土木专业毕业办公室毕业设计.doc

山东建筑大学毕业设计说明书 本科毕业设计说明书题 目：济南市建苑商店设计 （方案七）院 （部）： 土木工程学院专 业： 土木工程班 级： 土木058姓 名： 刘海军学 号： 2005012683指导教师： 王亚平、程立安、边广生完成日期： 2009年6月22日目 录ABSTRACTV2 建 筑 设 计12.1建筑概况12.2采光、通风、防火设计22.3建筑细部设计22.4方 案 构 思22.5设 计 过 程22.6建筑做法23 结 构 设 计33.1 结构选型布置及计算简图43.1.1结构选型43.1.2柱网布置43.1.3梁板柱的截面尺寸43.1.4.计算简图53.2 荷载计算63.2.1恒荷载计算63.2.2活荷载计算103.2.3.风荷载计算113.3.内力计算123.3.1风荷载作用下的内力计算及侧移验算123.3.1.1柱的侧移刚度计算过程如下123.3.2.活荷载作用下的框架内力分析163.3.3.恒荷载作用下的内力分析213.4框架的内力组合273.5.截面设计323.5.1框架梁 （以4层6跨梁为例，说明计算过程）323.5.2.框架柱=423.5.3楼梯的计算503.5.4板的计算543.5.5基础设计574 施 工 设 计654.1 工程概况654.1.1总体概况654.1.2建筑设计664.1.3结构设计664.2 施工部署674.2.1总体部署674.2.2工程的管理组织674.3 施工准备694.4 施工顺序694.4.1施工原则694.4.2基础工程施工顺序694.4.3主体工程施工顺序694.4.4屋面工程施工顺序694.5分项工程施工技术及参数694.5.1土方与基础工程施工方案704.5.2主体结构施工方案754.5.3主要装饰工程施工方案884.6 施工进度计划914.7 主要机具表924.8 施工平面图布置924.8.1施工平面图布置原则934.8.2平面布置934.9 施工措施934.9.1安全技术措施944.9.2文明施工措施964.9.3雨季施工措施97谢 辞102参考文献103 摘 要本文为建苑商店设计计算书。该楼建筑面积8000左右，根据建筑设计、抗震方面等的要求，确定合理的结构方案和结构布置方案，确定框架、基础的形式。根据要求采用了钢筋混凝土结构。本设计中选取一榀主框架以及一层楼板进行截面设计及配筋计算。首先根据框架布局确定各构件尺寸，进行恒载、活载及风荷载的统计。然后再进行竖向荷载作用下的结构内力计算，水平荷载采用D值法进行计算。之后进行内力组合分析，找出最不利的一组内力，进行构件计算。楼板采用弹性理论设计，并进行柱下独立基础的配筋设计。除此之外，还进行了楼梯的设计计算。最后，根据计算结果，按照相应的构造要求，绘制了结构施工图，并写出了相应的设计说明。本设计的特点之一，运用了大学四年所学过的很多理论，计算中多种计算方法得到体现，如D值法，弯矩分配法，分层法等，使自己掌握了多方面的知识。关键词：框架结构；结构设计；内力；弹性理论；水平荷载；钢筋混凝土Designation for a Supermarket Building （Scheme Four） ABSTRACTA building of supermarket was designed in this paper.The building area is about 5400.According to the supermarket design and the earthquake resistance,the reasonable structural scheme and structural foundation plan was determined.One lateral frame and slab was selected and calculated.First,depth and width of sections were determined,and dead load ,live load,wind load were determined.Then the internal forces of the structure under vertical load were