四层工业厂房土木工程本科毕业设计

1、第1章 建筑设计说明1.1工程概况： 工程名称：龙口光华电度表厂一分厂 工程地点：位于山东省龙口市经济技术开发区滨海路以北，规划批准用地选址见图1.1。 建筑性质：本工程为四层工业厂房，耐火等级为级，采光等级级。 设计使用年限：本工程设计使用年限为50年。 建筑层数及功能：本工程共四层，首层高为，其余三层高均为 m；机房层高为 m。其中：一层主要为包装、临时储存，二层主要为组装、测试，三、四层主要为零部件制造；每层均有更衣室、卫生间，办公室。 建筑面积：本工程总建筑面积为5984.00 m2，其中辅助面积810.64 m2，满足建筑面积5500m210%，辅助面积约800m 标高设定：本工程2

2、2.750 m，室内外高差为 结构形式：厂房部分和生活间部分均为现浇钢筋混凝土多层框架结构体系。楼盖、屋盖将竖向荷载依次传给梁、柱、地基，水平作用由框架柱抵抗。 建筑结构安全等级及设计使用年限：建筑结构安全等级：二级 结构使用年限： 50年建筑抗震设防分类：丙类建筑 结构抗震等级： 三级自然条件及工程地质概况：气温：冬季采暖计算温度-7，夏季通风计算温度27风向：夏季主导风向东南，冬季西北。降雨量：年降雨量为，小时最大降雨量：。雨季施工起止日期：7月1日8月31日表1.1 各岩土层力学指标汇总表层号岩土层名称fak(kpa)模量(mpa)容重(kN/m3)厚度(m)1素填土182粉质粘土240

3、S1-23含粘性土粗砾砂36025/E0204花岗岩强风化带100040/EO235花岗岩中风化带2400200/E0256花岗岩微风化带40001000/E026水文地质概况：最高地下水，常年，无腐蚀性。地区抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为g，设计地震分组为第一组。 建设地点的地理情况建筑地点的地形较平坦，无障碍物影响施工，拟建车间南面临道，车间周围的空地可供施工使用，建筑地点无地下埋设物。室外环境类别：二b类，室内环境类别：一类， 场地类别为二类。 设计柱、基础、主梁时采用的楼面均布活荷载标准值：办公室：2.5 kN/m2 一层车间： kN/m2更衣室：2.5 kN/m2 二层车间

4、： kN/m2卫生间：2.5 kN/m2 三层车间： kN/m2楼 梯：3.5 kN/m2 四层车间： kN/m2上人屋面：2.0 kN/m2 消防疏散楼梯：3.5 kN/m2设计板及次梁时采用的楼面均布活荷载标准值 kN/m2 上述荷载组合值系数=0.8，准永久值系数雪载：基本雪压=0.35 kN/m2，组合值系数=0.7，准永久值系数风载：基本风压系数=0.60 kN/m2，地面粗糙度为C类。 建筑墙体：本建筑填充墙采用蒸压粉煤灰砖，墙厚240mm，由于墙体为非承重的墙体构件，因此可以留有较大的洞口，有利于结构的开洞和采光。 屋面设计：本建筑屋面设计形式为平屋面，屋面排水方式选用女儿墙内檐

5、排水的有组织排水，排水坡度为2%。屋面防水材料采用SBS防水卷材。保温材料采用聚苯乙烯挤塑板。 门窗设计：门窗表中门窗的尺寸表示门窗洞口尺寸，厂家制作时，要参照门窗立面图，并经实地测量，并核对数量后加工制作。本工程外窗采用塑钢玻璃窗，门窗四周固定点原则上小于600mm，可根据实际情况进行调整。 外装饰设计：外装饰设计采用高级外墙涂料，具体材料及颜色和使用部分详见立面图。1.2 建筑总平面设计： 本工程占地7257.55 m2，南侧临近主干道路滨海路，东侧临滨 建筑总平面设计要求：在临道路二边新建建筑必须从用地界线后退10 m，交通出入口开设在东海路及东海支路上，离开交叉路口不少于30 功能分区

6、：基地的大小、形状对房屋的层数、平面组和布局的关系极为密切。除了和气候条件、节约用地以及管道设施等因素有关外，还和基地的大小和形状的现实可能有关，基地内人流、车流的主要走向又是确定建筑平面中出入口和门厅位置的重要因素。该建筑场地较开阔，在建筑物东北方向有较大空地，综合考虑各种因素后，确定为“矩形”平面，主要出入口在东南两侧由基地环境条件，按各部分的使用条件要求不同，将建筑物，停车场、绿化带等合理布置，使其既能满足功能需要，又注重绿化面积，并且还要留出一定的缓冲区。场地四周进行绿化，并留出进厂区内交通运输的道路。建筑物的朝向主要考虑建筑物的采光、通风等要求，故建筑物也设为正南正北朝向，该地区风向

7、是：夏季主导风向为东南风，冬季为西北风，易形成穿堂风。 建筑总平面图见下图：图1-1 建筑总平面图1.3 平面设计框架结构由于梁柱承重，墙体只起分隔作用，房间布置比较灵活，门窗开置的大小、形状等教为灵活，可以满足以上功能，故选用钢筋混凝土框架结构。为达到合理利用现有基地环境的目的，并且考虑到符合总体规划的要求，该工程主要为工业厂房，根据通用厂房的构造尺寸，使用经济，结构合理，施工方便等因素，并考虑建筑模数的尺寸要求，平面布置采用一字形结构，大跨度柱网。确定本建筑主要柱网尺寸为7.2m。厂房的朝向大体是坐北朝南，这样，既能获得较多的日照，同时也与建筑场地前的道路平行，符合整体规划。建筑总长度为6

