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2.5KN/m2；

门厅：

2.5KN/m2；

楼梯：

2.5KN/m2

（8）材料：

梁、板、柱的混凝土均选用C30，梁、柱主筋选用HRB400，箍筋选HPB300，板受力钢筋选用HRB335。

3建筑体型选择与平面布置

3.1设计原则

图书馆是以借阅自修为主，建筑是供人使用的有功能作用的空间，同一功能要求和使用目的的建筑可以有多种空间形式，建筑体型一般综合反映内部空间，又在一定程度上反映建筑的性格、历史时期和民族地域特点。

办公楼常常是街道、广场或城市某一个区域的构成中心。

鉴于此，图书馆体型设计应根据现有经济技术水平处理好功能、空间与形式的辨证统一关系，还要处理好与环境的关系，以便在满足功能要求的同时，生根于特定的环境，给人以良好的感觉。

同样，对于建筑造型与平面布置的选择，必须考虑结构因素，以有利于结构受力。

平面同样，对于建筑造型与平面布置的选择，必须考虑结构因素，以有利于结构受力。

平面形状应简单、对称、规则，以减少地震灾害的影响建筑造型

根据设计原则，本设计采用对称型结构体系。

3.2平面布置

本设计采用框架混凝土结构的平面布置，在平面上力求平面对称，对称平面易于保证质量中心与刚度中心重合，避免结构在水平力作用下扭转。

为使常用房间采光、通风效果好，本设计坐北朝南，且南临主要街道，周边布置大跨度玻璃窗以便满足采光、通风的要求。

（1）立面设计

立面设计时首先应推敲各部分总的比例关系，考虑建筑物整体的几个方面的统一，相邻立面的连接与协调，然后着重分析各立面上墙面的处理、门窗的调整和安排，最后对入口、门廊等进一步进行处理。

节奏韵律和虚实对比，是使建筑立面高于表现力的重要设计手法，在建筑立面上，相同构件或门窗作有规律的重复和变化，给人们在视觉上得到类似音乐诗歌中节奏韵律的效果。

立面的节奏感在门窗的排列组合、墙面的构件划分中表现得比较突出。

（2）剖面设计

剖面设计主要分析建筑物各部分应有的高度，建筑层数、建筑空间的组合利用，以及建筑剖面中的结构、构造关系，建筑物的平面和剖面是紧密联系的。

在本设计中采用大柱网现浇框架结构，主体建筑为3层，主要部分：

底层6m，2-3层高均为5.4m，梯顶高3,建筑总高19.8m，共设9个出入口，八个楼梯间，大楼梯布置在建筑物中部，消防疏散用楼梯布置在建筑物的横线位置。

（3）垂直交通设计

本工程主要垂直交通工具是楼梯，对楼梯的选用及其在建筑物中的合理布置，将使高层建筑的使用更加合理，同时还能提高工作效率。

并设置了两个专用运输货梯，人流物流分散运行，便于疏通。

本设计中大楼梯布置在建筑平面的中部。

除了设置八个楼梯外，这样的布置可使建筑物内任意点至楼梯出口的距离均不大于40m（安全疏散距离《建筑设计防火规范》GBJ16－87（2001年局部修订）5．3．8），满足多层建筑的防火要求。

4防火设计

4.1总平面布局中的消防问题

屋面做法：

5建筑做法

楼面做法：

厕所楼面做法：

屋面泛水做法：

散水做法：

水泥砂浆散水宽800毫米。

墙身做法：

填充墙采用蒸压粉煤灰砖（γ=14KN/m2），外墙厚度均为200mm，隔墙均厚120mm。

女儿墙厚200mm。

外墙用石灰砂浆抹面，再涂刷建筑涂料。

门窗做法：

门为木门和玻璃门，自重0.2kN/m2，窗为铝合金玻璃窗，自重0.4kN/m2。

屋面找坡：

采用结构找坡来排水。

排水坡度为2%。

6结构布置

。

结构布置如下（图一）；

选择计算一榀框架为平面图如（图二）

图一

图-2

7屋面楼面荷载计算：

7.1屋面恒载计算

砖墩浆砌架空隔热35mm厚钢筋砼板25×

0.035=0.875KN/m2

20mm厚砂浆抹面20×

0.02=0.4KN/m2

一毡二油上铺小石子（约厚15mm）0.3KN/m2

高分子卷材（4mm）0.05KN/m2

20mm厚1:

3水泥砂浆找平压光20×

30mm厚绿豆砂保温层30×

0.03=0.6KN/m2

100mm厚钢筋砼25×

0.1=2.5KN/m2

20mm厚石灰砂浆抹灰17×

0.02=0.34KN/m2

恒载标准值：

gk=5.5KN/m2

恒载设计值：

g=1.2gk=6.6KN/m2

活载标准值：

qk=2.0sKN/m2

活载设计值：

q=1.2gk=2.4KN/m2

7.2楼面:

