长安商场营业厅建筑结构设计.doc

目 录摘 要1ABSTRACT21 绪论31.1 研究背景31.2 商业建筑现状31.3 商业建筑选址31.4 论文研究内容42 建筑说明52.1 设计资料52.2 平面设计52.2.1 总平面设计52.2.2 主要房间设计62.2.3 辅助房间设计62.3 交通联系空间的平面设计62.3.1 水平交通空间的平面设计62.3.2 垂直交通空间的平面设计62.4 剖面设计72.4.1 层高的确定72.4.2 室内外高差的确定72.4.3 屋面排水设计72.4.4 楼梯剖面设计72.5 立面设计72.5.1 体型82.5.2 墙体82.5.3台阶82.6 构造设计82.6.1 地面设计82.6.2 散水设计93 结构设计103.1 计算单元的选用103.2 初选梁柱截面尺寸及材料指标103.2.1 梁截面尺寸103.2.2 柱截面尺寸103.2.3 板的厚度 113.2.4 材料指标113.3 荷载标准值计算113.3.1 恒荷载标准值计算113.3.2 活荷载标准值计算133.3.3 风荷载标准值计算143.3.3 地震作用力计算153.4 梁柱线刚度计算173.4.1 梁线刚度173.4.2 柱线刚度18 3.5 框架内力计算183.5.1 恒荷载作用下的内力计算193.5.2 活荷载作用下的内力计算263.5.3 风荷载作用下的内力计算323.5.4 风荷载作用下的侧移验算353.5.5 水平地震作用下的内力计算353.5.6 水平地震作用下的侧移验算373.5.7 重力荷载代表值产生的框架内力383.5.8 荷载组合和内力组合443.6 框架梁柱配筋533.6.1 梁配筋533.6.2 柱配筋553.7 基础的设计58 3.7.1 外柱基础的设计58 3.7.2 内柱基础的设计613.8 楼梯的设计633.8.1 2-4层楼梯设计633.8.2 底层楼梯设计663.9 板的配筋计算663.9.1 板的荷载计算663.9.3 板的配筋计算683.10 次梁的配筋计算683.10.1 次梁的荷载计算683.10.2 次梁的配筋计算70参考文献：71致谢72摘 要 本设计为长安商场营业厅建筑结构设计，共四层，底层层高4.8m，其余各层层高3.6m。设计内容以建筑设计规范为依据。该商场采用了框架大空间结构。本设计包括两部分：第一部分是建筑部分，主要包括对该商场建筑的外部空间与有关造型的设计，即该商场建筑的总平面设计，建筑平面的设计，建筑立面的设计，建筑剖面的设计，商场建筑的细部处理及商场建筑的构造做法和材料的选用。第二部分为结构设计，包括框架梁、柱的设计以及楼梯设计、基础设计等。其中对框架梁、柱的设计都采用了弹性理论方案。因为本设计为抗震设计，所以主要从竖向荷载及横向水平荷载两个方面入手对其进行结构设计。该设计中，竖向荷载的计算主要运用了分层法，而横向水平荷载的计算主要运用的是反弯点法。 关键词： 框架结构 弹性理论 反弯点法 分层法 ABSTRACTThe design for the department store business hall design, a total of four layers, a bottom layer and each of the remaining layers of high 4.8m, high 3.6m. Design to architectural design criterion. The mall adopted the framework of large space structures. This design includes two parts : the first part is the part of the building, including the mall the exterior space of architecture and design, namely the mall construction total plane design, building design, building design, architectural section design, architecture detail and shopping mall construction practices and materials selection of. The