8、6 m，宽度为 m，不设伸缩缝，施工时采用后浇带法以满足变形要求。其柱网布置图如下：图1-2 轴网布置图 货物运输与人流疏散合理的组织建筑物内部交通和对外联系，是平面设计的重要内容之一，这直接影响建筑物的使用和人员的安全。交通组织设计应力求作到使用方便、疏散安全、简洁和节约面积。建筑交通内容包括楼梯、走廊、电梯、门厅的位置、形式、数量及尺寸，以及它们之间的关系。本工程生活间设一部楼梯，根据设防要求，设成封闭楼梯，楼梯梯段宽度根据建筑设计资料集要求，允许三人通过的楼梯其宽度在1650mm2100mm之间。本设计梯段宽度为1730mm的双跑楼梯，楼梯踢面高为150mm，踏面宽为300mm，标准层楼

9、梯段净长为4200mm，坡度为280，楼梯踏面采用水磨石抹面，并设一道防滑条，楼梯扶手高900 mm，楼梯间按照防火要求设计成封闭楼梯，且门朝向楼梯方向，既使用方便又保证安全，同时在厂房部分设有一部主楼梯，主要供消防疏散用，兼供人员流动。为满足货物竖向交通，设置两台载重量为1000kN电梯运送货物，根据载重量，由建筑设计资料集Q=1t;提升速度为/S的货梯，梯井净宽为2300mm2400mm。货梯尺寸如下： 图1-3 货梯尺寸布置图 安全疏散与防火设计建筑设计防火规范GB50016-2006第3.7.1 建筑设计防火规范GB50016-2006第条规定， 厂房内的疏散楼梯、走道、门的各自总净宽

10、度应根据疏散人数，。但疏散楼梯的最小净宽度不宜小于1.1m，疏散走道的最小净宽度不宜小于1.4m，门的最小净宽度不宜小于0.9m。当每层人数不相等时，疏散楼梯的总净宽度应分层计算，下层楼梯总净宽度应按该层或该层以上人数最多的一层计算。该工程楼梯总净宽为6880mm，每层均使用人数为70人，满足规范要求。建筑设计防火规范GB 50016-2006第条规定，生产类别为丙类，耐火等级为级的厂房，防火分区最大允许占地面积为4000 m2。本工程疏散楼梯用防火墙和防火门划分出一个防火分区，每层的其他部分各自成为一个防火区。每个分区面积均小于4000，满足规范要求。 生活辅助用房的布置：为满足工人生产和生

11、活的需要，生活辅助用房设置更衣室、厕所、办公室等辅助房。生活间采用与厂房整体布置，这种布置方式能使结构受力清晰，较好的适应生产工艺灵活布置的要求。城市公共厕所设计标准CJJ 14-2005第3.条：办公、商场、工厂和其他公用建筑为职工配置的卫生设施数量的确定的规定，适合任何种类职工使用的卫生设施，76100人时要求大便器数量为5个，大于100人时增建卫生间的数量应按每25人的比例增加设施。本工程给定条件为70人/层，由于为建筑用途为厂房，可不考虑外部人员使用。设计男女卫生间各有大便器7个，男卫生间设小便器6个，考虑到入厕后的方便，男女卫生间各设洗手盆2个。符合规范要求。建筑设计资料集（5），P

12、144，工厂生活间（3）存衣室设计要点：闭锁式存衣柜按在册人数每人一柜设置。存衣室应设有更衣面积；工作服需要坐着更换时应设更衣凳，并保证有足够的通行面积。本工程设置更衣柜，每层男女更衣柜各35个，未设设更衣凳，之间空闲距离满足通行要求。1.3.建筑采光设计标准GB/T 500332001第条规定：在建筑方案设计时，对于类光气候区的普通玻璃单层铝窗采光，其采光窗洞口面积可按窗地面积比估算。对于工业建筑采光等级为级的窗地比为1：6。本工程设计的窗地比大于1：6，满足规范要求。1.4 立面设计 立面设计应遵循下面三个原则： A 完整均衡、比较适当 B 层次分明、交接明确 C 体形简洁、环境协调本项目

13、主体建筑总高度为m，主体部分女儿墙均高1.4m。电梯机房设置在屋顶，高出屋顶3.2 m。立面设有填充墙和塑钢门窗，窗高及其他辅助设施窗高均合理布置，详见图纸。外墙面与外柱表面取齐，采用深色涂料。 正立面本方案东、南立面各有一个大门。生活间主大门和厂房入口，生活间主出入口大门采用电动门，厂房内的出入口处接近货梯处，留有12m12m空地，以便于利用车辆运送货物。各窗户采用塑钢窗，厂房窗采用2700mm4800mm的推拉窗，墙面用高级涂料粉刷。 背立面和侧立面本方案背立面和侧立面贴近厂区，各层采用塑钢推拉窗，墙面主要采用高级涂料。 外装修涂料本建筑厂房为工业生产部分，对楼面的耐久性有较高的要求，但对

14、观赏性要求较低，考虑到经济方面的要求，楼面用水泥砂浆抹面，既经济又耐用。各立面斜坡（主入口处）用混凝土沙浆抹面，方便人流出入。生活间部分框架柱子可用大理石饰面，可增加观赏性，内墙采用水泥高级抹灰，厕所用马赛克饰面，外墙采用弹性涂料。1.5 剖面设计 本工程分为两部分，生活间和厂房均为框架结构，总层数为四层，底层层高为4.8 m，其余均为 m。建筑室内外高差为1.6 重要部件构造做法1. 门窗 m。本工程采光等级为四级，为满足建筑对日照的要求，应该在设计时按照使用要求，综合考虑地区气候条件、日照特点、当地地形及前后建筑的遮挡条件、房间的自由通风要求，以及节约用地等因素，从而采用相应的措施，正确选

