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摘 要：根据教学楼设计规范和其它相关标准，以及设计要求和提供的地质资料，设计该框架结构教学楼。按照先建筑后结构，先整体布局后局部节点设计步骤设计。主要内容包括：设计资料、建筑设计总说明、建筑的平面、立面、剖面图设计说明，以及其它部分的设计说明；结构平面布置及计算简图确定、荷载计算、内力计算、内力组合、主梁截面设计和配筋计算、框架柱截面设计和配筋计算、次梁截面设计配筋计算、楼板和屋面设计、楼梯设计，基础设计等。
关键词：框架、重力荷载代表值；现浇钢筋混凝土结构；内力组合；弯矩调幅。
According： to building design specifications and other relevant standards and design requirements and provide geological data, the design of the framework of the classroom building. After the first building in accordance with the structure and layout of the overall after the first local node design steps design. Main contents include : design, architectural design of the total shows that the construction of the plane, Facade, profile design specifications, , and other parts of the design; structural layout and schematic calculation of identification, load, stress, the combination of internal forces, Main beam reinforcement design and calculation, frame-section design and reinforcement, meeting beam reinforcement design, floor and roof design, stair design, infrastructure design.
Key Words：frame, Gravity load charecter value , cast-in-place reinforced concrete structure , internal force make up , curved square amplitude modulation.
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
1 工程概况
本设计教学楼位于郑州市，用地755方米，红线范围为50m×20m。该地段地势平坦，环境较好，在选址和环境营造方面，注意自然景色的优美，也重学習环境各交通条件的因素，更强调人与自然环境的协调统一，比较适合教学楼功能的充分利用。
2 建筑设计
2.1 平面设计
该建筑物总长度为42.4m，总宽度为17.8m，共五层，总建筑面积为3773.6m2,主体结构采用现浇钢筋混凝土框结构。
房间中窗的大小和位置主要是根据室内采光通风要求来考虑。采光方面，窗的大小直接影响到室内照明是否充足。各类房间照明要求是由室内使用上直接影响到室内是用上精确细密的程度来确定的。通常以窗口透光部分的面积和房间地面的采光面积比来初步确定或检验面积的大小。
教室采光面积比为1/6~1/8，走廊和楼梯间大于1/10。
教室采光面积比为 ，在范围之内
楼梯间:
均满足要求。
2.2 立面设计
结构韵律和虚实对比，是使建筑立面富有表现力的重要设计手法。建筑立面上结构构件或门窗作用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变化的感受效果。在本设计中，正立面中所有的窗尺寸都是一样的，给人以特别整齐的感觉！
房屋外部形象反映建筑类型内部空间的组合特点，美观问题紧密地结合功能要求，同时，建筑物所在地区的气候、地形、道路、原有的建筑物以及绿化等基地环境，也是影响建筑物立面设计的重要因素。
2.3 建筑剖面设计
为防止室外雨水流入室内，并防止墙身受潮，将使内地坪提高到室外地坪450mm。首层、标准层与顶层层高均为3.3m。
3 水平荷载计算
3.1风荷载计算
垂直作用在建筑物表面的风荷载
按下式计算：
= (6-1)
式中—风荷载标准值（kN/m2）；
—高度z处的风振系数；
s —风荷载体型系数；
—风压高度变化系数；
—基本风压 （kN/m2）。
根据所给条件：基本风压 Wo =0.4 kN/m2 。
则
风压高度变化系数 z 由《建筑结构荷载规范》确定
