职业中学教学楼设计

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职业中学教学楼设计

1 引 言

1.1 工程概述

（1）建设地点：福州市闽清县

（2）工程名称：闽清县职业中学教学楼

（3）工程规模：地上总建筑面积约为4856.32m2

地下室建筑面积为0m2

建筑层数为地上五层地下零层

建筑总高度为23.7m

建筑占地面积为1251.38 m2

（4）建筑设计使用年限：50年

1.2 设计资料

（1）本工程为现浇混凝土框架结构，基础为钢筋混凝土独立基础。

（2）建筑结构安全等级：二级。

（3）地上部分为一类环境，地下部分为二b类环境。

（4）抗震设防烈度：六度，场地类别为二类场地

1.3 设计楼面荷载

（1）上人屋面：2.0 kN/m2

（2）办公室、阅览室、会议室、医务室、实验室楼面：2.0 kN/m2

（3）走廊、楼梯：3.5 kN/m2

（4）卫生间、教室：2.5 kN/m2

（5）书库、贮藏室：5.0 kN/m2

1.4 设计依据

（1）甲方——职业中学教学楼的方案委托协议书； 2 （2）甲方提供相关的设计资料；

（3）采用设计标准及技术规范：

《建筑结构荷载规范》[2] (GB 50009-200

《建筑设计防火规范》[3]（GBJ16-89）2001修订版

《民用建筑设计通则》[4]（JGJ37-87）

《混凝土结构设计规范》[5] (GB50010-2002)

《国家建筑标准设计图集》[6] (03G101-1)现浇混凝土框架

《国家建筑标准设计图集》[7] (03G101-2)现浇混凝土板式楼梯

《建筑制图标准》[8]（GBJ1—86）

《地基基础设计规范》[9]（GB5007--2002）

1.5 方案说明

（1）建筑主体为五层框架结构，底层层高4.2米，标准层层高3.9米。

（2）主体部分屋顶为上人屋顶，实验室应能容纳至少50名学生，阶梯教室要求能够放映幻灯和小电影。

（3）教室、实验室应有黑板、讲台、实验台、洗槽、水、电等教室、实验室备。

（4）主要入口处应设门厅，门厅或走廊内可设置学生作业展 出、墙报、布告栏等设施。

（5）每层均应设置男、女厕所。

（6）主体部分尽量设计成外廊式，局部可设计成内廊式。

（7）立面装修要求明朗、简洁、活泼，反映学校的建筑特点，并满足街景要求。

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2 结构设计

2.1 框架结构布置及结构计算简图确定

2.1.1梁柱截面的确定

柱：b×h=450mm×500mm

梁（AB、CD跨）取h=600mm, b=300mm

梁（BC跨） 取h=500mm, b=250mm

边柱连系梁 取h=500mm, b=250mm

现浇板厚取h=120mm

结构平面布置如图2-1所示

图2-1 结构平面布置

柱的混凝土等级C35，板的混凝土等级C30，梁的混凝土等级C30

结构计算简图如图2-2所示。根据地质资料，确定基础顶面离室外地面高度为500mm，因此底层层高为4.7m。各梁柱构件的线刚度如图所示。其中在求梁截面惯性矩时考虑到现浇楼板的作用，取I=2I0（I0为不考虑楼板翼缘作用的梁截面惯性矩）。

