土木工程毕业设计（论文）-潍坊市某六层框架商贸楼设计.pdf

目目 录录 1.设计依据设计依据 . 1 1.1 建设要求建设要求 1 1.2 设计要求设计要求 1 1.3 设计资料设计资料 3 2.设计方案及经济技术性比较设计方案及经济技术性比较 . 8 2.1 建筑设计依据及方案比较建筑设计依据及方案比较 8 2.2 结构设计基本原则及方案比较结构设计基本原则及方案比较 9 2.3 结构方案比较、优化结构方案比较、优化 . 12 2.4 总体布局和技术经济指标总体布局和技术经济指标 . 12 3.混凝土现浇框架结构设计混凝土现浇框架结构设计 16 3.1 结构布置及计算简图结构布置及计算简图 . 16 3.2 材料选用及截面尺寸初步估算材料选用及截面尺寸初步估算 . 16 3.3 重力荷载计算重力荷载计算 . 20 3.4 横向框架侧移刚度计算横向框架侧移刚度计算 . 24 3.5 横向水平地震荷载作用下框架结构的内力和侧移横向水平地震荷载作用下框架结构的内力和侧移 . 27 3.6 竖向荷载作用下框架结构内力计算竖向荷载作用下框架结构内力计算 . 36 3.7 横向框架内力组合横向框架内力组合 . 47 3.8 框架梁柱截面设计及配筋计算框架梁柱截面设计及配筋计算 . 64 3.9 框架柱下独立基础设计框架柱下独立基础设计 . 79 3.10 现浇楼梯设计现浇楼梯设计 87 潍 坊 学 院 本 科 毕 业 设 计 第 1 页 1 1.设计依据设计依据 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 1.1 建设要求建设要求 本工程的设计项目为阳光商贸楼设计。工程建设地点为潍坊市高新技术开发区。 1.1.1 建筑设计内容及规建筑设计内容及规模：模： 总建筑面积：约 4506.71m 2，建筑层数：主体六层。 建筑等级：本工程建筑类别为丙类，耐久等级为二级，使用年限为 50 年。 抗震设防烈度七度，耐火等级二级 屋面防水等级：三级。结构形式框架结构。 设计基本地震加速度值为 0.15g，第一组。 框架结构抗震等级：三级，地基基础设计等级：丙级。 1.1.2 建筑组建筑组成成： 1)、餐厅：该楼一楼零点餐厅，二楼小包间餐厅。 2)、写字楼：三楼以上为商务写字楼。 3)、辅助用房 4)、男女卫生间每层设置，各层 45m 2左右。 1.2 设计要求设计要求 1.2.1 建筑设计要求建筑设计要求： 要求每人确定一个建筑方案，并进行方案选择分析，手绘草图，autocad，天正绘 制正图，具体内容如下： 潍 坊 学 院 本 科 毕 业 设 计 第 2 页 2 底层、标准层及顶层平面图 1：100； 主要正立面 1：100； 典型剖面图，必有一个剖到楼梯 1：100； 构造作法选用山东建筑标准图集，表示方法及符号满足现行规范要求； 楼梯设计详图 1：100； 主要侧立面图 1：100。 1.2.2 结构设计要求结构设计要求 1)任务： 根据所提供的原始资料及初步设计，要求作出本楼房的全部结构方案，其中包括： 结构选型及布置，拟定结构构件初步尺寸，初步拟定施工方案。 根据所采用的结构方案对主要承重结构（框架及基础）进行荷载计算，内力分析及 截面设计。 2)工作量： 绘制结构平面布置图，主要承重结构施工图，节点构造图，张数自定(1 号图纸） 。 结构计算及说明书一份。 3）结构设计步骤： 框架结构布置。 梁、柱截面尺寸估算。 确定计算单元，计算简图。 荷载计算。 框架内力计算。 框架内力组合。 框架梁截面设计。 框架柱截面设计。 基础设计。 4）结构设计成果： （图纸为一号图） 手算计算书一份。设计说明书应包括对结构方案的考虑，构件选型，材料确定， 荷载计算，内力计算，构件设计等。说明书力求说理充分，概念清楚，计算步骤明确， 计算准确，条理清晰。 计算书计算部分要求：框架用电算，打出计算书。楼板配筋、梁、楼梯、基础用手 算，暂定交手写稿。 首层现浇板平法施工图。电脑 首层梁平法施工图。电脑 潍 坊 学 院 本 科 毕 业 设 计 第 3 页 3 首层柱平法施工图。电脑 基础平法施工图。电脑 楼梯施工图。电脑 1.2.3 说明书说明书 1）建筑部分说明，应有工程概况简介，方案选择分析以及建筑平面、立面、剖面 和构造设计，节点处理的说明等。 2）结构部分设计计算书应有结构方案比较，结构平面布置，荷载计算，内力计算 和内力组合，构件及节点设计，地基基础设计与计算，楼梯设计与计算等。 1.2.4 进度计划进度计划 1- 3 周： 建筑施工图 4- 5 周： 结构计算 6- 12 周： 结构施工图 1.3 设计资料设计资料 1.3.1 地震设计标准地震设计标准 本建筑地处潍坊高新技术开发区； 抗震设防烈度： 7度； 设计基本地震加速度为0.15g, 设计地震分组为一组； 1.3.2 工程地质条件。根据钻探，地质情况工程地质条件。根据钻探，地质情况： 区域地质与构造 按大地构造划分，本区处在中朝准地台山东隆起区沂沭断裂带的北段昌潍凹陷内， 由四条主干断裂组成凹陷的东西部边界，西部有唐吾葛沟、沂水汤头断裂；东部有 安丘莒县、昌邑大店断裂，该区就位于昌潍凹陷的西南部潍坊凹陷内，其南部为汞 丹山地垒，由太古界交代式花岗岩及中、新生界火山岩（玄武岩）组成，北部为潍县凸 起，由太古界泰山群变质岩组成。