高层建筑结构设计若干问题的探讨

第一篇：高层建筑结构设计若干问题的探讨

随着社会经济的迅速发展和建筑功能的多样化，城市人口的不断增多及建设用地日趋紧张和城市规划的需要，促使高层建筑得以快速发展。另一方面由于轻质高强材料的开发及新的设计计算理论的发展，抗风和抗震理论的不断完善，加之新的施工技术和设备的不断涌现，特别是计算机的普及和应用以及结构分析手段的不断提高，为迅速发展高层建筑提供了必要的技术条件。本文对高层建筑结构设计中值得重视的几个问题进行了探讨，仅供参考。高层建筑结构受力性能对于一个建筑物的最初的方案设计，建筑师考虑更多的是它的空间组成特点，而不是详细地确定它的具体结构。建筑物底面对建筑物空间形式的竖向稳定和水平方向的稳定都是非常重要的，由于建筑物是由一些大而重的构件所组成，因此结构必须能将它本身的重量传至地面，结构的荷载总是向下作用于地面的，而建筑设计的一个基本要求就是要搞清楚所选择的体系中向下的作用力与地基土的承载力之间的关系，所以，在建筑设计的方案阶段，就必须对主要的承重柱和承重墙的数量和分布作出总体设想。对于低层、多层和高层建筑，竖向和水平向结构体系的设计基本原理都是相同的，但是，随着高度的不断增加，竖向结构体系成为设计的控制因素，其原因有两个:其一，较大的垂直荷载要求有较大的柱、墙或者井筒;其二，侧向力所产生的倾覆力矩和剪切变形要大得多。与竖向荷载相比，侧向荷载对建筑物的效应不是线性增加的，而随建筑高度的增高迅速增大。例如，在所有条件相同时，在风荷载作用下，建筑物基底的倾覆力矩近似与建筑物高度的平方成正比，而其顶部的侧向位移与高度的四次方成正比，地震的作用效应更加明显。在高层建筑中，问题不仅仅是抗剪，而更重要的是整体抗弯和抵抗变形，可见，高层建筑的结构受力性能与低层建筑有很大的差异。高层建筑结构设计中的扭转问题建筑结构的几何形心、刚度中心、结构重心即为建筑三心，在结构设计时要求建筑三心尽可能汇于一点郡三心合一。结构的扭转问题就是指在结构设计过程中未做到三心合一，在水平荷载作用下结构发生扭转振动效应。为避免建筑物因水平荷载作用而发生的扭转破坏，应在结构设计时选择合理的结构形式和平面布局，尽可能地使建筑物做到三心合一。在水平荷载作用下，高层建筑扭转作用的大小取决于质量分布。为使楼层水平力作用沿平面分布均匀，减轻结构的扭转振动，应使建筑平面尽可能采用方形、矩形、圆形、正多边形等简单平面形式。在某些情况下，由于城市规划对街道景观的要求以及建筑场地的限制，高层建筑不可能全部采用简单平面形式，当需要采用不规则L形、T形、十字形等比较复杂的平面形式时，应将凸出部分厚度与宽度的比值控制在规范允许的范围之内，同时，在结构平面布置时泣尽可能使 结构处于对称状态。高层建筑结构设计中的侧移和振动周期建筑结构的建筑结构的振动周期问题包含两方面:()1合理158高层建筑的自振周期汀1)宜在下列范围内:框架结构:T1(=0.1一0.51N)框一剪、框筒结构:lT=(0.80一0.1)2N剪力墙、筒中筒结构T:1邢.40一0.1)0NN为结构层数。结构的第二周期和第三周期宜在下列范围内:第二周期:犯二(13一1巧T)1;第三周期:竹《115一In)TI。.32共振问题当建筑场地发生地震时，如果建筑物的自振周期和场地的特征周期接近，建筑物和场地就会发生共振。因此在建筑方案设计时就应针对预估的建筑场地特征周期通过调整结构的层数选择合适的结构类别和结构体系，扩大建筑物的自振周期与建筑场地特征周期的差别，避免共振的发生。.33水平位移特征水平位移满足高层规程的要求，并不能说明该结构是合理的设计。同时还需要考虑周期及地震力的大小等综合因素。因为结构抗震设计时，地震力的大小与结构刚度直接相关，当结构刚度小，结构并不合理时，由于地震力小则结构位移也小，位移在规范允许范围内，此时并不能认为该结构合理。因为结构周期长、地震力小并不安全;其次，位移曲线应连续变化，除沿竖向发生刚度突变外，不应有明显的拐点或折点。一般情况下剪力墙结构的位移曲线应为弯曲型;框架结构的位移曲线应为剪切型;框一剪结构和框一筒结构的位移曲线应为弯剪型。4 位移限值、剪重比及单位面积重度4.，位移限值在结构整体计算的输出结果中，结构的侧移(包括层间位移和顶点位移)是一个重要的衡量标准，其数值大小从一个侧面反映出结构的整体刚度是否合适，过大或过小都说明结构刚度过小或过大(或者体现结构两个主轴方向的刚度是否均衡)，以致要引起设计者对其中的结构体系选择、结构的竖向及平面布置合理性的再思考。现行规范中将顶点位移与层间位移并重对待，经实践探索并参照国外经验，得出的结论为:高层建筑尤其是超高层建筑，顶点位移限值决定的不仅是其数值大小而且还有其振动频率，人的舒适感觉与振动频率有关而与振动幅度(绝对位移)关系不大，即摆动频率不太高时就可满足人们的舒适度;其次，防止结构由于变形过大而可能遭受损坏或破坏的控制因素是层间相对位移，而其限值在现行规范中似偏严，可予放松。同一结构用不同的计算程序计算，如果其层间位移数值差异很大，则有可能是其“层间位移”内涵不同所致，有的是指楼层形心位移，有的则专指考虑楼层转动后的最大角点位移，后者通常比前者要大，形心位移对规则建筑有意义，而角点位移则更能反映结构楼层的真实位移，因此角点位移是结构工程师必须关注的一个数值。.42剪重比及单位面积重度结构的剪重比(也即水平地震剪力系数从即四心是体现结构在地震作用下反应大小的一个指标，其大小主要与结构地震设防烈度有关，其次与结构体型有关，当设防烈度为7、8、9度时，剪重比分别为aoZl，.0024，.004;0 扭转效应明显或基本周期<35.。