四层商场商业大楼设计毕业设计

1、前 言毕业设计是学生在学完课程之后必须进行的最后一个实践性的教学环节，是对学生所学知识的一个综合检验。它是学生从学校走向工作岗位必需经历的一个环节，有助于学生对所学专业知识的深入了解，使学生熟悉有关的设计、施工规范和手册，进一步提高工程制图、理论分析和运用计算机辅助软件的能力，并熟练掌握各种绘图软件，培养学生综合应用所学理论知识解决一般房屋建筑工程的建筑设计、结构设计以及施工组织设计方面的能力，使他们受到土木工程师所必需的基本训练，达到培养建筑工程专业人才的目的。我的设计课题是某市商业大楼，总占地面积约5472.8，地处市中心。本设计按照最新规范进行设计，由结构图、中英文摘要、建筑设计说明书、

2、结构方案说明书、结构设计计算书等部分。毕业论文（设计）原创性声明本人所呈交的毕业论文（设计）是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文（设计）不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。 作者签名： 日期： 毕业论文（设计）授权使用说明本论文（设计）作者完全了解红河学院有关保留、使用毕业论文（设计）的规定，学校有权保留论文（设计）并向相关部门送交论文（设计）的电子版和纸质版。有权将论文（设计）用于非赢利目的的少量复制并允许论文（设计）进入学校图书馆被查阅。学校可以

3、公布论文（设计）的全部或部分内容。保密的论文（设计）在解密后适用本规定。 作者签名： 指导教师签名： 日期： 日期： 市某商业大楼设计摘 要本工程为四层框架式商业楼，建筑面积5472.8m2，占地面积6000m2，四层，总高17.1m，采用框架式结构，柱下独立基础，设计基准期50年，结构安全等级为二级，抗震设防烈度为7度。建筑设计本着“功能适用，经济合理，造型美观，环境相宜”的原则，以国家相应规范、标准为依据，完成了设计任务书所要求的建筑平面设计，并在此基础上进行了立面、剖面、建筑详图设计，共画出建筑图张。结构设计本着“安全，适用，耐久”的原则，进行了竖向荷载汇集，水平荷载汇集，内力计算，内力

4、组合，结构抗震验算，板、梁、柱、楼梯、基础等结构构件的设计。关键词：框架式商业楼 框架结构 柱下独立基a commercial building designabstractthis is a design for mall building of a city. its building area is5472.8m2 and it will cover a field of 6000m2. it is a four-storied building with 17.1-meters high structure and single footing are used for this bu

5、ilding. the design working life is 50 years, and the safety class is 2. the seismic fortification intensity is 7. on the principle of “applicable, economical, beautiful and harmonious with the environment” on architectural design, and conforming to correlative codes and standards, architectural plan

6、 design required in the design assignment are accomplished. based on these, elevation, section and detail drawing are designed. the number of total architectural drawings is 5.on the principle of “safe, applicable and durable” on structural design, vertical load and horizontal load acting on the bui

7、lding are calculated. internal force of structure is figured out. in addition, internal force combination and seismic check for the structure are given. slab, beam, column, stair canopy and foundation are designed. the number of total structural drawings is 4 .keywords: frame type mall buiding frame

8、 structure single footing目录1建筑设计说明.1 1.1工程概况1 1.2平面设计1 1.3立面设计2 1.4剖面设计22结构选型及布置.2 2.1结构选型.2 2.2结构布置3 2.3材料选用33框架结构内力计算.3 3.1框架梁的截面尺寸估算.3 3.2框架柱的截面尺寸计算.3 3.3框架梁住的线刚度.4 3.4横向框架柱侧移刚度计算.5 3.5风荷载标准值估算.6 3.6风荷载作用下的框架侧移计算.7 3.7风荷载标准值作用下的内力计算8 3.8框架各种荷载计算.11 3.8.1恒载标准值计算.11 3.8.2活荷载标准值计算.13 3.9竖向荷载作用下框架结构的

