商场土木工程毕业设计.doc

河南科技大学毕业设计1.2.1 梁柱尺寸的初选和线刚度计算一.初估截面尺寸1.板厚取取180 mm梁高取 800根据要求梁宽取（），取300 ，故量的截面尺寸取 800300 柱的截面尺寸：柱的截面高度 =300450 柱的截面高度 ，采用方形柱，故取柱的截面尺寸为700700。框架梁柱线刚度计算=3 KN/对于中框架梁 I=2左边梁= = 0.3=/=23 KN/=8.53中夸梁i中跨梁/=底层柱：i底柱/=i第二层柱/=i 其余柱=另i余柱=1.0则i边梁=0.56 i底柱=0.89 I第二层柱=0.94 梁柱的线刚度比如图1-4图1-4 梁柱线刚度比第2章 荷载计算2.1 荷载计算1、屋面均布恒载按屋面的做法逐层计算均布荷载防水层（刚性）30厚C20细石混凝土 防水层（柔性）三毡四油铺小石子 30厚1:3水泥砂浆双向配筋分格 找平层：15厚水泥砂浆 找平层：15厚水泥砂浆 找坡层：30厚水泥石灰砂浆3找平 保温层：80厚矿渣水泥 结构层：180厚现浇钢筋混凝土板 抹灰层：10厚混合砂浆 合计: 2.楼面 水泥砂浆擦逢大理石面层 30mm1：3干硬性水泥砂浆 素水泥浆结合层一道结构层:180厚现浇混凝土板 抹灰层:10厚混合砂浆 合计： 3、梁自重（bh=300mm800mm）梁自重： 抹灰层:10厚混合砂浆 合计： 4、柱自重(bh=700mm700mm) 柱自重 抹灰层:10厚混合砂浆 合计： 5、外墙自重负二层：纵墙 30厚C20细石混凝土防水 水泥粉刷内墙 合计 负一层纵墙 30厚C20细石混凝土防水 水泥粉刷内墙 合计 其他各层外纵墙 水刷石外墙面 水泥粉刷墙面 合计 其他各层玻璃幕墙 合计 2.1.2 活荷载标准值计算一.屋面和楼面活荷载标准值由荷载规范查得： 上人屋面 楼面 ：商场 ： 办公室： 库房：二.雪荷载=屋面活荷载和雪荷载不同时考虑，两者中取大值。2.1.3竖向荷载下框架受荷总图1、屋面板传荷载板传至梁上的三角形或梯形荷载，为简化计算近似的为等效均布荷载，荷载的传递示意图如图2-1所示 图2-1荷载传递示意图（1）A-C轴间框架梁屋面板传荷载恒载 ： 活荷载： 梁自重： 楼面板传荷载恒载： 活载： A-C轴间框架梁均布荷载为：屋面梁：恒载梁自重板传荷载+=活载板传荷载楼面梁：恒载=梁自重+板传荷载 =+=活荷载=板传荷载=（2）C-E之间框架梁恒载： 活载： 楼面板传荷载：恒载： 活载： 梁自重： 屋面梁：恒载梁自重板传荷载+=活载板传荷载楼面梁：恒载=梁自重+板传荷载 =+=活荷载=板传荷载=E-G轴之间框架梁屋面板传荷载恒载 ： 活荷载： 梁自重： 楼面板传荷载恒载： 活载： E-G轴间框架梁均布荷载为：屋面梁：恒载梁自重板传荷载+=活载板传荷载楼面梁：恒载=梁自重+板传荷载 =+=活荷载=板传荷载=G-I轴间和I-K轴间均和前面A-C等轴计算的一样 （3）A轴柱纵向集中荷载的计算女儿墙自重（做法：墙高1100mm，100mm的混凝土压顶）0.24m0.11m18+250.1m0.24m+（1.2+2+0.24）0.5KN/=6.67KN/m天沟自重（琉璃瓦+现浇天沟）琉璃瓦自重1.05m1.1KN/=1.16KN/m现浇天沟 25【0.60m+（0.20-0.080）】0.08m+（0.6m+0.2m）（0.5KN/+0.36KN/）=2.13KN/m合计 =3.29KN/m顶层柱恒载=女儿墙及天沟自重+梁自重+板传荷载 =（6.67+3.29）9.6+5.42（9.6-0.7）+20.679.6=382.786KN顶层柱活载=板传荷载 =0.511.259.6=54KN标准层住=墙自重+梁自重+板传荷载 =9.18（9.6-0.7）+5.42(9.6-0.7)+0.532.799.6=287.33KN标准层柱活载=板传活载=19.680.59.6=94.46KNC轴柱纵向集中荷载的计算顶层柱=梁自重+板传荷载 =5.42(9.6-0.7)+49.789.6=526.126KN顶层柱活载=板传荷载 =11.259.6=108KN标准层柱恒载=墙自重+梁自重+板传荷载 =5.42(9.6-0.7)+32.799.6=363.022KN标准层柱活载=板传荷载=19.689.6=188.92KNE柱总想集中荷载的计算顶层柱=梁自重+板传荷载 =5.42(9.6-0.7)+49.789.6=526.126KN顶层柱活载=板传荷载 =11.259.6=108KN标准层柱恒载=墙自重+梁自重+板传荷载 =5.42(9.6-0.7)+32.799.6=363.022KN标准层柱活载=板传荷载=19.689.6=188.92KNG柱.I柱.K柱，由于图形结构对称，所受荷载一致，故它们所承受的纵向集中荷载对应相等。