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文档简介
*商场 摘要摘要: :本工程为会理县一拟建多层商场,建筑分为六层,结构标高为 27.0m,总建筑面积 7251m.。本工程结构设计采用多层钢筋混凝土框架结构。 基本步骤为:结构计算见图;荷载计算;内力分析;内力组合;梁、柱界面配筋、 板的设计、楼梯的设计、基础的设计以及施工图的绘制等。其中,内力计算考虑 一下四种荷载作用,即恒荷载、活荷载、风荷载以及地震作用;柱、板的设计采 用弹性理论;梁的设计采用塑性理论;楼梯选用板式楼梯;基础选用柱下独立基 础。在进行截面抗震设计时,遵循了强剪弱弯,强柱弱梁,强节点弱构件的设计 原则,且满足构造要求。本设计采用手算和电算相结合,电算用 PKPM2006 版, 电算结果包括:结构信息;周期振型地震力;结构位移;薄弱层验算;板计算; 基础计算。 主要采用了 PMCAD、 SATWE 和 JCCAD,柱、 梁、 板以及基础施工图由 PKPM 导出。 关键词:关键词:框架结构;设计;荷载;内力计算;PKPM 1 1 结构设计说明结构设计说明 1.11.1 工程概况工程概况 会理县*商场,建筑面积 7351 m2, 按照规划要求,拟建层数为 6 层的框架 结构。 1、气侯条件 (1) 温度:最热月平均 26.5,最冷月平均 0.1; 夏季极端最高 30.6,冬季极端最低 0。 (2) 相对湿度:最热月平均 61%。 (3) 主导风向:全年为南北风, 夏季为北风, 基本风压 W 0=0.30kN/m 2。 (4) 雨雪条件:年降雨量 1148mm;日最大降水强度 10.945mm/日;基本雪压 0.10kN/m2。 2、工程地质条件 (1) 土质情况:地表 1.0m 内为填土,填土下为 1.8m 厚砂质粘土,再下为砾 石层; 砂质粘土和砾石允许承载力分别为 280kN/m2和 400kN/m2。 (2) 地下水位:地表以下 4.5m,无侵蚀性。 (3) 相邻原有建筑基础为条形基础,其底面标高在室外地面下-1.5m 处。 (4) 抗震设防烈度:7 度 3、材料供应 (1) 三材由建材公司供应,品种齐全。 (2) 墙体材料可选用普通粘土砖或多孔砖, 内墙可选用轻质墙板;考虑环保 因素,内外墙体均可采用蒸压粉煤灰加气混凝土砌块。 4、施工条件和能力 施工单位具备完成该建筑所需的各种人力条件和机械条件。 1.21.2 设计主要依据和资料设计主要依据和资料 1国家标准、规范、规程国家标准、规范、规程 1教科书 1参考书 3四川省建筑、结构通用图集 房屋建筑制图统一标准 (GB/T50001-2001) 总图制图标准 (GB/T50103-2001) 建筑结构制图标准 (GB/T50105-2001) 办公建筑设计规范 (JBJ 67-89) 建筑设计防火规范 (GBJ 16-87) 民用建筑设计通则 (JGJ 67-89) 建筑结构荷载规范 (GB50009-2001) 混凝土结构设计规范 (GB50010-2002) 建筑地基基础设计规范 (GB50007-2002) 建筑抗震设计规范 (GB50011-2001) 网架结构设计与施工规程 (JGJ7-91) 钢筋混凝土、钢结构设计手册 建筑设计资料集(13) 建筑结构静力计算手册 建筑结构构造资料集上、下 本工程采用框架结构体系,框架抗震等级为三级。本工程耐火等级为二级, 其建筑构件的耐火极限及燃烧性能均按民用建筑设计规范( GBJI0I8-7)执行. 全部图纸尺寸均以毫米为单位。本工程结构图中所注标高均为结构标高。 1.31.3 主体工程设计主体工程设计 1、全部双向板底筋短向放置在底层,长向放置在短向筋上。 2、框架柱与墙连接均需间隔 500mm高、在柱内预埋并向外伸出长度不小于 1000mm的26的钢筋与墙体相连接。 3、工程内预留洞、预埋件应与其他相关专业配合施工,严禁在结构构件上事 后凿洞。凡柱、板、梁及混凝土墙上开洞必须满足相关规范要求。 4、凡建筑图中未设墙处今后需加隔墙时,只允许加轻质隔墙。 5、框架梁上下立筋除图中注明外均不宜有接头,不可避免时,必须采用焊接 接头,同一截面内钢筋的接头面积不多于钢筋总面积的50%。 1.41.4 结构设计方案及布置结构设计方案及布置 该建筑为商场,采用框架结构,建筑平面布置灵活,有较大空间。该工程 采用全现浇结构体系,结构平面布置见下图。 图 3.1结构平面布置 1.4.11.4.1 构件初估构件初估 一、柱截面尺寸的确定 由于本框架结构荷载较小, 可取 1.1。设防烈度 7 度,抗震等级为三 级,因此 取 0.9。 