15、择房间的朝向、间距、建筑体型、窗口位置、遮荫处理等。厂房车间的窗采用宽4.8 m，高2.7 m的双侧窗，满足窗地比的要求。双侧窗能将采光进深增加一倍，同时缓和实墙与窗洞的亮度对比。玻璃采用普通的透明玻璃，这种材料其隔绝风雨的作用，透过光线而不会明显的改变方向和颜色同时从玻璃两侧看都能有清楚地透视效果。 散水构造 为保护墙基不受雨水侵蚀，在外墙四周做坡度为4%的散水，宽900mm。图1-4 散水构造详图 屋面设计1建筑设计通则GB50352-2005 第条规定，屋面排水坡度应根据屋顶结构形式，屋面基层类别，防水构造形式，材料性能及当地气候等条件确定，卷材防水、刚性防水的屋面的屋面排水坡度为2%5

16、% 。本工程屋面坡度采用2%，屋顶采用女儿墙内檐排水，进行有组织排水。2防水层的做法：基层上依次做找平层、保温层、防水层，然后做混凝土保护层，安全起见，再做找平层上铺卷材防水层，然后做一次保护层。3落水管尺寸:由全国主要城市5min降雨强度表查得平度的降雨强度为210L/S，则天沟中设计流量为21078710000=/S。选用管径为100mm的落水管。其最大排水量为19L/S，满足要求，根据工业建筑布置落水管要求，正立面布置5根落水管。4 天沟尺寸的确定：采用近矩形断面，n=0.020，坡度为2%，设天沟宽为，水深，则天沟过水断面为w=0.06，天沟过水能力校核，天沟允许排水流量为Q=VW5

17、泛水：泛水是屋面防水层与垂直墙交接处的防水处理，由于女儿墙较矮，做好保温层，天沟顶面至女儿墙顶距离不大，所以将防水层做至女儿墙顶面，然后再上面做女儿墙压顶。6 檐口：本工业厂房采用女儿墙内天沟排水。屋面做法如图： 图1-5 屋面做法详图 楼地面做法1 车间区楼面做法：15mm天棚抹灰、120mm厚钢筋混凝土楼板、40mm厚细石混凝土抹平（表面撒1：1水泥砂浆压实赶光）；2 卫生室、更衣室、办公室楼面做法： 15mm天棚抹灰、120mm厚钢筋混凝土楼板、平均40mm1：3水泥砂浆找平找坡、20mm 1：2水泥砂浆结合层、10mm铺地砖；3 底层地面做法如下：素土夯实，100厚灰土垫层，50厚C2

18、0素混凝土垫层，刮素水泥浆 ，20厚水泥砂浆找平层设玻璃分隔条，素水泥砂浆结合层，水磨石面层。如图所示： 图1-6 底层地面做法1. 墙面外墙面与外柱表面取齐，南北立面采用瓷砖面层，侧立面采用白色高级涂料。具体做法采用施工常用做法。1. 墙体填充墙选用蒸压粉煤灰砖。外墙及内墙隔墙采用240mm厚墙，室内卫生间隔墙可采用240mm墙，女儿墙高主体为1.4m,机房层女儿墙高为. 注意事项：a、除特殊说明外，平面图中说明的标高均为构件建筑标高。 b、凡窗墙楼板孔洞，施工完毕后，应用1：2.5 水泥沙浆堵严。c、外墙门窗应满足有关行业规范，做好保温、防露等构造处理，并满足气密性、抗风压等要求。 1.7

19、 技术经济分析技术经济分析，顾名思义就是对各种技术方案进行的计算比较与论证，是优选各种技术方案的重要手段与科学方法。从图1-7可以分析得到：从层数对造价来看，四五层经济效益高，本工程四层，造价曲线显示比较经济，工程宽为21.6m，在18m24m之间，造价在88%100%之间。从整体来看，本建筑经济效益较高，属于经济建筑。 图1-7 技术经济分析第2章 结构设计说明2.1 结构体系的选择和确定结构形式目前，在我国土建工程中应用最广泛、技术最成熟的是钢筋混凝土结构，相比钢结构形式，它具有取材方便、进价低、耐久性好、维护费用低等优点。因此，本设计采用钢筋混凝土结构形式。结构体系竖向结构体系：常用的钢

20、筋混凝土抗侧力结构体系、框架结构体系、简力墙结构体系、框架简力墙结构体系、筒体结构体系等。与其他的结构体系相比较，框架结构具有建筑平面布置灵活、造型活泼、计算理论比较成熟,在一定高度范围内造价较低等优点,可以形成较大的空间，易于满足多功能的使用要求。在结构受力性能方面，通过合理设计，框架结构可以成为耗能能力强、变形能力大的延性框架，利于抗震。本设计要求建筑平面布置灵活，有较大的空间。鉴于框架结构的优点，本设计采用框架结构体系。楼面体系：根据结构形式不同，现浇楼盖结构可分为肋梁式楼盖、密肋楼盖平板式楼盖和无粘结预应力现浇平板楼盖等。与其它结构形式相比较，肋梁式楼盖具有良好的技术经济指标，可最大限

21、度的节省混凝土和钢筋用量，结构整体性好、抗震性能好。另外，还要求楼板在自身平面内具有足够大的刚度。为此，本设计采用现浇楼面结构。 结构布置1. 平面布置本工程为多层厂房，多层结构平面布置应考虑以下因素：（1）多层建筑的开间、进深尺寸及构件类型规格应尽量减少，以利于建筑工业化。（2）尽量采用风压较小的形状，并注意临近高层房屋风压分布的影响。（3）有抗震设防要求的多层结构，平面布置应力求简单、规则、均匀、对称并尽量减少偏心扭转的影响。综合以上因素及建筑高度较小，本厂房的平面选为矩形，其优点是简单、规则、对称，有利于抗震和施工。2立面布置本厂房包括机房层共五层，首层高4.8米，二至四层为4.2米，机

22、房层高3.2米，总高21.2米。3楼面布置每跨间设次梁两根，形成现浇单向板，传力明确，计算方便。结构具体布置情况见图2-1.图2-1 标准层楼板布置图2.1.4 1沉降缝 当建筑物有高度变化超过10m的建筑部分，或者主体与裙房高度相差很大时，原则上应设计沉降缝。对于本设计，没有裙房，也没有高差超过10m的建筑部分，故不设置沉降缝。2伸缩缝现浇结构不宜超过55m，否则应设置伸缩缝，若不设应采取一定措施。本设计不设置伸缩缝，但采取一定措施：A 施工时尽量避免在炎热时浇注混凝土。B 在底层、顶层、山墙、内纵墙端开间等温度影响较大的部位提高配筋率。C 施工中留后浇带，每40m设一道，后浇带宽度为800

