上海市某区商业批发楼建筑毕业设计.docx
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上海市某区商业批发楼建筑毕业设计
上海市某区商业批发楼建筑毕业设计
第一章设计任务及要求
1.1设计原始资料
1.1.1工程概况
拟建上海市某区商业批发楼:
总建筑面积约3083.51㎡。
设计年限为50年。
结构类型:
框架结构5层,底层与顶层层高均为4.5m,第二至第四层层高均为3.6m,。
基础选用条形基础。
该商业批发楼主要用于堆放批发物品,各层楼都有一间接待办公室。
楼内设有两个楼梯与两部电梯,楼梯宽3.3m。
楼梯的布置均已符合消防、抗震的要求。
1.1.2自然条件
1、基本风荷载(由指导老师规定):
0.8KN/m
2、基本雪荷载(由指导老师规定):
0.8KN/m
3、地质、水文及气象资料:
(1)土质属一类地区,地面粗糙度属B类。
(2)海拔高度2.8m。
(3)常年东南风。
4、地震设计烈度(由指导老师规定):
按8度抗震防设,抗震等级为二级。
1.2建筑设计任务及要求
1、任务:
根据施工概况进行建筑物的整体设计,将建筑物的各层平、立,剖,以及详图绘成电子图纸。
2、要求:
准确的描述设计的建筑物的功能,并结合所学过的知识进行设计、计算。
1.3结构设计任务及要求
1、任务:
在完成建筑物的建筑设计之后,进行结构的承载力计算,进行建筑物各承重构件的正截面,斜截面等计算。
2、要求:
根据所学过的专业知识进行构件的计算,并且使建筑物可以满足所需要的功能,使用年限,经济指标,抗震要求等。
第二章建筑设计总说明
2.1平面设计
2.1.1平面布置
1、总平面布置:
根据所需要建设的批发楼所处的位置,将对所要建设的商业批发楼进行施工平面布置,详图见建施总平面布置图。
2、建筑结构方案:
对于建筑物的土质和所在地区的抗震等要求,选择框架结构,和桩基础,具体见结构施工图。
3、平面组合:
对于批发楼来说,首先要保证其用途,并且符合经济合理的要求,在平面布置上符合抗震和消防的要求,已经在批发楼适合的位置设置抗震缝。
在消防方面,楼梯的布置和走廊的长度、宽度均已符合设计规范要求。
4、交通组织及防火疏散设计:
在垂直的交通方面,在适合的位置都已设置了楼梯,并加设了消防通道。
考虑到防火疏散的要求,批发楼的走廊适当的放宽。
并且已在大楼进口设置了残疾人坡道。
5、采光通风:
对于该建筑物的性质,所以将窗台安排到适当的高度,以保证有足够的采光,通风畅通。
2.1.2柱网布置
纵向选择6.0m的柱距,横向选择6.6m的柱距,走廊选择3.3m的柱距。
2.2剖面设计
2.2.1房间各部分高度详
1、层高:
底层至四层层高3.6m,顶层层高4.5m。
2、室内外高差:
0.45m。
3、窗面及窗高:
窗面为5.5m,窗高为2.4m。
2.2.2屋面构造说明
图2.1不上人屋面的做法
2.2.3楼面构造说明
图2.2楼面的做法
2.3墙体构造设计
1、外墙面
(1)外墙涂料两度刷面
(2)20厚水泥砂浆找平
(3)240厚双面粉刷多孔砖墙
2、内墙面
(1)内墙涂料三度刷面
(2)20厚水泥砂浆找平
(3)240厚多孔砖墙
第三章结构方案设计说明
3.1结构方案的选择及结构布置
3.1.1结构方案的确定
考虑到钢筋混凝土框架结构建筑平面布置灵活,能够获得较大的使用空间,建筑立面容易处理,可以适应不同房屋造型,故本设计采用钢筋混凝土框架结构。
3.1.2基础类型的确定
因为框架跨度大,桩底荷载大,不易采用浅基础。
根据施工场地,地基条件,以及场地周围的环境条件,选择条形基础,因钻孔灌注桩泥水排泄不便,为了减小周围环境的污染,采用静力压预制桩,这样可以较好地保证桩身质量并在较短施工期内完成任务,同时,当地施工技术力量、施工设备及材料供应也为采用静压桩提供了可能性。
3.1.3结构布置
图3.1平面尺寸及柱网尺寸
3.2主要结构基本尺寸确定及截面几何特征
3.2.1主要结构的确定
该批发楼为五层框架结构
3.2.2框架
1、框架梁截面尺寸的确定
横向框架梁,考虑抗震,L=6600,选h=l/10=660,取h=650mm,b=250mm,此时h/b=2.6
纵向框架梁,考虑抗震,L=6000,选h=l/10=600,取h=600mm,b=250mm,此时h/b=2.4
走道梁,L=3300,选h=l/10=330,取h=500mm,b=250mm,此时h/b=2.0
