土木工程毕业设计计算书(商场).doc

目录第一章 建筑设计41.1 设计资料41.2 设计思路及工程概况41.3 工程构造51.3.1 基础51.3.2 墙体51.3.3 楼梯设计51.3.4 自动扶梯选型61.3.5 门窗71.3.6 女儿墙及屋面排水71.3.7 楼面构造71.3.8 屋面构造7第二章 重力荷载代表值82.1 构件尺寸82.2 材料自重及荷载92.3荷载汇集计算92.3.1屋面线荷载标准值102.3.2 楼面线荷载标准值102.3.3 墙112.3.4框架梁122.3.5 框架柱132.4 重力荷载代表值的计算132.4.1 第5层上半层132.4.2 5层的下半层和2层的上半层152.4.3 2层下半层和1层上半层的计算17第三章 水平地震作用分析193.1 梁的刚度与柱的刚度计算193.1.1 梁的刚度计算193.1.2 柱的刚度计算203.2 水平地震作用力计算203.2.1 框架自震周期的计算203.2.2 多遇水平地震作用标准值及位移的计算213.2.3 框架梁柱线刚度计算233.2.4 水平地震作用内力分析25第四章 竖向荷载作用下框架的内力分析314.1 恒载作用下框架内力计算314.1.1 荷载及计算简图314.1.2 框架弯距计算354.1.3 梁端剪力及柱轴力计算384.2 活载作用下框架内力计算424.2.1 荷载及计算简图424.2.2 框架弯矩计算454.2.3 梁端剪力及柱轴力的计算45第五章 内力组合485.1 梁端柱边各控制截面的弯矩计算495.2弯矩调幅515.3.内力组合计算525.3.1梁的内力不利组合525.3.2柱的内力不利组合53第六章 框架截面设计和配筋536.1框架梁正截面设计546.1.1各控制截面的最不利承载力546.1.2梁的正截面设计546.1.3正截面受弯承载力计算556.2 梁的斜截面设计606.2.1 第5层截面计算606.3框架柱的截面设计776.3.1轴压比验算786.3.2柱的计算长度786.3.3柱的正截面配筋计算786.3.4柱的斜截面配筋计算836.4板的配筋计算876.4.1板区分格87第七章楼梯配筋计算927.1梯段板设计927.2斜梁设计947.3 平台板设计957.4 平台梁设计95第八章 基础设计978.1 工程概况978.1.1 桩基础设计97第九章 英文翻译99第十章 专题部分104第一章 建筑设计1.1 设计资料 工程名称：嘉阳商场 层高及空间设置：该商场分为5层，底层层高为5.4米，标准层为4.8米。内设库房、影业厅、行政办公及福利用房等，并适当考虑设置顾客休闲空间。 建筑面积：总建筑面积约为12300m2 地基承载力：粘质粘土140 KPa；中粗砂160 KPa；砾砂320 KPa 冻土深度：1.2m 抗震设防烈度：7度 场地土类别：中硬场地土，II类。1.2 设计思路及工程概况 根据设计任务书的要求及商场的结构和建筑设计需要，综合考虑了防火、抗震、通风、采暖及视觉效果等因素，经过方案比选最终选出该商场的设计方案。首先分析建筑平面，在平面设计中考虑了外观、朝向、通风、出入口、交通、消防、及供电等多方面的问题。一个好的建筑不仅要满足功能结构要求，同时也要重视建筑设计。该商场拟建在城市中心，整体的立面效果尤为重要。因此在设计中始终把握整体设计概念，从全局考虑，将建筑设计和结构设计综合考虑。总平面设计要突出周围良好的环境以及该商场与周围自然环境和人工环境的协调性，在本方案中特别注重周围的绿化效果，加强环保意识。对使用部分的平面设计的总体设计原则是适用、美观、安全、经济，注重同一层平面和各层平面之间的相互联系。从使用要求着手，选择柱网尺寸并进行功能分区.在本方案中，将商场营业厅和其他用房分开设计，商场营业厅面向顾客人群，采用人工采光和通风，尽量减少空间障碍，营造一个较大的空间；对其他用房适当考虑自然通风和采光。对于该建筑立面设计，根据初步确定的房屋内部空间组合的平面关系，如结构的功能分区，各部分的门窗布置等，描绘出该建筑各个立面的基本轮廓。设计时仔细分析立面各部分总的比例关系，相邻立面间的连接和协调，然后着重分析各个立面上墙面的处理，最后考虑建筑入口、门厅的细部处理。