土木工程毕业论文--某购物中心建筑设计和结构设计.doc

毕业设计报告或课题名称 某购物中心 专 业 土木工程 学生姓名 112222 学 号 1345465165651 指导教师 165415648 起讫年月 2016年11月 学习中心 新疆伊宁市市委党校 设计地点 新疆伊宁市 二一六年十一月摘 要本建筑为小型购物中心，采用现浇钢筋框架混凝土结构，独立柱基础。地面以上四层地下一层，营业厅和辅助用房按其使用功能的不同划分开。该工程总建筑面积4269.44，抗震设防烈度为七度，建筑抗震等级为二级，场地类别为II类，基本风压为0.7KN/，为丙类建筑。本设计的内容包括建筑设计和结构设计两个部分。建筑设计阶段进行了总体方案设计、平面设计、里面设计、剖面设计，以及屋面和一些细部大样的设计，共完成了建筑说明等十张手绘施工图。结构设计分为手算和电算两个部分。手算任务是进行结构平面布置、估算界面尺寸等工作，并完成了十幅结构施工图，电算任务、楼梯、基础结构设计均采用CAD绘图，共完成了 张结构图和计算书一份。通过对购物中心楼层平面图、剖面图、构造图的绘制和结构设计，熟悉看设计的全过程，掌握了结构设计计算的基本方法，较好地完成了毕业设计任务，同时，对这些年所学的专业知识和基本概念有了更深的理解，从而提高了分析和解决实际问题的能力。关键词：毕业设计；购物中心；建筑设计；结构设计Abstract The subiect of this design is a small shopping center,adopting to reinforced concrete frame structure independent pillar foundation.There are four stories above the ground and layer under the ground.The business hall and the assistance space aer separated by their different usage. The total area of tthis building is 4269.44.The seismic fortification is 7。The reference snow pressure is 0.7KN/,construuct for C。 The design is divided into two parts,one is architectural design and the other is stuctural design. The architectural design has the conceptual plae design,the cross section design,the final result of the design including:10 pieces of architecture drawing,5 pieces of structure construction drawing,and a copy of calculation book. The misson by hand is to arrange the planning,to estimate the size of different members,ang give out eight pieces of structure design.In the design, the computer aided design helps to establish the modle and then calculate the inner forces.After all of this, select several individual members to be designed by hand.The stairs and the base were calculated and design by the software of LTCAD and JCCAD. The graduation design offers me a chance to more acquaint with whole processes of the design. And at the same time,i have deeper comprehension with the basic concept of professional knowledge,and also