次梁,h=450mm,b=200mm
梁截面尺寸及各层混凝土强度等级表3.1
层次
混凝土强度等级
横梁(b*h)
纵梁(b*h)
AB,CD跨
BC跨
2-5
C30
250*650
250*500
250*600
1
C30
250*650
250*500
250*600
2、框架柱截面尺寸确定
b*h=500mm*500mm,N=10.6*6*6.6*5=2098.8KN,扩大1.1倍,有N=2308.7KN
N≤Aλfc=500*500*0.8*14.3=2860KN>2308.7KN所以,符合要求。
3、楼板材料及截面尺寸
双向板短向跨度l1=3.3mm,当取构造厚度h=100mm时,则h/l=100/3300=1/33,满足板的最小高跨比的要求,故可选h=100mm
4、材料选择
除基础垫层混凝土选用C10外,基础及以上各层混凝土强度等级均选为C30
图3.2框架截面尺寸
第四章结构方案设计计算
4.1荷载计算
4.1.1屋面及楼面的永久荷载标准值
1、屋面框架梁线荷载标准值
SPS高分子防水层0.25KN/㎡
20厚1:
3水泥砂浆0.02×20=0.4KN/㎡
30厚细石混凝土找平0.03×24=0.72KN/㎡
膨胀珍珠岩砂浆(平均厚233mm)2.33KN/㎡
200厚水泥珍珠岩制品保温0.2×4=0.8KN/㎡
100厚现浇钢筋混凝土楼板0.1×25=2.5KN/㎡
V型轻钢龙骨吊顶0.25KN/㎡
屋面恒荷载合计7.25KN/㎡
边跨框架梁自重0.25×0.65×25=4.06KN/m
梁侧粉刷2×(0.65-0.1)×0.02×17=0.37KN/m
中跨框架梁自重0.25×0.5×25=3.13KN/m
梁侧粉刷2×(0.5-0.1)×0.02×17=0.27KN/m
因此,作用在屋面框架梁上线荷载为:
g5AB1=g5CD1=4.06+0.37=4.43KN/m,g5BC1=3.13+0.27=3.4KN/m
g5AB2=g5CD2=7.25×3.3=23.93KN/m,g5BC2=7.25×3.3=23.93KN/m
2、边跨楼面框架梁线荷载标准值
水磨石地面0.65KN/㎡
100厚现浇钢筋混凝土楼板0.1×25=2.5KN/㎡
混合砂浆板底抹灰0.35KN/㎡
边跨楼面恒荷载合计3.50KN/㎡
边跨框架梁自重及梁侧粉刷4.06+0.37=4.43KN/m
边跨填充墙自重0.24×(3.6-0.65)×19=13.45KN/m
墙面粉刷2×0.02×(3.6-0.65)×17=2.01KN/m
因此,作用在中间层边跨楼面框架梁上线荷载为:
gAB1=gCD1=4.43+13.45+2.01=19.89KN/m
gAB2=gCD2=3.5×3.3=11.55KN/m
3、中跨楼面框架梁线荷载标准值
水磨石地面0.65KN/㎡
100厚现浇钢筋混凝土楼板0.1×25=2.5KN/㎡
混合砂浆板底抹灰0.35KN/㎡
中跨楼面恒荷载合计3.50KN/㎡
中跨框架梁自重及梁侧粉刷:
3.13+0.27=3.41KN/m
因此,作用在中间层边跨楼面框架梁上线荷载为:
gBC1=3.4KN/mgBC2=3.50×3.3=11.55KN/m
4、屋面框架节点集中荷载标准值
边柱连系梁自重0.25×0.65×6.0×25=24.38KN
梁侧粉刷2×0.02×(0.65-0.1)×6.0×17=2.24KN
0.9m高女儿墙自重0.9×6.0×0.24×19=24.62KN
墙侧粉刷2×0.02×0.65×6.0×17=2.62KN
连系梁传来屋面自重1/2×6.0×6.0/2×7.25=65.25KN
顶层边节点集中荷载G5A=G5D=119.14KN
中柱连系梁自重0.25×0.5×6.0×25=18.75KN
梁侧粉刷2×0.02×(0.5-0.1)×6.0×17=1.63KN
连系梁传来中跨屋面自重1/2×(6.0+6.0-3.3)
×1.65×7.25=52.04KN
连系梁传来边跨屋面自重65.25KN
顶层中间节点集中荷载G5B=G5C=137.67KN
5、楼面节点集中荷载标准值
边柱连系梁自重24.38KN
梁侧粉刷2.24KN
塑钢窗自重5.5×2.4×0.45=5.94KN
窗下墙体自重0.24×1.2×5.5×19=30.10KN
粉刷2×0.02×1.2×5.5×17=4.50KN