second part is the structural design, including the frame beam, column design and the design of stairs, infrastructure design. The frame beam, column design with elasticity theory solution. This design mainly from the vertical load and horizontal load two aspects carries on the structural design. In this design, the vertical load is calculated mainly using stratified sampling method, and the level of lateral load calculation is the main use of the D value method ( i.e. improved anti-bending point method ).Key words: frame structure； elastic theory； The inflection point method ；stratified sampling method1 绪论1.1 研究背景 现代商业建筑在追求商业利益的同时,也特别关注社会价值、公共利益和文化品位,影响人们的生活模式。现代商业建筑外观的审美,不仅仅是外装修材料、立面形式、比例、色彩等外部因素,更重要的是强调人的参与意识。商业建筑不同于住宅写字楼,商业地产项目的服务内容和功能结构，已远远超出了常见的特定建筑类型范畴。对于建筑师而言,无疑是一个新的挑战。当代商业旗舰店的特点、创作变得更加自信，表意更加丰富、深刻，所表现出的思想观念和技术水平也更为先进。1.2 商业建筑现状商业建筑的外立面就是这种社会文化的媒介，它是商业文化的表征。基于“建筑表层与建筑实体等价”的新美学观念，给建筑带来更广阔、更深远的空间意象。在建筑的形态和意义上也给人以强烈的，视觉冲击和全新体验。以实现商业文化的强势传播。新一代建筑师在建筑创作过程中，通过沉重的构件与粗糙的表面，来创造真实存在的气氛，极力地夸张建筑的物质性与真实感。使建筑自身呈现出新的逻辑关系及审美价值，也使人们身处不同的视觉角度，体验到不同的空间和时间的变化。建筑的商业化已经促成了商业建筑外观设计手法的急剧变化，各种设计手法五花八门，层出不穷。经过建筑师们的努力创新，新的设计手法正在逐渐走向成熟，并产生了很多新的建筑语汇。更好地满足人们的物质和精神生活的需要。1.3 商业建筑选址商业建筑的选址要注意以下几个问题：1，从城市交通环境分析，选址不宜位于城市主干道上。城市交通主干道的特性决定了其交通流量较高，车速较快，同时城市规划严格控制在道路上对车行开口。这样的制约条件会反过来限制顾客对于商业建筑的可到达性。在主干道上可以清楚看到商业建筑，但是往往反而因为数不多的入口而很容易错过。同时，作为对于周边人流有强烈吸引作用的大型商业建筑，本身会是一个交通量相当大的交通枢纽，不应紧靠城市交通主干道，以避免对于城市交通网络的负面影响，故有相当规模的商业建筑应比邻主干道而非近贴主干道。2 ，商业建筑的开发和经营者都希望顾客可以经过尽量短的流线就可以到达商业建筑内部，因此总是倾向于将新建商业建筑选址紧靠大型居住区位置。但是，商业建筑在将来运营的过程中，会对周边造成相当多种类的污染，如噪音、气味、强光灯，因此从居住区环境考虑，不宜将商业建筑建设在离住宅过于接近的地段，并且应在商业建筑和相邻住宅区之间做好隔离措施，以尽量减少商业建筑对于周边居住环境的负面影响。3 ，从城市经济环境考虑，在成熟的住宅区周边建设商业建筑，虽然有现成而稳定的客户来源，但是因为居住区发展已较为完善，周边的地价一定较新建居住区周边地价为高。同时，成熟住宅区也意味着周边商业环境已成型，商业建筑将面对更多来自市场的挑战，而发展潜力有限。在权衡二者之间，需要利用数学模型进行投资效益比的分析，根据项目的特点和具体情况进行分析，最终得出科学结论。1.4 论文研究内容设计基本内容有：根据设计题目和设计指示书中的参数，考虑影响设计的基本因素，处理好建筑与结构的关系，选择合理的结构形式、结构体系，进行建筑和结构布置；进行建筑初步设计，进行结构设计；熟悉框架结构设计的基本计算方法和框架设计的全过程。