潍坊凹陷内基岩由中新生代火山碎屑岩（喷出岩） 、 沉积岩等组成，其上第四系发育。 根据地震部门有关资料，昌潍凹陷虽发育有一系列受沂沭断裂带控制的次级断裂， 但这些断裂构造的活动性很弱，对地震的控制作用不明显，没有发现全新世和晚更新世 晚期的活动断裂。故场址区是稳定的。 地形、地貌及地下水 勘察场地原为耕地，地貌类型属河流相冲洪积平原，地形平坦，地面标高 25-25.2 潍 坊 学 院 本 科 毕 业 设 计 第 4 页 4 米(据我院实测 1500 地形图，场地标高属黄海高程系)。 勘察期内场区地下水稳定水位埋深 20.0 米,水位年变幅 1.5-3.5 米,地下水类型为 第四系孔隙潜水及玄武岩风化裂隙水,具微承压性。根据附近地下水水质化验结果，水 质对钢筋混凝土无腐蚀性，因此可不考虑其对基础的影响作用。 场地地层及各层土的岩土性质 场地表层为第四纪全新世 q4 ml耕土，其下为第四纪上更新世 q 3 al+pl及以前沉积地层。 本场区勘察深度范围内，地基土自上而下分为如下 9 层： 1层耕土:灰黑-灰褐色,以粉土及粉质粘土为主要成分,松散,稍湿,含腐殖质。场 区普遍分布，厚度:0.70-2.70m,平均 1.24m;层底标高:22.50-24.40m,平均 23.86m;层底 埋深:0.70-2.70m,平均 1.24m。 2 层粉质粘土:黄褐色,硬-可塑,切面有光泽,无摇震反应,干强度及韧性中等,含少 量钙质结核,粒径 0.5-3 厘米不等,底部夹厚 30-40 厘米的粉土薄层。场区普遍分布，厚 度 :4.70-7.50m, 平 均5.99m; 层 底 标 高 :16.50-18.90m, 平 均17.87m; 层 底 埋 深:6.20-8.50m,平均 7.23m。 3层粉砂:黄色-浅黄色,稍湿,中密-密实,主要成分为石英及长石等,颗粒级配不 良。 场区普遍分布， 厚度:1.10-4.30m,平均2.76m;层底标高:14.10-15.70m,平均15.11m; 层底埋深:9.40-11.00m,平均 9.99m。 4层粉质粘土:黄褐色,可塑,切面有光泽,无摇震反应,干强度及韧性中等,含少量 钙质结核,结核粒径 1.5-4 厘米不等。场区普遍分布，厚度:0.50-2.50m,平均 1.62m;层 底标高:12.60-14.60m,平均 13.49m;层底埋深:10.50-12.50m,平均 11.61m。 5 层粉砂:黄色-浅黄色,稍湿,中密-密实,主要成分为石英及长石等,颗粒级配不良, 底部夹厚 40 厘米左右的粉土薄层。场区普遍分布，厚度:3.70-7.30m,平均 5.44m;层底 标高:6.40-9.30m,平均 8.05m;层底埋深:15.70-18.80m,平均 17.04m。 6层粉质粘土:褐黄-棕褐色,硬-可塑,切面有光泽,无摇震反应,干强度及韧性高, 含大量钙质结核,结核含量 10-15%,粒径 1.5-5 厘米不等,含粗砾砂颗粒。 场区普遍分布， 厚 度 :4.50-11.50m, 平 均8.68m; 层 底 标 高 :-3.30-3.30m, 平 均 -0.91m; 层 底 埋 深:21.80-28.50m,平均 26.00m。 6-1层中粗砂:黄褐色-肉红色,饱和,中-密实,主要成分为石英及长石等,级配较好, 呈透镜体状分布。分布厚度:0.90-6.80m,平均 3.53m;层底标高:-3.70-3.20m,平均 -1.47m;层底埋深:21.80-28.80m,平均 26.55m 7层粉质粘土:棕褐色,硬塑,切面有光泽,无摇震反应,干强度及韧性高,含大量钙 质结核及粗砾砂颗粒,结核含量大于 20%,粒径 2-6 厘米不等。场区普遍分布，该层未穿 透。 7-1层中粗砂:黄褐色-肉红色,饱和,密实,主要成分为石英及长石等,级配较好,呈 透镜体状分布。 分布厚度:1.0-3.0m,平均 1.68m;层底标高:-7.5-4.4m,平均-5.57m;层底 潍 坊 学 院 本 科 毕 业 设 计 第 5 页 5 埋深:29.50-32.50m,平均 30.65m。 表 1.1 场地地层厚度埋深及层底标高统计表 说明: 统计厚度时主层厚度中不含亚层厚度。 统计厚度时每孔最后一层不参与统计。 