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第一部分 工程概况

本工程为辽宁沈阳广播电视学院图书馆结构设计。图书馆共5层，底层为大厅，2-5层为书库和阅览室，其中顶层有一大报告厅。室外地面到主屋面建筑高度20.95m。室内设计标高0.000，室内外高差450mm。拟采用钢筋混凝土全现浇框架结构，预制桩基础。本工程各层层高均为3.9m。

结构设计使用年限50年，建筑主体结构的安全等级为二级，抗震设防类别为丙类，抗震设防基本烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g，设计地震分组为第二组，建筑场地类别为III类，框架结构抗震等级为三级。地基基础的设计等级为丙级。

1.1建筑做法

1.1.1设计标高

室内设计标高0.000，室内外高差450mm。

1.1.2墙体

外墙为370mm普通粘土空心砖MU5，内墙为240mm普通粘土空心砖MU5，楼梯间墙为370mm空心砖MU5。砌筑砂浆等级为M5。

1.1.3楼面

楼面做法：

大理石板

15mm水泥砂浆找平层

120mm厚钢筋混凝土板

20mm厚石灰沙浆抹灰

刮大白二遍

1.1.4屋面

屋面( 不上人屋面)做法：

SBS型改性防水卷材

冷底子油一道

30mm厚1:3水泥砂浆找平层

煤渣找坡层2%（最薄处15mm厚）平均厚度81mm

20mm厚1:3水泥砂浆找平层

80mm厚苯板保温层

20mm厚1:3水泥砂浆找平层

120mm厚钢筋混凝土板

20mm厚混合砂浆板下抹灰

刮大白二遍

1.1.5门窗

采用塑钢窗，外门窗采用采用low-e玻璃。

1.2地质资料

建筑场地的地下水属地面潜水，水与土对混凝土无侵蚀性。

1.3材料

混凝土：

框架柱C30，框架梁及楼板：C30；

钢筋：

梁板柱基础纵筋：HRB400，箍筋：HRB400。

1.4设计荷载

基本风压=0.55kN/m²，基本雪压=0.50kN/m²，地面粗糙度为C类。

上人屋面活荷载标准值2.0kN/m²，阅览室、会议室、办公室楼面活荷载标准值2.0kN/m²，一般资料档案室2.5kN/m²，书库、档案库、贮藏室楼面活荷载标准值5.0kN/m²，密集柜书库12.0kN/m²，走廊活荷载标准值3.5kN/m²，公共楼梯活荷载标准值为3.5 kN/m²，卫生间活荷载标准值2.5kN/m²。

第二部分 结构选型与布置

2.1结构体系

本工程结构布置采用纵向框架承重方案，现浇整体式钢筋混凝土楼板。标准层结构平面布置图见图2.1，顶层结构平面布置见图2.2。

图2.1标准层结构平面布置图

图2.2顶层结构平面布置图

2.2截面尺寸

2.2.1板厚度估算

本工程中，楼面板和屋面板均可按双向板设计。板厚度由下式确定：板的最大跨度为3900mm，双向板h≥l/40=3900/40=97.5mm，且框架结构双向板厚度h≥80mm，屋面板厚度h≥60mm，考虑到房屋以后暖通布线置管施工方便性，取板厚为120mm。

2.2.2梁截面尺寸估算

纵横向框架梁：h=(1/12～1/8)l=(1/12～1/8)×7500=625～937.5mm，取h=800mm，b=(1/3～1/2)h=(1/3～1/2)×800=266.67mm～400mm，取b=400mm；

横向次梁：h=(1/18～1/12)l=(1/18～1/12)×6600=366.67～550mm，由于图书馆楼面均布活荷载较大，取h=600mm，b=(1/3～1/2)h=(1/3～1/2)×600=200mm～300mm，取b=300mm；

