某商业楼设计土木工程工民建毕业设计
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1、河北工业大学城市学院毕业设计说明书 作 者: 李克宁 学 号: 136902 系: 土木工程系 专业: 建筑工程专业 题 目: 保定市某商业楼设计之二 指导者: 周戟 副教授 (姓 名) (专业技术职务)评阅者: (姓 名) (专业技术职务) 2021年 05月 11日毕业设计中文摘要保定市某商业楼设计之二 摘要: 本设计题目是保定市某商业楼设计之二,本设计分为建筑设计局部及结构设计局部, 采用的是钢筋混凝土框架的结构。建筑设计局部依照建筑设计标准及标准,考虑建筑艺术、建筑环境及建筑技术以及经济条件等因素,确定建筑设计的方案,利用AutoCAD 2007 及天正建筑8.5 for 2007绘制
2、建筑施工图。结构设计依据相关的结构设计标准,确定结构方案,采用PKPM的计算方法,计算楼梯采用手算方法,利用AutoCAD 2007绘制结构施工图局部。通过分析电算结果参数的相关数值,得出本设计中的结构设计是合理的。关键词: 框架结构 钢筋混凝土 结构设计 建筑设计毕业设计外文摘要Title: Design For Business CenterAbstract:The design is a commercial building design. The design project of architectural design and structural design,which is
3、 built of reinforced concrete frame structure.In accordance with building codes for the center building and in view of the requirements of architectural art, architectural environment and the technical and economic conditions, architectural design determines the architectural scheme. Then, architect
4、ural drawings are drawn with the help of AutoCAD 2007.According to the structural codes, structural design fixes the structural schemes, calculates the staircase reinforcing Steels by hand, establishes structural model with PKPM. Then, structural working drawings are drawn by AutoCAD 2007. Compared
5、with the results of the hand calculation, the results of computer calculation and analysis are different . Keywords: frame structure reinforced concrete structure design architecture design1 绪论1.1 选题背景及研究价值 在进入体验经济的时代后,企业的目标即是为顾客创造一个有价值的体验,提供应顾客无可取代的价值,让现代重视物质生活的消费者享受到更高层次的体验。商业楼的出现,给购物者带来了全新的感受,符合了
6、他们所需利益的追求。 商业楼的功能包括:商店区、库房区、卫生间、楼梯等 商业楼指用于商业用途的楼房,其主要价值就表达在商业用途上。例如,用于出租给各个公司办公的楼房。历史上,澳门由于经济开展缓慢,商业并不兴旺,大局部商号都在旧式住宅楼宇的底层开铺营业。20世纪60年代末,澳门首家专门为商务机构提供写字楼(办公室)出租的商业大厦-永亨银行大厦落成。随后,南光公司自用的南光大厦也相继竣工。在70年代,1974年建成大丰银行大厦。稍后,又建成德记商业大厦。不过,此时澳门可供出租的写字楼面积仍缺乏4000平方米,商业大厦的建设仍然屈指可数。商业楼的规模那么因各个城市的大小、区域消费人群的多少及其经济实
7、力及热心程度而各有不同。大的有上万平方米的商业体,小的有几千平米的超市,二至三层的商铺,总之商业楼的出现,为人民的生活带来了巨大的方便。1.2 毕业设计的主要研究内容 建筑设计包括:1确定建筑设计方案局部,明确各部位的构造作法。在确定建筑方案的同时,结合结构的方案,确立两种以上的平面以及立面布置方案,并初步进行方案比拟及选择。2绘制建筑施工图局部,由建筑平面图、建筑立面图、建筑剖面图、外檐详图及楼梯详图组成。结构设计包括:1确定结构方案,初步选定结构构件的截面尺寸;2统计各荷载,应用PKPM 软件建立结构模型,并确定应用软件计算所需的设计参数,应用PKPM建筑结构设计软件完成结构设计局部;3结