陶瓷地砖（约10mm）0.22KN/m2

2水泥水泥水砂浆结合层20×

3水泥水泥水砂浆找平20×

0.02=0.4KN/m2

gk=3.9KN/m2

g=1.2gk=4.68KN/m2

qk=2.0KN/m2

q=1.4gk=2.8KN/m2

7.3厕所楼面:

20mm厚素砼刚性防水层，25×

0.02=0.5KN/m2

30mm厚1:

6水泥焦渣找坡15×

0.03=0.45KN/m2

gk=4.4KN/m2

g=1.2gk=5.28KN/m2

（1）框架梁自重（预估）

取梁宽b=300mm,梁高h=750mm,则有25X0.3X0.75=5.63KN/m。

（2）柱自重：

它仅使柱本身轴心受压，待初估柱截面尺寸后计算。

因此，作用在框架上的恒荷载标准值Gk为：

屋面：

5.5X6+5.63=38.63KN/m

楼面：

3.9X6+5.63=29.03KN/m

活荷载标准值

屋面活荷载，上人屋面，可取2X6=12KN/m

楼面，按书库一栏算取值5KN/m2

则有，5X6=30KN/m

风荷载标准值Wk

（1）基本风压为0.35KN/m

（2）风载体型系数0.8-（-0.5）=1.3

（3）风压高度系数：

按B类地区，则可达离地面5m、10m、15m处分别为1.00、1.00、1.14。

（4）风振系数：

房屋高度未超过30m，则取1.0

算得作用于各层楼面的集中风荷载标准值Fwk（一榀框架）如下：

5层：

Fw5k=1.0X1.3X1.14X0.35X5.6X2.7/2=4KN

4层：

Fw4k=1.0X1.3X（1.14+1）/2X0.35X5.6X2.7=7.4KN

3层：

Fw3k=1.0X1.3X1X0.35X5.6X2.7=6.9KN

2层：

Fw2k=1.0X1.3X1X0.35X5.6X（2.7+3）/2=7.3KN

1层：

Fw1k=1.0X1.3X1X0.35X5.6X3=7.7KN

8.截面尺寸估算

a.柱截面尺寸估算

根据柱支撑的楼板面积计算由竖向荷载作用下产生的轴力，并按轴压比控制估算柱截面面积。

（1）内柱，

恒荷载

（38.63+29.03X2）X7=816.83KN

活荷载

（12+50X2）X7=784KN

则预估的轴力设计值为：

1.2X816.83+1.4X784=2078KN

考虑弯矩的影响，将上述轴力乘以增大系数1.2，则

N=1.2X2078=2493KN

柱边长b=h=AC1/2=（N/μNfC）1/2

=

=428.3mm。

取柱边长b×

h=600mm×

600mm。

IB=1/12bh3=600*600/12=1.08x1010mm4

（2）外柱

按（1/20~1/15）层高，但为便于施工和设计本工程将柱子归并为一种，即600X600

b.梁截面尺寸估算

框架梁截面高度h，按梁跨度的1/10～1/12确定，则横向框架梁高为7000×

（1/10～1/12）=700mm～583mm，取h=650mm，梁宽b=（1/2～1/3）h=325mm～215mm，取b=250mm；

连系梁高为7000×

（1/12～1/15）=583～460，取h=500mm，梁宽b=250mm；

纵向框架梁高为7500×

（1/10～1/12）=750～625，取h=650mm，梁宽b=250mm。

c.板厚尺寸估算

板的厚度为h=L/40=3600/40=90mm，考虑到板的挠度及裂缝宽度的限制因素，根据经验取板厚为h=100mm。

8框架计算

8.1框架计算简图的确定及荷载计算

8.1.1框架的选取及计算方法

取L-L轴的一榀框架进行计算。

该框架承受的荷载为K~M轴线之间的所有荷载。

由于板的纵向计算长度为7000mm，横向计算长度为5500mm，为双向板且相当接近，这里近似认为板的导荷方式为三角形导荷。

设计内容包括框架计算单元、计算简图的确定，框架受到的各种荷载计算，各种荷载作用下框架的内力计算、内力组合及截面配筋计算。

框架计算,先采用结构设计软件PKPM进行整体结构设计，PKPM计算时是采用的空间分析设计方法,而用手工计算时考虑计算工作量的问题及时间因素,采用平面框架（单向）的设计方法。

且在结构布置上柱网尺寸、梁、柱截面尺寸也按照单向框架的要求确定。

8.1.2计算简图的确定（见图3）

框架的计算简图用梁、柱的轴线表示，梁、柱的轴线分别取各自的形心线。

对底层柱的下端，一般取至基础顶面。

根据地质资料，假定基础顶面离室外地面为0.9m，因此框架底层计算高度为l0=H+0.9=3+0.9=3.9m，2层取l0=H=3m，3~5层=2.7m。

框架梁的计算跨度l0为7m、7m、7m。

综上，可得计算简图（图3）。

图3

连续梁K38第1跨裂缝计算书

按混凝土结构设计规范GB50010-2010第7.1节规定计算.

