目录第1章工程概况与设计依据 (1)1.1设计依据 (1)1.2工程概况 (1)第2章结构布置 (5)2.1结构选型 (5)2.2结构布置 (5)2.3构件尺寸初估 (5)2.4横向框架梁柱线刚度计算 (6)第3章荷载计算 (9)3.1竖向永久荷载标准值计算 (9)3.2竖向可变荷载标准值计算 (13)3.3横向水平风荷载标准值计算 (13)3.4横向水平地震作用计算 (14)第4章内力计算与内力组合 (19)4.1计算单元与计算简图 (19)4.2竖向永久荷载作用下的内力计算 (20)4.3竖向可变荷载作用下的内力计算 (26)4.4横向水平风荷载作用下的内力计算 (31)4.5横向水平地震作用下的内力计算 (36)4.6横向框架内力组合 (41)第5章构件截面设计 (45)5.1横向框架梁设计 (45)5.2横向框架柱设计 (48)5.3楼梯设计 (53)5.4楼板设计 (56)5.5基础设计 (61)附表 1 框架内力组合及柱子的配筋表 (65)附图 1 结构平面布置图 (80)第一章工程概况1.1 设计依据1．建筑施工图2．相关规范、规定和规程(1)混凝土结构设计规范（GB50010-2002）；(2)建筑抗震设计规范（GB50011-2010）；(3)建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）；(4)建筑结构荷载规范（GB50009-2001）2006版；(5)高层建筑混凝土结构设计规程（JGJ 3-2002）；3．国家颁布相关的结构设计文件和地方政府的有关规定4．建设单位与委托单位的基本要求1.2 工程概况1.2.1 建筑设计概况工程名称为第三中学教学楼，建筑层数为四层，一层高4.50m，其余层高4.20m，女儿墙高1.40m，室内外高差为0.45m，建筑总高度21.15m，建筑面积为7050 m2，采光等级为二级，屋面防水等级为二级，耐火等级为二级，设计使用年限为50年。

1.2.2 结构设计概况结构安全等级为二级，结构类型为钢筋混凝土多层框架结构，抗震等级为二级抗震，设防烈度为7度，基本地震加速度值为0.10g，设计地震分组为第一组，建筑场地类别为Ⅱ类场地，特征周期为0.35s，地面粗糙度为B类，室外环境类别为二b类。

