土木工程畢業(yè)設(shè)計(jì)---多層商場(chǎng)

1、<p><b>　　**商場(chǎng)</b></p><p>　　摘要：本工程為會(huì)理縣一擬建多層商場(chǎng)，建筑分為六層，結(jié)構(gòu)標(biāo)高為27.0m，總建筑面積7251m².。本工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)?；静襟E為：結(jié)構(gòu)計(jì)算見圖；荷載計(jì)算；內(nèi)力分析；內(nèi)力組合；梁、柱界面配筋、板的設(shè)計(jì)、樓梯的設(shè)計(jì)、基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)以及施工圖的繪制等。其中，內(nèi)力計(jì)算考慮一下四種荷載作用，即恒荷載、活荷載

2、、風(fēng)荷載以及地震作用；柱、板的設(shè)計(jì)采用彈性理論；梁的設(shè)計(jì)采用塑性理論；樓梯選用板式樓梯；基礎(chǔ)選用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)。在進(jìn)行截面抗震設(shè)計(jì)時(shí)，遵循了強(qiáng)剪弱彎，強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件的設(shè)計(jì)原則，且滿足構(gòu)造要求。本設(shè)計(jì)采用手算和電算相結(jié)合，電算用PKPM2006版，電算結(jié)果包括：結(jié)構(gòu)信息；周期振型地震力；結(jié)構(gòu)位移；薄弱層驗(yàn)算；板計(jì)算；基礎(chǔ)計(jì)算。主要采用了PMCAD、SATWE和JCCAD,柱、梁、板以及基礎(chǔ)施工圖由PKPM導(dǎo)出。</p>

3、<p>　　關(guān)鍵詞：框架結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)；荷載；內(nèi)力計(jì)算；PKPM</p><p><b>　　1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說明</b></p><p><b>　　1.1 工程概況</b></p><p>　　會(huì)理縣**商場(chǎng)，建筑面積7351 m2, 按照規(guī)劃要求，擬建層數(shù)為6層的框架結(jié)構(gòu)。</p><p>

4、;<b>　　1、氣侯條件</b></p><p>　　(1) 溫 度：最熱月平均26.5℃，最冷月平均0.1℃；</p><p>　　夏季極端最高30.6℃，冬季極端最低0℃。</p><p>　　(2) 相對(duì)濕度：最熱月平均61%。</p><p>　　(3) 主導(dǎo)風(fēng)向：全年為南北風(fēng), 夏季為北風(fēng), 基本風(fēng)壓W

5、0=0.30kN/m2。</p><p>　　(4) 雨雪條件：年降雨量1148mm；日最大降水強(qiáng)度10.945mm/日；基本雪壓0.10kN/m2。</p><p><b>　　2、工程地質(zhì)條件</b></p><p>　　(1) 土質(zhì)情況：地表1.0m內(nèi)為填土，填土下為1.8m厚砂質(zhì)粘土，再下為礫石層；</p><p&g

6、t;　　砂質(zhì)粘土和礫石允許承載力分別為280kN/m2和400kN/m2。</p><p>　　(2) 地下水位：地表以下4.5m，無侵蝕性。</p><p>　　(3) 相鄰原有建筑基礎(chǔ)為條形基礎(chǔ)，其底面標(biāo)高在室外地面下-1.5m處。</p><p>　　(4) 抗震設(shè)防烈度：7度</p><p><b>　　3、材料供應(yīng)<

7、/b></p><p>　　(1) 三材由建材公司供應(yīng)，品種齊全。</p><p>　　(2) 墻體材料可選用普通粘土磚或多孔磚，內(nèi)墻可選用輕質(zhì)墻板；考慮環(huán)保因素，內(nèi)外墻體均可采用蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊。</p><p><b>　　4、施工條件和能力</b></p><p>　　施工單位具備完成該建筑所需的各種

8、人力條件和機(jī)械條件。</p><p>　　1.2 設(shè)計(jì)主要依據(jù)和資料</p><p>　　1．國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、規(guī)程</p><p><b>　　1 教科書</b></p><p><b>　　參考書</b></p><p>　　3．四川省建筑、結(jié)構(gòu)通用圖集</p>

9、;<p>　　《房屋建筑制圖統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50001-2001）</p><p>　　《總圖制圖標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50103-2001）</p><p>　　《建筑結(jié)構(gòu)制圖標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50105-2001）</p><p>　　《辦公建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》（JBJ 67-89）</p><p>　　《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GBJ

