潍坊某沿街高层商住楼建筑与结构设计-毕业设计.docx

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1、 1建筑设计说明1.1 工程概况本工程名称：潍坊某沿街高层商住楼建筑与结构设计-01根据该建筑的使用功能及建筑设计要求，进行了平立面及剖面的设计，主体结构为10层，底层高为4.2m，二层高4.2m，其余层高均为3.0m；建筑面积约500；采用现浇钢筋混凝土框剪结构。填充墙采用加气混凝土砌块，外墙 240mm，内墙 240mm。楼板厚初步估算1200mm。 其中一，二层为商铺层，总共40间小商铺每层20间。310层是住宅楼，两电梯2单元，每户建筑面积约140平方米。1.2设计资料1.2.1 设计依据（一）建筑部分1.房屋建筑学2.建筑设计资料集（4.10）中国建筑工业出版社3.建筑设计资料手册（

2、1.2.3）同济大学出版社4.房屋建筑制图统一标准（GB/T50001-2001）5.建筑制图标准（GB/T50104-2001）6.门窗图集(省标国标)7.建筑设计防火规范（GB50016-2006）8.民用建筑设计通则（GB50352-2005）9.省市建筑配件图集（二）结构部分1.建筑结构荷载规范（GB50009-2001）2.建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)3.混凝土结构设计规范(GB50010-2002)4.建筑抗震设计规范(GB50011-2010)6.高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ3-2010）6.建筑结构制图标准GB/T50105-20017.混凝土结构施工

3、图平法（03G101-1）8.山东省混凝土结构耐久性设计规程(DBJ14-S6-2005)9.李国强等.建筑结构抗震设计.中国建筑工业出版社10.结构力学教材11.混凝土结构教材12.建筑抗震设计教材13.建筑结构设计资料集（1、2、3）1.2.2 设计原则建筑设计的原则是在现有的自然环境与总体规划的前提下，根据设计任务书的要求。综合考虑解决建筑内外部使用功能，使用空间的合理安排，确保结构安全，适应建筑工业化和建筑施工的需要，注重社会、经济和环境效益问题，为人们提供安全唯美舒适的居住空间和方便的日常购物行为。建筑设计应考虑建筑与结构等相关的技术的综合协调，以及如何以更少的材料、劳动力、投资和时

4、间来实现各种要求，使建筑物做到安全、适用、经济、美观的原则。在建筑设计之前需要明确建筑目的和总的要求，从中可以了解建筑物的性质及其大概的使用要求。1.2.3 原始设计资料:1,沿街高层商住楼建筑与结构设计-01（二）,原始设计资料:1,建筑地点:潍坊市市区某主干道北临 (参见附图)2,建筑场地的工程地资料:1) 按“岩土工程勘察报告”，该工程场地主要地形概况为: 层 号岩性平均厚（m）Fka(kpa) 1耕填土1.0- 2粉土3.0200 3 粉砂2.52504强风化白云岩63005中风化白云岩213000选用第4或5层白云岩做持力层， 地基承载力特征值如表中所示；2)根据地质工程报告：地下水

5、,无侵蚀性,最高水位距地表14.7m,3)场地土类型为中硬土,建筑场地类别为类.3,气候条件:基本风压值为0.40 kN/m2,地面粗糙程度B类基本雪压值为0.35kN/m24,抗震设防要求:本地区抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度0.15g,设计地震分组： 第二组.。5.本工程所处环境类别：上部结构一类；卫生间二类（a）；基础部分二类（b）6.场地冻土最大深度：0.5m1.3 结构选型本建筑项目为一个10层的沿街高层商业住宅楼。在结构设计时需要考虑到上层结构中居民的居住问题也要考虑到下两层的商业问题相结合。所以优先考虑到使用框剪结构，该结构由梁和柱（剪力墙）连接形成的骨架。目前框架-剪力