9、内力计算14 3.9.1计算单元.14 3.9.2荷载计算.144地震作用下内力的计算215框架内力组合246截面设计与配筋计算46 6.1框架梁截面设计.46 6.1.1框架梁的截面内力换算46 6.1.2框架梁的正截面受弯承载力计算.47 6.1.3框架梁的斜截面受剪承载力计算.52 6.2框架柱截面设计.55 6.2.1轴压比验算.56 6.2.2截面尺寸复核.57 6.2.3正截面受弯承载力计算.57 6.2.4垂直于弯矩作用平面的受压承载力验算65 6.2.5斜截面受剪承载力验算.65 6.2.6裂缝宽度验算.687单向板楼盖设计68 7.1梁板截面尺寸选择.68 7.2板配筋设计.

10、68 7.3纵向次梁配筋设计708楼梯的计算.75 8.1建筑设计758.2结构设计75 8.3楼梯板计算75 8.3.1荷载计算.76 8.3.2截面设计.76 8.4平台板计算.77 8.4.1荷载计算.77 8.4.2截面设计.77 8.5平台梁计算.77 8.5.1荷载计算.78 8.5.2截面设计.78 8.5.3斜截面受剪承载力计算.799柱下钢筋混凝土独立基础计算.79 9.1基础造型.79 9.2基础梁截面尺寸的选取.79 9.3荷载计算79 9.3.1持力层承载力验算80 9.3.2初步选择基础尺寸80 9.3.3验算持力层地.81 9.3.4计算基底净反力.81 9.3.5

11、基础高度验算.82 9.3.6配筋计算.8310参考文献8511谢辞861 建筑设计说明1.1 工程概况本工程为建的一栋综合性商业楼，总建筑面积5472.8，此建筑纵向长为48.3 ,主体横向长为28.8。主体结构共4层，一层高4.5,建设场地的地震基本烈度为7度，结构设计为抗震设计，场地土为类.u 设计使用年限：50年。u 建筑结构的安全等级：二级。u 建筑耐久、防火等级：级。u 屋面防水等级：级。u 框架结构环境：二a类。u 梁板环境：二类。u 风荷载：基本风压，地面粗糙度为b类。u 雪荷载：基本雪压。u 地震烈度：按7度设防，设计基本地震加速度值为0.15g。u 场地土性质：ii类场地土

12、场区内土层分布情况：（从自然地坪往下算）填土层：层厚0.81.0m，重度16kn/,地基承载力特征值=90;粉质粘土层：层厚0.30.6m，重度19kn/ ，地基承载力特征值=150，=6.0；粉土层：层厚0.71.1m，重度18 kn/，地基承载力特征值=120，=4.5；中砂层：层厚0.5m，重度17 kn/，地基承载力特征值=150，精密软石层：层厚3.15.4m，重度20 kn/，地基承载力特征值=300，该层顶板埋深为2.53.8m其下为中心密实软石层，参数同精密密实层。地下水位标高为：-4.2m。本设计为一幢商场4层。商场采用了南北朝向。设计室内外高差为0.600m，设置了台阶作为

13、室内外的连接。1.2 平面设计 (1)使用部分设计营业厅：营业厅是本设计的主体细胞，占据了一楼绝大部分的建筑面积。对于使用功能不同的其它用房，采取了不同的平面设计方案，采取多种面积，使得平面设计活泼不显呆板，又能满足多种使用需求，使得商场更具现代化。(2)交通联系部分设计 入口：入口是内外联系重要部分，以解决房屋中水平联系和疏散问题。宽度应符合人流畅通和建筑防火的要求，本设计中主,次入口宽度都为3.6m。 楼梯：楼梯是建筑中各层间的垂直联系部分，是楼层人流疏散必经通道。本方案中设有两部双跑楼梯供客人使用，一个内部楼梯,楼梯间宽为3.6m，分别居于建筑物两端。一部自动扶梯，采用双排，设在建筑物的