底层柱的柱高 H=4500mm, 由于为现浇楼盖则其l=1.0H=4500mm, 其他层柱的柱高 H=4500mm,同样为现浇楼盖条件下的计算高度l 0 =1.25H=1.25 4500mm=5625mm, 则由 bl 0 /30=5625/30=187.5mm hl 0 /25=5625/25=225mm 综合考虑框架柱最小截面尺寸为 bh=400mm380mm,选定柱截面尺寸为 650mm 650mm。 二、梁尺寸确定 框架梁的截面高度可根据梁的跨度、约束条件及荷载大小进行选择,一 般取梁高为 l/12l/8 梁的跨度。为防止发生剪切破坏,梁高不宜大于1/4 净跨。框架梁的截面宽度可取为梁高度的1/31/2 梁高,为了使端部节点 传力可靠,梁宽不宜小于柱宽的1/2,且不应小于250mm。该工程框架为纵 横向承重,梁跨度为 6.5m,根据梁跨度可初步确定框架梁截面尺寸350mm 700mm。次梁梁高为跨度的 1/181/12,梁宽为梁高的 1/31/2,因梁与板 整结在一起,故梁宽可取偏小值。选取次梁尺寸为200mm400mm,纵向钢筋 配筋率一般为 0.6%1.5%。 三、楼板尺寸 板的纵横向的跨度比为 2,采用现浇单向板,板的最小厚度 h=l/40 且满足 h80mm 。板的厚度取 120mm。 1.4.21.4.2 基本假定与计算简图基本假定与计算简图 一、基本假定 1、平面结构假定:该工程平面为正交布置,可认为每一方向的水平力只由该 方向的抗侧力结构承担,垂直于该方向的抗侧力结构不受力。 2、由于结构体型相对规则,布置相对对称均匀,结构在水平荷载作用下不计 扭转影响。 二、计算简图 在横向水平力作用下,梁对墙产生约束弯矩, 因此将结构简化为刚结计算 体系,计算简图如后面所述。 1.4.31.4.3 荷载计算荷载计算 水平荷载包括风荷载和地震荷载。风荷载的计算按当地情况确定。地震作用 计算方法按建筑结构抗震设计规范进行,对高度不超过 40m 以剪切为主且质 量和刚度沿高度分布比较均匀的结构,可采用底部剪力法。 竖向荷载主要是结构自重(恒载)和使用荷载(活载) 。结构自重可由构件截 面尺寸直接计算,建筑材料单位体积重量按荷载规范取值。使用荷载(活荷载) 按荷载规范取值,楼面活荷载折减系数按荷载规范取用。 1.4.41.4.4 侧移计算及控制侧移计算及控制 当一般装修标准时,框架结构在地震作用下层间位移和层高之比、顶点位移 与总高之比分别为 1:650,1:700。 1.4.51.4.5 内力计算及组合内力计算及组合 一、竖向荷载下的内力计算 竖向荷载下内力计算首先根据楼盖的结构平面布置,将竖向荷载传递给每层 框架。框架结构在竖向荷载下的内力分层法;连梁考虑塑性内力重分布而进行 调幅,按两端固定进行计算。 二、水平荷载下的计算 水平力首先在框架分配,然后将分得的份额按各榀框架的剪切刚度进行再 分配,采用 D 值法进行计算。 三、内力组合 1、荷载组合。由于不考虑风荷载影响,荷载组合简化如下: (1) 1.2恒1.4活 (2) 1.2恒1.4风 (3) 1.2恒+0.85(1.4活+1.4风) (4) 1.2恒+0.5 1.2 活+1.3地震 1.4 2、控制截面及不利内力。框架梁柱应进行组合的层一般为顶上二层,底层,混 凝土强度、 截面尺寸有改变层及体系反弯点所在层。框架梁控制截面及不利内力 为:支座截面,M max,Vmax,跨中截面,Mmax。框架柱控制截面为每层上、下截面, 每截面组合:Mmax 及相应的 N、V,N max 及相应 M、V,N min 及相应 M、V。 1.4.61.4.6 构件及节点设计构件及节点设计 构件设计包括框架梁、柱,板的配筋计算。 1.4.71.4.7 基础设计基础设计 根据上部结构条件、工程地质、施工等因素,选用柱下独立基础,进行基础 的配筋及抗冲切的验算。 1.51.5 施工材料施工材料 1、本工程中所采用的钢筋箍筋为级钢,fy=210N/m,主筋为级钢,fy= 300N/。 2、柱梁钢筋混凝土保护层为30mm,板为20mm。 3、钢筋的锚固和搭接按国家现行规范执行。 4、本工程混凝土强度等级为C20,C30。 5、墙体采用240厚粉煤灰轻渣空心砌块。 1.61.6 施工要求及其他设计说明施工要求及其他设计说明 1、 本工程上部楼板设计时未考虑较大施工堆载 (均布) , 当外荷载达到3.0KN/m 时,应采取可靠措施予以保护。 2、施工缝接缝应认真处理,在混凝土浇筑前必须清除杂物,洗净湿润,在刷2 度纯水泥浆后,用高一级的水泥沙浆接头,再浇筑混凝土。 3、未详尽说明处,按相关规范执行。 