6、墙结构高层建筑的几种主要结构形式之一。此结构体系可以较灵活的使用空间问题，且也很容易得到很多种不同的结构造型。 框-剪结构的优点：1.同样设防烈度地区，框-剪结构因抗震能力较接近剪力墙结构，规范允许建造的高度比框架结构高得多；2.框-剪结构比起剪力墙结构，其建筑空间布置更灵活，更容易满足使用功能需要有较大空间区域的要求；3.框-剪结构在水平荷载（或地震水平作用）下的整体侧向变形介于弯曲型与剪切型之间，是中庸平和类型；在用料、舒适度等各方面都比较适中；4.由于框-剪结构在水平荷载下，大部分剪力由剪力墙承担，底层的框架柱截面尺寸可以做得不必过大而节约使用空间。1.4建筑功能及防火设计1.4.1 建

7、筑功能概述高层商业综合楼的使用功能要求包括居住、餐饮、会议、娱乐等各种活动都应该满足建筑的功能要求。本建筑的主要功能主要是居住和餐饮娱乐功能。本建筑属于民用建筑该建筑功能是指建筑结构在规定的设计使用年限内（本建筑设计年限为50年），应满足下列功能：1、耐久性； 2、安全性；3、适用性；4、抗震性。建筑功能即指建筑的实用性建筑的还需要有效的对防火防盗防洪起绝对性作用。1.4.2 本建筑功能概述（1）市场定位通过对该地域的研究和对业主的意向进行了整合，该地域在不久的将来是潍坊高度发展的地方。未来会有一大部分高新人员定居于此地，所以此项目的落实是非常必要的。它既可以给市民提供舒适的居住环境也可以方便

8、带来购物及娱乐活动等。（2）功能划分根据对建筑的餐饮娱乐和居住功能的研究考虑，在设计本建筑时需要考虑到各种空间在整体中所占的比例有所不同，功能划分既保证顾客食宿娱乐的需求，同时保证居住是所欲的各面的要求。本建筑同时满足以上功能。1.4.3 防火设计该建筑为一级耐火等级，一级耐火等级建筑物的主要构件全部为不燃烧体；1、建筑耐火等级的划分依据建筑耐火等级的划分是建筑防火技术措施中最基本的措施之一，中国的建筑设计规范把建筑物的耐火等级分为一、二、三、四级，一级最高，耐火能力最强；四级最低，耐火能力最弱。建筑物的耐火等级取决于组成该建筑物的建筑构件的燃烧性能和耐火极限。所谓建筑构件是指建筑物的墙体、基

9、础、梁、柱、楼板、楼梯、吊顶等一系列基本组成构件。1）、建筑构件的燃烧性能是指由建筑构件的材料遇火反应，分为不燃烧体、难燃烧体和燃烧体三类，对建筑构件而言不燃烧体如墙柱、基础等；难燃烧体如吊架、吊顶及内部管道；燃烧体如门窗、吊顶、装饰材料等。一级耐火构件的耐火时间要求为，柱：不燃烧体 3.00小时。1.5细节处理1.5.1屋面做法（1）（上下人屋面）选自L13J1 建筑工程做法 屋1031. 保护层：40厚C20细石混凝土随打随抹平 2. 隔热层：10厚1:4石灰砂浆3. 防水层4. 30厚C20细石混凝土找平层5. 保温层6. 20厚1:2.5水泥砂浆找平层7. 最薄处30厚找坡2%找坡层：

10、1:6水泥层憎水型膨胀珍珠岩。（2） （不上下人屋面）1. 保护层：20厚1:2.5水泥砂浆抹平压光，1m*1m分格，缝宽20，密封胶嵌缝。 2. 隔离层：0.4厚聚乙烯膜一层 3. 防水层 4. 30厚C20细石混凝土找平层 5. 保温层 6. 20厚1:2.5水泥砂浆找平层 7. 最薄处30厚找坡2%找坡层：1:6水泥层憎水型膨胀珍珠岩。 8. 隔汽层：1.5厚聚氨酯防水涂层 9. 20厚1:2.5水泥砂浆找平 现浇钢筋混凝土屋面板 1.5.2楼面做法1.5.2楼面做法选自L13J1 建筑工程做法 楼102 细石混凝土地/楼面 自重 1.00N/m。 10. 1. 40厚C20细石混凝土，