卫生间次梁：跨度较小，尺寸取200mm×400mm；

五层大报告厅，采用双向梁系：框架梁尺寸确定参照其他框架梁，h=(1/12～1/8)l=(1/12～1/8)×13200=1100～1650mm，考虑到报告厅的使用要求和美观要求，取梁高h=950mm，梁宽b=(1/3～1/2)h=(1/3～1/2)×950=316.67mm～475mm，取b=400mm；井字梁截面尺寸参照横向次梁尺寸，取300mm×600mm。

2.2.3柱截面尺寸估算

本工程为7度抗震设防，建筑高度lt;24m，框架的抗震等级为三级，查抗震规范得，柱的轴压比应小于轴压比限值为0.85，根据经验楼面永久荷载标准值为12kN/m²，上人屋面活荷载标准值2.0kN/m²，可变荷载标准值房间为5kN/m²，走道为3.5kN/m²，楼梯为3.5kN/m²。取底层中柱估算柱尺寸，按轴心受压公式≤[轴压比限值]计算:

底层中柱轴力N=6.6×7.5×[（12 5）×4 （12 2）]=4059kN，

C30混凝土=14.3N/mm²，

，

假设b=h，则，

考虑到图书馆楼面均布活荷载较大，柱尺寸取600mm×650mm。

第三部分 荷载标准值计算

3.1 竖向荷载计算

3.1.1 永久荷载计算

3.1.1.1 屋面恒载

屋面做法根据建筑施工图：

刚性层：40mm厚C20细石混凝土配4@150 0.04×25 =1.0kN/m²

找平层：30mm厚1:3水泥砂浆找平层 0.03×20=0.6kN/m²

隔离层：10厚1:3石灰砂浆 0.01×20=0.2kN/m²

找平层：20mm厚1：3水泥砂浆 0.02×20=0.4 kN/m²

保温层：80mm厚苯板保温层 0.08×0.5=0.04kN/m²

找平层：20厚1:3水泥砂浆 0.02×20=0.4kN/m²

煤渣找坡层2%（最薄处15mm厚）平均厚度81mm 0.08×10=0.8kN/m²

SBS型改性沥青防水卷材，厚4 0.08kN/m²

结构层：120mm混凝土现浇板 0.12×25=3.0 kN/m²

抹灰层：20mm厚混合砂浆 0.02×17=0.34 kN/m²

Σ= 6.86 kN/m²

3.1.1.2 楼面恒载

楼面做法根据依据建筑施工图：

A.一般楼面荷载：

面层：20mm厚大理石板 0.02×28=0.56kN/m²

找平层：15mm厚1：3水泥砂浆 0.015×20=0.3 kN/m²

结构层：120mm厚钢筋混凝土现浇板 0.12×25=3.0 kN/m²

抹灰层：20mm厚石灰砂浆抹灰 0.02×17=0.34 kN/m²

Σ=4.20kN/m²

B.卫生间楼面荷载

20厚1：2.5水泥砂浆抹面 0.02×20=0.40 kN/m²

20厚细石混凝土保护层 0.02×24=0.48 kN/m²

10厚聚合物水泥砂浆找平 0.01×20=0.20kN/m²

20厚（最薄处）1：3水泥砂浆找坡 0.03×20=0.60 kN/m²

120厚现浇钢筋混凝土楼板 0.12×25=3 kN/m²

吊顶、管道 0.12×25=3 kN/m²

Σ= 5.08 kN/m²

3.1.1.3 梁自重

框架梁（400×800）：（包含两侧20mm混合砂浆粉刷）

0.4×（0.8-0.12）×25 2×17×0.02×（0.8-0.12）=7.26kN/m.

次梁（300×600）：（包含两侧20mm混合砂浆粉刷）

0.3×（0.6-0.12）×25 2×17×0.02×（0.6-0.12）=3.93kN/m.

卫生间次梁（200×400）：（包含两侧20mm混合砂浆粉刷）

0.2×（0.4-0.12）×25 2×17×0.02×（0.4-0.12）=1.59kN/m.

顶层框架梁（400×950）：（包含两侧20mm混合砂浆粉刷）

0.4×（0.95-0.12）×25 2×17×0.02×（0.95-0.12）=8.86kN/m.

