《商场5层综合楼结构设计计算书.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《商场5层综合楼结构设计计算书.doc（54页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、摘 要本工程设计为一商场综合楼楼，一共5层，总占地面积2000平方米，总建筑面积10880平方米。采用钢筋混凝土框架结构，平面布置比较灵活，受力良好，梁柱和楼板均为现浇。该地区地震设防烈度7度，框架为三级抗震。设计共分为两个部分：第一部分为建筑设计部分，包括工程概况、设计依据、标高及建筑细部作法；第二部分为结构设计部分，包括结构布置、确定结构计算简图、荷载计算、水平荷载内力计算、竖向荷载内力计算等内容,在进行截面抗震设计时，柱按偏压构件计算，为保证延性框架要满足“强剪弱弯，强柱弱梁，强节点弱构件强锚固”的设计原则，且满足构造要求。关键词： 钢筋混凝土框架结构 结构 This designed
2、engineering is an supermarket building , It has five layers. Total area which it occupied is 2700 square metre , and total building area is 10880 square metre .This engineering adopted the reinforced concrete frame construction , The arrangement of the plane is nimbler , and better in withstanding f
3、orce . Beams、columns and floors are all poured on the spot . The earthquake garrison of this area is seven degree , the anti-seismic of this frame is second class.This design includes two parts : The first part is architecture design. Including the general situation of the engineering , what the des
4、ign depends on, elevation and the used method of the constructions detail work ; The second part is structure design ,Including constructions arrangement、Determining the calculation diagram of the construction、Load calculation、Horizontal load calculation、Vertical load calculation and so on . Being u
5、nderway the design of cross-section anti-seismic , we look the column as stubbornly pressed member to compute. In the intrest of the assurance of the frame-work ability continue , we adhere to the design principle is “stranger column and weaker beam , stranger shear force and weaker bending , strang