it prompted my ability to face and solve the practical prlbiems.Key words:graduation design;Shopping center;structural design目 录第一部分 工程概况及设计内容.4第二部分 工程概论及结构布置说明.7第三部分 结构设计计算.81、 构件尺寸确定及荷载清理.82、 板的设计.113、 次梁的设计.164、 框架内力计算.235、 内力组合.496、 梁柱配筋计算.807、 独立柱基的计算.888、 楼梯设计.939、 参考文献.6第一部分 设计任务书一、基本要求1、材料说明：（1）混凝土强度等级；不同的结构及构件采用的混凝土详见各参考资料梁、板混凝土取同一强度等级C30基础、柱混凝土常采取同一强度等级C30，若基础强度等级小于柱，基础应做局压验算。柱混凝土强度等级可以比梁高一个等级。（2）钢筋板中钢筋选HPB300级热扎钢筋，HRB400级热轧钢筋，目前一般选用HPB300级钢筋，若板厚较大，可选用HRB400级钢筋，支座负筋最小直径为8mm，分布筋与受力钢筋同强度等级。梁，柱钢筋：纵向受力钢筋选用HRB400级热轧钢筋，HRB500，RRB400，RRB500，目前广泛采用HRB400。楼梯钢筋：楼段板厚小于120mm，选用HRB300级热扎钢筋，若梯段板厚大于120mm，选用HRB400级热扎钢筋，中间平台板钢筋等级同梯段板。箍筋及构造钢筋；宜采用HPB300级热扎钢筋抗扭钢筋：强度等级同构件中的受力钢筋。2.荷载取值：见建筑结构荷载规范（GB50009-2012）3.通过毕业设计达到的目的（1）综合运用所学知识，设计计算，计算机应用的能力。（2）掌握建筑结构计算全过程及基本方法。（3）了解掌握本设计有关的规范和规定，并在设计中正确运用。（4）正确选择合理的结构形式，结构体系和结构布置，掌握建筑结构的计算方法和基本构造要求。（5）毕业设计图纸应能较好地表达设计意图，图面应布置合理，正确清晰，符合制图标准及相关规定。（6）毕业设计说明书内容完整，计算正确，论述简洁，文字整齐。二、结构设计内容根据建筑图进行结构设计方案确定及结构各构件布置，对结构构件进行计算，绘制结构施工图，编写结构计算说明书。1. 确定结构设计方案及结构各构件布置。（1） 框架结构中柱网，梁格布置。（2） 楼盖结构中梁、板的布置。（3） 基础形式，材料选型及布置。（4） 各种结构的一般规定，主要构造措施及特殊部位的处理2. 各结构构件设计计算；（1） 电算采用PKPM进行结构计算，要求用一周时间完成全套的结构图。（2） 手工计算设计的内容。（3） 要求手工计算采用的混凝土和钢筋的强度等级必须与PKPM电算采用的砼和钢筋的强度等级一样。（4） 钢筋砼框架结构； 结构布置及梁板柱构件截面尺寸确定。 现浇楼（屋面）板配筋，连梁配筋。 自选一榀框架进行计算，内容包括清理荷载，竖向水平荷内力分析，对一根梁及一根柱进行内力组合及配筋计算，对梁进行裂缝和挠度验算。 基础设计选取一个柱下独基进行设计，根据PKPM软件成果进行框架柱下独基设计及基础平面布置。 楼梯设计：进行一部现浇楼梯设计计算，所有必须与PKPM采用信息一样。 结构构件的相关构造措施。三、结构施工图1.结构设计总说明2.一张基础平面3.绘制结构平面布置及板配筋图4.绘制梁配筋图5.绘制楼梯配筋图6.其余的PKPM由电算后的结构图机绘四、编制结构计算设计书及图纸的有关要求1.本工程的设计摘要2.目录3.毕业设计任务书的内容4.本工程概况及结构设计方案布置说明5.结构设计计算书正文五、毕业设计成果1.一套结构施工图；结构设计总说明；基础平、剖面图；各层楼盖结构布置图，现浇梁配筋图，一榀框架配筋图；楼梯结构配筋图、各类构件大样图。六、参考文献1混凝土结构设计原理 第4版 沈薄生 混凝土结构设计 第2版 向明胜混凝土结构设计 第4版 沈薄生土力学与地基基础 程建军高层建筑结构 第3版 吕西林 抗震结构设计 第3版 李国强钢筋砼构造手册 PKPM软件使用说明 2.规范 规范结构设计统一标准 GB5009-2010建筑结构荷载规范 GB50068-2010混凝土结构设计规范 GB50010-2010建筑抗震设计规范 GB50011-2010建筑地基基础设计规范 GB50007-201010系列结构标准设计图集第二部分工程概况及结构布置说明一、 工程概况设计项目：某购物中心建设地点：新疆伊宁市结构类型：框架结构总建筑面积：4269.44，地上四层，地下一层地基承载力特征值：=300kn/设计地震分组；第二组，设计特征周期0.35s，基本地震加速度值0.15g，设防烈度7半。