3.1.1.4 柱自重

柱子（650×600）：（包含两侧20mm混合砂浆粉刷）

0.65×0.60×25 2×17×0.02×（0.65 0.60）=10.6kN/m.

3.1.1.5 墙自重

A.370厚粘土空心砖外墙

双面20mm厚抹灰（外墙有结构层和保温层） 2×0.02×20 0.5=1.3kN/m²

370mm厚外墙（含钢筋混凝土构造柱、腰带、灰缝等折算重量） 4.0kN/m²

Σ= 5.30kN/m²

B.240厚粘土空心砖内墙

10厚1:0.3:3水泥石灰膏砂浆粉面 0.01×17 ×2=0.34kN/m²

15厚1:1：6水泥石灰膏砂浆打底 0.015×17 ×2=0.52kN/m²

240厚粘土空心砖墙体自重 0.24×10=2.4kN/m²

Σ=3.26 kN/ m²

3.1.2 可变荷载计算

3.1.2.1 屋面活载

查荷载规范得：上人屋面活载标准值为：2.0 kN/m²，组合值系数0.7。

3.1.2.2 楼面活载

查荷载规范得：（1）阅览室、会议室、办公室楼面活载标准值为：2.0 kN/m²，

（2）书库、档案库楼面活荷载标准值：5.0kN/m²，

（3）卫生间楼面活载标准值为：2.5 kN/m²，

（4）走廊、门厅活载标准值为：3.5 kN/m²，

（5）消防楼梯活载标准值为：3.5 kN/m²，

除（2）外，组合系数均为0.7。

3.1.2.3雪荷载

查荷载规范得：沈阳地区基本雪压S₀=0.50kN/m² ,故屋面雪荷载标准值：S_k=μrS₀=1.0×0.50kN/m²=0.50 kN/m²，其中r为屋面积雪分布系数，坡屋面角度小于25°，取1.0；

屋面雪荷载与屋面活载不同时考虑，两者中取大值，故取屋面的活荷载标准值=2 kN/m²。

3.2 水平荷载计算

3.2.1 风荷载计算

框架结构的水平风荷载简化为作用在楼层位置的集中荷载。

风荷载的计算公式为： ，ω₀＝0.55kN/m² 。

楼层位置的集中风荷载为： (B为单元宽度，h为上下楼层层高的平均值)；计算高度从室外地面算起。

因结构高度H=20.5m＜30m，故取βz=1.0；对于矩形截面，μ_s=1.3。本建筑物所在的地面粗糙度为有密集建筑群的大城市市区，故属C类。女儿墙高1m。 横向一榀框架的风荷载计算结果见表3-1。

表3-1 风荷载计算

故横向一榀框架的风荷载分布图如图3.1。

图3.1 横向框架风荷载（kN）

3.2.2 地震作用计算

地震作用计算详见本文5.5地震作用下的内力计算部分，此处不再赘述。

第四部分 楼盖设计

4.1楼面板设计

4.1.1楼面板设计资料

钢筋混凝土现浇板结构层厚120mm，楼面恒载标准值4.2kN/m²，楼面活载标准值：阅览室、会议室、办公室2.0 kN/m²， 书库、档案库5.0kN/m²，卫生间8.0 kN/m²，走廊、门厅3.5 kN/m²，楼梯活载标准值为：3.5 kN/m²。

材料：混凝土强度等级为C30；梁内纵筋箍筋分布筋均为HRB400。

4.1.2楼面板计算简图

取标准层楼盖进行楼盖设计。由于第四层楼盖所有板格所受荷载均不超过标准层对应板格所受荷载，第四层楼盖也可按标准层楼盖设计。根据不同的支承、尺寸情况下，划分如下图所示不同区隔板。由图可见，所有板格长短边之比均小于3，故均可按双向板设计。边跨板由于梁的约束作用较弱，支座假定为铰支座；内支座根据计算方法酌情处理。按弹性理论设计时，因板在支座处与支承构件整浇，边跨及中间各跨应取支承中心线之间的距离，此处简化计算，近似取轴线之间的距离。

图4.1标准层楼板计算简图

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