建筑使用的材料中，梁、板、的混凝土均采用C30混凝土，柱的混凝土均采用C35，梁柱主筋采用HRB400级钢筋，板的受力筋采用HRB400钢筋。

1.2.4建筑作法墙体工程⑴“内墙1”用于卫生间刷混凝土界面处理剂一道5厚1:3水泥砂浆打底扫毛9厚1:1:6水泥石灰膏砂浆扫毛6厚1:2.5水泥砂浆压实抹光喷内墙涂料或刷油漆⑵“内墙2”混合砂浆抹面内墙，用于其它房间刷素水泥浆一道8厚1:1:6 水泥石灰膏砂浆打底扫毛7 厚1:0.3:2.5 水泥石灰膏砂浆找平扫毛5 厚1:0.3:3水泥石灰膏砂浆压实抹光喷内墙涂料或刷油漆⑶外墙采用240墙刷混凝土界面处理剂一道6厚1:3 水泥砂浆打底扫毛7 厚1:2.5 水泥砂浆找平扫毛1. 5 厚聚氨酯胶粘贴30 厚发泡聚氨酯块500×300(胶的配比:A 料:B 料=1:4) 7 厚聚合物砂浆保护层,配比:胶料:粉料=1:4(重量比)刷外墙涂料地面工程⑴“地面1”细实混凝土防潮地面，用于卫生间素土夯实60厚C15混凝土垫层刷素水泥浆一道20厚1:3水泥砂浆找平层水乳型橡胶沥青防水涂料一布(玻纤布)三涂防潮层,撒砂一层粘牢40厚C20细石混凝土刷素水泥浆一道20厚1:2.5水泥砂浆压实抹光⑵“地面2”大理石防潮地面，用于楼梯间、走廊素土夯实150厚3:7灰土夯实80厚C15混凝土(表面撒干水泥砂子压实抹光)2.5厚高聚物改性沥青防水涂料(或1.2厚聚氨酯防水涂料),撒砂一层粘牢30厚1:2干硬性水泥砂浆结合层撒素水泥面(洒适量清水)20厚大理石面层,1:1水泥细砂浆擦缝、刷草酸、打蜡⑶“地面3”现浇水磨石地面，用于其它房间内素土夯实150厚3:7灰土夯实100厚C15混凝土刷素水泥浆一道15厚1:3水泥砂浆找平刷素水泥浆一道15厚1:2.5水泥白石子磨光、刷草酸、打蜡楼面工程⑴“楼面1”细实混凝土防潮楼面，用于卫生间现浇钢筋混凝土楼板刷素水泥浆一道20厚1:3水泥砂浆找平水乳型橡胶沥青防水涂料一布(玻纤布)四涂防水层,撒砂一层粘牢40厚C20细石混凝土4@200双向配筋5厚水泥细砂石压实抹光⑵“楼面2”大理石楼面，用于楼梯间、走廊现浇钢筋混凝土楼板刷素水泥浆一道20 厚1:2 水泥砂浆找平层5厚M907 石材胶粘剂粘贴20 厚磨光大理石板,稀水泥浆填缝、刷草酸、打蜡⑶“楼面3”水磨石楼面，用于其他房间现浇钢筋混凝土楼板刷素水泥浆一道20厚1:3水泥砂浆找平层刷素水泥浆一道15厚1:2.5 水泥白石子磨光、刷草酸、打蜡屋面工程⑴“屋面”上人屋面，具体详见屋顶平面图（做法参见L03SJ203—DW8）铺25厚（300×300）预制水泥砖，粗砂扫缝25厚粗砂垫层无纺聚酯纤维布隔离层25厚挤塑板保温层SBS改性沥青防水卷材二道（3+3）厚防水层，错缝热熔铺贴25厚1:3水泥砂浆找平层1:8水泥膨胀珍珠岩找坡2%，最薄处40厚现浇钢筋混凝土屋面板⑴顶棚采用涂料顶棚钢筋混凝土预制板底用水加10%火碱清洗油腻,抹缝(1:0.3:3 水泥石灰膏砂浆打底,麻刀或纸筋灰略掺水泥罩面嵌缝一次成活)腻子刮平喷(刷)涂料三遍1.2.4结构概况安全等级为二级，结构类型为钢筋混凝土框架结构，结构抗震设防烈度为7度。

1.2.5施工条件及水纹地质1)该地区的材料供应满足要求2)地质条件：3)水纹条件：①冬季采暖温度-10。

C，室内温度18。

C；夏季通风计算温度+28。

C。

4)夏季主导风向为东南向，冬季主导风为西北风。

5)降雨量：全年降水量634m，日最大降雨量92 mm，第小时最大降水量56MM。

6)最高地下水位为-3.5 m，常年地下水位为-4.5 m无腐蚀性。

第二章 结构布置2.1 结构选型本工程为第三中学教学楼，位于，总建筑面积为7050平方米，总高度为21.15m ，抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g ，地震分组为第一组，根据建筑结构特点及地基承载力基础选为柱下独立基础。

2.2 结构平面布置根据该工程功能要求要求柱网采用4.5m ×7.2m 、4.5m ×8.4m 柱网布置详见附图1，楼盖结构平面布置，结构承重方式详见附图1，首层的柱高为 5.4m 其它各层的柱高为4.2m ，混凝土的强度等级为C35,首层有柱子114根,二层105根，三层105 根，四层105根。

本工程分别在13轴与14轴之间设置了伸缩缝，D 轴与E 轴之间，K 轴与L 轴之间设置了沉降缝。

2.3 构件尺寸的初估2.3.1 柱的截面尺寸采用轴压比来进行控制，该框架结构的抗震等级为二级，其轴压比限值N []0.75μ=；ƒc =16.7N/mm 2 各层的重力荷载代表值近似取2kN/m 12。

