1、本科毕业设计土木工程百货大楼设计1THEDESIGNOFADEPARTMENTSTOREBUILDING百货大楼设计1【摘要】本工程是关于宁波市区某商业街百货大楼的设计。设计建筑物为多层钢筋混凝土框架结构，共4层，总高度为186M，各层层高均为45M。百货大楼自身的属性要求其结构拥有良好的流通功能，以及人们在购物环境当中的舒适性，并且这些已经成为人们对百货大楼新需求。本设计框架结构正好满足了这些需求。整个框架计算使用PKPM软件，且对其中一榀框架进行了详细的计算。基础采用桩基础，桩采用端承摩擦桩。建筑绘图采用天正软件，结构绘图采用PKPM软件。【关键词】百货大楼；框架结构；结构布置THEDES
2、IGNOFADEPARTMENTSTOREBUILDING【ABSTRACT】THISPROJECTISABOUTTHEDESIGNOFDEPARTMENTSTOREBUILDINGLOCATEDINACOMMERCIALSTRIPOFNINGBODOWNTOWNTHEBUILDINGISAMULTILAYERREINFORCEDCONCRETEFRAMESTRUCTUREANDITHASFOURFLOORSTHETOTALHEIGHTIS186M,ANDEACH45MHIGHTHEATTRIBUTEOFADEPARTMENTSTOREBUILDINGREQUESTSFORTHEGOODCIR
3、CULATIONFUNCTIONOFTHESTRUCTUREANDTHECOMFORTOFPEOPLEINSHOPPINGENVIRONMENTTHESEREQUIREMENTSHAVEBECOMECOMMONPEOPLESNEWDEMANDFORDEPARTMENTSTOREBUILDINGTHISDESIGNFRAMESTRUCTUREJUSTSATISFYTHESENEEDSTHEWHOLEFRAMEWORKCALCULATIONUSEPKPMSOFTWARE,ANDONEPINOFTHEFRAMEWORKISDETAILEDCALCULATEDFOUNDATIONISUSEDPILEF
4、OUNDATION,THEPILEISUSEDENDCAPFRICTIONPILEARCHITECTURALDRAWINGISUSEDTIANZHENGSOFTWARE,STRUCTUREDRAWINGISUSEDPKPMSOFTWARE【KEYWORDS】THEDEPARTMENTSTOREFRAMESTRUCTURESTRUCTURELAYOUT3目录诚信承诺错误未定义书签。某百货大楼设计12THEDESIGNOFADEPARTMENTSTOREBUILDING21建筑说明611设计资料612平面设计6121总平面设计6122主要房间设计7123辅助房间设计713交通联系空间的平面设计71
5、31水平交通空间的平面设计8132垂直交通空间的平面设计814剖面设计8141层高的确定8142室内外高差的确定8143屋面排水设计8144楼梯剖面设计815立面设计8151体型9152墙体9153台阶916构造设计9161地面设计917门窗表（一层）102结构内力计算1021框架计算简图及梁柱线刚度10211确定框架计算简图10212框架梁柱线刚度的计算1122荷载计算12221恒荷载标准值计算12222活荷载标准值计算1423竖向荷载下框架受荷总图及荷载计算15百货大楼设计14231AB轴间框架梁荷载计算15232BC与CD轴框架梁荷载计算16233A轴柱纵向集中荷载计算16234B轴柱纵
6、向集中荷载计算17235C柱纵向集中荷载计算17236D纵向集中荷载计算1724风荷载计算19241风荷载作用下的位移验算19242风荷载作用下框架侧移计算2125抗震结构设计21251荷载分层总汇21252水平地震力作用下框架的侧移验算22253自振周期计算24254水平地震作用及框架侧移计算2426内力计算25261恒荷载标准值作用下的内力计算25262活荷载标准值作用下的内力计算27263恒载作用下的剪力计算31264活载作用下的剪力计算32265恒（活）荷载作用下的轴力计算3327框架在风荷载（从左向右吹）作用下的内力计算35271各柱反弯点高度计算35272框架各柱的杆端弯矩、梁端弯