的结构剪重比则分别丈.00160.，0犯，0.0640单位面积重度，产„从仪Nlm勺是衡量结构构件(下转79页)万方数据差的精度优于国际一流大港的标准2c0m，并达到了集装箱船到港，42小时内必须离港的世界一流大港的标准。港口物流信息系统建设及应用中存在的主要问题目前天津市尚未建立公共型物流信息交换平台，也没有建立完备的企业与港口之间相连的物流信息服务系统，在一定程度上影响了天津港口物流业的发展。在物流信息系统建设方面，主要存在以下问题:4.1从外部环境考虑.14.1思想认识方面还有待进一步提高天津市近年来信息化的发展，特别是在市领导的直接组织下开展的天津市发展现代物流的对策研究，使各有关方面对现代物流有了一定的认识，但是还不够深人与普及。我市物流企业对信息化的重要性认识不高，企业的信息化程度不够高，缺少能提供全方位物流服务的大型企业。.14 2经济运行环境还禽改善物流系统涉及到国家行政管理部门和工商业各个部门。国家的市场经济体制仍需完善，这就造成了一些影响信息化建设方面的问题。4.1.3物流系统的基础设施需要大力发展天津公共数字信息网络系统基本能满足当前物流企业的一般通信需求，但收费标准仍偏高，影响物流企业利用的积极性，为物流信息系统建设的推广造成一定的障碍。.42从内部环境考虑.4.21港口物流企业缺乏信惠化建设的中长期规划港口物流企业的信息化建设是一项复杂的系统工程。许多港口物流企业由于缺乏中长期的规划，导致在硬件设备配置、软件开发购买、网络组建等方面只看重眼前利益，使投资成本不必要的加大。不仅浪费了资金而且管理水平也没有得到真正的提高。.4.22港口内现有各系统独立运行，信息不能充分共享和自动交换天津港属于综合性港口，港内各公司之间、公司与港口调度部门、各业务部门之间、货主与船代、港口部门及海关之间等联系密切，信息交换频繁，同一客户信息往往为不同部门所需要。尽管港口内计算机网络已搭建，但由于各个公司与部门的MSI系统数据格式、系统结构存在较大差异，目前还没有达到网络环境下的集成，信息不能充分共享，信息的完整性、准确性难以得到保证。除此以外，港口的业务要涉及到许多不同的管理部门。.4.23港口现有系统缺乏管理控制与决策功能港口物流企业的管理控制与决策受到人为因素的干扰。就整个港口层面而言，依靠各公司向港务局的各个业务部门提供的月报季报年报和公司领导向上级港务局领导的汇报等人工的方式对整个港口实施管理控制和决策。5 建议与对策针对目前天津港口物流企业信息系统建设的现状及存在的问题，港口物流企业信息化管理的改革与发展势在必行。天津要实现建成国际化的现代物流中心和北方物流集散中心的目标以及将天津港建成世界强港的最有效的途径就是提高信息化水平，加大物流信息系统的建设力度。随着计算机技术、网络技术、特别是电子商务的快速发展，这些都为港口物流的信息化建设提供了技术保障。各级政府部门、港务集团、物流企业也开始重视信息化的建设不再只专注于自身的经营与管理，这些转变都为提升港口物流信息化管理水平莫定了基础。就目前的环境，应重点做好以下几方面的工作:5.1进一步提高对物流信息化的认识，提高物流信息系统建设在推动天津港口物流业发展中的地位要认识到信息化建设对提升天津港口物流的重要作用。倒顶信息化建设的管理关系，实行统一管理，尤其要加强信息产业主管部门的宏观调控职能。.52物流信息系统建设标准化、规范化建立标准化制度与国际物流接轨。包括:EDI和电子商务的信息交换行业标准，物流企业信息网络规范化标准等。.53建立以港务局为核心的信息化管理组织机构，加强信息中心的职能作用在港口企业的制度改革中要加强信息信息中心的职能作用。建立以港务局高层领导为核心的信息中心，其主要职能应是:制定港口及其下属各公司的中远期信息化建设的发展规划，并制定详细的实施计划;负责硬件设备的购买与维护等工作;负责应用系统的统一开发;负责与其他有关行业部门的信息化建设部门共同制定信息技术的规范和标准;协调与其他各行业的资源共享平台的建设。.54开发辅助港口领导决策的055，完警现有系统中的管理与决策功能港口决策层所面临的决策问题往往是非结构化或半结构化的。决策所需的信息大多数来自企业外部，而且要求信息的准确从而能够做出正确的决策。这就要求建立大型的数据库，通过数据库利用数据挖掘技术，将数据库中与决策问题有关的信息提供给DSs，由DS的推理机制生成所需要的决策方案组，再由高层领导根据经验、事实或其他条件从决策方案组中找出最适合的决策。.55建设现代化生产调度指挥中心及电子口岸工程电子口岸已经成为现代口岸物流的重要发展趋势，为适应天津滨海新区建立国际贸易信息服务体系的要求，天津港将建设港口电子口岸工程。电子口岸综合系统充分运用了现代信息技术，借助公共电信网络，将外经贸海关工商税务外汇运输等涉及口岸物流服务及口岸行政管理的信息流资金流货物流的电子数据集中存在一个公共的数据库中，企业可以通过nItem te办理报关报检结付出口退税等手续，实现港口一体化服务。.考文献:【1】王述祖.现代物流与天津发展.业京:中国经济出版社2，0.2.2【2】张丽君.现代港口物流.北京:中国经济出版社，2005..4【3】钱晓江物流信息系统体系结构.东南大学学报(自然科学阂2，01..6【4】张宗成.现代物流信息化广州:中山大学出版社2，0121.