calculated.The D-method was used for caculating the wind load.After the combination of internal forces,the most unfavorable combination of internal forces was identified.Then the necessary reinforcement in beams and columns was determined.The elastic theory was used for calculating slab.In addition,the single-foundation and combined foundation were designed.The stairway and canopy were also designed.Finally according to the calculated results and detail, blueprints of the structure had been completed.The advantage in this design was that many theories studied in university in four years was used.The many kinds of computational methods was manifested in the computation,like D-method,the moment assignment-method,delamination and so on,so which caused myself to grasp the various knowledge.Key Words: frame；structural design；internal force； elastic theory；lateral loads；reinforced concrete10411 前 言毕业设计是大学本科教育培养目标实现的重要阶段，是毕业前的综合学习阶段,是深化、拓宽、综合教和学的重要过程,是对大学期间所学专业知识的全面总结。通过毕业设计,可以将以前学过的知识重温回顾,对疑难知识再学习,对提高个人的综合知识结构有着重要的作用。通过毕业设计,使我们在资料查找、设计安排、分析计算、施工图绘制、口头表达等各个方面得到综合训练,具备从事相关工作的基本技术素质和技能。目前，我国建筑中仍以钢筋混凝土结构为主，钢筋混凝土造价较低，材料来源丰富，且可以浇筑成各种复杂断面形状，节省钢材，承载力也不低，经过合理设计可以获得较好的抗震性能。今后几十年，钢筋混凝土结构仍将活跃在我国的建筑业上。框架结构体系的主要特点是平面布置比较灵活，能提供较大的室内空间，对于自选商场类楼房是最常用的结构体系。多层建筑结构的设计，除了要根据建筑高度、抗震设防等级等合理选择结构材料、抗侧力结构体系外，要特别重视建筑体形和结构总体布置。建筑体形是指建筑的平面和立面；结构总体布置指结构构件的平面布置和竖向布置。 建筑体形和结构总体布置对结构的抗震性能有决定性的作用。毕业设计的三个月里，在指导老师的帮助下，经过查阅资料、设计计算、论文撰写以及图纸绘制，加深了对规范等相关内容的理解，巩固了专业知识，提高了综合分析、解决问题的能力。并熟练掌握了天正CAD和结构设计软件PKPM，基本上达到了毕业设计的目的与要求。框架结构设计的计算工作量很大，在计算过程中以手算为主，后面采用建筑结构软件PKPM进行电算,并将电算结果与手算结果进行了误差分析对比。由于自己水平有限，难免有不妥和疏忽之处，敬请各位老师批评指正。2 建 筑 设 计2.1建筑概况该建苑商店为四层钢筋框架结构体系，建筑面积约8000m2，建筑物平面为矩形。标准层高4.8m，室内外高差0.60m，其它轴网尺寸等详见平面简图。建筑等级:耐火等级为级抗震等级为四级设计使用年限50年2.2采光、通风、防火设计1.采光、通风设计在设计中选择合适的门窗位置，取得良好的效果以便于通风。2.防火设计本工程耐火等级为二级，建筑的内部装修、陈设均应做到难燃化，以减少火灾的发生及降低蔓延速度，公共安全出口设有两个，可以方便人员疏散。