宁波江北区某中学教学楼设计【开题报告+文献综述+毕业论文】

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宁波江北区某中学教学楼设计本科毕业论文系列开题报告土木工程宁波江北区某中学教学楼设计一、选题的背景与意义建筑是多样的，作为建筑骨架的结构体系也是多样的。每种结构体系都有其特点和优点，都有其适用的场合。框架体系是一种竖向承重结构全由框架所组成的结构体系。框架由梁、柱、础三种构件构成承重结构，框架之间由联系梁及楼面联称整体。框架结构中梁柱承受荷载，墙为非承重构件，起分隔作用，因此框架结构平面布置灵活，可以根据需要分隔成小房间或大房间，门窗开置大小、形状都较自由。而且还可以选择墙体材料实现良好的热工、隔音及耐火性能。框架体系抗侧刚度小，常用于不大于50m的房屋中。现浇式框架全部在现场浇筑，故整体性好抗震性能好。另外，可以利用结构构件的搭接、外露及其它特殊处理手段丰富立面设计，取得多种多样的立面效果。虽钢筋及水泥用量相对较大大，造价较混合结构高，但综合起来讲框架结构具有其他结构所不具备的优势，是一种应用广泛的结构形式。教学楼是现代教育的服务设施，它是学生接受知识的场所,应坚持典雅、庄重、自然又具人性化才是其本质特征。教育建筑应满足其功能要求外,还要求具备“以人为本”优化教育建筑形式,因此，建筑设计师设计建筑的平面布局和立面造型的时候，必须认真研究学生的生活方式,结合社会流行的时尚和审美倾向，并且仔细研究校园所能体现的特殊的生活环境和条件。本课题就是利用框架结构体系来实现中学教学楼的结构布置，以获得灵活多样的教学活动空间，以此满足中学课程多样化综合化的要求。二、主要任务与目标设计某中学教学楼：结构型式为框架结构，层数为5-7层，建筑面积约3000平方米，桩基础。1）在“适用，经济，美观”的原则下，完成本工程的建筑平面组合及建筑物的立面及剖面设计。51 宁波江北区某中学教学楼设计2）考虑建筑功能要求，进行合理的结构设计，编写结构设计计算书，完成本工程的结构施工图设计。二、主要内容与基本要求主要功能：1、普通教室（若干个）；2、门杂物储藏室：20-30平方米/个，每层1个3、卫生间（每层设置）基本要求：考虑学生公寓若干需求来进行设计，合理安排主入口，楼梯位置，平面布置应满足建筑功能要求和消防要求。建筑设计只进行方案设计，设计深度达到建筑建筑设计的基本要求。具体要求完成以下任务：（一）建筑方案图1、建筑施工说明、门窗表。2、底层平面图1：1003、标准层平面图1：1004、顶层平面图1：1005、主要立面图1：1006、剖面图（剖到楼梯）1：100（二）建筑设计说明书要完成一份建筑设计说明书，具体内容提纲如下：1、设计任务简介2、建筑设计提纲3、平、立、剖设计说明（三）设计要求1、在充分理解设计任务要求的基础上，使建筑设计达到房间设置合理，使用方便，交通安全，设计方法正确，步骤清晰完整，并学会正确使用规范和标准图集。2绘图要求严格按照制图标准要求，做到图幅规范，布图紧凑匀称，线条流畅，粗细分明，尺寸齐全，注字规范。3、说明书的撰写应字迹工整，结构严谨，条理清晰，文字通顺。四、结构设计任务与要求（一）结构设计说明书51 宁波江北区某中学教学楼设计1、结构方案的确定，根据使用要求，场地条件，抗震设计等要求并遵循使用方便、结构合理、施工可行的原则，经过分析比较确定方案。包括结构选型，结构体系的选型、结构布置、基础形式的确定和主要承重构件截面尺寸的确定；2、结构内力计算3、结构电算分析，电算主要成果输出，并将电算结果与手算对比。4、基础设计。（二）结构施工图1.基础平面图及详图1：1002.桩位布置图1：1003.各层楼板配筋图1：1004.各层梁配筋图1：1005.柱施工图1：1004、楼梯配筋图。1：50（三）设计要求1、每个学生应通过毕业设计锻炼自己独立思考的能力，提高阅读和使用参考资料、综合运用所学各门知识，分析和解决问题的能力，熟悉并正确运用各种规范。2、设计方案合理，设计方法正确，计算数据可靠，计算书条理清晰，文字简练，书写工整。3、设计图纸能正确表达设计意图，符合制图标准，图面布置协调合理四、计划进度2010.11.24---2010.12.7开题报告，文献综述12.8-----12.12建筑方案12.13-----12.31建筑平，立，剖面图；建筑大样图2011.1.1-----1.16结构选型及布置2.12---2.28结构计算3.1-----3.8结构平面图3.9----3.18基础平面及详图3.19---4.17框架详图，现浇板详图，楼梯详图；结构设计说明4.18---5.6计算书和图纸修改；图纸打印；计算书装订五、主要参考文献：[1]腾智明，朱金铨.混凝土结构及砌体结构[M]．第二版．北京：中国建筑工业出版社，2003.66~2851 宁波江北区某中学教学楼设计[2]罗福午.混凝土结构及砌体结构[M]．下册．北京：中国建筑工业出版社，2003.153~162[3]03G101-1～4,混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图[S][4]同济大学.房屋建筑学[M]．北京：中国建筑工业出版社，2006.172~233[5]GB50009-2001，建筑结构荷载规范[S][6]GB／T50001-2001，房屋建筑制图统一标准[S][7]GBT5-104-2001，建筑制图标准[S][8]GB50010-2002,混凝土结构设计规范[S][9]GB50007-2002,建筑地基基础设计规范[S][10]GB50011-2001,建筑抗震设计规范[S][11]GB50096—1999,住宅设计规范[S][12]GB50352—2005,民用建筑设计通则[S][13]GBJl6—89)2001修订本-2001,建筑设计防火规范[S][14]Chau-PingYang．EstimatingcementtakeandgroutefficiencyonfoundationimprovementforLi-Yu-Tandam[J].JournalofStructuralEngineering,2004,22(2):66-74[15]R.Santhakumar,E.Chandrasekaran．AnalysisofRetrofittedReinforcedConcreteShearBeamsusingCarbonFiberComposites[J].JournalofStructural,Engineering,2005,18(3):46-5451 宁波江北区某中学教学楼设计毕业论文文献综述土木工程宁波江北区某中学教学楼设计摘要：中学教学楼是现代教育的服务设施，它是学生接受知识的场所,应坚持典雅、庄重、自然又具人性化才是其本质特征。教育建筑应满足其功能要求外,还要求具备“以人为本”优化教育建筑形式。关键字：钢筋混凝土框架结构教学楼主要内容：一、钢筋混凝土结构特点钢筋混凝土结构是由钢筋和混凝土两种材料共同受力的结构。混凝土是一种抗压能力较强而抗拉能力很弱的建筑材料，这就使得素混凝土结构的应用受到很大限制。1一般来说，在钢筋混凝土结构中，混凝土主要承担压力，钢筋主要承担拉力，必要时也可承担压力，因此，在钢筋混凝土结构中，两种材料的力学性能都能得到充分利用。1钢筋混凝土除了较合理地利用钢筋和混凝土两种材料的力学性能外，还有下列有点：（1）耐久性好。在钢筋混凝土结构中，钢筋因受到混凝土保护而不易锈蚀，且混凝土的强度随时间有所增长，因此，钢筋混凝土结构在一般环境下经久耐用。1（2）强度较高。