23、mm，后浇带钢筋搭接长度35d。3抗震缝由于本设计结构均匀、对称、规则、刚度变化均匀，故不设计抗震缝。2.2基础方案该建筑场地和地基条件简单，荷载分布均匀，建筑层数小于7层，根据建筑地基基础设计规范第条规定，该建筑的地基属于丙级地基。本建筑采用柱下独立基础。根据场地的地质条件，选择含粘性土的粗沙砾为持力层，地基承载力特征值 =360kPa，基础埋深取1.1m，由于基础高度未定，底层柱的计算高度暂定h=4.8m+1m=5.8m。 2.3楼梯方案最常见得现浇式楼梯有板式楼梯和梁式楼梯，板式楼梯得优点是下表面平整，施工支模方便，外观轻巧。缺点是斜板较厚，其混凝土用量和钢筋用量都较多，综合考虑后，本设

24、计采用双跑现浇板式楼梯。2.4 建筑材料的选取该建筑的梁、板、柱和基础的混凝土全部采用C30 ( N/mm2 , N/mm2，N/mm2, N/mm2, 104N/mm2)，受力钢筋除板外均采用HRB335级(=300N/mm2,=2.0105N/mm2 ),板钢筋采用HRB400级(=360N/mm2,=2.0105N/mm2 )箍筋均采用HRB235级(=300N/mm2, =2.0105N/mm2 )。外墙、内墙、楼梯间、电梯间、女儿墙均采用240厚蒸压粉煤灰砖墙，外墙中间做40厚聚苯板夹心保温层。窗全部为铝塑门窗，室内门为木门，通向室外的门为铝合金玻璃门，门窗的尺寸见建筑设计部分。2.

25、5 构件尺寸初选1横向框架主梁h=（）l=（）l，取h=0.75m；b=（）h =（）0.75m=0.380.25m，取b=0m2次梁 h=（）l=（），取h=0.6m； b=（）h =（）0.6m=0.30.2m，取b=。3框架柱查表可知，该框架结构的抗震等级为三级，其轴压比限值，柱的尺寸可以根据柱的轴压比按下列公式计算：； (2-1)； (2-2)式中 为柱组合的轴压力设计值；按简支状态计算的负载面积；折算在单位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/ m2，本建筑选用13kN/ m2；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

26、跨内柱取1.2；为验算截面以上楼层层数；柱截面面积；混凝土轴心抗压强度设计值；框架柱轴压必限值，此处可近似取，即对一级、二级和三级抗震等级，分别取0.7、0.8和0.9，该建筑为三级抗震，取0.9。该建筑的底层中柱的截面面积为：=1.2131037.24/(0.914.3)=230400mm为方便计算，所有框架柱均取截面=500mm500mm=250000mm2；按照抗震要求，柱截面中线与梁轴中线之间的偏心距不宜大于偏心方向柱宽的1/4，由以上可得偏心距为125mm1/4500=，满足要求，这也是考虑强节点的要求。根据混凝土设计规范得规定，另考虑道最小板厚、防火及抗震的各项规定，故取顶层楼板厚

27、150mm，其余层楼板厚120mm。4楼板根据混凝土设计规范的规定，另考虑道最小板厚防火及抗震得各项规定，故取t150mm。2.6 结构计算单元的选取该框架结构体系符合平面抗测力结构单元假定和刚性楼板假定，故计算简图分为水平力作用下的平面协同体系和竖向荷载作用下一榀框架分析。该工程选取轴线上的一榀框架作为计算分析对象，取顶层柱的形心线作为框架柱的轴线，梁轴线至板底，24层柱高度即为层高，取米米。计算简图如图2-2： 图2-2 计算简图第3章 结构设计计算.1屋面及楼面永久荷载标准值计算1屋面 40厚细石混凝土保护层 kN/m2SBS改性沥青防水卷材 0kN/m220厚1：3水泥砂浆找平层 20

28、0.02=0.40 kN/m2 50厚挤塑板保温层 20厚1：3水泥砂浆找平层 200.02=0.40 kN/m2 最深处30mm厚1：6水泥砂浆找坡 7= kN/m2 150mm厚现浇钢筋混凝土楼板 5kN/m合计： 6.88kN/m2 kN/m2 kN/m2） 2楼面40mm厚细石混凝土抹平 2240.88kN/m2120mm厚现浇钢筋混凝土楼板 250.123.0 kN/m15mm厚天棚抹灰 150.26kN/m2 合计： kN/m2 kN/m2）3卫生间、更衣室楼面10厚铺地面砖 200.010.20 kN/m220mm厚水泥砂浆粘结层 20.40 kN/m220mm厚1：3水泥砂浆找

29、坡 200.020.40 kN/m2120厚现浇钢筋混凝土楼板 250.123.0 kN/m215mm厚天棚抹灰 1715kN/m2 合计： 4.26kN/m2 kN/m2） kN/m2120 m2=720 kN， kN/m2 m -120 m2 kN楼面 kN楼梯间：（1.860+1.900）214）25 kN（66kN 屋面及楼面可变荷载标准值计算屋面雪荷载标准值： =1.00.35=0.35 kN/m2 kN/m2120m2kNkN/m2（6621.6-120）m2kN屋面及楼面活荷载标准值见表3.1 。 表3.1 均布活荷载标准值楼层活荷载标准值（kN/m2） 活荷载重（kN）上人屋面