6、er joint stronger anchorage” . And the cross-section must to meet the demand of construction.Key word : Reinforced Concrete Frame Structure设 计 说 明一、工程名称：XX市万客隆生活广场二、工程概况：万客隆生活广场，占地面积2700m2，总建筑面积10880 m2。建筑为七层，建筑耐火等级2级，抗震设防烈度七度三级设防。三、设计要求：1、建筑：坚持“安全、经济、适用、美观”的设计方针，合理分区，最大满足建筑功能要求，有利于建筑物采光、通风要求，使其交通流线
7、合理布置。2、结构：选择合理的结构形式，降低不均匀沉降，准确计算内力组合。3、水、暖、电（不进行水、暖、电有关设计）：根据本地区气候条件影响，不需要进行采暖设计。四、建筑设计：1、平面设计、平面整体设计：拟建办公楼在总平面图中限制在69800m2(包括建筑红线及场地绿化面积)范围内，建筑场地为梯形，根据设计原则：满足建筑使用功能要求，有利于结构安全讲究建筑经济的综合效益和美观以及建设场地的约束要求，矩形并包含圆弧，中空采光。、房间设计：A、营业区：14层均为营业区，并包含餐饮快餐区域。B、值班室：每层均设有一个值班室。一楼主入口附近设有1个保卫室C、门厅：一楼主入口1个，次入口4个，且入口门共
8、有8个。D、卫生间：男、女卫生间每层各1个，其卫生设施（包括蹲位、小便斗，残疾人专用等）均能满足办公人员使用要求，并在5层设有男女浴室个1个。E、走廊：在建筑设计中，走廊宽度为3米。其中主要控制最远房间的门中线到安全出口的距离，在安全疏散的限度之内满足要求。走廊通过天然采光。F、办公室及会议室：总经理副总经理共3个，综合办公室1个，财务室1个，仓管办公室1个，会议室1个，员工活动室1个。G、单身宿舍：12个H、仓库：每层一个小仓库，在5层设有1个大的综合仓库。2、外立面设计：在立面设计中，主要强调建筑的简洁、明快的特点，突出商场的现代气息，利用楼自身外墙涂料和装饰面砖塑造出色彩明快、富有动感的
9、建筑形象。主出入口位于楼体正中，在入口台阶与雨蓬留有足够的人流疏散空间，也使立面效果更加有层次感。3、垂直交通设计：考虑到消防、管理、便于使用，在楼内布置了消防楼梯3部（两跑），自动扶梯2部，直跑楼梯1部，满足顾客的购物流通要求。4、屋面排水系统设计：由于该工程屋面宽度大于12m ，采用双坡有组织排水，落水管的位置设置在柱内，其间距满足小于18m ，最大间距小于24m，每根落水管的屋面最大汇水面积小于200m2，满足设计要求和使用功能。阶梯教室屋面采用平屋顶。 五、结构设计： 1、设计资料、气象条件雪荷载：基本雪压为S0=0.35 kN/m2风荷载：最大风级56级，全年主导风向东北风，夏季主导
10、风向为南风；基本风压W0=0.4 kN/m2年降水量1100mm，日最大降水量160mm，每小时最大降水量为65mm/h，最大积雪深度为25cm；、工程地质条件详见商场毕业设计任务书2、结构选型与布置、设计依据：A、 结构设计任务书B、 有关规范及参考书、布置原则：A、 平面布置简单、规则、尽量有利于抗震，要使结构的刚度中心和质量中心尽量重合，以减少扭转；B、 结构里面布置要做到刚度均匀布置连续，避免刚度突变，避免软弱层。、结构体系及选择：选择钢筋混凝土框架结构六、设计成果及总结1、设计成果、计算说明书一份、建筑施工图：（1）建筑设计总说明（2）总平面图（3）各层平面图（4）立面图（5）屋顶平
11、面图、（6）剖面图、（7）详图、结构施工图：（1）结构设计总说明、（2）基础平面布置图、（3）柱平法施工图、（4）、主、次梁平法施工图、（5）板布置及配筋图（8）楼梯布置及配筋图；2、设计总结 毕业设计是对已学知识进行综合应用的重要环节，它不但使我各方面的知识系统化，而且使所学知识实践化。通过毕业设计，我了解并掌握教学楼建筑设计全过程，培养了我独立分析解决实际问题的能力及创新能力，并具有调查研究，收集资料查阅资料及一定的阅读中外文文献的能力，使我受到工程师的基本训练，从而为以后从事实际工作奠定了坚实的基础。 毕业设计要求我通过各种通用图集和设计规范及标准，完成多层建筑的结构选型，结构布置，结构
