某商场建筑框架结构设计

　　摘   要

　　本设计是对某办公楼进行设计,内容包括建筑设计和结构设计两部分,结构形式采用现浇钢筋混凝土框架结构.建筑设计要求既符合美学要求又和所选择场地周围环境相适应的,而且需综合考虑了安全性、经济性及适用性等因素.

　　结构设计主要包括了结构概念设计和结构设计计算两部分组成,结构概念设计依次进行了体系的合理选择,结构平面布置,楼盖结构设计,基础形式的选择,结构构件尺寸的初步估计.结构设计计算首先应用结构分析软件PKPM 建立三维有限元模型进行结构分析,确定了结构概念设计的合理性.然后选取一层楼盖结构进行楼板和次梁的设计计算,以及选取一榀框架,对其在竖向荷载、地震作用、风载作用下进行内力分析,内力组合,最后进行截面设计.依据计算数据确定了PKPM建立的三维有限元模型的结构分析结果和配筋结果的合理性;最后进行了楼梯设计计算和地基基础设计,并使用AUTO CAD绘制结构施工图.

　　关键词:钢筋混凝土框架结构,建筑设计,结构设计

　　Abstract

　　This project is about the structural design of some Market building, including architecture design and structure design. Architecture design should make the building aesthetically acceptable and adaptable to the particular site chosen. Moreover, many factors such as safety, serviceability, economical and artistic problems should be taken into consideration.

　　In structural design, firstly, using "PKPM" establish the three-dimensional finite element model to prove the concept design of the structure is reasonable. Secondly, designing the beam-and-slab floor construction, which includes the design of the floor slab and the beam. Then, finishing the structural design of one piece of the frames, which includes : load calculation ;analysis of the internal force under the horizontal load and vertical load ;design of the section of columns and girders, etc. At last, compared with the result of three-dimensional finite element model, design the stairs and piled foundation, and finish construction drawings.

　　Key Words: reinforced concrete frame system; architecture design; structure design;