10、16-87）</p><p>　　《民用建筑設(shè)計(jì)通則》（JGJ 67-89）</p><p>　　《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2001）</p><p>　　《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010-2002）</p><p>　　《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2002）</p><p>　　《建筑

11、抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2001）</p><p>　　《網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》（JGJ7-91）</p><p>　　鋼筋混凝土、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)</p><p>　　建筑設(shè)計(jì)資料集（1～3）</p><p>　　建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊(cè)</p><p>　　建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)造資料集 上、下</p>&

12、lt;p>　　本工程采用框架結(jié)構(gòu)體系，框架抗震等級(jí)為三級(jí)。本工程耐火等級(jí)為二級(jí)，其建筑構(gòu)件的耐火極限及燃燒性能均按民用建筑設(shè)計(jì)規(guī)范（GBJI0I8-7）執(zhí)行.全部圖紙尺寸均以毫米為單位。本工程結(jié)構(gòu)圖中所注標(biāo)高均為結(jié)構(gòu)標(biāo)高。</p><p>　　1.3 主體工程設(shè)計(jì)</p><p>　　1、全部雙向板底筋短向放置在底層,長(zhǎng)向放置在短向筋上。</p><p>　　

13、2、框架柱與墻連接均需間隔500mm高、在柱內(nèi)預(yù)埋并向外伸出長(zhǎng)度不小于1000mm的2φ6的鋼筋與墻體相連接。</p><p>　　工程內(nèi)預(yù)留洞、預(yù)埋件應(yīng)與其他相關(guān)專業(yè)配合施工，嚴(yán)禁在結(jié)構(gòu)構(gòu)件上事后鑿洞。凡柱、板、梁及混凝土墻上開洞必須滿足相關(guān)規(guī)范要求。</p><p>　　凡建筑圖中未設(shè)墻處今后需加隔墻時(shí)，只允許加輕質(zhì)隔墻。</p><p>　　5、框架梁上下立筋

14、除圖中注明外均不宜有接頭，不可避免時(shí)，必須采用焊接接頭，同一截面內(nèi)鋼筋的接頭面積不多于鋼筋總面積的50%。</p><p>　　1.4 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案及布置</p><p>　　該建筑為商場(chǎng)，采用框架結(jié)構(gòu)，建筑平面布置靈活，有較大空間。 該工程采用全現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)體系，結(jié)構(gòu)平面布置見下圖。</p><p>　　圖3.1 結(jié)構(gòu)平面布置</p><p>

15、;　　1.4.1 構(gòu)件初估</p><p>　　一、柱截面尺寸的確定</p><p>　　由于本框架結(jié)構(gòu)荷載較小，β可取1.1。設(shè)防烈度7度，抗震等級(jí)為三級(jí),因此μ取0.9。底層柱的柱高H=4500mm，由于為現(xiàn)澆樓蓋則其=1.0H=4500mm, 其他層柱的柱高H=4500mm，同樣為現(xiàn)澆樓蓋條件下的計(jì)算高度=1.25H=1.25×4500mm=5625mm, 則由</p

16、><p>　　b≥/30=5625/30=187.5mm </p><p>　　h≥/25=5625/25=225mm</p><p>　　綜合考慮框架柱最小截面尺寸為b×h=400mm×380mm,選定柱截面尺寸為650mm×650mm。</p><p><b>　　二、梁尺寸確定</b>&

17、lt;/p><p>　　框架梁的截面高度可根據(jù)梁的跨度、約束條件及荷載大小進(jìn)行選擇，一般取梁高為l/12～l/8梁的跨度。為防止發(fā)生剪切破壞，梁高不宜大于1/4凈跨?？蚣芰旱慕孛鎸挾瓤扇榱焊叨鹊?/3～1/2梁高，為了使端部節(jié)點(diǎn)傳力可靠，梁寬不宜小于柱寬的1/2，且不應(yīng)小于250mm。該工程框架為縱橫向承重，梁跨度為6.5m，根據(jù)梁跨度可初步確定框架梁截面尺寸350mm×700mm。次梁梁高為跨度的1/1

18、8～1/12，梁寬為梁高的1/3～1/2，因梁與板整結(jié)在一起，故梁寬可取偏小值。選取次梁尺寸為200mm×400mm，縱向鋼筋配筋率一般為0.6%～1.5%。</p><p><b>　　三、樓板尺寸</b></p><p>　　板的縱橫向的跨度比為2，采用現(xiàn)澆單向板，板的最小厚度 h=l/40且滿足h≥80mm 。板的厚度取120mm。</p>