和砖、木结构相比，其强度较高，特别是高强混凝土的应用，在某些情况下可以代替钢结构。2（3）整体性好。目前广泛采用的现浇整体式钢筋混凝土结构，整体性好，有利于抗震及抗爆。1.2（4）可模性好。钢筋混凝土可根据设计需要浇制成各种形状和尺寸的结构，尤其适合于建造外型复杂的大体积结构及空间薄壁结构和空心楼板等。这一特点是砖石、木等结构不能代替的。3（5）耐火性好。混凝土是不良热导体，遭火灾时，由传热性较差的混凝土作为钢筋的保护层，在普通的火灾下不致使钢筋达到变态点温度而导致结构的整体破环。（6）就地取材。钢筋混凝土结构中所用到的砂、石料一般可就地或就近取材，因而材料运输费用少，可以降低工程造价。4（7）节约钢材。钢筋混凝土结构合理地发挥了材料的各自优良性能，在一定范围内可以代替钢结构，从而可以节约大量钢材并降低造价。451 宁波江北区某中学教学楼设计二、框架结构的特点框架结构：即由钢筋混凝土浇捣成承重梁柱，组成骨架，再用空心砖或预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、陶粒等轻质板材作隔墙分户装配而成的住宅。5墙主要是起围护和隔离的作用，由于墙体不承重，可以用各种轻质材料制成。梁、板、柱等承重构件，可以预制，也可以浇注，我市当前采用现场浇注。6框架结构由梁柱构成，构件截面较小，因此框架结构的承载力和刚度都较低，它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁，楼层越高，水平位移越慢，高层框架在纵横两个方向都承受很大的水平力，这时，现浇楼面也作为梁共同工作的，装配整体式楼面的作用则不考虑，框架结构的墙体是填充墙，起围护和分隔作用，框架结构的特点是能为建筑提供灵活的使用空间，但抗震性能差。6钢筋混凝土框架结构是目前应用最多的结构，在各地广泛普及。框架结构的优点是建筑平面布置灵活，可做成需要较大空间的会议室、餐厅、办公室及工作车间、实验室等，也可做成小房间。7三、中学教学楼的特点教学楼是现代教育的服务设施，它是学生接受知识的场所,应坚持典雅、庄重、自然又具人性化才是其本质特征。教育建筑应满足其功能要求外,还要求具备“以人为本”优化教育建筑形式,因此，建筑设计师设计建筑的平面布局和立面造型的时候，必须认真研究学生的生活方式,结合社会流行的时尚和审美倾向，并且仔细研究校园所能体现的特殊的生活环境和条件。5.8（1）、建筑设计教学楼应该位于学校的中心，在风格上要与周围环境相协调，但又不能失其独特之处；要重视教学楼的周边环境设计，周围环境绿化要好，这对于学生课间的远眺来缓解视力疲劳很重要。8.9内部结构要满足“以人为本“理念和功能要求。尽量以功能的实际需要来分割立面和开窗,强调韵律与节奏感,巧妙运用材质进行搭配,摒弃无谓的装饰和多余的构件,利用建筑自身的真实结构解决建筑舒适性问题,使其更符合可持续发展之道；不要滥用蓝色或绿色的玻璃窗。有色玻璃会大大降低窗户的采光系数,甚至在白天都需要人工照明。更为有害的是,有色玻璃改变了室内正常的光环境,损害了还在发育期间的学生们对色彩的正常感觉,不利于他们的视觉健康。10.13（2）、结构设计51 宁波江北区某中学教学楼设计在结构上要采用国际上流行“三统一“原则，即”统一柱面、统一层高、统一荷载“的模式设计。14.15统一柱面可以使教室布置灵活，而且不浪费空间；统一层高可使教学楼采光效果好，空气流动新鲜，且便于各种教学设备的安装，不会出现因为层高不同而改变其安装位置；统一荷载，打破了普通教室和其它教学辅助用房的明显界限。“三统一”的结构设计，有利于各种教学设备及设施的布设及施工过程的简便。10.14（3）、交通疏散件与设备管线教学楼是个人群集中的地方，在通风采光、温度湿度，交通疏散、消防等方面都具有特殊的要求。作为21世纪的智能化教学楼，还需要配置各种高新技术的教学设施，包括计算机、多媒体等；在布线和配电上应留有余地，以适应未来发展需要。12四、小结随着时代的进步、经济的发展，人民生活水平的普遍提高，对教育质量要求也不断提高。良好的教学楼楼设施能保证学生更好学习。考虑到教学楼的结构特点，建造时宜采用框架结构。通过合理设计，提高抗震等级，合理安排交通线路，配备各种消防设施来尽量消除安全隐患。1.13主要参考文献：[1]腾智明，朱金铨.混凝土结构及砌体结构[M]．第二版．北京：中国建筑工业出版社，2003.66~28[2]罗福午.混凝土结构及砌体结构[M]．下册．北京：中国建筑工业出版社，2003.153~162[3]03G101-1～4,混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图[S][4]同济大学.房屋建筑学[M]．北京：中国建筑工业出版社，2006.172~233[5]GB50009-2001，建筑结构荷载规范[S][6]GB／T50001-2001，房屋建筑制图统一标准[S][7]GBT5-104-2001，建筑制图标准[S][8]GB50010-2002,混凝土结构设计规范[S][9]GB50007-2002,建筑地基基础设计规范[S][10]GB50011-2001,建筑抗震设计规范[S][11]GB50096—1999,住宅设计规范[S][12]GB50352—2005,民用建筑设计通则[S][13]GBJl6—89)2001修订本-2001,建筑设计防火规范[S]51 宁波江北区某中学教学楼设计[14]Chau-PingYang．EstimatingcementtakeandgroutefficiencyonfoundationimprovementforLi-Yu-Tandam[J].JournalofStructuralEngineering,2004,22(2):66-74[15]R.Santhakumar,E.Chandrasekaran．AnalysisofRetrofittedReinforcedConcreteShearBeamsusingCarbonFiberComposites[J].JournalofStructural,Engineering,2005,18(3):46-5451 宁波江北区某中学教学楼设计本科毕业设计土木工程宁波江北区某中学教学楼设计DesignforaMiddleSchoolBuildinginNingbo51 宁波江北区某中学教学楼设计宁波江北区某中学教学楼设计摘要：本次毕业设计是宁波江北区一幢教学楼的设计，包括建筑设计和结构设计两部分内容。建筑面积约3000m2，主体结构为五层，建筑物内功能布置明确。建筑绘图采用CAD软件，该软件是现在普遍使用的建筑绘图软件。结构部分为框架结构。整个框架计算使用PKPM软件，分析了结构的内力，找出了最不利的内力组合，且对其中一榀框架进行了详细的计算。基础采用桩基础，桩采用端承摩擦桩，整个建筑物是适应时代发展的多层建筑物。关键词：教学楼；框架；桩基础。