11、表面撒1:1水泥沙子随打抹光 11. 素水泥浆一道 12. 现浇钢筋混凝土楼板 13. 150厚碎石灌M5水泥砂浆 14. 素土夯实 1.5.3地面做法选自L13J1 建筑工程做法 地102 细石混凝土地/楼面 自重 1.00N/m。1. 水磨石地面 2. 120mm现浇混凝土板 3. 20mm板底抹灰 1.5.4 散水做法选自L13J1 散1（混凝土散水） 总厚度2101. 60厚C20混凝土，上撒1:1水泥沙子压实赶光2. 150厚3:7灰土3. 素土夯实，向外坡4%1.5.5 踢脚线做法选自L13J1 踢1 水泥砂浆踢脚 A（清水砖墙）1. 6厚1:3水泥砂浆2. 6厚1:2水泥砂浆抹面

12、亚光1.5.6 内墙做法选自L13J1 内墙1C（蒸压加气混凝土砌块） 总厚度15 2厚配套专用界面砂浆批刮 15. 7厚2:1:8水泥石灰砂浆 16. 6厚1:2水泥砂浆抹平 1.5.7 坡道做法选自L06J002 坡817. 1220 厚广场砖铺面背面刮水泥浆粘贴 18. 30 厚1：3 干硬性水泥砂浆结合层 19. 素水泥浆一道 20. 180厚C25 混凝土 21. 300 厚3：7 灰土夯实或150 厚小毛石灌M5 水泥砂浆 22. 素土夯实，压系数大于0.90 1.5.8 外墙做法选自L13J1 斩假石外墙面 C（蒸压加气混凝土砌块） 总厚度2223. 2厚配套专用界面砂浆披刮 2

13、4. 10厚2:1:8水泥石灰砂浆 25. 10厚1:2水泥米石子，斧剁斩毛 2结构设计说明2.1设计资料2.1.1原始设计资料:详见1.2.32.1.2设计技术要求:2.1.2设计技术要求:1.建筑面积：400，地点见附图2.建筑层数：共10层，一、二层为沿街商铺，三层以上为住户或者商用办公室等。3.建筑等级：建筑设计使用年限为50年，耐火等级为级，采光等级为级。4.结构形式：现浇剪力墙结构或者框架-剪力墙结构。主要建筑材料要求： 1.砌筑砂浆强度等级：M5M10(混合砂浆或水泥砂浆)。2.混凝土强度等级：C25、C403.钢筋强度等级：主筋可选HRB335、HRB400、箍筋及板内钢筋可用

14、HPB235、HRB335级。2.2 结构选型结构平面图如下：105 图2-1 一层结构平面图2.2.1主体结构选型本工程是10层框架剪力墙结构体系，设计此结构体系力求平面结构布置对称，剪力墙布置均匀落地。在设计过程中，框架梁、柱和剪力墙的布置充分考虑了建筑物的使用功能和结构的合理性，既可以满足空间的灵活布置，同时考虑框架和剪力墙同时承受竖向荷载和侧向力的作用，可以满足抵抗水平和竖向荷载。2.2.2其他结构的选型(1)采用钢筋混凝土现浇框架-剪力墙结构。平面布置如图2.1所示。(2)屋面结构：采用现浇混凝土肋形屋盖，刚柔性屋面，屋面板厚120mm。(3)楼面结构：全部采用现浇混凝土肋形楼盖，板