表 1.2 场地勘探深度内各土层桩基设计参数如下表： 层号 岩土名称 桩的极限 侧阻力标 准值 （kpa） 桩的极限端阻力 标准值（kpa） 备注 2 粉质粘土 60 3 粉砂 50 4 粉质粘土 65 5 粉砂 60 1400 6 粉质粘土 65 800 6-1 中粗砂 70 该层呈透镜体状分布，深度差异 较大，局部缺失，不建议做桩端 持力层 7 粉质粘土 80 1200 7-1 中粗砂 70 该层呈透镜体状分布，深度差异 较大，局部缺失，不建议做桩端 持力层 表 1.3 钻探深度内，地层划分为 9 层，各层承载力特征值如下： 层 号 厚度 最小 值 (米) 厚度 最大 值 (米) 厚度 平均 值 (米) 层底 标高 最小 值 (米) 层底 标高 最大 值 (米) 层底 标高 平均 值 (米) 埋深 最小 值 (米) 埋深 最大 值 (米) 埋深 平均 值 (米) 数 据 个 数 1 0.70 2.70 1.24 22.50 24.40 23.86 0.70 2.70 1.24 72 2 4.70 7.50 5.99 16.50 18.90 17.87 6.20 8.50 7.23 72 3 1.10 4.30 2.76 14.10 15.70 15.11 9.40 11.00 9.99 72 4 0.50 2.50 1.62 12.60 14.60 13.49 10.50 12.50 11.61 72 5 3.70 7.30 5.44 6.40 9.30 8.05 15.70 18.80 17.04 50 6 4.50 11.50 8.68 -3.30 3.30 -0.91 21.80 28.50 26.00 50 6- 1 0.90 6.80 3.53 -3.70 3.20 -1.47 21.80 28.80 26.55 23 7- 1 1.00 3.00 1.68 -7.50 -4.40 -5.57 29.50 32.50 30.65 11 7 潍 坊 学 院 本 科 毕 业 设 计 第 6 页 6 层 号 岩土名称 承载力特征值 fak(kpa) 备注 1 耕土 2 粉质粘土 160 cuu=23.5 uu=18.4 3 粉砂 180 4 粉质粘土 200 cuu=15.8、 uu=20.2 5 粉砂 200 6 粉质粘土 220 6-1 中粗砂 220 呈透镜体状分布 7 粉质粘土 240 7-1 中粗砂 240 呈透镜体状分布 岩土工程评价岩土工程评价 1、工程地质条件分析 根据以上所述，现将各层土的工程特性作出分析并确定其承载力。确定承载力时， 岩土参数的分析统计依据 岩土工程勘察规范 gb50021-2001 之 14.2.2-14.2.4 的规定， 地层承载力特征值依据标贯试验锤击数和土工试验指标结合本地工程实践经验综合确 定。 1层耕土：厚度 0.7-2.7m，平均 1.24m，受生物作用强烈，该层土质不均匀，压 缩性高。 2层粉质粘土：厚度 4.7-7.5m，平均 5.99m，硬-可塑，具中压缩性。由土工试 验指标和标贯试验锤击数结合工程实践经验建议该层土承载力特征值 fak取 160kpa。 3层粉砂：厚度 1.1-4.3m，平均 2.76m，中-密实。由标贯试验锤击数结合工程 实践经验建议该层土承载力特征值 fak取 180kpa。 4层粉质粘土：厚度 0.5-2.5m，平均 1.62m，硬-可塑，具中压缩性。由土工试验 指标和标贯试验锤击数结合工程实践经验建议该层土承载力特征值 fak取 200kpa。 5层粉砂：厚度 3.7-7.3m，平均 5.44m，中-密实。由标贯试验锤击数结合工程实 践经验建议该层土承载力特征值 fak取 200kpa。 6层粉质粘土：厚度 4.5-11.5m，平均 8.68m，硬-可塑，具中压缩性。由土工试 验指标和标贯试验锤击数结合工程实践经验建议该层土承载力特征值 fak取 220kpa。 6-1层中粗砂:呈透镜体状分布，分布厚度:0.90-6.80m,平均 3.53m，中-密实。 由标贯试验锤击数结合工程实践经验建议该层土承载力特征值 fak取 220kpa。 潍 坊 学 院 本 科 毕 业 设 计 第 7 页 7 7-1层中粗砂:呈透镜体状分布，分布厚度:1.0-3.0m,平均 1.68m，中-密实。由 标贯试验锤击数结合工程实践经验建议该层土承载力特征值 fak取 240kpa。 7层粉质粘土：该层未穿透，最大揭露厚度 15.40m。可-硬塑，具中压缩性。由 土工试验指标和标贯试验锤击数结合工程实践经验建议该层土承载力特征值 fak取 240kpa。 根据以上所述，场地内第 1 层耕土不宜直接作建筑物地基持力层，建议全部挖除。 场地内第 2 层及其以下各层，工程性质稳定，均为良好的地基土。 场地内第 1 层耕土不宜直接作建筑物地基持力层；第 2 层及其以下各层，工程性 质稳定，均为良好的地基土。根据场地地质条件分析，结合设计要求, 地下车库及配电 室可采用天然地基，以第 2 层粉质粘土作地基持力层，承载力特征值 fak取值为 160kpa。 基础形式宜采用柱下独立基础或筏板基础。 由上可得该场地属类场地 1.3.3 气象条件：气象条件： 拟建场地位于北温带季风气候区,一年四季分明，夏季炎热，多南风和东南风，冬 季寒冷， 多北风和西北风， 具明显的大陆型气候特点,1991-1995年全市平均降水量634.8 毫米，蒸发量在 1656.6-1891.4 毫米之间，年度降水量多集中在 7、8、9 月份,占全年 降水量的 60%-70%。蒸发量多集中在 5、6 月份, 约占全年蒸发量的 30% -40%,多年平均 气温 12 ,冻土最大深度 0.5 米。