8、构计算结果分析,针对结构计算所输出的结果,检查各项指标是否符合相关标准的相关要求,并进行结构规那么可行性分析,然后编写结构设计说明书;4楼梯设计,确定楼梯的结构形式,采用手算方法进行梯段、平台梁以及平台板配筋的计算;5绘制结构施工图局部,包括:结构屋面结构平面图;结构梁及柱的配筋图;楼梯配筋详图。1.3 本设计研究解决的问题及采用的研究手段本毕业设计为保定市商业楼设计之二,采用钢筋混凝土的框架结构,设计内容包括建筑设计局部及结构设计局部。建筑设计局部参照民用建筑设计的根本原那么、建筑各部位的工程做法进行建筑方案选择、建筑平面、立面、剖面设计以及建筑构造设计。在确定建筑的方案的同时,结合结构的方
9、案,确定两种平面及立面布置方案,并初步进行方案比拟及选择。通过建筑设计局部了解建筑设计的过程,重点掌握建筑方案的选择以及各建筑各部位的工程做法。结构设计局部涉及到钢筋混凝土结构根本原理、钢筋混凝土房屋结构设计、建筑结构抗震设计、建筑结构设计标准等根本原理以及PKPM设计软件的应用。通过借助结构设计软件运用钢筋混凝土结构设计、抗震设计的根本原理以及结构设计标准对结构进行计算分析,包括内力分析、配筋计算以及弹性变形、弹塑性变形分析等,对结构进行合理的设计,重点掌握钢筋混凝土结构的计算模型、计算假定、计算方法、结果分析方法以及结构的规那么性分析,软件中各个参数的选择方法。大量收集商业楼设计有关的建筑
10、设计及结构设计的资料,进行建筑及结构设计。根据相应建筑、结构设计国家标准,采用中国建筑科学研究院开发的PMCAD软件进行建模,并用SAT-8软件进行各种构件的计算及配筋,对配筋框架结构需进行结构设计。利用AutoCAD 、完成结构施工图的绘制,利用word以及Excel等软件完成设计说明书及其他内容的局部。2 建筑设计2.1 概述2.1.1 工程概况该会馆位于保定市,建筑平面呈矩形,纵向38.1m,横向53.1m,楼高19.65m,主体为四层,层高均为4.5m,女儿墙高1.2m,室内外高差为0.45m,占地面积约为1711.5,建筑面积为6844平方米。商业楼场地交通便利,地形平坦。地震设防烈
11、度为7 度,设计根本地震加速度 0.10g,建筑的场地土类别为类,建筑物室内外高差0.45m 。地基在符合承载力及变形要求时尽量不进行修理。主体采用钢筋混凝土框架结构。楼盖及屋盖采用现浇。2.1.2 设计依据1、?房屋建筑制图统一标准?GB50001-20212、?民用建筑设计通那么?GB50352-20053、?建筑设计防火标准?GB50016-20064、?建筑结构荷载标准?GB50009-20215、?建筑抗震设计标准?GB50011-20216、?混凝土结构设计标准?GB50010-20217、?建筑结构制图标准?GBT50105-20218、?建筑物抗震构造详图?20059、?高层建
12、筑混凝土结构技术规程?(JGJ3-2021)10、?建筑抗震设计?11、?房屋建筑学?12、?材料力学?13、?结构力学?2.2 建筑方案确实定商业建筑是公共建筑中最为常见的建筑类型之一,也是最贴近市民、与市民生活息息相关的建筑类型之一。在一般商业建筑的建筑方案选择中,除了对建筑主要入口的室内空间有所考虑外,对其它外空间的要求较少,主要涉及人流、物流的流线组织、建筑及相应场所的位置布置等问题。在某些大型的购物中心设计中,出于经营或城市设计要求,十分重视室外空间的组织,室内与室外空间往往综合考虑,统一设计。设计原那么: 功能合理,留有余地商业建筑设计应符合城镇规划要求和环境保护要求,并不宜设在危
13、险性厂房、仓库、堆场附近。本设计超市位于保定市中心,主要入口前是一条交通主干道,根据当地规划部门的要求,留有适当集散场地,作为缓冲空间,防止了大量人流与镇干道交通发生严重干扰。 出入便捷、流线合理商业建筑应合理组织交通路线,方便顾客、员工和货物进出。本设计保证客流、货流和员工三条流向互不干扰;保证顾客流线和货物流线绝对分开,消费和休闲空间不受车辆影响。顾客从主干道来到商场正门通过正大门进入超市,员工和平时的货物那么是从超市后面的支路进入超市内部,而且在内部顾客和员工、货物所行进的路线也进行了别离。结构形式合理建筑方案选择时,应防止选择严重不规那么的设计方案,尽量使建筑物平面形心、质量中心和结构
14、抗侧刚度中心三者重合,以减少扭转的影响;结构竖向设计时,防止有过大的外挑和内收,侧向刚度宜下大上小,均匀变化,对平面不规那么和竖向不规那么的建筑结构,应按照标准对抗震薄弱部位采取有效抗震措施。按照上述的设计原那么,初步拟定了两套建筑方案,并进行比拟,选出较合理的方案。方案一为大型超市,结构形式采用的是框架结构,横向柱距和纵向柱距同为7.5m,满足大开间要求,建筑布置合理,有利于结构设计。如图2.1。图2.1 大型超市平面图方案二为大型商场,如图2.2所示,结构形式同为框架结构,横向柱距为8.4m,纵向柱距为9m,过大的柱间距导致梁柱的尺寸过大,影响外观的同时,不太经济;相比框架结构,框剪结构更