　　目录

　　摘   要…………………………………………………………………i

　　Abstract…………………………………………………………………ii

　　第一章  绪论…………………………………………………………………1

　　1.1工程概况…………………………………………………………………1

　　1.2工程地质条件…………………………………………………………………1

　　第二章  方案论述…………………………………………………………………2

　　2.1 建筑设计说明…………………………………………………………………2

　　2.2 结构设计说明…………………………………………………………………2

　　第三章 地震作用下框架结构分析……………………………………………………………3

　　3.1 重力荷载代表值的计算…………………………………………………………………3

　　3.1.1 构件的截面尺寸…………………………………………………………………3

　　3.1.2 荷载汇集…………………………………………………………………4

　　3.1.3重力荷载代表值的计算…………………………………………………………………5

　　3.2 水平地震作用下的框架变形与内力分析…………………………………………………6

　　3.2.1 框架梁、柱刚度…………………………………………………………………6

　　3.2.2 水平地震作用分析(采用底部剪力法)………………………………………………8

　　3.2.3 水平地震作用下框架内力分析(D值法)……………………………………………10

　　第四章 风荷载作用下框架内力分析…………………………………………………………17

　　4.1 风荷载计算…………………………………………………………………17

　　4.1.1 自然情况…………………………………………………………………17

　　4.1.2 风荷载计算…………………………………………………………………17

　　4.1.3 风荷载作用下框架内力分析(D值法)…………………………………………………18

　　第五章 竖向荷载作用下框架内力分析………………………………………………………25

　　5.1竖向荷载计算…………………………………………………………………25

　　5.1.1 永久荷载计算…………………………………………………………………25

　　5.1.2 活荷载计算…………………………………………………………………26

　　5.2竖向荷载作用下框架内力计算…………………………………………………………27

　　5.2.1 竖向荷载作用下框架的计算简图……………………………………………………27

　　5.2.2 竖向荷载作用下框架内力计算………………………………………………………30

　　第六章 内力组合…………………………………………………………………44

　　6.1 框架梁的内力组合…………………………………………………………………44

　　6.1.1 框架梁的控制截面…………………………………………………………………44

　　6.1.2 框架梁的内力组合…………………………………………………………………44

　　6.1.3 框架梁剪力设计值…………………………………………………………………47

　　6.2 框架柱的内力组合…………………………………………………………………48

　　6.2.1 框架柱的控制截面…………………………………………………………………48

　　6.2.2 框架柱的内力组合…………………………………………………………………48

　　6.2.3 框架柱剪力设计值…………………………………………………………………50

　　第七章 框架结构配筋计算…………………………………………………………………52

　　7.1 框架梁配筋计算……………………………………………………52

　　7.1.1 框架梁正截面配筋……………………………………………………52

　　7.1.2 框架梁斜截面配筋……………………………………………………55

　　7.2 框架柱配筋计算……………………………………………………………56

　　7.2.1 框架柱截面内力的调整…………………………………………………56

　　7.2.2 框架柱的配筋计算………………………………………………………57

　　7.3 现浇板配筋计算……………………………………………………………61

　　7.3.1 荷载计算…………………………………………………………………61

　　7.3.2 配筋计算…………………………………………………………………61

　　第八章 楼梯设计…………………………………………………………………63

　　8.1 说明…………………………………………………………………63

　　8.2 楼梯计算简图…………………………………………………………………64

　　8.3 楼梯构件设计…………………………………………………………………64

　　8.3.1 踏步板的内力及配筋计算…………………………………………………64

　　8.3.2 平台板的内力及配筋计算…………………………………………………65

　　8.3.3 平台梁的内力及配筋计算…………………………………………………66

　　第九章 独立基础设计………………………………………………………………67

　　9.1 说明…………………………………………………………………67

　　9.2 计算简图…………………………………………………………………68

　　9.3 计算过程…………………………………………………………………69

　　第十章 施工组织管理…………………………………………………………………72

　　10.1 总体部署…………………………………………………………………72

　　10.2 工程的管理组织…………………………………………………………………73

　　10.2.1 项目管理班子主要管理人员…………………………………………73

　　10.2.2 项目部主要管理人员及职能部门职责………………………………………73

　　10.3 施工准备…………………………………………………………………74

　　10.4 施工顺序…………………………………………………………………74

　　10.4.1 施工原则…………………………………………………………………74

　　10.4.2 基础工程施工顺序…………………………………………………………………75

　　10.4.3 主体工程施工顺序…………………………………………………………………75

　　10.4.4 屋面工程施工顺序…………………………………………………………………75

　　10.5 分项工程施工技术及参数………………………………………………………75

　　10.5.1 土方与基础工程施工方案………………………………………………………75

　　10.5.2 主体结构施工方案…………………………………………………………………81

　　10.5.3 主要装饰工程施工方案…………………………………………………………90

　　10.6 施工进度计划…………………………………………………………………94

　　10.6.1 编制依据…………………………………………………………………94

　　10.6.2 划分施工项目…………………………………………………………………95

　　10.6.3确定进度计划…………………………………………………………………95

　　10.7 施工措施…………………………………………………………………95

　　10.7.1安全技术措施…………………………………………………………………95

　　10.7.2 文明施工措施…………………………………………………………………97

　　10.7.3 雨季施工措施…………………………………………………………………98

　　第十一章 结论与展望…………………………………………………………………103

　　参考文献…………………………………………………………………104

　　致  谢…………………………………………………………………105

　　第一章  绪论

　　1.1工程概况

　　本设计是对某商场进行设计,内容包括建筑设计和结构设计两部分,结构形式采用现浇钢筋混凝土框架结构.设计原始资料为:

　　层高:4.5m

　　建筑层数:4层

　　总高度:19.00m

　　总建筑面积:5000㎡

　　建筑物安全等级:二级

　　建筑抗震设防类别:按7度近震设防,Ⅱ类场地土

　　基本雪压:

　　基本风压:

　　地面粗糙度:C类

　　1.2工程地质条件

　　本场地地质条件较好,无不良地质作用.场地地基土层可分为8层,自上而下为:层耕土、层粉土、层淤泥质粉质粘土、层粘土、层粉质粘土夹粉土、层粉质粘土、层粘土、层粘土.

　　地下水类型属孔隙潜水,主要接受地表水和大气降水补给,排泄方式主要为自然蒸发和侧向渗透.年降水量在1000mm左右,雨量分部平均以7月份最高,在200mm左右,12月份最少,在30mm左右.场地土和场地地下水对混凝土及钢筋混凝土结构中的钢筋均无腐蚀性,对钢结构具弱腐蚀性.

　　地基承载力特征值为200kPa

　　第二章  方案论述

　　2.1 建筑设计说明

　　建筑设计是在总体规划的前提下,根据设计任务书的要求,综合考虑其地理环境、使用功能、结构施工、材料设备、建筑经济及建筑艺术等问题,着重解决建筑物内部各种使用功能和使用空间的合理安排,建筑物与周围环境、与各种外部条件的协调配合,内部和外表的艺术效果,各种细部的构造方式等,创造出既符合科学性又具有艺术性的生产和生活环境.

　　建筑设计包括建筑的平面、剖面和立面设计.平面设计有使用部分和交通联系部分;剖面设计包括确定房间的剖面形状、尺寸及比例关系,确定房间的层数和各部分的标高,进行房屋竖向空间的组合;立面反映了内部空间的特征,应与平、剖面设计同时进行,并贯穿整个设计的始终.

　　2.2 结构设计说明

　　设计任务书中要求采用现浇钢筋混凝土框架结构.框架是由梁、柱构件通过节点连接形成的骨架结构,框架结构的特点是由梁、柱承受竖向和水平荷载,墙仅起维护作用,其整体性和抗震性均好于混合结构,且平面布置灵活,可提供较大的使用空间,也可构成丰富多变的立面造型.现浇钢筋混凝土框架的全部构件均在现场浇成整体,结构整体性好,抗震性能强,钢材用量省,构件尺寸不受标准构件限制,对房屋各种使用功能的适应性大.