14、中心。(3)平面组合设计该商场由南到北为收银台,营业厅,仓库,旁边设置了与其相应的辅助用房，如：电房(暖气房)、厕所、办公室等。1.3 立面设计本方案立面设计充分考虑了商场对采光的要求，南面和东面均采用玻璃幕墙，样式新颖，通彻的玻璃窗给人一种清晰明快的感觉。北面和西面采用白色小方块瓷砖贴面，窗台以下部分贴瓷砖以保护墙壁，不易受破坏。窗框为银白色铝合金。1.4 剖面设计(1)根据采光和通风要求，各房间均采用自然光，并满足窗地比的要求，窗台高800mm。(2)屋面排水采用外檐沟排水，排水坡度为2%。2 结构选型及布置2.1 结构选型(1)结构体系选型：采用钢筋混凝土现浇框架结构（横向框架承重）体系

15、；(2)屋面结构：采用钢筋混凝土现浇楼板，采用上人屋面，屋面板厚80mm；(3)楼面结构：采用钢筋混凝土现浇楼板，板厚80mm；(4)楼梯结构：采用钢筋混凝土板式楼梯；(5)天沟：采用混凝土现浇外天沟；(6)基础梁：采用钢筋混凝土基础梁；(7)基础：采用钢筋混凝土柱下独立基础。2.2 结构布置(1)结构布置包括结构平面布置和结构剖面布置。因为此设计中同一层楼面标高无变化，所以不做结构剖面布置。如屋面、各层楼面等结构平面布置，详见结构平面布置图；(2)结构布置图的具体内容和要求。 屋面结构布置图上主要的结构构件有：框架（梁和柱）、屋面梁、屋面板等构件； 楼面结构布置图上主要结构构件有：框架（梁和

16、柱）、楼面梁、楼面板、楼梯等。2.3 材料选用(1)混凝土：全部采用 c25（）；(2)钢筋：纵向受力钢筋采用热轧变形钢筋hrb400（），其余采用热轧光面钢筋hpb235（）；(3)墙体：内墙240mm厚的灰砂砖，尺寸为240mm120mm60mm，重度；3 框架结构内力计算3.1框架梁的截面尺寸估算梁截面高度按梁跨度的1/121/8估算，梁截面宽度按截面高度1/31/2估算： (1)框架横梁截面尺寸 取 取 (2)次梁(框架纵梁)截面尺寸 6900=345 取 450=150 取3.2 框架柱的截面尺寸估算框架柱的截面尺寸一般根据柱的轴压比限值按如下公式估算： (3.1)本框架为抗震设计，

17、该商场为一般建筑，且小于40m的框架结构，抗震等级为三级，则取0.9，各层的重力荷载代表值近似取，n=4，如图3.1所示：边柱及中柱的负载面积分别为和。边柱： 中柱： 如取柱截面为正方形，。根据以上计算结果，并考虑其它因素，柱截面尺寸取值为：底层柱。基础选用柱下独立基础，基础埋深，基础高。框架结构计算简图如图3.1所示,取顶层柱的形心线作为框架柱的轴线；梁轴线取至板底，2,3,4层柱高即层高，底层柱高度从基础顶面算至一层楼面即，取。3.3 框架梁柱的线刚度根据规范中规定，考虑现浇楼板的作用，对于中跨梁，取,边框架。 表3.1 横梁线刚度类别层次横梁(中)2.81048.57510972003.

18、57310117.1451011表3.2 柱线刚度层次12.81045.20810955002.84110112.81045.20810942003.7201011令各层框架梁线刚度为1，则其余各杆件的相对线刚度为： ； ； 框架梁、柱的相对线刚度如下图3.1所示，作为计算框架各杆端弯矩分配系数的依据。图3.1 横向框架相对线刚度3.4 横向框架柱侧移刚度计算表3.3 横向24层d值的计算构件名称a、e轴柱0.4908250b.c.d轴柱0.65813512d=82502+135123=57036表3.4 横向底层d值的计算-+构件名称a 、e轴柱0.6685260b、c、d轴柱0.78765