由平面结构布置图图可知中柱有受荷面积为4.5×5.7m 。

由式c cNA f μ≥，其中12N n s =⨯⨯kN a(110%~120%)且取50的倍数。

则可得柱截面面积为：32c 4 5.7 4.5121098300mm 0.7516.7A ⨯⨯⨯⨯≥=⨯取柱截面为正方形，并根据上述计算结果并综合考虑柱距等其他因素，本设计柱截面尺寸底层取500mm 500mm ⨯，其它层取450mm 450mm ⨯。

2.3.2 梁KL1 KL3 KL4 KL5 KL8 KL9 KL10KL11 : h=(1/8~1/12)×4500=（375~563）mm 取500mm b=(1/2~1/3)×500=(167~250)mm 取250mm KL2: h=(1/8~1/12)×7200=（600~900）mm 取600mm b=(1/2~1/3)×600=(300~200)mm 取300mm KL7 KL13 KL14: h=(1/8~1/12)×8400=（700~1050）mm 取750mm b=(1/2~1/3)×700=(233~350)mm 取300mmKL12: h=(1/8~1/12)×7200=（600~900）mm 取600mmb=(1/2~1/3)×350=(116~175)mm 取250mm2.3.3板厚:t=(1/35~1/40)×4500=(112~128)mm 取120mm表2.1构件尺寸统计表（单位：mm）注：(①KL1 KL3 KL4 KL5 KL8 KL9 KL10 KL11的截面，②KL2的截面③KL7 KL13 KL14，2.5.4表示KL12的截面，Z1为二~四层有的柱子的截面，Z2为首层柱的截面)2.4 横向框架梁柱线刚度计算2.4.1层框架梁线刚度计算表2.22.4.2柱线刚度计算见表2.32.4.3结构楼层抗侧刚度计算结构楼层的抗侧刚度的计算按下式，结果见表2.6.412i D L α= α：抗侧刚度修正系数，0i ：柱子的抗侧刚度，0L ：柱子的高度 α：对于标准层采用公式2KK α=+，详细结果见表2.4 对于底层采用公式0.52KK α+=+，详细结果见表2.6表2.5 标准层结构楼层抗侧刚度的计算表2.6 底层结构楼层抗侧刚度修正系数的计算表2.7 底层楼层抗侧刚度的计算第三章荷载计算3.1 竖向永久荷载标准值的计算3.1.1屋面结构荷载计算1. 上人屋面铺25厚(300X300)预知水泥砖，粗砂扫缝 20.02519.80.495kN/m ⨯= 25厚粗砂垫层 20.025180.45kN/m ⨯= 25厚挤塑板保温层 20.0250.50.0125kN/m ⨯= 3厚高聚物改性沥青防水卷材 20.0030.30.0009kN/m ⨯= 1.2厚合成高分子防水卷材 20.00120.30.00036kN/m ⨯= 25厚1:3水泥砂浆找平层 20.025200.5kN/m ⨯= 1:8水泥膨胀珍珠岩找坡2%，最薄处40厚 20.13 3.50.46kN/m ⨯= 现浇钢筋混凝土屋面板 20.12253kN/m ⨯=合计 24.919/KN m ∑= 2. 非上人屋面3厚高聚物改性沥青防水卷材 20.0030.30.0009kN/m ⨯= 1.2厚合成高分子防水卷材 20.00120.30.00036kN/m ⨯= 20厚1:3水泥砂浆找平层 20.02200.4kN/m ⨯= 找坡层，最薄处30厚 20.07 3.50.245kN/m ⨯= 20厚1:3水泥砂浆找平层 20.02200.4kN/m ⨯= 现浇钢筋混凝土屋面板 20.12253kN/m ⨯=合计 24.05/KN m ∑= 3.1.2 楼面荷载计算1. “楼面1”细实混凝土防水楼面，用于卫生间5厚水泥细砂石压实抹光 20.005200.1kN/m ⨯= 40厚C20细石混凝土φ4@200双向配筋 20.04251kN/m ⨯= 20厚1：3水泥砂浆找平 20.02200.4kN/m ⨯= 现浇钢筋混凝土楼板 20.12253kN/m ⨯=合计 24.5/KN m ∑= 2. “楼面2”大理石楼面，用于楼梯间、走廊5厚M907石村胶粘剂粘贴20厚磨光大理石板，稀水泥浆填缝、刷草酸、打蜡20.02280.56kN/m ⨯=20厚1：2水泥砂浆找平层 20.02200.4kN/m ⨯= 现浇土钢筋混凝土板 20.12253kN/m ⨯=合计 23.96kN/m ∑= 3 “楼面3”水磨石楼面，用于其他房间水磨石楼面（20厚1：3水泥砂浆找平层， 15厚1：2.5水泥白石子磨光、刷草酸、打蜡） 20.350.80.28kN/m ⨯=现浇钢筋混凝土楼板 20.12253kN/m ⨯= 合计 23.28kN/m ∑= 3.1.3 梁自重的计算根据公式2h G b h t γγ=⨯⨯+⨯⨯⨯砼灰（b:梁宽；h ：梁高；γ砼：混凝土容重；γ灰：抹灰层容重）详细结果见下表3.13.1.4 柱的自重的计算根据公式2G b h h t γγ=⨯⨯+⨯⨯⨯砼灰（b :柱宽；h ：柱高；γ砼：混凝土容重；γ灰：抹灰层容重）详细结果见下表3.23.1.5 墙体自重的计算 1．屋顶女儿墙20厚加砌混凝土砌块 5.50.2 1.2 1.32kN/m ⨯⨯= 7厚聚合物砂浆保护层配比：胶料：粉料=1：4 0.00717 1.20.1428kN/m ⨯⨯= 1.5厚聚氨酯胶巾30厚发泡聚氨酯块500×300 0.030.5 1.20.018kN/m ⨯⨯= 7厚1：2.5水泥砂浆找平扫毛 0.00720 1.20.168kN/m ⨯⨯=6厚1：3水泥砂浆打底扫毛 0.00620 1.20.144kN/m ⨯⨯= 200mm 钢筋混凝土压顶 0.24250.2 1.2kN/m ⨯⨯=合计 2.99kN/m ∑=女儿墙长：8.432 6.6(4.238.4)27.299m +⨯+++⨯-= 女儿墙重：2.9999296kN ⨯=2．外墙荷载计算（240厚 加气混凝土砌块）7厚聚合物砂浆保护层配比：胶料：粉料=1：4（重量比）20.007170.119kN/m ⨯= 1.5厚聚氨酯胶巾30厚发泡聚氨酯块500×300（胶的配比：A 料:B 料=1：4）20.030.50.015kN/m ⨯=7厚1：2.5水泥砂浆找平扫毛 20.007200.14kN/m ⨯= 6厚1：3水泥砂浆打底扫毛 20.006200.12kN/m ⨯= 合计 20.394kN/m ∑= 3．内墙荷载计算“内墙1”（240加气混凝土砌块，水泥砂浆挂面，用于卫生间）6厚1：2.5水泥砂浆压实抹光 20.006200.12kN/m ⨯= 9厚1：1.6水泥石灰膏砂浆扫毛 20.009120.108kN/m ⨯= 5厚1：3水泥砂浆打底扫毛 20.005200.1kN/m ⨯=合计 20.328N/m k ∑= “内墙2”（混合砂浆抹面内墙，用于其它房间）7厚1：0.3：3石灰膏砂浆压实抹光 20.007120.084kN/m ⨯= 8厚1：1.6水泥石灰膏砂浆扫毛 20.008120.096kN/m ⨯= 8厚1：3水泥砂浆打底扫毛 20.008200.16kN/m ⨯=合计 20.328kN/m ∑=各墙体自重的计算详细结果见以下表格表3. 4 外墙自重计算3.2 竖向可变荷载标准值计算根据《建筑荷载规范》可得活荷载数值如下表：屋面雪荷载标准值21.00.40.4kN/m k r os sμ=⋅=⨯=式中：rμ为屋面积雪荷载分布系数，取rμ=1.03.3 横向水平风荷载标准值计算3.3.1水平风荷载的计算1．确定风载体型系数根据《高层建筑混凝土结构技术规程》A.0.1得10.8sμ=，218.6(0.480.03)(0.480.03)0.49342.6s H Lμ=-+⨯=-⨯⨯=-，30.6sμ=2．