左支座处上表面裂缝计算:

弯矩准永久组合Mk=96.3kN*m.不考虑轴力作用.

实配钢筋:

4B22,As=1520.5mm*mm,Es=200000N/（mm*mm）,deq=22.00mm.

c=25mm,h0=602.5mm,b=250mm,Ate=81250.0mm*mm.

ρte=0.019,σsk=120.8N/（mm*mm）,ftk=2.01N/（mm*mm）,ψ=0.523.

裂缝宽度ω=0.085mm<

0.300mm,满足限值要求.

右支座处上表面裂缝计算:

弯矩准永久组合Mk=116.8kN*m.不考虑轴力作用.

ρte=0.019,σsk=146.5N/（mm*mm）,ftk=2.01N/（mm*mm）,ψ=0.624.

裂缝宽度ω=0.123mm<

下表面裂缝计算:

弯矩准永久组合Mk=64.4kN*m.不考虑轴力作用.

2B22+1B18,As=1014.7mm*mm,Es=200000N/（mm*mm）,deq=20.84mm.

ρte=0.012,σsk=121.1N/（mm*mm）,ftk=2.01N/（mm*mm）,ψ=0.238.

裂缝宽度ω=0.050mm<

跨中上表面裂缝计算:

弯矩准永久组合Mk=0.0kN*m.不考虑轴力作用.不需验算裂缝.

其他同理可知不需验算裂缝。

连续梁KL38第1跨挠度计算书

按混凝土结构设计规范GB50010-2010第7.2节规定计算.

Md:

恒载弯矩标准值（单位:

kN*m）;

Ml:

活载载弯矩标准值（单位:

Mwx:

X向风载弯矩标准值（单位:

Mwy:

Y向风载弯矩标准值（单位:

Mq:

荷载效应准永久组合（单位:

Bs:

短期刚度（单位:

1000*kN*m*m）;

Bq:

长期刚度（单位:

活荷载准永久值系数ψq=0.40.

截面尺寸b*h=250mm*650mm

底筋:

2B22+1B18,As=1014.7mm2.

左支座筋:

4B22,As=1520.5mm2.

右支座筋:

截面号I1234567J

---------------------------------------------------------------------------------------

Md-69.2-21.316.242.947.338.613.1-30.9-86.5

Ml-67.7-25.410.740.142.835.612.0-28.7-75.5

Mwx12.29.36.33.30.6-2.2-5.1-8.3-11.5

Mwy-0.1-0.1-0.1-0.1-0.0-0.1-0.10.10.3

Mq-96.3-31.520.558.964.452.817.9-42.4-116.8

Bs91.591.599.899.899.899.899.883.683.6

Bq52.852.858.758.758.758.758.748.248.2

挠度mm0.00.82.13.13.43.01.90.60.0

最大挠度d=3.4mm.计算跨度L0=7000mm.L0/d=2041>

250,满足限值要求.

其他，同理可算得挠度满足要求。

8.2框架梁、柱竖向荷载计算

框架梁上的荷载是屋板或楼板上的恒载和活载，以及墙载传来的，传到框架梁上的荷载见。

其中先计算出A1、A2、A3、A4各板的面积：

A1=

×

（5.6+5.5）/9×

7=4.3m2；

A2=

7×

5.6/9=2.2m2；

A3=

A4=

；

次梁及抹灰荷载：

25×

（0.4-0.1）×

0.25+17×

（0.4-0.1）×

0.02×

2=2.1KN/m

主梁及抹灰荷载25x（0.65-0.1）×

（0.65-0.1）×

2=3.8KN/m

屋面（第五层）框架恒载计算

均布荷载：

85-105，105-115，115-135，：

板传来7.0×

1.8×

2=15.7KN/m

主梁自重及抹灰3.8KN/m

gk=19.5KN/m

g=1.2gk=23.4KN/m

集中荷载：

为简化计算，与L轴线平行的梁上荷载（包括板传来的）按满跨传到框架梁的相应的节点上，而平行于框架梁（即平行于11轴线）的次梁上荷载如次梁kh上的荷载应按其两端梁的线刚度比重分配再传到相应的节点上去（图-4）。