整个立面设计中，适当的选用建筑材料，突出建筑的质感，创造出良好的立面效果。1.3 工程构造1.3.1 基础采用现浇式混凝土桩基础，混凝土标号为C401.3.2 墙体外墙采用300mm水泥空心砖 内墙采用190mm粉煤灰轻渣空心砌块 外墙具体做法：部分采用装饰性玻璃幕墙、面砖、刷彩色涂胶； 15厚水泥砂浆粘结层； 60厚聚苯复合保温板； 300厚水泥空心砖； 15厚水泥砂浆找平； 30厚水刷石墙面； 喷106内墙涂料；外墙总厚度：420mm 内墙具体做法：喷106内墙涂料； 10厚水刷石墙面； 15厚水泥砂浆找平； 190厚粉煤灰空心砖； 15厚水泥砂浆找平； 10厚水刷石墙面；喷106内墙涂料； 内墙总厚度：240 mm1.3.3 楼梯设计采用现浇式钢筋混凝土梁式楼梯 商场设计中营业厅内梯段净宽L1.4m，踏步高 h0.16m，踏步宽b0.28m。 根据营业厅内顾客在任何地点距离最近的安全出口不大于20米的规定，每层设三步楼梯，另设两台可同时上、下的自动扶梯。 三部楼梯，开间均为5400mm,均为双跑楼梯。 底层：层高5.4m 楼梯梯段宽度 5400-2×120-2×150=4860 1/2×4860=2430mm 平台深应大于2430mm,故取为2700mm 楼梯长度踏步宽b=280mm,设第一跑为18步，第二跑为16步则踢面高 则第一跑梯段长 （18-1）×280=4760 mm 第二跑梯段长 （16-1）×280=4200mm 楼梯间进深 2700+4760=7460mm取为8400mm 靠近走廊一侧平台深 8400-7460=940mm 标准层：层高4.8m 踏面宽 b=280mm，踢面高 h=150mm踏步数 故两跑均设为16跑 平台深 8400-4200=4200mm,故分别取为 2700 mm，1500 mm靠近走廊一侧平台深 1500 mm1.3.4 自动扶梯选型 电梯选自中国迅达电梯公司南方公司产品 扶梯角度，扶梯宽度为1000 mm。运行速度0.5m/s,输送能力8000人/h 扶梯水平扶影长度：底层： 2567+1.732×5400+2198=14117.8 mm 标准层： 2567+1.732×4800+2198=13078.6 mm 双台并列布置，宽度为 2310×2=4620mm 考虑到柱网尺寸，自动扶梯间水平长、宽分别取为 15米、5.2米1.3.5 门窗 门 库房、办公室、卫生间等采用木制平开门，b×h=1000mm×2700 mm 入口处外门采用铝合金门中的有框双开弹簧门，有多种尺寸，各洞口尺寸详见图纸。 窗全部窗都采用铝合金推拉窗，洞口尺寸有两种： 2400×2400 mm、3000×1800 mm1.3.6 女儿墙及屋面排水墙高900 mm，墙体采用实心砖24墙。屋面采用内排水，雨水经雨水口流入室内卫生间处的水落管，再由地下管道把雨水排到室外排水系统。1.3.7 楼面构造根据各方间的使用要求，采用不同的楼面构造 办公室、休息室等采用水磨石地面； 走廊、楼梯、商场大厅采用大理石地面； 卫生间采用防水较好的瓷砖地面； 库房采用水泥砂浆地面。各楼面的具体做法见第二章结构设计部分中的荷载汇集计算部分。1.3.8 屋面构造 20厚细砂保护层； APP改性沥青防水卷材； 20厚水泥砂浆找平； 100厚膨胀珍珠岩粉料； 2080厚焦渣混凝土找坡； 80厚现浇混凝土板； 20厚纸筋石灰抹底 ； 第二章 重力荷载代表值2.1 构件尺寸 板主梁跨度为8.1，此梁跨度为8.4，主梁每跨内布置两根次梁，板跨为2.7。按高跨比条件，要求板 对民用建筑的楼盖板，要求板，故取板厚 梁 次梁： =466.7700,取 =166.7250,取 主梁： =540810,取 mm 柱根据7度区地震等级II,框架轴压比控制为 混凝土强度等级为C50,其中 ： ：竖向荷载分项系数，取为1.2；：考虑地震作用产生的轴力的放大系数，7度区为1.051.1； S ：柱的楼面负荷面积； ： 单位建筑面积的竖向荷载，框架结构取为1214； ：柱截面以上楼层数。