15、厚120 mm。(4)楼梯结构：采用现浇混凝土梁式楼梯。(5)电梯间：采用剪力墙结构，墙厚240mm。（6）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单独基础。2.3 确定框架结构计算简图本建筑采用框架-剪力墙结构，主体结构为10层，12层的建筑层高为4.2m，310层建筑层高3.0m，室内外高差0m，基础埋深2.0m，可绘出框架的计算简图如下图所示。 2.2 一品框架梁计算简图2.4 基本确定框架梁柱截面尺寸2.4.1梁截面确定表2-1 梁的截面尺寸梁梁高系数梁高（mm）实取h梁宽系数梁宽mm实取b实选截面 bh(mmmm)AC4500mm（1/181/10）L250450600

16、（1/21/3）h115225300300600CD5100mm（1/181/10）L280510600（1/21/3）h1402553003006002.4.2柱截面确定表2-2 框架柱的轴压比限制非抗震设计抗震设计一级二级三级四级un0.70.750.91表2-3柱的截面尺寸估算柱unfcRgqsn12NAc边柱0.7514.31.251.410-22.448107101.051.12.971062.77105中柱0.7514.31.251.410-23.168107101.05103.491063.25105选中柱尺寸为600mm600mm，则Ac=bchc=600600=3.6105m

17、m23.251052.4.3板厚确定选择井式楼板和屋面板 表2-4 屋面板，楼板厚度估算位置跨度（mm）系数最小计算厚度（mm）计算板厚度（mm）实际选用板厚度（mm）AC间楼板45001/45L80100120AC屋面板45001/45L80100120CD间楼板51001/45L80113120CD屋面板51001/45L801131202.4.4剪力墙截面估算：纵横剪力墙数量按（2%3%）=AW/楼面建筑面积，得AW =（2%3%）*楼面建筑面积，由前求得建筑面积为351.36m2,得AW =7.0210.53m2 。根据建筑平面布置确定的剪力墙截面厚度240mm。求得总面积：（3.6+

18、4.5+3.6+4.5+3.6+3.6+4.2+1.86+1.86+1.86）x0.24=7.96m2 满足要求。（此建筑剪力墙都没开洞口）2.4.5梁柱线刚度的计算1,梁线刚度计算=1.6bh/12=1.61/120.30.6=0.0086m=Ex0.0086/5.1=0.0017E=E0.0086/4.2=0.002E=E0.0086/3.6=0.0023E=E0.00086/1.5=0.0057E2. 柱线刚度110层=bh/12=1/120.5=0.0052m310层 =E0.0052/3=0.0002E12层 Ic2=EIc/h=Ex0.0052/4.0=0.0013E310层线刚度

19、见表：构件名称Z10.82230.29130.000233EZ20.12330.05810.000042EZ30.50820.2250.00019E3.框架的抗推刚度计算3.1、框架梁线刚度计算，如下表 框架梁计算跨度计算：框架梁按弹性计算，按高规确定，取两柱中心线间距离作为计算跨度。横向框架梁线刚度表 位置跨度(m)截面(mm)边跨AC跨4.50.3x0.60.00540.00815.04 CD跨5.10.3x0.60.00540.00814.447注：C30混凝土3.2 框架柱线刚度计算框架柱线刚度计算表 轴线层号截面(mm)层高(m)A、C、D1100.500.504.20.00523.

20、47 3100.500.503.000.00524.85 3）剪力墙等效抗弯刚度： EI=20.352E+6.232E+41.026E=11.04E4） 连梁约束刚度： 连梁线刚度=梁AC线刚度3荷载计算3.1恒载标准值计算 恒载计算 （1） 屋面框架梁线荷载标准值1）上人屋面 保护层： 40厚C20细石混凝土随打磨平 0.0417=0.68kN/ 隔热层：10厚1:4石灰砂浆 0.0117=0.17kN/ 防水层： 0.05kN/ 30厚C20细石混凝土找平层 0.0317=0.51kN/ 120厚现浇钢筋混凝土楼板 0.1225=3kN/ 板底抹灰 0.05kN/ 合计：4.46N/ 2）