AB,CD跨梁：

i=2（Ec×0.3×0.63）/（12×6.9）=15.6×10-4Ec

BC跨梁：

i=2（Ec×0.25×0.503）/（12×2.4）=21.7×10-4Ec

上层柱： 4 i=（Ec×0.45×0.53）/（12×3.9）=12.02×10-4Ec

底层柱：

i=（Ec×0.45×0.53）/（12×4.2）=11.16×10-4Ec

图2-2 结构计算简图

2.2 框架结构布置及结构计算简图确定

2.2.1 恒荷载标准值计算

2.2.1.1 屋面框架梁线荷载标准值

20厚1:2水泥砂浆找平 0.02×20=0.4 KN/M²

15mm厚纸筋石灰抹底 0.015×16=0.24 KN/M²

100-140mm厚（2%找坡）膨胀珍珠岩 （0.1+0.14）/2×7=0.84 KN/M²

120厚现浇钢筋混凝土板 0.12×25=3 KN/M²

屋面恒荷载合计： 4.48 KN/M²

边跨（CD跨）框架梁自重 0.30×0.6×25=4.5 KN/M

梁侧粉刷： 2×（0.6-0.12）×0.02×17=0.33 KN/M 5 合计： 4.83KN/M

中跨（ＢC）框架梁自重 0.25×0.5×25=3.125 KN/M

梁侧粉刷： 2×（0.5-0.12）×0.02×17=0.34 KN/M

合计： 3.38 KN/M

因此作用在顶层框架梁上的线荷载为：

15CDg= 4.83KN/M

15BCg=3.38KN/M

25CDg= 4.48×4.5=20.16KN/M

25BCg=4.48×2.4=10.75KN/M

2.2.1.2 楼面框架梁线荷载标准值

25mm厚水泥砂浆面层 0.025×20KN/M²

120厚现浇钢筋混泥土楼板 0.12×25=3.0KN/M²

15厚纸筋石灰抹底 0.015×16=0.24KN/M²

楼面恒荷载合计： 3.74KN/M²

边跨填充墙自重： 0.20×(3.9-0.6)×19=12.5KN/M

墙面粉刷： (3.9-0.6)×0.02×2×17=2.244KN/M

合计： 14.78KN/M

边跨框架梁自重及梁侧粉刷 4.83 KN/M

中跨框架梁自重及梁侧粉刷 3.38 KN/M

因此作用在中间层框架梁上的线荷载为：

1ABg=1CDg=4.83+14.78=19.61KN/M

1BCg=3.38KN/M

2ABg=2CDg= 3.74×4.5=16.83 KN/M

2BCg=3.74×2.4=9.0KN/M

2.2.1.3 屋面框架节点集中荷载标准值

边柱连系梁自重： 0.25×0.5×4.5×25=14.06KN

边柱连系梁粉刷： 0.02×（0.5-0.12）×2×4.5×17=1.16KN

1.2m女儿墙自重： 1.2×4.5×0.20×19=20.52KN

女儿墙粉刷： 2×1.2×4.5×0.02×17=3.67KN

框架梁传来屋面自重： 0.5×4.5×0.5×4.5×4.48=22.68KN

顶层边节点集中荷载： G4A=G5D =62.09KN 6 中柱连系梁集中荷载

框架梁自重： 0.25×0.5×4.5×25=14.06KN

粉刷： 0.02×（0.5-0.12）×2×4.5×17=1.16KN

框架梁传来屋面自重： 0.5×（4.5-1.2）×1.2×4.48=8.87KN

4.5×0.5×4.5×0.5×4.485=22.68KN

顶层节点集中荷载： G5B=G5C=46.77KN

2.2.1.4 楼面框架节点集中荷载标准值

边柱框架梁自重： 14.06KN

粉刷： 1.16KN

窗自重： 2.1×1.5×0.45=3.6KN

窗下墙体自重： 0.2×0.9×4.05×19=13.85KN

粉刷： 2×0.02×4.05×0.9×17=2.77KN

窗边墙体自重： 0.20×（3.9-0.5-0.9）×（4.5-0.45-1.5）×19=24.225KN

粉刷： 2×0.02×（3.9-0.5-0.9）×（4.5-0.45-1.5）×17=4.335KN

框架柱子自重： 0.5×0.45×3.9×25=21.94KN

粉刷： 0.78×0.02×3.9×17=1.03KN

连系梁传来楼面自重： 0.5×4.5×0.5×4.5×3.74=18.93 KN

中间层边结点集中荷载： GA=GD=103.72KN

中间柱框架梁自重： 14.08KN

粉刷： 1.16KN

内纵墙自重： （4.5-0.45）×（3.9-0.5）×0.20×19=52.326 KN

粉刷： （4.5-0.45）×（3.9-0.5）×2×0.02×17=2.754 KN

扣除门洞重加上门重： -（2.1×0.9+2.1×1.3）×（0.20×19-0.2）=-16.632