（4） 横、活荷载作用下的框架受荷简图见下图：第3章 内力计算为了简化计算，仅考虑如下几种情况（1)恒载作用（2）活载作用（3）地震作用3.1.1恒载作用下内力计算弯矩分配及传递弯矩二次分配法比分层法作了更进一步的简化。在分层法中，用弯矩分配法计算分层单元的杆端弯矩时，任一节点的不平衡弯矩都将影响到节点所在单元中的所有杆件。而弯矩二次分配法假定任一节点的不平衡弯矩只影响至与该节点相交的各杆件的远端。因此可将弯矩分配法的循环次数简化到一次分配、一次传递、再一次分配。所以本框架设计采用弯矩分配法计算框架内力，传递系数为1/2。各节点分配两次即可，具体计算见表3-1 表3-1弯矩分配图3-1恒载作用下框架弯矩图 图3-2恒载剪力图 图3-3恒载作用下的轴力图3.1.2活载作用下的内力计算 表3-2活载弯矩分配表 图3-4活荷载作用下的弯矩图 图3-5活载作用下的剪力图 图3-6活荷载作用下的轴力图3.2地震荷载作用的内力计算地震荷载作用下的侧移验算3.2.1框架的自振周期查荷载规范附录E2.2 （3-1）横向地震作用标准值和位移的计算：多遇地震作用下，设防烈度7度，设计地震分组为第一组，查抗震规范表5.141及5.142知，水平地震影响系数最大值max=0.08,特征周期Tg=0.35s.由抗震规范5.1.5，除规定外，建筑物的阻尼比应取0.05，此时r=0.9，1=0.02，2=1.0.由于0.35s 1.75s,根据抗震规范图5.15知 （3-2）根据抗震规范表5.2.1. =0.38s1.4s,所以顶部附加地震作用系数n=0.0.3.2.2 重力荷载代表值1、 各楼层重力荷载代表值 顶层（三层到屋顶） 梁板自重：8.85959.65+5.42（95-0.75+9.65-0.75）=22140.36KN 框架柱自重：12.73（1.2+0.55.1）30=1718.55KN 围护砌体：9.18（95+9.65）/2+9.035.1/29.65=1532.142KN 女儿墙：1.27.50.24（95+9.652）=304.56KN 活载：2.09.6595=4320KN 顶层G3=22140.36+1718.55+1532.142+304.56=30015.5KN 标准层（二层到三层） 梁板自重：5.83959.65+5.42（95-0.75+9.65-0.75）=15617.16KN 框架柱自重：12.735.130=2337.2KN 围护砌体：9.18（95+9.65）+9.035.19.65=3064.28KN 活载：3.59.6595=13608KN G2=15617.16+2337.2+3064.28+13608=34626.5KN 标准层（一层到二层） 梁板自重：5.83959.65+5.42（95-0.75+9.65-0.75）=15617.16KN 框架柱自重：12.735.130=2337.2KN 围护砌体：9.18（95+9.65）+9.035.19.65=3064.28KN 活载：3.59.6595=13608KN G2=15617.16+2337.2+3064.28+13608=34626.5KN2、 水平地震作用下框架的侧移验算 横梁线刚度 为了简化计算，框架梁截面惯性矩增大系数均取2 AC跨梁：=2=85300 由计算可知，其余各跨也都是：85300 柱的线刚度 所有柱的线刚度：=117600 2-3层D值计算 2-3层D值计算边柱A0.7250.22614432.1边柱K0.7250.22614432.1中柱1.450.422278705 底层D值计算边柱A0.7250.4524415.2边柱K0.7250.4524415.2中柱1.450.56530654.78建筑物总重力荷载代表值30015.5+34626.52=99268.5KN结构总水平地震作用标准值（抗震5.2.1）0.0740.8599268.5KN=6266.6KN结构总水平地震作用标准值，楼层地震剪力及楼层间位移计算见表3-3：其中：，层数330015.515.3459237.22899.32899.3720085.20.00402234626.510.2353190.32229.85126.1720085.20.00712134626.52.1176595.151114.96266.61028695.20.00609 表3-3楼层地震剪力及楼层间位移计算弹性层间位移角限制为1/550弹性层间位移底层：=0.00609/5.1=1/8371/550满足要求 二层=0.00712/5.1=1/716.2Nb的组合内力，为小偏心。