梁系数法计算(Ⅰ)，=0.0904×7.704×7.2²=36.10KNm,=0.42525×q=0.42525×7.704×7.2=23.6KN,=-0.57475q=-31.88KN108 西安工业大学毕业设计（论文）(Ⅱ)，=-0.08175×344.02×7.2²=-1457.93KNm=0.08745×344.02×7.2²=1559.58KNm=-0.0561×344.02×7.2²=-1000.49KNm=-0.08175×344.02×7.2²=-1457.93KNm=0.08745×344.02×7.2²=1559.58KNm=0.41825×344.02×7.2=1035.98KN=-0.58175×344.02×7.2=-1440.96KN=0.225×344.02×7.2=557.31KN108 西安工业大学毕业设计（论文）④将②③叠加得到条形基础的弯矩图和剪力图，假设最大弯矩发生在V=0处。⑤考虑不平衡力的调整=1003.16+1143.58=2146.74KN,=1548.56+557.31=2105.87KN,与柱荷载不等，但相差小于20%，故不用调整。⑥翼板内力分析：取1米板段分析，考虑条形基础梁宽为450mm,则有基地净反力：=344.02/2=172.01KN/m最大弯矩：Mmax=0.5×172.01×（1.55/2）²=51.66KN/m最大剪力：Vmax=172.01×1.55/2=133.31KN(4)基础配筋计算:受力纵筋采用HRB400级钢筋，混凝土采用C25（=1.27=11.9）。肋梁跨中按T形截面设计，支座处按矩形截面设计，跨中按构造要求，翼板厚度不小于200mm.正截面受弯承载力计算：取=h=200mm,翼板宽度=2000mm，肋梁高h=1300mm，=h-=1300-45=1255mm，=450mm。判断截面类型：=1.0×11.9×2000×200×（1255-100）=5497.8>M=1342.14属于第一类T形截面。AB（CD）跨跨中：=1.2×1342.14×106/（1.0×11.9×2000×1255²）=0.043=0.978，=1.2×1342.14×106/（360×0.978×108 西安工业大学毕业设计（论文）1255）=3644实配6根25（As=2945mm²）BC跨跨中：=1000.49×106/（1.0×11.9×2000×1255²)=0.027=0.986，=1000.49×106/（360×0.986×1255）=2245实配4根25（As=1963mm²）(5).①支座处均为下部受拉，支座上部只需要构造配筋，取3根25伸入支座，则As’=1473，支座下部按双筋矩形截面计算：，则A、D支座：<0，故近似取=557.31×106/(360×1210)=1279,实配420（As=1256mm²）B、C支座处：，<=90/1255=0.072，也近似按计算，=1240.49×106/(360×1210)=2848，实配625（As=2943.75mm²）②斜截面受剪承载力计算：截面尺寸复核：=0.25×1.0×11.9×450×1255=1680.13KN>1548.56KN验算可否按构造配箍:=0.7×1.27×450×1255=502.06KN,故除BC跨可以构造配置箍筋，均匀配置四肢φ10@200。其他均要计算配箍。由得：AB（CD）跨：，选四肢φ10，=4×78.5=314108 西安工业大学毕业设计（论文）S139，取S=100mm,加密区均匀布置。③翼板计算：取1米板宽段，=h-=200-45=155mm，最大弯矩：Mmax=0.5×172.01×（1.55/2）²=51.66KNm最大剪力：Vmax=172.01×1.55/2=133.31KN正截面承载力：=0.199<=0.518,=1.0×11.9×1000×155×0.199/300=1224实配φ14@100（As=1539mm²）。④肋梁加掖处，肋宽=550+2×75=700mm，加宽处配筋按构造配筋φ12@200108 8框架电算结果比较第一章框架电算结果比较采用PKPM计算程序，KJ5框架生成的计算结果和上述手算结果基本符合。个别结果相差较大，经分析是由于计算简化造成的，但是都不影响最终结构构件配筋结果。因此，本设计手算结果较为准确。108 西安工业大学毕业设计（论文）总结毕业设计是教学计划的一个重要的组成部分,它培养了我们综合运用所学基础和专业知识,提高了我们实践能力,是最后一个重要教学环节。通过几个月来紧张而有序的设计，提高了我分析和解决实际问题的能力，总结与提高了几年来所学知识的，在理论上联系了实际。我的毕业设计课题是柞水县中学办公楼,其中包括建筑设计,结构设计两部分。通过这两部分的设计使我对大学以来所学的各门课程有了更系统而全面的了解，加深了各专业课程知识的融会贯通。建筑设计是对拟建建筑物预先进行设想和规划，根据建筑物的用途和要求确定其各部分的形状和尺寸，并将各部分有机地组织到一起，创造出优美协调的建筑空间环境。设计过程中通过多次变换建筑造型，我进一步理解民用建筑设计原理和构造的基础知识，掌握建筑施工图的设计方法和步骤，提高绘制和识别建筑施工图的基本技能。我根据办公楼的特点，确定了其结构形式为钢筋混凝土框架结构。在结构设计中，根据《荷载规范》，正确计算作用框架上的荷载值；掌握了框架结构的内力分析方法进行内力组合；根据控制截面的不利内力值和截面的尺寸进行配筋和节点构造设计。同时通过PKPM结构计算软件的应用，通过比较计算结果，明白计算机结构计算出图与实际工程应用还有较大的距离，必须通过必要的修改才能运用。通过这次毕业设计我也了解了一些处理不同难题的方法，在遇到难题时不能避而远之，应该通过大量地查找资料、虚心向别人请教来解决。这一点不仅是对现在，而且对我以后的工作都有重大的指导意义。