百花购物中心毕业设计计算书.doc

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1、学号：信阳师范学院毕业设计计算书专 业 土木工程 年 级 姓 名 设计题目 百花购物中心 指导教师 2012年 4月 25 日前 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。本组毕业设计课题为商场，题目自定。在毕业设计前期，我重温了结构力学、钢筋混凝土、建筑结构抗震设计等书本，并借阅了 抗震规范、混凝土规范、荷载规范等规范。在毕业设计中期，我们通过所学的基本理论、专业知识和基本技能进行建筑、结构设计。在毕业设计后期，主要进行设计手稿的电脑输入，通过老师的审批和指正，我圆满的完成了任务，在此表示衷

2、心的感谢。毕业设计的三个月里，在指导老师的帮助下，经过资料查阅、设计计算论文撰写以及外文的翻译，加深了对新规范、规程、手册等相关内容的理解。巩固了专业知识、提高了综合分进一步了解了Word、Excel的使用。在绘图时熟练掌握了AutoCAD、PKPM，提高了分析、解决问题的能力。所有这些都使我从不同方面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，辅以一些计算软件的校正。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。【内容摘要】：本设计主要进行了结构方案中框架2轴框架的结构设计。在确定框架布局之后，先进行了层间荷载代表值的计算，接着计算竖向荷

3、载（恒荷载、活荷载）作用下的结构内力，并且考虑地震作用力和风荷载的影响。内力组合是找出最不利的一组或几组内力组合。选取最安全的结果计算配筋并绘图。此外还进行了结构方案中的室内楼梯的设计（完成了平台板，梯段板，平台梁等构件的内力和配筋计算及施工图绘制）、楼盖的设计（完成了板的配筋和次梁的配筋）、基础的设计（完成了独立基础图）以及楼盖的设计。 【关键词】： 框架结构 结构设计 【Abstract】：The main design of the structure in the framework is to do the anti-seismic design in the longitudina

4、l frames of D-axis framework. In determining the framework of the layout, the first conducted on behalf of the load between the value of the calculation, and then calculated vertical load (constant load, the live load) under the structure of internal forces,and consider seismic force wind loads are

5、affected. Also in Xinyang, we can not consider seismic force wind loads are affected. Combination of internal forces is to identify the most disadvantaged group or several groups of a combination of internal forces. Select the most security and reinforcement Calculation of the results of graphics. I

6、n addition, the structure of the programmer in the design of indoor stairs (a complete platform boards, boards of the ladder, platform and other components of the beam internal forces and the reinforcement of calculation and mapping), floor design (of the plate to complete the reinforcement and The

7、reinforcement of the beam), based on the design (completion of an independent foundation) and floor design.【Keywords】：Frames structure, structural design目 录第一章 建筑设计说明1第二章 结构设计说明3第三章 结构布置4第四章 确定梁、柱尺寸4第五章 确定计算单元和计算简图7第六章 荷载计算7第七章 内力计算25第八章 内力组合34第九章 梁柱配筋42第十章 楼板设计50第十一章 楼梯设计51第十二章 基础设计53第十三章 参考文献56致谢

8、57 第一章 建筑设计说明建筑设计概况与主要建筑经济技术指标1、设计题目：百花购物中心2、建筑地点及拟建基地平面图本建筑位于信阳市市中心繁华区段，主要功能为销售民用百货。由主管批准拟建基地平面图见下图。 3、建筑技术条件 气象条件A.信阳地区基本风压0.35kN/m , 最大风级5-6级，全年主导风向东北风，夏季主导风向为南风； 基本雪压0.45kN/m；B.年降水量1100mm，日最大降水量160mm，每小时最大降水量为65mm/h，最大积雪深度为25cm；C.相对湿度 冬季49%，夏季56%。D.全年最高温度39，最低温度-6工程地质条件A.根据对建筑基地的勘察结果，地质情况见表 建筑地层

