3結構設計說明
3.1項目概述
中學教學樓設計要求建築面積約2000 - 4000m2，3-4層。經過多次論證，初步確定為四層結構，鋼筋混凝土框架結構。
3.2設計的主要依據和數據
3.2.1設計基礎
a)中國和江蘇省現行的相關結構設計規範、規程和規則。
b)本項目的各種批文及甲方單位的要求。
c)本工程活荷載值應嚴格按照《建築結構荷載規範》(GB50009-2001)取值。
設計數據
1房屋建築學武漢理工大學出版社
2混凝土結構(上、下)武漢理工大學出版社
3基礎工程同濟大學出版社
4建築結構設計東南大學出版社
5結構力學人民教育出版社
6基金會與基礎武漢理工大學出版社
7工程結構抗震中國建築工業出版社
8建築結構設計簡明手冊中國建築工業出版社
9土木工程畢業設計指導科學出版社
10鋼筋混凝土結構實用手冊中國建築工業出版社
11建築制圖統壹標準(BG50001-2001)中國建築工業出版社
12建築結構制圖標準(BG50105-2001)中國建築工業出版社
13建築設計防火規範(GBJ 16-87)中國建築工業出版社
14民用建築設計規範(GBJI0I8-7)中國建築工業出版社
15綜合醫院建築設計規範(JGJ49-88)中國建築工業出版社
16建築樓梯模數協調標準(GBJI0I-87)中國建築工業出版社
17建築結構荷載規範(GB5009-2001)中國建築工業出版社
18建築結構可靠性設計統壹標準(GB50068-2001)中國建築工業出版社
《混凝土結構設計規範》(GB50010—2002)中國建築工業出版社
20《地基與基礎設計規範》(GB5007-2002)中國建築工業出版社
21建築抗震設計規範(GB50011—2001)中國建築工業出版社
22砌體結構中國建築工業出版社
23簡明砌體結構設計與施工資料集成中國電力出版社
24土木工程畢業設計指南中國水利水電出版社
25土木工程制圖與AutoCAD科學出版社
26簡明砌體結構設計手冊機械工業出版社
27砌體結構設計手冊中國建築工業出版社
《砌體結構設計規範》(GB50010—2002)中國建築工業出版社
本工程采用框架結構體系，抗震等級為四級。本工程耐火等級為二級，其建築構件的耐火極限和燃燒性能按《民用建築設計規範》(GBJI0I8-7)執行。
除標高以米計外，所有圖紙尺寸均以毫米計。本工程結構圖中標註的標高均為結構標高。
3.3結構設計方案及布置
鋼筋混凝土框架結構是由梁、柱通過節點連接而成，承受豎向和水平荷載的結構體系。這堵墻只起封閉和隔斷的作用。框架結構具有建築布局靈活、室內空間大等優點，廣泛應用於電子、輕工、食品、化工等多層廠房和住宅、辦公、商業、酒店等民用建築。因此，本次設計的集中學習教學樓采用鋼筋混凝土框架結構。
根據結構布置的不同，框架結構可分為橫向支承、縱向支承和縱向支承三種布置。
本次設計教學樓采用橫向承重方案，豎向荷載主要由橫向框架承擔。預制樓板時，應沿橫向布置。現澆樓板時，壹般需要設置次梁，將荷載傳遞給橫向框架。橫向框架還承受橫向水平風荷載和地震荷載。在房屋的縱向方向上布置連接梁以與橫向框架連接。這些連接梁、柱實際上形成了壹個縱向框架，承受著平行於房屋縱向的水平風荷載和地震荷載。
3.4變形縫的設置
在結構總平面布置中，為減少基礎沈降、溫度變化和復雜形狀對結構的不利影響，可設置沈降縫、伸縮縫和抗震縫，將結構分成若幹獨立的單元。
當建築物既需要沈降縫又需要伸縮縫時，沈降縫也可作為伸縮縫，兩縫可縫合設置。有抗震設防要求的建築，沈降縫和伸縮縫要滿足抗震縫的要求，做到三縫合壹是可能的。
3.5組件的初步估計
3.5.1柱截面尺寸的確定
柱截面高度可取，h為層高；柱截面的寬度可以取為。選擇的柱截面尺寸為500 mm×500mm。
3.5.2光束尺寸確定
框架梁截面高度為梁跨的l/8~l/12。工程框架為縱橫承重，根據梁跨可初步確定框架梁為300mm×600mm。
地板厚度
樓板為現澆雙向板，根據經驗厚度為130mm。