30、不上人屋面一二三层（辅助房间2.5）机房层3. 3梁、柱、墙、门窗重力荷载计算1墙体重力荷载外墙：240mm蒸压粉煤灰砖 15kN/m2 2170.68 kN/m2 涂 料： 200.5 kN/m2 共计： kN/m2内墙：240mm蒸压粉煤灰砖 15 kN/m22170.68 kN/m2 共计：kN/m2女儿墙：240mm蒸压粉煤灰砖 15 kN/m2 2170.68 kN/m2 涂料： 200.5 kN/m2 共计： kN/m22框架柱重力荷载： 底层：5.8270.5kN 24层：270.5kN机房层：327kN3梁重力荷载 梁侧粉刷：2（0.750.15） 共计： kN/m2 0274

31、.05kN 梁侧粉刷：2（0.600.15） 共计： kN/m2、柱、墙、门窗重力荷载汇总表层次梁（kN）柱（kN）墙（kN）机房层2-4层底层女儿墙11注：墙的荷载已考虑门窗的重量。 重力荷载代表值 计算地震作用时，房屋的重力荷载代表值应取结构和构配件自重标准值和各可变荷载组合值之和，并按下式计算： ； (3-1) 式中 体系质点重力荷载代表值(kN)；结构构件、配件的永久荷载标准值(kN)；结构或构件第可变荷载标准值(kN)；可变荷载的组合值系数，可按表采用。可变荷载种类组合值系数雪荷载屋面积灰荷载屋面活荷载不计入按实际情况计算的楼面活荷载按等效均布荷载计算的楼面活荷载藏书库、档案库其它民

32、用建筑该建筑不考虑屋面积灰荷载，屋面雪荷载组合系数取0.5，屋面活荷载不计入，楼面活荷载按等效均布荷载计算，组合系数取0.5。计算每层的重力荷载代表值： =KN=KN=KN=8KN=KN集中于各楼层标高处的重力荷载代表值如图所示。图3-1 各质点重力荷载代表值3.2 框架侧移刚度计算 框架梁线刚度计算梁的截面惯性矩=，为梁矩形部分的截面惯性矩,为考虑楼板对梁的转动的约束作用而乘以的调整系数，的值按表选取。表3.4 梁截面惯性矩调整系数取值楼面做法中框架梁边框架梁现浇楼板装配整体式楼面本工程横梁线刚度具体计算如下表:表3.5 横梁线刚度计算表位置梁长（m）bh（mmmm）I0=bh3/12ibE

33、CI0/L（Nm）ibECI0/L（Nm）机房层250600107107其他层3007501041043.2.2 框架材料为C30混凝土，Ec104N/mm2表3.6 柱线刚度计算表层数柱号H（m）bhI0=bh3/12ECI0/（Nm）24层边500500107中500500底层边500500052107中500500机房层中3503501073.2柱的侧移刚度D值按下式计算： (3-2) 式中，为柱侧移刚度修正系数 ，对不同情况按表计算，其中表示梁柱线刚度比。表3.7 柱侧移刚度修正系数位置边柱中柱简图简图一般层底层固结铰结根据上述方法计算出框架柱的侧移刚度D值见表。表3.8 框架柱的侧移

34、刚度计算表框架柱位置/ N/m24层边框架边柱（4根）107中柱（4根）107中框架边柱（18根）107中柱（18根）1071层边框架边柱（4根）107中柱（4根）107中框架边柱（18根）107中柱（18根）107机房层边框架边柱（2根）107中柱（2根）107中框架边柱（1根）107中柱（1根）107由上表可以计算出每个楼层的侧移刚度，见表 表3.9横向框架层间侧移刚度(kN/m)层次1234机房层（104） 横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算3.3.1 横向水平地震1. 框架自振周期计算 结构的基本自振周期采用顶点位移法，公式为 （3-3）其中：为结构基本周期考虑非承重砖墙影响系

35、数，取为0.7。 为结构基本自振周期时的结构顶点假象位移。计算模型近似等效处理：由于地震作用沿高度呈倒三角分布，故对于机房层 ，可将其重力荷载代表值按公式G,4=G4+G5(H+h)/H放大后加到第四层上。即G,4=G4+G5 kN等效图如下：图3-2 重力荷载代表值等效图结构的基本自振周期采用顶点位移法进行计算。顶点位移法的思路是：将以质量均匀分布的悬臂结构体系的基本周期用在重力荷载水平作用下所产生的水平顶点位移来表示。顶点位移可以通过将各质点重力荷载代表值水平作用于体系各质点上，然后，根据各楼层刚度，按静力方法求出。层次Hi(m)/kNkN( 104kN/m)/mm/mm4321 由式3-

36、3可得结构的基本周期： 1.7=0.743S2.水平地震作用及楼层地震剪力计算工程上，多自由度弹性体系水平地震作用的计算一般采用振型分解反应谱法，在一定的条件下还可以采用简化的振型分解反应谱法底部剪力法。这两种方法也是我国建筑抗震设计规范中采用的方法。该结构高度不超过30m，质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切型为主，故可用底部剪力法计算水平地震作用。底部剪力法的思路是：首先计算出作用于结构总的地震作用，即底部剪力，然后将总的地震作用按照一定规律分配到各个质点上，从而得到各个质点的水平地震作用。结构总水平地震作用标准值即底部剪力按下式计算： （3-4）式中 为相应于结构基本自振的水平地震影

37、响系数值；为结构等效总重力荷载，单质点应取总重力荷载代表值，多质点应取总重力荷载代表值的85%5g，查表得因为设计地震分组为第一组，场地土类别为二类场地，查表得故：=0.12= kNkN=N=kN因为，故需考虑顶部附加地震作用的修正；又因为，顶部附加地震系数：=0.129s =0.129kN=kN各质点的水平地震作用为：，=891994.74kN，楼层剪力计算过程如表3.12.为保证结构基本安全性，根据建筑抗震规范第条规定, 抗震验算时，结构任一楼层的水平地震剪力应符合下式要求： （3-5）式中 第i层对应于水平地震作用标准值的楼层剪力；剪力系数，不应小于表规定的楼层最小地震剪力系数值，对竖向