横向风荷载的标准值Wk为：Wk= z s zWo
3.2 地震荷载计算
3.2.1 横向自振周期的计算
横向自振周期的计算采用结构顶点的假想位移法。
基本自振周期T1（s）可按下式计算：
T1=1.7ψT （uT）1/2(6-7)
注：uT假想把集中在各层楼面处的重力荷载代表值Gi作为水平荷载而算得的结构顶点位移。
ψT结构基本自振周期考虑非承重砖墙影响的折减系数，取0.6。
uT按以下公式计算：
VGi=∑Gk(6-8)
（△u）i= VGi/∑D ij (6-9)
uT=∑（△u）k(6-10)
注： ∑D ij 为第i层的层间侧移刚度。
（△u）i为第i层的层间侧移。
（△u）k为第k层的层间侧移。
s为同层内框架柱的总数。
结构顶点的假想侧移计算过程见下表，其中第四层的Gi为G4和Ge之和。
3.2.2 水平地震作用及楼层地震剪力的计算
本结构高度不超过40m，质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切型为主，故可用底部剪力法计算水平地震作用，即：
结构等效总重力荷载代表值Geq
Geq=0.85∑Gi
=0.85×（9336.75+7006.55×3+6976.10）
=31732.63（KN）
计算水平地震影响系数а1
查表得二类场地近震特征周期值Tg=0.35s。
查表得设防烈度为7度的аmax=0.08
结构总的水平地震作用标准值FEk
FEk=а1Geq
=0.08×31732.63
=2538.61（KN）
因1.4Tg=1.4×0.35=0.49s＞T1=0.216s，所以不考虑顶部附加水平地震作用。
各质点横向水平地震作用按下式计算：
Fi=GiHiFEk（1-δn）/（∑GkHk）(6-11)
地震作用下各楼层水平地震层间剪力Vi为
Vi=∑Fk（i=1，2，…n）(6-12)
3.3.3 多遇水平地震作用下的位移验算
水平地震作用下框架结构的层间位移（△u）i和顶点位移u i分别按下列公式计算：
（△u）i = Vi/∑D ij (6-13)
u i=∑（△u）k (6-14)
各层的层间弹性位移角θe=（△u）i/hi，根据《抗震规范》，考虑砖填充墙抗侧力作用的框架，层间弹性位移角限值[θe]<1/550。
参考文献
[1] 现行建筑设计规范大全.北京:中国建筑工业出版社,2001.
[2] 建筑结构荷载规范（GB50009—2001）北京:中国建筑工业出版社,2001.
[3] 混凝土结构设计规范（GB50011—2001）北京:中国建筑工业出版社,2001.
[4] 建筑抗震设计规范（GB50011—2001）北京:中国建筑工业出版社,2001.
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：框架、重力荷载代表值；现浇钢筋混凝土结构；内力组合；弯矩调幅。
According： to building design specifications and other relevant standards and design requirements and provide geological data, the design of the framework of the classroom building. After the first building in accordance with the structure and layout of the overall after the first local node design steps design. Main contents include : design, architectural design of the total shows that the construction of the plane, Facade, profile design specifications, , and other parts of the design; structural layout and schematic calculation of identification, load, stress, the combination of internal forces, Main beam reinforcement design and calculation, frame-section design and reinforcement, meeting beam reinforcement design, floor and roof design, stair design, infrastructure design.
Key Words：frame, Gravity load charecter value , cast-in-place reinforced concrete structure , internal force make up , curved square amplitude modulation.