次梁线刚度：

ib1=Ebh3/（12l0）=E200×

5003/（12×

6800）

主梁线刚度：

ib2=Ebh3/（12l0）=E250×

6503/（12×

ib1/ib2=1/2.7,

则传到次梁上的荷载为总荷的1/（1+2.7）=0.27，传到主梁上的荷载为总荷的1-0.27=0.73；

如两端都是次梁，则每端各传1/2。

现在计算集中荷载，

85节点：

女儿墙传来：

3.5×

1.2×

7/2=14.7KN

板传来：

2.7×

A1×

2+2.7×

A×

0.73×

2=2.7×

19.5×

10×

2=144.8KN

梁传来：

5.9×

2+2.77×

2=34.6KN

GK=179.4KN

G=1.2GK=215.3KN

85-105中点（3等分点）：

板传来2.7×

2×

2+（2.7×

A2×

0.73+2.7×

）×

2

=2.7×

0.27x

2=157.3KN

梁传来：

3.8×

2.5×

2+（2.5×

0.73+3.8×

2=29.5KN

GK=186.8KN

G=1.2GK=224.16KN

105节点：

A3×

+2.7×

A4×

0.73）×

=2.7×

0.27）×

2=152.18KN

梁传来3.8×

2+（3.8×

+3.8×

2=31.62KN

GK=183.8KN

G=1.2GK=220.56KN

同理可得115节点、135节点

柱端弯矩的计算：

对边柱，初始偏心距e0=100mm,

MK=N·

e0=179.4×

0.1=17.94KN·

m

M=1.2MK=21.53KN·

对中柱，初始偏心距e0=0m,

e0=0KN·

mm

屋面（第五层）框架活载计算

86-106，106-116，116-136：

板传来0.5×

2.8×

5=4.4KN/mm

gk=4.4KN/mm

g=1.4gk=6.16KN/mm

86节点：

板传来0.5×

2+0.5×

2=0.5×

4.3×

2.2×

2=6KN

QK=6KN

Q=1.4QK=8.4KN

86-106中点（3等分的）：

板传来0.5×

2+（0.5×

0.73+0.5×

2=0.5×

0.27+0.5×

=10.3KN

QK=10.3KN

Q=1.4QK=14.42KN

106节点：

+0.5×

=0.5×

=8.2KN

QK=8.2KN

Q=1.4QK=11.48KN

e0=8.2×

0.1=0.82KN·

M=1.4MK=1.15KN·

用类似的方法可以一次计算出整榀框架的荷载简图，见（图-5），（图-6）：

图-5

图-6

8.3梁、柱线刚度的计算

梁的线刚度ib=ECIb/l，其中EC是混凝土的弹性模量；

l是梁的计算跨度，I惯性矩。

考虑到现浇板的作用对梁截面线刚度的影响，所以一边有板取Ib=1.5I0，两边有板取Ib=2I0，I0为不考虑楼板翼缘作用的梁截面抗弯刚度。

梁采用C30的混凝土，EC=3.0×

104N/mm2。

柱线刚度ic=ECIb/l，柱子采用C30混凝土，EC=3.0×

具体计算见表2-1：

各杆件惯性矩及线刚度表表2-1

b×

h

（mm）

L

EC

（N/mm2）

I0=bh3/12

（mm4）

Ib=2I0

i=EI/L

（N.mm）

相对

刚度

i相

8-10梁

250×

650

7000

3.0×

104

0.57×

1010

1.04×

4.45×

1.00

10-11梁

底中，边柱

600×

600

3000

1.08×

0.25

顶中，边柱

2700

0.3

其它层中，边柱

相对刚度取CF梁的线刚度i=3.5×

1010为1.00，其他构件的相对于它的线刚度见上表。

8.4恒载作用下的内力计算

8.4.1恒荷载作用下框架的弯矩计算

用弯矩二次分配法计算框架弯矩：

竖向荷载作用下框架的内力分析，由于活载相对恒载小得多，所以本次手工计算不考虑活荷载的不利布置，认为活载满布。

通过此方法求得的框架内力，梁的跨中弯矩值要比考虑活荷载不利布置时求得的弯矩值偏低，但当活荷载在总荷载比例较小时，其影响很小。

a.固端弯矩计算：

框架梁的固端弯矩计算表2-2

楼层

8-10梁（KN·

m）

10-11梁（KN·

11-13梁（KN·

8端

10左端

10右端

11左端

11右端

13端

5

－258.6

411.0

－602.4

755.5

－450.8

195.5

4

－330

329

－338.6

347.3

－324.1

286.6

3

－323.4

345.9

－326.7

345.5

－327.7

279.8

－459.8

437

－336.5

342

－329.2

304.4

－3