21、不上人屋面1，保护层：20厚1:2.5水泥砂浆抹平压光，1m*1m分格，缝宽20，密封胶嵌缝 0.02x17=0.34kN/2，隔离层：0.4厚聚乙烯膜一层 0.4 kN/ 3， 防水层 0.05kN/4，30厚C20细石混凝土找平层 0.03x17=0.51 kN/ 5，120厚现浇钢筋混凝土楼板 0.1225=3kN/ 总计： 4.30 N/楼地面荷载的标准值：活载：2.0 kN/恒载：1， 1. 40厚C20细石混凝土，表面撒1:1水泥沙子随打抹光 0.04x17=0.68kN/ 2，素水泥浆一道 0.16kN/ 3，现浇钢筋混凝土楼板 0.2x25=0.5 kN/4，150厚碎石灌M5

22、水泥砂浆 0.15x17=2.550.2x25=0.5 kN/ 5，.素土夯实 6,120厚现浇钢筋混凝土楼板 0.1225=3kN/ 0.12 kN/ 地面： 素水泥浆结合层一道 0.04x20=0.8 kN/ 面砖 0.3kN/ 合计：5.1kN/ 内墙做法：内墙1C（蒸压加气混凝土砌块） 总厚度15 1， 2厚配套专用界面砂浆批刮 0.002x17x2.4=0.082kN/m 2， 7厚2:1:8水泥石灰砂浆 0.007x17x2.4=0.29kN/m 3， 6厚1:2水泥砂浆抹平 0.006x17x2.4=0.24kN/m4， 240厚蒸压加气混凝土砌块 0.24x2.4x7= 4.0

23、3kN/m 0.24x3.6x7=6.39 合计： (12层)4.64 kN/m （310层） 4.64x3.6/2.4=6.97N/m 外墙做法：1， 2厚配套专用界面砂浆披刮 0.002x17x2.4=0.08kN/m 2， 10厚2:1:8水泥石灰砂浆 0.01x2.4=0.02kN/m3， 10厚1:2水泥米石子，斧剁斩毛 0.01x17x2.4=0.41kN/m4， 240厚蒸压加气混凝土砌块 0.24x7x2.4= 4.03kN/m 合计：(12层)4.54kN/m （310层）6.81 kN/m 梁表演抹灰： 0.5kN/m梁自重: 0.3x0.6x25+ 0.5=5.0kN/m

24、 柱的自重：各层柱净高减去板厚，柱表面刷面的自重韦0.5kN/。所以110层 柱的自重： gk=0.5x0.5x25+0.5=6.75KN/m 11层： gk=0.24x0.24x25+0.5=1.94 KN/m剪力墙的自重：(本建筑中的剪力墙全部是无洞剪力墙) 240厚 抹灰 170.044=2.04kN/m 12 首层： gk=0.24x4.2x25+2.04=27.24 KN/m3-10层 gk=0.24x3.0x25+2.04=20.04 KN/m机房层（11层） 0.24xx25x3.6+2.04=23.64 KN/m1，一，二层楼板处结构和构件自重面积：A板=36.6x9.6-（3

25、6.6x4x0.3+9.6x12x0.3)-3.6x1.8-2.6x3.6=286.36=2.56286.36=730kN梁长度：239.4m= 5x236=1180kN 理论（为了保守起见，有门窗的墙体重量取乘以系数0.7）：=（36.60.74+9.610）4.64=920kN=6.7524=162kN合计：=730+1180+920+162=2972kN2，标准层楼板处结构和构件自重=730+（4.56+1.26）62.56=819kN=1180+24x5=1300kN=1624.23=115kN=（3-0.6）9203.6=613kN合计：=819+1300+115+613=2840k