15、适宜用来做大型商场,以满足店面数量的要求。图2.2 商铺平面图经过综合比拟,最终选用方案一为此次商业楼的设计方案。2.3 平面设计建筑平面设计是建筑方案设计的关键局部,它对是否满足建筑物的使用功能起着决定性的作用。建筑的平面能表示出建筑在水平方向上房屋各局部的特征及各局部之间的联系。在进行平面设计时,平面布置可以反映出建筑空间组合的关系,故要综合考虑平面图、立面图及剖面图三者之间的关系,按完整的空间概念来进行设计。2.3.1 功能分区设计本商业综合楼建筑形式采用矩形平面,长度为53.1m,宽度为42.3m,平面长宽比小于5,纵向和横向柱距为7.5m,满足进深和建筑模数的要求。从建筑功能角度出发
16、,选择一层和三层作为商业区,大开间的柱距可以满足商铺的灵活布置,二层作为大型超市,方便市民购物,四层作为餐饮、娱乐和休息区域,满足购物者的多方面需求。在进行商店区,库房区平面布置时,综合考虑了交通路线,方便顾客、员工和货物进出的影响,保证了客流、货流和员工三条流向互不干扰。顾客从主干道来到商场正门通过正大门进入超市,员工和平时的货物那么是从超市后面的支路进入超市内部,而且在内部顾客和员工、货物所行进的路线也进行了别离。2.3.2 营业厅柱网对于商场营业空间来说,柱网间距越大,空间越灵活,使用也越灵活。但跨度增大必然会带来造价的提高,况且超市建筑中柱子只要布局合理,毕竟不会对使用功能带来致命影响
17、,因此采用框架式结构。过大的柱网,既不经济实用,又造成空间上的浪费;而过小的柱网那么会给空间商品陈列和货架布置困难,不利于空间的组织,并造成人流阻塞和拥挤。一般情况下,柱网确实定可以参考以下公式: 其中W为柱距,标注货架宽度为450mm,店员通道宽度为900mm,标准柜台宽度为600mm,购物顾客宽度为450mm,行走顾客宽度为600mm。N为行走顾客人流股数,当N=2时通道净宽取2.1m。一般情况下柱网采用7.2m至7.8m较为适宜,即有利于商品展示销售,又便于空间分割使用。本设计的柱网尺寸统一为7.5m。2.3.3 营业厅层高影响营业厅层高的因素有很多,如营业厅的面积大小、平面形式、结构类
18、型、客流量多少、自然采光条件、通风的组织、空调设备的设置、空间比例等因素。其中对层高影响最大的是结构高度、设备空间所需高度和营业厅净高。结构高度一般取决于跨度,跨度越大,梁的断面就越高。考虑到本设计是一个商业建筑,为了满足人们在购物时的舒适性,而且每层都设置了自动喷淋系统、中央空调的通风管线等因素。对于此四层超市,每层的层高均设定为4.5m。2.3.4 卫生间设计卫生间的设计查阅了?房屋建筑学?方面的知识得知,商场内部用卫生间设计应符合以下规定:1男厕所应按每50人设大便位1个、小便斗1个或小便槽0.60m长;2女厕所应按每30个人设大便1个,总数内至少有坐便位12个;3盥洗室应设污水池1个,
19、并按每35人设洗脸盆一个。建筑物内部交通方面,共设立了4处楼梯,位于建筑物的四周,西南和东南两侧用于购物通道,西北用于消防通道,东北用于员工通道;1处手扶电梯,位于大门附近,方便顾客同行;1处货梯,位于超市后支路,方面货物运输。2.3.5 楼梯设计楼梯设计必须符合以下的有关规定:1公共楼梯设计的每段梯段的步数不超过18级,不少于3级。2梯级的踢面高度原那么上不超过180mm。3楼梯的梯段宽净宽,指墙边到扶手中心线的距离一般按每股人流550mm+(0150mm);不同类型的建筑按楼梯的使用性质需要不同的梯段宽。一般一股人流宽度大于900mm,两股人流宽度在11001400mm,三股人流在1650
20、2100mm,但公共建筑都不应少于2股人流。4楼梯的平台深度净宽不应小于其梯段的宽度5在有门开启的出口处和有结构构件突出处,楼梯平台应适当放宽6楼梯的梯段下面的净高不得小于2200mm;楼梯的平台处净高不得小于2000mm。楼梯的常用坡度范围在,其中以左右较为适宜。本设计选取现浇板式楼梯,踏面深度取为300mm,踢面高度为150mm。楼梯扶手的高度一般为自踏面前缘以上900mm。楼梯的扶手应巩固适用。在楼梯的起始及终结处,扶手均自其前缘向前伸出300mm,且出于平安因素,扶手末端向下布置。2.4 剖面设计剖面设计是表示建筑物在垂直方向房屋各局部的组合关系,剖面设计主要分析建筑物各局部应有的高度
21、、建筑物层数、空间的组合及利用,以及在建筑物剖面中的结构及构造的关系等。它与平面一样及建筑使用、造价、节约用地等有密切的关系,应结合平面全面的进行考虑。1结构高度一般取决于跨度,跨度越大,梁的断面就越高。考虑到本设计是一个商业建筑,为了满足人们在购物时的舒适性,而且每层都设置了自动喷淋系统、中央空调的通风管线等因素。对于此四层综合体商业,每层的层高均设定为4.5m,女儿墙高度为1.2m。2为防止室外雨水流入室内,建筑物沉降使室内地坪标高过低、墙身受潮等因素,在商场入口处设置台阶,在其他部位设置散水。按照?民用建筑设计通那么?6.6.1条,确定室内外高差为0.45m,台阶为3级,每级0.15m;