二、 气象条件 基本雪压：0.70KN/ 基本风压：0.50KN/ 地基土冻结深度：1.4m三、 结构布置说明根据建筑平面图进行结构布置，以柱的位置布置结构主梁，以墙的位置布置次梁。其结构布置如下图所示。第三部分结构设计计算一、 结构方案1、 截面尺寸的确定（1）KL h=()L=800450mm 取h=650mm b=(）h=325217mm 取b=300mm（2）CL h=（）L=667400mm 取h=500mm b=(）h=200300mm 取b=300mm2、 框架柱（1） 轴压比初估 Bchc=AcN=s12n=1.25(1214) 8851.11.0=52806160mmFc=14.310KN/m uc=0.75(二级)Ac= =N/3100.75=0.4930.58Bchc=0.710.76mm 取b=h=700mm(2)构件要求b400 ， b350 (满足)h（）H0=0.450.3m （满足）二、 荷载清理（1） 屋面荷载a 50厚直径1030卵石保护层 0.516=0.8KN/b 防水卷材SBS改性沥青防水卷材 0.4KN/c 20厚1:3水泥砂浆找平层 0.0220=0.04KN/d 膨胀珍珠岩制品100厚 0.14=0.4KN/e 30厚Lc50轻集料混凝土2%找坡层 0.0324=0.74KN/f 钢筋混凝土楼板130厚 250.13=3.25KN/j 楼板底抹灰20厚 0.0220=0.04KN/ 5.65KN/（2）楼面荷载a 50厚细石砼垫层 240.05=1.2KN/b 30厚聚苯乙烯保温层 0.50.03=0.015KN/c 10厚1:3水泥砂浆找平层 0.0220=0.04KN/d 钢筋混凝土楼板120厚 0.14=0.4KN/e 楼板底抹灰20厚 0.02220=0.44KN/ 4.81KN/(3)卫生间楼板a 铺5-10厚地砖地面 0.55KN/b 撒素水泥面(撒适量清水) 不计c 30厚1:30干硬性水泥砂浆结合层(内掺建筑胶) 0.6KN/d 1.5厚合成高分子涂膜防水层四周翻起150高0.14=0.4KN/e 1:3水泥砂浆找坡层最薄处20厚 0.02220=0.44KN/ f 120厚钢筋混凝土楼板 0.1225=3.0KN/ j 楼板底抹灰20厚 0.0220=0.0 5.19KN/(4)楼梯荷载 a 花岗石地面 280.015=0.4KN/ b 20厚水泥找平层 200.02=0.4KN/ c 120厚混凝土楼板 250.12=3KN/ d 20厚水泥砂浆粉刷层 200.02=0.4KN/ 4.22KN/ 2 外墙做法 贴面砖墙面a 陶粒混凝土砌块300厚 60.3=1.8KN/b 1:1水泥细砂勾缝 0.5KN/c 粘贴68厚面砖 0.5KN/d 35厚集合物水泥砂浆粘贴层 0.5KN/e 5厚1:2.5水泥砂浆找平 0.5KN/f 6厚1:1.6水泥石灰膏砂浆抹平扫毛 0.5KN/j 6厚1:0.5:4水泥石灰膏砂浆打底扫毛 0.5KN/h 墙面基层刷毛加气混凝土界面处理一道 0.5KN/I 考虑苯板保温 0.5KN/ 2.8KN/3 内墙做法 a刷无光油漆或乳胶漆 b 6厚1:2.5水泥砂浆压实抹光 200.018=0.36KN/ c 6厚1:0.5:4水泥石灰膏打底扫毛 200.018=0.36KN/ d 6厚1:1:6水泥石膏砂浆抹平 200.018=0.36KN/ e 加气混凝土界面处理剂一道 200.018=0.36KN/ f 陶粒混凝土砌块200厚 60.2=1.2KN/ 1.56KN/4 活荷(1)楼面活荷载标准值 2.0KN/(2)屋面雪荷载标准值 0.7KN/ (3)营业厅 3.5KN/(4)办公室 2.0KN/(5)卫生间 2.5KN/(6)楼梯 3.5KN/(7)电梯机房 7.0KN/三 现浇板的计算 A板:非上人屋面板(选取四层) (1)恒载标准值: 5.65 KN/ 活载标准值: 0.7 KN/ 恒载设计值: g=5.651.35=7.63 KN/ 合计: p=g=q=8.659 KN/ (2)按弹性理论计算 取荷载:g=g+=8.316+=8.659 KN/ q+ =0.343 KN/ (3)板的判定 =2 按双向板计算 双向板A弯矩计算 只有三边固定一边简支和四边简支两种情况(3)配筋计算B板：楼面板（选取2层）（1） 荷载计算 恒载标准值：4.81KN/ 活载标准值：3.51 KN/ 恒载设计值：g=4.811.2=5.772 KN/ 活载设计值：q=3.51.3=4.55 