土木工程毕业设计多层商场.docx
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土木工程毕业设计多层商场
**商场
摘要：
本工程为会理县一拟建多层商场，建筑分为六层，结构标高为27.0m，总建筑面积7251m².。
本工程结构设计采用多层钢筋混凝土框架结构。
基本步骤为：
结构计算见图；荷载计算；内力分析；内力组合；梁、柱界面配筋、板的设计、楼梯的设计、基础的设计以及施工图的绘制等。
其中，内力计算考虑一下四种荷载作用，即恒荷载、活荷载、风荷载以及地震作用；柱、板的设计采用弹性理论；梁的设计采用塑性理论；楼梯选用板式楼梯；基础选用柱下独立基础。
在进行截面抗震设计时，遵循了强剪弱弯，强柱弱梁，强节点弱构件的设计原则，且满足构造要求。
本设计采用手算和电算相结合，电算用PKPM2006版，电算结果包括：
结构信息；周期振型地震力；结构位移；薄弱层验算；板计算；基础计算。
主要采用了PMCAD、SATWE和JCCAD,柱、梁、板以及基础施工图由PKPM导出。
关键词：
框架结构；设计；荷载；内力计算；PKPM
1结构设计说明
1.1工程概况
会理县**商场，建筑面积7351m2,按照规划要求，拟建层数为6层的框架结构。
1、气侯条件
（1）温度：
最热月平均26.5℃，最冷月平均0.1℃；
夏季极端最高30.6℃，冬季极端最低0℃。
（2）相对湿度：
最热月平均61%。
（3）主导风向：
全年为南北风,夏季为北风,基本风压W0=0.30kN/m2。
（4）雨雪条件：
年降雨量1148mm；日最大降水强度10.945mm/日；基本雪压0.10kN/m2。
2、工程地质条件
（1）土质情况：
地表1.0m内为填土，填土下为1.8m厚砂质粘土，再下为砾石层；
砂质粘土和砾石允许承载力分别为280kN/m2和400kN/m2。
（2）地下水位：
地表以下4.5m，无侵蚀性。
（3）相邻原有建筑基础为条形基础，其底面标高在室外地面下-1.5m处。
（4）抗震设防烈度：
7度
3、材料供应
（1）三材由建材公司供应，品种齐全。
（2）墙体材料可选用普通粘土砖或多孔砖，内墙可选用轻质墙板；考虑环保因素，内外墙体均可采用蒸压粉煤灰加气混凝土砌块。
4、施工条件和能力
施工单位具备完成该建筑所需的各种人力条件和机械条件。
1.2设计主要依据和资料
1．国家标准、规范、规程
1教科书
1．参考书
3．四川省建筑、结构通用图集
《房屋建筑制图统一标准》（GB/T50001-2001）
《总图制图标准》（GB/T50103-2001）
《建筑结构制图标准》（GB/T50105-2001）
《办公建筑设计规范》（JBJ67-89）
《建筑设计防火规范》（GBJ16-87）
《民用建筑设计通则》（JGJ67-89）
《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）
《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）
《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）
《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）
《网架结构设计与施工规程》（JGJ7-91）
钢筋混凝土、钢结构设计手册
建筑设计资料集（1～3）
建筑结构静力计算手册
建筑结构构造资料集上、下
本工程采用框架结构体系，框架抗震等级为三级。
本工程耐火等级为二级，其建筑构件的耐火极限及燃烧性能均按民用建筑设计规范（GBJI0I8-7）执行.全部图纸尺寸均以毫米为单位。
本工程结构图中所注标高均为结构标高。