22、散水宽600mm,坡度为3%。3窗台高、窗高及门高一般情况考虑层间窗台高与工作面的协调,取窗台高为1.0m,其它房间根据功能及空间观感进而协调窗台的高度;窗台高度主要影响房间的采光均匀度,框架结构建筑宜在框架梁或在联系梁下直接设置窗台,不宜单独设过梁。2.5 立面设计建筑立面表示建筑物四周的形象。立面设计是在紧密结合平面、剖面的内部空间组合、外部环境及在符合建筑使用要求及技术经济条件下并运用建筑造型及立面构图的规律进行。建筑立面设计是在符合房屋使用要求及技术经济条件的前提下,运用建筑物造型及立面构图规律,紧密结合平面布置及剖面的内部空间组合条件而进行的设计。联系建筑平面及剖面建筑体型组合,运用
23、建筑形式美的一些根本规律,使建筑物在符合使用要求的前提下,适应环境条件,符合美学的根本规律。在本设计中,各层正立面中所有的窗尺寸都是一样的,给人以整齐划一的视觉美感效果。根据初步确定的建筑内部空间组合的平面与剖面之间的关系,如建筑的大小,上下,门窗的位置,大小等,描述出建筑各立面的根本轮廓,作进一步调整,统一进行立面设计的根底。第一推敲立面各局部总的比例关系,考虑作为一个整体的几个立面的统一,相邻的立面间的连接及协调,第二按建筑构图规律着重分析立面上墙面的划分及处理,门窗的安排及调整,最后对建筑入口、各局部装饰等做重点的及细部的加工。由于良好的、吸引人的建筑形态,能为人们带来视觉与精神上的享受
24、,能为商业建筑带来更多的客流量,从而提高其营业额。同时,由于商业建筑通常位于城市主干道两侧,对于城市景观的影响也比拟大,所以形态是现代商业建筑设计的重要因素。在这里,建筑形态包括建筑空间形态与形式形态两局部。现代商业建筑一般由营业空间、公共空间、仓储与辅助空间组成,其中营业空间、公共空间是建筑空间与形式设计的重中之重。本超市在建筑的正立面采用了大面积的通透的玻璃幕墙的外观,并配有醒目的广告灯箱和众多的点射灯来显示出商业建筑的特征,吸引着顾客的注意力。2.6 建筑构造设计分建筑构造设计是建筑设计的重要组成局部,是建筑平、立、剖的继续及深入,也是结构设计、施工的重要依据。 外墙 框架结构的外墙只起
25、到维护的作用,在保温隔热的同时要求质轻以减少结构负担,不宜采用普通砖石,宜采用轻质砌块或轻质板材。本设计选用加气混凝土砌块,砌块直接砌于框架梁上,一般梁下直接设门窗,不单独另设过梁,外墙厚240mm。 内墙 内墙一般只起分隔空间作用,根据内墙两侧空间的使用要求来选择墙体材料、尺寸及构造方式;卫生间应具有防水、防潮性能等。本设计仍选用加气混凝土砌块,砌块直接砌于框架梁或一般梁上,由于门高为2.1m,一般梁下需要先设过梁,然后再设置门,内墙厚200mm。 楼面采用现浇式楼板,室内及走廊为花岗石的楼面,卫生间为陶瓷地砖防水楼面,且卫生间地面比其他地面低于20mm ,以防止水向外溢出,周围墙体用瓷砖做
26、了防水处理。 屋面屋面为高聚改性沥青卷才防水卷材屋面,上人有保温。女儿墙高1200mm,在端部做现浇砼压顶,采用有组织外排水方式。外排水指排水管沿建筑外墙面设置,雨水管不进入室内,不影响室内空间的使用,减少渗漏,使用广泛。为防止因积水等原因造成屋面渗漏,应做好以下几方面设计。 合理划分排水区合理划分排水区便于均匀布置雨水管水口及雨水管,一个雨水管负担120屋面面积设置。 确定排水面数量建筑进深为38.1m,选用双坡排水。 雨水管设置考虑其耐久性、荷重及装饰效果,采用塑料管UPVC。雨水管的设置既要便于排水,又不能影响使用,还要考虑对建筑立面效果的影响,设置间距为柱距。2.7 工程做法2.7.1
27、 屋面做法铺块材上人屋面 保护层做法:地砖20 厚铺平并拍实,缝宽为8,1:1水泥砂浆填缝 结合层做法: 1:425厚的干硬性水泥石灰砂浆,并在平面上撒素水泥隔离层做法:铺满聚乙烯薄膜0.15厚一层防水层做法:高聚物改性沥青防水6厚做防水卷材找平层做法: 1:3水泥石灰砂浆20厚,并掺聚丙烯或者棉纶-6纤维0.750.90kg/m3找坡层做法: 1:8水泥膨胀珍珠岩40厚找2%坡,最薄处为20结构层做法:钢筋混凝土120厚屋面板材保温层做法:聚苯乙烯50厚泡沫塑料板材2.7.2 顶棚的做法混合砂浆顶棚 钢筋混凝土板地面需要清理干净1:1:4的7厚水泥石灰砂浆1:0.5:3的5厚水泥石灰砂浆并在
28、外表喷涂料2.7.3 楼面做法花岗石楼面 花岗石板20厚铺实拍平,用水泥浆擦缝1:4的30厚干硬性水泥砂浆素水泥浆结合层刷一遍铺设钢筋混凝土的钢板2.7.4 卫生间楼面的做法陶瓷地砖防水楼面 地砖10厚铺实拍平,水泥浆擦缝1:4的25厚干硬性水泥砂浆聚氨酯防水涂料1.5厚,面撒黄砂,四周沿墙上翻150高基层处理剂刷一遍1:2的15厚水泥砂浆找平C15的50厚细石混凝土找坡不小于0.5%,最薄处厚度不小于30厚钢筋混凝土120厚楼板2.7.5 地面的做法花岗石地面 花岗石板20厚铺实拍平,素水泥浆擦缝1:4的30厚干硬性水泥石灰砂浆素水泥浆结合层刷一遍C25的100厚混凝土并用素土夯实2.7.6