DesignforAmiddleschoolBuildinginNingboAbstract:Thegraduationdesignisamiddleschoolbuildingdesign,itincludestwoparts—architecturaldesignandstructuredesign.Thefive-storybuildinghasaconstructionareaof3000m2.Thebuildingfeaturesaclearlayout.BuildingdrawingdependsonCADsoftware,whitchisoneofthemostpracticalarchitecturegraphicssoftware.Thebuildingisaframestructure.PKPMsoftwareisusedthroughthewholecalculationwork,theinternalforcesoftheframeareanalysed,thenfoundthecombinationinternalforceswhicharethemostunfavorableandonePinoftheframeworkischosedfordetailedcalculation.Itisbasedonapilefoundationwhichgetsaforcebyfriction.Thewholebuildingisamulti-storeybuildingwhichadapttothecontemporarytrend.Keywords:schoolbuilding;frame;pilefoundation51 宁波江北区某中学教学楼设计目　录1毕业设计任务书要求11.1主要目标11.2主要任务11.3主要内容与基本要求11.4主要成果21.5水文、地质条件22建筑设计说明32.1工程概况32.2设计依据32.3建筑做法32.3.1墙体工程32.3.2门窗工程42.3.3地面工程42.3.4楼面工程42.3.5防水泛水工程52.3.6平顶工程52.3.7屋面工程52.3.8雨水管62.3.9油漆工程62.3.10楼梯62.3.11其他63结构工程软件介绍73.1软件介绍73.2建模步骤74结构设计说明851 宁波江北区某中学教学楼设计4.1总则84.2正常使用活载84.3钢筋混凝土结构部分94.4砌体部分94.5基础部分104.6其它105利用PMCAD和SAT－8建模125.1PMCAD计算步骤125.2利用SAT－8建模126框架结构设计136.1结构平面布置136.2结构荷载计算146.2.1普通楼面146.2.2卫生间楼面146.2.3屋面荷载146.3一榀框架结构计算157楼梯设计327.1楼梯说明327.2梯段板设计327.3平台板设计337.4平台梁设计357.5楼梯构造柱368楼板设计378.1基本资料3751 宁波江北区某中学教学楼设计8.2计算结果378.3跨中挠度验算388.4裂缝宽度验算399基础设计439.1地质条件439.2桩选型439.3确定单桩承载力设计值439.4初选桩的根数439.5初选承台尺寸449.6计算桩顶荷载设计值449.7承台受冲切承载力验算459.8承台受剪承载力验算459.9承台受弯计算469.10基础梁配筋计算46参考文献48致谢4951 宁波江北区某中学教学楼设计1毕业设计任务书要求1.1主要目标1、完成宁波江北区某中学教学楼设计（建筑面积约3000m2）；2、熟练运用计算机辅助设计CAD软件绘制工程图；3、对建筑设计领域的国家规范、标准及各强制性条文有更深入的了解；4、巩固框架结构设计中的设计要点、计算方法；5、学习教学楼文化，了解当前中学教学设计领域的现状，未来发展趋势。1.2主要任务完成建筑设计和结构设计两部分内容：1、建筑设计部分包括考虑该教学楼的周围环境、使用要求后确定建筑方案，编制建筑设计说明书，绘制建筑设计施工图；2、结构设计部分包括根据荷载、地基承载情况确定结构方案，进行结构计算，绘制结构设计施工图；1.3主要内容与基本要求1、收集有关资料包括：建筑设计规范、建筑地点及拟建基地平面图，建筑物使用要求、自然条件、地质条件、施工条件等原始资料；2、建筑设计：(1)按照原始资料初步确定建筑方案，包括外型设计和室内布局；(2)设计建筑平面、立面、剖面，编写设计说明；(3)绘制建筑施工图，包括建筑平面、立面、剖面图；(4)主要部位建筑构造详图及材料做法；3、结构设计：(1)按照荷载情况、承载力情况确定结构方案，包括上部承重结构方案与布置、楼盖结构方案与布置、基础方案布置等；(2)进行结构设计计算，编写结构设计计算书，内容包括：荷载计算；地震作用计算；风荷载计算；荷载组合及内力分析；一榀框架设计；悬挑构件计算；基础及基础梁计算；其他必要的构件计算；(3)绘制结构施工图。51 宁波江北区某中学教学楼设计1.4主要成果成果形式有下列部分：1、设计说明书部分：中文摘要；文献综述；建筑设计说明书；结构设计说明书；结构设计计算书；参考资料及文献列名；外文翻译两篇；2、图纸部分：建筑平面图、剖面图、立面图；建筑详图；楼板、梁、柱配筋图图、基础配筋图、桩位图；部分结构大样图；1.5水文、地质条件工程位于地震区，抗震设防烈度为6度，设计地震基本加速度0.05g，设计地震分组为第一组，建筑场地特征周期为0.3s；基本风压为0.50kN/m2,地面粗糙程度为B类；基本雪压为0.3kN/m2；场地地面以下0.6m内为填土，地基承载力特征值fak=240.0kPa，地下水位-4.2m。51 宁波江北区某中学教学楼设计2建筑设计说明2.1工程概况1、本工程为宁波江北区某中学教学楼，总建筑面积约为3000平方米，建筑层数为五层。2、主体结构为框架结构，设计合理使用年限为50年，结构安全等级二级。3、设计耐火等级二级，屋面防水等级Ⅲ类，抗震设防类别乙类，抗震设防烈度6度。4、本建筑物室内地坪标高0.000，相对于黄海绝对标高2.450m，室内外高差为0.450m。5、本建筑主体为5层，建筑高度21.0m（不包括女儿墙0.6m)，层高为4.2m。6、本工程所注尺寸总平面图以米为单位，其余均以毫米为单位，标高均以米为单位，建筑施工图所注标高出特别注明外均为建筑完成面的标高。2.2设计依据1、建设单位委托书，本工程的设计合同。2、工程地质勘察单位的勘察报告。3、国家现行建筑工程设计、加固有关规范、规程：《民用建筑设计通则》（GB50352—2005）《建筑设计防火规范》（GB50016—2006）《建筑抗震设计规范》（GB50011—2001）《中小学建筑设计规范》（GBJ99—86）《屋面工程质量验收规范》（GB50208-2002）《砌体工程施工及验收规范》（GB50203-98）《建筑地面工程施工及验收规范》（GB50209-2002）《塑钢门窗安装及验收规范》（JCJ103-96）4、本工程设计须经当地有关政府部门批准后方可施工建设。2.3建筑做法2.3.1墙体工程：（1）墙体材料：外墙标高-0.060m处设防潮层，防潮层做法为20mm厚1:2防水砂浆（掺5%防水剂）。防潮层以下墙体采用MU10粘土砖，M5水泥砂浆砌筑；防潮层以上墙体采用MU10多孔粘土砖,M5混合砂浆砌筑。51 宁波江北区某中学教学楼设计（2）外墙面：a、弹性涂料外墙：20mm厚纸筋灰混合砂浆打底外墙涂料两度罩面b、勒脚：外墙上离室内地坪0.600m高，做法同外墙，颜色见立面（3）内墙面：a、涂料内墙：20mm厚纸筋灰混合砂浆打底内墙涂料两度罩面b、踢脚(150mm高)：8mm厚1：2.5水泥砂浆抹光12mm厚1：3水泥砂浆底2.3.2门窗工程：除注明者外，外门外窗一般居墙中立樘，内门与开启方向的墙身平立樘2.3.3地面工程：（1）一般地面：20mm厚C20细石混凝土随捣随抹平面层60mm厚C15素石混凝土100mm厚碎石垫层素土回填夯实（2）卫生间地面：8～10mm厚地面砖，干水泥擦缝20mm厚1:3干硬性水泥砂浆，结合层表面撒水泥粉水泥浆一道（内掺建筑胶）60mm厚C15素石混凝土100mm厚碎石垫层素土回填夯实2.3.4楼面工程:（1）一般楼面：51 宁波江北区某中学教学楼设计10mm厚1:3水泥砂浆面层20mm厚C20细石混凝土随捣随抹平现浇钢筋混凝土楼板（2）卫生间楼面：8～10mm厚地面砖，干水泥擦缝20mm厚1:3干硬性水泥砂浆，结合层表面撒水泥粉水泥浆一道（内掺建筑胶）现浇钢筋混凝土楼板2.3.5防水泛水工程:1、凡卫生间楼地面完成面均较同层地面降低30mm。