基本风压：0.4kn/，积雪：基本雪压：0.3kn/ 1.3.4 材料供应：材料供应： 砖： 焦渣空心砖（比重 10） ； 钢材： 可按需要保证供应，钢筋最长不超过 12m； 水泥、砂、石： 可按需要保证供应； 预制构件： 本地可给预应力多孔空心板； 建筑配件： 本地供应标准门、窗及加工制作门窗、扶手、爬梯 等。 潍 坊 学 院 本 科 毕 业 设 计 第 8 页 8 2.设计方案及经济技术性比较设计方案及经济技术性比较 2.1 建筑设计依据及方案比较建筑设计依据及方案比较 2.1.1 建筑设计依据建筑设计依据： 我通过查找相关规范、图籍和资料得出以下建筑设计要求： 商贸楼建筑设计应符合城市规划和环境保护的要求，并应合理地组织交通路线，方便 群众和体现对残疾人员的关怀。 2.1.2 选选址址和布置和布置： 1、商贸楼建筑基地宜选择在城市商业地区或主要道路的适宜位置。 2、商贸楼不宜设在有甲、乙类火灾危险性厂房、仓库和易燃、可燃材料堆场附近； 如因用地条件所限，其安全距离应符合防火规范的有关规定。 3、 商贸楼建筑应有不少于两个面的出入口与城市道路相邻接； 或基地应有不小于 1/4 的周边总长度和建筑物不少于两个出入口与一边城市道路相邻接。 4、商贸楼基地内，在建筑物背面或侧面，应设置净宽度不小于 4m 的运输道路。基地 内消防车道也可与运输道路结合设置。 5、新建商贸楼建筑的主要出入口前，按当地规划部门要求，应留有适当集散场地。 6、商贸楼建筑，如附近无公共停车场地时，按当地规划部门要求，应在基地内设停 车场地或在建筑物内设停车库。 2.1.3 建筑设计建筑设计 1、商贸楼建筑划分为餐厅和办公室两部分。建筑内外应组织好交通，人流、货流应 避免交叉，并应有防火、安全分区。 2，餐厅营业和仓储用房的外门窗应符合下列规定： （1） 连通外界的底（楼）层门窗应采取防盗设施； 潍 坊 学 院 本 科 毕 业 设 计 第 9 页 9 （2） 据具体要求，外门窗应采取通风、防雨、防晒、保温等措施。 3、公用楼梯，坡道应符合下列规定： （1） 室内楼梯的每梯段净宽不应小于 1.40m，踏步高度不应大于 0.16m，踏步 宽度不应小于 0.28m； （2） 室外台阶的踏步高度不应大于 0.15m，踏步宽度不应小于 0.30m； （3）供轮椅使用坡道的坡度不应大于 112，两侧应设高度为 0.65m 的扶手，当 其水平投影长度超过 15m 时，宜设休息平台。 4、应尽可能利用天然采光。 5、营业厅内采用自然通风时，其窗户等开口的有效通风面积，不应小于楼地面面积 的 1/20， 并宜根据具体要求采取有组织通风措施， 如不够时应采用机械通风补偿。 6，商贸楼卫生间设计应符合下列规定： a) 男厕所应按每 100 人设大便位 1 个、小便斗 2 个或小便槽 1.20m 长； b) 女厕所应按每 50 人设大便位 1 个，总数内至少有坐便位 12 个； c) 男女厕所应设前室，内设污水池和洗脸盆，洗脸盆按每 6 个大便位设 1 个，但至少设 1 个；如合用前室则各厕所间入口应加遮挡屏； d) 卫生间应有良好通风排气； e) 商店宜单独设置污洗、清洁工具间。 2.1.5 防火与疏散防火与疏散 1、店营业厅的每一防火分区安全出口数目不应少于两个；营业厅内任何一点至最 近安全出口直线距离不宜超过 20m。 注： 1，小面积营业室可设一个门的条件应符合防火规范的规定。 2、商店营业厅的出入门、安全门净宽度不应小于 1.40m，并不应设置门槛。 2.2 结构设计基本原则及方案比较结构设计基本原则及方案比较 2.2.1 结构设计基本原则结构设计基本原则 1、建筑结构设计应重视结构的选型、结构计算和结构构造，根据建筑功能的要求 选用安全适用、经济合理，便于施工的结构方案。 2、民用建筑结构设计尚应符合建筑设计防火规范（gb16- 87） 相关条文的要求， 应根据建筑的耐火等级、燃烧性能和耐火极限，正确选择结构与构件的防火与抗火措施， 诸如混凝土的保护层厚度等。 其中，抗震设计要求在结构设计中，应该得到充分的考虑，要求如下： 设防标准：抗震设防烈度为 6 度及以上地区的民用建筑，必须进行抗震设计。 潍 坊 学 院 本 科 毕 业 设 计 第 10 页 10 建筑体形和刚度：建筑体形和刚度： （1） 、建筑的平面形状及其抗侧力构件的布置宜简单、规则、对称。 （2） 、建筑的立面形状及其抗侧力构件的布置宜简单、规则对称，结构的侧向刚度和 水平承载力沿高度均匀变化，自下而上逐渐减小，避免出现突变。 结构体系：结构体系： （1） 、应能制定出明确的平面或空间计算简图。 （2） 、应具有合理的、直接的或基本直接的传力途径。 （3） 、应避免少数脆弱构件或节点等薄弱环节的破坏而导致整个结构传力路线的中 断。 （4） 、应具有足够的侧向刚度、较强的水平承载力、良好的变形能力、能吸收和耗散 较多的地震能量。 （5） 、宜采用具有多道防线的剪切型和弯曲型构件并用的双重结构体系。 （6） 、 宜具有尽可能多的超静定次数， 确保结构具有较大安全储备和内力重分配能力， 在地震作用下结构能形成总体屈服机制而非楼层屈服机制。如强柱型框架属总体屈服机 制构件。 （7） 、沿结构平面和竖向，各抗侧力构件宜具有合理的刚度和承载力分布，避免因局 部消弱或者突变形成弱搂层或者薄弱部位，产生过大的应力集中或塑性变形集中。