9、一览表(标准值) 表序号岩 土分 类土 层深 度 (M) 厚 度范 围 (M)地基承载力fk(kpa)桩 端阻力qp(kpa)桩周摩擦 力qs(kpa)1杂填土0. 0-0.5 0.52粉 土0. 51.5 1.0 120 103中 砂1.5-2.5 1.0 200 254砾 砂2. 56.5 4.0 300 2400 305圆 砾6.512.5 6.0 500 3500 60 注：地下稳定水位距地坪8 M以下。 表中给定土层深度由自然地坪算起。 B.建筑地点冰冻深度：0.5 M； C.建筑场地类别：类场地土； D.地震设防烈度：7度。4 .建筑规模建筑面积约为7182.90 m2，占地面积为

10、1197.15m2, 共六层，总高为31.200m,一层至五层层高4.8m，六层层高为4.2m。建筑总长48.25m,总宽为33m。6. 建筑内容（1） 平面功能分析本建筑设计有四个入口，两个主入口，两个消防通道，一个进货入口，电梯一个，楼梯四个，自动扶梯两个，位置明显，具体做法详见建筑施工图。（2） 房间布置为满足各种房间的功能要求，底层和二、三、四、五层主要是营业用房，作为超市的主要场所，六层主要是仓库、宿舍、会议室及办公室，各层都布置有一个厕所；设计同时考虑了通风，采光等因素，且均符合规范要求。（3） 墙体与墙面1.除卫生间使用轻质隔墙外，其他墙体均采用普通砖墙（机器制普通砖，重力密度1

11、9KN/m3）2.墙体与柱的连接均符合规范要求3.墙面装修详见图纸（4） 门窗选用门窗选用详见图纸，墙面构造详见图纸。 楼板,地面及外墙的做法详见图纸。屋面及楼梯构造详见图纸。（5） 各种安全设施设有四个安全楼梯，满足防火疏散及安全规范。（6）补充说明 1.本设计中除标高以米作为单位外，其他均以毫米为单位。2.所有没有标注的门垛宽均为240mm。3.对有水房间的墙体下，均设200高的混凝土翻边，所有卫生间图中未标明者均低于同层楼面30mm，女儿墙用120厚混凝土压顶。4.其余相关说明详见图纸。5.设计中未尽事宜，请参照有关建筑规范施工。第二章 结构设计说明一. 设计资料水文及地质、气象资料（1

12、） 气温 最热月平均29.6，夏季室外最高温度39.8 最冷月平均8.4, 冬季室外最低温度-5.3（2）基本风压0.4KN/m2，最大风级7-8级，全年主导风向东北风，夏季主导风向为南风。基本雪压0.35KN/m2，年降水量1400mm，日最大降水量180mm，每小时最大降水量为40mm/h，最大积雪深度为25cm。（3）相对湿度 冬季49%，夏季56%（4）地质资料 建筑场地平坦，土层分布比较规律。自然地表1m内为填土，填土下层为3m厚砂质粘土，再下为砾石层。砂质粘土承载力特征值为250kN/m2，砾石层承载力特征值为300400kN/m2。（5）地下水位深约7m，无侵蚀性。在一般季节施工

13、可不考虑地下水的影响。类场地，冻土深度为18cm。（6）地震烈度 7度，设计基本地震加速度值为0.15g；二.结构选型1.结构体系选型对于层数不高的商场，可选用钢筋混凝土框架结构、混合结构、底层框架或内框架砖房结构。该建筑根据使用功能，房屋开间和跨度不大，且布置灵活。故选用框架结构。因为框架结构具有1.结构轻巧，便于布置。2.整体性比砖混结构和内框架结构好。3.可形成大的使用空间。4.施工较方便。5.较为经济。2.其他结构选型a.屋面结构：采用120mm现浇板作承重结构，屋面按上人屋面的使用荷载选用。楼层结构：所有楼板均采用现浇钢筋混凝土楼板作承重结构。b.楼梯结构：采用钢筋混凝土梁式楼梯。c