在此再次感谢在这次毕业设计中支持和帮助我的老师和同学。由于自身所学知识的局限性以及第一次独立的完成设计，设计中难免存在问题。在此，请各位老师，专家给予批评指正。108 西安工业大学毕业设计（论文）参考文献[1]建筑设计资料集（第二版）.北京：中国建筑工业出版社，2002[2]房屋建筑制图统一标准（GB/T5001-2002）.北京：中国建筑工业出版社，2002[3]建筑结构制图标准（GB/T50105-2001）.北京：中国计划出版社，2001[4]建筑结构荷载规范（GB5009-2001）.北京：中国建筑工业出版社，2002[5]建筑抗震设计规范（GB50011-2001）.北京：中国建筑工业出版社，2002[6]混凝土结构设计规范（GB5010-2002）.北京：中国建筑工业出版社，2002[7]建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）.北京：中国建筑工业出版社，2002[8]砌体结构设计规范（GB50003-2001）.北京：中国建筑工业出版社，2002[9]周果行.工民建专业毕业设计指南.北京：中国建材工业出版社，1990[10]沈蒲生,苏三庆.高等学校建筑工程专业毕业设计指导.北京：中国建筑工业出版社，2006[11]深蒲生．混凝结构设计原理．－3版．北京：高等教育出版社，2007．[12]梁兴文，史庆轩．混凝土结构设计．北京：中国建筑工业出版社，2008．[13]东南大学，同济大学，天津大学合编．混凝土结构．中册，混凝土建筑结构设计—2版．北京：中国建筑工业出版社，2003．[14]白国良．荷载与结构设计方法．北京：高等教育出版社，2003.8．[15]胡建琴,崔岩.房屋建筑学.北京：清华大学出版社，2007[16]冷御寒.小城镇规划建设与管理.北京：中国建筑工业出版社，2005[17]王黎怡.建筑结构.北京：北京大学出版社，2007[18]董军,张伟郁,顾建平.土木工程专业毕业设计指南•房屋建筑工程分册.北京:中国水利水电出版社,2002[19]M.Wakabayash.DesignofEarthquake-ResistantBuilding,108 西安工业大学毕业设计（论文）1986[20]文龙合.工程变形缝的设置与施工改进.建材技术与应用,2006[21]R.ParkandT.Paula.ReinforcedConcreteStructrues,NewYork:JohnWileyandSonsInc.,1975[22]G.Winter.DesignofConcreteStructures,1979[23]KennethLee.ReinforcedConcreteDesign.McGraw-HillBookCompany.1982[24]徐玉野.钢筋混凝土异型柱结构性能研究与展望.建筑技术学报,2006,37(2):136—140[25]静力计算手册（第二版）.北京：中国建筑工业出版社，1998年9月第二版报,2006,37(2):136—140[25]静力计算手册（第二版）.北京：中国建筑工业出版社，1998年9月第二版108 西安工业大学毕业设计（论文）致谢经过几个月的查规范、整理材料、结构设计、绘图，今天终于可以完成了本人的毕业设计。设计得以完成，要感谢的人实在太多了，首先感谢我的指导老师陈翔老师，从刚开始的选题、设计的修改到最后的完成都离不开陈老师的耐心指导，他那循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪，他严谨细致的作风，将一直是我学习和工作中的榜样，陈老师要指导两个同学的设计，加上本来就有的教学任务，工作量之大可想而知，但在我遇到疑难问题时他都能及时给予解答,使我的设计能够顺利进行。给了我深刻的印象，使我在设计之外明白了做学问的态度。同时设计得以完成，也离不开其他同学的帮助，在设计过程中，他们帮助我查资料和提供有利于设计的建议，在他们的帮助下，设计得以不断的完善，最终帮助我完成了整个设计，在此尤其感谢我的室友周义玲的帮助。通过本次毕业设计，我学到了很多知识，查阅资料和搜集有关的文献，培养了我自学能力和动手能力。并且由原先被动的接受知识转换为主动的寻求知识，这可以说是学习方法上的一个很大的突破。在以往的传统的学习模式下，我们可能会记住很多的书本知识，但是通过毕业设计，我们学会了如何将学到的知识转化为自己的东西，学会了怎么更好的将理论和实践相结合的问题。108 西安工业大学毕业设计（论文）毕业设计知识产权声明本人完全了解西安工业大学有关保护知识产权的规定，即：本科学生在校攻读学士学位期间毕业设计（论文）工作的知识产权属于西安工业大学。本人保证毕业离校后，使用毕业设计（论文）工作成果或用毕业设计（论文）工作成果发表论文时署名单位仍然为西安工业大学。学校有权保留送交的毕业设计（论文）的原文或复印件，允许毕业设计（论文）被查阅和借阅；学校可以公布毕业设计（论文）的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存毕业设计（论文）。（保密的毕业设计（论文）在解密后应遵守此规定）毕业设计（论文）作者签名：指导教师签名：陈翔日期：2013年6月108 西安工业大学毕业设计（论文）毕业设计独创性声明秉承学校严谨的学风与优良的科学道德，本人声明所呈交的毕业设计（论文）是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业设计（论文）中不包含其他人已经发表或撰写过的成果，不包含他人已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了致谢。毕业设计（论文）与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。