在疏散门处应设有明显的标志。各层均应设有手动、自动报警器及高压灭火水枪。2.3建筑细部设计1、建筑热工设计应做到因地制宜，保证室内基本的热环境要求，发挥投资的经济效益。2、建筑体型设计应有利于减少空调与采暖的冷热负荷，做好建筑围护结构的保温和隔热，以利节能。3、采暖地区的保温隔热标准应符合现行的民用建筑节能设计标准的规定。4、室内应尽量利用天然采光。5、为满足防火和安全疏散要求，设有五部楼梯。6、商场内的布置与装修以清新自然为主，卫生间的地面铺有防滑地板砖，墙面贴瓷砖。2.4方 案 构 思设计采用目前国内通用的钢筋混凝土结构。本设计为总体规划中的单体建筑，设计中充分考虑到总体规划提出的要求、建筑高度、抗震设防烈度和周围环境的关系，确定本结构为规则有序的板式结构，建筑平面布置简单、规则、对称、长宽比不大，对抗震有利，结构具有较好的整体性；同时考虑到结构不同使用功能的需求，建筑平面布置较为灵活，可以自由分割空间，选用框架结构；立面注意对比与呼应、节奏与韵律，体现建筑物质功能与精神功能的双重特性。2.5设 计 过 程建筑设计根据建筑用地条件和建筑使用功能、周边城市环境特点，首先设计建筑平面，包括建筑平面选择、平面柱网布置、平面交通组织及平面功能设计；其次进行立面造型、剖面设计；最后设计楼梯和卫生间。本设计满足建筑单位的使用要求，技术措施合理，同时，通风、采光、消防等技术指标均满足相应的规范和规定。2.6建筑做法1屋面做法：防水、保温层：60mm厚现场喷涂硬质发泡聚氨脂；找坡层：1:8水泥膨胀珍珠岩找坡2%最薄处40厚；结构层：110mm厚钢筋砼屋面板。2楼面做法：地面：10厚铺地砖； 结构层：110现浇砼板。3墙体做法：内墙：喷涂料；7厚1：0.3:3 水泥石灰膏砂浆抹面压实抹光；8 厚1:1:6 水泥石灰膏砂浆扫毛；8厚1：3 水泥石灰砂浆打底扫毛；加气混凝土界面处理剂一道。外墙：7厚1:2.5水泥浆抹面； 9厚1:1:6水泥石灰膏砂浆找平扫毛； 7厚1：3 水泥砂浆打底扫毛； 素水泥界面处理剂一道。图2.1标准层平面图3 结 构 设 计3.1 结构选型布置及计算简图3.1.1结构选型 本工程选用钢筋混凝土框架结构 选择此结构的原因：由设计任务书中的要求，要求建筑物内部使用空间能灵活分割，采用框架结构即可最大限度的满足任务书中的要求。钢筋混凝土框架结构体系，结构整体性好，抗震性能好。3.1.2柱网布置 图3.1 柱网布置图3.1.3梁板柱的截面尺寸3.1.3.1梁a框架梁：横向 L=8400mm 梁高 h=(1/10-1/15)L=(840-560)mm取h=800mm梁宽b=(1/4-1/2)h=（200-400）mm 取b=400mmb次梁 ：l=8400,b=(1/12-1/18)L=700-466mm,可取次梁尺寸：b h=300600 mm横向框架梁截面同次梁，取b h=300600 mm3.1.3.2 板跨L=4200, 取板厚h=1/40L=105mm此处板厚取h=110mm3.1.3.3 柱柱的尺寸根据轴压比公式确定=N/fcbh边柱中柱取同一中规格，q取13kN/m2=1.0 , fc=14.3 N/mm2A=8.47.8=65.52 m2N2=Aq=65.5213=851.72KN设计值N=4851.721.26 =4293KN则柱截面积 A= N/fc=0.3m2则b=h=548mm取柱的截面尺寸为bh=550550mm3.1.4.计算简图结构计算简图如图所示，室内外高差为600mm，根据地质资料确定基础顶面离室外地面为200mm。因此求得底层计算高度为6.1m。各梁柱构件的线刚度比经过计算后列于图中其中在求梁截面惯性矩时考虑到现浇楼板的作用，取I=2Io(Io为不考虑楼板翼缘作用的梁截面惯性矩)。