14、.屋面排水：女儿墙内排水。d.基础：因荷载不是很大，地基承载力较大，采用钢筋混凝土柱下独立基础。三.结构布置 标准层楼面及屋面结构布置图详见结构施工图四.框架结构计算1. 确定框架计算简图假定框架柱嵌固于基础顶面，框架梁与框架柱刚接。由于各层柱的截面尺寸不变，故梁跨等于柱截面形心轴线之间的距离。底层柱高从低于室内标高1100mm算至二楼楼面，室内标高+-0.000，二楼楼面标高为4.8m，故底层柱高为 5.90m。其余各层的标高从楼面算起至上一层楼面，即层高，二至五层均为4.8m，六层为4.2m。故可绘出计算简图如下图所示。框架梁柱示意图多层框架为超静定结构，在内力计算之前，要初步估算梁、柱的

15、截面尺寸及结构所采用的材料强度等级，以求得框架中各杆的线刚度线及其相对线刚度。2. 梁、柱的截面尺寸大致根据公式估算框架梁：h=1/151/10L b=1/21/3h框架柱：b=1/81/18H3. 计算线刚度运用公式i=EI/L计算，但在求梁截面惯性矩时考虑到现浇板的作用，梁的线刚度取为2i。4. 荷载计算荷载传递过程为：板次梁框架主梁 , 恒载与活载分开计算。5. 内力计算恒荷载和活荷载的内力计算均采用分层法分配法；活荷载满跨布置计算内力。 6. 内力组合求得各种情况的内力后根据最不利又可能的原则进行内力组合。当考虑结构塑性内力重分布的有利影响时，应在内力组合之前对内力进行弯矩调幅。由于构

16、件控制截面的内力值因该取支座边缘处，为此，进行组合后要计算各控制截面的内力值。7. 配筋计算根据内力组合所得各梁、柱截面控制内力值，分别进行正截面承载力，斜截面承载力计算。第三章 结构布置结构布置图，见结构施工图. 第四章 确定梁、柱尺寸一. 初估梁、柱截面尺寸：底层高度由梁轴线至基础顶面，所以底层柱高暂取h=4800mm+1100mm=5900mm1 框架梁：因为梁的跨度比较接近，可取跨度较大的进行计算。l=6300m，h=1/151/10L=420630 取h=600mmb=1/21/3h=300200mm， 故框架梁初选截面尺寸bh=250600mm 2 连系梁：h=600mm，b=25

17、0mm3 次梁：(因柱距为6600mm，大于板的经济跨度，故在垂直于框架梁方向增设一道次梁)h=（1/121/18）L=550370mm,取h=500mmb=（1/21/3）h=250167mm，取b=250mm故次梁初选截面尺寸bh=250500mm4 柱：b=（1/151/10）H=393590mm（H=5900mmm）初估柱截面尺寸： bh=500600mm柱惯性矩为：IA=1/12bh3=1/125006003=2.13109mm4二.梁、柱刚度计算(1)根据公式i=EI/L，可以得出梁、柱的刚度如下 梁： =2 =2 =14.2910-4故=2 =2 =14.2910-4柱：顶层=5

18、.0810-4 标准层=4.4410-4底层=3.6210-4 梁柱线刚度图另外：除底层柱外其他各层住的线刚度军乘以0.9，算得梁、柱的刚度标于下图：修正后的梁、柱刚度图（线刚度的单位为：10-4 ）(2)梁、柱相对刚度:令二、三、四、五层柱子线刚度i=1.0，则其余各杆件的相对线刚度为：六层柱：=1.143， 底层柱：梁：=3.573， 同理可得边框架梁相对线刚度为： =2.679 注：考虑整体现浇梁板结构中，板对梁的有利作用，中框架取，边框架取。 第五章 确定计算单元和计算简图一.框架结构的计算单元1. 确定框架结构计算单元选取如下2轴一榀框架进行计算。2. 框架结构计算简图确定框架结构计