2、凡上述各房间设有地漏者，地面均应向地漏方向作出不小于0.5%的排水坡。3、凡上述各房间的墙采用砖墙，砌块或装配式板墙时者，均应在墙体位置（门口除外）用C20混凝土作出厚度同墙体，高度为180mm的墙槛。4、凡各种竖向管井壁上的检查门，门洞底面标高均平踢脚线顶的高度或按图施工。2.3.6平顶工程：白色乳胶漆两度罩面2mm厚细纸筋灰光面10mm厚1:1:4混合砂浆分层抹平（每层3～6mm）3mm厚1:0.5纸筋灰抹平钢筋混凝土楼板2.3.7屋面工程:（1）平屋面：40mm厚C20细石混凝土，内置φ4＠200，双向铺油毛毡隔离层一道20mm厚1:3水泥砂浆找平30mm厚挤塑型聚苯乙烯保温板SBS改性沥青防水卷材20mm厚1:3水泥砂浆找平层1:3水泥炉渣2%找坡（最薄处20mm）现浇钢筋混凝土屋面结构层51 宁波江北区某中学教学楼设计（2）雨篷天沟：银色反光保护膜二度高分子卷材二层20mm厚1:3水泥砂浆找平1:3水泥炉渣找坡1%（最薄处20mm）现浇钢筋混凝土檐沟2.3.8雨水管:水斗均为UPVC制品，雨水管规格为φ100镀锌钢雨水管，雨水口、雨水斗做法参见95浙TJ-02，管下做一砖半窖井一只。2.3.9油漆工程:所有木门均做普通调和漆一底两度；所有钢制构件、金属预埋件均做防锈处理。2.3.10楼梯：采用踏步高h=150mm，踏步宽b=300mm，为使踏步面层耐磨、防滑，设防滑条（材料：1:1水泥金刚砂，高8mm，宽10mm）。2.3.11其它:卫生间地面低于室内地面30mm并设地漏，并向地漏方向做0.5%泛水；水、电留孔需在施工过程中事先留置，杜绝事后开凿和返工；外墙窗上、雨篷、窗台、沿口均需粉出滴水线。51 宁波江北区某中学教学楼设计3结构工程软件介绍3.1软件介绍PKPM系列为中国建筑科学研究院开发的土木建筑结构设计系列程序，包含建筑设计，给排水设计，建筑设备设计以及建筑结构设计。全国大部分建筑设计院应用该系列程序作建筑设计，近几年，各大专院校已相继开设“计算机在建筑结构设计中的应用”等课程，讲授建筑结构设计中的程序应用。PMCAD软件采用人机交互方式，引导用户逐层地布置各层平面和各层楼面，在输入层高救建立起一套描述建筑物整体结构的数据。PKPM具有较强大的荷载统计和传导计算功能，在从上部结构传到基础的全部计算，加上局部的外加荷载，PKPM可方面的建立整栋建筑的荷载数据。通过绘制按设计平面的框架结构，剪力墙结构，框架－剪力墙结构，砌体结构等结构平面图，输入结构平面几何数据。对结构梁或其他构建正交和斜交的网格布置，还可以成批的输入网格。平面布置图中可包含柱，梁，墙以及墙体上洞口的平面布置及相关位置，标注尺寸线，轴线及总尺寸，绘制预制板，标注次梁及楼板开动位置。PMCAD是结构平面分析程序，以一榀框架活其他平面作为分析对象。PK也是预应力结构和钢结构二维分析的内力分析程序，同时也是结构设计绘图时的梁柱施工图绘制程序。3.2建模步骤1、各层平面的轴线网格，各层网格平面可以相同，也可以不相同；2、柱，梁，墙，洞口和斜柱支撑的截面设计；3、柱，梁，墙，洞口和支撑在平面网格和节点上的布置；4、各层结构主要参数，如楼板厚度，混凝土强度等级等。结构楼面信息修改：输入荷载、活载的型式、卫生间楼板错层0.03m；5、各层层高；6、总层数，结构标注层，荷载标准层数；7、各荷载标准层上的楼面恒，活荷载；8、抗震设计信息；9、绘图参数；10、各层楼板面的详细布置，如楼板开洞，修改板厚；51 宁波江北区某中学教学楼设计11、画板、梁、柱、基础施工图。4结构设计说明4.1总则1、工程结构设计使用规范和计算软件：《混凝土结构设计规范》（GB50009-2001）《国家建筑标准设计平面整体表示方法》（03G101-1）《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）结构设计软件：PKPM(2005版)2、本工程结构设计合理使用年限为50年。3、本工程结构形式为框架结构，基本地震加速值为0.05g，抗震设防烈度6度，地震分组为第一组。4、本建筑物室内地坪标高0.000，相对于黄海绝对标高2.450m。5、全部尺寸除注明外，均以毫米（mm）为单位，标高以米（m）为单位。6、除按本说明要求外，本工程施工尚应遵守各有关设计规范及规程。4.2正常使用活载本工程主要部位使用活载的标准设计值如下表（按照《建筑结构荷载规范》GB50009-2001取值）。表4-1楼面用途教室办公室楼梯走廊卫生间屋面（不上人）荷载（kN/m2）2.02.02.52.50.5本设计基本风压为0.5kN/m2，基本雪压0.3kN/m2。51 宁波江北区某中学教学楼设计4.3钢筋混凝土结构部分1、各部位混凝土强度等级、钢筋种类除特别说明外按下表取用：表4-2结构部分混凝土强度等级钢筋种类结构部分混凝土强度等级钢筋种类桩承台C25HPB235HRB335钢筋混凝土柱C25HPB235HRB335基础梁C25HPB235HRB335钢筋混凝土梁C25HPB235HRB335楼梯C25HPB235HRB335钢筋混凝土板C25HPB235HRB335注：结构构件主筋混凝土保护层厚度应根据其所在部位的环境类别按有关设计规范施工。板：20mm柱：35mm梁：30mm承台：70mm2、板：（1）双向板之底筋，其短向筋放在下层，长向筋放在短向筋之上。（2）端跨板板角处均需正交放置长度1/4短向板跨、直径为φ8且不小于该负筋至今的双向面筋，面筋间距为100mm。（3）在同一断面的接头钢筋截面面积不得超过钢筋总截面面积的1/4。（4）配有双层钢筋的一般楼板，均应加设支撑钢筋，每平方米设置一个。（5）开洞楼板除注明做法外，当开洞小于300mm时不设附加筋，板筋绕过洞边，不需切断。3、梁：（1）设备管线需要在梁侧开洞，或埋件时应严格按设计图纸要求配置，孔洞不得后凿。（2）梁上立柱及楼梯平台梁支柱位置见结构平面图或结构详图，柱立筋锚入梁内40d。4.4砌体部分（1）砌筑材料，防潮层以下墙体采用MU10粘土砖，水泥砂浆砌筑;防潮层以上部分采用MU10多孔粘土砖，混合砂浆砌筑。（2）砌体墙的水平长度大于5m或墙端部设有钢筋混凝土柱时，应在墙中间或墙端部加设构造。构造柱的混凝土强度为C20，纵筋采用4φ12，箍筋用φ6@200，其柱脚及及51 宁波江北区某中学教学楼设计柱顶在主体结构中预埋4φ12纵筋，该纵筋伸出主体结构500mm。施工时需先砌墙体后浇注，墙与柱的接结筋应在砌墙时预埋。（3）钢筋混凝土柱与后砌的非承重墙交接用2φ6@500钢筋连接，该钢筋沿钢筋混凝土墙或柱高度每隔500mm预埋，锚入混凝土墙或柱外伸1000mm（抗震设计），500mm（非抗震设计）。（4）砌体墙中的门窗洞及设备预留洞，其洞顶均需设过梁，统一按下述处理：根据国家建筑标准设计图集浙G100—94选用，荷载为1级；当洞与结构梁底的距离小于上述各类过梁的高度时，过梁均需与结构梁（板）浇成整体。4.5基础部分（1）桩基工程验收合格后才能进行基础垫层施工。（2）在进行承台和底板施工前，应事先按设计要求对标高和轴线进行校准，同时做好降水措施，以防冲刷新灌注的混凝土。（3）当承台、基础梁和地下室底板的钢筋层次关系复杂，除图纸中已明确外，施工单位应提出施工方案，经设计确认后方可下料。