故 柱的截面选用正方形 柱的截面为2.2 材料自重及荷载材料自重表 表21混凝土水泥砂浆水泥空心砖粉煤灰空心砖水刷石25.02010.37.00.5大理石珍珠岩沥青卷材焦渣混凝土纸筋石灰282.00.42516水磨石小瓷砖混合砂浆聚苯复合保温细砂2240.55171.1314屋面及楼面荷载表（） 表22不上人屋面办公室库房楼梯、走廊卫生间商场大厅0.52.05.03.52.53.52.3荷载汇集计算2.3.1屋面线荷载标准值20厚细砂保护层 14 14*0.02=0.28APP改性沥青防水卷材 0.4 0.420厚水泥砂浆找平 20 20×0.02=0.4100厚膨胀珍珠岩粉料 2.0 20×0.02=0.42080厚焦渣混凝土找平 80厚现浇混凝土板 25 25×0.08=2.020厚纸筋石灰抹底 16 16×0.02=0.32 屋面恒荷载 4.1 2.3.2 楼面线荷载标准值 办公室用水磨石地面:20厚水磨石地面 24 24×0.02=0.48 刷冷底子油和热沥青各一道20厚1：3水泥砂浆找平 20 0.02×20=0.4080厚混凝土楼板 25 0.08×25=2.0 15厚纸筋石灰抹底 16 0.015×16=0.24 楼面恒荷1 3.12走廊、商场大厅等大理石地面平铺20厚大理石地面 28 0.02×28=0.5620厚干硬性水泥砂浆找 20 0.02×20=0.4080厚混凝土楼板 25 0.08×25=2.015厚纸筋石灰抹底 16 0.015×16=0.24楼面恒荷载2 3.2 卫生间瓷砖地面：20厚小瓷砖 0.55 0.5515厚粗砂水泥打底 20 20×0.015=0.3防水涂膜两道15厚水泥砂浆找平 20 0.015×20=0.380厚混凝土楼板 25 0.08×25=2.015厚纸筋石灰抹底 16 0.015×15=0.24楼面恒荷载3 3.39 仓库水泥砂浆地面20厚1：2水泥砂浆抹面 20 20×0.02=0.415厚粗砂水泥打底 20 20×0.015=0.380厚混凝土楼板 25 25×0.08=2.015厚纸筋石灰抹底 16 16×0.015=0.24 楼面恒荷载4 2.94 2.3.3 墙 外墙部分用玻璃幕墙装饰、面砖及彩色涂料15厚混合砂浆粘结层 17 0.015×17=0.25560厚聚本复合保温板 1.13300厚水泥空心砖 10.3 0.3×10.3=3.0915厚水泥砂浆找平 20 0.015×20=0.3025厚水刷石墙面 0.5 0.5外墙恒荷载 5.275 KNm² 内墙25厚水泥砂浆找平 0.5 0.515厚水泥砂浆找平 20 20×0.015=0.3190厚粉煤灰空心砖 7.0 0.19×7.0=1.3315厚水泥砂浆找平 20 0.015×20=0.3025厚水刷石墙面 0.5 0.5 内墙恒荷载 2.93 KNm²2.3.4框架梁纵向框架梁：截面 700×300框架梁自重： 0.7×0.3×25=5.25 梁侧粉刷: （0.7-0.08）×0.02×17×2=0.422 合计 5.672 每根自重 5.672×8.1=45.943横向次梁，连系梁：截面 550×200次梁自重： 0.55×0.2×25=2.75梁侧粉刷： 2×（0.55-0.08）×0.02×17=0.32 合计 3.07每根自重 3.07×8.4=25.788 斜向框架梁截面：700×300框架梁自重： 0.7×0.3×25=5.25 梁侧粉刷： 2×（0.7-0.08）×0.02×17=0.422 合计 5.672每根自重 5.672×11.67=66.192.3.5 框架柱 柱截面 500×500 首层层高5.4米，室内外高差600，基础地面据室外400 。柱长 5.4+0.6+0.4=6.4 每根柱重 0.5×0.5×25×（6.4-0.08）=39.5 标准层层高 4.8米每根柱重 0.5×0.5×25×（4.8-0.08）=29.52.4 重力荷载代表值的计算重力荷载代表值的计算采用集中质量法计算方法为：重力荷载代表值=恒载+50×活载。