沈阳建筑大学钢结构毕业设计(论文)--乐购超市长青店.docx
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1、乐购超市长青店第一章前言根据毕业设计任务书的要求,拟建设乐购超市长青店,位于沈阳市区,基本风压 0. 55kN/m;基本雪压0. 50kN/mo地下稳定水位距地坪一6 m以下,建筑地点冰冻深度一 1.2 m,建筑场地类别为H类场地土,地震设防烈度7度。根据钢结构经济柱网为6-12m,又考虑超市等商场类建筑要求柱网跨度较大的特点, 确定柱距为9m,满足使用和经济要求。由于要求拟建超市为35层,经过调研,超市类 建筑层高一般为4. 86m,确定拟建超市层高为5. 1m,整体4层,局部3层,建筑总高度 为21. 9m,因此选用焊接工字型截面,在纵向设置十字交叉柔性支撑一道。经过调研和分 析,为满足使
2、用要求,设计建筑总长度为58. 2m,总宽度45. 0m,占地面积为2475 itf左右, 总建筑面积为8896 ml超市每层面积较大,满足防火要求和使用要求设四部楼梯、一部 货梯和一部自动平梯。由于设计任务书对顶层房间和建筑面积的要求,设计四层为员工 办公和活动区,并特别设计三层屋面为上人屋面,以体现人性化设计的理念,方便员工 的工作和生活。充分考虑超市组织人流和货物运输等特点,设计卖场,仓库,办公室, 主入口、楼梯及卫生间等辅助房间等之间的位置既分离又联系。设计任务书立面设计要 求体现现代化建筑风格,色彩简洁明快,采用300mm厚双层聚氨酯PU夹芯墙板和玻璃幕 墙作为外维护构件。内墙采用1
3、80nlm厚聚氨酯PU夹芯墙板。梁、柱,支撑均采用焊接工型钢。框架梁与柱焊接连接,次梁与框架梁用高强螺栓 连接。楼板采用压型钢板组合楼板。根据钢结构焊接要求,所用钢材均为Q235B级。基 础采用柱下独立基础,基础埋置深度取3. 1m,到达中砂持力层。第二章方案设计概述2.1 建筑方案说明1 .1.1设计依据总图制图标准GB/T 50103-2001建筑制图标准GB/T 50104-2001民用建筑设计通则JGJ 37-87 (试行)办公建筑设计规范JGJ 67-89高层民用建筑设计防火规范GB 5004595(2001年修订版)钢结构设计规范GB5007-2002建筑设计防火规范GBJ 16-
4、87(2001版)2 . 1.2设计说明本建筑为沈阳乐购超市长青店,位于沈阳市区。共四层,局部三层,总建筑面积: 8896 m2,占地面积:2475m2,层高5.1m,室内外高差0.600m。满足防火要求设两个双跑楼梯和一部电梯。墙体采用聚氨酯PU夹芯墙板,室内地 面采用大理石装饰。四层屋面为不上人屋面,采用改性沥青防水,苯板保温。三层为可 上人屋面。具体建筑构造如下:(1)屋面(不上人屋面)防水层:改性沥青防水卷材;20mm厚1:3水泥沙浆找平层;100mm厚水泥珍珠岩保温层焦渣找坡(最薄处30mm厚,最厚处150mm);155mm压型钢板混凝土组合结构层;轻钢龙骨吊顶。(2)楼面:20mm
5、大理石面层;20mml : 3干硬性水泥沙浆找平层;155mm厚压型钢板混凝土组合结构层;轻钢龙骨吊顶。(3)门窗办公室门为实木门,超市外门为玻璃门,其余为钢铁门;窗为塑钢玻璃窗。(4)墙体外墙为双层聚氨酯PU夹芯墙板300mm (内塞岩棉);内墙为双层聚氨酯PU夹芯墙板180mm厚;2. 2结构方案说明2. 2.1设计依据本设计依据以下现行国家规范及规程急性设计。建筑结构可靠度设计统一标准GB 50068-2001建筑结构设计术语和符号标准GB/T 50083-97建筑结构制图标准GB/T 501052001建筑结构荷载规范(GB50009-2001)钢结构设计规范(GBJ50017-200
6、3)建筑抗震设计规范(GB50011-2001)建筑地基基础设计规范(GBJ50007-2002)混凝土结构设计规范(GB50010-2002)砌体结构设计规范GB 50003-2001高层民用建筑钢结构技术规程JGJ 99-982. 2. 2结构形式及布置采用钢框架-支撑结构。纵向设置十字交叉柔性支撑一道,支撑杆件用工字形钢。框 架梁、柱均采用焊接工字形截面。楼板采用压型钢板钢筋混凝土组合结构;楼梯为钢筋 混凝土楼梯;基础采用柱下独立基础,结构布置如下:S6O;slln,02C osllnl- 8*图21梁柱布置图3IW .60Q0 . qnnn , onnn9QD045000|A B6DE
7、 F,图22结构竖向布置图注:底层计算高度为5.1m+l.5m=6.6m,其中1.5m为初估室内地坪至柱脚底板的距离。2. 2. 3技术条件设计基准期50年,雪荷载OSOkN/n?,基本风压:OgkN/n?。抗震设防烈度为7度,设计基本加速度为0.1g。地质条件:拟建场地地形平坦,地下稳定水位距地坪-6.0m以下,冰冻深度-1.20m, 土质分布具体情况见表1-1, II类场地。表2-1建筑地层览表序号岩上分类土层深度 (m)厚度范围 (m)地基土承载力 (kPa)桩端阻力 (kPa)桩周摩擦力 (kPa)1杂填土00.60.62粉土0.61.20.6100163中砂1.23.11.91905