结构 在纵、横两个主轴方向的动力特性宜相近。 结构构件的设计：结构构件的设计： 钢筋混凝土框架设计宜符合“四强、四弱”准则。 （1）强节点弱杆件使杆件破坏先于节点破坏。 （2）强柱弱梁使梁端破坏先于柱 端破坏。 （3）强剪弱弯使梁柱的弯曲破坏先于剪切破坏。 （4）强压弱拉使梁、柱截 面受拉区钢筋的屈服先于受拉区混凝土的压碎。 （5）有地震作用效应组合时，仅重力荷 载作用下可考虑钢筋混凝土梁端弯矩设计值进行调幅。 （6）为确保结构具有足够的延性， 所采用的高强混凝土的强度等级，8、9 度时宜分别不超过 c70 和 c60，而且在构造方面 应符合抗规附录 b 的规定。 结构选型：结构选型： 1、结构体系选型：采用钢筋混凝土全现浇框架结构（纵横向承重框架）体系。 2、其他结构选型和做法： （1） 、屋面结构：采用现浇钢筋混凝土屋面板，屋面板按不上人屋面的使用荷载选用。 屋面做法：.三毡四油防水层；.120 厚水泥砂浆保温层兼找坡层；.25 厚 1：2.5 水 泥砂浆找平层；. 100 厚钢筋混凝土板；. 20 厚板底抹灰。 （2） 、楼面结构：采用现浇钢筋混凝土楼板。楼面做法：.20 厚水磨石地面；.20 厚 1：2 水泥砂浆面层；.100 厚的现浇钢筋混凝土楼板；.20 厚板底抹灰。 （3） 、楼梯结构：采用钢筋混凝土梁式楼梯。 潍 坊 学 院 本 科 毕 业 设 计 第 11 页 11 （4） 、过梁：所以过梁均采用钢筋混凝土，并采用纵向框架梁兼作过梁。 （5） 、基础：采用独立基础。 结构布置：结构布置： 结构平面布置： 在一个独立的结构单元内，结构平面布置应该尽量简单，规则、对称，尽量使 结构的刚度中心和质量中心重合， 以减少扭转， 避免应力集中的凹角和狭长的缩颈部位。 在民用建筑中，框架结构柱网的布置应与建筑分隔墙布置协调，纵向一般常设 四行柱而成为三跨框架，当建筑平面宽度较小，层数较少时也可设三行柱而成为二跨框 架。实验楼房间进深较小可布置成两跨框架。 （可通过在较大跨内设置纵向隔墙形成内 走廊） 。柱网的布置应使结构受力合理。在现今的技术水平条件下，宜结合使用要求， 采用较大柱网（69m）的布置方案。纵向柱列的布置应与建筑开间相协调，一般可考虑 柱距为两个开间。柱网的布置应能使梁板布置简单规则，方便施工。 梁柱中心线宜重合。 楼、电梯间不宜设置载平面凹角部位和端部角区，如果确实非设不可，则应该 采用剪力墙或筒体予以加强。框架中楼梯不应该采用砌体墙支承，楼梯转弯平台宜通过 “门” 形构件或者构造柱支承在下一层框架梁上， 应该避免设置横贯整个跨度的支承梁， 防止在楼梯间框架出现短柱。 变形缝设置：设计中应尽可能调整平面尺寸和结构布置，采取必要的构造措施 和施工措施，能不设变形缝（抗震缝、沉降缝、伸缩缝）就不设缝，能少设缝就少设缝。 当必须设缝时应保证必要的缝宽，以免发生碰撞破坏。 抗震设计的建筑在下列情况下宜设置防震缝：平面长度和外伸长度尺寸超出了规范的限 值而又没有采取加强措施时；各部分刚度相差悬殊，采取不同材料和不同结构体系时； 各部分质量相差很大时；各部分有较大错层时。 当防震缝不作为沉降缝时，防震缝应在地面以上沿全高设置，基础无须设置防 震缝。防震缝两侧应布置承重框架。 3框架结构应采用双向刚接的梁柱抗侧力结构体系（即纵、横向均应设置刚接框 架） ，以分别承受纵横两个方向的水平地震作用。而承重框架（即承受竖向荷载的框架） 的布置方案（即横向承重，纵向承重、纵横承重方案） ，则取决于楼（屋）盖结构形式 （单向板或者双向板肋形楼盖、装配整体式肋形楼盖、预制板楼盖等） 。当楼面上作用 有较大荷载，或者楼面上有较大开洞，或当柱网布置为正方形或者接近正方形时，常采 用纵横向框架混合承重方案。 4楼盖结构的形式和造型应满足房屋的使用功能和建筑造型的需要，合理控制楼 层的净高度。楼盖结构布置时，应注意下列问题：楼盖梁格的布置应力求规整，梁系尽 可能连续贯通，板厚与梁截面尺寸尽可能统一；在较大孔洞四周，非轻质隔墙下和较重 的设备下仍应设梁，避免直接防置在楼板上；现浇楼梯可采用板式楼梯（当楼梯段水平 潍 坊 学 院 本 科 毕 业 设 计 第 12 页 12 投影长度在 3 米以内时）或梁式楼梯。 2.3 结构方案比较、优化结构方案比较、优化 经过各方面考虑，根据使用功能的要求，房间的布置，及其它的构造要求，做出 本结构方案。 图 2.1 结构方案图 优点：次梁不止满足要求；传力路径简单、明确；不需做其他处理。 缺点：次梁较大，净空间相应的减小。 2.4 总体布局和技术经济指标总体布局和技术经济指标 2.4.1 总体布置的总体布置的考虑考虑： 总平面设计的核心内容，是研究建筑与环境的依存关系。建筑与环境的依存关 系是解决好与人际呼应、 建筑与周边的对话、 建筑与地下衔接三大有机结合的关系， 故总平面设计是方案设计的关键，包括：出入口的选择； 估计用地面积：包括建筑面积；停留面积，如人、货、车辆的停留：交通面积，如 车道、人行道等；隔离面积，如卫生、安全要求的隔离带；分析联系关系； 建筑组 合可能性的分析 由于地形比较简单， 基本上属于长方形地形且各边较长， 对商贸楼布置的影响不大。 