2.4.1 第5层上半层 女儿墙：普通实心砖24墙，高900 ；周长：11×8.1+10×8.4+2×11.6=196.44G女=(0.24×18+2×0.02×20)×0.9×196.44=905.196 屋面板=48.6×50.4-8.1×8.4×2=2313.36 =4.1×2313.36=9ZHU484.776 梁： 纵向框架梁 =45.943×40根=1837.72横向次梁 =25.788×98根+3.07×(8.4-5.2)根=2537.048斜向框架梁 =66.19×2根=132.38 柱半层的柱长 4.8/2-0.7=1.7 米 共48个根=48×1.7×0.5×0.5×25=510 墙 外墙=（8.1-0.5）×（4.8/2-0.7）× 12+（8.4-0.5）×（4.8/2-0.55）×10 +（11.67×2-0.5×2）×（4.8/2-0.5）=341.402窗台高 900 ，窗高2.4 =0.9×（10×2.4+2×3）=27 = - =341.402-27=314.402 =5.275×314.402=1658.47 内墙 =(4.8/2-0.5)×(8.4-0.5)×4+(6.3-0.5/2)×2+(8.4-0.12)×2 +(4.8/2-0.7)×(8.1-0.24)×3+(8.1-0.5)×3=187.314 = =187.314 = 2.93×187.314=548.83 门、窗： =27 =0.4×27=10.8 = 0 恒载计算： = 905.196+9484.776+1837.72+2537.048+132.38+510+1658.47+548.83+10.8= 17625.22活载计算：= 0.5×2313.36=1156.68总荷载计算：G= +50%×=17625.22+0.5×1156.68=18203.562.4.2 5层的下半层和2层的上半层 楼面 库房： S库=7×8.1×8.4=476.28办公、休息等用房： S办 =8.1×8.4+5.1×6.3×2+8.1×6.3=183.33S总=476.28+183.33=659.61G1=3.12×183.33+2.94×476.28=1972.25 走廊：S走=2.1×8.1×3+3×6.3+2.7×8.4=92.61G走=3.2×92.61=296.352 卫生间：S卫=6×8.4=50.4G卫=3.39×50.4=170.856 商场营业厅：S营=6×4×8.1×8.4-2×8.1×8.4-5.4×8.4×2-6×8.4-4.62×2×8.1 =1280.916G营=3.2×1280.916=4098.93G楼=1972.25+296.352+170.856+4098.93=6538.39 梁G梁=1837.72+2537.048+132.38=4507.148 柱G柱=48×（4.8-0.08）×0.5×0.5×25=1416 墙 外墙：S总=（8.1-0.5）×(4.8-0.7)×12+(8.4-0.5)×（4.8-0.55）×10+（11.67×2-0.5×2）×（4.8-0.55）=804.615S窗=2.4×（11×2.4+6×3）=106.56S外墙=S总- S窗=804.615-106.56=698.055G外墙=5.275×698.055=3682.24 内墙S总=(4.8-0.55)×（8.4-0.5）×4+（6.3-0.5/2）×2+（8.4-0.12）×2+（4.8-0.7）× （8.1-0.24）×3+（8.1-0.5）×3=446.263S门=2.4×1.0×10=24S内墙= 446.263-24=422.263G内墙=2.93×422.263=1237.23 窗、门S窗=106.56G窗=0.40×106.56=42.624S门=24G门=0.2×24=4.8 楼梯S楼梯=3×（5.4×2.7+15×0.28×2.43）=74.358G楼梯=3.2×1.2×74.358=285.53 恒载计算：G=6538.39+4507.148+1416+3682.24+1237.23+42.624+4.8+285.53 =17713.962活载计算：G活=2×183.33+5×476.28+3.5×（92.61+74.358）+2.5×50.4+3.5×1280.916=7941.654总荷载计算：G10= G恒+50%×G活=17713.962+0.5×7941.654=21684.7892.4.3 2层下半层和1层上半层的计算室内外高差600，基础顶面距室外地面取为400因此，底层半柱长为：（5.4+0.6+0.4）/2=3.2 楼面、梁的计算同G25的计算 柱柱长 ： 3.2+4.8/2-0.08=5.52G柱=48×5.52×0.5×0.5×25=1656 墙 外墙S总=（8.1-0.5）×（3.2+4.8/2-0.7）×12+（8.4-0.5）×（3.2+4.8/2-0.55）×10 +（11.67×2-0.5×2）×（3.2+4.8/2-0.55） =976.287S窗=（11×2.4+6×3）×4.8/2-0.9+3.2-（5.4-2.4-0.9） =115.44S外墙=976.287-114.44=960.847G外墙=5.275×860.847=4540.97 内墙S总=（3.2+4.8/2-0.55）×（8.4-0.5）×4+（6.3-0.5/2）×2+（8.4-0.12）×2+（3.2+4.8/2-0.7）×（8.1-0.24）×3+（8.1-0.78）×3= 527.459S门=4.8/2+2.4-（5.4-3.2）×2.4×1.0×10+4.8/2+2.7-（5.4-3.2）×（3.6×3+1.5×3）= 106.77S内墙=527.459-106.77=420.689G内墙=2.93×420.689=1232.618 窗、门S窗=115.44G窗=0.40×115.44=46.176S门=106.77G门=0.2×106.77=21.354 楼梯G楼梯=3.2×1.2×74.358=285.53 恒载计算： = 905.196+9484.776+1837.72+2537.048+132.38+510+1658.47+548.83+10.8= 17625.22活载计算：= 0.5×2313.36=1156.68总荷载计算：G= +50%×=17625.22+0.5×1156.68=18203.56重力荷载代表值汇总 表23位置(层)1245自重（）22799.01321684.78918203.56第三章 水平地震作用分析3.1 梁的刚度与柱的刚度计算3.1.1 梁的刚度计算选用C40混凝土，弹性模量，计算梁线刚度考虑作用，边框梁取中框梁取，具体见表31：梁的线刚度表 表31截面跨度截面惯性矩边框梁中框梁9()()()()()0.3×0.711.678.57512.8633.58217.154.7760.2×0.558.42.774.1551.6085.545.630.3×0.78.18.57512.8635.1617.156.880.2×0.553.22.774.1554.225.545.630.2×0.555.62.774.1552.4115.543.2153.1.2 柱的刚度计算选用C50混凝土，弹性模量,柱的刚度计算表见 表32 所示。柱的线刚度 3.2 水平地震作用力计算该建筑高度为25.6米，小于40米，且质量与刚度沿高度均匀分布，故采用底部剪力法来计算水平地震作用。作用于屋面梁及各层楼面梁处的重力荷载代表值为：屋面梁处： =结构和构件自重+50%雪荷载； 楼面梁处： =结构和构件自重+50%活荷载；3.2.1 框架自震周期的计算 对于民用框架和框架抗震墙房屋，可以按经验公式计算 H-房屋主体结构的高度，H=25.6米B-房屋震动方向的长度，在计算横向水平地震作用时，为房屋宽 度取50.4米，在计算纵向水平地震作用时，为房屋的长度取56.7米。 