风压高度系数根据《高层建筑混凝土结构技术规程》表3.2.3查得各层的风压高度系数3．由于本工程高度小于30m根据《建筑荷载规范》7.4.2查得风振系数βz=14．迎风面积除顶层外其于各层取上下层各一半，顶层取下一层的一半上部取至女儿墙的顶部，横向风载计算如下表3.3.2水平风荷载作用下的侧移的计算底层抗侧刚度之和409000kN/m D =∑ 上层抗侧刚度之和506000kN/m D =∑ 层间相对位移VDδ=∑，总位移i δ∆=∑水平风荷载作用下的侧移详细结果见下表3.3.3表3.9 水平风荷载作用下的侧移由上表可以看出最大位移发生在顶层1/1091m 1/550∆=<m ，满足要求3．4 横向水平地震作用的计算3.4.1 楼梯间的荷载计算确定斜板厚度t斜板水平投影净长ln=3.64mm斜板斜向净长： 3.644.12m cos cos 28n l l α===斜板厚度n 1111(~)(~)4120(137~164.8)mm 25302530t l ==⨯= 取150mm楼梯间1（主楼梯间）自重计算表3.11 平板自重的计算楼梯间1自重：214.59+132.29=346.88kN 楼梯间2（次楼梯间）自重的计算表3.12 斜板自重的计算表3.13 平板自重的计算楼梯间2自重：125.87+77.17=203.04kN屋面处重力荷载代表值=结构和构配件自重+0.5⨯雪荷载标准值 楼面处重力荷载代表值=结构和构配件自重+0.5⨯活荷载标准值屋顶楼梯间 ：EW 14.057.28.4153.62(61.28112.9)0.57.28.40.4346.88844.63kN 2G =⨯⨯++⨯++⨯⨯⨯+=层面外EW 14.92680.211697.03(174.182250.06)649.920.5680.210.46941.75kN2G =⨯+++++⨯⨯= 标准层楼面处 ：EW 3.28680.211697.032250.06549.920.5680.21 2.07408.31G kN =⨯++++⨯⨯=底层楼面处：EW13.28680.211697.03(2877.762250.06)549.920.5680.21 2.07722.16kN2G=⨯+++++⨯⨯=重力荷载代表值如下图所示：图3.1质点的重力荷载代表值3.4.2结构自振周期的计算⑴把屋顶楼梯间的重力荷载折算到主体结构的顶层G e=G5×(1+3/2×2.7/18)=844.63×(1+3/2×2.7/18)=1034.67kN46941.751034.677976.42kNG=+=⑵结构顶点假想侧移计算先由下式计算层间剪力，再由下式算层间相对位移，最后再由计算顶点位移，其详细结果见下表3.141nGi kiV G==∑()GiiiVDμ∆=∑表3.14 顶点假想侧移计算层次G i/kN V i/kNi/(kN/m)D∑1()nj kkμμ==∆∑μt/m4 7976.42 7976.42 506000 0.015764 0.1658233 7408.31 15384.73 506000 0.030405 0.1500592 7408.31 22793.04 506000 0.045046 0.1196551 7722.16 30515.2 409000 0.074609 0.074609⑶由1T1.70.63STψμ==计算基本周期，取ψT=0.9，由上表可知，μt=0.17m，所以，1 1.70.90.63s T =⨯=3.4.3 水平地震作用及楼层地震剪力的计算1．由房屋抗震设防烈度、场地类别及设计地震分组而确定的地震作用计算参数如下max 0.08α= T g =0.35s ζ=0.05 根据《建筑抗震设计规范》5.1的有关规定确定地震影响系数 α1=0.047 结构等效重力荷载为G eq =0.85i G ∑=0.85×30325.15=25776.38kN 。