19、40d=25260+65403=301403.5 风荷载标准值计算根据设计任务书知道有关风荷载的参数，并根据建筑结构荷载规范gb50009-2001知，作用在屋面梁和楼面梁处的集中风荷载标准值： （3.2） 式中，聊城基本风压参考莘县朝城基本风压，；-风压高度变化系数，地面粗糙度为b类；-风荷载体型系数，根据建筑物的体型查得：；-风振系数，荷载规范规定，对于高度大于且高宽比大于1.5的房屋结构，应采用风振系数来考虑风压脉动的影响。本建筑基本自振周期，且高宽比，所以取；-下层柱高；-上层柱高； b-迎风面的宽度，。表3.5 各层楼面处集中风荷载标准值离地高度 17.71.201.01.290.4

20、5 4.2010.0913.51.101.01.290.45 4.24.218.519.31.001.01.290.454.24.216.825.11.001.01.290.455.54.219.43 图3.2 等效节点集中风荷载（单位：）3.6 风荷载作用下的框架侧移计算 (3.3)水平荷载作用下框架的层间位移按： 式中 -第j层的总剪力；-第j层所有柱的抗侧刚度之和；-第j层的层间侧移。第一层的层间侧移值求出以后，就可以计算各楼板标高处的侧移值的顶点侧移值，各层楼板标高处的侧移值是该层以下各层层间侧移之和，点侧移是所有各层层间侧移之和。j层侧移 顶层侧移 表3.6 风荷载作用下框架侧移计算

21、表层次/h410.0910.09570360.00021/21000318.5128.60570360.00051/8400216.8245.42570360.00081/5250119.4364.85301400.00221/2318u侧移验算：对于框架结构，楼层层间最大位移与层高之比的限值为1/550，本框架的层间最大位移与层高之比在底层，其值为1/2318，满足1/23181/550的要求，则框架侧移刚度足够。3.7 风荷载标准值作用下的内力计算框架在风荷载（从左到右吹）下的内力用d值法（改进的反弯点法）进行计算。其步骤为：(1)求各柱反弯点处的剪力值；(2)求各柱反弯点高度；(3)求各

22、柱的杆端弯矩及梁端弯矩；(4)求各柱的轴力和梁剪力。第层第柱所分配的剪力: ； (3.4)柱弯矩： ； (3.5)框架柱反弯点位置： (3.6)梁端弯矩：中柱节点： ； (3.7)边柱节点： (3.8)梁端剪力: (3.9) 柱轴力 (3.10) 表3.7 框架柱反弯点位置框架柱反弯点位置轴号层号h/mia轴44.21.920.40000.41.6834.21.920.450000.451.8924.21.920.50000.52.115.52.520.550000.553.025b轴44.23.840.450000.451.8934.23.840.50000.52.124.23.840.50

23、000.52.115.55.030.550000.553.025c轴44.23.840.450000.451.8934.23.840.50000.52.124.23.840.50000.52.115.55.030.550000.553.025d轴44.23.840.450000.451.8934.23.840.50000.52.124.23.840.50000.52.115.55.030.550000.553.025e轴44.21.920.40000.41.6834.21.920.450000.451.8924.21.920.50000.52.115.52.520.550000.553.025

24、表3.8 风荷载作用下框架柱剪力和梁柱端弯矩的计算风荷载作用下框架柱剪力和梁柱端弯矩的计算轴号a轴 b轴 c轴层号43214321432110.0928.645.4264.8510.0928.645.4264.8510.0928.645.4264.855703657036570363014057036570365703630140570365703657036301408250825082505260135121351213512654013512135121351265400.1450.1450.1450.1750.2370.2370.2370.2170.2370.2370.2370.217

25、1.4594.1376.5711.322.396.77510.7614.072.396.77510.7614.071.681.892.13.031.892.12.13.031.892.12.13.033.6789.55613.827.955.52214.2322.634.765.52214.2322.634.762.4527.81913.834.294.51814.2322.642.644.51814.2322.642.6400002.7619.37318.4128.682.7619.37318.4128.684.8412.0121.6241.752.2599.37318.4128.6824.