38、不规则结构的薄弱层，尚应乘以1.15的增大系数；第j层的重力荷载代表值。类别7度8度9度0.016(0.024)0.032(0.048)0.012(0.018)0.024(0.032)注： 1)基本周期介于3.5s和5s之间的结构，可插入取值；2)括号内数值分别用于设计基本地震加速度为和的地区。层次/m/kN/ kNm/kN/kN/kN4321由表可得结构满足最小剪力的要求。各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布见图3-5。 图3-5各楼层剪力图3 . 水平地震作用下的位移验算水平地震作用下的框架结构的层间位移和顶点位移分别按下式（3-6）和（3-7）计算： （3-6） （3-7）计

39、算过程见表3，表中还计算了各层的层间弹性位移e=/。表3.13 横向地震作用下的位移计算层次/m/kN （104kN/m)/mm/mm4321由上表可见，最大层间位移发生在底层，根据结构抗震规范规定，对于钢筋混凝土框架结构，1/550，其值1/5521/550，满足要求。4水平地震作用下框架内力计算框架柱端剪力及弯矩分别按式（3-8）和（3-9）计算，各柱反弯点高度比按式3-10确定。 （3-8） （3-9） （3-10）式中 层柱的侧移刚度；为该层柱的计算高度；为框架柱的反弯点高度比；为框架柱的标准反弯点高度比；为上、下层梁线刚度比修正值；、为上、下层层高变化时反弯点高度比的修正值。具体计算

40、过程及结果见表。层次4321/m/kN/104kN/mm边柱/104kN/mm6中柱6注： 的量纲为kNm,的量纲为kN地震荷载作用下梁端弯矩、剪力及柱的轴力计算可根据节点平衡和刚度分配原则得到。左震作用下的内力图如图3-6所示。图3-6左地震作用下框架弯矩图、梁端剪力及柱轴力注： 1)弯矩的量纲为kNm，剪力的量纲为kN，轴力的量纲为kN；2)柱轴力中正号号表示压力。 建筑抗震设计规范规定：设防烈度为8度和9度的大跨度结构、长悬臂结构，以及设防烈度为9度区的高层建筑，除计算水平地震作用外，还应计算竖向地震作用。本建筑设防烈度为7度，不需进行竖向地震作用的计算。3.3.2 1风荷载标准值的计算

41、建筑结构荷载规范第条规定风荷载标准值按下式计算： （3-11） 式中 风荷载标准值（kN/m2）；高度处的风振系数；风荷载体型系数；风压高度变化系数；基本风压（kN/m2）。建筑处于类地区，基本风压kN/m2，矩形平面,建筑高度为m,H/B=/0.1% ，符合要求。5框架梁配筋图 a 粱支座A、B左、B右处的配筋截面图 b AB跨间处的配筋截面图c BC跨间处的配筋截面图图3-16 框架梁配筋图3.6.3 框架1基本数据：框架柱混凝土等级采用C30：， 纵向受力钢筋选用：300，箍筋选用：210 框架柱截面尺寸为500mm500mm，保护层厚度为30mm，则（500-40）mm560mm； =

42、500-40=460对于C30的混凝土，1.0，钢筋0.55，应满足2柱轴压比验算混凝土结构设计规范第，一层：二层：三层：四层：根据“强柱弱梁”调整柱端弯矩为了满足强柱弱梁的要求，混凝土结构设计规范第条规定一、二、三级框架的梁柱节点处，除了框架顶层和柱轴压比小于0.15者及框支柱的节点外,柱端组合的弯矩设计值应符合下式要求： (3-18)式中 节点处上下柱端截面顺时针或反时针方向组合的弯矩设计值之和，上下柱端的弯矩设计值，可按弹性分析分配；节点处左右梁端截面顺时针或反时针方向组合的弯矩设计值之和，一级框架节点左右梁端均为负弯矩时，绝对值较小的弯矩应取零；柱端弯矩增大系数，一级取1.4，二级取1

43、.2，三级取1.1。柱顶应满足强柱弱梁的要求：三级抗震要求柱顶弯矩：按弹性分析分配柱上下端弯矩：， 二层：柱顶弯矩：按弹性分析分配柱上下端弯矩：， 三层：柱顶弯矩：不需要调整。则柱端弯矩调整汇总如表3.26，表3.31 调整后的柱端弯矩汇总层次4321截面柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底174框架柱正截面承载力计算柱同一截面分别承受正反向弯矩，故采用对称配筋。以二层柱顶截面为例由内力组合表3.24，可得三种不利组合： 和 ,其中前两种组合，为大偏压破坏，且轴力相差不大，可只取第一种组合，因此考虑两种内力组合： 和 第一组内力 在弯矩中有水平作用产生的弯矩75%M，柱的计算长度。， ， 取因为，

44、所以取考虑另一组内力，为小偏压破坏。此组内力是非地震组合，且无水平荷载效应，故不必进行调整，柱的计算长度。， ， 取因为，所以取 按上式计算时，应满足，因为，故按构造配筋且应满足 单侧配筋率，选422（）总配筋率满足要求。其它层的计算结果如下表3.32。表3.32 框架B柱正截面配筋表层数内力组合MN破坏形态e0eaei1eAs=As实配钢筋四层柱顶Mmax大355.5 20375.5 11.10 621.74 0.14 698 422（面积1520mm2）Nmax大28.7 2048.7 11.74 294.91 0.22 0Nmin大203.7 20223.7 11.16 469.94 0

45、.14 146 柱底Mmax大190.8 20210.8 11.17 456.98 0.15 118 Nmax大15.5 2035.5 12.02 281.74 0.23 0Nmin大162.7 20182.7 11.20 428.91 0.14 8 三层柱顶Mmax大180.3 20200.3 11.18 446.51 0.27 347 Nmax大8.5 2028.5 12.27 274.74 0.42 0Nmin大169.0 20189.0 11.19 435.21 0.26 245 柱底Mmax大187.6 20207.6 11.17 453.83 0.28 428 Nmax大8.3 2

