中南大学土木工程天佑班优秀毕业设计—高层框架剪力墙教学办公楼设计.doc

第一篇 建筑设计1.1 工程概况1.1.1 建筑地点本建筑为湖南文理学院教学楼，湖南文理学院位于湖南常德市洞庭大道西段，教学楼位于该校西北部，北为柳叶大道，西邻芙蓉路1.1.2 建筑规模1. 建筑总面积： 18903.6m2；2. 建筑层数：主体地上 14 层，地下 1 层；3. 结构形式：钢筋混凝土框架—剪力墙结构1.1.3 建筑技术条件1. 气候条件（1）主导风向：夏季主导风向为东南风，冬季的主导风向为北风；（2）基本风压： ；20.40/kN m（3）日照间距：按 1：1.1 考虑；（4）基本雪压：20.50/kN m1.2 总体概论本建筑是一栋高层综合教学楼，总建筑面积 18903.6m2由于设计要求 13000m2左右的教室用房，以及 2400m2左右的教师办公用房，所以将该楼设计成十四层，并附以楼梯房，电梯机房房为小塔楼整个建筑从平面上看为曲线 L 型，比较规整大气，符合教学楼庄重严谨的特点，也象征求学道路可能是伴有曲折；二个部分面积尺寸不同，突出了主体，显得灵活生动在立面材料的选择上，采用高级银灰色瓷砖贴面，窗户周围夹有白色瓷砖带，既庄严，又有变化1.3 平面设计1.3.1 教室设计该建筑主要用于普通教室（40 人）与合班教室（80 人） ，且以普通教室为多，参考《中小学建筑设计》 （张宗尧，李志民）和学生课桌椅功能尺寸，取普通教室尺寸为8.4m×6.9m，所以取开间为 8.4m，进深 7.2m，采用小柱距 4.2m，每两个开间为一间普通教室；取合班教室尺寸为 12.0m×7.8m，所以取开间为 12m，进深为 7.8m，采用6.0m 的柱网，每两个开间为一间合班教室。

1.3.2 办公室设计设计十到十四层主要作为专任教师的办公室，故以 2~3 人的小办公室为主，并布置部分可容纳 8~10 人的大办公室作为行政办公室公室平面尺寸主要为 4.2m×6.9m和 3.0m×7.8m，配合教室的柱网布置每层均设置了满足教师开会的使用需要的小会议室和中会议室各一间1.3.3 门窗的布置由于本设计是教学办公楼，所以从它的主要功能出发，必须保证在无电灯的情况下的一级采光要求，所有的教室和休息室的开窗设计保证基本的横向对称布置门窗，教室满足 1/5 的窗地比，办公室满足 1/6 的窗地比，楼梯间和电梯间也具有很好的自然采光门的设计方面，在一楼的大厅采用了六个 1.5 米宽玻璃门教室、教员休息室的门主要采用的是 900mm×2100mm 的夹板门具体设计见建筑图门窗表1.3.4 交通联系部分平面设计走廊走廊：教学用房内廊净宽应大于 2.1m，且考虑到两侧教室较多，人员流动大，故取走廊轴线间宽度为 3.0m除去墙体厚度，走廊净宽为 2.8m 并在南北向和东西向走廊交汇外加大走廊宽度至 4.2m，减小两股人流在此处汇集时的交通压力走道尽端设置 2.1×2.1 的窗，以满足交通联系部分的自然采光要求，增加走廊亮度，同时符合通风需要。

楼梯楼梯：为使人流尽早分散，避免底层走廊过于拥挤，在东西向主轴线附近将电梯布置在门厅旁边，其中电梯均为客梯兼消防电梯另在靠近东西端头处再分别设置一部楼梯；在南北向交通流线中部，设置 2 部消防电梯和 1 间楼梯，主要供南北向内廊两侧房间人员的集散需要三个楼梯间四部电梯在建筑中均匀布置，在两部楼梯间的任一房间门至楼梯间的最大距离为 14.7m 满足 L150m，还应考虑柱剪切变形对结构抗侧刚度产生的影响，按下式进行抗侧刚度的修正：0M ff MNCC （1）由梁柱弯曲变形引起的侧移M在顶点作用集中力顶点侧移为各层层间位移之和，即41 10 kNF  M141Mj j其中： 1jkFj jm jk jk kVVDD  底层层间位移411 10m6.9363mm268116 1173568 2~14 层各层层间位移42 141 10m8.4660 mm203308977888:故，12 141136.936313 8.4660 116.9943mmM  :（2）由柱轴向变形引起的侧移对于框架顶点集中水平荷载3 0 22 3NV H EABg式中，A 为底层边柱的截面面积。

3 0 246422 3 21 1050.7 10mm33.25 10600 600 10179.9962 mmNV H EABg（3）将及代入公式 ，得MN0M ff MNCC 6 06116.99434.358 10 kN116.99439.9962 4.015 10 kNfC 2.2 剪力墙的等效刚度计算eqEI2.2.1 剪力墙 W-1 的等效刚度计算1eqEIA. 250 厚剪力墙（1~3 层）有效翼缘宽度：（1）按翼缘厚度：6250 mm6 250 mm1750 mmffbbh （2）按总高度：50700mm2535 mm2020fHb 取最小值，1750 mm1.75 mmfb 图 2-3 剪力墙 W-1（250 厚）截面尺寸墙肢面积：221.5 0.256.5 0.25 0.62.36 mwA 墙肢形心：201.5 0.25 0.1250.66.80.25 6.5 3.253.295 m2.36y墙肢惯性矩：33 22 14 2241.5 0.250.25 6.51.5 0.25 3.170.25 6.5 0.1551212 0.60.63.5051213.964 mwI剪应力分布不均匀系数：由， 查得。