纵向主梁ib=2 Ec(1/12) 0.300.603 /7.5=13.85上部各层柱ic=Ec(1/12) 0.550.553 /4.8=15.89底层边柱ic=Ec(1/12) 0.550.553 /6.1=12.5 图3.2结构计算简图（）3.2 荷载计算3.2.1恒荷载计算3.2.1.1 屋面框架梁线荷载标准值20厚1：3水泥砂浆抹平11m分格 0.0220=0.4kN/m260厚现场喷涂硬质发泡聚氨酯保温防水层 0.061=0.06 kN/m21:8水泥膨胀珍珠岩找坡2%最薄处40厚 70.19=1.33kN/m2110厚现浇钢筋混凝土屋面板 0.1125 = 32.75kN/m2楼面抹灰及吊顶 0.35kN/m2屋面恒荷载 4.9kN/m2纵向框架梁自重 ： 0.600.3025=4.5kN/m则作用在屋顶框架梁上的线荷载为：=4.5kN/m= 8.4/24.9=20.58kN/m3.2.1.2楼面框架梁线荷载标准值10厚铺地砖稀水泥填缝 ： 280.01=0.28 KN/m225厚1：2干硬性水泥砂浆结合层： 0.02520=0.5 KN/m2110厚现浇混凝土楼板 0.1125=2.75 KN/m2吊顶荷载 0.35 KN/m2楼面其他荷载折合成均布荷载 0.5 KN/m2楼面恒荷载 4.38KN/m2纵向框架梁自重 4.5KN/m因此，作用在中间层框架梁上的线荷载为：= 4.5kN/m=8.4/24.38=18.4kN/m3.2.1.3屋面框架节点集中荷载标准值女儿墙自重标准值：900mm高200mm厚，双面抹灰加气混凝土墙自重0.9220.2=3.96KN/m横向框架梁自重标准值：0.80.4258.4=67.2KN/m次梁自重标准值：0.300. 6257.8=35.1KN/m 图3.3均布荷载传递图a.1，7轴横向框架梁传来荷载的标准值女儿墙自重： 3.968.4=33.26kN横向框架梁自重： 67.2kN次梁自重： 35.1 kN屋面恒荷载传来：8.4/28.4/2/24.9=86.44KN b.2-7轴横向框架梁传来恒荷载标准值横向框架梁自重： 67.2KN次梁自重 ： 35.1 KN屋面恒荷载传来：172.88KN 由建筑图知， 得M1=M7=222.00.07=16.65 kN.m3.2.1.4楼面框架节点集中荷载标准值纵向墙体砌块面密度： 7.50.2=1.5kN/m2水泥石灰膏砂浆（压实、抹光、扫毛）面密度：（0.007+0.008）17=0.225kN/m2水泥砂浆打底扫毛： 0.00820=0.16kN/m2水泥浆（抹面+打底扫毛）面密度： 0.01420=028kN/m2水泥石灰膏砂浆面密度： 0.00917=0153 kN/m2则A轴墙体面密度 ： 0.225+0.16+15+0.28+0.153=2.32 kN/m2E轴为玻璃通窗面密度按玻璃幕墙计算取1.8 kN/m2横向框架梁自重标准值 ： 0.80.425=6.72 kN/m次梁自重标准值； 0.30.625=4.5 kN/m 图3.4集中荷载传递图a.1，7轴横向框架梁传来恒荷载标准值1轴墙体自重（4.8-0.8）（8.4-0.55）1.8=260.48 kN横向框架梁自重 67.2kN次梁自重 35.1 kN楼面恒荷载传来荷载8.4/2*8.4/2/2*2*4.38=77.261轴上柱的自重 0.550.554.825=36.3kNb.2,7轴纵向框架梁传来恒荷载标准值：纵向框架梁自重标准值： 4.5 kN/m横向框架梁自重：67.2 KN次梁自重： 35.1kN楼面恒荷载传来荷载48.4/28.4/2/24.38=15.53kN 2轴上柱自重： 36.3kNM1标=276.340.075=20.73KN.mM7标=20.73KN.m框架梁自重：0.30.625=4.5KN/m 图3.5恒荷载图3.2.2活荷载计算3.2.2.1屋面活荷载计算：屋面为上人屋面，查得屋面活荷载标准值：2.0 kN/m22.08.4/2=8.4KN/m=8.4/28.4/2/228.4=35.28K =8.4/28.4/2/248.4=70.56 kN3.2.2.2楼面活荷载计算 楼面活荷载标准值 ：3.5 kN/m23.54.2=14.7 kN/m=8.4/28.4/2/223.5=61.74KN=.= 8.4/28.4/2/243.5=123.48KN3.2.2.3集中荷载偏心产生的弯矩35.280.075=2.65 KN.m61.740.075=4.63KN.m 图3.6活荷载图3.2.3.