19、<p>　　1.4.2 基本假定與計(jì)算簡(jiǎn)圖</p><p><b>　　一、基本假定</b></p><p>　　1、平面結(jié)構(gòu)假定：該工程平面為正交布置，可認(rèn)為每一方向的水平力只由該方向的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)承擔(dān)，垂直于該方向的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)不受力。</p><p>　　2、由于結(jié)構(gòu)體型相對(duì)規(guī)則，布置相對(duì)對(duì)稱均勻，結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下不計(jì)扭轉(zhuǎn)影

20、響。</p><p><b>　　二、計(jì)算簡(jiǎn)圖</b></p><p>　　在橫向水平力作用下，梁對(duì)墻產(chǎn)生約束彎矩，因此將結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化為剛結(jié)計(jì)算體系，計(jì)算簡(jiǎn)圖如后面所述。</p><p>　　1.4.3 荷載計(jì)算</p><p>　　水平荷載包括風(fēng)荷載和地震荷載。風(fēng)荷載的計(jì)算按當(dāng)?shù)厍闆r確定。地震作用計(jì)算方法按《建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)

21、計(jì)規(guī)范》進(jìn)行，對(duì)高度不超過40m以剪切為主且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的結(jié)構(gòu)，可采用底部剪力法。</p><p>　　豎向荷載主要是結(jié)構(gòu)自重（恒載）和使用荷載（活載）。結(jié)構(gòu)自重可由構(gòu)件截面尺寸直接計(jì)算，建筑材料單位體積重量按荷載規(guī)范取值。使用荷載（活荷載）按荷載規(guī)范取值，樓面活荷載折減系數(shù)按荷載規(guī)范取用。</p><p>　　1.4.4 側(cè)移計(jì)算及控制</p><p&

22、gt;　　當(dāng)一般裝修標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，框架結(jié)構(gòu)在地震作用下層間位移和層高之比、頂點(diǎn)位移與總高之比分別為1：650，1：700。</p><p>　　1.4.5 內(nèi)力計(jì)算及組合</p><p>　　一、豎向荷載下的內(nèi)力計(jì)算</p><p>　　豎向荷載下內(nèi)力計(jì)算首先根據(jù)樓蓋的結(jié)構(gòu)平面布置，將豎向荷載傳遞給每層框架?？蚣芙Y(jié)構(gòu)在豎向荷載下的內(nèi)力分層法；連梁考慮塑性內(nèi)力重分布而進(jìn)行調(diào)

23、幅，按兩端固定進(jìn)行計(jì)算。</p><p>　　二、水平荷載下的計(jì)算</p><p>　　水平力首先在框架分配，然后將分得的份額按各榀框架的剪切剛度進(jìn)行再分配，采用D值法進(jìn)行計(jì)算。</p><p><b>　　三、內(nèi)力組合</b></p><p>　　1、荷載組合。由于不考慮風(fēng)荷載影響，荷載組合簡(jiǎn)化如下：</p>

24、;<p>　　(1) 1.2×恒＋1.4×活</p><p>　　(2) 1.2×恒＋1.4×風(fēng)</p><p>　　(3) 1.2×恒+0.85(1.4×活+1.4×風(fēng)) </p><p>　　(4) 1.2×恒+0.5×活+1.3×地震</p&

25、gt;<p>　　2、控制截面及不利內(nèi)力?？蚣芰褐鶓?yīng)進(jìn)行組合的層一般為頂上二層，底層，混凝土強(qiáng)度、截面尺寸有改變層及體系反彎點(diǎn)所在層?？蚣芰嚎刂平孛婕安焕麅?nèi)力為：支座截面，－Mmax，Vmax，跨中截面，Mmax?？蚣苤刂平孛鏋槊繉由?、下截面，每截面組合：Mmax及相應(yīng)的N、V，Nmax及相應(yīng)M、V，Nmin及相應(yīng)M、V。</p><p>　　1.4.6 構(gòu)件及節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)</p>&l

26、t;p>　　構(gòu)件設(shè)計(jì)包括框架梁、柱，板的配筋計(jì)算。</p><p>　　1.4.7 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)</p><p>　　根據(jù)上部結(jié)構(gòu)條件、工程地質(zhì)、施工等因素，選用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)，進(jìn)行基礎(chǔ)的配筋及抗沖切的驗(yàn)算。</p><p><b>　　1.5 施工材料</b></p><p>　　1、本工程中所采用的鋼筋箍筋為Ⅰ級(jí)鋼，