12、设计及建筑图，施工图的绘制，检查和提高我对基础理论和专业知识的理解，掌握程度及综合应用的实践能力。 在设计中涉及到很多工程计算软件，如TBSA, PKPM及绘图软件AUTOCAD和天正等软件，通过对这些软件的应用，提高了我对计算机的应用能力，真正达到学以致用，理论与实践相结合的目的。1.建筑设计部分1. 1工程概况本工程为位于信阳市的一商场楼，一共5层，14层每层高4.8m，5层高3.6m，占地面积2700m2，总建筑面积10880m2。本工程采用全现浇钢筋混凝土框架结构，建筑工程等级为二级，耐火等级为二级，合理使用年限为50年，屋面防水为二级，抗震设计按7度设防。1. 2设计依据1、设计任务
13、书；2、总规划设计有关资料；3、有关规范和参考书：建筑结构荷载规范（GB 5009-2001）混凝土结构设计规范（GB 50010-2010）建筑地基基础设计规范（GB 50007-2002）建筑抗震设计规范（GB 50011-2010）建筑结构可靠度设计统一标准（GB 50068-2001房屋建筑学建筑设计参考资料集1. 3标高及建筑细部作法1.3. 1设计标高：房间室内设计标高为0.000，室内外高差为450mm。1.3. 2工程做法：1、墙体做法：均采用M5水泥砂浆、M粉煤灰轻渣空心砌块砌筑的厚200的填充墙，外墙面选用面砖和喷涂色白色墙涂料两种形式，内墙面选用乳胶漆和面砖两种形式；天沟
14、外挑500mm，高400mm，具体做法见详图。2、地面做法：陶瓷地砖地面，详细做法参见 05ZJ001地20。3、楼面做法：楼面做法：选中南建筑标准图集建筑配图2002楼6，自重0.65kN/m。4、顶棚做法：采用铝合金方板吊顶、轻钢龙骨石膏板吊顶、乳胶漆顶棚和铝合金T型龙骨玻璃棉装饰吸音吊顶。5、屋面做法：屋面做法：选中南建筑标准图集建筑配图2002屋1，自重2.37 kN/m。6、散水做法：底层为素土夯实，后做60厚C15的素混凝土，最上层做20厚1:2.5的水泥砂浆层。7、其余细部做法详见设计总说明和建筑施工节点详图。14建筑设计图纸详见附图0116。结构设计部分2.1工程概况本工程为位
15、于XX市的一商场楼，一共5层，14层为每层高4.8m， 占地面积2700m2，总建筑面积10880m2。本工程采用全现浇钢筋混凝土框架结构，梁柱和楼板均为现浇，墙体为砌体填充墙。2.2设计依据（1）该建筑属于丙类建筑，重要性等级为二级；（2）该建筑位于地震区，设防烈度为7度，抗震等级为三级；（3）该建筑场地为类，地面粗糙度为C类，地下水位很低，设计时不考虑地下水的影响；（4）建筑地区基本风压W0=0.4 kN/m2，基本雪压S0=0.35 kN/m2，常年降雨量1100mm；（5）该建筑采用独立柱基；（6）活荷载标准值：项目营业区餐饮区卫生间上人屋面楼梯、走廊（人流密集）办公、宿舍、会议室基本
16、风压基本雪压标准值（kN/m）3.52.52.523.52.00.40.35（7）该建筑为商场楼，不考虑积灰荷载；屋面为上人屋面，考虑雪荷载。2.3结构布置及结构计算简图的确定2.3.1结构平面布置 见结构施工图各层结构平面布置图2.3.2确定材料等级柱子采用 C35 （，），梁板采用C30 （，）2.3.3估计板、柱、梁的截面尺寸（1）板 楼板厚/40=4000/40=100mm，取110mm；（2）柱 由混凝土结构设计规范（GB 500102002）表11.4.16查得，该框架结构的抗震等级为三级，其轴压比限值；各层的重力荷载代表值近似取12。由结施工图中的结构平面布置图可知边柱及中柱的负