7、矩计算3628框架在地震作用下的内力计算4029重力荷载代表值作用下结构内力计算43210内力组合482101内力计算时的正负号规定482102梁、柱内力组合48211梁、柱截面设计与配筋计算532111控制截面处内力计算532112梁截面设计552113柱截面设计60212楼面板、屋面板、次梁设计6352121屋面板设计632122次梁配筋计算64213基础设计682131地质资料692132确定桩型692133承台设计692135四桩承台722136基础梁配筋计算74（1）基础梁截面尺寸74（2）DL1配筋74参考文献75致谢错误未定义书签。百货大楼设计161建筑说明本建筑是某市某商业街某
8、百货大楼设计，主体为四层现浇钢筋混凝土框架结构，总高186米，属多层房屋。总建筑面积约8000平方米。11设计资料本建筑设计使用年限为50年；耐火等级为2级。基本风压04505KN/M2；基本雪压035KN/M2；降水量年平均降水量13419；水文地质地下水在地表以下080150M（随雨季月份变化1020M，稳定在220M左右）；建筑结构安全等级为二级；抗震设防烈度为6度，抗震等级二级；建筑场地类别为3类，建筑抗震设防类别为标准设防类（丙类）。工程地质资料土层土名及描述平均层厚（M）重度KN/M3极限侧阻力特征值（KPA）极限端阻力特征值（KPA）11杂填土1251875/12粉质粘土2151
9、87812/2淤泥质粉质粘土25418287/31A淤泥质粉质粘土夹粉土340181811/31B粉土7818751880032粉质粘土夹粉土255184012/33淤泥质粉质粘土98187514/41粉质粘土2885187012150012平面设计121总平面设计总平面布置的基本原则（1）应根据一栋楼或一个建筑群的组成和使用功能，结合所处位置和用地条件、有关技术要求，综合研究新建的、原有的建筑物、构筑物和各项设施等相互之间的平面和空间关系，充分利用土地，合理进行总体布局，使场地内各组成部分成为有机的整7体，并与周围环境相协调而进行的设计。（2）应结合地形、地质、气象条件等自然条件布置，有效组
10、织地面排水，进行用地范围内的竖向布置。（3）建筑物的布置应符合防火、卫生等规范及各种安全要求，并应满足交通要求。（4）建筑物周围布置应与城市主干道及周围环境相协调，合理组织场地内的各种交通流线（含人流、车流、货流等），并安排好道路、出入口，并考虑风向及人员出入的便利。（5）另外，总平面应设计合理，人流和车流不能相互交叉，并考虑一定面积的机动车和自行车停放面积。从以上原则考虑，结合已有建筑物和道路的布置，本建筑采用带圆弧“L”字体型，与周围其他建筑物的间距大于10M，满足以上原则和防火要求。主入口设在圆弧处，为了满足防火、紧急时刻人员疏散要求，本建筑在东西面各设一出入口。122主要房间设计主要房
11、间是各类建筑的主要部分，是供人们购物的必要空间，由于建筑物的类别不同，使用功能不同，对主要房间的设计也不同。但主要房间设计应考虑的基本因素仍然是一致的，即要求有适宜的尺寸，足够的使用面积，适用的形状，良好的采光和通风条件，方便的内外交通联系，合理的结构布置和便于施工等。因此，本建筑的柱网横向尺寸72M3，纵向尺寸6M9,外加L型短边横向尺寸6M3，纵向尺寸72M3及一个圆弧连接出入口。123辅助房间设计在本建筑中，辅助房间主要为卫生间、办公室消防间。卫生间的设计在满足设备布置及人体活动的前提下，应设在人流交通线上与走道及楼梯间相连处，如走道尽端，楼梯间即出入口或建筑物转角处，为遮挡视线和缓冲人
12、流，卫生间应设置前室，前室内设洗手盆和污水池，为了保证必要的使用空间，前室的深度不小于1520M，因此在卫生间面积较小时，以便随手关门，卫生间的门设置为弹簧门。在本建筑中，每层设男、女卫生间各一间，设在L型建筑物长端的东侧，男卫生间设5个单间，小便池6个，洗手盆3个，污水池1个；女卫生间设6个单间，洗手盆3个，污水池1个。男卫生间单间尺寸为800MM1200M，内开门；女卫生间单间尺寸800MM1200MM，内开门。13交通联系空间的平面设计主要房间和辅助房间都是单个独立的部分，而房间与房间的水平与垂直方向上的联系、建筑物室内外之间的联系，都要通过交通联系来实现。交通联系空间按位置可百货大楼设
13、计18分为水平交通空间（走廊），垂直交通空间（楼梯，坡道）和交通枢纽空间（门厅，过厅）。交通联系空间形状、大小、部位主要决定于功能关系及建筑空间处理的需要，设计时应主意交通流线简洁明确，对人流起导向作用。良好的采光、通风。重试安全防火，平时人流畅通，联系方便；交通联系空间的面积大，要有适当的高度和宽度。131水平交通空间的平面设计走廊起着联系各个房间的作用，走廊宽度的确定，应符合防火、疏散和人流畅通的要求，本建筑走廊轴线尺寸为2000M。走廊要求有良好的采光，本建筑设计只在一层设外廊。132垂直交通空间的平面设计楼梯是多层房屋的垂直联系和人流疏散的主要措施。由于该建筑物是百货大楼，按防火要求和