　　结构布置:结构布置应尽量使得平面形状和立面体型简单、规则,使各部分刚度均匀对称,减少结构产生扭转的可能性;控制结构高宽比,以减少水平荷载下的侧移;尽量统一柱网及层高,以减少构件种类规格,简化设计及施工;房屋的总长宜控制在最大温度伸缩缝间距内,当房屋长度超过规定值时可设伸缩缝将房屋分成若干温度区段.

　　柱网布置:首先要满足生产工艺和其他使用功能的要求,其次是满足建筑平面功能的要求,还要力求做到柱网平面简单规则受力合理.

　　承重体系确定:柱网确定后,沿房屋纵横方向布置梁系,有三种承重体系:横向框架承重方案、纵向框架承重方案、纵横向框架混合承重方案.

　　梁、柱、板采用C30混凝土.

一层平面图


二层平面图


三、四层平面图


屋顶平面图


①-⑩立面图


建筑设计说明图


建筑总平面图


施工布置图


一、二、三层梁平法施工图

　　…………由于本文篇幅较长,部分内容省略,详细全文见文末附件

　　第十一章结论与展望

　　通过毕业设计,我巩固了大学四年所学的基础知识和专业知识,清楚地了解了结构设计的程序和要求.

　　结构设计是建筑物设计的一个重要组成部分,可以分为四个过程:方案设计、结构分析、构件设计、绘制施工图.

　　方案设计又称初步设计.结构方案设计包括结构选型、结构布置和构件的截面尺寸估算.

　　结构分析是要计算结构在各种作用下的效应,它是结构设计的重要内容,结构分析的正确与否直接关系到所设计建筑的安全及使用功能.

　　构件设计是对结构各部位做出结构设计.

　　绘制施工图是必不可少的环节,熟练使用AUTOCAD等绘图软件,绘制详细正确的施工图,是保证施工顺利进行的前提条件.

　　这次毕业设计,不仅锻炼了我的计算能力,提高了计算机运用能力,系统地回顾了大学所学的理论知识,更重要地是使我认识到自己所掌握知识的不足,促使我在以后的工作学习中更加注重提高自身水平,相信这对我会有极大的帮助.

　　致谢

　　本次设计是在×××老师的悉心指导下完成的.在设计过程中,老师不仅给予我设计知识上的帮助,及时纠正我的错误,提出极佳的建议,为我的毕业设计指明了方向,而且时常督促我,使我能够按时完成设计任务.老师的严谨和诲人不倦的学者风范使我受益匪浅.

　　同时也要感谢大学四年中教育我的各位老师,是你们使我掌握了牢固的理论知识,提高了我的实践能力.相信在以后的学习生活中,你们严谨治学,待人友善的生活态度将继续给我深远的影响.

　　毕业设计的顺利完成同时少不了各位同学所给予的指点和帮助,在此表示衷心的感谢.
　　参考文献
　　1)《建筑设计资料集》编委会主编.建筑设计资料集[M].第2版.北京:中国建筑工业出版社,1994
　　2)GB/T50001-2001.房屋建筑制图统一标准[S].北京:中国计划出版社,2002
　　3)GB/T50104-2001.建筑制图标准[S].北京:中国计划出版社,2002
　　4)GB/T50105-2001.建筑结构制图标准[S].北京:中国计划出版社,2002
　　5)GBJ16-87.建筑设计防火规范[S].北京:中国计划出版社,2001
　　6)GB50010-2002.混凝土结构设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2002
　　7)GB50009-2001.建筑结构荷载规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2002
　　8)GB50011-2001.建筑抗震设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2001
　　9)GB50007-2002.建筑地基基础设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2002
　　10)JGJ94-94.建筑桩基技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社,1995
　　11)同济大学等合编.房屋建筑学[M].第3版.北京:中国建筑工业出版社,1997
　　12)程文瀼等主编.混凝土结构(上、中册)[M].第2版.北京:中国建筑工业出版社,2002
　　13)杨位洸主编.地基及基础[M].第3版.北京:中国建筑工业出版社,1998
　　14)郭继武编著.建筑抗震设计[M].北京:中国建筑工业出版社,2002
　　15)包世华,方鄂华.高层建筑结构设计[M].第2版.北京:清华大学出版社,1990
　　16)国振喜编.简明钢筋混凝土结构构造手册[M].第2版.北京:机械工业出版社,2005
　　17)龚思礼主编.建筑抗震设计手册[M].第2版.北京:中国建筑工业出版社,2002
　　18)沈杰编.地基基础设计手册[M].上海:上海科学技术出版社,1995
　　19)王小红,罗建阳主编.建筑结构CAD-PKPM软件应用[M].北京:中国建筑工业出版社,2004