7.0fb t7.1/0.2528.4wh t1.382剪力墙 W-1 的等效抗弯刚度：43 821 1 1 22 13.25 1013.964 104.418 10 kN m99 1.382 13.964112.36 50.7W eq wwEIEII A HB. 200 厚剪力墙（4~14 层）有效翼缘宽度：（1）按翼缘厚度：6200 mm6 200 mm1400 mmffbbh （2）按总高度：50700mm2535 mm2020fHb 取最小值：1400 mm1.4 mmfb 图 2-3 剪力墙 W-1（200 厚）截面尺寸墙肢面积：221.2 0.26.5 0.20.61.90 mwA 墙肢形心：201.2 0.2 0.1 0.66.80.2 6.5 3.253.525 m1.90y墙肢惯性矩：33 22 14 2241.2 0.20.2 6.51.2 0.2 3.4250.2 6.5 0.2751212 0.60.63.2751211.364 mwI剪应力分布不均匀系数：由， 查得。

7.0fb t7.1/0.235.5wh t1.333剪力墙 W-1 的等效抗弯刚度：43 821 1 1 22 13.25 1011.364 103.593 10 kN m99 1.333 11.364111.90 50.7W eq wwEIEII A H2.2.2 剪力墙 W-2 的等效抗弯刚度2eqEIA. 250 厚剪力墙（1~3 层）图 2-4 剪力墙 W-2 截面尺寸墙肢面积：226.1 0.25 2 0.62.245 mwA  墙肢形心：03.65 my 墙肢惯性矩：34 224 20.25 6.10.622 0.63.3512.831m1212wI  剪应力分布不均匀系数：对一字形剪力墙，1.2剪力墙 W-2 的等效抗弯刚度：43 822 2 2 22 23.25 1012.831 104.072 10 kN m99 1.2 12.831112.245 50.7W eq wwEIEII A HB. 200 厚剪力墙（4~14 层）墙肢面积：226.1 0.22 0.61.94 mwA  墙肢形心：03.65 my 墙肢惯性矩：34 224 20.2 6.10.622 0.63.3511.885 m1212wI  剪应力分布不均匀系数：对一字形剪力墙，。

1.2剪力墙 W-2 的等效抗弯刚度：43 822 2 2 22 23.25 1011.885 103.766 10 kN m99 1.2 11.885111.94 50.7W eq wwEIEII A H2.2.3 剪力墙 W-3 的等效刚度的计算3eqEIA. 250 厚剪力墙（1~3 层）有效翼缘宽度：（1）按翼缘厚度：6250 mm6 250 mm1750 mmffbbh （2）按总高度：50700mm2535 mm2020fHb 取最小值：1750 mm1.75 mmfb 图 2-5 剪力墙 W-3（250 厚）截面尺寸墙肢面积：22 1.5 0.257.1 0.25 2.525 mwA 墙肢形心：03.55 my 墙肢惯性矩：33 24 30.25 7.11.5 0.2521.5 0.25 3.42516.258 m1212wI 剪应力分布不均匀系数：对工字形剪力墙，2.5251.4237.1 0.25剪力墙 W-3 的等效抗弯刚度：43 823 3 3 22 33.25 1016.258 105.005 10 kN m99 1.423 16.258111.455 50.7W eq wwEIEII A HB. 200 厚剪力墙（4~14 层）有效翼缘宽度：（1）按翼缘厚度：6200 mm6 200 mm1400 mmffbbh （2）按总高度：50700mm2535 mm2020fHb 取最小值：1400 mm1.4 mmfb 图 2-6 剪力墙 W-3（200 厚）截面尺寸墙肢面积：22 1.2 0.27.1 0.21.90 mwA 墙肢形心：03.55 my 墙肢惯性矩：33 24 31.2 0.20.2 7.122 1.2 0.2 3.4511.68 m1212wI 剪应力分布不均匀系数：对工字形剪力墙，。

1.91.3387.1 0.2剪力墙 W-3 的等效抗弯刚度：43 823 3 3 22 33.25 1011.68 103.615 10 kN m99 1.338 11.68111.90 50.7W eq wwEIEII A H2.2.4 综合剪力墙等效抗弯刚度8921[(3 3.593 39.63 4.412 11.1(3.766 39.64.072 11.150.7(3.615 39.65.005 11.1 ] 101.917 10 kN meqeqiEIEI ）））2.3 连梁约束刚度计算bC共有 4 处梁与墙肢相连，从左至右 3 轴连梁记为连梁 1，7 轴连梁记为连梁 2，10轴连梁记为连梁 3，14 轴连梁记为连梁 4，综合连梁共包含 4 根连梁连梁截面，混凝土强度等级为 C400.3m 0.6 m2.3.1 连梁 1 约束弯矩计算12m连梁 1 刚臂长度 1(3.5250.6) m3.375 m4al (3.4253) m6.425 ml 3.3750.5256.425alal6.4253.3753.05 mllal ，连梁 1 惯性矩 4 10.0054 mbI连梁 1 剪切变形系数 ,221212 1.333 0.00540.1230.4。