阳泉市宏利商场设计.doc

太原理工大学阳泉学院毕业设计（说明）目 录摘 要 1第一部分 工程概况 3建筑地点、建筑类型、建筑介绍、门窗使用、地质条件 3竖向荷载的传力途径、框架结构的计算简图 3梁、柱截面尺寸的初步确定 4第二部分 框架侧移刚度的计算 5横梁、纵梁、柱线刚度的计算 5各层侧移刚度计算 5第三部分 重力荷载代表值的计算 8重力荷载代表值的计算 8第四部分 横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算 16横向自振周期的计算 16水平地震作用及楼层地震剪力的计算 16多遇水平地震作用下的位移验算 17多遇水平地震作用下框架内力计算 18第五部分 竖向荷载作用下框架结构的内力计算 20计算单元的选择确定 20荷载计算 21内力计算 24梁端剪力和柱轴力的计算 27框架梁内力组合 28框架柱的内力组合 34柱端弯矩设计值的调整 40柱端剪力组合和设计值的调整 42第六部分 截面设计 43框架梁 43框架柱 46第七部分 楼板设计 50楼板类型及设计方法的选择 50设计参数、弯矩计算 50第八部分 楼梯设计 55设计参数 55踏步设计 55斜梁设计 56平台板计算 57平台梁计算 58第九部分 雨篷设计 59雨篷板设计 59计算简图 59内力计算 59配筋计算 59第十部分 基础设计 59确定持力层，选择基础类型和材料 59初步确定基础尺寸 60计算底面地基承载力设计值f 60确定基础宽度 60内力分析 60第十一部分 施工组织设计 65第十二部分： 科技资料翻译 78科技资料原文 78原文翻译 86参考资料 89致谢 90 摘 要建筑地点：阳泉开发区 construction site： yangquan结构形式：框架结构 construction systen: frame structure建筑面积：6021.5m2 floor area: 6021.5m2 层数/高度：5层/21.6m stories/height: 5 stories/21.6 m主要用途：商场 、办公 main use: shopping、office关键词：框架结构 frame structure现浇混凝土 cast-in-place concreate 条形基础 spread footings屋面板 roof plate正截面 normal section根据教学要求入手，从“灵活使用”的角度出发，绿化与建筑相结合，改善外部购物环境。内部采用大、中、小不同的空间尺寸以及斜线、曲线等不同的要素，构成了富于层次流动感强的浓郁的气氛。宏利商场是一座集购物、餐饮、办公为一体的综合的现代商厦在设计理念上，力求充分体现现代化一流商厦的特点和友谊商厦的特性。在整体造型上突出现代、新颖、做到简洁、明快、虚实相接、刚柔相济、给人以蓬勃向上的感觉。设计上采用钢结构、外装饰铝板、拉索点式玻璃幕墙等新技术、新材料、突出钢结构特点，钢、玻璃、铝板有机结合，创造一个满足功能、符合环境、有鲜明现代性的建筑形象。透过通透落地玻璃幕墙，使室内、室外空间相互交融，同时作为窗口，使商厦的景物景象展示给路人flexible useand combination of greening and building latgely improve its outside shopping environment.in the inside,laige,medium and small-sized spice,togethei with the various building elemenrs like diagonal and curve,creates a dense atmosphere.xinplaza conveys the traditional charm of modern architecture,and effectively billboatd.geri plaza is an integrated including shopping,restaurants,entertainment cente and offices.in terms of design concept,the designers tried to fully materialize both the general features offirst-class modem shopping mall and the unique identity of friendshipshopping mall.in terms of overall form,this shopping mall gives priority to modernism and novelty -its concise and