29、 卫生间地面的做法陶瓷地砖防水地面 地砖10厚铺实并拍平,并用水泥浆嵌缝1:4的20厚干硬性水泥砂浆聚氨酯防水涂料1.5厚,面撒黄砂,四周沿墙上翻150高然后基层处理剂刷一遍1:2的15厚水泥砂浆找平C15的50厚细石混凝土找坡大于0.5%,最薄处大于30厚C15混凝土80厚并用素土将其夯实2.7.7 内墙面做法2.7.7.1 混合砂浆墙面 刷建筑胶素水泥浆一遍,配合比采用建筑胶:水为1:41:1:6的15厚水泥石灰砂浆,分两次抹灰1:0.5:3的5厚水泥石灰砂浆2.7.7.2 面砖墙面 建筑胶素水泥浆刷一遍,配合比采用建筑胶:水为1:415厚2:1:8水泥石灰砂浆,分两次抹灰5厚1:1水泥砂
30、浆加水重20%建筑胶囊贴10厚面砖,并用水泥沙浆擦缝2.7.8 外墙面做法2.7.8.1 水泥砂浆外墙面 刷建筑胶素水泥浆一遍,配合比为建筑胶:水=1:42:1:8的15厚水泥石灰砂浆,并分两次抹灰1:2.5的5厚水泥砂浆2.7.8.2 面砖外墙面 建筑胶素水泥浆刷一遍,配合比采用建筑胶:水为1:42:1:8的15厚水泥石灰砂浆,并分两次抹灰素水泥浆刷一遍1:1的5厚水泥砂浆加水重20%建筑胶囊贴面砖10厚,并用1:1水泥砂浆勾缝水泥浆擦缝以上所有厚度单位均为mm2.8 建筑施工图的绘制利用AutoCAD 2007 及天正建筑8.5 for 2007绘制建筑施工图。平面图详见建筑施工图“建施-
31、2建施-6,立面图详见建筑施工图“建施-7,建筑剖面图详见建筑施工图“建施-8,楼梯详图见建筑施工图“建施9,外檐详图详见建筑施工图“建施-10。3 结构设计电算局部3.1 概述3.1.1 工程概况本工程为保定市某商业楼设计之二,建设地点位于保定市地区,建设单位为房地产开发公司。工程总建筑面积为6844,占地面积1711.5。结构形式为钢筋混凝土框架结构,共四层。14层建筑层高为4.5m,14层结构层高分别为5.5m从根底顶面算起、4.5m、4.5m、4.5m;女儿墙高1.2m,建筑物总高度19.65米,室内外高差0.45m。建筑类别为丙类。3.1.2 设计资料3.1.2.1 设计依据1 建筑
32、结构荷载标准 GB50009-20212 建筑抗震设计标准 GB50011-20213 混凝土结构设计标准 GB50010-20214 高层建筑混凝土结构技术规程 JGJ3-20215 房屋建筑制图统一标准 GB/T50001-20216 国家建筑标准设计图集03G101-17建筑结构静力计算手册,中国建筑工业出版社,1998;8混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规那么和构造详图9王铁成、田稳苓,混凝土结构根本构件设计原理,中国建材工业出版社,2001.12;10周克荣、顾祥林、苏小卒,混凝土结构设计,同济大学出版社,2001.3;11郭继武,建筑抗震设计,中国建筑工业出版社,2002;3.
33、1.2.2 主要设计参数及工程地质条件建筑及场地设计根本参数抗震设防烈度为7度,设计根本加速度值为0.10g建筑场地为类场地时,对设计根本加速度值为0.10g的地区,宜按抗震设计8度时各类建筑的要求采取抗震构造措施,设计地震分组为第一组。 建筑场地类别:类场地。 耐火等级为级。 设计使用年限:50年。 结构平安等级为二级。3.1.2.3 设计荷载值 根本风压:0.50kN/m2 根本雪压标准值0.40kN/mm2活荷载:楼面、卫生间的活荷载标准值为;走廊、大厅及楼梯的活荷载标准值为;屋面为上人屋面,活荷载标准值为。季节性冻土标准深度为1.40m。3.1.2.4 设计软件本工程采用的结构设计软件
34、名称及版本如下:PKPM(2021版),AutoCAD2007,。其中,AutoCAD2007用于绘制结构施工图。结构设计中,在PMCAD中用人机交互的方式建立全楼结构模型,自动计算荷载,并建立恒荷载活荷载库,并且完成现浇钢筋混凝土板结构的计算及配筋设计;采用SAT-8对全楼整体进行结构计算,输出各层的配筋简图、内力包络图及结构周期及位移等,以供设计参考及使用。3.2 结构方案的选取3.2.1 竖向承重体系选取选择合理的抗侧力结构体系,进行合理的结构或构件布置,使之具有较大的抗侧刚度和良好的抗风、抗震性能,是结构设计的关键。同时还须综合考虑建筑物高度、用途、经济及施工条件等因素。常见的竖向承重
35、体系包括砖混结构体系、框架结构体系、剪力墙结构体系、框架-剪力墙结构体系及筒体结构体系等。砖混结构体系:主要由墙体承受竖向荷载,楼板层承受水平荷载,同时设置构造柱加强墙体的稳定性,设置圈梁增强建筑物的空间刚度及整体性。其自重大,且不利于抗震,加上浪费粘土资源,因此目前限制使用。框架结构体系:由梁柱连接而成,其具有建筑平面布置灵活、造型活泼等优点,可以形成较大的使用空间,易于满足多功能的使用要求。在结构受力性能方面,框架结构属于柔性结构,自振周期长,地震反响较小,经合理设计可具有较好的延性性能。其缺点是结构抗侧刚度较小,在地震作用下侧向位移较大。剪力墙结构体系:由剪力墙同时承受竖向荷载和侧向力的