窗边墙体自重0.5×(3.6-0.65-1.2)×0.24×19=4.0KN
粉刷0.5×(3.6-0.65-1.2)×0.02×2×17=0.60KN
框架柱自重0.5×0.5×3.6×25=22.50KN
粉刷(0.5+2×0.1)×0.02×3.4×17=0.81KN
连系梁传来楼面自重1/2×6.0×6.0/2×3.5=31.50KN
中间层边节点集中荷载GA=GD=126.56KN
中柱连系梁自重18.75KN
粉刷1.63KN
框架柱自重22.50KN
粉刷0.81KN
连系梁传来中跨楼面自重1/2×(6.0+6.0-3.3)
×1.65×3.50=25.12KN
连系梁传来边跨楼面自重31.50KN
中间层中间节点集中荷载GB=GC=100.31KN
6、边跨次梁节点集中荷载标准值
屋面:
25.85×6.0=155.10KN
楼面:
13.55×6.0=81.30KN
所以,恒荷载作用下的结构计算简图如图4.1(a)所示。
将三角形分布荷载化为等效均布荷载
q´5AB=4.43+17/32×23.93=17.14KN/m
q´5BC=3.4+5/8×23.93=18.36KN/m
同理,算出q´AB、q´BC,计算结果标于图4.1(b)
将集中荷载转化为均布荷载
屋面:
F=155.1+17.14×6.6=268.23KN
Qe=3F/2L=3×268.23/2×6.6=60.96KN/m
楼面:
F=81.3+26.03×6.6=253.1KN
Qe=3F/2L=3×253.1/2×6.6=57.52KN/m
(a)三角形分布下的计算简图
(b)等效荷载作用下的计算简图
图4.1恒载作用下的结构计算简图
4.1.2屋面及楼面的可变荷载标准值
1、屋面
屋面雪荷载(按50年考虑):
0.80KN/㎡(由指导老师规定)
屋面均布活荷载(按不上人考虑):
0.5KN/㎡
因为,屋面均布活荷载不应与雪荷载同时组合,所以按最不利情况进行荷载组合,屋面活荷载标准值为0.80KN/㎡.
2、楼面
按“商店”标准值取3.5KN/㎡
各荷载计算值计算过程如下:
q5AB=q5CD=0.8×3.3=2.64KN/m,q5BC=0.8×3.3=2.64KN/m
Q5A=Q5D=1/2×6.0×6.0/2×0.8=7.2KN
Q5B=Q5C=1/2×(6.0+6.0-3.3)×1.65×0.8+1/2×6.0×6.0/2×0.8=12.94KN
qAB=qCD=3.5×3.3=11.55KN/m,qBC=3.5×3.3=11.55KN/m
QA=QD=1/2×6.0×6.0/2×3.5=31.50KN
QB=QC=1/2×(6.0+6.0-3.3)×1.65×3.5+31.5=56.62KN
次梁传至集中荷载:
Q=11.55×6.0=69.31KNQ5=2.64×6.0=15.84KN
将图4.2(a)的三角形分布荷载等效成均布荷载,标于图4.2(b)
中跨:
q′5AB=5/8×2.64=1.65KN/mq′BC=5/8×11.55=7.22KN/m
边跨q′5AB=17/32×2.64=1.4KN/mq′BC=17/32×11.55=6.14KN/m
将集中荷载转化为均布荷载
屋面:
F=15.84+1.4×6.6=25.08KNQe=3F/2L=3×25.08/2×6.6=5.7KN/m
楼面:
F=69.3+6.14×6.6=109.8KNQe=3F/2L=3×109.8/2×6.6=24.96KN/m
活荷载作用下的结构计算简图如图4.2所示
(a)三角形分布下的计算简图
(b)等效荷载作用下的计算简图
图4.2活载作用下的结构计算简图
4.1.3梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算
顶层为:
屋面恒载(包括楼板、纵、恒梁自重)、50%屋面活荷载、屋面下半层柱自重及半层墙自重。
其他楼面层:
楼面恒载(包括楼板、纵、恒梁自重)、50%楼面活荷载、楼面下半层柱自重及半层墙自重。
G=G屋面板+G柱+G纵梁+G横梁+G次梁+G墙+G女儿墙+G门+G窗
G5=6.0+16.74+7.25+0.5×0.5×4.5/2×25×4+0.25×(0.6-0.1)×6×25×4+0.25×(0.65-0.1)×(6.6+6.6)×25+0.25(0.5-0.1)×3.3×25+0.2×(0.45-0.1)×6.0×25×2+5.24×(4.5/2×6×2-5.5×2.4/2×2+0.9×6×2)+0.45×5.5×2.4