毕业设计（论文）作者签名：指导教师签名：陈翔日期：2013年6月108 西安工业大学毕业设计（论文）附录StructuraldesignofconcretediscussionofsomeissuesKeywords:design;structurecalculation;reinforcementstructure;protectivelayerthicknessAbstract:Toenablethestructuralbesafeandsuitable,economic,andreasonableisastructuralengineer’staskandresponsibility.Accordingtolong-termworkexperience，tointroducetheprinciplesofearthquake-resistantdesign,seismicperformancemeasurestoimprovehousingfromtheviewpointofconceptualdesign.Introducetheenvironmentalcategoriesandthedeterminationofthethicknessofprotectivelayer,thecalculationoffreesupportedbeamsettingsandtheotherissueswithengineeringpractice.1.ConceptualDesignandStructure,Inearthquake-resistantdesign,therearemanyfactorsaffecttheseismicabilityofthewholestructure.Suchas:Thecarryingcapacityanddeformationcapacityofstructuralelements,thematerialpropertiesandtheprovisionofenergyreservesofnon-structuralelements;theconnectionstructure;structuralstability;theanti-destructivepowerofthestructure’soverallperformanceundertheactionofexperiencingforthefirsttimeearthquakeandrepeatedtheroleofaftershocks.Atpresent,onlythefirstfactorcouldbecalculated,otherfactorscouldnotbe.Onlythroughtheconceptualdesignandstructuresothatstructuralsystemcanachievethenecessarybearingcapacity,stiffness,stability,theabilityofenergyabsorptionanddissipation,thatis,sufficientductility.Ofcomplexstructure,One-thirdcalculation,sevenpartsconstructed,moreimportantly,istheconceptualdesign.(1)TheConceptualDesignMaterialproperties,componentperformance,connectionstructure,structuralsystems，canbetestedthroughexperimentsandpractice,butcannotbecalculated,isknownasconceptualdesign.Seismicdesign108 西安工业大学毕业设计（论文）shouldbeguidedbythefollowingprinciples:(1)Thebearingcapacity,stiffness,qualityofstructureshouldbesymmetrically,uniformly,continuouslyarrangedalongtheplaneandheighttoavoidthestressconcentration；(2)Shouldsetupmulti-channelseismiclineofdefense,arrangestaticallyindeterminatestructureandhigherductilitycomponents,payattentiontostrengtheningthestaticallydeterminatestructure，thekeypartsandtheweaknessesappropriately;(3)Payattentiontostructuralintegrityoftheconnection,thesamestructuralunitshouldbefirmlyconnectedwhilethedifferentstructuralunitsshouldcomplywiththerequirementsofthecompleteseparation;(4)Estimationandcontrolofplastichingeoccursextentandlocation，arrangethestructuretargetedandcontroltheprocessyieldandfinalyieldformationmechanismofthestructure;(5)Toachievestrongcolumnweak-beamandstrongshearweakbending