26、N2. 活载 活载标准值计算不上人屋面： 0.5kN/ =4.2x9.6x0.5=20.16kN上人屋面：2.0kN/ =2.0x38.6x11.6=895.52 kN楼面： 0.8 kN/ = 0.8x36.6x9.6=281.1kN雪荷载： 0.35 kN/ =0.35x36.8x11.6=156.7 kN 基本雪压值是0.35kN/ 小于0.5kN/ ，所以不用考虑基本雪压。 结构重力荷载代表值计算：屋面处重力荷载代表值=结构和构配件自重标准值+0.5x屋面活荷载标准值楼面处重力荷载代表值=结构和构配件自重标准值+0.5x楼面活荷载标准值上人屋面 (10顶) = 2120+0.5x895

27、.52=2570kN 标准层 =2840+0.5x281.1=2980kN地基 及1层 = 6393.56+0.5x281.1=3110kN重力荷载代表值如图下图所示： 重力荷载代表值图（恒活总值） 该建筑空间分布均匀，可看似每根梁分配的力近似相等，即每榀框架上的柱约为每层重力之的1/8Gi.10层梁均布恒载=0.30.625=4.5KN/m 39层梁均布恒载=4.64+4.5=9.14KN/m12层梁均布恒载=6.8+4.5=11.3KN/m 跨中荷载表 AC CD 顶层 95kN 80kN 39层 105kN 90kN 12层 110 kN 95kN 一榀框架各柱节点恒载分布计算表 507

28、.5kN 760 kN 799kN D C A D C A D C A 135 255120 201 380 179 212 400 188 图3.1恒载作用下的结构计算简图每榀框架梁，柱均布活载计算如下：一榀框架各柱节点恒载分布计算表 kN kN kN D C A D C A D C A 30.2 5726.8 9.317.58.2 9.317.5 8.2 跨中活载 AC CD 顶层 12.3 kN 11.5 kN 39层 3.8kN 3.5kN 12层 3.8kN 3.5kN 图3.2活载作用下的结构计算简图3.3 风荷载计算2.1 横向风荷载标准值计算风荷载体型系数近似按矩形平面取，则：

29、H/Bmax=32.4/26.3=1.20.25s，故应考虑风压脉动对结构发生顺风向风振的影响-下层柱高-上层柱高，对于顶层为女儿墙高度的2倍。B-计算单元迎风面的宽度，B=3.3m根据 求得各楼层标高处的风振系数。风振系数表： 层次Hi（m） z s z机房层361.481.30.41.01.271032.41.451.3*0.40.91.22929.41.411.30.40.821.19826.41.361.30.40.731.15723.41.311.30.40.651.13620.41.251.30.40.571.11517.41.181.30.40.481.08414.41.141.

30、30.40.41.06311.41.031.30.40.321.0428.411.30.40.231.0214.211.30.40.121.01 横向风荷载计算表 层次11361.48 1.529 1.34.203.35.88211.9 1032.41.45 1.491 1.333.63.39.15 203.4929.41.41 1.465 1.3333.38.6 255.2826.41.36 1.437 1.3333.38.3 218.3723.41.31 1.406 1.3333.37.66179.1620.41.25 1.373 1.3333.36.93 146.4517.41.18 1

31、.339 1.3333.36.38 110.8414.41.14 1.285 1.3333.35.86 84.4311.41.03 1.221 1.3333.35.55 63.228.41 1.156 1.3333.35.45 45.9 14.21 1.091 1.34.233.35.1821.81540.4 将楼层处的集中力按基底弯矩折成倒三角形荷载 kN/m kN转换图式如下： 横向风荷载作用下结构位移验算：框架-剪力墙：u/h限值1/800 则满足条件。风荷载作用下的位移按以下公式计算：倒三角形载作用：均布风荷载作用下：查表得出；水平风荷载作用下结构位移计算表 层次11361.000 0

32、.150.83850.005591032.40.9000.140.78260.00559929.40.8170.130.72670.00559826.40.7330.120.67080.10201723.40.650 0.1050.586950.10201620.40.567 0.090.50310.10201517.40.4830.0750.419250.10201414.40.4000.060.33540.10201311.40.3170.0450.251550.1020128.40.233 0.030.16770.1020114.20.1170.0150.083850.11884000.000 0.0010.005590.005590.83