26、089.37318.4128.68表3.9 风荷载作用下框架柱轴力与梁端的计算层号 梁端剪力 柱轴力 b轴c轴41.0552.5092.5091.055-1.450 3 4.84 1.03 1.031.180.15 0 2 3.45 3.52 3.524.630.13 01 7.235.675.6711.861.56 0 3.8 框架各种荷载计算3.8.1 恒载标准值计算(1) 屋面（上人）找平层：15厚水泥砂浆 防水层：（刚性）40厚c20细石混凝土防水 防水层：（柔性）三毡四油铺小石子 找平层：15厚水泥砂浆 找坡层: 40厚水泥石灰焦渣砂浆3 找平 保温层: 80厚矿渣水泥 结构层: 8

27、0厚现浇钢筋混凝土板 抹灰层: 10厚混合砂浆 合计: (2) 各层楼面： 水磨石地面:包括 10mm面层20厚水泥砂浆打底素水泥结合层一道 结构层: 80厚现浇钢筋混凝土板 0.0825= 抹灰层: 10厚混合砂浆 合计：(3) 梁柱自重： 横向框架梁: 结构自重： 抹灰层：10厚混合砂浆 合计：4.86kn/m次梁自重： 结构自重： 抹灰层： 合计：2.44kn/m 柱自重：结构自重： 抹灰层： 合计：6.59kn/m(4) 外墙自重标准层：砌体墙： 窗间墙： 水刷石外墙面： 0.75kn/m水泥粉刷内墙面： 0.54 kn/m铝合金窗： 0.95 kn/m 合计：17.36kn/m玻璃幕

28、墙： 一层： 砌体墙： 水刷石外墙面： 0.75kn/m水泥粉刷内墙面： 0.54 kn/m 合计：17.71kn/m 四层：砌体墙： 窗间墙： 水刷石外墙面： 0.75kn/m水泥粉刷内墙面： 0.54 kn/m铝合金窗： 0.95 kn/m 合计：17.36kn/m（5）内纵墙自重 纵墙： 水泥粉刷内墙面： 0.65kn/m 合计：17.71kn/m (7)内隔墙自重 顶层、标准层：内隔墙： 水泥粉刷内墙面： 0.65kn/m 合计：10.06kn/m3.8.2 活荷载标准值计算(1) 屋面和楼面活荷载标准值：根据建筑结构荷载规范（gb 500092001）查得：上人屋面均布活荷载标准值：

29、 楼面活荷载标准值： (2) 雪荷载： 屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，两者中取大值。3.9 竖向荷载作用下框架结构的内力计算3.9.1 计算单元取轴线横向框架进行计算，计算单元宽度为6.90，如图3.6所示。直接传给该框架的楼面荷载如图中水平阴影所示，计算单元范围内的其余楼面荷载则通过纵向次梁以集中力的形式传给横向框架，作用在各节点上。图3.4 横向框架梁三角形荷载3.9.2 荷载计算1 框架梁kl承受的竖向荷载有:次梁传来的集中荷载，与框架梁相邻的板面三角形荷载（如图3.4）， 框架梁自重，为均布荷载。楼面荷载分配为等效荷载。其中短向分配： 长向分配：横向框架梁上集中荷载:（次梁250mm4

30、50mm）其中=1.2m，2b=6.9m 故有=0.95（1） ab跨框架梁 屋面板传荷载： 板传至梁上的三角形或梯形荷载，为简化计算等效为均布荷载，荷载的传递示意图为：恒载：活载：楼面板传荷载： 恒载： 活载：主梁自重：4.86kn/mab跨框架梁均布荷载为：屋面梁：恒载=9.51+4.86=14.37 kn/m 活载=板传荷载=3.0 kn/m楼面梁：恒载=4.86+4.23=9.09 kn/m 活载=5.25 kn/m由次梁传来的集中荷载：（次梁250mm450mm）a. 楼面梁 b屋面梁wkl a轴的纵向集中荷载： 顶层柱：恒载=梁自重+板传荷载+天沟 =4.866.9+0.956.3