;(6)Takeeffectivemeasurestopreventthebrittlefailuresuchasprematureshearbreakofconcrete,anchorage-sideslidingofsteelandconcretecrushingetc;(7)Thebearingcapacityandstiffnessoftheconnectednotesshouldbecompatiblewiththestructure,andthebearingcapacityshouldnotlessthanthestructure’s;(8)Theindiscriminateincreaseinsteelconsumptionshouldbeavoided，ifthedesignbearingofapartistoolargeortoolittlemayresultintherelativelyweakofstructure,theexcessiveuseofthebendingsteelofbeamend,columnendandthestrengtheningpartsofsharewallshouldbereducedwhentheycanmeettherequirementsofbearingandconstruction;(9)Considerthebeneficialandadverseeffectsofnon-structuralcomponentsonthemainstructure.(2)StructureConstructionStructuresystemsrelyonmechanicalcalculationtoensurethebearingcapacityanddeformation,whiledependonconstructionmeasurestoconnectthestructureelementsandformasystem.Reasonableconstructionscanensureaclearloadtransferofcomponents,guaranteetheabsorptionanddissipationofenergyunderrepeatedactionofforce;avoidthelossofcarryingcapacityandanti-seismiccapacityoftheentirestructuralsystemcausedbythedestructionofsomeelements;ensurethedurabilityduringdesignlife.Wecansaythatconstructionisastructuralconcreteofconceptualdesign.Wehaveacompletestructuralconstructionmeasuresforthepilotstudythroughseveral108 西安工业大学毕业设计（论文）decadesofpractice,especiallyafterlearningtheexperiencesandlessonsofTangshanearthquake.Therecognizeisconstantlyimproved,theconceptualdesigniscontinuouslydeveloped,,wenotonlyneedtotakeproperuseofthecurrentmeasuresforstructuraldesignandconstruction,butalsoneedtoconstantlysumup,enrichandimproveourability.　2.Structuralcalculation(1)TheloadmustbeaccurateLoadsincludestructuralweight,constructionmaterials,equipmentsloads(equipmentweight,pipesweight),buildingfeaturesrequiredliveload,wind,snowloads,earthquakeforces,temperaturechangescausedstress,andotherincidentalroles.Someloadsrequiredbyspecificationcanbeusedasthebasis,andsomeneedprofessionaladvancement.Buildingprofessionalsneedtoimprovenotonlytheload,butalsothepracticeofspecificmaterials;equipmentprofessionalsshouldprovidetheselectedsamples.Asconstructionpracticesandequipmentaregenerallyimplementedafterorderingwhileeverythingmaychangeduringthetime,soourdesignersshouldbeawareofitandshouldhaveappropriateprofessionalknowledgetocalculatetheloadsaccurately.Wallloadaccountsforalargerpercentageofthetotalloads.Thoughthereareawidevarietyofwallmaterials,thereisnoidealone,theloadistoolarge,thesoundproofandanti-collisionabilityaretoopooranditwillpronetocracksbetweentheplatesWhenthepartitionwallsandthewallmaterialsareidentified,thereservedloadisnecessary;however,consideringthelargepartitionwallloadswouldmakethestructuralsteelsbeexcessive,sowegenerallyuselightweightmaterialsandnotethewallmaterial,theallowedloadandthepositionintheConstructionDrawingswiththehelpofbuildingprofessionals.MissingtheloadisthemosttaboooftheStructurecalculation,itwillmakethecalculationbeinvainorhidethedangerssowemustavoidit.(2)TheresultsshouldbeanalyzedWegeneralneedtwodifferentcellmodelstoanalyzeandcomparetheproceduresforComplexormajorprojects,andshouldchooseaappropriateprogramforspecialprojects.Themodel,boundaryandsupporting108 西安工业大学毕业设计（论文）conditionsallshouldberealistic.Sinceit’sessentialtoimprovethedesignquality,weshouldclarifytheconceptandreasonsforourinputdata.(3)ThedeterminationofEnvironmentalcategoriesandprotectivelayerThe3.4.1stipulationprovidetheprinciplesfordurabilitydesignandtheclassificationforenvironmentintheCodefordesignofconcretestructures.Insection9.2.1showstheminimumthicknessofprotectionlayerforlongitudinalreinforcementsinvarioustypesofenvironment.Allofthesearespecificmanifestationofgreatimportancetothedurabilityissueinspecification.Asthespecificationisbasedontheenvironmentalcategoriestodeterminetheminimumthicknessofprotectivelayerofverticalreinforcement,andthesideatthejunctionofthetwocomponentsofenvironment,suchasthebasementwalls,thepositivesideofwallsaregenerallythesecond-classwhileitsinteriorsideisgenerallythefirst-class,theminimumthicknessofprotectionlayerofbothsidesshouldalsobedifferent.SoIthink,forthecomponentatthejunctionofthetwoenvironmentcategories,weshoulddependonthemostadverseenvironmentalcategoryofthejunctioninselectingthelowestlevelandmixingproportionofconcreteorinotherbasicrequirementsofthedurability(3.4.2~3.4.8ofspecification).However,weshoulddeterminethethicknessofprotectionlayeraccordingwiththedifferentcategoriesofenvironment.Otherwise,forfoundationslabsandthebasementwalls,whenweusethecommercialconcretetheprobabilityofearlycontractionwillincreaseastheincreaseofthicknessofprotectivelayer.Therefore,thethicknessofprotectivelayerisnotthebiggerthebetteranditshouldbeselectedbytheenvironmentalcategoryofthecomponents’surfacesexposed.