第四篇结构设计1.工程概况＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿项目，位于＿＿＿＿省＿＿＿＿＿市＿＿＿＿＿区＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，本工程±0.000标高相当于测量图绝对标高＿＿＿＿＿＿＿＿＿m。

原教学楼现浇混凝土框架结构，建筑占地面积约＿＿＿＿，于＿＿＿＿年左右建成并投入使用，现应使用要求，拟在原有基础上加建一层（局部加三层）框架结构，功能为学生教室、教师办公室等，加建后建筑总高度为＿＿＿＿＿＿＿米。

根据原结构施工图、检测评估报告、加固补强设计报告，经过加固补强后的基础、主要受力构件承载力基本满足上部结构（含加建）正常使用要求，新旧混凝土受力结构间采用植筋连结。

2.设计依据、技术要求2.1 本工程依据的国家、省、市规、规程《工程结构可靠性设计统一标准》（GB50153-2008）《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068-2001）《建筑结构设计术语和符号标准》（GB/T 50083-97）《建筑结构荷载规》（GB50009-2012）《混凝土结构设计规》（GB50010-2010）《建筑工程抗震设防分类标准》（GB50223-2008）《建筑抗震设计规》（GB50011-2010）《建筑地基基础设计规》（GB50007-2011）《建筑地基处理技术规》（JGJ79-2012）《砌体结构设计规》（GB 5003-2011）《建筑设计防火规》（GB50016-2006）《混凝土结构耐久性设计规》（GB/T 50476-2008）《墙体材料应用统一技术规》（GB50574-2010）省标准《建筑地基基础设计规》（DBJ 15-31-2003）省标准《建筑地基基础检测规》（DBJ 15-60-2008）2.2 自然条件和设计技术要求1、建筑结构的安全等级为二级，重要性系数γ0=1.0；2、加建设计使用年限为30年；3、重现期50年的的基本风压值ω0= 0.5kN/m2；4、建筑设防类别为乙类，抗震设防烈度为7度（0.10g），抗震措施按8度设防考虑；5、混凝土环境类别为一类，裂缝控制等级为三级，最大裂缝宽度限值为0.3mm；6、受弯构件的挠度限值符合现行《混凝土结构设计规》GB50010-2010第3.4.3条要求。

7、防水砼等级为P6级，具体要求详本说明6.1.2条。

2.3 设计依据的其它相关技术文件1、项目可研报告或发改、规划、建设、民防等部门的批复文件；2、原教学楼建筑结构检测评估报告；3、原教学楼建筑结构加固补强报告；4、原教学楼建筑结构施工图。

3.场地工程地质和水文地质3.1 地基稳定性评价及基础设计建议采用原有基础，根据原教学楼建筑结构检测评估报告测定，基础设计承载力基本满足上部结构（含加建）正常使用要求。

4.设计荷载及作用4.1 楼、屋面荷载4.1.1 楼、屋面附加恒荷载和活荷载标准值楼、屋面荷载按照《建筑结构荷载规》GB50009-2012取值，各部分的荷载取值详表4.1.1所示（楼板自重由程序自动计算）：表4.1.1 楼、屋面附加恒荷载和活荷载标准值4.1.2外墙和隔墙荷载标准值（恒荷载）本工程外墙采用粘土空心砖，自重按14kN/m3，隔墙采用加气砼砌块,自重按6kN/m3，荷载取值如下：表4.1.2 砌体材料自重标准值砌体类型墙厚(mm)外墙kN/m2(抹灰+瓷片）隔墙kN/m2(双面抹灰)隔墙kN/m2(双面瓷片)备注粘土空心砖190 3.6加气砼砌块190 2.0 2.14.1.3 其他特殊楼面标准值（根据荷载类型判断为恒、活荷载）1、屋面消防水箱：自重180kN，水重90kN；2、（若有）积灰荷载、施工、检修荷载及栏杆水平荷载详现行规。

4.2 风荷载本项目各计算工况下的基本风压及计算参数取值如下：1、承载力计算时，风荷载按照50年重现期的风压值采用，其基本风压为ω＝0.5kN/m2；2、位移计算时，风荷载按照50年重现期的风压值采用，其基本风压为ω＝0.5kN/m2；3、建筑物所在区域地面粗糙度类别C类，风载体型系数取μs＝1.3，风振系数β和风压高度变化系数μz按现行《建筑结构荷载规》及相关规程要求取值。

4.3 地震作用根据《建筑抗震设防分类标准》、《省地震烈度区划图》，本项目场地地震基本烈度7度区，抗震设防烈度为7度(0.10g)，抗震设防类别为乙类，抗震措施按8度设防考虑。

1、设计基本地震加速度值为0.10g，水平地震影响系数最大值αmax＝0.08，场地类别为Ⅱ类，设计地震分组为第一组，特征周期 Tg＝0.35s，阻尼比ζ＝0.05；2、各栋（各区段）的抗震等级详见表4.3。

表4.3 构件的抗震等级列表结构类型楼层框架大跨度框架剪力墙框支框架筒体一般部位加强部位框架结构二级注：1、括号的抗震等级适用于Ⅰ类和Ⅲ、Ⅳ类0.15g、0.30g建筑场地的抗震构造措施。