第二篇：高层建筑抗震结构设计

《建筑抗震设计规范》适用于抗震设防烈度是6-9度的地区

某地区的抗震设防烈度为8度，则其多遇地震烈度为6.45度，罕遇地震烈度为9度

场地类别根据土层等效剪切波速 和场地覆盖层厚度划分为4类。；

试述纵波和横波的传播特点及对地面运动的影响？

抗震设防烈度概念，简述抗震设防烈度如何取值。

简述现行抗震规范计算地震作用所采用的三种计算方法及其适用范围。底部剪力法的适用条件及基本思路是什么？

为何抗震规范对各楼层水平地震剪力最小值作出规定？

当结构的层数较多时，如何考虑长周期结构高振型的影响？

什么是建筑抗震概念设计？包括哪些方面的内容？

抗震设计中为什么要限制各类结构体系的最大高度和高宽比？

轴压比概念，为什么要限制柱的轴压比？

简述框架节点抗震设计的基本原则。

简述“强柱弱梁”的概念以及实现“强柱弱梁”的主要措施。

多层砌体房屋中，为什么楼梯间不宜设置在房屋的尽端和转角处？ 为什么要限制多层砌体房屋抗震横墙间距

为何要对排架结构横向自振周期进行调整？如何调整

工程结构抗震设防的三个水准是什么？

第三篇：《高层建筑结构设计》课程教学大纲

《高层建筑结构设计》教学大纲

课程名称：中文名称 ：高层建筑结构设计；英文名称：Design of High Building Structures 课程编码：172095 学 分：2分

总 学 时：32学时，其中，理论学时：32学时；实验学时：0学时

适应专业：土木工程专业

先修课程：土力学与地基基础，钢筋混凝土结构，工程结构抗震，钢结构基本原理 执 笔 人：李文盛

审 订 人：雷小宏

一、课程的性质、目的与任务

《高层建筑结构设计》属于专业选修课，它涉及高层建筑结构设计与施工的一般原则，是研究高层建筑结构设计基本方法的科学。

本课程的目的是培养学生具有一定的抗震计算理论基础，掌握抗震设计原理，掌握高层建筑的结构设计的基本方法。主要要求是：了解高层建筑各种结构体系的特点及应用范围；熟练掌握风荷载及地震作用计算方法；掌握框架结构、剪力墙结构、框—剪结构三种基本结构内力及位移的计算方法，理解这三种结构内力分布及侧移变形的特点及规律；学会这三种结构体系包含的框架及剪力墙构件的截面设计方法及构造要求；掌握高层建筑结构的内力和位移的电算分析方法和高层建筑结构的施工图表示方法。

通过本课程学习，为学生今后从事高层建筑结构设计与施工等方面的工作打下坚实的基础。

二、教学内容与学时分配

第一章 绪论

（2学时）第一节 高层建筑的发展概况 第二节 高层建筑的受力特点

第二章

高层建筑结构体系与结构布置

（2学时）第一节 高层建筑结构形式与结构体系 第二节 结构布置原则 第三节 水平位移限值和舒适度要求

第三章

高层建筑结构荷载作用与结构设计原则

（4学时）第一节 恒荷载及楼面活荷载的计算 第二节 风荷载的计算 第三节 地震作用的计算 第四节 荷载效应组合 第五节 结构简化计算原则 第六节 抗震设计的一般原则

第四章

框架结构设计

（6学时）第一节 框架结构的计算简图

第二节 竖向荷载作用下的内力近似计算 第三节 水平荷载作用下的内力近似计算 第四节 水平荷载作用下位移的近似计算 第五节 框架结构的内力组合 第六节 抗震设计的延性框架要求