14、疏散人流，该建筑物设两部楼梯，楼梯采用平行双跑。为便于顾客通行，设自动扶梯一部。14剖面设计141层高的确定层高是剖面设计的重要依据，是工程常用的控制尺寸，同时也要结合具体的物质技术、经济条件及特定的艺术思路来考虑，既满足使用又能达到一定的艺术效果。本建筑为四层，层高确定为45M这样的房间高度比较合适些，给人正常的空间感觉，建筑高度为18M室内外高差045M。142室内外高差的确定为防止室内受室外雨水的流渗，室内与室外应有一定的高差，且高差不宜过大，若过大便不利于施工和通行，故设计室内外高差为045M，设置3级台阶，卫生间地表低于楼地面20MM，以防污水溢出，影响其他房间的使用。143屋面排水
15、设计本建筑设计中屋面利用材料找坡（23），采用有组织排水（女儿墙外排水），为了满足各个落水管的排水面积不大于200M2,共设5个落水管。因303044030603百货大楼设计156/03SSAA注11矩形应力图的强度与受压区混凝土最大应力CF的比值，取10。2AB，BC跨中钢筋全部伸入支座。3B经前面计算得0518。4跨中截面按T型截面计算01172032333FBLMM，0L为梁的净跨。屋顶层梁斜截面设计截面A支座加密区AB跨中非加密区B支座左加密区B支座右加密区BC跨中非加密区BH0300565300565300565300565300565不利组合控制截面V/KN151271512718
16、03216041604/REVKN1285812858153271532715327/GBVKN141481414814148调整剪力值12LRBBBGBNMMVVKNL230282302824049/REBVKN195741957420441截面尺寸验算002048477REBCCVFBH满足满足满足00042125SVREBTYAVFBHSFVH06850685068506850685箍筋直径8MM8MM8MM8MM8MM需配箍筋间距S/MM147147147147147实配箍筋8100/150（2）8200820062008100/150257箍筋最大间距8D,1/4HB,100的最小值
17、（MM）100/150200200100200配筋率1SVSVSNAB/034022034034022最小配筋率MIN028/SVTYVFF/019019019019019注GBV梁在重力荷载值作用下，按简支梁分析的梁端截面剪力设计值。1205GBVQQ活恒二、四层梁正截面设计截面A支座AB跨中B支座左B支座右BC跨中0/BHMMMM300565300565300565300565300565控制截面M/KNM30698928730852295213134REM/KNM23024928723139221413134210RESCMFBH01680009016901610013112S01850
18、30320304103注11矩形应力图的强度与受压区混凝土最大应力CF的比值，取10。2AB，BC跨中钢筋全部伸入支座。3B经前面计算得0518。4跨中截面按T型截面计算01172032333FBLMM0L为梁的净跨。二、四层梁斜截面设计截面A支座加密区AB跨中非加密区B支座左加密区B支座右加密区BC跨中非加密区BH030056530056530056530056530056559不利组合控制截面V/KN156315631677316301630/REVKN1328613286142571385513855/GBVKN123701237012370调整剪力值12LRBBBGBNMMVVKNL2
19、35612356123347/REBVKN200272002719845截面尺寸验算002048477REBCCVFBH满足满足满足00042125SVREBTYAVFBHSFVH06850685068506850685箍筋直径12MM12MM12MM12MM12MM需配箍筋间距S/MM147147147147147实配箍筋122002122002102002122002122002箍筋最大间距8D,1/4HB,100的最小值（MM）200200200200200配筋率1SVSVSNAB/034022034034022最小配筋率MIN028/SVTYVFF/019019019019019注GB