19、算简图选图示的榀框架进行计算，假定框架柱嵌固于基础顶面，框架梁与框架柱刚接。由于各层的截面尺寸不变，故梁跨等于截面形心轴线之间的距离。底层柱高从低于室内标高1.100m计算至二楼楼面，室内标高0.000mm，故底层柱高为5.900m。其于各层的标高从楼面算至上一层楼面，即层高，分别为4.8m，4.8m,4.8m,4.8m,4.2m。第六章 荷载计算一. 恒荷载标准值计算1 屋面引用05ZJ中南建筑图集合订本屋8做法30厚250250，C20预制混凝土板，缝宽3-5，1:1水泥砂浆填缝铺25厚中砂二层3厚SBS或APP改性沥青防水卷材刷基层处理剂一遍20厚1：2.5水泥砂浆找平层20厚（最薄处）

20、1:8水泥珍珠岩找2%坡干铺120厚水泥聚苯板或150厚水泥珍珠岩板铺钢筋混凝土屋面板，表面清扫干净 共2.97KN/m2结构层：120mm现浇钢筋混凝土板 0.12m25KN/m3=3.0KN/m2抹灰层：15厚混合砂浆抹灰 0.015m17KN/m3=0.26KN/m2合计： 6.23KN/m22 标准层楼面引用05ZJ中南建筑图集合订本楼面11做法20厚大理石面层，水泥砂浆擦缝 30厚1：4干硬性水泥砂浆，面上撒2厚素水泥 素水泥浆结合层一遍 共1.16KN/m2结构层：120厚现浇钢筋混凝土楼板 0.12m25KN/m3=3.0KN/m2 抹灰层：15厚混合砂浆 0.015m17KN/

21、m3=0.26KN/m2合计： 4.42 KN/m2 3 梁自重轴F-G、G-H、H-J框架梁自重:bh=250mm600mm 25KN/m30.25m0.6m=3.75 KN/m侧面粉刷 217KN/m30.02m(0.6m-0.12m)=0.33 KN/m合计： 4.08 KN/m 次梁自重:bh=250mm500mm 25KN/m30.25m0.5m=3.13KN/m侧面粉刷 217KN/m30.02m(0.5m-0.12m)=0.26 KN/m合计： 3.39 KN/m 连系梁自重:bh=250mm600mm 25KN/m30.25m0.6m=3.75 KN/m侧面粉刷 217KN/m

22、30.02m(0.6m-0.12m)=0.33 KN/m合计： 4.08 KN/m 4 柱自重边柱 bh=500mm600mm25KN/m30.5m0.6m=4 KN/m侧面抹灰17KN/m30.02m=0.38 KN/m合计： 4.38 KN/m中柱 bh=500mm600mm25KN/m30.5m0.6m=4 KN/m侧面抹灰17KN/m30.02m=0.54KN/m合计： 4.54 KN/m5.女儿墙自重：（做法：墙高1200mm，120mm厚混凝土压顶，两侧均为20厚抹灰层）0.241.219+250.120.24+（1.22+0.24）0.0217=7.09KN/m二. 活荷载标准值

23、计算1. 屋面和楼面活荷载标准值根据荷载规范查得上人屋面: 2.0KN/m2楼面： 3.5KN/m2仓库： 5.0KN/m22. 雪荷载Sk=1.00.55KN/m2=0.55 KN/m2注：屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，两者取最大值三. 竖向荷载下框架受荷计算1.恒载计算（1）.屋面框架梁荷载标准值 板荷载传到次梁，次梁以集中力在传到框架梁屋面恒荷载 6.23KN/m2次梁自重 3.39KN/m因此，作用在顶层框架梁上的集中荷载为：框架梁自重(线荷载) KN/m墙自重(线荷载)：0.24（4.2-0.6）19=16.42 KN/m (2). 楼面框架梁荷载标准值楼面恒荷载 4.42KN/m2

24、次梁自重 3.39KN/m因此，作用在楼面框架梁上的集中荷载为框架梁自重(线荷载) 4.08 KN/m（3）.屋面框架节点集中荷载标准值 边柱连系梁自重 . 4.08KN/mx6.6m=26.93KN女儿墙自重： 7.096.6=46.79KN 连系梁传来屋面自重 6.230.56.60.56.3=64.76KN 总计 顶层边节点集中荷载 138.48KN 中柱连系梁自重 26.93KN连系梁传来屋面自重 6.233.36.3=129.52KN合计 顶层中节点集中荷载 =156.45KN （4）.楼面框架节点集中荷载标准值 第六层楼面框架节点集中荷载标准值 边柱连系梁自重 . 26.93KN