第八节 框架构件（梁、柱、节点）的截面设计和构造要求 第五章 剪力墙结构的内力与位移计算

（8学时）第一节 概述 第二节 整体剪力墙及整体小开口剪力墙的计算 第三节 联肢剪力墙的计算 第四节 壁式框架的计算

第五节 剪力墙结构的分类

第六节 剪力墙的截面设计及构造要求

第六章

框架一剪力墙结构的协同工作计算

（6学时）第一节 概述 第二节 框架一剪力墙结构内力和位移的近似计算 第三节 框架一剪力墙结构构件的截面设计及构造要求 第四节 计算实例

第七章

电算分析与图纸表达

（4学时）第一节 框架－剪力墙结构内力和位移的电算分析 第二节 高层建筑结构的施工图表达方法

三、教学基本要求

教学要求中，有关定义、定理、性质、特征等概念的内容要求，由低到高分“知道、了解、理解”三个层次；有关计算、解法、公式、法则等方法的内容要求，由低到高分“会、掌握、熟练掌握”三个层次。

课堂教学应力求使学生理解高层建筑结构体系及布置的基本概念，在水平荷载与结构计算简化原则中熟练掌握总风荷载和局部风载的计算，以及用反应谱方法计算等效地震作用的方法，理解地震作用两阶段设计的内容、方法及目的以及常遇地震、罕遇地震和设防烈度的关系，掌握结构自振周期计算的实用方法，理解结构计算的平面结构假定。

在框架结构内力与位移计算中熟练掌握反弯点法、D值法计算内力及位移方法，深入理解这两种方法的区别及应用范围。了解内力分布及位移的影响因素、杆件弯曲变形及轴向变形对侧移的影响等。掌握利用曲线计算柱轴向变形引起侧移的方法。

对于剪力墙结构内力及位移计算，应了解开洞对剪力墙内力及位移影响，了解不同近似方法的适用范围。深入理解连续化方法的基本假定公式推导、公式图表应用等，熟练掌握连续化方法计算和带刚域框架计算简图确定方法及带刚域杆件刚度计算方法。掌握等效抗弯刚度、整体系数等几个重要概念的含义及对内力位移的影响；剪力墙内力位移分布特点。

在框架—剪力墙协同工作计算中，了解框架与剪力墙协同工作的意义。会确定计算简图，掌握总框架、总剪力墙、总连梁刚度计算方法，会用公式及曲线计算内力及位移。掌握重要概念刚度特征值的物理意义及其对内力分配的影响，框剪结构内力分布及侧移特点。对于荷载效应组合及设计要求，应掌握荷载效应组合各种工况的区别应用，理解无地震组合及有地震组合时承载力验算与位移限制的区别。掌握确定结构抗震等级的方法；进一步理解两阶段抗震设计方法。

在框架设计和构造方面，需了解延性框架意义和实现延性框架的基本措施。了解梁、柱、节点区的破坏形态，会区别抗震及非抗震情况下配筋要求。掌握梁、柱、节点区的配筋设计方法。掌握几个重要概念：延性框架、强柱弱梁、强剪弱弯、轴压比及箍筋作用。对于剪力墙设计和构造，应了解剪力墙结构配筋特点及构造要求，掌握悬臂剪力墙及联肢剪力墙，截面配筋计算方法。了解影响剪力墙延性的因素。理解框支剪力墙、落地剪力墙的设计要点。

在掌握基本概念基本理论的基础上，应当结合本专业的特点，理论联系实践，引导学生学会分析问题和解决问题的能力，努力克服死记硬背的学习方法。教学方法上应贯彻少而精、启发式和形象化等原则，通过幻灯、录像及课外实习等各种途径加深学生的印象，提高教学效果。授课教师除应吃透教材内容外，还应广泛阅读有关参考材料，注意本学科的发展，随时修改教材中已过时的内容，并适当介绍高层建筑结构的新进展。

四、大纲说明

本大纲适用于土木工程专业。教学总学时数为32学时，其中课堂讲授32学时。课堂教学以教学参考书为参考材料，按照本大纲的内容进行教学。本课程宜安排在土力学与地基基础，钢筋混凝土结构，工程结构抗震，钢结构基本原理等有关课程之后，内容上要注意与钢结构、钢筋混凝土结构、地基基础等课程内容的衔接与分工、避免不必要的重复。