46、028.3 12.28 274.49 0.43 8的要求,柱端加密区长度取500mm和与（底层为；注：为箍筋的截面面积和长度，为箍筋包裹范围内的混凝土核心面积，s为箍筋间距。 ，满足最小体积配箍率的要求，非加密区剪力设计值： 可判断只需构造配筋，且满足s3020.15=，同时也大于该方向板截面面积的0.15，即528mm210001000.0015=150mm2。由于板的跨高比较大而荷载相对较小，一般情况下不需进行斜截面受剪承载力计算。 正常使用极限状态验算1梁的挠度与裂缝计算（1）挠度计算（以二层梁AB跨为例）A 集中力作用下引起的挠度计算1）构件内力分析所受集中荷载标准值：P=GK +QK

47、=+63.36=149.02kN，可算得,左端支座弯矩MAK=,右端支座弯矩MBK=弯中弯矩标准值为：,则由图乘法求跨中挠度的计算简图如图3-18图3-20 集中力作用下的挠度计算简图2）求各段刚度计算受弯构件的短期刚度Bs, 混凝土结构设计规范第8.条规定Bs采用半理论半经验公式： (3-22)式中 裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数：当1时，取=1；对直接承受重复荷载的构件，取=1；钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值：=；纵向受拉钢筋的配筋率，；受压翼缘截面面积与腹板有效截面面积的比值，=；截面的有效高度。 计算受弯构件的刚度B, 混凝土结构设计规范第8.条规定受弯构件的刚度B的计算公式为：

48、 (3-23)式中 按荷载效应的标准组合计算的弯矩，取计算区段内的最大弯矩值；按荷载效应的准永久组合计算的弯矩，取计算区段内的最大弯矩值；按荷载效应的标准组合下受弯构件的短期刚度；考虑荷载长期作用对挠度增大的影响系数，,其中,。从弯矩图上可以看出,应将AB梁分为AC、CD、DB三段.按刚度最小原则,需分别求其刚度.AC段刚度求kNm有关参数：， 计算短期刚度计算刚度BCD段刚度求kNm有关参数：， 计算短期刚度计算刚度B显然1/2B1/B2，混凝土结构设计规范规定：当计算跨度内的支座截面抗弯刚度不大于跨中截面的刚度的两倍或不小于跨中截面抗弯刚度的二分之一时，该跨可按等刚度构件进行设计，其构件刚

49、度可取支座最大弯矩截面刚度1014。3）图乘法求其挠度B 均布荷载作用下引起的挠度计算1）构件内力分析所受均布荷载标准值：gk+qK=4.86+0=4.86kN/m，左端支座弯矩MAK=右端支座弯矩MBK=-弯中弯矩标准值为：计算简图如图3-21 图3-21均布荷载作用下的挠度计算简图2）图乘法求其挠度总的挠度,（2）框架裂缝验算混凝土结构设计规范第条规定，按荷载效应的标准组合并考虑长期作用影响的最大裂缝宽度（mm）可按下列公式计算： (3-24) (3-25) (3-26) (3-27)式中 构件受力特征值，按混凝土结构设计规范表-1采用； 裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数：当1时，取=1；

50、对直接承受重复荷载的构件，取=1； 按荷载效应的标准组合计算的钢筋混凝土构件纵向受拉钢筋的应力或预应力混凝土构件纵向受拉钢筋的等效应力，按混凝土结构设计规范第条计算；钢筋弹性模量，按混凝土结构设计规范第条采用；最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区底面的距离（mm）：当=20时，取=20；当65时，取=65；按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率；在最大裂缝宽度计算中，当0.01时，取=1.01；有效受拉混凝土截面面积：对轴心受拉构件，取构件截面面积；对受弯、偏心受压和偏心受拉构件。取=，此处，为受拉翼缘的宽度、高度；受拉区纵向非预应力钢筋截面面积；受拉区纵向预应力钢筋截面面积；受拉区纵向

51、受力钢筋的等效直径（mm）；受拉区第i种纵向钢筋的公称直径（mm）；受拉区第i种纵向钢筋的根数；受拉区第i种纵向钢筋的相对粘性特征系数。由前面计算知：，；钢筋为HRB335级，故 (满足)（3）框架柱的裂缝宽度验算混凝土结构设计规范第条规定对的偏心受压构件，可不验算裂缝宽度，本设计中的取值由非抗震组合时，最大轴力对应的弯矩组合来确定的，=, 0.55，所以不需验算裂缝宽度。 楼梯设计（以1号楼梯为例）1梯段板的设计（1）确定板厚梯段板的厚度为/30=4200/30=140mm,取h=150mm；（2）荷载计算(取1m宽的板作为计算单元)踏步尺寸,底板厚d=150mm， 4恒载： m50m25k

52、N/m=1.875kN/m；4m5m25kN/m=kN/m；20mm找平层 (+0.150)/20kN/m=0.600 kN/m；恒荷载标准值 =6.670kN/m； 恒荷载设计值 kN/m=kN/m；活荷载标准值 =3.5kN/m1m=3.5kN/m；活荷载设计值 3.5kN/m=kN/m； 总荷载=+=kN/m；（3） 内力计算如图3-22所示，梯段板的计算简图=m；考虑梯段斜板与平台梁的整体连接，斜板的跨中弯矩相对于间支梁有所减少，跨中弯矩M= kNm； 图3-22 踏步板计算简图（4）配筋计算 -25=150-25=125mm；=0.550；081000125=644mm；受力钢筋选用