当轴力N基本不变时，M越大，纵向钢筋越多，当M基本不变时，N越大纵向钢筋越多。 2、对于NNb的组合内力，为小偏心。当轴力N基本不变时，M越大，所需纵向钢筋越多，当M 基本不变时，N越小，所需纵向钢筋越多。终上所述，在内力组合值中，选取每一层中M最大时，相应的N值组合和N值最大时，相应的M值得组合和N值最小时的M值组合，作为各层柱的配筋内力。以底层A柱纵筋计算为例，A柱的内力共有四种组合，分别计算。计算 1. 2. 3. 4. 第一种组合：,取1.0，取0.99柱子底层计算长度：=1.0H=5.1m所以，则 则 又因为，N=2610.77KN,，NNb 为大偏心受压状况，,因为小于0，则配筋安够着配筋取计算为1470，实际配钢筋=1526.618（1526）.用此方法一次计算第2组，3组，4组，的As均小于零，则As取1526.用同样的方法计算C轴E轴G轴I轴K轴，最后选用最大配筋面积作为该层柱的配筋，配筋见表格5-2. 表格5-25.3.2.斜截面配筋计算该框架属于三级框架，根据抗震设计规范，其剪力设计值余姚做一下调整：柱端截面组合的剪力设计值为住的净高分别为柱上下两端的截面弯矩设计值。对三级框架结构取1.2.柱端剪力调整表格见5-3 表5-3 以每层中Vmax对应的轴力N组合和每层中Nmax对应的剪力V的组合进行箍筋配置，并采用最大值作为整体该层柱的箍筋配置，箍筋配筋见下表5-4 表5-4一层二层三层N4362.253679.332990.352556.461640.96801.21V6.95288.996.47291.3912.12193.253333332807.72807.72807.72807.72807.72807.7N值计算2807.72076.2822076.2822076.2822076.2822076.2822076.282637.85572.588637.85316.16541.766472.61构造配筋构造配筋构造配筋构造配筋构造配筋构造配筋配筋情况8150815081508150815081505.3.3.框架柱的裂缝宽度验算对于大于0.55，根据混凝土结构设计规范要求课不必进行验算，根据配筋表可知，仅有顶层柱部分柱需要验算；其中，则取0.01. ,去顶层A柱计算 不满足裂缝宽度则需要调整钢筋配筋面积取6根直径为20mm，然后再进行上述验算。经验算满足要求，配筋面积为。5.3.4.框架梁的正截面配筋计算根据横梁控制截面设计值。利用受弯构件正截面承载力和斜截面承载力计算公式，计算出所需纵筋和箍筋，并进行配筋。 混凝土强度：C40，钢筋强度：HRB335： HRB400:梁截面均为：，取 ， ，因此不受限制。，故取3000mm.取顶层AC跨梁跨中进行计算 故属于第一类T行截面，按第一类T行截面计算。 =1139.3，故满足要求，配置2 18和220（）。取AC跨A支座进行计算（安矩形截面计算）将跨中截面的配筋全部伸入支座，作为支座弯矩作用下的受压钢筋据此计算上部受拉钢筋的数量（）支座A 则As=,实配钢筋2 18和220（）。CE.EG.GI等跨的配筋均按上述刚发计算，结果如下表跨中配筋5-5和支座配筋5-6 表格5-5 表5-5 表5-5 表格5-6 表格5-6 表格5-65.3.5.框架梁的斜截面配筋计算梁端剪力值调整见表格5-1，根据规范，选择在地震作用组合下和非地震作用组合时，最大的剪力作为横梁两端的最大剪力值来计算配置箍筋。 验算V与的关系，若V小于这个值，则可以进行配筋，继续计算若V大于这个值，则需要改变截面尺寸。=1280.523KN大于所有的Vb故可以继续计算。当。，其余各梁的斜截面配筋情况见下表5-7. 表5-7 表5-75.3.6.框架梁的斜截面验算以顶层AC梁跨为例子A端弯矩。 