25、钢窗自重 2.11.20.45=1.13KN 墙体自重 0.24(6.6-0.4) (4.2-0.6)-1.22.1 19=90.29KN 粉刷 20.02(6.6-0.4) (4.2-0.6)-1.22.1 17=13.46KN 框架柱自重 4.384.2=18.40KN 连系梁传来楼面自重 4.420.56.60.56.3=50.12KN总计 第六层边节点集中荷载 200.33KN中柱连系梁自重 26.93KN连系梁传来楼面自重 4.426.63.15=100.25KN框架柱自重 4.544.2=19.07KN内墙自重 0.24(6.6-0.4) (4.2-0.6) 19=101.78KN

26、总计 第六层中节点集中荷载 =248.03KN第二、三、四、五层楼面框架节点集中荷载标准值边柱连系梁自重 . 26.93KN 钢窗自重 2.12.40.45=2.268KN 墙体自重 0.24(6.6-0.4) (4.8-0.6)-2.42.1 19=95.76KN 粉刷 20.02(6.6-0.4) (4.8-0.6)-2.42.1 17=14.28KN 框架柱自重 4.384.8=21.02KN 连系梁传来楼面自重 4.426.60.53.15=45.95KN总计 第五层J边节点集中荷载 206.21KNF边柱连系梁自重 . 26.93KN 框架柱自重 4.384.8=21.02KN 连系

27、梁传来楼面自重 4.426.60.53.15=45.95KN总计 第五层F边节点集中荷载 93.9KN中柱连系梁自重 26.93KN连系梁传来楼面自重 4.426.60.56.3=91.89KN框架柱自重 4.544.8=21.79KN第五层中节点集中荷载 =140.61KN注：二、三、四、五层结构布置图一样，故，这里的下标数字表示该层。另外，为了保证结构和荷载对称方便计算，将边结点不一样的荷载对称的取大一点的荷载处理。（5）恒荷载作用下的结构计算简图2.活载计算（1）屋面及楼面活荷载屋面活荷载 =2.06.60.53.15=20.79KN 2.06.60.56.3 =41.58KN2.06.

28、60.56.3=41.58KN 六层楼面活荷载 =2.56.60.53.15=25.99KN =2.56.60.56.3=51.98KN 2.56.60.56.3=51.98KN 五层楼面活荷载 =3.56.60.53.15=36.38KN =3.56.60.56.3=72.77KN 3.56.60.56.3=72.77KN注：二、三、四、五层结构布置图一样，故，这里的下标数字表示该层。因为计算单元楼面既有办公室又有走廊，故活荷载全部按2.5KN/m2计算。(2)活荷载作用下的结构计算简图 活载图(KN)四. 地震荷载。水平地震作用在房屋的纵向和横向，此次毕业设计以横向水平地震作用的计算为例说

29、明。对于高度不超过40m，以剪切变形为主，且质量和刚度沿高度分布较均匀的结构，可采用底部剪力法的简化方法计算水平地震作用。该方法将结构简化为作用于各楼层位置的多质点葫芦串，结构底部总剪力与地震影响系数及各质点的重力荷载代表值有关。为计算各质点的重力荷载代表值，本例先分别计算各楼层梁、板、柱的重量，然后按以楼层为中心上下各半个楼层的重量集中于该楼层的原则计算各质点的重力荷载代表值。 水平地震作用计算还涉及结构的自振周期，此次毕业设计采用假想顶点位移法确定。水平地震作用下内力及位移分析均采用D值法进行。1. 各层梁、柱、板自重标准值一、二、三、四层梁重力荷载标准值层数梁编号截面宽（mm）截面高（m

30、m）净跨长（m）（KN/m）数量（KN）（KN）1-4KL12506005.94.086144.431217.33KL22506005.94.086144.43KL32506005.94.086144.43次梁L2505006.23.3912252.222505005.93.39120.00TL2505003.23.39221.702505002.83.3919.50LL12506006.24.089227.66LL22506006.24.0810252.96五层梁重力荷载标准值层数梁编号截面宽（mm）截面高（mm）净跨长（m）（KN/m）数量（KN）（KN）5KL12506005.94.08