1.3主体工程设计
1、全部双向板底筋短向放置在底层,长向放置在短向筋上。
2、框架柱与墙连接均需间隔500mm高、在柱内预埋并向外伸出长度不小于1000mm的2φ6的钢筋与墙体相连接。
3、工程内预留洞、预埋件应与其他相关专业配合施工，严禁在结构构件上事后凿洞。
凡柱、板、梁及混凝土墙上开洞必须满足相关规范要求。
4、凡建筑图中未设墙处今后需加隔墙时，只允许加轻质隔墙。
5、框架梁上下立筋除图中注明外均不宜有接头，不可避免时，必须采用焊接接头，同一截面内钢筋的接头面积不多于钢筋总面积的50%。
1.4结构设计方案及布置
该建筑为商场，采用框架结构，建筑平面布置灵活，有较大空间。
该工程采用全现浇结构体系，结构平面布置见下图。
图3.1结构平面布置
1.4.1构件初估
一、柱截面尺寸的确定
由于本框架结构荷载较小，β可取1.1。
设防烈度7度，抗震等级为三级,因此μ取0.9。
底层柱的柱高H=4500mm，由于为现浇楼盖则其
=1.0H=4500mm,其他层柱的柱高H=4500mm，同样为现浇楼盖条件下的计算高度
=1.25H=1.25×4500mm=5625mm,则由
b≥
/30=5625/30=187.5mm
h≥
/25=5625/25=225mm
综合考虑框架柱最小截面尺寸为b×h=400mm×380mm,选定柱截面尺寸为650mm×650mm。
二、梁尺寸确定
框架梁的截面高度可根据梁的跨度、约束条件及荷载大小进行选择，一般取梁高为l/12～l/8梁的跨度。
为防止发生剪切破坏，梁高不宜大于1/4净跨。
框架梁的截面宽度可取为梁高度的1/3～1/2梁高，为了使端部节点传力可靠，梁宽不宜小于柱宽的1/2，且不应小于250mm。
该工程框架为纵横向承重，梁跨度为6.5m，根据梁跨度可初步确定框架梁截面尺寸350mm×700mm。
次梁梁高为跨度的1/18～1/12，梁宽为梁高的1/3～1/2，因梁与板整结在一起，故梁宽可取偏小值。
选取次梁尺寸为200mm×400mm，纵向钢筋配筋率一般为0.6%～1.5%。
三、楼板尺寸
板的纵横向的跨度比为2，采用现浇单向板，板的最小厚度h=l/40且满足h≥80mm。
板的厚度取120mm。
1.4.2基本假定与计算简图
一、基本假定
1、平面结构假定：
该工程平面为正交布置，可认为每一方向的水平力只由该方向的抗侧力结构承担，垂直于该方向的抗侧力结构不受力。
2、由于结构体型相对规则，布置相对对称均匀，结构在水平荷载作用下不计扭转影响。
二、计算简图
在横向水平力作用下，梁对墙产生约束弯矩，因此将结构简化为刚结计算体系，计算简图如后面所述。
1.4.3荷载计算
水平荷载包括风荷载和地震荷载。
风荷载的计算按当地情况确定。
地震作用计算方法按《建筑结构抗震设计规范》进行，对高度不超过40m以剪切为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构，可采用底部剪力法。
竖向荷载主要是结构自重（恒载）和使用荷载（活载）。
结构自重可由构件截面尺寸直接计算，建筑材料单位体积重量按荷载规范取值。
使用荷载（活荷载）按荷载规范取值，楼面活荷载折减系数按荷载规范取用。
1.4.4侧移计算及控制
当一般装修标准时，框架结构在地震作用下层间位移和层高之比、顶点位移与总高之比分别为1：
650，1：
700。
1.4.5内力计算及组合
一、竖向荷载下的内力计算
竖向荷载下内力计算首先根据楼盖的结构平面布置，将竖向荷载传递给每层框架。
框架结构在竖向荷载下的内力分层法；连梁考虑塑性内力重分布而进行调幅，按两端固定进行计算。
二、水平荷载下的计算
水平力首先在框架分配，然后将分得的份额按各榀框架的剪切刚度进行再分配，采用D值法进行计算。