27、fy=210N/m㎡,主筋為Ⅱ級(jí)鋼，fy=</p><p><b>　　300N/㎡。</b></p><p>　　2、柱梁鋼筋混凝土保護(hù)層為30mm,板為20mm。</p><p>　　3、鋼筋的錨固和搭接按國(guó)家現(xiàn)行規(guī)范執(zhí)行。</p><p>　　4、本工程混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20，C30。</p><

28、;p>　　5、墻體采用240厚粉煤灰輕渣空心砌塊。</p><p>　　1.6 施工要求及其他設(shè)計(jì)說明</p><p>　　1、本工程上部樓板設(shè)計(jì)時(shí)未考慮較大施工堆載（均布），當(dāng)外荷載達(dá)到3.0KN/m時(shí)，應(yīng)采取可靠措施予以保護(hù)。</p><p>　　2、施工縫接縫應(yīng)認(rèn)真處理，在混凝土澆筑前必須清除雜物，洗凈濕潤(rùn)，在刷2度純水泥漿后，用高一級(jí)的水泥沙漿接頭，再

29、澆筑混凝土。</p><p>　　3、未詳盡說明處，按相關(guān)規(guī)范執(zhí)行。</p><p><b>　　2 結(jié)構(gòu)計(jì)算書</b></p><p><b>　　2.1 工程概況</b></p><p>　　我們本次設(shè)計(jì)課題是一幢商場(chǎng)，六層框架結(jié)構(gòu)，抗震設(shè)計(jì)烈度為7度。地基按Ⅱ類場(chǎng)地土。建筑物層高為4.5m，柱

30、、梁板均為現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)。</p><p>　　2.1.1 平面設(shè)計(jì)</p><p>　　首先應(yīng)是底層的設(shè)計(jì)，初步擬定柱的截面尺寸,650mm×650mm，梁的截面尺寸為350mm×700mm，在設(shè)計(jì)中，考慮到多層商城的多項(xiàng)功能集一體，設(shè)計(jì)中，把它主要功能分區(qū)，亦即是商業(yè)區(qū)和辦公區(qū)，各個(gè)區(qū)進(jìn)行人員分流以及滿足防火要求。</p><p>　　2.1.2

31、剖面設(shè)計(jì)</p><p>　　為了很好的反映樓層的結(jié)構(gòu)，在設(shè)計(jì)剖面時(shí)，剖到樓梯這個(gè)比較重要的部位，使剖面能很好的反映結(jié)構(gòu)的布置，樓地面的裝修以及梁柱之間的關(guān)系等。</p><p>　　2.1.3 排水設(shè)計(jì)</p><p>　　為了使雨水能很好的有組織的排走，設(shè)計(jì)中，采用的是外檐溝排水，起坡坡度均為2%,設(shè)計(jì)成雙坡排水。</p><p>　　2

32、.1.4 結(jié)構(gòu)選型</p><p>　　采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)</p><p>　　1、屋面、樓面結(jié)構(gòu)：現(xiàn)澆鋼筋混凝土屋面板，按非上人屋面的使用荷載取用；</p><p>　　2、樓梯結(jié)構(gòu)：采用板式樓梯；</p><p>　　3、排水采用檐溝外排水，溝內(nèi)墊坡。</p><p>　　4、基礎(chǔ)：采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)。</

33、p><p>　　2.1.5基本資料：</p><p>　　1、設(shè)計(jì)標(biāo)高：室內(nèi)設(shè)計(jì)標(biāo)高±0.000m，室內(nèi)外高差300mm；</p><p>　　2、墻身做法：墻身為粉煤灰輕渣空心砌塊。用M5混合砂漿砌筑，內(nèi)粉刷為混合砂漿底，紙筋灰面，厚15mm，“803”內(nèi)墻涂料兩度，外粉刷為1：3水泥砂漿底，厚15mm, 5厚1：1水泥砂漿粘結(jié)層，水刷石墻面；</p&

34、gt;<p>　　3、樓地面做法：采用水磨石地面。 </p><p>　　4、屋面做法：鋼筋混凝土樓板上為20厚1：3水泥砂漿找平，上面為保溫層，再用20厚水泥砂漿找平，上面為隔離層，結(jié)構(gòu)層采用40厚C20細(xì)石混凝土，內(nèi)配ø4@150雙向鋼筋，最上面的面層為青色防滑地磚；</p><p>　　門窗做法：采用木門，鋁合金窗，詳細(xì)尺寸見建施圖；</p>&