53、B10120(=651mm),分布钢筋选用8300（每踏步下一根）。2平台板计算1）荷载计算(取1m宽板带计算)。恒荷载：平台板自重(假定板厚为120mm)2m1m25kN/m320mm厚找平层 1m20kN/m=0.40kN/m；恒荷载标准值 kN/m； 恒荷载设计值kN/m=kN/m；活荷载标准值 kN/m1=kN/m；活荷载设计值 kN/m=3.5kN/m； 总荷载 =+=kN/m；2）内力计算=2/2=m；跨中弯矩 =2/8=kNm；3）配筋计算=0. 027=0.550；27100095=122mm；选用B8200.(=251mm)。3.平台梁计算1）荷载计算楼梯段传来 kN/m/2

54、=kN/m；平台板传来 kN/m(/2+0.20)= kN/m；梁自重(假定bh=200mm400mm)(0.4002)m25kN/m=kN/m；q=+=kN/m；2）内力计算+0.24=m； 3.9m=m取两者中较小者，m；=/8= kNm=/2=kN；3）配筋计算（1）纵向钢筋(按第一类倒L形截面计算)翼缘宽度取值= /6=682mm； =200+1900/2=1150mm；取较小值 =682mm；=；682365mm=mm；选用318纵向钢筋(As=763 mm)。（2）箍筋计算200365=8kNkN；故按构造配筋，选用8200. 基础设计（以B柱柱下基础为例）现浇钢筋混凝土柱下独立基

55、础的形式主要有锥形和阶形两种，本建筑采用现浇锥形基础。建筑地基基础设计规范规定扩展基础的混凝土强度等级不应低于C20，根据结构混凝土耐久性的基本要求，环境类别为二b类的结构最低混凝土强度等级为C30。所以混凝土选用C30，钢筋选用HRB335级。3.7传至基础的荷载包括框架柱传来的弯矩、剪力和轴力、基础的自重、回填土的重量、底层地基梁传来的轴力和弯矩。根据建筑抗震设计规范规定：不超过8层且高度在25m以下的一般民用框架房屋可不进行天然地基及基础的抗震承载力验算。另外，有建筑地基基础设计规范3.0.1和3.0.2对地基基础设计等级的划分可确定本建筑设计等级为丙级，可不进行地基变形验算。确定持力层

56、及地基承载力计算根据已知土层情况，确定柱基础埋置在第三层含粘性土粗砾砂上，则基础埋深定为1.5m。假设基础宽度b3m，则不需宽度修正，中砂、粗砂、砾砂和碎石类土的深度修正值为3.0，则修正后的承载力特征值为：基础底面尺寸确定由柱传至基础顶面的最不利的荷载效应标准组合：柱顶弯矩： 柱底弯矩： 剪力：柱底轴力：则基础底面积：考虑偏心的影响,将基础底面积增大10%40%，5.80=6.96m2选用正方形基底,取b=2.7m ，b3.0m, 不须修正地基承载力。验算基底边缘最大压力:，作用在基底中心的弯矩、轴力分别为： 基础高度确定基础高度取为1000mm,基底垫层高度取为100mm,钢筋保护层厚度取

57、为40mm,则h0=960mm，则，且由于变截面破坏锥面位于柱边破坏锥面之外，故该基础只需进行柱边处抗冲切验算。由柱传至基础顶面的最不利荷载效应的基本组合有三组： 和 各组荷载效应基本组合作用下的基底最大净反力为：第一组：第二组：第三组：故抗切验算按第一组荷载设计值作用下的地基净反力计算。冲切破坏的斜面位于靠近一侧，此斜面上冲切力为：又因为，800mm2000mm,由内插法求得7，所以V=7（500+960）960=，故基础满足抗冲切要求。基础底面配筋计算基础底面配筋计算包括偏心方向和轴心方向两个方向的配筋，沿偏心方向的配筋计算由前述三组荷载设计值作用下最大地基净反力的分析可知，应按第一组荷载

58、设计值作用下的地基净反力计算；而沿另一个方向为轴心受压，应按轴力最大的第三组荷载设计值作用下的地基净反力计算。沿偏心方向的配筋计算在第一组第一组荷载设计值作用下，相应于柱边截面的净反力计算柱边截面处弯矩: =配筋选用14B14（B14200），满足构造和配筋要求。沿轴心受压方向的配筋计算在第二组荷载设计值作用下，均匀分布的地基反力计算柱边截面处弯矩:=配筋选用14B14（B14200），满足构造和配筋要求。第4章 施工组织设计 建筑性质本工程名称为龙口光华电度表厂一分厂 ，位于山东省龙口市经济技术开发区滨海路以北，平面形式为矩形，占地面积约为占地面积为，共四层，无地下室。总建筑面积为5984.

59、00 m2，建筑高度为m。4.1.2 本工程主体结构为钢筋混凝土框架结构体系。主体结构混凝土强度等级C30，柱截面尺寸均为500mm500mm；主梁截面尺寸为300mm750mm，次梁截面为250mm600mm，屋面板厚度为150mm，楼板厚度为120 mm。基础形式2.0m.基础埋深1.1m，含粘性土粗砾砂为持力层。独立基础混凝土强度等级C30，垫层混凝土强度等级C15 自然条件1 气温：冬季采暖计算温度-7，夏季通风计算温度272 风向：夏季主导风向东南，冬季西北。3 降雨量：年降雨量为，小时最大降雨量。工程地质条件及地理情况1 工程地质概况:地势平坦，在水平方向上土层分布均匀，表层为素填

60、土和粉质粘土，最薄处厚度为1.1m,以下为含粘性土粗砾砂层，地基承载力为f1=360kN/m2 水文地质概况：最高地下水，常年，无腐蚀性。3 地震烈度：地震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为5g4建设地点的地理情况：建筑地点的地形较平坦，无障碍物影响施工，拟建车间南面临道，车间周围的空地可供施工使用，建筑地点无地下埋设物。场地类别为二类，室外环境类别为二（b）类，室内环境类别为一类。装饰工程本工程外墙面为蓝色涂料，窗全部采用铝合金窗，地面为混凝土水泥地面，屋面为上人屋面。施工流向与施工顺序根据先地下，后地上；先主体，后维护；先结构，后装饰的一般原则，本工程的各分部工程划分及施工顺序为：基础工