2 建筑说明本建筑是长安商场营业厅设计，主体为四层现浇钢筋混凝土框架结构，底层高4.8m，其余各层高3.6m，属多层房屋。2.1 设计资料本建筑设计考虑抗震设防，抗震设防烈度：7度；基本风压W0=0.45kN/m2，冬季主导风向：北偏东风，夏季：东南风；B类粗糙度；雪荷载标准值：0.35kN/m2；工程地质资料：见任务书 2.2 平面设计2.2.1 总平面设计总平面布置的基本原则：（1）应根据一栋楼或一个建筑群的组成和使用功能，结合所处位置和用地条件、有关技术要求，综合研究新建的、原有的建筑物、构筑物和各项设施等相互之间的平面和空间关系，充分利用土地，合理进行总体布局，使场地内各组成部分成为有机的整体，并与周围环境相协调而进行的设计。（2）应结合地形、地质、气象条件等自然条件布置，有效组织地面排水，进行用地范围内的竖向布置。（3）建筑物的布置应符合防火、卫生等规范及各种安全要求，并应满足交通要求。（4）建筑物周围布置应与城市主干道及周围环境相协调，合理组织场地内的各种交通流线（含人流、车流、货流等），并安排好道路、出入口，并考虑风向及人员出入的便利。（5）另外，总平面应设计合理，人流和车流不能相互交叉，并考虑一定面积的机动车和自行车停放面积。从以上原则考虑，结合已有建筑物和道路的布置，本建筑采用“一”字体型，与周围其他建筑物的间距大于10m，满足以上原则和防火要求。主入口设在南面，为了满足防火、紧急时刻人员疏散要求，本建筑在东西面各设一入口。2.2.2 主要房间设计主要房间是各类建筑的主要部分，是供人们购物的必要空间，由于建筑物的类别不同，使用功能不同，对主要房间的设计也不同。但主要房间设计应考虑的基本因素仍然是一致的，即要求有适宜的尺寸，足够的使用面积，适用的形状，良好的采光和通风条件，方便的内外交通联系，合理的结构布置和便于施工等。但是本设计为商场不需设置主要房间。因此，本建筑的柱网横向尺寸7.5m3，纵向尺寸6.6m7。2.2.3 辅助房间设计在本建筑中，辅助房间主要为卫生间。卫生间的设计在满足设备布置及人体活动的前提下，应设在人流交通线上与走道及楼梯间相连处，如走道尽端，楼梯间即出入口或建筑物转角处，为遮挡视线和缓冲人流，卫生间应设置前室，前室内设洗手盆和污水池，为了保证必要的使用空间，前室的深度不小于1.5-2.0m，因此在卫生间面积较小时，以便随手关门，卫生间的门设置为弹簧门。在本建筑中，每层设男、女卫生间各一间，设在建筑物的西侧，男卫生间设6个单间，小便池5个；女卫生间设6个单间。前室设两个公共洗手盘。男卫生间单间尺寸为800mm1200m，内开门；女卫生间单间尺寸800mm1200mm，内开门。2.3 交通联系空间的平面设计交通联系空间形状、大小、部位主要决定于功能关系及建筑空间处理的需要，设计时应主意：交通流线简洁明确，对人流起导向作用。良好的采光、通风。重是安全防火，平时人流畅通，联系方便；交通联系空间的面积大，要有适当的高度和宽度。2.3.1 水平交通空间的平面设计走道起着联系各个房间的作用，走道宽度的确定，应符合防火、疏散和人流畅通的要求，本建筑走道尺寸根据商场内货品柜的摆放方式来定，通常取1500mm宽。2.3.2 垂直交通空间的平面设计楼梯是多层房屋的垂直联系和人流疏散的主要措施。由于该建筑物是商场营业厅，按防火要求和疏散人流，该建筑物设两部楼梯，楼梯采用平行双跑。为便于货物搬运，设电梯一部。2.4 剖面设计2.4.1 层高的确定层高是剖面设计的重要依据，是工程常用的控制尺寸，同时也要结合具体的物质技术、经济条件及特定的艺术思路来考虑，既满足使用又能达到一定的艺术效果。本建筑为四层，底层层高确定为4.8m，其他各层为3.6m，这样的高度比较合适些，给人正常的空间感觉，建筑高度为15.6m+室内外高差0.45m。2.4.2 室内外高差的确定为防止室内受室外雨水的流渗，室内与室外应有一定的高差，且高差不宜过大，若过大便不利于施工和通行，故设计室内外高差为0.45m，设置3级台阶，卫生间地表低于楼地面20mm，以防污水溢出，影响其他房间的使用。2.4.3 屋面排水设计本建筑设计中屋面利用材料找坡（23%），采用有组织排水，为了满足各个落水管的排水面积不大于200m2, 共设8个落水管。2.4.4 楼梯剖面设计所有楼梯均采用现浇钢筋混凝土结构，其具有整体性好，坚固耐久，刚度好等特点。