20、V梁在重力荷载值作用下，按简支梁分析的梁端截面剪力设计值。1205GBVQQ活恒百货大楼设计1602113柱截面设计柱钢对称配筋，纵筋采用HRB335级钢筋混凝土保护层厚度取30MM，MMAS40柱弯矩设计值取21RBRBCMMM设计采用MAXM，MINMAX,NN为组合目标的三组内力进行计算，计算结果见下表一层中柱（B）正截面配筋计算表位置一层柱组合MAXMMAXNMINNBHMMMM600600600600600600有无地震组合有无无内力组合弯矩/KNM33027446709/NKN250705339905230448轴压比要求BHFNNCMAXV2967V2967V2967V070BH
21、FT831V831V831V831V箍筋肢数、直径2626262621MMNAASVSV566566566566TYVSVBFFAS24017317317317367实配钢筋面（2MM）150150150150注上表中070BHFTV，按构造要求配筋，最小配箍率为1MIN024TSVYVFF1MINSVSVSVABS跨中箍筋按构造要求配筋，间距S250MM。（2）楼面次梁设计荷载组合设计值12115313772385KNGQM剪力计算跨度取净跨，计算简图如图内力计算见下表楼面次梁弯矩计算表截面边跨中第一内支座中间跨中中间支座弯矩系数1111111161162MGQLKNM74207420484
22、35535楼面次梁剪力计算表截面边支座第一内支座（左）第一内支座（右）中间支座剪力系数04506055055LNKNQGV6118815774777477注753006LNM楼面次梁正截面承载力计算表58505850570057005700百货大楼设计168截面边跨中第一内支座中间跨中中间支座MKNM7420742048435535020CMBHF0016015100100105002110016V2967V2967V2967V070BHFT831V831V831V831V箍筋肢数、直径2626262612SVSVANAMM566566566566TYVSVBFFAS2401731731731
23、73实配钢筋面（2MM）150150150150注上表中070BHFTV，按构造要求配筋，最小配箍率为1MIN024TSVYVFF1MINSVSVSVABS跨中箍筋按构造要求配筋，间距S250MM213基础设计692131地质资料土层土名及描述平均层厚（M）重度KN/M3极限侧阻力特征值（KPA）极限端阻力特征值（KPA）11杂填土1251875/12粉质粘土215187812/2淤泥质粉质粘土25418287/31A淤泥质粉质粘土夹粉土340181811/31B粉土7818751880032粉质粘土夹粉土255184012/33淤泥质粉质粘土98187514/41粉质粘土2885187016
24、15002132确定桩型根据地质勘察报告，桩端进入41淤泥质粉质粘土层，初估进入2M。根据图集03SG409，采用预应力混凝土管桩，桩径500MM。单桩承载力桩顶标高为20M，估计桩长从1层杂填土开始算起，进入41淤泥质粉质粘土层2M，桩长需2994M，实际桩长取30米。ISIPPPAALQUAQR1500X314X0252314X05X185X12254X7340X1178X18255X1298142X16294386556094998KN2133承台设计根据建筑桩基技术规范JGJ942008,PTC属于部分挤土桩，桩距S30D1500MM，承台高H800，C25级混凝土。承台下有100厚C
25、10素混凝土垫层，桩身进入承台50MM，详见基础施工图。承台选用C25级混凝土，HRB335级钢筋。2134两桩承台选取B轴与1轴相交处的柱下基础为例进行两桩承台设计（1）承台尺寸设计设计承台的埋置深度为160M，即承台底标高为205M（室外地坪标高为045M）。百货大楼设计170已知17771,646,184KKKFKNMKNMHKN则桩的根数8719894911777RAFNK，暂取2根；初选承台尺寸桩距S30DP300515M；承台尺寸初定为10002500承台高度H08M，钢筋保护层取50MM，则承台的有效高度H080050750MM。圆桩换算为方桩BP08D400MM。2桩顶荷载计算