31、6144.431289.41KL22506005.94.0812288.86次梁L2505006.23.398168.142505005.93.397140.012505003.23.39110.85TL2505003.23.39221.702505002.83.3919.50LL12506006.24.087177.07LL22506006.24.0813328.85四层梁重力荷载标准值层数梁编号截面宽（mm）截面高（mm）净跨长（m）（KN/m）数量（KN）（KN）6KL12506005.94.086144.431297.87KL22506005.94.0812288.86次梁L25050

32、06.23.3915315.27TL2505003.23.39443.39LL12506006.24.087177.07LL22506006.24.0813328.85柱重力荷载标准值层数柱编号截面宽(mm)截面高（mm）净高（m）（KN/m）数量（KN）（KN）1KZ5006004.84.5430653.76653.762KZ5006004.84.5430653.76653.763KZ5006004.84.5430653.76653.764KZ5006004.84.5430653.76653.765KZ5006004.84.5430653.76653.766KZ5006004.24.5430

33、572.04572.04板重力荷载标准值层数板面积(m2) （KN/m2）（KN）（KN）1楼面540.544.422389.193158.69楼梯145.085.304769.502-4楼面540.544.422389.193158.69楼梯145.085.304769.505楼面623.704.422756.753085.17楼梯61.925.304328.42屋面685.626.234271.414271.41注：表中楼梯部分板的按楼面的1.2倍考虑。 2. 各层墙（外墙）自重标准值（1）女儿墙重 总长L=98.4m， 总重=98.4mx7.09 KN/m=697.66KN（2）六层墙重

34、 总长：226.2m， 总面积：226.2mx3.6m=814.32m2 门面积： 34.92 m2 窗面积 ：120.42m2 总重：G=（814.32m2-34.92m2-120.42 m2）x1.92KN/m2+34.92m2x0.2KN/m2+120.42m2x0.45 KN/m2=1326.41KN （3）二五层墙重 总长：117.6m， 总面积：117.6mx4.2m=493.92m2 门面积：11.7 m2 窗面积 ：114.12m2 总重：G=（493.92m2-11.7m2-114.12 m2）x1.92KN/m2+11.7m2x0.2KN/m2+114.12m2x0.45

35、KN/m2=760.45KN （5）一层墙重 总长：117.6m， 总面积：117.6mx4.2m=493.92m2 门面积：37.2 m2 窗面积 ：92.52m2 总重：G=（493.92m2-37.2m2-92.52 m2）x1.92KN/m2+37.2m2x0.2KN/m2+92.52m2x0.45 KN/m2=748.34KN 3. 各层(各质点)自重标准值（1）底层（墙+梁+板+柱） =5784.18KN（2）二四层（墙+梁+板+柱）=5790.23KN（3）五层（墙+梁+板+柱）=5973.71KN（4）六层（墙+梁+板+柱）=7158.96KN4. 重力荷载代表值计算 重力荷载

36、代表值G取结构和构件自重标准值和各可变荷载组合值之和，各可变荷载组合值系数取值为：雪荷载：0.35，屋面活载：0.5，按等效均布荷载计算的楼面活载系数：0.5（1）底层=5784.18KN+0.5x(0x5KN/+540.54X3.5KN/+145.08x3.5KN/)=6984.02KN上式=恒载+0.5x(仓库面积x5+楼板面积x3.5+楼梯面积x3.5)其中，所计算的抗震单元内无仓库，故仓库的面积为0.（2）二至四层=5790.23KN+0.5x(0x5KN/+540.54X3.5KN/+145.08x3.5K N/)=6990.01 KN（3）五层=5973.71KN+0.5x(224.64x5KN/+399.06x3.5KN/+61.92x3.5KN/) =7342.03 KN注：399.06=623.70-224.64。224.64为仓库面积。（4）六层=7158.96KN+0.5x685.62X2KN/=7844