取， =0.2360.3，满足。其他各框架梁的不一一进行验算验算，不符合裂缝宽度的进行调整，调整后的验算表格如下表5-8 表5-8 表5-8 表5-8 由表格可知不满足斜截面验算的主要是跨中的配筋和顶层支座出不合适，配筋量较小，具体作出调整，文字叙述如下：顶层跨中纵筋配6根20号的，顶层支座（出A支座、K支座外）配成6根20号。二层跨中纵筋调整为4根18号。一层纵筋调整为4根18号。二层，一层均不需要调整支座处配筋。 5.4板的配筋计算5.4.1.屋面板的计算1、板的计算简图见下图2、 屋顶楼面荷载统计：防水层（刚性）30厚C20细石混凝土 防水层（柔性）三毡四油铺小石子 30厚1:3水泥砂浆双向配筋分格 找平层：15厚水泥砂浆 找平层：15厚水泥砂浆 找坡层：30厚水泥石灰砂浆3找平 保温层：80厚矿渣水泥 结构层：180厚现浇钢筋混凝土板 抹灰层：10厚混合砂浆 - 合计：顶层楼面活载，由于是商人屋面取 则 g+q=1.2*8.35+1.3*2=12.623、 屋面板的设计弯矩计算；由于短边弯矩值比长边板带大，加密那有效高度可取：短边方向：，长边方向：计算跨度： 按塑性理论计算，采用分离式配筋则：带入基本公式： 由于板四周与梁相连，内力折减系数取0.8. 配筋计算 Y方向跨中：Y方向支座：故Y方向选用，支座处选用。X方向跨中：X方向支座：故X方向选用，支座处选用。4、 二层，一层，负一层，负二层的顶层楼板设计 荷载统计：恒载： 水泥砂浆擦逢大理石面层 30mm1：3干硬性水泥砂浆 素水泥浆结合层一道结构层:180厚现浇混凝土板 抹灰层:10厚混合砂浆 合计： 活载：由于是商场，商场活载取 按塑性理论计算，采用分离式配筋： 带入基本公式： 由于板四周与梁相连，内力折减系数取0.8. 配筋计算 Y方向跨中：Y方向支座：故Y方向选用，支座处选用。X方向跨中：X方向支座：故X方向选用，支座处选用。各顶板的配筋表见5-9表5-9板截面方向M选用配筋实配钢筋F跨中方向12.33288.40654方向10.8252.62654支座方向24.66576.8654方向21.6505.24654F1跨中方向11.27247.19654方向9.88231.11654支座方向22.54494.38654方向19.76454.23654 第6章 地下结构计算 6.1地下结构梁柱配筋计算6.1.1地下结构梁柱配筋计算因考虑到地下室中的四周围墙做成钢筋混凝土墙，故在进行梁柱配筋时，可忽略地下土压力对梁柱产生的影响，梁柱内力组合时，不考虑地震作用，故组合方式只有两种，见梁的组合表6-1和柱的组合表6-2表6-1 表6-1 表6-2 地下建筑中梁的正截面配筋计算 由于配筋计算方法和前面上上建筑的方法一致，只是组合形式不同，这里不再一一计算，地下结构中梁的配筋,跨中配筋见表格6-3，支座处配筋见表格6-4. 表6-3表6-4地下结构中梁的斜截面配筋梁的斜截面配筋见表格6-5 表6-5梁的裂缝宽度验算（不满足的，通过调整配筋使其满足要求），见表格6-6表6-6地下结构柱的配筋地下结构柱的正截面配筋，见下表6-7表6-7表6-7柱的斜截面配筋见下表8-8表8-8柱的裂缝宽度验算 6.2地下结构四周钢筋混凝土墙配筋计算 由于防水和受力需要，外墙钢筋混凝土墙。地下建筑承受上部房屋传来的竖向荷载和水平方向的剪力，然而上述荷载通常不控制地下室外墙的配筋，起控制作用的荷载主要是垂直于外墙的水土压力。本次地下室水土压力的计算采用朗肯土压力理论，并采用水土分算的假设，即，在地下水位以下，作用于墙体的水压力和土压力分别计算后，再叠加，地下水位以下的土体中毒采用浮重度。主动土压力公式： ，式中，表示图重度，取，地下水位以下采用浮重度，q表示地面超载，根据经验取，为按加权平均确定的土的粘聚力和内摩擦角，地下水位取-4.950米。负一层层高为5.4米，简图如下图则可知计算负一层时不需要考虑水压力，地下负一层的土的土体加权重度，根据公式土压力计算公式得到： 将其等效成均布荷载： 故起设计值为： 将土体当成双向板计算则有： 按塑性理论计算，采用分离式配筋则：由于板四周与梁相连，内力折减系数取0.8.带入基本公式： 得： 配筋计算：Y方向跨中：Y方向支座：故Y方向选用，支座处选用。X方向跨中：X方向支座：故X方向选用，支座处选用。负二层，层高4.5米 ，周围土的重度。负二层顶部 ，负二层底部：