（4）在浇灌基础砼前，应认真检查基础钢筋及墙、柱插筋的数量，位置是否正确，设备管线、底板凹坑有否遗漏，防雷接地系统是否满足。4.6其它1、管线竖向穿过框架梁时,管线直径不得大于梁宽的1/5，且应离开柱边不小于1米。柱上不宜预留接线（开关）盒，当必需预留时，截面尺寸≤800mm的柱在同一截面只容许留一个，且不得损伤主筋或箍筋。2、框架、梁、柱主筋上未经设计人员同意，不得加焊任何附件（如预埋钢板）。3、防雷接地焊接网的布置详电施图，容许利用基础或框架梁、柱主筋作为防雷接地网，施工时这些主筋应有明显标记。当需互相垂直的钢筋相连时，应另加一根L形连接筋。4、本结构施工图应与其它专业施工图密切配合施工，管道穿楼、屋面。5、本工程应按规范DBJ10-1-90附录的要求进行沉降观测,沉降观测点的布置详结施图。当由于装修需覆盖所设的观测点时,则应引出此点的高程，在外侧重设观测点。本工程的沉降观测点为永久观测点。51 宁波江北区某中学教学楼设计6、回填土应在外墙防水防潮层完成并验收合格后方可回填,回填时应分层夯实，不得损伤防水防潮层回填土的压实系数不得小于0.94。7、本说明未及之处,均按下列施工及验收规范、规程执行:《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2001）《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）《建筑地基基础工程施工质量验收规程》（GB50202-2002）《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002）《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）《地下防水工程质量验收规范》（GB50202-2002）《砌体工程施工质量验收规范》（GB50203-2002）其它的现行有关规范、规程及标准。8、本设计未考虑高温及冬雨季施工措施,施工单位应根据有关施工规。51 宁波江北区某中学教学楼设计5利用PMCAD和SAT－8建模5.1PMCAD计算步骤（1）PMCAD交互式数据输入：a：轴线输入和网格形成：各层平面的轴线网格，各层网格平面可以相同，亦可不同。b：构件定义：柱、梁、墙、洞口和斜柱支撑的截面数据。这里的墙指的是承重墙，本设计是框架填充墙，所以这里填充墙不定义。c：楼层定义：柱，梁，墙，洞口和支撑在平面网格和节点上的布置。需要几个结构标准就布置几个，在换标准层前注意本层信息里面修改自己的参数，可根据实际情况修改结构的主要参数，如楼板厚度、混凝土强度等级等。d：荷载定义：在这里定义楼面恒荷载和活荷载。e：楼层组装：进行结构标准层和荷载标准层的组装，并确定设计参数。f：保存文件并退出。（2）输入楼板：楼板错层：根据情况通常将卫生间楼板下沉30mm，每个标准层修改后退出，这一步完成。(3)输入荷载信息：a：楼面荷载：这一步将对第一步的楼面恒、活荷载进行修改。按照各楼面的不同做法，对恒荷载进行修改。b：梁间荷载：这里主要输入填充墙传来的恒荷载。采用多孔砖砖，容重19kN/m2。240砖墙荷载0.24´19+0.17´0.02´2=5.24kN/m2。框架梁下净高4.2-0.6=3.6m,梁上线荷载为5.24´3.6=18.86kN/m,门窗洞口的墙进行等效折减。c：各标准层设置好以后，保存文件退出，并生成传到基础的数据。（4）形成PK文件：这里形成轴号-⑤的这榀框架的文件。（5）画结构平面图。5.2利用SAT－8建模（1）接PM生成SATWE数据；（2）数据检查和图形检查；51 宁波江北区某中学教学楼设计(3)结构内力、配筋计算；(4)分析结构图形和文本显示。6框架结构设计6.1结构平面布置1、梁、柱截面尺寸估算：（1）主要承重框架：因为主梁最大跨度为6600mm，取L＝6600mm475～825mm，取h＝600mm；mm,取b＝250mm。故主要框架梁初选截面尺寸为：b×h=250mm×600mm。(2)柱截面选取初估柱截面为400mm×400mm，具体布置见柱布置图。2、确定结构计算简图：假设：a.平面结构假定：认为每一方向的水平力只由该方向的抗侧力结构承担，垂直于该方向的抗侧力结构不受力。b.楼板在自身平面内在水平荷载作用下，框架之间不产生相对位移。c.不考虑水平荷载作用下的扭转作用。3、结构平面布置图如下：图6-1结构平面布置图51 宁波江北区某中学教学楼设计6.2结构荷载计算6.2.1普通楼面：10mm厚1:3水泥砂浆面层0.010×20=0.2kN/m220mm厚C20细石混凝土随捣随抹平0.020×24=0.48kN/m2120mm厚现浇钢筋混凝土楼板0.12×25=3kN/m23mm厚纸筋灰抹平0.003×16=0.048kN/m210mm厚1:1:4混合砂浆分层抹平0.010×17=0.17kN/m22mm厚纸筋灰光面0.002×16=0.032kN/m2白色乳胶漆两度0.02kN/m2恒载合计3.95kN/m26.2.2卫生间楼面：瓷砖地面（包括20mm厚水泥砂浆）0.55kN/m2水泥浆一道（内掺建筑胶）0.02kN/m2120mm厚现浇钢筋混凝土楼板0.12×25=3kN/m23mm厚纸筋灰抹平0.003×16=0.048kN/m210mm厚1:1:4混合砂浆分层抹平0.010×17=0.17kN/m22mm厚纸筋灰光面0.002×16=0.032kN/m2白色乳胶漆两度0.02kN/m2恒载合计3.84kN/m26.2.3屋面荷载（不上人）：40mm厚C20细石混凝土0.040×24=0.96kN/m2铺油毛毡隔离层一道0.25kN/m220mm厚1:3水泥砂浆找平0.02×20=0.4kN/m230mm厚挤塑型聚苯保温板0.03×0.5=0.015kN/m2SBS改性沥青防水卷材（二毡三油）0.35kN/m220mm厚1:3水泥砂浆找平0.02×20=0.4kN/m21:3水泥炉渣找坡（平均30mm厚）0.03×14=0.42kN/m251 宁波江北区某中学教学楼设计120mm厚现浇钢筋混凝土楼板0.15×25=3kN/m23mm厚纸筋灰抹平0.003×16=0.048kN/m210mm厚1:1:4混合砂浆分层抹平0.010×17=0.17kN/m22mm厚纸筋灰光面0.002×16=0.032kN/m2白色乳胶漆两度0.02kN/m2恒载合计6.07kN/m26.3一榀框架结构计算取5轴线作为一榀框架进行设计，结构计算简图如下：51 宁波江北区某中学教学楼设计图6-2结构计算简图根据PKPM软件的PK计算功能，计算出框架中⑤轴所受的衡载和活载值及其内力值如下。图6-3恒载图51 宁波江北区某中学教学楼设计图6-4活载图51 宁波江北区某中学教学楼设计图6-5恒载弯矩图（kN·m)51 宁波江北区某中学教学楼设计图6-6恒载轴力图(kN)51 宁波江北区某中学教学楼设计图6-7恒载剪力图(kN)51 宁波江北区某中学教学楼设计图6-8活载弯矩包络图（kN·m)51 宁波江北区某中学教学楼设计图6-9活载轴力包络图(kN)51 宁波江北区某中学教学楼设计图6-10活载剪力包络图（kN）51 宁波江北区某中学教学楼设计图6-11左风载弯矩图（kN·m)51 宁波江北区某中学教学楼设计图6-12右风载弯矩图（kN·m)51 宁波江北区某中学教学楼设计图6-13左地震弯矩图（kN·m)51 宁波江北区某中学教学楼设计图6-14右地震弯矩图（kN·m)51 宁波江北区某中学教学楼设计图6-15弯矩包络图（kN·m)51 宁波江北区某中学教学楼设计图6-16轴力包络图(kN)51 宁波江北区某中学教学楼设计图6-17剪力包络图（kN）51 宁波江北区某中学教学楼设计图6-18配筋包络图(mm2)51 宁波江北区某中学教学楼设计7楼梯设计7.1楼梯说明楼梯平面布置图如下，层高4.200m，踏步尺寸150mm´300mm。