楼梯踏步面层要求耐磨、美观、防滑，便于清扫，踏步面层应设有防滑条，本设计采用在踏步边缘30mm处设20mm宽的1：1水泥钢砂防滑条。2.5 立面设计建筑立面可以看成是由许多构件组成，如墙体、梁柱、门窗及勒角、檐口等，恰当地确定立面中这些构件的比例、尺寸，运用节奏、韵律、虚实、对比等规律，已达到体型完整，形式和内容的统一。本结构是钢筋混凝土框架，具有明快、开朗、轻巧的外观形象，不但为建筑创造了大空间的可能性，同时大空间结构也大大丰富了建筑的外部形象，立面开窗自由，既可形成大面积独立窗，也可组成带形窗等。2.5.1 体型建筑体型设计主要是对建筑物的轮廓形状、体量大小、组合方式及比例尺的确定。本建筑根据场地和周围环境的限制，整栋建筑物采用“一”字型，结构和经济方面都容易满足。2.5.2 墙体一层外墙为240mm加气混凝土填充墙，面层做法：12 mm厚1：3水泥砂浆；8mm厚1：2.5水泥砂浆抹面；采砂喷涂约2mm厚，共22mm厚。楼层之间用水泥砂浆勾缝。内墙为240mm砌块，面层做法：18厚1：3石灰砂浆；2厚纸筋石灰面，共20厚。2.5.3台阶台阶与建筑物的出入口相对，它联系室内外地坪的高差，由平台和一段踏步组成，平台宽度至少应比大门洞口宽出500mm，平台进深的最小尺寸应保证在大门开启以后，还有一个人站立的位置，以便于作为人们上下台阶缓冲之用，室外台阶踏步高150mm，宽300mm,设3个踏步，满足室内外高差450mm。2.6 构造设计构造设计主要包括楼地面设计、屋面设计、女儿墙设计等。2.6.1 地面设计地面设计应根据房间的使用功能和装修标准，选择适宜的面层和附加层，从构造设计到施工质量上确保地面具有坚固、耐磨、平整、不起灰、易清洁、防火、保温、隔热、防潮、防水、防腐蚀等特点。釉面陶瓷地面砖地面10mm厚釉面陶瓷地面砖（水泥砂浆檫缝）30mm厚细石混凝土25mm厚1：2.5水泥砂浆找平层5mm厚水泥砂浆结合层一道100mm厚C10混凝土垫层素土夯实釉面陶瓷地面砖楼面10mm厚大理石块面（水泥砂浆檫缝）30mm厚细石混凝土现浇楼板（100mm）铝合金龙骨吊顶（900mm）卫生间地面采用马赛克地面，内墙用白色瓷砖贴面，地面低于楼地面20mm。2.6.2 散水设计100mm厚1：2：3细实混凝土撒1：1水泥沙子压实抹光150mm厚3：7灰土素土夯实向外坡度53 结构设计3.1 计算单元的选用 本设计选用中间的一榀框架。主梁间距为6.3m，次梁间距为2.5m，如下图所示。 图3-13.2 初选梁柱截面尺寸及材料指标3.2.1 梁截面尺寸 框架梁跨度为L=7500mm，h=（1/12-1/8）L=625mm-938mm。初选主梁h=700mm，b=(1/3-1/2)h=250mm-375mm，初选主梁b=300mm。次梁h=(1/18-1/12)L=350mm-525mm，初选次梁h=450mm，b=200mm。3.2.2 柱截面尺寸底层柱高h=6200mm，柱截面一般不小于6200（1/20-1/15）=310mm-413mm，故取所有的柱截面为600600mm。3.2.3 板的厚度 按连续板的厚度要求选择板厚h，单向板厚不小于跨度的1/40且不小于 70mm、 双向板厚不小于跨度的1/50且不小80mm。 故除了卫生间板厚取80mm外，其他板厚均取为100mm。3.2.4 材料指标 本设计的梁柱构件均采用C30混凝土进行浇筑 板采用C25混凝土进行浇筑。 C30混凝土：fc=14.3N/mm2,ft=1.43N/mm2， ，HPB235级钢筋，HRB335级钢筋，。3.3 荷载标准值计算3.3.1 恒荷载标准值计算 1.板的计算 （1）屋面 屋面防水，保温，隔热 2.38kN/m2 100mm厚现浇楼板 250.10=2.50kN/m2 铝合金龙骨吊顶 0.15kN/m2 合计 5.03kN/m2（2）楼面 水磨石面层 0.65kN/m2 整浇层 35mm厚细石混凝土 0.03524=0.84 kN/m2 100mm厚现浇楼板 0.10252.50kN/m2铝合金龙骨吊顶 0.15kN/m2合计 4.14kN/m2（3）主梁自重 取梁宽b=300mm，梁高h=700mm，则有250.30.70+17（0.3+20.6）0.015=5.63 kN/m 次梁自重 取梁宽b=200mm，梁高h=450mm，则有250.20.45+17（0.2+20.