(4)ThesettingofupperstructuralsteelinthebeamendwhencalculatedasfreebeamItprovidesthesupperstructurereinforcementofthebeamendinarticle10.2.6CodefordesignofconcretestructureAtthispointtheendofbeamisboundbysomeconstraints,ifweanalyzeitaccordingtothepracticalconstraintsbyelasticitytheory,themomentwegetisnotonlyassociatedwiththeloadsbutalsowiththebeamconstraintsandtheirrelative108 西安工业大学毕业设计（论文）stiffness.First,itonlyreflectstheloadsonbeambutdoesn’ttaketheactualrestraintsofbeamendintoaccount,ifweassociatethereinforcementareawiththerequireduseofverticalsteelforthelowerpartofthebeam.Iftheactualconstraintsareveryweakandclosetosimplysupported,theactualmomentwillbeverysmalleveniftheloadisverygreat,soweneednotconfiguretoomanyreinforcements.Second,thecomponentspartlybindtheendofthebeamusuallyreferstothestructuralcolumnofbrick-concretestructure,theedgebeamofframeworkandsystemofprimaryandsecondarybeam.Iftheactualreinforcementofbeamendislargeaswellasthenegativemomentsofthebeam,withabalance,thetorqueofstructuralcolumnoredgebeamsaregreat.Whenthebindingcomponentisastructuralcolumn,itsreinforcementissmaller,usually4φ12,islikelytoresultininadequate;whenthebindingcomponentistheedgebeaminaframeworkorsystemofprimaryandsecondarybeam,althoughthetorqueoftheedgebeamscalculatedbyelastictheoryaregreat,theforeignexperimentaldatashowsthat,iftheedgebeamcrackedthetorsionalstiffnessisequaltoabout1/10ofthatofelastical.Theresultofthere-arrangedplasticinternalforcemakesthetorqueofedgebeamandthemomentofbeamendareverysmall,soweneedn’ttoconfiguretoomanyreinforcements.Theactualreinforcementofbeamendconnectedwiththeedgebeamis2φ12(4φ12forlimbshoop),someprojectsinsixtiesandseventieson20thcenturyevenuse2φ10or2φ8andtheyarenormallyusedformorethanthirtyyears.Inaword,thestrategygivenbythespecificationisstillquestionable.References:[1]CodeforDesignofConcreteStructure(GB50010-2002).2002[2]ChineseAcademyofBuildingResearch.DesignofConcreteStructure.PressofChineseBuildingIndustry,.2003[3]High-riseBuilding(secondedition).PressofWuhanTechnologyUniversity.2003.[4]PKPMEngineeringDepartment.SATWEUserManualandTechnicalConditionsof108 西安工业大学毕业设计（论文）SATWE.2003.[5]TechnicalSpecificationforConcreteStructuresoftallbuilding(JGJ3-2002).2002108 西安工业大学毕业设计（论文）对混凝土结构设计中一些问题的讨论关键词:概念设计；结构计算；配筋构造；保护层厚度摘要:使结构安全适用、经济合理、是结构工程师的任务和责任。根据长期工作体会从概念设计的观点出发，介绍抗震设计中遵循的原则，提高房屋抗震性能的措施。结合工程实际介绍了环境类别和保护层厚度的确定、按简支梁计算构造钢筋的设置等问题。一、概念设计和结构构造抗震设计中，影响整个结构抗震能力的因素很多，如：结构构件的承载力和变形能力;非结构构件的材料性能及提供的强度储备；结构的连接构造；结构的稳定性；结构的整体性能在经受第一次地震后多次余震反复作用下的抗破坏能力。目前只对第一种因素作了计算，其它因素尚无法进行计算，靠概念设计和结构构造做到结构体系具备必要的承载力、刚度、稳定性、能力吸收及耗能能力，也就是具有足够的延性。对复杂结构，七分计算三分构造，更重要的是概念设计。　