五、教学参考书

1、吕西林.《高层建筑结构》.武汉工业大学出版社，2003

2、方鄂华.《高层建筑结构设计》.建筑工业出版社，2002年。

3、包世华、方鄂华.《高层建筑结构设计》.清华大学出版社，2001年。

4、霍达.《高层建筑结构设计》.高等教育出版社，2000年。

5、赵西安.《现代高层建筑结构设计》（上下册）.科学出版社出版，2000年。

第四篇：本科毕业设计-高层建筑结构设计计算书

多层教学楼设计

本科毕业论文（设计）

题

目 多层教学楼

学生姓名

马乐 专业名称

土木工程

指导教师

郭波

2006年05月20日

多层教学楼设计

目 录

第一部分：设计总说明 摘要

1、建筑设计………………………………………………………6 1.1 建筑说明 1.2 方案设计 1.3建筑材料及做法

2、结构设计………………………………………………………7 2.1 结构说明 2.2 结构计算

2.2.1风荷载作用

2.2.2竖向荷载作用（恒载及活载）2.2.3 内力组合 2.2.4 配筋计算 2.3现浇板式楼梯设计 2.4 现浇厕所楼面板设计 2.5 基础设计

3、设计总结„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 13

多层教学楼设计

多层教学楼设计

[ 马乐 土木建筑工程系 湖北省孝感学院 432100 ] [摘要]：本设计为某多层教学楼工程设计的整体过程。按照设计任务书依据现行《建筑设计规范》和《结构设计规范》，完成本设计。设计分为建筑设计和结构设计两大部分。建筑部分包括建筑设计要点、建筑平面设计、立面设计和剖面设计等。结构设计选择钢筋混凝土框架结构中的一榀框架进行设计计算，主要包括结构选型（包括楼板、屋面板、楼梯等）；结构布置方案；选用有代表性的单元确定计算简图、导算荷载、进行内力分析和内力组合，对构件进行截面配筋设计；根据工程地质资料，对基础进行设计；用结构分析软件（PKPM）进行验算，并对手算和电算结果进行比较分析。最后完成了建筑平面图、结构布置图、梁柱配筋图、基础计算等。

[关键词]：建筑设计

结构设计

框架结构

[Abstract]：This design is for the whole of engineering design of teaching building.According to design specifications, according to the current《design specification of the building》and 《design specification of the structure》,I finish the designing.Design include two major parts of architectural design and structural design, The part of building including architectural design main point, planar design of the building, elevation is designed and designed etc.I choose one of reinforced concrete frame structure to design, it mainly includes the selection of structure(includes floor, roof board, stair, etc.);Layout of structure;I select the representative unit to confirm sketch of calculating, Compute its load and carry on internal force analysis and cabinet;According to the geological materials of the project, I design the foundation;go on checking with structure software(PKPM), and carry on checking by comparing manpower calculating and computer calculating.Finally, I finished structural plans, a table of beams and columns ,a footing plan and pile foundation drawing.[Key words]：Building construction design

Structure design

Frame structure

多层教学楼设计

1、建筑设计

1.1 建筑说明

本工程为拟建某多层教学楼，该工程最高处为五层，普通教室，办公室，会议室层高均为3.6m，并带有阶梯教室（两层），层高4.8m。总建筑面积约为4921m2按任务书要求通过查找资料，基本风压为0.35KN/m2,基本雪压为0.50 KN/m2,该教学楼位于抗震设防烈度为6度的区域，设计基本地震加速度为0.10g，由于为六度设防烈度，无须进行计算，由规范要求进行构造抗震设计即可．

1.2 方案设计

1.2.1根据地形地貌，设施布置，建筑物在基地上的位置、标高、道路绿化及其他说明，去考虑方案设计。从而很好的把握方案的经济性、合理性。

方案比较

方案一：建筑平面为U型。U形建筑具有造型简单、美观、采光通风较好，有利于教室平面灵活布置等优点。由于其转折处可以灵活设置，可以避开设置伸缩缝的限制，另外可以根据大小教室对建筑面积的不同要求，各段采用不同的平面布置，有利于柱网的布置。

方案二：建筑平面为矩形。满足平面力求简单，规则，本方案既可避免设缝。但由于其采用内廊式，走廊的采光不容易满足，在大小教室的平面布置上不够灵活，对结构简单要求较高。

综上所述，方案一的平面布局较为合理，结构设计简单，传力明确，施工方便，较方案二要合理。因此，选择方案一为本次设计方案。

根据设计任务书所给资料，结构型式选用框架结构。本多层框架结构教学楼采用外廊悬挑式柱网布置，考虑到走廊长度大于40m，两面布置房间时，走廊最小净宽度为1.8m，所以走廊的跨度取为2.1m，房间的开间和进深采用3.6m，7.2m；3m,10.2m和4.2m，7.8m。采用三部楼梯，楼梯开间均为4.2m，考虑到阶梯教室与普通教室的标高不同，在走廊连接处设轻质踏步，以实现两者之间的交通联系。根据武汉地区的气候条件，内外墙均采用240厚。

该教学楼为满足不同的教学要求，设置了大小教室以及阶梯教室。根据其他

多层教学楼设计

使用功能的要求，首层设有门厅、门卫室，各层还设有休息室、办公室、男女卫生间等。

1.2.2 该教学楼在建筑立面上采用较大而明亮的玻璃窗，走廊两侧均设置窗户，有效的满足了采光的要求，同时又表现出简洁现代感，还增加了立面的美观效果。建筑立面和竖向剖面上力求规则，避免立面凹进或突出，使结构的侧向刚度变化均匀。为了丰富立面，外墙层高处设装饰线，底层从-0.450标高往上至0标高做天然石材饰面。室外台阶采用花岗岩贴面。在排水方面由于屋面宽度不大，采用单面有组织排水，落水管采用直径为100PVC落水管。在剖面上，主要反映建筑物在垂直方向上各部分的组合关系。考虑室内外采光通风，窗台取900mm高。

1.3建筑材料及做法

1.3.1墙体：内外墙均采用240厚砌体，防潮层设在相对标高-0.050m处，做法是1：2水泥砂浆掺2％防水剂20厚。

1.3.2 门窗：底层外门均采用铝合金门，建筑内部门采用木门，所有窗户均采用铝合金推拉窗，凡木料与砌体结构接触部位均应涂满防腐水柏油二度。

1.3.3楼地面做法：见中南地区建筑图集。1.3.4 散水做法：水泥砂浆散水宽600mm。

1.3.5 落水管及雨水口：屋面雨水口做法见中南地区建筑图集；落水管材料采用直径为100PVC落水管。

1.3.6 挑出墙面的雨篷等构件：凡未特别注明者，其上部粉1：2水泥砂浆，并找1％挑水坡，其下部粉1：2水泥砂浆15厚刷白色106涂料，并做滴水线30宽。

2、结构设计

2.1 结构说明

本设计为五层框架结构（阶梯教室部分为两层，层高4.8米），建筑物总高度为18.45m，抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度为0.10g，结构安全等级为二级，结构正常使用年限为50年。室内设计标高为±0.000，相对于绝对标高0.450m，室内外高差450mm。建筑物的耐火等级为二级。图纸中标高以米，尺寸以毫米计。由于建筑物总长度为47.4m，满足《混凝土规范》GB50010-2002

多层教学楼设计

第9.1.1条伸缩缝最大间距55m要求。在结构设计计算中，首先进行结构选型和结构布置，确定承重体系。在计算荷载之前，根据设计经验初了估梁、柱截面尺寸，并进行了验算。

2.2 结构计算

在结构设计计算中，首先进行结构选型〔采用横向承重体系，以增大结构的横向刚度〕和结构布置，确定承重体系。在计算荷载之前，根据设计经验初估梁、柱截面尺寸，并进行验算。

2.2.1地震作用

因该地区地震6度设防，所以地震作用影响很小，采用一般结构上设防即可。2.2.2 风荷载作用

根据负荷面积宽度，将风荷载换算成作用于框架每层节点上的集中荷载，运用D值法，求出柱上下端弯矩，通过节点平衡得出梁端弯矩，由此得到水平风载作用下梁柱弯矩和梁端剪力和柱轴力。

2.2.3 竖向荷载作用（恒载及活载）

在计算单元范围内的纵向框架梁的自重、纵向墙体的自重以集中力的形式作用在各节点上。竖向荷载作用下框架的内力采用弯矩二次分配法计算。梁端和柱端弯矩计算之后，梁端剪力可根据梁上竖向荷载引起的剪力和梁端弯矩引起的剪力相叠加而得到；柱轴力可由梁端剪力和节点集中荷载叠加得到。

2.2.4 内力组合

根据结构类型、地震设防烈度、房屋高度等因素，由《抗震规范》确定该框架结构抗震等级为三级。梁的内力组合：根据《结构规范》和《抗震规范》考虑三种内力组合形式：

（1）1.2SGk＋1.4SQk(2)1.2SGk+0.9×1.4×(SQk+SFk)(3)1.35SGk+0.7×1.4(SQk+SFk)在进行柱的内力组合时，须根据柱可能出现的最不利荷载分别进行组合、配筋。这三种组合形式为： ① ︱M︱max及相应的N、V； ② Nmax及相应的M、V；

多层教学楼设计

③ Nmin及相应的M、V。2.2.5 配筋计算

由于本工程按6度设防区设计，因此进行了抗震设计，形成延性框架结构。其设计原则是：“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件”。

梁、柱配筋计算

框架梁按弹性理论设计，以求得的最不利内力值为控制值。对框架梁进行正截面受弯承载力计算时，跨内按T形截面计算，应满足受弯构件最小配筋率的要求。斜截面受剪承载力计算包括：截面尺寸的复核、腹筋计算和最小配箍率验算。按照框架结构的合理破坏形式，在梁端出现塑性是允许的，为了便于浇捣混凝土，也往往希望节点处负钢筋放得少些。因此，对于现浇框架，可取弯矩调幅系数为0.8-0.9。必须指出，我国有关规范规定，弯矩调幅只对竖向荷载作用下的内力进行，即水平荷载作用下产生的弯矩不参加调幅，因此，弯矩调幅应在内力组合之前进行。根据纵向构造钢筋〔腰筋〕的有关规定：当梁的腹板高度大于450mm，在梁的两侧面应沿高度配置纵向构造钢筋，其间距不宜大于200mm。对于悬臂梁中，有不少于两根上部钢筋伸至悬臂梁外端，并向下弯折不小于12d；其余钢筋不应在梁的上部截断，而应按规定的弯起点位置向下弯折，并在梁的下边锚固，弯终点外的锚固长度在受压区不应小于10d，在受拉区不应小于且不小于20d〔d为受拉钢筋直径〕。

框架柱的内力控制值取值，应预先判断大小偏心。试验表明，小偏心受压情况下，随着轴向压力的增加，正截面受弯承载力随之减小，但在大偏心受压情况下，轴向压力的存在反而使构件正截面的受弯承载力提高。在界限破坏时，正截面受弯承载力达到最大值。因此，当为大偏心时，应取弯矩较大，轴力较小；当为小偏心时，应取弯矩较大，轴力较大。根据此原则，可确定出所需最大钢筋面积。除此之外，框架柱全部纵筋的配筋率不应小于0.6%；同时，一侧钢筋的配筋率不应小于0.2%。轴心受压构件的纵向受力钢筋应沿截面的四周均匀放置，钢筋根数不得少于4根，钢筋直径不宜小于12mm，通常在16至32mm 范围内选用。为了减少钢筋在施工时可能产生的纵向弯曲，宜采用较粗的钢筋。从经济、施工以及受力性能等方面来考虑，全部纵筋配筋率不宜超过5%。平面框架柱的平面外稳定按轴心受压构件验算。梁与柱为刚接的钢筋混凝土框架柱，其计算长