5.结构构件的耐火等级和耐久性本工程为二类建筑，结构构件的耐火等级为二级。

其各构件的燃烧性能和耐火极限均按《建筑设计防火规》GB50016-2006执行。

混凝土结构的环境类别为一类。

6.结构材料6. 1 混凝土6.1.1 结构混凝土强度等级如6.1.1所示：表6.1.1 混凝土强度等级层号梁、板砼柱剪力墙C30 C30 C306.1.2 砼抗渗等级如6.1.2所示：表6.1.2 砼抗渗等级建筑层号抗渗等级地下室底板地下室外墙顶板裙楼、塔楼屋面P66.2 钢筋钢筋采用热轧钢筋：HPB300()级，fy＝270N/mm²，直径≤8；HRB335()级，fy＝300N/mm²，10≤直径≤12；HRB400()级，fy＝360N/mm²，直径≥14。

6.3 钢材牌号型钢采用Q345B、Q235B级。

6.4 焊条HPB300钢筋，Q235B钢焊接：E43系列；HRB335钢筋，Q345B钢焊接：E50系列；HRB400钢筋焊接：E55系列。

6.5 砌体填充墙本工程采用重度不大于6kN/m3加气砼砌块作为填充墙或隔墙，砌筑砂浆强度等级MU5，砌体干燥收缩率0.4mm/m。

7.结构选型7.1 主体结构选型根据原教学楼结构型式采用现浇混凝土框架结构，楼梯间为部分剪力墙。

新旧混凝土结合面处理：铲除原结构抹灰层，原混凝土面凿成麻坑，面上均匀涂布结构界面胶；新浇混凝土强度等级应较原混凝土强度等级提高一级；当需要掺入膨胀剂时，其惨量为12%；新浇混凝土塌落度以40~60mm为宜；新浇混凝土12小时开始保水养护，养护期为两周。

7.2.1柱新柱在原柱上植筋建立，并应交由专业施工队施工，植筋锚固部位不得有缺陷，若有局部缺陷应通知设计人员，进行补强或加固处理后再植筋；对需要在原结构梁上立柱的应对原结构梁进行加固，经验算通过后方可施工。

7.2.3 梁新梁搭接到原有梁时，新梁钢筋通过植筋植入原有梁，锚固部位应进行加强以满足植筋锚固条件，如加大原梁截面等。

8.结构计算分析8.1 计算软件名称、版本号、授权号本项目采用中国建筑科学研究院PKPM系列分析软件之SATWE2010版，软件授权号为：S-3:。

8.2 结构构件尺寸及平面布置8.2.1 剪力墙、柱：1、剪力墙典型墙厚为：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；2、框架柱典型截面：＿＿＿＿＿＿＿＿＿；3、框支柱典型截面：无。

具体位置详初设结构图。

8.2.2 楼面结构：1、典型板厚：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；2、框架梁典型截面：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；3、框支梁典型截面：无。

具体详相应平面布置图。

8.3 计算参数及结算结果8.3.1计算参数（多遇地震）8.3.2 整体计算结果-SATWE （多遇地震）：8.3.3 结构自震周期（前9个震型）8.3.4 抗震性能目标（参考省高规设计）1、根据本工程的结构特点和抗震重要性要求，结构抗震性能指标确定为C级，在多遇地震下达到第1性能水准，在设防地震下达到第3性能水准，在预估的罕遇地震下达到第4性能水准，各构件承载力和层间位移角要求详表8.3.4-1所示。

表8.3.4-1 性能目标及对应承载力、变形要求2、设防地震和罕遇地震作用下的计算参数取值详表8.3.4-2所示。

表8.3.4-2 设防地震和罕遇地震作用下的计算参数3、计算结果9.基础设计采用原有基础，根据原教学楼建筑结构检测评估报告测定，基础设计承载力基本满足上部结构（含加建）正常使用要求。

10.施工要求1、本工程在原有建筑物上加建，施工时应采取避免或减少损伤原结构的措施。

若现场实际尺寸与图纸有出入，以现场实际尺寸为准。

若出入较大或存在结构隐患，应及时与设计单位联系。

2、施工中发现原结构或相关工程隐蔽部位的构造有严重缺陷时，应暂停施工，在会同设计单位采取有效措施处理后方可继续施工。

3、当可能出现倾斜、开裂或倒塌等不安全因素时，施工前应采取安全措施。

11.项目初设结论根据上述计算结果，按结构抗震概念设计方法，可以得出如下结论：1、第一扭转周期与第一平动周期之比均小于 0.90，满足《高规》3.4.5 条要求。

2、有效质量系数均大于 90％，所取振型数足够。

满足《高规》5.1.13 条要求。

3、考虑偶偏的最大楼层位移比为1.22，满足《高规》3.4.5 条要求。

4、在地震及风荷载作用下最大层间位移角＜1/550，则满足《高规》的第 3.7.3条要求。

5、楼层层间抗侧力结构的受剪承载力大于其上一层受剪承载力的80%，满足《抗规》第 3.4.3 条及《高规》3.5.3条楼层抗剪承载力无突变要求。

6、刚重比大于 20，满足《高规》第5.4.1条及5.4.4条规定。

7、X、Y 方向剪重，满足《抗规》第5.2.5条及《高规》第4.3.12条。

8、本工程不属于超限建筑结构类型。

因此，本工程结构体系选型和结构布置方案基本合理，运用概念设计方法对薄弱部位做了适当加强，选用的计算分析模型准确，同时采用抗震性能化设计方法对关键构件、普通竖向构件和耗能构件在中震和大震作用下的地震反应做了详细分析，计算分析结果表明，各项控制指标均符合国家、省、市现行规、规程及相关行业标准要求。

可以认为，在原结构经过加固设计加固后（柱加大截面外包角钢、梁粘碳纤维布、剪力墙外包角钢法），本工程加建结构具备足够的强度、适宜的刚度和良好的延性，是可行且安全可靠的。

12.结构初设图纸。