KN/（2） 按弹性理论计算 取荷载g=g+=5.772+=7.522 KN/ q=1.75 KN/只有四边固定和四边简支两种 表3 C：卫生间（选取2层）（1） 荷载计算 恒载标准值：5.191.75 KN/ 活载标准值：2.51.75 KN/ 恒载设计值：1.25.19=6.2281.75 KN/ 活载设计值：1.32.5=3.25 KN/ 合计：g+q=9.478 KN/（2） 按弹性理论取荷载g=g+=6.228+=7.853 KN/ q= = =1.625 KN/（3） 二邻边固定，二邻边简支和四边简支四 次梁的计算1 单跨次梁的计算（1）计算简图 图7（2）荷载清理营业厅活载标准值： qk=3.53.62=7.875 KN/m楼面板恒载标准值： gk= 3.64.812=10.83 KN/m次梁自重：g=25 （0.5-0.12）0.3=2.85 KN/m合计： gk= qk+g=13.68 KN/m 效应组合g+q=1.2 gk+1.4 qk=1.213.68+1.47.875=27.5 KN/mg+q=1.35 gk+1.40.7 qk=1.3513.68+1.40.77.875=26.2 KN/m取g+q=27.5 KN/m（4） 内力计算次梁采用c30的混凝土，fc=14.3N/m,ft=1.43 N/m,钢筋选用HPB400级，fy=360 N/m 正截面承载力计算梁的计算跨度Lo= +=3.6-0.1-0.15+=3.5m101.025ln 取lo=1.025ln=1.0753.35=3.43m跨中按T形截面计算翼缘宽度为：bflo=3.43=1.125m=1125mm取ho=500-35=465mmhf/ho=0.2580.1 故取hf=1125mmfc bfhf（ho-）=1.431125120（465-60）=781.85 KN/m次梁截面按bh=500300 矩形截面：ho=500-35=465mmAmin=pminbh=0.2%300500=300 斜截面承载力计算a截面校核 hw/b=465/3004 0.25 fc ho=0.2514.3300465=498.7KNb 箍筋计算3. 多跨连续次梁的计算（1） 荷载清理营业厅活载标准值：3.5KN/楼面板恒载标准值：4.81KN/ 楼面板传来的荷载gk1=4.812=12.025KN/mqk= 3.52=8.75 KN/m次梁自重 gk=0.50.325=3.75 KN/m合计g= gk1+ gk=12.025+3.75=15.775 KN/mq=8.75 KN/m效应组合：g+q=1.215.775+1.48.75=31.18 KN/m g+q=1.3515.775+1.40.78.75=29.875 KN/m取g+q=31.18 KN/m计算简图边跨 lo=ln+=8000-120-150+=7790mm Ln+=8000-120-150+ =7790mm 1.025ln=1.025（8000-120-150）=7923.257790mm取 lo=7790mm内力及配筋计算 次梁跨中截面按T形截面计算，翼缘计算宽度按混凝土结构设计规范有bf /3=7790/3=2596.7mmbfb+sn=300+3879.8取ho=500-35=465mm，hf/ho=120/465=0.258大于0.1取bf=2596.7mm且fc bf hf（ho-）=14.32596.7120（465-）=1804KN/m次梁支座截面按bh=300mm500mm矩形截面计算，并取ho=500-35=465mm，支座截面满足i0.35，次梁受力纵筋采用HRB400级（ib=0.517，fy=360 N/m）斜截面受剪承载力计算hw/b=465/30040.25fcb=0.2514.3300465=498.7KN裂缝验算C30混凝土，ftk=2.0N/ m,HRB400级，Es=2.0 N/ mho=500-35=465mm，As=1571 m，Vi=V=1.0，deq=d/v=20mmCs=20+6=26mmPte=Hsq= N/ mWmax=1.9=0.310.4（满足）挠度验算E N/ m ho=465mmAs=1571 mBs=受压区未配筋=0，考虑荷载长期影响的刚度为Hf=一榀框架的计算一. 框架的计算简图及梁柱相对性刚度。（选取KJ-3）1. 基础顶标高为-4.9m，故底层柱高H=4.9m2. 砼强度为C30，柱梁强度为C30.LE=30.0K N/ m3. 主梁尺寸：300650（mmmm）柱的尺寸;650650(mmmm)4. 