风荷载计算 风压标准值计算公式为wk=zzs w0 因结构高度H=20.5m30m,可取z=1.0,对于矩形平面s=1.3； z查荷载规范，将风荷载换算成作用于框架每层节点的集中荷载，计算过程列于下表，表中z为框架节点离室外地面的高度，A为一榀框架各层节点的受风面积表3.1风荷载计算层次zsZ(m)zW0A(m2)PW(KN)41.01.320.50.850.4527.7213.7831.01.315.70.750.4540.3217.6921.01.310.90.740.4540.3217.4511.01.35.70.740.4544.119.09注：地面粗糙程度为C类 图3.7风荷载图3.3.内力计算3.3.1风荷载作用下的内力计算及侧移验算3.3.1.1柱的侧移刚度计算过程如下表3.2 底层柱的侧移刚度柱DK=ib/icc=(0.5+k)/(2+k)Dz=c12ic/hj2 (N/m)边柱（2根）13.85/12.5=1.1080.526252中柱（3根）213.85/12.5=2.2160.647788注：刚度见第6页计算框架 Ec=3.010 4底层D=62.522+77886=52932N/mm表3.3上层柱的侧移刚度柱DK=ib/（2ic）c=k/(2+k)Dz=c12ic/hj2 (N/m)边柱（2根）13.852/（215.89）=0.870.3047548中柱（6根）13.854/（215.89）=1.740.46611570D=75482+115706=84516N/mm3.3.1.2风荷载作用下的侧移验算水平荷载作用下的层间侧移可按下式计算 j=Vj/Djk各层的层间位移求得后，顶点位移为各层层间位移之和，框架在风荷载作用下的侧移计算如下表；表3.4框架在风荷载作用下的侧移计算表层次各层风载Pj(KN)层间剪力 Vi(KN)侧移刚度D(N/mm)层间侧移j(mm)j/hj413.7813.78845160.161/30000317.6931.47845160.371/12973217.4548.92845160.581/8276119.0968.01592321.151/5304层间侧移最大值1/82760.1 此种情况下不起控制作用。所以取bf=2800mm。梁内纵向钢筋选用HRB400(fy =f y=360N/mm2) b =0.518下部跨间截面按单筋T形截面计算，因为：1fchf bf(ho- hf/2)=1.014.31102800(565-110/2)=2246 KN.M148.75KN.M属于一类T形截面实配318（As763mm2 As min =360 mm2）将下部跨间截面的钢筋全部伸入支座。则支座截面可按已知受压钢筋的双筋截面计算受拉钢筋，因本工程梁端弯矩较小，简化计算，仍可按单筋矩形截面设计。1支座截面：实配：218+214（817 As min=275 mm2）满足要求。2支座截面：实配218 +214（As941 mm2 As min=275 mm2）满足要求。其他层的配筋计算结果见下表表3.8框架梁配筋计算结果见下表3.5.1.2梁斜截面受剪受弯承载力计算：箍筋采用HRB335级钢筋，12跨：V=146.61KN由属厚腹梁V截面尺寸满足要求。按构造要求配筋，取双肢筋 8200,则%，满足要求。其他层梁的斜截面受剪承载力配筋计算结果见下表表3.9梁的斜截面受剪承载力配筋计算表3.5.1.3 挠度及裂缝的验算：1.挠度的计算以4层12跨梁为例说明计算过程（1）荷载的计算 梁左所承受的弯矩（标准值）：，梁内所承受的弯矩（标准值）：，梁右所承受的弯矩（标准值）：，屋面活荷载的准永久值系数，风荷载的准永久值系数，楼面活荷载的准永久值系数，风荷载的准永久值系数。梁左： 梁内： 梁右： （2）计算相关系数梁左： 0.2 取 0.2ho=113mm，取 同样求得梁内： 0.2ho=103mm，取 梁右： 0.2ho=103mm，取 由于，可取跨中刚度B计算。（3）挠度验算由结构力学知识求得S=0.043,得：查表得：，故 满足要求。2.验算最大裂缝宽度（以跨中计算为例）梁内： ,取 , , C=25mm , ,得：满足要求。其他验算见下表： 表3.10梁的挠度及裂缝计算表（下页）3.5.1.4次梁设计板传来恒载 4.38KN次梁自重 0.3*（0.6-0.11）*25*1.2=4.41KN次梁粉刷 0.02*（0.8-0.11）*2*17*1.2=0.56KN