lively shape conveys a sense of vigor and aggression.steel strure,aluminum plate outerdecoration and suspended cable point glass curtain wall and other mew technique and materials are introduced into thedesign,giving prominence to the characteristic of steel structure.the harmonious combination of steel,glass and aluminum pate creates an idantity of modem atchitecture that can not only meetthe functional requirements but also assort with the envuribnebt.the transparentfloor glass curtain wall makes the outdoor and indoor space meet.and it is also a window,showing the passersby the indoor scenery of the shopping mall. 第一部分：建筑设计建筑概况1、设计题目：阳泉市宏利商场 2、建筑地点及拟建基地平面图 本建筑位于阳泉市开发区，场地平坦，由主管批准拟建基地平面图见附图 3、建筑介绍：建筑面积约6021.5m2，楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土框架结构，楼板厚度取120mm，填充墙采用蒸压粉煤灰加气混凝土砌块，层数为五层，一层层高为4.8m，二层至五层为4.2m，室内外地坪高差为0.45，本商场柱距为6m，局部采用7.8m。建筑技术条件资料 1、气象条件：阳泉地区基本风压0.40kn/m2，基本雪压0.35 kn/m2。2、地质条件：见表下表序号岩土分类土层深度(m)厚度范围（m）地基承载力fk(kpa)1234杂填土粘 土卵 石砂 岩0.00.80.82.52.08.58.515.00.81.76.56.5150300450注：1）天、地下水。2）表中给定土层由自然地平算起。建筑地点：冰冻深度-0.7m，建筑场地类别为二类场地土，设防烈度为8。3、框架结构承重方案的选择 竖向荷载的传力途径：楼板的均布活载和恒载直接作用在主梁上，再由主梁传至框架柱，最后传至地基。根据以上楼盖的平面布置及竖向荷载的传力途径，本商场框架的承重方案为横向框架承重方案，这可使横向框架梁的截面高度大，增加框架的横向侧移刚度。4、框架结构的计算简图本方案中，需近似的按横向的平面框架计算。5、梁柱截面尺寸的初步确定梁截面高度一般取梁跨度的1/12至1/8。本方案取1/127800=650mm，截面宽度取6001/2=300mm，可得梁的截面初步定为bh=300mm650mm。框架柱的截面尺寸根据柱的轴压比限值，按下列公式计算：（1）柱组合的轴压力设计值 n=fgen注：考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数，边柱取1.3，不等跨内柱取1.25， 等跨内柱取1.2。 f按简支状态计算柱的负载面积 ge折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，可近似的取12-15kn/m2n为验算截面以上的楼层层数。（2）acn/unfc注：un为框架术轴压比极限值，本方案为二级抗震等级，查抗震规范可知取为0.8；fc为混凝土轴心抗压强度设计值，对c30，查得14.3n/mm2。（3）计算过程对于边柱：n=fgen=1.318135=1521(kn)acn/unfc=1521103/0.814.3=132954.5(mm2)取600mm600mm对于内柱：n=fgen=1.2548.42135=3934.13(kn)acn/unfc=3934.13103/0.814.3=343892.5(mm2)取600mm600mm第二部分 框架侧移刚度的计算一、 梁的线刚度混凝土为c30，ec=31010n/mm2 在框架结构中，有现浇层楼面，可以作为梁的有效翼缘，增大梁的有效刚度，减少框架侧移，为考虑i0这一有利作用，在计算梁的截面惯性矩时，现浇楼面得边框架取i=1.5i0(i0为梁的截面惯性矩)，对中框架梁取i=2.0i0二、 柱线刚度ic=bh3/12层次hc(mm)ec(n/mm2)bhic(mm4)kc= ec