=1222.4KN
G4=G3=G2=6.0×16.74×3.5+0.5×0.5×3.6×25×4+75+45.4+8.25+21+5.24×(3.6×6×2-5.5×2.4×2)+0.45×5.5×2.4×2
=691.1KN
G1=6.0×16.74×3.5+0.5×0.5×(1.8+2.3)×25×4+75+45.4+8.25+21+5.24[(4.05/2+1.8)×6×2]
=844.2KN
φQ5=0.5×6.0×16.74×0.8=40.2KN
φQ4=φQ3=φQ2=φQ1=0.5×16×16.74×3.5=468.7KN
4.2梁、柱线刚度计算
4.2.1梁、柱的线刚度
梁、柱线刚度计算表4.1
横梁
截面惯性矩I(
)
线刚度i=EI/L(KN·m)
相对线刚度i
1~5层梁
250×650³/12
=5.72×109
2×5.72×109/6600E=17.33×105E
1.000
走道梁
250×500³/12
=2.60×109
2×2.6×109/3300E=15.76×105E
0.909
2~4层柱
500×500³/12
=5.21×109
5.21×109/3600E=14.47×105E
0.835
顶层柱
5.21×109/4500E=11.58×105E
0.668
底层柱
5.21×109/4600E=11.33×105E
0.654
4.3水平荷载作用下的框架结构的内力和侧移计算
4.3.1各层重力荷载值计算
重力荷载代表值的计算表4.2
位置
5层
4层
3层
2层
1层
Gk(KN)
1222.4
691.1
691.1
691.1
844.2
φQk(KN)
40.2
468.7
468.7
468.7
468.7
GE(KN)
1262.6
1159.8
1159.8
1159.8
1312.9
4.3.2自震周期的计算
结构自振周期按顶点位移法计算,将各楼面处的重力荷载代表值Gi作为水平荷载作用在各楼层标高处,按弹性方法求得结构顶点的假想侧移,计算结果见表4.3。
Xi计算值表4.3
位置
G(KN)
VGi=∑Gi(KN)
Di(KN•m-1)
Xi=∑ΔXi(mm)
GiXi
(KN•m)
GiXi²
(KN•㎡)
5层
1262.6
1262.6
41838
30.1
38.0
1.144
4层
1159.8
2422.4
72979
33.1
38.39
1.271
3层
1159.8
3582.2
72979
49.1
56.95
2.796
2层
1159.8
4742.0
72979
65.0
75.39
4.90
1层
1312.9
6054.9
49002
123.6
162.27
20.06
∑=371.0∑=30.171
T1=2(∑Giui²/∑Giui)–½=2×(30.171/371)–½=0.570s
4.3.3水平地震作用及楼层地震剪力计算
根据设计条件,设防烈度8度,Ⅰ类场地,近震,查得特征周期值Tg=0.25s,水平地震影响系数最大值αmax=0.16
∴T>Tgα1=αmax(Tg/T1)0.9=0.16×(0.25/0.57)0.9=0.07
∵T1=0.57s>1.4×0.25s=0.35s
∴应考虑顶部附加水平地震作用,故顶部附加地震作用系数δn=0.08T1+0.07=0.08×0.57+0.07=0.116
Fi=(Gi*Hi)/(∑Gi*Hi)*FEK(1-δn)
Fek=α1Geq=0.07×0.85×(1262.6×1159.8×3+1312.9)=360.3KN
ΔFn=δnFek=0.116×360.3=41.8KN
各层横向水平地震作用标准值及楼层地震剪力表4.4
位置
Gi(m)
Xi(m)
GiHi(KN•m)
FEK(1-δn)
Fi(KN)
5层
1262.6
19.9
25126
318.5
152.6
4层
1159.8
15.4
17861
318.5
78.8
3层
1159.8
11.8
13686
318.5
60.4
2层
1159.8
8.2
9510
318.5
41.9
1层
1312.9
4.6
6039
318.5
26.6
∑GiHi=72222KN•m
∑Fi=360.3
弹性位移验算:
各层间弹性位移角均应满足位移角限值[Øe]=1/550的要求,计算结果见表4.5。
弹性层间位移验算表表4.5
位置
∑Fhk(KN)
∑Dji(KN•mm-1)
ΔUe
ΔUe/hj
[Øe]
5层
152.6
41.838
3.6
1/1250
1/550
4层
231.4
72.979
3.2
1/1125
3层
291.8
72.979
4.0
1/900
2层
333.7
72.979
4.6
1/800
1层
360.3
49.002
7.4
1/622
4.3.4水平地震作用下的框架内力计算
1、以所取一榀框架KJ-3为例,计算结果见表4.6。
各层柱剪力值表4.6
位置
5层
4层
3层
2层
1层
∑Fi(KN)
152.6
231.4
291.8
333.7
360.3
A柱剪力值
32.1
47.8
60.2
68.9
81.5
B柱剪力值
44.2
67.9
85.7
98.0
98.6
2、各柱反弯点高度见表4.7
各柱反弯点高度表4.7
位置
5层
4层
3层
2层
1层
A柱
B柱
A柱
B柱
A柱
B柱
A柱
B柱
A柱
B柱
γ0
0.37
0.44
0.41
0.45
0.46
0.50
0.50
0.50
0.60
0.55
Y(m)
1.67
1.98
1.48
1.62
1.66
1.80
1.80
1.80
2.76
2.53
3、梁端弯矩按节点平衡条件,按梁线刚度大小分配,地震作用下框架M图见图4.3。
图4.3地震作用下框架M及V图(KN·m)
4、由V图作N图,见图4.4
图4.4地震作用下框架V及N图(KN)
4.3.5横向风荷载作用下的框架内力和侧移计算
1、风荷载的计算
由于是现浇框架,且每榀横向框架的侧移刚度都相同,即每榀框架承受风载的范围在水平方向为:
(3.3×2+6×5)/8=4.575m
根据基本参数,基本风压ωo=0.8KN/m2,按B类粗糙度,可查得风压高度系数μz在30、20、15、10和5m处分别为1.42,1.25,1.14,1.00和1.00,风荷载体型系数μz由相关规定可知,迎风面为Us=+0.8和背风面为Us=-0.5
风荷载标准值计算(左风)ωk=μs×μz×ωo×A
F5=0.8×(0.8+0.5)×1.25×4.575×(2.25+0.9)=18.73KN
F4=0.8×(0.8+0.5)×1.14×4.575×3.6=19.53KN
F3=0.8×(0.8+0.5)×1.14×4.575×3.6=19.53KN
F2=0.8×(0.8+0.5)×1.0×4.575×3.6=17.13KN
F1=0.8×(0.8+0.5)×1.0×4.575×(1.80+4.05/2)=18.20KN
图4.5集中风荷载(KN)
2、风荷载作用下的框架内力计算见表4.8
框架柱的剪力值计算表4.8
层数(∑F)
柱号
k=ib/2ic
αc=k/(2+k)
Di=αcic
Vi=D∑F/∑Di
5层
(F=18.73KN)
A5
1.497
0.428
0.286
3.94
B5
2.858
0.588
0.393
5.42
4层
(F=38.26KN)
A4
1.198
0.375
0.313
7.90
B4
2.286
0.533
0.445
11.23
3层
(F=57.79KN)
A3
1.198
0.375
0.313
11.93
B3
2.286
0.533
0.445
16.96
2层
(F=74.92KN)
A2
1.198
0.375
0.313
15.47
B2
2.286
0.533
0.445
21.99
1层
(F=93.12KN)
A1
1.529
0.575
0.376
21.07
B1
2.919
0.695
0.455
25.49
注:
1层k=∑ib/ic,αc=(0.5+k)/(2+k)
3、框架柱反弯点高度计算见表4.9
框架柱反弯点高度计算表4.9
层数
第五层(m=5,n=5,h=4.5m)
柱号
k
γ0
α1
γ1
α2
γ2
α3
γ3
y(m)
A5
1.497
0.370
1.0
0
—
—
1.250
0
1.670
B5
2.858
0.440
1.0
0
—
—
1.250
0
1.980
层数
第四层(m=5,n=4,h=3.6
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