采用混凝土强度等级C25,钢筋采用HRB235和HRB335。楼梯上均布活荷载标准值q=2.5kN/m2。图7-1楼梯平面布置图7.2梯段板设计梯段板设计板倾斜度：tgα=150/300=0.5cosα=0.894确定板厚：楼梯板的厚度计算：h=（1/30~1/25)ln,ln=3900mm51 宁波江北区某中学教学楼设计设梯段板厚h=150mm，取1m宽板带计算（1）荷载计算荷载分项系数:γg=1.2γq=1.4梯段板的荷载如下表：表7-1荷载种类荷载标准值（kN/m)恒载10mm厚水泥砂浆面层三角形踏步混凝土斜板栏杆自重板底抹灰（0.30+0.15)×0.01×20/0.30=0.30.5×0.3×0.15×25/0.3=1.880.15×25/0.894=4.190.30.02×17/0.894=0.38小计7.05活载2.5基本组合的总荷载设计值：p=7.05×1.2+2.5×1.4=11.96kN/m（2）截面设计：板水平计算跨度l0=1.05ln=1.05×3900=4095mm弯矩设计值：M=1/8pl02=1/8×11.96×4.12=25.13kN·mh0=150-20=130mm25.13×106/(1.0×11.9×1000×1302)=0.125=0.3990.1340.134×1000´130×1.0×11.9/210=987.13mm2。0.45×1.27/210=2.7×10-3>0.0022.7×10-3×1000×150=405mm2<满足构造要求。51 宁波江北区某中学教学楼设计选用φ12@110,=1028mm2分布筋采用φ8@200，另在支座处配φ8@150,长度为850mm，详见施工图。7.3平台板设计荷载计算：设平台板厚h=120mm,取1m宽板带计算。平台板的荷载如下表：表7-2荷载种类荷载标准值（kN/m)恒载10mm厚水泥砂浆面层120mm厚混凝土楼板板底抹灰0.01×20=0.20.12×25＝30.02×20=0.40小计3.6活载2.5总荷载设计值：p=1.2×3.6+1.4×2.5=7.82kN/m截面设计：板的计算跨度l0=ln+h/2=1.800+0.12/2=1.86m弯矩设计值：M=1/8pL02=1/8×7.82×1.8602=3.38kN·mh0=120-20=100mm3.38×106/(1.0×11.9×1000×1002)=0.028=0.3990.0280.028×1000×100×1.0×11.9/210=158.7mm2。0.45×1.27/210=2.7×10-3>.0022.7×10-3×1000×120=324mm2>按构造要求配筋。51 宁波江北区某中学教学楼设计选用φ8@150，=335mm2，分布筋φ8@200，另在支座处配φ8@150，详见施工图。7.4平台梁设计荷载计算：设平台梁截面b=250mmh=400mm平台梁的荷载如下表：表7-4荷载种类荷载标准值（kN/m)恒载梁自重梁侧,梁底粉刷平台板传来梯段板传来0.25×(0.40-0.12)×25=1.40.02×(0.40-0.12)×2×17+0.25×0.02×17=0.2753.6×1.92/2=3.467.05×3.9/2=13.75小计18.88活载2.5×(3.9/2+1.8/2)=7.13总荷载设计值：p=1.2×18.88+1.4×7.13=32.64kN/m截面设计：梁的计算跨度：L0=1.05Ln=1.05×(3.6-0.24)=3.528m内力设计值：M=1/8pL02=1/8×32.64×3.5282=50.78kN·mV=1/2pLn=1/2×32.64×3.36=54.84kN截面按矩形梁计算：b=250mmh0=400-30=370mm50.78×106/(1.0×11.9×250×3702)=0.125=0.3990.13451 宁波江北区某中学教学楼设计0.134×250×370×1.0×11.9/300=491.7mm2。0.45×1.27/300=1.9×10-3<0.0022×10-3×250×400=200mm2<满足构造要求。选用2φ18，=509mm2；斜截面受剪承载力计算：0.7×1.27×250×370=82.2kN>V=54.84kN，按构造要求配箍，配筋见楼梯结构图。7.5楼梯构造柱各楼层或基础至相应休息平台，截面取250mm×300mm，按构造配筋，纵筋4Φ16；箍筋φ8@100/200。其余详见施工图。51 宁波江北区某中学教学楼设计8楼板设计板的设计以轴⑤与轴⑥之间的A、B跨楼面板，说明计算方法和过程，其他板的计算从略。8.1基本资料　1、房间编号：122、边界条件（左端/下端/右端/上端）：固定/固定/固定/固定/3、荷载：　永久荷载标准值：g＝3.95kN/M2　可变荷载标准值：q＝2.00kN/M2　计算跨度　Lx=4500mm　；计算跨度　Ly=6600mm　板厚　H=120mm；砼强度等级：C20；钢筋强度等级：HPB2354、计算方法：弹性算法。5、泊松比：μ＝1/5.6、考虑活荷载不利组合。8.2计算结果　Mx=(0.03297+0.01065/5)*(1.20*4.0+1.40*1.0)*4.5^2=4.36kN·M　考虑活载不利布置跨中X向应增加的弯矩：　Mxa=(0.07074+0.02869/5)*(1.4*1.0)*4.5^2=2.17kN·MMx=4.36+2.17=6.53kN·MAsx=322.50mm2，实配φ8@150(As＝335.mm2)ρmin＝0.236%，ρ＝0.279%　My=(0.01065+0.03297/5)*(1.20*4.0+1.40*1.0)*4.5^2=2.14kN·M　考虑活载不利布置跨中Y向应增加的弯矩：　Mya=(0.02869+0.07074/5)*(1.4*1.0)*4.5^2=1.21kN·MMy=2.14+1.21=3.36kN·MAsy=283.19mm2，实配φ8@150(As＝335.mm2)ρmin＝0.236%，ρ＝0.279%51 宁波江北区某中学教学楼设计　Mx'=0.07463*(1.20*4.0+1.40*2.0)*4.5^2=11.39kN·MAsx'=579.50mm2，实配φ12@180(As＝628.mm2,可能与邻跨有关系)ρmin＝0.236%，ρ＝0.503%　My'=0.05697*(1.20*4.0+1.40*2.0)*4.5^2=8.70kN·MAsy'=489.52mm2，实配φ10@180(As＝491.mm2,可能与邻跨有关系)ρmin＝0.236%，ρ＝0.409%8.3跨中挠度验算Mk--------按荷载效应的标准组合计算的弯矩值Mq--------按荷载效应的准永久组合计算的弯矩值(1)、挠度和裂缝验算参数：　Mk=(0.01065+0.03297/5)*(1.0*4.0+1.0*2.0)*4.5^2=2.08kN·M　Mq=(0.01065+0.03297/5)*(1.0*4.0+0.5*2.0)*4.5^2=1.73kN·MEs＝210000.N/mm2Ec＝25413.N/mm2Ftk＝1.54N/mm2Fy＝210.N/mm2(2)、在荷载效应的标准组合作用下，受弯构件的短期刚度Bs：①、裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ，按下列公式计算：　ψ＝1.1-0.65*ftk/(ρte*σsk)（混凝土规范式8.1.2－2）σsk＝Mk/(0.87*ho*As)（混凝土规范式8.1.3－3）σsk＝2.08/(0.87*101.