ic/hc2442003.01046006001.0810107.711010157503.01046006001.0810105631010三、 横梁线刚度ib的计算梁号ec(n/mm2)bh(mmmm)i0(mm4)l(mm)kb=ec i0/l(nmm)边框架1.5 ec i0/l(nmm)中框架2ec i0/l(nmm)l13.0 10430065069109600034510105181010691010l23.0 104300650691097800265101039810105.31010l33.0 104300650691093000691010103510101381010四、各层框架横向侧移刚度计算（d值法）1、底层边跨边柱a-1,a-9(2根)k=ib/ic=5.18/5.63=0.92 ac=(0.5+k)/(2+k)=0.486 5.18 5.63 di1=ac12ic/h2=0.486125.631010/57502=9931边跨中柱a-2,a-3,a-4,a-5,a-6,a-7,a-8,b-1, b-9,e-2,e-3, e-6, e-7 (13根)k=5.182/5.63=1.84 5.18 5.18 5.63ac=(0.5+k)/(2+k)=0.61di2=ac12ic/h2=0.61135.631010/57502=12456e-4, e-5, e-8,(1/d)-9 (4根) k=ib/ic=10.35/5.63=1.838ac=(0.5+k)/(2+k) =0.61 10.35 5.63di3=ac12ic/h2=0.61125.631010/57502=12456(1/d)-4, (1/d)-5,(1/d)-8 （3根）k=13.82/5.63=4.9ac=(0.5+k)/(2+k)=0.783 13.8 13.85.63di4=ac12ic/h2=0.783125.631010/57502=16000 c-1, c-9, d-1（3根）k=5.18+3.98/5.63=1.63ac=(0.5+k)/(2+k)=0.587 5.18 3.985.63 di5=ac12ic/h2=0.587125.631010/57502=11995 b-2, b-3, b-4, b-5, b-6, b-7, b-8（7根）k=6.922/5.63=2.45ac=(0.5+k)/(2+k)=0.663 6.9 6.9 5.63di6=ac12ic/h2=0.663125.631010/57502=13548 c-2,c-3,c-4,c-5,g-6,g-7,g-8,d-2,d-3,d-4,d-5,d-6,d-7（13根）k=6.9+5.3/5.63=2.17ac=(0.5+k)/(2+k)=0.64 6.9 5.35.63di7=ac12ic/h2=0.64125.631010/57502=13078 d-8,d-9（2根）k=10.35+3.98/5.63=2.55 2.25 2.25ac=(0.5+k)/(2+k)=0.67 6.29 di8= ac12ic/h2=0.67125.631010/57502=13691d1=99312+124564+1245613+160003+119953+135487+1307813+136912+10830=6188142、第二层第三层 a-1,a-8, e-8, (3根) k=5.182/7.712=0.672 5.18 ac=k/(2+k)=0.251 7.71di1=ac12ic/h2 5.18=0.251127.711010/42002=13165a-2,a-3,a-4,a-5,a-6,a-7,e-2,e-3,e-4,e-5,e-6,e-7(12根) k=6.92/7.712=0.895 6.9 ac=k/(2+k)=0.309 7.71di2=ac12ic/h2 6.9=0.309127.711010/42002=16207b-1,b-9 （2根） 5.18 5.18k=5.184/7.712=1.344 7.71ac=k/(2+k)=0.402 5.18 5.18di3=ac12ic/h2=0.402127.711010/42002=21084c-1,d-1,c-9,d-9（4根）5.18 3.98k=5.18+3.98/7.71=1.19 7.71ac=k/(2+k)=0.373 5.18 3.98di4=ac12ic/h2=0.373127.711010/42002=19563b-2,b-3,b-4,b-5,b-6,b-7（6根） 6.9 6.9k=6.94/7.712=1.8 7.71 ac=k/(2+k)=0.474 6.9 6.9di5=ac12ic/h2=0.474127.711010/42002=24861c-2,c-3,c-4,c-5,c-6,c-7,d-2,d-3,d-4,d-5,d-6,d-7(12根) 6.9 5.3 7.71 k=6.9+5.3/7.71=1.58 ac=k/(2+k)=0.44 6.9 5.3di6=ac12ic/h2=0.44127.711010/42002=23078d2=131653+1620712+210842+195634+248616+2307812=780501d1/d2=0.790.7,该框架为规则框架。