17、载面积分别为7.53.75和7.57.5，则第一层柱截面面积为:据上述计算结果并综合考虑到是纵横向承重等因素，本设计各层柱截面尺寸取值为600mm600mm（3）梁 框架梁：=(1/81/18) =（1/81/18）7500=417938mm 取 =600mm=(1/31/2)=1/3 6001/2 600=200300mm 取 =300mm次 梁：=(1/121/14) =(1/121/14)7500=536625mm 取 =550mm =300mm（4）确定计算简图取一榀框架（KJ-2）计算。框架结构计算简图如图1所示， 24层柱高即为层高，计算高度，5层，底层柱高从基础顶面取至二层楼板，
18、即4.8+1=5.8m。各层框架梁柱的线刚度经计算后列于图1上，其中在求梁截面惯性矩时考虑现浇楼板的翼缘作用，取I=2I0（I0为不考虑楼板翼缘作用的梁截面惯性矩）。框架梁：24层柱： 5层柱： 底层柱： （5）结构平面布置详见结构施工图。2.4荷载计算2.4.1恒载计算注:由于商场布置建筑图上并未设计，在此按偏安全设计，设每个框架梁上（顶层除外）都有200mm的填充墙。（1）屋面框架梁线荷载标准值：屋面做法 110厚钢筋混凝土板 乳胶漆顶棚 共计: 框架梁自重 梁侧粉刷 共计: 次梁自重 梁侧粉刷 共计: 因此，作用在顶层框架梁上的线荷载为：由于各跨承载均相等，故三角形荷载为：，且每跨按均分
19、分布两个三角形荷载跨中集中荷载为：（2）楼面框架梁线荷载标准值：楼面做法 110厚钢筋混凝土板 乳胶漆顶棚 共计：框架梁自重 梁侧粉刷 填充墙自重及粉刷 （24层） （5层） 共计：（24层） 共计：（5层）次梁自重 梁侧粉刷 共计: 因此，作用在顶层框架梁上的线荷载为：由于各跨承载均相等，故（24层） （5层）三角形荷载为：，且每跨按均分分布两个三角形荷载跨中集中荷载为：（3）屋面框架节点集中荷载标准值：边柱节点：纵向框架梁自重 梁侧粉刷 共计：外挑天沟自重粉刷共计：纵向框架梁传来的屋面自重横向框架梁传来屋面框架边节点集中荷载标准值 =中间柱节点：纵向框架梁自重 梁侧粉刷 共计：纵向框架梁传
20、来的屋面自重 横向框架梁传来的自重屋面框架中间柱节点集中荷载标准值 = =（4）楼面框架节点集中荷载标准值：边柱节点:纵向框架梁传来 （5层） （24层）横向框架柱传来 （5层）（24层） 柱的自重 （5层）（24层）柱粉刷 （5层） （24层）共计：（5层）（24层）即：楼面框架边柱节点集中荷载标准值 = 中节点：纵向框架梁传来 （5层） （24层）横向框架梁传来 （5层） （24层）楼面框架中间节点集中荷载标准值= = = = = =2.4.2活荷载计算（1）屋面纵框架梁线型活荷载标准值：（梯形荷载）边跨：，中间跨：屋面横框架梁线型活荷载标准值：（三角形荷载，且每跨两个）（2）楼面纵框架梁
21、线型活荷载标准值：（梯形荷载）边跨：，中间跨：楼面横框架梁线型活荷载标准值：（三角形荷载，且每跨两个）次梁传给横向框架梁屋面活载 （3）顶框架节点活荷载集中值：边节点：纵向框架梁传来的屋面活载横向框架梁传来的屋面活载顶框架边节点活荷载集中值 中间点：纵向框架梁传来的屋面活载横向框架梁传来的屋面活载顶框架中间柱节点活荷载集中值 （4）中间层框架节点活荷载集中值：边节点：纵向框架梁传来的楼面活载横向框架传给边节点活荷载集 中间层边柱节点活荷载集中值 中节点： 纵向框架梁传过来的楼面活载 横向框架梁传来的楼面活载中间层中间柱节点活荷载集中值 活载作用下的结构计算图如图32.4.3风荷载计算由于结构高
22、度为且高宽比为23.8/45=0.531.5，所以取，由于该平面近似为矩形，所以取，如下表，将风荷载换算成作用于框架每层节点的集中力，具体计算如下表：，地面粗糙度为C类， 风荷载计算 表1层数ZSZ（m）ZW0（ kN/m2）A（m2）PW（kN）511.323.80.900.413.56.32411.320.20.840.431.513.76 311.315.40.740.436.013.85 211.310.60.740.436.013.85 111.35.80.740.439.7515.30 注：表中A为一榀框架各层节点的受风面风荷载作用下的结构计算图如图42.5水平荷载内力计算2.5.