*335.)=70.54N/mm矩形截面，Ate＝0.5*b*h＝0.5*1000*120.=60000.mm2ρte＝As/Ate（混凝土规范式8.1.2－4）ρte＝335./60000.=0.00559ψ＝1.1-0.65*1.54/(0.00559*70.54)=-1.444　当ψ＜0.2时，取ψ＝0.2②、钢筋弹性模量与混凝土模量的比值αE：51 宁波江北区某中学教学楼设计αE＝Es/Ec＝210000.0/25413.0=8.264③、受压翼缘面积与腹板有效面积的比值γf'：矩形截面，γf'＝0④、纵向受拉钢筋配筋率ρ＝As/b/ho＝335./1000/101.=0.00332⑤、钢筋混凝土受弯构件的Bs按公式（混凝土规范式8.2.3－1）计算:Bs=Es*As*ho^2/[1.15ψ+0.2+6*αE*ρ/(1+3.5γf')]Bs＝210000.*335.*101.^2/[1.15*0.200+0.2+6*8.264*0.00332/(1+3.5*0.00)]=1207.50kN·M(3)、考虑荷载长期效应组合对挠度影响增大影响系数θ：按混凝土规范第8.2.5条，当ρ'＝0时，θ＝2.0(4)、受弯构件的长期刚度B，可按下列公式计算：B＝Mk/[Mq*(θ-1)+Mk]*Bs（混凝土规范式8.2.2）B＝2.08/[1.73*(2-1)+2.08]*1207.50=659.140kN·M(5)、挠度f＝κ*Qk*L^4/Bf＝0.00216*5.9*4.5^4/659.140=7.985mmf/L＝7.985/4500.=1/564.，满足规范要求！8.4裂缝宽度验算①、X方向板带跨中裂缝：裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ，按下列公式计算：　ψ＝1.1-0.65*ftk/(ρte*σsk)（混凝土规范式8.1.2－2）σsk＝Mk/(0.87*ho*As)（混凝土规范式8.1.3－3）σsk＝4.23*10^6/(0.87*101.*335.)=143.63N/mm矩形截面，Ate＝0.5*b*h＝0.5*1000*120.=60000.mm2ρte＝As/Ate（混凝土规范式8.1.2－4）ρte＝335./60000.=0.006　当ρte＜0.01时，取ρte＝0.01ψ＝1.1-0.65*1.54/(0.01*143.63)=0.402　ωmax＝αcr*ψ*σsk/Es*(1.9c+0.08*Deq/ρte)（混凝土规范式8.1.2－1）　ωmax＝2.1*0.402*143.6/210000.*(1.9*20.+0.08*11.43/0.01000)=0.075，满足规51 宁波江北区某中学教学楼设计范要求！②、Y方向板带跨中裂缝：裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ，按下列公式计算：　ψ＝1.1-0.65*ftk/(ρte*σsk)（混凝土规范式8.1.2－2）σsk＝Mk/(0.87*ho*As)（混凝土规范式8.1.3－3）σsk＝2.08*10^6/(0.87*93.*335.)=76.61N/mm矩形截面，Ate＝0.5*b*h＝0.5*1000*120.=60000.mm2ρte＝As/Ate（混凝土规范式8.1.2－4）ρte＝335./60000.=0.006　当ρte＜0.01时，取ρte＝0.01ψ＝1.1-0.65*1.54/(0.01*76.61)=-0.208　当ψ＜0.2时，取ψ＝0.2　ωmax＝αcr*ψ*σsk/Es*(1.9c+0.08*Deq/ρte)（混凝土规范式8.1.2－1）　ωmax＝2.1*0.200*76.6/210000.*(1.9*20.+0.08*11.43/0.01000)=0.020，满足规范要求！③、左端支座跨中裂缝：裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ，按下列公式计算：　ψ＝1.1-0.65*ftk/(ρte*σsk)（混凝土规范式8.1.2－2）σsk＝Mk/(0.87*ho*As)（混凝土规范式8.1.3－3）σsk＝8.99*10^6/(0.87*99.*628.)=166.15N/mm矩形截面，Ate＝0.5*b*h＝0.5*1000*120.=60000.mm2ρte＝As/Ate（混凝土规范式8.1.2－4）ρte＝628./60000.=0.010ψ＝1.1-0.65*1.54/(0.01*166.15)=0.524　ωmax＝αcr*ψ*σsk/Es*(1.9c+0.08*Deq/ρte)（混凝土规范式8.1.2－1）　ωmax＝2.1*0.524*166.2/210000.*(1.9*20.+0.08*17.14/0.01047)=0.147，满足规范要求！51 宁波江北区某中学教学楼设计④、下端支座跨中裂缝：　裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ，按下列公式计算：　ψ＝1.1-0.65*ftk/(ρte*σsk)（混凝土规范式8.1.2－2）σsk＝Mk/(0.87*ho*As)（混凝土规范式8.1.3－3）σsk＝6.86*10^6/(0.87*100.*436.)=180.83N/mm矩形截面，Ate＝0.5*b*h＝0.5*1000*120.=60000.mm2ρte＝As/Ate（混凝土规范式8.1.2－4）ρte＝436./60000.=0.007　当ρte＜0.01时，取ρte＝0.01ψ＝1.1-0.65*1.54/(0.01*180.83)=0.546　ωmax＝αcr*ψ*σsk/Es*(1.9c+0.08*Deq/ρte)（混凝土规范式8.1.2－1）　ωmax＝2.1*0.546*180.8/210000.*(1.9*20.+0.08*14.29/0.01000)=0.150，满足规范要求！⑤、右端支座跨中裂缝：裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ，按下列公式计算：　ψ＝1.1-0.65*ftk/(ρte*σsk)（混凝土规范式8.1.2－2）σsk＝Mk/(0.87*ho*As)（混凝土规范式8.1.3－3）σsk＝8.99*10^6/(0.87*99.*628.)=166.15N/mm矩形截面，Ate＝0.5*b*h＝0.5*1000*120.=60000.mm2ρte＝As/Ate（混凝土规范式8.1.2－4）ρte＝628./60000.=0.010ψ＝1.1-0.65*1.54/(0.01*166.15)=0.524　ωmax＝αcr*ψ*σsk/Es*(1.9c+0.08*Deq/ρte)（混凝土规范式8.1.2－1）　ωmax＝2.1*0.524*166.2/210000.*(1.9*20.+0.08*17.14/0.01047)=0.147，满足规范要求！