具体布置详见平面图。 潍 坊 学 院 本 科 毕 业 设 计 第 13 页 13 图 2.2 底层平面图 潍 坊 学 院 本 科 毕 业 设 计 第 14 页 14 图 2.3 标准层平面图 图 2.4 剖面图 潍 坊 学 院 本 科 毕 业 设 计 第 15 页 15 图 2.5 框架布置图 2.4.2 立面造型立面造型 由于这栋商贸楼总共 6 层， 采用外柱突出； 立面主要通过所设置的窗户、 梁来衬托； 另外，立面墙体采用白色外墙面砖。详细情况见立面图。 2.4.3 其他有关说明其他有关说明 本工程的合理使用年限为 50 年， 建筑总高 24.9m， 施工中具体问题汇同有关部门共 同解决。 潍 坊 学 院 本 科 毕 业 设 计 第 16 页 16 3.混凝土现浇框架结构设计混凝土现浇框架结构设计 3.1 结构布置及计算简图结构布置及计算简图 1.根据该房屋的使用功能及建筑设计的要求，进行了建筑平面、立面及剖面设计， 其标准层建筑结构平面图如下。主体结构共 6 层，一，二层 4.5m，三到六层 3.6m。 3.1 结构平面布置图 3.2 材料选用及截面尺寸初步估算材料选用及截面尺寸初步估算 梁截面高度按梁跨度的估算， 由此估算的梁截面尺寸见表 1， 表中还给出了各层梁、 柱、板的混凝土强度等级。其设计强度：c30(fc=14.3n/mm2,ft=1.43n/mm2)。 3.2.1 材料选用材料选用 潍 坊 学 院 本 科 毕 业 设 计 第 17 页 17 填充山墙采用 240mm 厚的焦渣空心砖砌筑， 其他隔墙采用 200 焦渣空心砖砌筑。 门 有旋转门、木门；窗有铝合金窗和玻璃幕墙。 楼盖、屋盖、梁和柱均采用现浇钢筋混凝土结构。混凝土强度等级 c30，其设计强 度:c30 fc=14.3n/mm 2 f t=1.43n/mm 2 钢筋采用 hpb235 f y=210n/mm 2 f y =210 n/mm2 和 hrb400 fy=360n/mm 2 f y =360 n/mm2 3.2.2 构件截面尺寸的初定构件截面尺寸的初定 梁的截面尺寸应满足承载力、 刚度及延性要求。 截面高度一般取梁跨度 l 的 1/12 1/8，当梁的负载面积较大或荷载较大时，宜取上限值。为防止梁产生剪切脆性破坏， 梁的净跨与截面高度之比不宜小于 4。梁的截面宽度可取 1/31/2 梁宽，同时不小于 1/2 柱宽，且不应小于 250mm。 1、框架梁 横梁： h=(1/121/8)*8000=667mm1000mm 取 h=900mm b=(1/31/2)h=250mm375mm 取 b=400mm 纵梁、次梁、悬挑梁： h=(1/151/12)l=534mm600mm 取：500mm b=(1/31/2)h=260mm300mm 取:400mm 梁截面尺寸(mm)及各层混凝土强度等级 表 1 3.2.3 框架柱框架柱 柱截面尺寸可根据柱的轴压比按下列公式估算： e nfg nb= （3.1） 层次 混凝土强度等级 横梁(bh) 纵梁(bh) 次梁(bh) 15 c30 400900 400900 300500 6 c30 300600 300600 300500 潍 坊 学 院 本 科 毕 业 设 计 第 18 页 18 c nc n a fm = （3.2） 式中：n 为柱组合的轴压设计值；f 为简支状态计算的柱的负载面积；ge为折算在单位 建筑面积上的重力荷载代表值，可根据实际荷载计算，也可近似取 1215kn/m ；为 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；n 为验算截面以上楼层层数；ac为柱截面面积；fc为混凝土轴心抗压强度设计值； m为框架柱轴压比限值， 此处可进似取， 即对一级、 二级和三级抗震等级， 分别取 0.7， 0.8 和 0.9。 该框架结构的抗震等级为二级，其轴压比限值mn=0.8；各层的重力荷载代表值 近似取 15kn/m 2。由图 2.15 可知边柱及中柱的负载面积分别为 83.9m2和 88.7m2。 由式（3.1） 、 （3.2）得第一层柱截面面积为： 边柱 ac 2 3 132545 3.148.0 510159.383.1 mm= 中柱 ac 2 3 244699 3.148.0 5101587.83.1 mm= 如取柱截面为长方形，则边柱和中柱截面高度分别为 220mm600mm 和 407mm600mm。 根据上述计算结果并综合考虑其它因数，故本设计柱截面尺寸取值如下： 一，二层：600mm600mm 三层以上：600mm600mm 按上述方法确定的柱截面高度 h 不宜小于 400mm,宽度不宜小于 350mm， 柱净高与截面长 边尺寸之比大于 4，满足要求。 3.2.4 板厚板厚 填充墙采用 240mm 厚的昭渣空心砖砌筑及 120mm 厚轻质隔墙。门为木门，窗为 铝合金。楼盖及屋盖采用现浇钢筋混凝土结构，按结构要求：hl/35,且 80 mm,则： 取板厚 h=100mm 屋面、楼面均取 100mm。 