柱的刚度计算表 表32层次层高（m）ICic(104KN/m)柱号K254.85.2083.74311.8380.4790.520.93423.6760.6481.2633.6760.6481.2643.6760.6481.2653.6760.6481.2663.6760.6481.2671.8380.4790.93416.45.2082.8112.4480.6630.2930.54624.8960.7820.64434.8960.7820.64444.8960.7820.64454.8960.7820.64464.8960.7820.64472.4480.6630.5463.2.2 多遇水平地震作用标准值及位移的计算由设防烈度为7度，场地土为II类，由建筑抗震设计规范（GBJ11-89）表4.1.4-1和表4.1.4-2。查得 则横向地震影响系数 T1=0.454>1.4 Tg=0.42，由抗震规范表4.2.1可知对于多质点体系，结构底部总横向水平地震作用标准值为： 按抗震规范式4.2.1-2和式4.2.1-2，4.2.1-3 算得的作用于各质点上横向水平地震作用标准值见表33。横向Fieik 的计算 横向地震作用力 表3-3层数()()(×103)(×103)()518203.5625.6466.0111652.7961333.24+229.56=1562.8421684.78920.8451.0441519.98321684.78916.0346.9571222.19221684.78911.2242.87924.4122799.0136.4145.914647.02同理，纵向自震周期 纵向地震影响系数 由于 结构底部总纵向水平地震作用标准值 3.2.3 框架梁柱线刚度计算框架梁：选用C40混凝土 纵向的计算见表3-4。 纵向水平地震作用剪力 表34层数()(×103)(×103)()518203.5625.6466.0111652.7961357.91+232.221590.13421684.78920.8451.0441546.52321684.78916.0346.9571243.22221684.78911.2242.87938.92122799.0136.4145.914657.4框架柱：选用C50混凝土 横向联系梁梁 底层柱子 其余各层柱 纵向框架梁 令 ，则其余各杆的相对线刚度为： 3.2.4 水平地震作用内力分析 柱的反弯点高度比按公式 ，计算各层柱的反弯点高度比 标准反弯点高度比的取值根据表3-2种计算的K值，结构总层数N=5,查框架承受到三角形分布水平作用力时值附表，得出表3-5中的值。 由于结构中上下梁线刚度相同，且上下层层高没有变化，故 标准反弯点高度比 表3-5柱号层次1234550.3920.450.3690.4380.3540.450.50.450.4880.42530.4920.50.4690.50.4520.50.50.50.50.510.6050.550.650.550.65 柱的反弯点高度比 选取F轴框架作内力分析，计算纵向水平地震作用下的弯距，剪力和轴力 1）计算层间地震剪力 楼层水平地震剪力计算图见图34。2）计算各柱所分配的剪力其中， ：第j层第k柱所分配到的剪力 ：第j层第k柱的侧向刚度值 第一层： 第二层： 第三层： 第四层： 第五层： 3）计算柱端弯矩，梁端弯矩 第五层： 第四层： 第三层： 第二层： 第一层： 柱端弯矩、梁端弯矩、梁端剪力、柱剪力和轴力图见图35、36、37所示。第四章 竖向荷载作用下框架的内力分析4.1 恒载作用下框架内力计算以F轴纵向框架为例，参照图3-14.1.1 荷载及计算简图 屋面恒载： 4.1 楼面恒载： 仓库 2.94办公室 3.12走廊、商场大厅 3.2卫生间 3.39外墙恒载： 5.275内墙恒载： 2.93 梁自重（考虑粉刷）见表41。 梁自重表 表41 梁截面 自重（考虑粉刷）300×7005.672200×5503.07 楼面荷载分配为等效均布荷载楼板为单向板，故沿长向不分配荷载，只有短向分配荷载。 短向分配荷载： 纵向框架上线荷载：第5层：梁自重（考虑粉刷） 5.672 屋面板不沿长向分配荷载 合计： 5.672第14层：梁自重（考虑粉刷） 5.672楼面板不沿长向分配荷载纵隔墙自重： 2.93×（4.8-0.7）=12.013 合计：17.685 KN/m 纵向框架梁上集中荷载 每跨框架梁上设两根次梁，次梁上的线荷载第5层：均布线荷载 梁自重（考虑粉刷）