第三部分 重力荷载代表值的计算一、查荷载规范可取1、屋面永久荷载标准值（不上人）30厚细石混凝土保护层 0.0322=0.66kn/m2冷底子油一遍三毡四油防水层 0.4 kn/m220厚矿渣水泥找平层 14.50.02=0.29 kn/m260厚聚苯乙烯保温层 0.060.5=0.03kn/m2100一150mm厚膨胀珍珠岩找坡(2%) 0.1+0.15/2/7=0.88kn/m220厚矿渣水泥找平层 0.0214.5=0.29kn/m2120钢筋混凝土板 250.12=3 kn/m220厚水泥砂浆板底抹灰 0.0220=0.4kn/m2合计: 5.95 kn/m22、楼面均布恒荷载（14层）水磨石地面(10 mm面层,20 mm水泥砂浆打底) 0.65 kn/m2120 mm厚钢筋混凝土板 250.2=3 kn/m220 mm厚水泥砂浆板底抹灰 0.0220=0.4 kn/m2合计: 4.05kn/m23、屋面及楼面可变荷载标准值不上人屋面均布活荷载标准值 2.0 kn/m2楼面活荷载标准值 3.5 kn/m2屋面雪荷载标准值 sk=uxs0=1.00.35=0.35 kn/m2 (式中ux为屋面积雪分布系数)4、梁柱密度25kn/m2, 蒸压粉煤灰加气混凝土砌块5.5 kn/m3。二、重力荷载代表值的计算1、第一层（1）梁、柱类别净跨（mm）截面(mm)密度(kn/m3)体积(m3)数量(根)单重(kn)总重(kn)横梁5400300650251.0532226.325579.157200300650251.404935.1315.92400300650250.468511.758.5纵梁5400300650251.0533426.33895.053300300650251.404535.1175.5类别计算高度(mm)截面(mmmm)密度(kn/m3)体积(m3)数量(根)单重(kn)总重(kn)柱5750600600252.074751.752432.3（2）内外填充墙重的计算横墙：ab跨墙，墙厚200mm,计算长度5400mm,计算高度4800-650=4150mm单跨体积： 0.25.44.15=4.482m3单跨重量： 5.54.482=24.65kn数量： 8总重：24.658=197.2knbc跨轴、轴、墙厚200mm,计算长度6000-3000=3000mm,计算高度4150 mm单跨体积： 0.234.15=2.49 m3单跨重量：2.495.5=8.69 kn数量： 2总重:13.6952=27.39 kn cd跨轴、墙厚200mm,计算长度1100 mm, 计算高度4150 mm单跨体积： 0.21.14.15=0.913 m3单跨重量：0.9135.5=8.69 kn数量： 3总重:5.023=15.06 kn 轴、墙厚200mm,计算长度7800 mm,计算高度4150 mm单个体积：0.2(7.84.15-1.22.4)=5.7m3数量：1总重：5.95.51=32.45kn轴、墙厚200mm,计算长度7800 mm,计算高度4150 mm单跨体积： 0.27.84.15=6.474 m3单跨重量：6.4745.5=35.61kn数量： 1总重:35.611=35.61 kn de跨轴、墙厚200mm,计算长度2400 mm,计算高度4150 mm单跨体积： 0.22.44.15=1.992 m3单跨重量：1.9925.5=10.96 kn数量： 3总重:10.963=32.88 kn 玻璃幕墙1.84.81.5=25.92kn1.54.81.53=32.4kn横墙总重：197.2+27.39+15.06+32.45+35.61+32.88+25.92+32.4 =398.91kn纵墙a轴,(6-0.6) 4.15-1.82.12 0.2=2.97 m32.976=17.82 m3(13-0.6)4.15-1.82.10.2=1.24m3(13-0.6)4.15-0.60.60.2=1.92m3(16-0.6)4.15-0.60.620.2=4.336m3 62.97+1.24+1.92+4.336=25.32m3 25.325.5=139.26kne轴 1.24.150.2=0.996m30.9965.55=27.35kn(0.6-0.3)4.150.25.510=13.7kn玻璃幕墙 