3.2.5 基础基础 选用柱下独立基础，基础埋深 2m；距基顶 1.5m。 框架结构计算简图如图 2 所示。取顶层的形心线作为框架柱的轴线；梁轴线取至板底， 23 层柱高即为层高，取 4.5m；底层柱高度从基础顶面取至一层板底，即 h1=4.5+1.5+0-0.1=5.9m. 潍 坊 学 院 本 科 毕 业 设 计 第 19 页 19 3.2.6 框架计算简图如下所示。框架计算简图如下所示。 取顶层柱的心形线作为框架柱的轴线，梁轴线取至板底。 潍 坊 学 院 本 科 毕 业 设 计 第 20 页 20 图 3.2 框架立面图 3.3 重力荷载计算重力荷载计算 3.3.1 屋屋面及楼面面及楼面永久永久荷载标荷载标准值：准值： 层面（不上人） ： 三毡四油上铺绿豆砂 0.4kn/m 2 25 厚 1：3 水泥砂浆找平层 0.02520=0.5kn/m2 1：6 水泥焦渣找坡（最薄 30mm 厚） 0.08510=0.85kn/m2 板自重 250.1=2.5kn/m2 v 型轻钢龙骨吊顶 0.25kn/m2 合计 4.5kn/ m2 3.3.2 楼面楼面永久永久荷载标荷载标准值：准值： 餐厅： 30 厚水磨石地面 0.65kn/ m 2 100mm 厚钢筋混凝土板自重 250.1=2.5kn/ m 2 20 厚水泥砂浆找平层 200.02=0.4 kn/m 2 v 型轻钢龙骨吊顶 0.25kn/ m 2 合计 3.8kn/ m 2 办公室： 硬木地板 0.2 kn/m 2 地板格栅 0.2 kn/m 2 100mm 厚钢筋混凝土楼板 250.1=2.5 kn/m 2 隔声纸板顶棚 0.2 kn/m 2 合计： 3.1 kn/m 2 楼梯： 花岗岩地面 280.015=0.42 kn/m 2 20mm 厚水泥砂浆找平层 200.02=0.4 kn/m 2 100mm 厚钢筋混凝土楼板 250.1=2.5 kn/m 2 20mm 厚水泥砂浆粉刷层 200.02=0.4 kn/m 2 合计： 3.72 kn/m 2 卫生间： 潍 坊 学 院 本 科 毕 业 设 计 第 21 页 21 花岗岩地面 280.015=0.42 kn/m 2 20 厚水泥砂浆找平层 200.02=0.4 kn/m 2 100mm 厚钢筋混凝土板 250.1=2.5 kn/m 2 v 型轻钢龙骨吊顶 0.25 kn/m 2 合计： 3.57 kn/m 2 3.3.3 屋面及楼面可变荷载标准值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 0.5 kn/m 2 楼面活荷载标准值： 2.0kn/ m2 餐厅：4kn/m 2 办公室：2.0 kn/m2 卫生间：2.5 kn/m 2 楼梯：3.5 kn/m2 屋面雪载标准值： sk=rso=1.00.3=0.3 kn/m 2 式中：r为屋面积雪分布系数，取=1.0 基本风压：0.4kn/m 2 3.3.4 梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算：梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算： 梁、柱可根据截面尺寸、材料容重及粉刷等计算出单位长度上的重力荷载；对墙、 门、窗等可计算出单位面积上的重力荷载。具体计算过程从略，计算结果见表 2。 墙体为 240mm 厚焦渣空心砖，外墙面帖瓷砖（0.5kn/m 2） ，内墙面为 20mm 厚抹灰， 则外墙面重力荷载为： 0.5+10*0.24+20*0.02=3.3kn/m 2 内墙为 120mm 焦渣空心砖，两侧均为 20mm 厚抹灰，则内墙单位面积重力荷载为: 0.0220100.120.0220=2kn/m 2 则外墙单位墙面重力荷载为： 3.3kn/m 2 内墙单位墙面重力荷载为： 2kn/m 2 木门单位面积重力荷载为：0.2 kn/m 2 铝合金窗：0.45kn/m 2 玻璃幕墙：1.2 kn/m2 钢铁门：0.45 kn/m2 梁、柱重力荷载标准值计算(餐厅部分) 表 3.1梁柱重力荷载标准值(餐厅部分) 层 次 构件 b h r g li n gi gi /m /m /(kn/ m 3) /(kn/m) /m /kn /kn 1 边横梁 0.4 0.9 27 9.7 5.4 17 890.46 4889.85 中横梁 0.4 0.9 27 9.7 5.4 8 419.04 潍 坊 学 院 本 科 毕 业 设 计 第 22 页 22 次梁 0.3 0.5 27 4.05 5.4 12 262.44 纵梁 0.4 0.9 27 9.7 8.7 17 1434.63 柱 0.65 0.65 27 11.4 5.9 28 1883.28 2 边横梁 0.4 0.9 27 9.7 5.4 17 890.46 4411.05 中横梁 0.4 0.9 27 9.7 5.4 8 419.04 次梁 0.3 0.5 27 4.05 5.4 12 262.44 纵梁 0.4 0.9 27 9.7 8.7 