（一）概念设计　材料性能、构件性能、连接构造、结构体系通过实验、实践检验，但还不能计算，称为概念设计，抗震设计中应遵循以下原则：(1)结构的承载力、刚度、质量在平面内和沿高度应均匀、对称和连续分布，避免应力集中：(2)应尽可能设置多道抗震防线，布置超静定结构及延性较高的耗能构件，注意适当加强静定结构部位、关键部位和薄弱环节；(3)注意结构的连接整体性，相同结构单元应采用牢固连接，不同结构单元应遵守彻底分开的要求；(4)估计和控制塑形铰区出现的范围和部位，有针对性的进行构造布置，掌握结构的屈服过程以及最后形成的屈服机制；(5)做到强柱弱梁、强剪弱弯；(6)采取有效措施防止过早的混凝土剪切破坏，钢筋锚固滑移和混凝土压碎等脆性破坏；(7)构件和节点连接的承载力和刚度要与结构的承载力和刚度相适应，节点连接的承载力不低于构件的承载力；(8)应该避免盲目增加钢筋，某一部分结构设计承载力超强或不足，都可能造成结构的相对薄弱，梁端、柱端及抗震墙的加强部位受弯配筋在满足承载力和抗震构造要求的条件下，应减少钢筋超配；(9)考虑非结构性部件对主体结构抗震产生有利和不利的影响。　（二）结构构造 108 西安工业大学毕业设计（论文）　　结构体系靠力学计算保证构件的承载力及变形，又靠构造措施将构件连接在一起，形成结构体系，合理的构造保证构件传力明确；保证在力的多次作用下能力的吸收及耗散；避免因部分构件破坏而使结构体系丧失承载能力及抗震能力；保证在设计使用年限内的耐久性。可以说结构构造是概念设计的具体化。我国经过几十年的实践，特别是唐山地震所总结的经验教训，后来试验研究都有完整的结构构造措施。但是认识在不断提高，概念设计在不断发展，结构设计除正确运用目前的构造措施，同时还需要不断总结、充实、提高。二、结构计算　（一）荷载要准确　　荷载包括结构自重，建筑材料做法，设备荷载（设备自重、管道重），建筑功能需要的活荷载，风、雪荷载、地震力、温度变化产生应力以及其它偶然作用等。有的荷载规范有所规定，可作依据，有的需要各专业提高。建筑专业提高的不仅仅是荷重，而应该是具体的材料做法，设备专业则应提供所选用的样本。由于建筑做法和设备一般要到订货时才能落实，在这以前变换的可能性很大，结构设计人员应该意识到这一点，并要求有相关的知识，准确计算所采用的荷载。 　　隔墙荷载占总荷载的比例较大，隔墙材料品种繁多，但尚无十分理想的隔墙材料，不是荷重偏大就是隔音差、抗撞击差或板块之间易出现裂缝。当隔墙位置固定且隔墙材料确定时，预留荷载是必要的，但考虑过重的隔墙会使结构用钢量过大。一般可与建筑专业配合，易采用轻质材料并在施工图中说明隔墙材料，允许荷载值及位置。结构计算最忌讳漏掉荷载，它将使计算白费或使结构存在隐患，应引以为戒。 　（二）应分析计算结果 　　对复杂或重大工程一般需要用两种不同单元模型的程序进行分析和比较，对特殊工程应选择适当的计算程序。建立的模型，边界、支撑条件应尽量符合实际。程序中的输入数据应弄明其缘由，弄清其概念，对提高设计质量是不可缺少的。 　（三）环境类别与保护层的确定问题 108 西安工业大学毕业设计（论文）　　混凝土设计规范第3.4.1条规定了耐久性设计的原则及构件环境类别的分类标准。规范第9.2.1条给出了各类环境条件下的构件纵向受力筋保护层最小厚度。这是新规范重视耐久性问题的具体体现。由于规范是依据构件所处的环境类别来确定纵向受力筋保护层最小厚度的，对于处在两种环境交界部位的构件，如地下室墙，迎水面侧一般为二类环境，而其室内一侧一般为一类环境，两侧面的受力筋保护层最小厚度也应有所区别。因此笔者认为，对于处在两种环境交界部位的构件，在选用最低混凝土级别、确定混凝土配合比等耐久性基本要求（规范第3.4.2～3.4.8条）时应按照交界面上两种环境类别中的最不利环境类别确定，在确定受力筋保护层最小厚度时，则应按构件表面所处的环境类别分别考虑。否则，对于基础底板、地下室外墙，随着保护层厚度的增大，采用商品混凝土时，构件表面出现早期收缩缝的机率也随之增大，而构件表面开裂后，反而影响构件的耐久性。所以保护层厚度不是越大越好，而应构件表面所处的环境类别有针对性地选用。（四）按简支计算的梁端部上部构造钢筋设置问题　　混凝土结构设计规范第10.2.6条对实际受约束的简支梁端上部构造筋作了规定。此时梁端实际受到部分约束，如按梁端的实际约束条件采用弹性理论进行整体内分析，计算所得的实际弯矩除与梁上承受的荷载大小有关外，更与梁端的约束构件即边梁或构件柱的相对刚度有关。将梁端构造钢筋的截面面积与梁跨中下部纵向受力钢筋计算所需截面面积相关联，只体现了梁上承受荷载的大小，而没有考虑梁端实际约束程度，如果梁端实际约束程度很弱，非常接近于简支，即使梁上承受的荷载很大，梁端实际弯矩仍很小，因而没必要配置太多钢筋，这是其一。其二，条文所指部分约束梁端的构件通常是指砖混结构的构造柱、框架和主次梁体系中的边梁，如果梁端实际配筋较大，梁承受的负弯矩也较大，与之平衡的构造柱弯矩或边梁的扭矩也较大，当约束构件是构造柱时，由于构造柱配筋较小，一般为4φ12，很可能造成构造柱的配筋不足；当约束构件是框架或主次梁体系中的边梁时，虽然按弹性理论计算边梁有较大的扭矩，但国外的试验资料表明，边梁开裂后，其抗扭刚度约相当于弹性抗扭刚度的1/10。塑性内力重分的结果使得边梁扭矩和梁端实际弯矩值都很小，没必要配置太多的钢筋。新的混凝土结构设计规范实施前，我院设计的大部分工程中与边梁相交的梁端实际配筋统一为2φ12（四肢箍为4φ12），20世纪六七十年代设计的部分工程甚至为2φ10或2φ8这些工程已正常使用了30年。综上所述，规范所给的这种配筋策略是否合适值得商榷。参考文献：[1]混凝土结构设计规范(GB50010-2002).2002 [2]中国建筑科学研究院.混凝土结构设计.中国建筑工业出版社.2003 [3]吕西林。高层建筑设计(第二版).武汉理工大学出版社.2003。 [4]PKPM工程部。SATWE用户手册及技术条件.2003。 [5]高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ3-2002).2002108'