23、1地震作用下的内力计算、重力荷载代表值屋面均布恒荷载 屋面恒荷载标准值 楼面均布恒荷载 楼面恒荷载标准值 雪荷载 楼面雪荷载标准值 楼面均布活荷载 楼面活荷载标准值 梁柱自重框架梁自重（包括粉刷） 次梁自重（包括粉刷） 框架柱自重（包括粉刷） （5层） （24层）墙体及抹灰自重横向框架梁上的填充墙体及抹灰自重（5层）（24层）次梁上的填充墙体及抹灰自重 （5层）（24层）荷载分层汇总 顶层重力荷载代表值包括：屋面恒荷载、屋面雪荷载一半、纵横梁自重、半层墙体和门窗自重的；其他楼层重力荷载代表值包括：楼面恒荷载、楼面活荷载、纵横梁自重、楼面上下各半层柱及纵横墙体和门窗自重。将上述分项荷载相加得集中
24、于各层楼面的重力荷载代表值如下： 建筑物总重力荷载代表值为：集于各层楼面的重力荷载代表值如图5、横向框架柱侧移刚度D值、由图1可将梁、柱线刚度列于表2。梁、柱线刚度 表2位置底层中间层顶层框架梁框架柱框架梁框架柱框架梁框架柱线刚度（10-4Em3）14.408.9814.409.7714.4013.02注：表中E=3.00107kN/m2、横向框架柱侧移刚度D值计算见表3 。横向框架柱侧移刚度D值计算表 表3各层柱该层柱子的跟数底层边柱1.6040.58433.33524379.562中柱3.2070.71233.33639312.0643606007.37二至四层边柱1.4740.42433
25、.33414206.582中柱2.9480.59833.33584187.5843165163.46五层边柱1.0910.35333.33465913.402中柱2.1820.52233.33688971.1043687711.18、横向框架自震周期式中：基本周期调整系数，考虑填充墙使框架自振周期减小的影响，取0.6：框架的顶点位移。横向框架顶点位移计算结果列于表4中。横向框架顶点位移（i为层间相对位移） 表4层 次Gi(kN)Gi(kN)Di(kN/m)i52455.902455.903687711.180.00070.010542076.164532.063165163.460.00140
26、.009832076.166608.223165163.460.00210.008422076.168684.383165163.460.00280.006312076.1610760.543606007.370.00350.0035、横向地震作用计算在类场地，7度地震区，设计地震分组为第一组，结构的特征周期和地震影响系数为： 、则底部剪力：由所以可以不考虑顶点附加地震作用故，各层横向地震作用及楼层地震剪力计算结果列于表5。 各层横向地震作用及楼层地震剪力 表5层次层间剪力53.623.82455.9058450.420.351759.0759.044.820.22076.1641938.43
27、0.252544.91303.934.815.42076.1631972.860.192415.21719.124.810.62076.1622007.300.132285.42004.515.85.82076.1612041.730.072155.72162.4、变形验算（即横向水平地震作用下框架侧移计算）变形验算（即横向水平地震作用下框架侧移计算）计算结果列于表6中。 变形验算 表6层次层间剪力层间刚度m层高层间相对弹性转角备注5759.03687711.180.00023.6层间相对弹性转角均能满足顶点位移：也能满足41303.93165163.460.00044.831719.1316
28、5163.460.00054.822004.53165163.460.00064.812162.43606007.370.00064.8、地震作用下框架内力分析地震作用下内力计算采用D值法，地震作用力沿竖向呈倒三角形分布。、计算各层柱的侧移刚度 各层柱的侧移刚度详见表3 。、计算各柱所分配的剪力值 由上式可得柱所分配的剪力见表7 各层柱分配的剪力 表7层次2个边柱4个中柱边柱中柱5759.0524379.56639312.063687711.18103.9131.641303.9414206.58584187.583165163.46170.6240.631719.1414206.585841
29、87.583165163.46225.0317.322004.5414206.58584187.583165163.46262.3370.012162.4465913.40688971.103606007.37279.4413.1、确定反弯点高度反弯点高度式中： 标准反弯点高度； 某层上、下梁线刚度不同时，对的修正值； 上层层高与本层高度不同时反弯点高度的修正； 下层层高与本层高度不同时反弯点高度的修正。计算结果列于表8中。水平地震作用下反弯点高度 表8层次柱5边柱1.0910.3510000.351中柱2.1820.4020000.4024边柱1.4740.4500000.450中柱2.98