多层教学楼设计

度应根据框架不同的侧向约束条件及荷载情况确定。对于有侧移的全现浇框架结构，柱的计算长度可取底层柱为1.0H，其他层柱取1.25H〔H为柱所在层的框架结构层高〕。

2.3 基础设计

根据地质报告，本工程所在地地质情况良好，第二层作为持力层，其地基承载力达到200Kpa，因此在框架部分选用柱下独立基础。基础埋置深度的大小，对于建筑物的安全和正常使用、基础施工技术措施、施工工期和工程造价等影响很大，因此，确定基础埋置深度是基础设计工作中的重要环节。本工程在设计时综合考虑建筑物自身条件以及所处的环境〔例如，应注意地下水的埋藏条件和动态〕。从实际出发，在满足地基稳定和变形要求的前提下，以基础宜浅埋的原则，合理选择基础埋置深度〔除岩石地基外，基础埋深不宜小于0.5m〕。根据第一层为素填土，土质松软，结构不均，厚0.4-1.0m；第二层为粘土，属中偏高强度中偏低压缩性土层，可作天然地基，厚2.5-3.5m，本工程的基础埋深设为1.5m。选择基础材料，根据计算确定基础高度为1.0m，从下至上分两层，每阶高度为350mm，250mm。基础埋深１.５m，高度0.6m，根据上部结构传来的内力值，初估基底面积，然后进行冲切验算和底板配筋。

2.4 现浇厕所楼面板、上人孔处屋面板设计

根据所设计房间区格的长边与短边之比，确定是单向板还是双向析（长边与短边之比大于2，属于单向板；长边与短边之比小于2，属于双向板。）按照不同的计算理论和方法，分别进行控制截面配筋计算。

2.5 现浇板式楼梯设计

根据建筑要求和施工条件，本工程中采用现浇板式楼梯，并根据建筑类别确定楼梯的活荷载标准值后，分别对楼梯梯段板、平台板、平台梁进行控制截面的配筋计算。

采用板式楼梯，具有下表面平整，施工支模较为方便，外观比较轻巧等优点。梯段板、平台和平台梁组成，对于梯段板和平台板〔设计成单向板〕都取1m 的单元进行计算，对于平台梁的设计与一般梁设计相似。斜板厚约为梯段板水平长度的1/25至1/30，本设计采用约为1/30的梯段板水平长度。

考虑到楼梯与平台梁整浇，平台对斜板的转动变形有一定的约束作用，故计

多层教学楼设计

算板的跨中正弯矩时，近似取Mmax=PLn 2/10。为避免斜板在支座处产生过大的裂缝，应在板面配置一定数量的钢筋，一般取ø8@200，长度为Ln/4。斜板内分布钢筋可采用ø6或ø8，每级踏步不少于1根，放置在受力钢筋内侧，最大间距300mm。2.6 雨篷设计

本工程中雨篷设计成板式雨篷，框架纵梁兼作雨篷梁。雨篷计算包括三个内容：a.雨篷板的正截面承载力计算；b.雨篷梁在弯矩、剪力、扭矩共同作用下的承载力计算；c.雨篷抗倾覆验算，之后进行配筋设计。由于雨篷梁与框架整浇，故无须进行抗倾覆验算 设计总结

经过两个多月的辛苦劳作，在指导老师耐心、兢兢业业的指导下，我的毕业设计终于顺利完成了。这次设计是我们在大学四年学习中最大，最完整的一次设计。本次设计不仅是对我们所学知识的全面检查，更是提高了我们运用理论知识解决实际问题的能力。

本次设计我最大的体会就是将四年所学的大部分知识串联起来，对专业知识全面复习一遍，同时也巩固了所学知识，深有成就感。

由于时间较短，设计不太全面，不足之处在所难免，恳请老师批评指正。在此，对老师们的热情指导深表感谢，并致以崇高的敬意！

参 考 资 料：

[1].《建筑结构抗震设计》东南大学编著、清华大学主审。北京：中国建筑工业出版社，1998 [2].《建筑结构制图标准》（GB/T50001-2001）中华人民共和国建设部。2002.3.1 [3].《建筑结构荷载规范》（GB5009-2001）中华人民共和国建设部。2002.3.1 [4].《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）中华人民共和国建设部。2002.4.1 [5].《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）中华人民共和国建设部。2002.1.1 [6].《建筑地基基础》吴湘兴主编。华南理工大学出版社，2002.7 [7].《混凝土结构》上册、中册，第二版，天津大学、同济大学、东南大学主编，清华大学主审。北京：中国建筑工业出版社，1998 [8].《房屋建筑学》第三版，同济大学、西安建筑科技大学、东南大学、重庆建筑大学编，北京：中国建筑工业出版社，1997