三、内力组合
1、荷载组合。
由于不考虑风荷载影响，荷载组合简化如下：
（1）1.2×恒＋1.4×活
（2）1.2×恒＋1.4×风
（3）1.2×恒+0.85（1.4×活+1.4×风）
（4）1.2×恒+0.5
×活+1.3×地震
2、控制截面及不利内力。
框架梁柱应进行组合的层一般为顶上二层，底层，混凝土强度、截面尺寸有改变层及体系反弯点所在层。
框架梁控制截面及不利内力为：
支座截面，－Mmax，Vmax，跨中截面，Mmax。
框架柱控制截面为每层上、下截面，每截面组合：
Mmax及相应的N、V，Nmax及相应M、V，Nmin及相应M、V。
1.4.6构件及节点设计
构件设计包括框架梁、柱，板的配筋计算。
1.4.7基础设计
根据上部结构条件、工程地质、施工等因素，选用柱下独立基础，进行基础的配筋及抗冲切的验算。
1.5施工材料
1、本工程中所采用的钢筋箍筋为Ⅰ级钢，fy=210N/m㎡,主筋为Ⅱ级钢，fy=
300N/㎡。
2、柱梁钢筋混凝土保护层为30mm,板为20mm。
3、钢筋的锚固和搭接按国家现行规范执行。
4、本工程混凝土强度等级为C20，C30。
5、墙体采用240厚粉煤灰轻渣空心砌块。
1.6施工要求及其他设计说明
1、本工程上部楼板设计时未考虑较大施工堆载（均布），当外荷载达到3.0KN/m时，应采取可靠措施予以保护。
2、施工缝接缝应认真处理，在混凝土浇筑前必须清除杂物，洗净湿润，在刷2度纯水泥浆后，用高一级的水泥沙浆接头，再浇筑混凝土。
3、未详尽说明处，按相关规范执行。
2结构计算书
2.1工程概况
我们本次设计课题是一幢商场，六层框架结构，抗震设计烈度为7度。
地基按Ⅱ类场地土。
建筑物层高为4.5m，柱、梁板均为现浇结构。
2.1.1平面设计
首先应是底层的设计，初步拟定柱的截面尺寸,650mm×650mm，梁的截面尺寸为350mm×700mm，在设计中，考虑到多层商城的多项功能集一体，设计中，把它主要功能分区，亦即是商业区和办公区，各个区进行人员分流以及满足防火要求。
2.1.2剖面设计
为了很好的反映楼层的结构，在设计剖面时，剖到楼梯这个比较重要的部位，使剖面能很好的反映结构的布置，楼地面的装修以及梁柱之间的关系等。
2.1.3排水设计
为了使雨水能很好的有组织的排走，设计中，采用的是外檐沟排水，起坡坡度均为2%,设计成双坡排水。
2.1.4结构选型
采用钢筋混凝土框架结构
1、屋面、楼面结构：
现浇钢筋混凝土屋面板，按非上人屋面的使用荷载取用；
2、楼梯结构：
采用板式楼梯；
3、排水采用檐沟外排水，沟内垫坡。
4、基础：
采用柱下独立基础。
2.1.5基本资料：
1、设计标高：
室内设计标高±0.000m，室内外高差300mm；
2、墙身做法：
墙身为粉煤灰轻渣空心砌块。
用M5混合砂浆砌筑，内粉刷为混合砂浆底，纸筋灰面，厚15mm，“803”内墙涂料两度，外粉刷为1：
3水泥砂浆底，厚15mm,5厚1：
1水泥砂浆粘结层，水刷石墙面；
3、楼地面做法：
采用水磨石地面。
4、屋面做法：
钢筋混凝土楼板上为20厚1：
3水泥砂浆找平，上面为保温层，再用20厚水泥砂浆找平，上面为隔离层，结构层采用40厚C20细石混凝土，内配ø4@150双向钢筋，最上面的面层为青色防滑地砖；
门窗做法：
采用木门，铝合金窗，详细尺寸见建施图；
5、工程地质资料：
持力层为砂质粘土，地基承载力标准值为280KPa，基本风压0.3KN/m2，雪压0.10KN/m2，抗震7度设防（近震）；
6、活荷载标准值：
屋面活荷载为2.0KN/m2，楼面活荷载，五层楼面活荷载取为2.0KN/m2，其余层为商业区楼面活荷载取为2.5KN/m2。
根据这些资料和设计的平面图和结构布置，据此来进行框架计算。
2.2结构布置及计算简图