35、lt;p>　　5、工程地質(zhì)資料：持力層為砂質(zhì)粘土，地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值為280KPa，基本風(fēng)壓0.3KN/m2，雪壓0.10KN/m2，抗震7度設(shè)防（近震）；</p><p>　　6、活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：屋面活荷載為2.0 KN/m2，樓面活荷載，五層樓面活荷載取為2.0 KN/m2，其余層為商業(yè)區(qū)樓面活荷載取為2.5 KN/m2。</p><p>　　根據(jù)這些資料和設(shè)計(jì)的平面圖和結(jié)構(gòu)布置，據(jù)

36、此來進(jìn)行框架計(jì)算。</p><p>　　2.2 結(jié)構(gòu)布置及計(jì)算簡(jiǎn)圖</p><p><b>　　2.2.1結(jié)構(gòu)布置</b></p><p>　　根據(jù)該房屋的使用功能及建筑設(shè)計(jì)的需求，進(jìn)行了建筑平面、立面及剖面的設(shè)計(jì)，其各層建筑平面、剖面示意圖見建筑設(shè)計(jì)圖，本結(jié)構(gòu)層高6層，各層層高為4.5m。</p><p>　　填充墻采

37、用390mm×240 mm×190mm的粉煤灰輕渣空心砌塊砌筑，門為木門、玻璃門和卷簾門，窗為鋁合金窗，門窗洞口尺寸見門窗表。</p><p>　　樓蓋及屋蓋均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，樓板厚度取120 mm，梁截面高度按梁跨度的1/12～1/8估算，由此估算的梁載面尺寸見表4.1，混凝土強(qiáng)度等級(jí)取C30（fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2）</p><p&g

38、t;　　表4.1 梁截面尺寸（mm）</p><p>　　柱截面尺寸可根據(jù)式N=βFgEn ， Ac≥N/[µN]fc估算，查表4.2、4.3得該框架結(jié)構(gòu)在30m以下，抗震等級(jí)為三級(jí)，其軸壓比值[µN]=0.9</p><p>　　表4.2 結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)</p><p>　　表4.3 柱軸壓比限值µN</p>&l

39、t;p>　　取柱的截面為正方形，設(shè)計(jì)柱截面尺寸取值統(tǒng)一取650 mm 650 mm</p><p>　　基礎(chǔ)選用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋深取0.5m，取頂層柱的形心線作為框架柱的軸線，梁軸線取至板頂，2-6層柱高度即為層高4.5m，底層柱高度從基礎(chǔ)頂面取至一層板頂，即h1=4.5+0.3+0.5=5.3m</p><p>　　2.2.2重力荷載計(jì)算</p><p>

40、;<b>　　一、恒載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算</b></p><p><b>　　1、屋面</b></p><p>　　防水層（剛性）：青色地磚 0.55 KN/m2</p><p>　　找平層：20厚水泥砂漿 0.02×20=0.4 KN/m

41、2</p><p>　　保溫層：80厚礦渣水泥 0.08×14.5=1.16 KN/m2</p><p>　　找平層：20厚水泥砂漿 0.02×20=0.4 KN/m2</p><p>　　結(jié)構(gòu)層：40厚鋼筋混凝土 0.04×25=1

42、 KN/m2</p><p>　　吊頂：V型輕鋼龍骨吊頂 0.17 KN/m2</p><p>　　合 計(jì) 　 3.68 KN/m2</p><p><b>　　2、樓面</b></p><p>　　地面：水磨石地面　　　　　　　　

43、 0.65 KN/m2</p><p>　　結(jié)構(gòu)層：120厚鋼筋砼板 0.1×25=3 KN/m2 </p><p>　　抹灰層：10厚混合砂漿 0.01×17=0.17 KN/m2</p><p>　　吊頂：V型輕鋼龍骨吊頂

44、 0.17 KN/m2</p><p>　　合 計(jì) 　3.99 KN/m2</p><p><b>　　3、梁自重</b></p><p>　　b×h=350×700</p><p>　　自重 0.

45、35×(0.7-0.1)×25=5.25 KN/m</p><p>　　粉刷：20厚混合砂漿　　 0.02×[(0.7-0.1)×2+0.3]×17=0.51KN/m</p><p>　　合 計(jì) 　5.76 KN/m</p><p>　　b×h=200×400</p

46、><p>　　自重 0.2×(0.40-0.1)×25=1.5 KN/m</p><p>　　粉刷：20厚混合砂漿　　 0.02×[(0.45-0.1)×2+0.2]×17=0.31KN/m</p><p>　　合 計(jì) 1.81 KN/m&l

47、t;/p><p><b>　　4、柱自重</b></p><p>　　b×h=650×650</p><p>　　自重 0.65×0.65×25=10.56KN/m</p><p>　　粉刷：20厚混合砂漿