8、54砾砂3.17.03.92902400385圆砾7.012.55.5490410069注:地卜一稳定水位距地表-6m,表中给定土层深度由自然地坪算起。2. 2. 4材料选用钢材:所有构件均采用Q235B;基础混凝土强度等级C25,钢筋为HRB335级。2. 2. 5主要参数及结构计算方法该建筑抗震设防类别为丙类,地震作用及抗震措施均按设防烈度考虑。具体计算方 法如下:采用底部剪力法计算水平地震作用;采用修正反弯点法(D值法)计算水平地震作 用下的框架内力;采用弯矩二次分配法,计算竖向荷载作用下框架内力。第三章结构布置及截面初选3.1 计算简图及构件截面初选3.1.1 结构计算单元3.1.2
9、结构构件截面初选(1)柱截面按中柱初估:钢框架一支撑结构按每平米58kN/m2计算竖向荷载,此处取6kN/m2,柱的长细 比;1= (60-120) 235/,. o轴压力设计值N =9x9x6xl.3x4=2527.2kN; 1.3荷载分项系数平均值。取长细比4=80(按较小刚度y轴考虑),计算长度系数 =1 (设有侧向支撑),按b 类截面查得稳定系数0=0.688,则所需要面积:=17918.3m/31,N 2527.2 xlO3an=qjf 0.688 x 205考虑弯矩及倾覆压力作用的影响取:(1.31.5) A= (1.3-1.5) x 17918.3=2329426877mm2所需
10、截面回转半径:iy=6600/80=82.5mm。(2)钢梁截面初估按钢与混凝土组合截面考虑纵向框架梁高 L/ (18-20) = 9000/18-9000/20 = 500mm-450mm;横向框架梁高 L/ (18-20) = 9000/18-9000/20 = 500mm-450mm(3)压型钢板:YX-75-200600 (V200),板厚1mm,有效截面惯性矩Icf= 158.10cm4/m,有效截面抵抗矩Wef = 27.37cm3/m ,一个波距宽度内截面面积A, =321.42 mm2,自重 0.19 kN/m2。柱、梁选用见下表:表31 结构构件初选截面参数项目截面尺寸构件截
11、面特性重量 (kN/m)h (mm)仇 (mm)t (mm)%, (mm)tw (mm)A(mm )I x (mm4)I y (mm4)L (mm)(mm)框架柱6004502455218315362044922112364500000254.6107.52.47框架梁550350165181016380914502260114333333236.383.51.29次梁50030014472101312058377717345039333210. 9458.591.03横向挑梁550350165181016380914502260114333333236.383.51.29纵向挑梁550350
12、165181016380914502260114333333236.383.51.29第四章荷载汇集4.1 荷载汇集4 . 1. 1屋面均布荷载恒载APP改性防水0.35 kN/m220mm厚1 : 3水泥砂浆找平20x0.02=0.40 kN/m2100mm厚水泥珍珠岩保温层3.5x0.1=0.35 kN/m2焦渣找坡(最薄处30mm最厚处150mm)10x0.14=1.40 kN/m2100mm厚现浇混凝土结构层(折算厚度)25x0.10=2.50 kN/m21mm厚压型钢板0.14 kN/m2轻钢龙骨吊顶0.12 kN/m2合计5.26 kN/m2活载:不上人屋面0.5 kN/m2雪载0
13、.5 kN/m2计算时活荷载和雪荷载不同时考虑,取二者较大的进行组合。重力荷载代表值 计算时仅取雪荷载。5 .1.2楼面均布荷载:恒载:大理石面层28x0.02=0.56 kN/m220mm厚水泥砂浆20x0.02=0.40 kN/m2100mm厚现浇钢筋混凝土结构层25x0.1=2.50kN/m21mm厚压型钢板0.14 kN/m2轻钢龙骨吊顶0.12 kN/m2合计3.72 kN/m2活载:楼面活荷载3.5kN/m2走廊、楼梯的活荷载2.5 kN/m2本设计偏于安全楼面均布荷载统一取3.5kN/m2计算。4.1.3构件自重(单个)1)柱1层柱2.47x6.6=16.30kN2-4层柱2.4