36、结构,剪力墙是利用建筑外墙和内隔墙位置布置的钢筋混凝土结构墙,承受竖向荷载在墙体内产生的向下的压力及侧向力在墙体内产生的水平剪力和弯矩,因此剪力墙具有较大的承受侧向力的能力。但墙体太多,混凝土和钢筋的用量增多,材料强度得不到充分利用,既增加了结构自重,又限制了建筑上的灵活多变。框架-剪力墙结构体系:其既保存了框架结构建筑布置灵活、使用方便的优点,又具有剪力墙结构抗侧刚度大、抗震性能好的优点,同时充分发挥材料的强度作用,具有较好的技术经济指标。一般1040层的高层建筑可采用该结构。筒体结构体系:主要有核心筒和框筒结构组成的空间受力结构。筒体结构抗侧刚度大,整体性好;建筑布置灵活,能提供很大的可以
37、自由分隔的使用空间,特别适用于30层以上或100米以上的超高层建筑。本商业楼的建筑高度约为20m,共计四层,每层高度均为4.5m,在楼层高度及建筑物高度均比拟小的情况下,其结构的抗侧刚度及抗震性都较容易满足。根据本商业楼的功能使用性,要求建筑平面布置比拟灵活,可以形成较大的使用空间。经各方案比拟筛选,我选用框架结构作为该商业楼的竖向承重体系。3.2.2 水平向承重体系选取常见的横向承重体系包括:现浇楼盖、叠合楼盖、预制板楼盖、组合楼盖等。现浇楼盖结构:可分为肋梁楼盖、密肋楼盖、平板式楼盖和无粘结预应力现浇平板楼盖等。肋梁楼盖结构具有良好的技术经济指标,可以最大限度地节省混凝土和钢筋的用量,能充
38、分发挥材料的作用,结构整体性好,抗震性能好,且结构平面布置灵活,易于满足楼面不规那么布置、开洞等要求,容易适用各种复杂的结构平面及各种复杂的楼面荷载。其余结构特点不详加说明。叠合楼盖:在预制钢筋混凝土薄板上,再现浇一层钢筋混凝土并使之共同工作的楼盖结构。其优点是整体性好、刚度大、施工方便、节省模板。预制板楼盖:可分为预制预应力大楼板和预制预应力多孔板,其施工方便,工业化程度高,但刚度较小、整体性较差、抗震性弱,在抗震区使用较少。组合楼盖:由底部的压型钢板和上部的混凝土现浇层所组成。其优点是自重轻、楼板厚度小、节省模板、施工方便、施工周期较短;缺点是用钢量大,造价高。经各方案比拟筛选,我选用现浇
39、楼盖结构中的肋梁楼盖作为该超市的水平向承重体系。3.2.3 根底形式选取框架结构柱下根底常见形式有钢筋混凝土独立根底、条形根底、十字形根底、筏板根底等。因该地区工程地质条件较好,地基承载力较高,能满足一般建筑物的要求,加上建筑物柱网布置均匀,平面布置比拟对称,故采用独立根底。3.2.4 其他结构形式选取1楼梯型式选取楼梯是多层房屋中的重要组成局部。楼梯的平面布置、踏步尺寸、栏杆形式等由建筑设计确定。楼梯常见型式:板式楼梯、梁式楼梯。本设计选取现浇板式楼梯。板式楼梯具有下外表平整,施工支模方便,外观比拟轻巧等优点。 2雨篷雨蓬是建筑物入口处位于上部用以遮挡雨水、保护外门免受雨水侵害的水平构件,采
40、用不锈钢玻璃雨篷并固定在梁上。由于雨蓬板的厚度较薄。采用无组织排水方式,在底板周边设滴水。3.3 框架结构设计3.3.1 结构布置和计算简图(1)柱网布置根据超市的功能要求需要大跨度的拄网,采用7.5m 7.5m较为合理。(2)承重框架的布置按楼面竖向荷载传递路线的不同,承重框架的布置方案有横向框架承重、纵向框架承重和纵横向框架双向承重等。本设计为纵横框架双向承重,在两个方向均需布置承重梁以承受楼荷面载。(3)构件材料的选取?混凝土结构设计标准?(GB50010-2021)第11.2.1条规定,有抗震设防要求混凝土结构的混凝土强度等级应符合以下要求:9度防烈度时,混凝土强度等级不宜超C60;8
41、度设防烈度时,混凝土强度等级不宜超C70;框支柱、框支梁以及一级抗震等级的框架柱、梁、节点,混凝土强度等级不应低C30;其他各类结构构件,混凝土强度等级不应低于C20。本工程抗震设防为7度,框架抗震等级为三级,故混凝土强度等级不应低于C20。?建筑抗震设计标准?(GB50011-2021)第3.9.3条规定,为提高结构抗震性能,普通钢筋宜优先选用HRB400级或HRB335级热轧钢筋,箍筋宜选用HRB335、HRB400或HPB235级热轧钢筋。按照标准,结构材料的选取见表3.1。表3.1构件材料的选取表构件混凝土纵筋箍筋现浇钢筋混凝土梁C35级级现浇钢筋混凝土柱C35级级现浇钢筋混凝土板C3
42、5级3.3.2 构件尺寸初步估计 框架梁截面尺寸确定框架梁截面尺寸应根据承受竖向荷载的大小、跨度、抗震设防烈度、混凝土强度等级等诸多因素综合考虑确定。在一般荷载条件下,一般梁及框架梁的截面高度可按1/8-1/12确定为主梁的计算跨度,且不宜大于1/4净跨。宽度可按1/2-1/3确定。次梁高跨比一般取1/12-1/18,宽高比一般取1/2-1/3。主梁L1:h=(1/81/12)7500=625938 取h=650mm b=(1/21/3)650=217325 取b=300mm次梁L2:h=(1/121/18)7500=417625 取h=500mm b=(1/21/3)500=167250 取