⑥、上端支座跨中裂缝：裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ，按下列公式计算：　ψ＝1.1-0.65*ftk/(ρte*σsk)（混凝土规范式8.1.2－2）51 宁波江北区某中学教学楼设计σsk＝Mk/(0.87*ho*As)（混凝土规范式8.1.3－3）σsk＝6.86*10^6/(0.87*100.*436.)=180.83N/mm矩形截面，Ate＝0.5*b*h＝0.5*1000*120.=60000.mm2ρte＝As/Ate（混凝土规范式8.1.2－4）ρte＝436./60000.=0.007　当ρte＜0.01时，取ρte＝0.01ψ＝1.1-0.65*1.54/(0.01*180.83)=0.546　ωmax＝αcr*ψ*σsk/Es*(1.9c+0.08*Deq/ρte)（混凝土规范式8.1.2－1）　ωmax＝2.1*0.546*180.8/210000.*(1.9*20.+0.08*14.29/0.01000)=0.150，满足规范要求！51 宁波江北区某中学教学楼设计9基础设计9.1地质条件表9-1土层土名及描述平均层厚（m）重度(kN/m3)极限侧阻力特征值（kpa）极限端阻力特征值（kpa）1杂填土0.57///2粘土1.8019.012/3淤泥质粉质粘土2.5417.66/4淤泥质粉质粘土5.6717.67/5-1粘土7.4718.5206505-2粉质粘土2.7318.5123505-3a粉质粘土3.9418.6235505-3b粉质粘土2.7618.51510005-3c粉土4.7118.72612506-1粉质粘土3.9018.4124506-2粘土5.3018.72810009.2桩选型根据图集03SG409，采用PTC预应力混凝土管桩，桩型号为：PTC-400(60)，选5-3b粉质粘土层为持力层，初定桩长21m。9.3确定单桩承载力设计值单桩竖向承载力设计值：=583.5kN9.4初选桩的根数选轴A与轴4交处柱下基础为例进行设计，已知：F=1153.9kNH=0.9kNM=163.5kN·m则桩的数n>(10244/583.5)=1.91根，暂取2根。51 宁波江北区某中学教学楼设计9.5初选承台尺寸桩距承台边缘至桩中心距则承台尺寸为800mm×2000mm暂取承台埋深为1.35m，承台高度h为0.8m，桩顶伸入承台50mm，钢筋保护层取70mm，则承台有效高度为：。承台尺寸图如下：图9-1承台尺寸9.6计算桩顶荷载设计值取承台及其上土的平均重度，桩顶平均竖向力设计值：（1153.9+200.82.01.5）/2=601kN符合要求。51 宁波江北区某中学教学楼设计9.7承台受冲切承载力验算计算公式：《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2002）自柱边到最近桩边的水平距离：=0.20m最不利一侧冲切面计算长度：=0.80m作用于最不利冲切面以外冲切力设计值：承台有效高度：=800-70=730mm冲跨比：=/=0.20/0.73=0.274冲切系数：=0.84/(＋0.2)=0.84/(0.274＋0.2)=1.772=1.772×0.80×1.00×1270.00×0.73=1314.26KN>Fl=1153kN,满足要求。9.8承台受剪承载力验算计算公式：《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2002）(1)垂直X方向截面的抗剪计算X方向上自柱边到计算一排桩的桩边的水平距离：=0.2m计算截面处承台宽度：b=0.80m斜截面上最大剪力设计值：=576.5kN计算截面的剪跨比：＝/=0.2/0.73=0.274剪切系数：β=1.75/(＋1.0)=1.75/(0.274＋1.0)=1.374承台计算截面的计算宽度：==0.80m51 宁波江北区某中学教学楼设计=1.00×1.374×1270.00×0.80×0.73=1019.07>=576.5,满足要求。9.9承台受弯计算计算公式：《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2002）Mx＝∑Ni·yi垂直X轴方向计算截面处弯矩计算：Mx＝∑Ni·yi=2×577×0.4=461.6kN·m选用8Φ20，As=2513mm29.10基础梁配筋计算采用如下计算模型：图9-2基础梁计算模型9.9.1基础梁承受荷载第一层墙体采用多孔砖，容重19kK/m3，墙厚240mm，统一对一层梁高采用600mm，则墙高为5.2-0.6＝4.6m，墙两边各一道20mm厚抹面砂浆，所以墙的总面荷载为19×0.24＋2×17×0.02＝5.24kN/m2，线荷载为5.24×4.6=24.11kN/m。基础梁先估算采用400×600截面，线荷载为0.4×0.6×25＝6kN/m。则q＝24.11+6＝30.11kN/m（一层墙荷载+基梁自重）。采用C25混凝土，fc＝11.9N/mm2，HRB335钢筋，。9.9.2基础梁截面尺寸梁宽取400mm，梁高取1/12承台中心距。51 宁波江北区某中学教学楼设计取最长跨基础梁为计算对象，即中心距为6600mm的基础梁，根据其计算结果统一配筋。对于中心距为6600mm的基础梁，取梁高600mm，定义为JL。9.9.3JL配筋取as=30mm，0.2%400570=456mm20.12530.116.6002=163.9kN·m163.9106/(1.011.94005702)=0.1060.1120.1124005701.011.9/300=1012.9mm2实配3Φ22，=1140mm2>按照构造要求配箍筋，φ8@200。配筋详见施工图。51 宁波江北区某中学教学楼设计参考文献[1]腾智明，朱金铨.混凝土结构及砌体结构[M]．北京：中国建筑工业出版社，2003:66~28.[2]罗福午.混凝土结构及砌体结构[M]．北京：中国建筑工业出版社,2003:153~162.[3]03G101-1～4,混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图[S].[4]同济大学.房屋建筑学[M]．北京：中国建筑工业出版社，2006:172~233.[5]GB50009-2001，建筑结构荷载规范[S].[6]GB／T50001-2001，房屋建筑制图统一标准[S].[7]GBT5-104-2001，建筑制图标准[S].[8]GB50010-2002,混凝土结构设计规范[S].[9]GB50007-2002,建筑地基基础设计规范[S].[10]GB50011-2001,建筑抗震设计规范[S].[11]GB50096—1999,住宅设计规范[S].[12]GB50352—2005,民用建筑设计通则[S].[13]GBJl6—89)2001修订本-2001,建筑设计防火规范[S].[14]Chau-PingYang．EstimatingcementtakeandgroutefficiencyonfoundationimprovementforLi-Yu-Tandam[J].JournalofStructuralEngineering, 2004,22(2):66-74.[15]R.Santhakumar,E.Chandrasekaran．AnalysisofRetrofittedReinforcedConcreteShearBeamsusingCarbonFiberComposites[J].JournalofStructural,Engineering,2005,18(3):46-54.51