3.6基本假設和計算框圖
3.6.1基本假設
第壹:平面結構假設:工程平面是正交的，可以認為各方向的水平力只由該方向的抗側力結構承受，垂直於該方向的抗側力結構不受力。
第二，由於結構形狀規則，布局對稱，結構在水平荷載下不受扭轉影響。
計算圖
在側向水平力作用下，連梁對墻體產生約束彎矩，故結構簡化為剛接計算體系，計算簡圖如下。
3.7負載計算
作用在框架結構上的荷載通常是恒載和活載。恒載包括結構自重、結構表面的粉灰重量、土壓力、預應力等。活荷載包括地板和屋頂活荷載、風荷載、雪荷載和安裝荷載。
高層建築的水平力是控制荷載，包括地震和風。地震作用的計算方法按《建築結構抗震設計規範》執行。對於高度小於40m，質量和剛度沿高度均勻分布的結構，可采用底部剪力法。
豎向荷載主要是結構自重(恒載)和使用荷載(活載)。結構自重可由構件截面尺寸直接計算，建築材料單位容重按荷載規範取。使用荷載(活荷載)根據荷載規範取值，樓面活荷載折減系數根據荷載規範取值。
3.8橫向位移的計算和控制
框架結構的側向位移是由梁柱構件的彎曲變形和柱的軸向變形引起的。在層數較少的框架中，由柱的軸向變形引起的側向位移很小，可以忽略不計。在近似計算中，壹般只需計算構件彎曲引起的變形。
采用壹般裝修標準時，層間位移與層高之比和頂點位移與總高之比分別為1: 650和1: 700。
框架結構在正常使用條件下的變形驗算要求各層的層間位移值與本層高度之比不超過1/550的限值。
3.9內力計算和組合
3.9.1豎向荷載下內力計算
豎向荷載作用下的內力計算，首先根據樓層的結構平面布置，將豎向荷載傳遞到各個框架上。用分層法計算框架結構在豎向荷載作用下的內力，然後疊加各開口單元的內力。考慮塑性內力重分布對連梁進行調幅，按兩端固定進行計算。
3.9.2水平荷載下的計算
用D值法計算水平荷載作用下框架的層間水平力，然後按框架各柱的剛度比分配作用在各層上的水平力，計算各柱的剪力，再計算柱端彎矩，用節點平衡計算梁端彎矩。
內力組合
第壹:荷載組合。荷載組合簡化如下:
(1)恒載+活載，(2)恒載+風荷載，(3)恒載+活載+風荷載，(4)恒載+地震荷載+活載。
第二:控制截面和不利內力。壹般框架梁、柱應組合的層是最上面兩層，最下面壹層，混凝土強度和截面尺寸發生變化的層和體系抗彎點所在的層。
框架梁的控制截面和不利內力為:承重截面，-Mmax，Vmax，跨中截面，Mmax。
框架柱的控制截面為每層的上下截面，各截面的組合為Mmax和對應的n，v，Nmax和對應的m，v，Nmin和對應的m，v。
3.10基礎設計
在荷載作用下，建築物的地基、基礎和上部結構是相互聯系、相互制約的。根據地質資料，設計中應綜合考慮地基-基礎-上部結構的相互作用和施工條件，通過經濟條件的比較，選擇安全可靠、經濟合理、技術先進、施工簡單的方案。根據上部結構、工程地質、施工等因素，優選整體性好的獨立基礎。
3.11建築材料
壹、本工程使用的鋼筋箍筋為壹級鋼，fy=210N/m㎡，主筋為二級鋼。
fy = 300N牛/米㎡.
第二:柱梁鋼筋混凝土保護層35mm，板15mm。
第三，鋼筋的錨固和搭接應按國家現行標準進行。
第四，本工程混凝土強度等級均為C30。
第五:墻體外墻及疏散樓梯間采用240厚蒸壓灰砂磚。
六、當門窗寬度≤1000mm時，應采用鋼筋磚過梁，兩端伸入支座內370°並彎直；當門窗寬度≥1000mm時，設置鋼筋混凝土過梁。
3.12施工要求和其他設計說明
第壹:本工程上層樓板設計沒有考慮施工荷載大(均布)。當外荷載達到3.0Kn/m時，應采取可靠措施加以保護。
第二:本工程女兒墻壓頂圈梁240mm×120mm，內設4φ8。φ6 @ 250，構造柱240mm×240mm，帶4個φ10，φ6 @ 250，間距不大於2000mm。
第三；施工縫接縫應小心處理。混凝土澆築前，必須清除雜物，沖洗並濕潤。刷2度純水泥漿後，用高壹點的水泥灰縫再澆混凝土。
第四:未詳細規定的，按照相關規範執行。