43、b=200mm 框架柱截面尺寸初步估计柱截面尺寸可根据轴压比公式估算,查表可得该框架的抗震等级为二级,其轴压比限值为0.8,各层的重力荷载可近似取。柱截面面积:边柱 中柱 如取柱截面为正方形,那么边柱和中柱截面面积尺寸分别为377、523,综合考虑各种因素,1-4层的柱都取。板厚尺寸估计现浇双向板,一般,为短跨的。=(1/351/40)3750=94107mm 取。3.3.3各层结构布置图各结构平面布置图见附录图。3.4 荷载统计3.4.1 屋面恒荷标准值统计1 屋面上人屋面保护层荷载:地砖10 厚铺平且缝8,1:1水泥砂浆填缝 结合层荷载: 1:4的25厚干性水泥砂浆,撒素水泥 隔离层荷载:
44、 满铺0.15厚的聚乙烯薄膜一层 防水层荷载:高聚物6厚改性沥青卷材 找平层荷载:1:3砂浆20厚 找坡层荷载:1:8水泥膨胀珍珠岩40厚找2%坡薄处20 保温层荷载:聚苯乙烯50塑料板 结构层荷载:钢筋混凝土120厚板 抹灰层荷载:混合砂浆12厚 合计: 2楼面 一般楼面采用花岗石楼面花岗石板20厚铺实拍平,水泥浆擦缝 1:4干硬性水泥砂浆30厚 素水泥浆结合层刷一遍钢筋混凝土钢板120厚 混合砂浆抹灰12厚 合计: 卫生间楼面 采用陶瓷地砖防水楼面 地砖10厚铺实拍平,水泥浆擦缝 1:4干硬性水泥砂浆25厚 聚氨酯防水涂料1.5厚,面撒黄砂 ,并在四周沿墙上翻150高基层处理剂刷一遍1:2
45、水泥砂浆找平层15 C15细石混凝土找坡50不小于0.5%,最薄处 为30 结构层荷载:钢筋混凝土屋面板120 抹灰层:混合砂浆抹灰12 合计: 3.4.2 墙面恒荷载标准值统计 混合砂浆内墙面建筑胶素水泥浆刷一遍, 配合比采用建筑胶:其中水=1:41:1:6水泥石灰砂浆15厚,并分两次抹灰 1:0.5:3水泥砂浆50厚 合计: 面砖内墙面建筑胶素水泥浆刷一遍,配合比为建筑胶:水=1:42:1:8 水泥石灰砂浆15,分两次抹灰 1:1水泥砂浆5厚加水重20%建筑胶囊贴 面砖10厚,水泥浆擦缝 合计: 3.4.2.3 水泥砂浆外墙面建筑胶素水泥浆刷一遍,配合比为建筑胶:水=1:42:1:8水泥砂
46、浆15厚,分两次抹灰 1:2.5水泥砂浆5厚 合计: 3.4.2.4 面砖外墙面 建筑胶素水泥浆刷一遍,配合比为建筑胶:水=1:42:1:8水泥砂浆15厚,并分两次抹灰 素水泥浆刷一遍1:1 水泥砂浆5厚加水重20%建筑胶囊贴 面砖10厚, 1:1水泥砂浆勾缝水泥浆擦缝 合计: 3.4.3 面荷载标准值取值汇总1 恒荷载标准值取值汇总见于表3.2。 表3.2 恒荷载取值 单位:序号类别恒荷1屋面恒荷5.202楼面恒荷板厚为100mm3.903卫生间恒荷5.804240mm加气混凝土砌块1.505240mm钢筋混凝土女儿墙4.806混合砂浆内墙面0.3557面砖内墙面0.9058混合砂浆外墙面0
47、.3559面砖外墙面0.90510门、窗0.4511玻璃幕墙1.202 活荷载标准值取值见表3-3 表3.3 活荷载取值 单位:序号类别活荷1楼面活荷2.002屋面活荷2.003走廊、大厅、楼梯活荷2.504卫生间活荷2.005雨篷的活荷按不上人屋面活荷0.503.4.4 墙体线恒荷载标准值统计以主体结构第一结构标准层为例说明墙体线恒荷标准值计算过程。(1) 纵向墙体线荷载标准值轴线: 墙长38.1m有洞口1.8m1.8m,1.5m1.0m共两个,层高4.5m,相应位置梁高0.65m,板厚0.1m240mm加气混凝土砌块1.50,面砖外墙面0.905,混合砂浆内墙面0.35538.1(4.5-
48、0.65-1.81.0(1.5+0.355+0.905)+(1.81.8+1.51.0)0.45/38.1=10.34轴线之间: 墙长5.5m混合砂浆内墙面,层高4.5m,相应位置梁高0.50m,板厚0.1m5.5(4.5-0.50(1.5+0.355+0.355)/5.5=8.84轴线: 墙长18.8m(内墙门洞一般不减,计算简单,设计偏于平安)18.8(4.5-0.65(1.5+0.355+0.355)/18.8=8.51轴线之间: 荷载同轴线墙体8.84轴线: 墙长4.2m有洞口1.5m1.0m,层高4.5m,相应位置梁高0.65m,板厚0.1m4.2(4.5-0.65-1.51.0(1
49、.5+0.355+0.905)+(1.51.0)0.45/4.2=9.80轴线: 墙长42.3m(内墙门洞一般不减,计算简单,设计偏于平安)42.3(4.5-0.65(1.5+0.355+0.355)/42.3=8.51轴线: 墙长42.3m(有洞口1.5m1.8m两个,1.8m1.8m,1.5m1.0m,层高4.5m,相应位置梁高0.65m,板厚0.1m240mm加气混凝土砌块1.50,面砖外墙面0.905,混合砂浆内墙面0.35542.3(4.5-0.65-1.51.82-1.81.0(1.5+0.355+0.905)+(1.51.82+1.81.8+1.51.0)0.45/42.3=10