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
1 工程概况
本设计教学楼位于郑州市，用地755方米，红线范围为50m×20m。该地段地势平坦，环境较好，在选址和环境营造方面，注意自然景色的优美，也重学習环境各交通条件的因素，更强调人与自然环境的协调统一，比较适合教学楼功能的充分利用。
2 建筑设计
2.1 平面设计
该建筑物总长度为42.4m，总宽度为17.8m，共五层，总建筑面积为3773.6m2,主体结构采用现浇钢筋混凝土框结构。
房间中窗的大小和位置主要是根据室内采光通风要求来考虑。采光方面，窗的大小直接影响到室内照明是否充足。各类房间照明要求是由室内使用上直接影响到室内是用上精确细密的程度来确定的。通常以窗口透光部分的面积和房间地面的采光面积比来初步确定或检验面积的大小。
教室采光面积比为1/6~1/8，走廊和楼梯间大于1/10。
教室采光面积比为 ，在范围之内
楼梯间:
均满足要求。
2.2 立面设计
结构韵律和虚实对比，是使建筑立面富有表现力的重要设计手法。建筑立面上结构构件或门窗作用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变化的感受效果。在本设计中，正立面中所有的窗尺寸都是一样的，给人以特别整齐的感觉！
房屋外部形象反映建筑类型内部空间的组合特点，美观问题紧密地结合功能要求，同时，建筑物所在地区的气候、地形、道路、原有的建筑物以及绿化等基地环境，也是影响建筑物立面设计的重要因素。
2.3 建筑剖面设计
为防止室外雨水流入室内，并防止墙身受潮，将使内地坪提高到室外地坪450mm。首层、标准层与顶层层高均为3.3m。
3 水平荷载计算
3.1风荷载计算
垂直作用在建筑物表面的风荷载
按下式计算：
= (6-1)
式中—风荷载标准值（kN/m2）；
—高度z处的风振系数；
s —风荷载体型系数；
—风压高度变化系数；
—基本风压 （kN/m2）。
根据所给条件：基本风压 Wo =0.4 kN/m2 。
则
风压高度变化系数 z 由《建筑结构荷载规范》确定
横向风荷载的标准值Wk为：Wk= z s zWo
3.2 地震荷载计算
3.2.1 横向自振周期的计算
横向自振周期的计算采用结构顶点的假想位移法。
基本自振周期T1（s）可按下式计算：
T1=1.7ψT （uT）1/2(6-7)
注：uT假想把集中在各层楼面处的重力荷载代表值Gi作为水平荷载而算得的结构顶点位移。
ψT结构基本自振周期考虑非承重砖墙影响的折减系数，取0.6。
uT按以下公式计算：
VGi=∑Gk(6-8)
（△u）i= VGi/∑D ij (6-9)
uT=∑（△u）k(6-10)
注： ∑D ij 为第i层的层间侧移刚度。
（△u）i为第i层的层间侧移。
（△u）k为第k层的层间侧移。
s为同层内框架柱的总数。
结构顶点的假想侧移计算过程见下表，其中第四层的Gi为G4和Ge之和。
3.2.2 水平地震作用及楼层地震剪力的计算
本结构高度不超过40m，质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切型为主，故可用底部剪力法计算水平地震作用，即：
结构等效总重力荷载代表值Geq
Geq=0.85∑Gi
=0.85×（9336.75+7006.55×3+6976.10）
=31732.63（KN）
计算水平地震影响系数а1
查表得二类场地近震特征周期值Tg=0.35s。
查表得设防烈度为7度的аmax=0.08
结构总的水平地震作用标准值FEk
FEk=а1Geq
=0.08×31732.63
=2538.61（KN）
因1.4Tg=1.4×0.35=0.49s＞T1=0.216s，所以不考虑顶部附加水平地震作用。
各质点横向水平地震作用按下式计算：
Fi=GiHiFEk（1-δn）/（∑GkHk）(6-11)
地震作用下各楼层水平地震层间剪力Vi为
Vi=∑Fk（i=1，2，…n）(6-12)
3.3.3 多遇水平地震作用下的位移验算
水平地震作用下框架结构的层间位移（△u）i和顶点位移u i分别按下列公式计算：
（△u）i = Vi/∑D ij (6-13)
u i=∑（△u）k (6-14)
各层的层间弹性位移角θe=（△u）i/hi，根据《抗震规范》，考虑砖填充墙抗侧力作用的框架，层间弹性位移角限值[θe]<1/550。
参考文献
[1] 现行建筑设计规范大全.北京:中国建筑工业出版社,2001.
[2] 建筑结构荷载规范（GB50009—2001）北京:中国建筑工业出版社,2001.
[3] 混凝土结构设计规范（GB50011—2001）北京:中国建筑工业出版社,2001.
[4] 建筑抗震设计规范（GB50011—2001）北京:中国建筑工业出版社,2001.
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。