1.84.81.510=129.6kn纵墙总重 139.26+27.35+13.7+129.6=309.91kn弧形玻璃幕墙 13.144.8121.5/4=67.82 kn窗户计算(钢框玻璃窗）c-1 尺寸： 2400mm4150mm 自重： 0.4kn/m2 数量： 2 重量：4.152.40.42=7.97knc-2 重量：（1.5-0.3）4.150.42=3.98knc-10 尺寸： 18000mm2100mm 自重： 0.4kn/m2 数量： 13 重量：1.82.10.413=19.66knc-20 尺寸： 600mm600mm 自重： 0.4kn/m2 数量： 1 重量：0.60.60.41=0.144kn总重：19.66+0.144+7.97+3.984=31.76kn门重计算m-1:木门 尺寸：900mm2100mm 自重：0.15kn/ m2 数量：5重量：0.92.10.155=1.42knm-2:木门尺寸：700mm2100mm 自重：0.15kn/ m2 数量：2重量：0.72.10.152=0.441kn m-3:铁门尺寸：3000mm2400mm 自重：0.4kn/ m2 数量：1重量：32.40.41=2.88kn m-4:木门尺寸：700mm2100mm 自重：0.15kn/ m2 数量：2重量：0.72.10.152=0.441kn m-6：钢框玻璃门尺寸：4800mm3000mm 自重：0.4kn/ m2 数量：1重量：34.80.41=5.76kn m-8：钢框玻璃门尺寸：3000mm3000mm 自重：0.4kn/ m2 数量：2重量：330.42=7.2kn 总重：1.42+0.441+2.88+7.2+5.76=17.7kn楼板恒载、活载计算（楼梯间按楼板计算）面积：(49.8+0.6)(25.8+0.6)-0.60.647-36=1295.64m2恒载：4.051295.64=5247.342kn活载：3.51295.64=4534.74kn由以上计算可知：一层重力荷载代表值为g1=g恒+0.5g活=(579.15+315.9+58.5)1.05+(895.05+175.5)1.05+2432.251.05+398.91+309.91+31.76+17.7+5247.342+4534.740.5=12952.23 kn 2、第二层的计算（1）梁、柱类别净跨（mm）截面(mm)密度(kn/m3)体积(m3)数量(根)单重(kn)总重(kn)横梁5400300650251.0532226.325579.157200300650251.404935.1315.92400300650250.468511.758.5纵梁5400300650251.0533426.33895.053300300650251.404535.1175.5类别计算高度(mm)截面(mmmm)密度(kn/m3)体积(m3)数量(根)单重(kn)总重(kn)柱4200600600251.5124737.81776.6 (2)内外填充墙的计算 横墙总重 189.91+23.44+12.9+27.28+30.47+28.12+22.68+28.35 =363.15kn 纵墙总重 比较第二层纵墙与第一层的区别有b,c,d跨有内墙 4(6-0.6)3.55-0.92.125.5=406.85kn 可知第二层纵墙总重为 259.71+338.58=598.29kn窗户计算：(钢框玻璃窗)比较第二层与第一层窗 a没窗,轴为4个c-10, 1个c-23 1.82.10.44=6.05 kn0.60.60.41=0.144 kn比较后第二层窗的总重为 31.76+6.05+0.144=37.954 kn门重计算m-1：木门 尺寸：900mm2100mm 自重：0.15kn/ m2 数量：8重量：0.92.10.158=2.268knm-2:木门尺寸：700mm2100mm 自重：0.15kn/ m2 数量：2重量：0.72.10.152=0.441kn 总重：2.268+0.441=2.71kn楼板恒载、活载计算（楼梯间按梯板计算）面积：1259.64 m2,恒载:5247.34kn,活载：4534.74kn由以上计算可知：二层重力荷载代表值为：g2=g恒+0.5g活=(953.55+1070.55+1776.6)1.05+363.15+37.954+2.268+0.441+5247.34+4534.740.5=12469.63kn3、第三、四层（1）梁、柱类别净跨（mm）截面(mm)密度(kn/m3)体积(m3)数量(根)单重(kn)总重(kn)纵梁2100300650250.41410.25412700300650250.53413.25535400300650251.052526.25656.257200300650251.404535.1175.5横梁5400300650251.052526.25656.257200300650251.404835.1280.8类别计算高度(mm)截面(mmmm)密度(kn/m3)体积(m3)数量(根)单重(kn)总重(kn)柱42006006002515124337.8162.54（2）内外填充墙的计算横墙轴 （6-0.6）3.550.25.5=21.09kn 21.096=126.54kn轴 c轴,d轴 (7.8-0.6)3.550.25.5=28.12 1.23.550.25.5=4.69kn 1.13.550.25.52=8.59kn (0.6-0.3)3.550.25.54=4.69kn玻璃幕墙 1.84.21.52=22.68kn 1.54.21.53=28.35kn 64.21.5=37.8kn横墙总重：126.54+28.12+4.69+8.59+4.69+22.68+28.35+37.8=261.46kn纵墙a轴, , , , (6-0.6)3.55-1.82.120.25.54=51.084kn , (7.8-0.6)3.55-1.52.130.25.5=17.721kn , (2.7-0.6)3.55-0.60.60.25.5=7.8kn , (3.3-0.6)3.55-1.82.10.25.5=6.39kn , (6-0.6)3.550.25.52=21.09kne轴 1.23.550.25.55=23.43kn (6-0.3)3.550.25.510=11.72kn玻璃幕墙 1.84.21.510=113.4kn 7.84.21.5=49.14kn 楼梯间 2.73.550.25.52=21.09kn纵墙总重：51.084+17.721+7.8+6.39+42.18+23.43+11.72+113.4+49.14+21.09=343.96kn窗户计算c-10 尺寸： 1800mm2100mm 自重： 0.4kn/m2 数量： 9 重量：1.82.10.49=13.61knc-22 尺寸：1500mm2100mm 自重： 0.4kn/m2 数量： 3 重量：1.52.10.43=3.78knc-23 尺寸： 600mm600mm 自重： 0.4kn/m2 数量： 1 重量：0.60.60.41=0.144kn总重：13.613.78+0.144=17.534kn门重计算木门 尺寸：900mm2100mm 自重：0.15kn/ m2 数量：3重量：0.92.10.153=0.85kn楼板恒载、活载计算（楼梯间按楼板计算）面积：43.825.8=1130.04 m2 恒载：4.051130.04=4576.66 kn 活载：3.51130.04=3955.14 kn由以上计算可知：三层重力荷载代表值为:g3=g恒+0.5g活 =(41+53+656.25+175.5+656.25+280.8)1.05+162.541.05+343.96+261.46+17.534+0.85+4576.66+3955.140.5=9304.63 kn4、顶层（1）梁、柱 柱 162.54kn 梁 横梁 925.75kn 纵梁 937.05kn（2）内外填充墙的计算横墙(6-0.6)3.550.25.513=274.13kn(7.8-0.6)3.550.25.52=56.232kn(3-0.3)3.550.25.54=42.174kn1.23.550.25.5=4.686kn1.13.550.25.52=8.591kn(6-0.3)3.550.25.54=46.86kn1.84.21.52=22.68kn1.54.21.53=28.35kn总重：274.13+56.232+42.174+4.686+8.591+46.86+22.68+28.35=441.53kn 纵墙 (2.7-0.6)3.55-0.60.60.25.5=7.8kn(3.3-0.6)3.55-1.82.10.25.5=6.39kn(6-0.6)3.55-1.82.120.25.54=51.084kn(7.8-0.6)3.55-1.52.130.25.5=17.721kn(6-0.6)3.550.25.5=21.09kn(6-0.6-0.6)3.55-0.92.10.25.5=16.67kn(34.83.55-0.92.12-1.52.12) 0.25.5=124.81kn(6-0.6)3.550.25.54=84.35kn(6-0.6)3.55-1.52.10.25.5=17.622kn(183.55-0.92.1)0.25.5=68.211kn(6-0.6)3.55-0.92.10.25.53=57.02kn(7.8-0.6)3.55-0.92.10.25.5=26.04kn1.23.550