50、.07(2) 横向墙体线荷载标准值A轴线: 墙长52.5m其中玻璃幕墙长37.5m,层高4.5m,相应位置梁高0.50m,板厚0.1m240mm加气混凝土砌块1.50,面砖外墙面0.905,混合砂浆内墙面0.355,玻璃幕墙。加气混凝土砌块填充墙处线荷载:15(4.5-0.65(1.5+0.355+0.905)/15=10.63玻璃幕墙处线荷载:37.5(4.5-0.651.2/37.5=4.62AB轴线之间、BC轴线间墙体线荷载同轴线之间:8.84B轴线、C轴线、E轴线间墙体线荷载同轴线:8.51F轴线: 墙长52.5m有洞口1.8m1.5m两个,1.5m1.0m一个,0.9m2.1m一个,
51、1.8m2.4m一个,层高4.5m,相应位置梁高0.65m,板厚0.1m240mm加气混凝土砌块1.50,面砖外墙面0.905,混合砂浆内墙面0.35552.5(4.5-0.65-1.81.52-0.92.4(1.5+0.355+0.905)+(1.81.52+0.92.1+1.51.0+1.82.4)0.45/52.5=10.24女儿墙荷载统计:240mm钢筋混凝土4.80,女儿墙墙高1.2m,线荷载标准值为4.81.2=5.763.5 结构计算控制参数在选择结构计算控制参数时,从标准规定、程序实现、操作要点及考前须知阐述了如何正确设定软件参数。3.5.1 PKPM建模本次结构计算,除楼梯用
52、于手算外,其他局部均采用PKPM2021进行电算。主要用PMCAD进行建模,用SATEWE进行计算。由于楼板采用现浇混凝土楼板,且楼板厚度较大,电梯局部楼板开洞,故符合刚性楼板的假定,即平面内的刚度无限大,平面外的刚度为0。软件所采用的动力计算模型为串联刚片系,如图1所示,每层3个自由度,分别为x向、y向的平动和平面内扭转。根据此计算模型,对水平荷载作用采用侧刚分析法来进行分析,本结构水平地震作用采用了考虑扭转耦联的振型分解反响谱法CQC。3.5.2 参数信息(1) 总信息如表3.4所示表3.4 结构总信息汇总表结构材料信息钢筋混凝土结构混凝土容重 (kN/m3)25.00水平力与整体坐标夹角
53、0.00地下室层数0竖向荷载计算信息按模拟施工1加荷计算风荷载计算信息计算水平风荷载地震力计算信息计算水平地震作用“规定水平力计算方法楼层剪力差方法(标准方法)弹性板细分最大控制长度(m)1.00弹性板与梁变形是否协调是是否对全楼强制采用刚性楼板假定是采用的楼层刚度算法层间剪力比层间位移算法结构所在地区保定说明:模拟施工1加荷计算时,考虑从下往上施工及逐层找平因素影响;这是在“根底嵌固约束假定前提下计算结果,但没有考虑到根底的不均匀沉降对结构构件内力造成的不利影响。如果结构的地基不存在不均匀沉降情况,上述的结果能较准确地反映结构的状态。(2) 风荷载信息如表3.5所示表3.5 结构风荷载信息汇
54、总表修正后的根本风压 (kN/m2)0.50风力作用方向与所选框架方向的夹角0地面粗糙程度B 类X向结构根本周期0.301sY向结构根本周期0.301s体形变化分段数1各段体形系数1.30框架迎风面水平宽度7500说明:1、该建筑拟建于保定市,故地面粗糙类别为B类。 2、结构体型是矩形,故沿高度体型分段数为1,体形系数1.3。(3) 地震信息如表3.6所示表3.6 地震信息汇总表振型组合方法(CQC耦联;SRSS非耦联)CQC计算振型数12场地类别II类地震烈度7度设计地震分组第一组特征周期秒0.35地震影响系数最大值 多遇地震0.08地震影响系数最大值 罕遇地震0.50框架的抗震等级三级重力
55、荷载代表值的活载组合值系数0.50周期折减系数0.70结构的阻尼比 (%)5抗震构造措施的抗震等级不改变中震(或大震)设计不考虑是否考虑偶然偏心是是否考虑双向地震扭转效应否是否考虑最不利方向水平地震作用否斜交抗侧力构件方向的附加地震数0说明:1、本结构振型组合方法采用CQC,即考虑扭转耦联振动影响的振型解反响谱法,采用此方法计算时才可以得到扭转周期,利用扭转周期得到的周期比等指标可以判断结构是否合理。 2、周期折减系数取为0.7,这是考虑了填充墙的刚度。 3、计算振型个数最多为层数的3倍,这里取12。 4、地震烈度为7度,0.10g,场地类别类,框架抗震等级三级,抗震构造措施的抗震等级不提高。
56、(4) 活荷信息如表3.7所示表3.7 活荷信息汇总表考虑活荷不利布置的层数1-4层考虑结构使用年限的活荷载调整系数1.00柱、墙活荷载是否折减不折减传到根底的活荷载是否折减折减(5) 调整信息如表3.8所示表3.8 结构调整信息汇总表中梁刚度增大系数2.00梁端负弯矩调幅系数0.85梁活荷载内力增大系数1.00梁扭矩折减系数0.40全楼地震力放大系数1.00柱实配钢筋超配系数1.15是否按抗震标准5.2.5调整楼层地震力是弱轴方向的动位移比例因子0.00强轴方向的动位移比例因子0.00薄弱层判断方式按高规和抗规从严判断薄弱层地震内力放大系数1.25说明:1、在现浇框架中,梁与板整体浇筑,所以板充当了梁的翼缘,因此应增大梁的刚度。一般中梁刚度增大系数中梁取2.0,边梁取1.5。 2、框架梁的梁端弯矩调幅系数取0.85。梁端弯矩调幅的原因主要是,按照框架结构合理的破坏形式,在梁端出现塑性铰是允许的,为了便于浇捣混凝土,也往往
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