2 2 结构计算书结构计算书 2.12.1 工程概况工程概况 我们本次设计课题是一幢商场,六层框架结构,抗震设计烈度为 7 度。地基 按类场地土。建筑物层高为 4.5m,柱、梁板均为现浇结构。 2.1.12.1.1 平面设计平面设计 首先应是底层的设计,初步拟定柱的截面尺寸 ,650mm650mm,梁的截面尺 寸为 350mm700mm,在设计中,考虑到多层商城的多项功能集一体,设计中, 把它主要功能分区,亦即是商业区和办公区,各个区进行人员分流以及满足防火 要求。 2.1.22.1.2 剖面设计剖面设计 为了很好的反映楼层的结构, 在设计剖面时, 剖到楼梯这个比较重要的部位, 使剖面能很好的反映结构的布置,楼地面的装修以及梁柱之间的关系等。 2.1.32.1.3 排水设计排水设计 为了使雨水能很好的有组织的排走,设计中,采用的是外檐沟排水,起坡坡 度均为 2%,设计成双坡排水。 2.1.42.1.4 结构选型结构选型 采用钢筋混凝土框架结构 1、屋面、楼面结构:现浇钢筋混凝土屋面板,按非上人屋面的使用荷载取 用; 2、楼梯结构:采用板式楼梯; 3、排水采用檐沟外排水,沟内垫坡。 4、基础:采用柱下独立基础。 2.1.52.1.5 基本资料基本资料: : 1、设计标高:室内设计标高0.000m,室内外高差 300mm; 2、墙身做法:墙身为粉煤灰轻渣空心砌块。用 M5 混合砂浆砌筑,内粉刷为 混合砂浆底,纸筋灰面,厚 15mm, “803”内墙涂料两度,外粉刷为 1:3 水泥砂浆底,厚 15mm, 5 厚 1:1 水泥砂浆粘结层,水刷石墙面; 3、楼地面做法:采用水磨石地面。 4、屋面做法:钢筋混凝土楼板上为 20 厚 1:3 水泥砂浆找平,上面为保温 层,再用 20 厚水泥砂浆找平,上面为隔离层,结构层采用 40 厚 C20 细石 混凝土,内配 4150 双向钢筋,最上面的面层为青色防滑地砖; 门窗做法:采用木门,铝合金窗,详细尺寸见建施图; 5、工程地质资料:持力层为砂质粘土,地基承载力标准值为280KPa,基本 风压 0.3KN/m2,雪压 0.10KN/m2,抗震 7 度设防(近震) ; 6、活荷载标准值:屋面活荷载为2.0 KN/m2,楼面活荷载,五层楼面活荷载 取为 2.0 KN/m2,其余层为商业区楼面活荷载取为 2.5 KN/m2。 根据这些资料和设计的平面图和结构布置,据此来进行框架计算。 2.22.2 结构布置及计算简图结构布置及计算简图 2.2.1 结构布置 根据该房屋的使用功能及建筑设计的需求,进行了建筑平面、立面及剖面 的设计,其各层建筑平面、剖面示意图见建筑设计图,本结构层高6 层,各层层 高为 4.5m。 填充墙采用 390mm240 mm190mm 的粉煤灰轻渣空心砌块砌筑, 门为木门、 玻璃门和卷帘门,窗为铝合金窗,门窗洞口尺寸见门窗表。 楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构,楼板厚度取 120 mm,梁截面高度 按梁跨度的 1/121/8 估算,由此估算的梁载面尺寸见表4.1,混凝土强度等级 取 C30(f c=14.3N/mm 2,f t=1.43N/mm 2) 表 4.1梁截面尺寸(mm) 主梁(bh) 350700 次梁(bh) 200400 柱截面尺寸可根据式 N=Fg E n, AcN/ Nfc 估算,查表 4.2、4.3 得该 框架结构在 30m 以下,抗震等级为三级,其轴压比值 N=0.9 表 4.2结构抗震等级 烈度 结构类型 6 高度/m 框架结构框架 剧场、体育等 30 四 三 表 4.3柱轴压比限值 N 30 三 30 三 二 7 30 二 30 二 一 8 30 一 9 25 一 一 抗 震 等 级 结构类型 一 框架结构0.7 二 0.8 三 0.9 取柱的截面为正方形,设计柱截面尺寸取值统一取 650 mm650 mm 基础选用柱下独立基础,基础埋深取 0.5m,取顶层柱的形心线作为框架柱 的轴线,梁轴线取至板顶,2-6 层柱高度即为层高 4.5m,底层柱高度从基础顶面 取至一层板顶,即 h 1=4.5+0.3+0.5=5.3m 2.2.2 重力荷载计算 一、恒载标准值计算 1、屋面 防水层(刚性) :青色地砖 0.55 KN/m2 找平层:20 厚水泥砂浆 0.0220=0.4 KN/m2 保温层:80 厚矿渣水泥 0.0814.5=1.16 KN/m2 找平层:20 厚水泥砂浆 0.0220=0.4 KN/m2 结构层:40 厚钢筋混凝土 0.0425=1 KN/m2
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