26、取承台及其上土的平均重度为320/GKNM，则桩顶平均竖向力为QN1（FKGK）21（17771205102520）9398KNRA94998KN；QMAXQ2MAXIKKXXHHM（25151804186648939（99268KN0；满足要求。单桩水平力1KKHH/N184/292KN60KN，可以。相应于荷载效应基本组合时作用于柱底的荷载设计值为135135177712399113513564687211351351842484KKKFFKNMMKNMHHKN23991119962FNKNNMAXMAXMIN2287212484080751199620751199671412710/11
27、282IMHHXNNXKNKN3承台受冲切承载力验算柱边冲切23991023991LIFFNKN10HP71）取（小于202020000HAXX；12084000XX330750250000HAYY；5812084000YY000002221060015806002510127007549587223991XCXYCYHPTLBAHAFHKNFKN可以角桩冲切1210101010070,XXXXYYYYCCAAAA412056011XX；1912056011YY1211110MAX/2/214070025/21190700/210127007518935712710XYYXHPTCACAFHK
28、NNKN可以。4承台受剪承载力验算承台两个方向的截面受剪切承载力相同，验算如下剪跨比03337502500Y0Y0HA；）（）（0101618007508008004/14/10HHS剪切系数1458012075101X751X131301333075101Y751YKNHS01271KN751388750011270458101HBFX00TKNHS21128KN631250750011270313101HBFY00T满足要求。5承台受弯承载力计算计算截面处的弯矩设计值MKN859950611991MY260Y029627503000910859990MMMHFASY选用28223041MM
29、SA，即Y方向配22120X方向构造配筋12200，百货大楼设计172箍筋按照构造配10200。2135四桩承台选取B轴与3轴相交处的柱下基础为例进行两桩承台设计（1）承台尺寸设计设计承台的埋置深度为160M，即承台底相对标高为205M（室外地坪标高为045M）。已知33992,86,116KKKFKNMKNMHKN则桩的根数5939894923399RAFNK，暂取4根；初选承台尺寸桩距S30DP300515M；承台尺寸初定为25002500承台高度H800MM，钢筋保护层取50MM，则承台的有效高度H080050750MM圆桩换算为方桩08400PBDMM。2桩顶荷载计算取承台及其上土的平
30、均重度为320/GKNM，则桩顶平均竖向力为QN1（FKGK）41（33992205252520）9139KNRA94998KN；QMAXQ2MAXIKKXXHHM（2750475080611689913（91986KN0；满足要求。单桩水平力1KKHH/N116/258KN60KN，可以。73相应于荷载效应基本组合时作用于柱底的荷载设计值为135135339924588921351358611611351351161566KKKFFKNMMKNMHHKN4588921147234FNKNNMAXMAXMIN2211611566080751147234075114723804611552811
31、3918IMHHXNNXKNKN3承台受冲切承载力验算柱边冲切4588920458892LIFFNKN10HP3330750250000HAXX；5812084000XX0333750250000HAYY；5812084000YY00000221580602515806025101270075511683458892XCYYCXHPTLBAHAFHKNFKN可以角桩冲切1210101010070,XXXXYYYYCCAAAA0512056011XX；0512056011YY1211110MAX/2/2105070025/2105070025/210127007516502115528XYYXH
32、PTCACAFHKNNKN可以4承台受剪承载力验算承台截面受剪切承载力主要为Y方向的受剪，验算如下剪跨比与上冲垮比相同；）（取）（0106718007508008004/14/10HHS剪切系数百货大楼设计174131301333075101751YY；131301333075101751XXKNNYHS3622782KN63126750521270313101HBF00TKNNXHS623102KN63126750521270313101HBFMAX00T满足要求。5承台受弯承载力计算计算截面处的弯矩设计值MKN9894950989492MX260X346915073000910989499