14、7x5.1= 12.60kN2)梁6米跨框架梁1.29x6=7.74kN9米跨框架梁1.29x9=11.61 kN3米挑梁1.29x3= 3.87kN4.2米挑梁1.29x4.2= 5.42kN9米次梁1.03x9=9.27kN6米次梁1.03x6=6.18kN4.5米次梁1.03x4.5=4.64kN3)墙体(1)外墙双层聚氨酯夹层墙板(含龙骨)300厚0.65 kN/m2合计0.65 kN/m2(2)内墙双层聚氨酯夹层墙板(含龙骨)180厚0.50 kN/m2合计0.50 kN/m24)门窗木门0.2 kN/m2玻璃门钢铁门钢框玻璃窗0.45 kN/m20.45 kN/m20.45 kN/
15、m24.2 重力荷载代表值计算顶层上半层女儿墙:(45+39) x0.9x2x3.78kN/m2=571.54kN屋面: (45x39-15x18-4.5x3) x5.26=7740.04kN外墙及窗:(3x9+2x6+5x9+2x9+6+2x9+9+64-3x9) x2.55xQ.65-(7.2x8+6.6+4.8x5+3x54-2.1 x8) x1.35x (0.65-0.45) = 244.93kN内墙:(4x9+3x6+4.5x2+4x9-4.5+2x9x3+2x6x3-4.5+4.5x1.414+2x9+6x2+4.8+2x9+6.6x5+3) x2.55x0.5=350.83kN横
16、向框架梁:7.74xl0+l 1.61x14=239.94 kN纵向框架梁:11.61x24=278.64kN横向次梁:9.27+6.18x2=21.63kN纵向次粱:9.27x23+4.64x4+6.18=237.95kN框架柱:12.60/2x31=195.3kN网架:18x1.0x5.26/200=0.21 kN活荷载:0.5x (45x39-15x18-4.5x3) =735.74kN恒 +0.5 活=571.54 + 7740.04 + 244.93 + 350.83 + 239.94 + 278.64 + 21.63 +237.95+195.3+0.21+0.5x735.74= 1
17、0248.88kN顶层下半层外墙及窗门:(3x9+2x6+5x9+2x9+6+2x9+9+6+3x9) x2.55x0.65- (72x8+6.6+4.8x5+3x5+2.1x8) xi.65x (0.65-0.45) -2.4x2x21x (0.65-0.45) = 235.46kN内墙及门:(4x9+3x6+4.5x2+4x9-4.5+2x9x3+2x6x3-4.5+4.5x1.414+2x9+6x2+4.8+2x9+6.6x5+3) x2.55x0.5-1.4x2.4x10x (0.5-0.2) -10x2.4xl3x (0.5-0.2)=331.39kN框架柱:12.60/2x31=1
18、95.3kNZ 恒=235.46+331.39+195.3=762.15kN注:楼梯自重和卫生间自审:,简化计算考虑在楼面恒荷中,下同。二层的上半层楼面:(54x39+3x27+4.2x33+3x45+14.48) x3.72=9207.30kN外墙及窗:15x9x2.55x0.65- (2.1x7+6.64-3x2) xl.35x (0.65-0.45) +72.63x2.55x1.5=494.20 kN内墙:(4x9+6x2+4.5x2+6.2+6.6x4+18+30+9x4+2x3)x2.55x0.50=228.99 kN横向框架梁:11.61 x21+7.74x 14+3.87x 10
19、=390.87kN纵向框架梁:11.61x36+5.42x5=445.06 kN纵向次粱:9.27x45+6.18+4.64x4=441.89kN横向次粱:9.27+6.18x2=21.63kN框架柱:12.60/2 x42=264.6kN活荷载:(54x39+3x27+4.2x33+3x45+14.48) x3.5=8662.78kNZ恒+0.5 活=9207.30+494.20+228.99 + 390.87 + 445.06+441.89+21.63+264.6+0.5x8662.78= 15825.93kN三层下半层外墙及窗:15x9x2.55x0.65- (2.1x74-6.6+3x
20、2) xi.65x (0.65-0.45) +72.63x2.55x1.5=492.56 kN内墙及门:(4x9+6x2+4.5x2+6.2+6.6x4+18+30+9x4+3x2)x2.55x0.50- (14x3+2.0x6) x2.4x (0.5-0.45) -1.0x6x2.4x (0.5-0.2) =222.73kN框架柱:12.60/2x42=264.6kNZ 恒=492.56+222.73+264.6 = 979.89kN二层的上半层楼面:(54x39+3x27+4.2x33+3x45+14.48) x3.72=9207.30kN外墙及窗:15x9x2.55x0.65- (2.1
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