2.2.1结构布置
根据该房屋的使用功能及建筑设计的需求，进行了建筑平面、立面及剖面的设计，其各层建筑平面、剖面示意图见建筑设计图，本结构层高6层，各层层高为4.5m。
填充墙采用390mm×240mm×190mm的粉煤灰轻渣空心砌块砌筑，门为木门、玻璃门和卷帘门，窗为铝合金窗，门窗洞口尺寸见门窗表。
楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚度取120mm，梁截面高度按梁跨度的1/12～1/8估算，由此估算的梁载面尺寸见表4.1，混凝土强度等级取C30（fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2）
表4.1梁截面尺寸（mm）
主梁（b
h）
次梁（b
h）
350
700
200
400
柱截面尺寸可根据式N=βFgEn，Ac≥N/[µN]fc估算，查表4.2、4.3得该框架结构在30m以下，抗震等级为三级，其轴压比值[µN]=0.9
表4.2结构抗震等级
结构类型
烈度
6
7
8
9
框架结构
高度/m
≤30
＞30
≤30
＞30
≤30
＞30
≤25
框架
四
三
三
二
二
一
一
剧场、体育等
三
二
一
一
表4.3柱轴压比限值µN
结构类型
抗震等级
一
二
三
框架结构
0.7
0.8
0.9
取柱的截面为正方形，设计柱截面尺寸取值统一取650mm
650mm
基础选用柱下独立基础，基础埋深取0.5m，取顶层柱的形心线作为框架柱的轴线，梁轴线取至板顶，2-6层柱高度即为层高4.5m，底层柱高度从基础顶面取至一层板顶，即h1=4.5+0.3+0.5=5.3m
2.2.2重力荷载计算
一、恒载标准值计算
1、屋面
防水层（刚性）：
青色地砖0.55KN/m2
找平层：
20厚水泥砂浆0.02×20=0.4KN/m2
保温层：
80厚矿渣水泥0.08×14.5=1.16KN/m2
找平层：
20厚水泥砂浆0.02×20=0.4KN/m2
结构层：
40厚钢筋混凝土0.04×25=1KN/m2
吊顶：
V型轻钢龙骨吊顶0.17KN/m2
合计 3.68KN/m2
2、楼面
地面：
水磨石地面 0.65KN/m2
结构层：
120厚钢筋砼板0.1×25=3KN/m2
抹灰层：
10厚混合砂浆0.01×17=0.17KN/m2
吊顶：
V型轻钢龙骨吊顶0.17KN/m2
合计 3.99KN/m2
3、梁自重
b×h=350×700
自重0.35×（0.7-0.1）×25=5.25KN/m
粉刷：
20厚混合砂浆 0.02×[（0.7-0.1）×2+0.3]×17=0.51KN/m
合计 5.76KN/m
b×h=200×400
自重0.2×（0.40-0.1）×25=1.5KN/m
粉刷：
20厚混合砂浆 0.02×[（0.45-0.1）×2+0.2]×17=0.31KN/m
合计1.81KN/m
4、柱自重
b×h=650×650
自重0.65×0.65×25=10.56KN/m
粉刷：
20厚混合砂浆 0.02×0.45×4×17=0.62KN/m
合计 11.18KN/m
5、墙体
序号
类别
荷载（KN/m²）
1
不上人屋面恒荷载（板厚取120mm）
7．0
2
不上人屋面恒荷载（板厚取100mm）
6.5
3
标准层楼面恒荷载（板厚120mm）
4.5
4
标准层楼面恒荷载（板厚100mm）
4.0
5
标准层楼面恒荷载（板厚80mm）
3.5
6
雨篷恒荷载（板厚100mm）
5.7
7
卫生间恒荷载（板厚100mm）
6.0
8
塑钢门窗
0.45
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