多层教学楼设计

[9].《建筑类专业外语》之建筑工程，第三册，王翰邦、刘文瑛主编，北京：中国建筑工业出版社，1997 [10].《建筑工程制图》第三版，同济大学建筑制图教研室，陈文斌、章金良主编，上海：同济大学出版社，1996 [11].《结构力学》上册，第四版，湖南大学结构力学教研室编，北京：高等教育出版社，1998 [12].《土木工程专业英语》，段兵廷主编，武汉：武汉工业大学出版社，2001 [13].《高等学校建筑工程专业毕业设计指导》，沈蒲生、苏三庆主编，北京：中国建筑工业出版社，2000、6 [14].《土木工程专业毕业设计指导》，梁兴文、史庆轩主编，北京：科学出版社，2002 [15].《建筑结构荷载规范》，02—1—10发布，02—3—1实施中华人民共和国建设部主编，北京：中国建筑工业出版社，2002 [16].《混凝土结构设计规范》，02—2—20发布，02—4—1实施，中华人民共和国建设部主编，北京：中国建筑工业出版社，2002

第五篇：高层建筑结构设计优化与疑难问题研讨班》讲课

《PKPM软件应用和高层建筑结构设计疑难问题研讨班》讲课提纲 主要研讨内容包括PKPM软件应用、高层结构、地基处理与基础设计（结合西北地区湿陷性黄土场地的特点）三部分。另外，本次会议将派出多名PKPM工程专家进行现场上机答疑，帮助学员调试实际工程，这对学员绝对是一次超值的学习机会。讲课主要提纲如下。

（一）PKPM软件应用及答疑（二天）

（1）规范有关要求在软件中的具体实现与设计参数的合理确定

结合软件应用，系统介绍各类荷载（恒、活、风、地震）作用效应分析、作用效应的组合与调整、结构整体性能（层刚度、周期比、位移比、剪重比、薄弱层、稳定验算等）控制、楼板刚度的合理假定与正确应用、上部结构与地下室共同工作及地下室设计、人防设计、剪力墙、短肢剪力墙结构的控制和设计、带转换层结构的合理简化及处理方式、多塔、错层及设缝结构的分析和性能控制方法等方面的内容，帮助结构设计人员正确使用软件进行设计计算。主讲人：李云贵，博士后，研究员，博士生导师，百千万人才工程国家级人选，享受政府特殊津贴专家，现任中国建筑科学研究院建筑工程软件研究所副所长，长期从事高层结构分析理论方面的研究，SATWE软件的主要研发人。

（2）应用PKPM软件计算高层结构常见问题的分析和解决方案

结合具体的工程实例，详细分析PMCAD建模、混凝土结构（连体结构、斜屋面、短肢剪力墙、多塔、中震设计等）设计、混凝土构件（弹性楼板、柱计算长度系数取值、梁上架柱结构的荷载导算等）设计、结构有效质量系数的计算、不规则结构方案调整等常见问题，给出解决方案。高级工程师，长期从事PKPM系列软件咨询工作，《PKPM新天地》杂志执行编辑。

（3）基础软件的合理应用

结合软件应用，介绍《建筑桩基技术规范》（JGJ94－94）修订要点、地质资料输入与桩初设计、正确选择上部结构荷载、沉降计算方法选择、上部结构与基础共同作用分析、桩筏基础计算的参数理解、大底盘多塔结构基础设计与施工难点、高层建筑基础变刚度调平设计等方面的内容，帮助结构设计人员正确使用软件进行基础设计计算。研究员，地基基础及结构设计软件研究室副主任，长期从事桩基础设计技术研究，JCCAD软件主要研发人之一。

（二）高层建筑结构设计实践与常见问题处理（半天）

根据现行有关规范、规程，针对民用建筑工程设计中经常遇到的影响工程质量的设计问题、在施工图设计文件审查中常出现的问题、规范未述及或可操作性不强的疑难问题、超高超限复杂结构如何解决处理，以及地基处理新技术等，重点分析了不正确设计的原因及其不良后果，给出了解决问题的方法及建议的处理措施，帮助工程设计人员对容易混淆、忽略的问题及相关规定进行分析和正确理解，从而作出合理经济的工程设计。动委员会秘书长，中国工程建设标准化协会混凝土委员会委员，中国建筑学会抗震防火分会高层建筑抗震专业委员会委员。长期从事建筑结构设计工作，并参加国家规范《建筑隔振设计规范》、《预应力混凝土结构抗震设计规程》、《单层工业厂房抗震设计规范》等的编制工作。主编《多层及高层建筑钢筋混凝土结构设计释疑及工程实例》及参加《一级注册结构工程师专业考试复习教程》等专著的编写。

（三）西北地区湿陷性黄土场地高层建筑地基处理方法的选用（半天）

介绍湿陷性黄土场地高层建筑地基处理方法的选用，应首选消除黄土湿陷性的地基处理方法，如灰土挤密桩法、DDC工法(孔内强夯)、SDDC法（孔内超级强夯）、CFG桩法（土、灰土挤密再加挤密成孔法CFG桩），当处理后的地基承载力和变形不满足现行规范要求时，应选用穿过湿陷性黄土的长桩，并介绍挤密法地基处理中的若干问题。西省土力学与地基基础学术委员会副主任委员，《湿陷性黄土地区建筑规范》主要起草人，《西安地裂缝场地勘察与工程设计规程》副主编。