30、40.4920000.4923边柱1.4740.4750000.475中柱2.9840.5000000.5002边柱1.4740.5000000.500中柱2.9840.5000000.5001边柱1.6040.6500000.650中柱3.2070.5500000.550、计算柱端弯矩由柱剪力和反弯点高度，按下式计算可得：上端 下端 柱端弯矩计算结果列于表9中水平地震作用下柱端弯矩 表9层次边柱中柱备注上端弯矩值下端弯矩值上端弯矩值下端弯矩值由于结构及荷载对称，两边柱和两中柱上、下端弯矩值均相同5242.7131.3283.3190.54450.4368.5586.7568.23567.05
31、13.0761.5761.52629.5629.5888.0888.01567.21053.31078.21317.8、计算梁端弯矩梁端弯矩可按节点弯矩平衡条件，将节点上下柱端弯矩之和按左右梁的线刚度比例分配，按下式计算，将计算结果见图8。梁左端 梁右端 、计算梁端剪力根据梁端弯矩，由式可得，其计算示意图见图11中（a）。计算结果见图9。、计算柱轴力N边柱轴力为各层梁端剪力按层叠加。中柱轴力为柱两侧梁端剪力之差，并按层叠加。计算图见图10中（b）和（c）：边柱底层柱轴力：中柱底层轴力： 计算结构见图9。2.5.2风荷载作用下的内力计算、风荷载作用下的内力计算风荷载作用下的内力计算采用D值法计算
32、，其计算过程同水平地震作用内力计算。、每层各柱的侧向刚度D值及剪力分配系数同水平地震作用内力计算时的数值。、求每层各柱所分分配的剪力风荷载作用下每层各柱所分分配的剪力计算结果见表09。风荷载作用下每层各柱所分分配的剪力 表09层数（j）层间剪力（kN）各个柱的剪力分配系数每层5列柱剪力分配每层6列所分分配的剪力（kN）每层7列柱剪力每层8列所分分配的剪力（kN）每层9列所分分配的剪力（kN）每层10列所分分配的剪力（kN）56.320.21.261.261.261.261.261.26420.080.24.024.024.024.024.024.02333.930.26.796.796.796
33、.796.796.79247.780.29.569.569.569.569.569.56163.080.212.6212.6212.6212.6212.6212.62、每层各柱反弯点的高度比y0值（见表10）风荷载作用下反弯点高度 表10层次柱5边柱1.0910.3550000.355中柱2.1820.2000000.2004边柱1.4740.4250000.425中柱2.9480.4500000.4503边柱1.4740.4750000.475中柱2.9480.5000000.5002边柱1.4740.5000000.500中柱2.9480.5000000.5001边柱1.6040.6450
34、000.645中柱3.2070.5500000.550、每层各柱柱端弯矩计算表（见表11）风荷载作用下柱端弯矩 表11层次边柱中柱备注上端弯矩值下端弯矩值上端弯矩值下端弯矩值由于结构及荷载对称，两边柱和两中柱上、下端弯矩值均相同52.921.613.630.91411.098.2010.618.68317.1115.4816.3016.30222.9422.9422.9422.94125.9847.2132.9440.25、风荷载作用下框架弯矩图（见图6）、风荷载作用下剪力、轴力图（见图7）2.6竖向荷载作用下内力计算竖向荷载作用下的内力计算采用分层法，结构内力弯矩分配法计算。、除底层外其他各
35、层柱子的线刚度均乘以折减系数0.9；、除底层外其他层柱子的弯矩传递系数均为1/3。2.6.1恒荷载作用下内力计算1、计算分配系数将其计算过程列于表12。梁、柱的弯矩分配系数 表125跨节点上柱5跨节点下柱56梁左6跨节点上柱6跨节点下柱56梁右67梁左7跨节点上柱7跨节点下柱67梁右77梁左顶层0.4750.5250.3110.3440.3440.2310.2560.5124层0.3540.2650.3810.2530.1890.2790.2790.1970.1480.2180.4362、3层0.2880.2880.4240.2020.2020.2980.2980.1560.1560.2290.459底层0.2950.2710.4340.2050.1890.3030.3030.1580.1450.2320.4652、计算梁固端