17 1434.63 柱 0.65 0.65 27 11.4 4.4 28 1404.48 6 边横梁 0.3 0.6 27 4.86 5.4 17 446.148 2272.32 中横梁 0.3 0.6 27 4.86 5.4 8 209.952 次梁 0.3 0.5 27 4.05 5.4 12 262.44 纵梁 0.3 0.6 27 4.86 8.7 17 718.794 柱 0.4 0.6 27 6.48 3.5 28 635.04 3-5 边横梁 0.4 0.9 27 9.7 5.4 17 890.46 2833.13 中横梁 0.4 0.9 27 9.7 5.4 8 419.04 次梁 0.3 0.5 27 4.05 5.4 12 262.44 纵梁 0.4 0.9 27 9.7 8.7 17 1434.63 柱 0.65 0.65 27 11.4 3.5 28 1117.2 注：表中为考虑梁、柱的粉刷层重力荷载而把混凝土的比重增大为 27kn/m；g 表示单位长度构件 重力荷载；n 为构件数量;梁长度取净长；柱长度取层高。 3.3.5 重力荷载代表值：重力荷载代表值： g1：第一层荷载 g1=楼面恒载+50%楼面活载+纵横梁自重+第二层下半层柱及纵横 墙、门、窗自重的一半+第一层上半层柱及纵横墙、门、窗自重的一半 梁、柱荷载： 890.46+419.04+262.44+1434.63+1883.28=4889.85kn 一层楼面恒载：（44.10+0.24）（16.70+0.24）3.57=2681.50kn 一层楼面活荷载：（44.10+0.24）（16.70+0.24）40.5=1502.239kn 一层上半部分 铝合金窗：(3.9*6+5.1+5.4*2+2.4*6+3.6+3.6+2.7+1.8)*3*0.45=88.29kn 墙 ： 外 墙 ： （ 3.9*6+5.1+5.4*2 ） *0.9+16.94*2*3.9+ （ 2.4*6+3.6+3.6+2.7+1.8 ） *0.9+44.34-（2.4*6+3.6+3.6+2.7+1.8）*3.9*0.24*10=603.18kn 隔墙：（5.7*11+3.9*4+7.8+7.8*2+3.9+5.4）*0.12*3.9*10=519.48kn 小计：603.18+519.48 =1122.66kn 二层下半部分 铝合金窗： (3.9*6+5.1+5.4*2+2.4*6+3.6+3.6+2.7+1.8)*3*0.45=88.29kn 墙 ： 外 墙 ： （ 3.9*6+5.1+5.4*2 ） *0.9+16.94*2*3.9+ （ 2.4*6+3.6+3.6+2.7+1.8 ） *0.9+44.34-（2.4*6+3.6+3.6+2.7+1.8）*3.9*0.24*10=603.18kn 隔墙：（5.7*11+3.9*4+7.8+7.8*2+3.9+5.4）*0.12*3.9*10=519.48kn 潍 坊 学 院 本 科 毕 业 设 计 第 23 页 23 小计：603.18+519.48 =1122.66kn 故 ： g1=1122.66 1122.66 88.29+88.29+1502.239+2681.50+4889.85 =11495.489kn g2：第二层荷载 g2=楼面恒载+50%楼面活载+纵横梁自重+第三层下半层柱及纵横 墙、门、窗自重的一半+第二层上半层柱及纵横墙、门、窗自重的一半 二层上半部分 铝合金窗： (3.9*6+5.1+5.4*2+2.4*6+3.6+3.6+2.7+1.8)*3*0.45=88.29kn 墙 ： 外 墙 ： （ 3.9*6+5.1+5.4*2 ） *0.9+16.94*2*3.9+ （ 2.4*6+3.6+3.6+2.7+1.8 ） *0.9+44.34-（2.4*6+3.6+3.6+2.7+1.8）*3.9*0.24*10=603.18kn 隔墙：（5.7*11+3.9*4+7.8+7.8*2+3.9+5.4）*0.12*3.9*10=519.48kn 小计：603.18+519.48 =1122.66kn 三层下半部分 铝合金窗：(3.9*6+5.1+5.4*2+2.4*6+3.6+3.6+2.7+1.8)*3*0.45=88.29kn 墙 ： （ 3.9*6+5.1+5.4*2 ） *0.9+16.94*2*2.9+ （ 2.4*6+3.6+3.6+2.7+1.8 ） *0.9+44.34-（2.4*6+3.6+3.6+2.7+1.8）*2.9*0.24*10=504.0192kn （5.7*11+3.9*4+7.8+7.8*2+3.9+5.4）*0.12*2.9*10=386.28kn 小计：504.0192+386.28=890.2992kn 二层楼面恒载：（44.10+0.24）（16.70+0.24）3.57=2681.50kn 二层楼面活荷载：（44.10+0.24）（16.70+0.24）40.5=1502.239kn 梁、柱荷载： 4411.05kn g2=1122.66890.299288.292681.50+150