33、0MMMHFASY选用210254908MMSA，即沿平行于Y方向配25250MKN9894950989492MY260X3469150730009109894990MMMHFASY选用210254908MMSA，即沿平行于X方向配25250。2136基础梁配筋计算取DL1为例进行基础梁计算，采用如下计算模型其中Q14515625KN/M20135（一层墙荷载基梁自重）采用C25混凝土，FC119N/MM2，HRB335钢筋，2YF300/MMN（1）基础梁截面尺寸梁宽取300MM，梁高取承台中心距的1/101/12取最长跨基础梁为计算对象，即对于中心距为7500MM的基础梁，取750MM，定
34、义为DL1。（2）DL1配筋取A35MM2SMIN02300750450MMA，752211MQL20153729487KNM111162262948710005211930071505112051120052097394871045463000973715SCOSSSYSOMAFBHAMAMMFH实配HRB335钢筋，2628SAMMSMINA，考虑到梁顶负弯矩的作用，采用对称配筋，梁下部也配HRB335钢筋。105201537272550707127300715190692TOVQLKNFBHKN按照构造要求配箍筋，配8200。参考文献1朱慈勉结构力学（上册）M北京高等教育出版社,2004
35、年4月2朱慈勉结构力学（下册）M北京高等教育出版社,2004年4月3孙训方、方孝淑、关来泰材料力学（）（第四版）M北京高等教育出版社，2002年8月4孙训方、方孝淑、关来泰材料力学（）（第四版）M北京高等教育出版社，2002年8月5腾智明、朱金铨混凝土结构及砌体结构上册（第二版）M北京中国建筑工业出版社,2003年6月6腾智明、朱金铨混凝土结构及砌体结构下册（第二版）M北京中国建筑工业出版社,2003年6月百货大楼设计1767同济大学,东南大学等编著房屋建筑学第三版M北京中国建筑工业出版社,20048叶劲彤叶靖关于钢筋混凝土框架结构设计的几个问题探讨建筑结构2002,32109土木工程专业毕业
36、设计指导，梁兴文、史庆轩主编，北京科学出版社200210GB/T500012001，房屋建筑制图统一标准S11GB/T501052001，建筑结构制图标准S12GB500092001，建筑结构荷载规范GBS13GB500102002，混凝土结构设计规范S14GB500072002，建筑地基基础设计规范S15GB500112001，建筑抗震设计规范S16JGJ9494，建筑桩基技术规范S17GB502232004，建筑抗震设防分类标准S18GB500682001，建筑结构可靠度设计统一标准S19JGJ3787，民用建筑设计通则S20GBJ286，建筑模数协调统一标准S21GB/T50033200
37、1，建筑采光设计标准S22GB500162006，建筑设计防火规范S23GJG9494，建筑桩基技术规范S24JGJ4888，商店建筑设计规范S25现代商业建筑的规划与设计，M天津大学出版社/2002090126常卫东,陈义闯钢筋混凝土框架柱纵向裂缝的分析和处理J山西建筑,2006年32卷8期11811927GB501892005，公共建筑节能设计标准S28陈仁朝钢筋混凝土框架结构设计问题初探J建筑技术与应用，2/2004414229ESTIMATINGCEMENTTAKEANDGROUTEFFICIENCYONFOUNDATIONIMPROVEMENTFORLIYUTANDAM,CHAUPI
38、NGYANGJELSEVIERENGINEERINGGEOLOGY75200411430GHOBARAH,ABIDDAH,DYNAMICANALYSISOFREINFORCEDCONCRETEFRAMESINCLUDINGJOINTSHEARDEFORMATION,ENGINEERINGSTRUCTURES21111999PP97198731MITAAANDYOKOII2001FIBERBRAGGGRATINGACCELEROMETERFORBUILDINGANDCIVILINFRASTRUCTURECPROCOFTHESPIEVO14330SMARTSYSTEMSFORBRIDGES，STRUCTURES，ANDHIGHWAYS，PP479486