两侧有楼板：Ib=2.0Ir一侧有楼板：Ib=1.5Ir5. 除底层柱外，其他各层柱的线刚度均乘0.96. 弯矩传递：底层，其他层柱的线刚度：i=Ir=ir1梁的线刚度：i=，i=Ir=i1=i2=四层：框架荷载计算 框架梁自重 25 5.2286KN/m 梁侧粉刷 2（0.65-0.13）=0.3536KN/m 5.2286KN/m 900mm女儿墙自重 0.960.3=1.62KN/m板传至主梁上的均布荷载 横载 活载 次梁传给主梁的集中荷载 次梁自重 250.30.5=3.75KN/m 梁侧粉刷 2（0.5-0.13）0.0217=0.2516KN/m 横载 5.65224=56.5KN 活载 横载产生的集中力：56.5+（3.75+0.2516）4=72.5KN 横向主梁所受荷载传到柱 横载 活载 三层 框架梁自重 250.30.65=4.875KN/m 梁侧粉刷 2（0.65-0.13）0.0217=0.3536KN/m板传给主梁的均布荷载D-E 恒载 活载 A-D 恒载 活载 次梁自重 250.30.5=3.75KN/m梁侧粉刷 2（0.5-0.13）0.0217=0.2516KN/m次梁传给主梁的集中荷载D-E 恒 活 2A-D 恒 活 E 恒 墙自重 2.8 柱自重 0.65 女儿墙自重 1.624=6.48KN 框架梁自重加粉刷 5.22868=41.83KN 板传来的荷载 4.814=40.275KN 活 D 柱的自重 0.650.65（4.5-0.3）25=46KN 柱的粉刷 0.65（4.5-0.13）40.0217=3.86KN 墙自重 1.56（4.5-0.13）40.0217=3.86KN 框架梁自重加粉刷 41.83KN 板传来的荷载活载 A 恒 女儿墙自重2.8（4.5-0.13）0.38=29.37KN 框架梁自重加粉刷 41.83KN 板传来的荷载 活 一、 二层框架梁自重 250.30.65=4.875KN/m梁侧粉刷 2（0.65-0.12）0.0217=0.3604KN/m板传给主梁的均布荷载A- E之间板传至梁上的均布荷载恒 活 注：二屋顶上（C-D之间有墙） 1.56（4.5-0.65）=6.006KN/m则 C-D恒载：12.025+6.006=18.031KN次梁的自重加粉刷：3.75+0.2516=4.0016KN/m次梁传到主梁上的集中荷载恒 A-B C-E B-C 4+4.00168=142.8KN 活 A-B,C-E B-C 横主梁传给柱的集中荷载 恒 E柱 A柱 墙自重 2.8 柱自重 0.650.65（4.5-0.12）25=46.26KN 柱的粉刷 0.65（4.5-0.12）40.0217=3.87KN 框架梁自重加粉刷 5.22868=41.83KN 板传来的荷载 217.56KN C柱 B柱 柱自重 0.650.65（4.5-0.12）25=46.26KN 柱的粉刷 0.65（4.5-0.12）40.0217=3.87KN 框架梁自重加粉刷 5.22868=41.83KN 板传来的荷载 +=87.83KN 179.79KN D柱 柱自重 0.650.65（4.5-0.12）25=46.26KN 柱粉刷 3.87KN 框架自重加粉刷 41.83KN 板传来的荷载 236.26KN 活载 A、E柱 C、B柱 3.5 D柱 地下室（180mm厚板） 框架梁自重 250.30.65=4.875KN/m 梁侧粉刷 2（0.65-0.12）0.0217=0.3604KN/m板传给主梁的均布荷载 A-E 恒 活 次梁传到主梁上的集中荷载 A-B，C-E 恒 B-C 6.355 A-B,C-E 活 B-C 3.5横主梁传给柱的集中荷载 恒 E柱，A柱 墙自重 2.8（4.5-0.18）8=29KN 柱自重 0.650.65（4.5-0.18）25=6.3KN 柱的粉刷 0.65（4.5-0.18）40.0217=3.82KN 框架梁自重加粉刷 5.22868=41.83KN 板传来的荷载 247.38KN C柱，D柱 柱自重 45.63KN 柱的类别 3.82KN 框架梁自重加粉刷 41.83KN 板传来的荷载 281.93KN 活载 A,E 板传来的荷载 C,B + D 竖向荷载下的内力计算 1顶层 横载 g=g1+g2=5.2286+7.0625=12.29KN/m 弯矩 M= 计算各杆件的分配系数 U= u=u= U=3、 三层 g2横载g1=5.2286+14.125=19.35KN/m g2=5.2286+13.025=18.25KN/m 弯矩 M1= M2=