31、40.6（4.5+6.9）+3.296.9=97.43kn 活载=板传荷载=2.00.6(4.5+6.9)=13.68kn标准层：恒载=4.866.9+0.952.820.6（4.5+6.9）+2.16.9+6.594.2=94.03kn 活载=3.50.6（4.5+6.9）=23.94kn基础顶面荷载=6.595.5+2.16.9=50.74knbc、cd跨均布荷载同ab跨。de跨框架梁： 屋面板传荷载同ab跨 楼面板传荷载：活载 四层恒载：d轴纵向集中荷载的计算： 顶层柱： 恒载=梁自重+板传荷载+天沟 = 活载=板传荷载= 标准层： 恒载= 活载=20.6（4.5+6.9）3.5kn/=

32、47.88kn 基础顶面荷载=底层墙自重+柱自重 =e轴柱纵向集中荷载的计算： 顶层柱荷载：恒载=活载=标准层: 恒载= 活载= 基础顶面恒载=(1) 恒荷载作用下的内力计算：采用分层法计算。分层法的基本假定为：（a）在竖向荷载作用下，框架侧移小，因而忽略不计。（b）每层梁上的荷载对其他各层梁的影响很小，可以忽略不计。因此，每层梁上的荷载只在该层梁及该层梁相连的柱上分配和传递。 除底层外，其余各柱的线刚度乘以0.9的修正系数，且其传递系数由改为。按分成法计算的各梁弯矩为最终弯矩，各柱的最终弯矩为与各柱相连的两层计算弯矩叠加。若节点弯矩不平衡，可将节点不平衡弯矩再进行一次分配。在内力计算中，所有

33、构件均采用弹性刚度。恒荷载作用下的弯矩图（kn.m）恒荷载作用下的轴力图（kn）恒荷载作用下的剪力图（kn）活荷载作用下的弯矩图（kn.m）活荷载作用下的轴力图（kn）活荷载作用下的剪力图（kn） 4 地震作用下内力的计算 1.计算各层的重力荷载代表值 按照抗震规范规定： 式中为重力荷载代表值，为结构恒载标准值，为有关活载（可变荷载）标准值，为有关活载组合值系数。 （1）四层的计算： =56.59kn/m2.1m+4.86 kn/m7.2m+2.44 kn/m6.98+56.94.86+6.346.928.8+17.366.928.8+17.366.90.5+2.16.90.5+17.716.

34、90.5+10.0620.5（7.2-1.8）=1953.97kn（2）三层的计算 =56.594.2+44.867.2+2.446.98+4.8656.9+2.826.928.8+2.16.9+17.716.9+17.366.9+10.066.9=1466.98kn（3）二层的计算=6.5954.2+4.867.24+4.866.95+2.446.98+2.826.928.8+17.366.9+2.16.9+17.716.9+10.066.9=1466.98kn（4）一层的计算=6.59（2.1+2.25）5+4.867.24+4.866.95+2.446.98+2.826.928.8+17

35、.366.90.5+17.716.90.5+17.716.9+10.066.9=1458.65kn 活荷载： 楼面值为3.5kn/，组合值系数为1.0；屋面活荷载不予考虑；雪荷载为0.353.5kn/，组合值系数为0.5. 故有：=1953.97+1466.98+1466.98+1458.65+3.5 kn/ 6.9m 28.8m 1.0 4+0.35 kn/ 6.9m 28.8m 0.5=9163.44kn结构的基本自振周期： 故有：，所以不考虑顶部附加地震作用系数。该工程中按7度设防，地震加速度值为0.15g，查抗震规范表可得 ，且有，故结构的底部剪则作用在结构各楼层上的水平地震作用力为：

36、地震作用下框架柱及梁的剪力和弯矩的计算地震作用下框架柱剪力和梁柱端弯矩的计算轴号a轴 b轴 c轴层号432143214321284.7161.3108.868.36284.7161.3108.868.36284.7161.3108.868.365703657036570363014057036570365703630140570365703657036301408250825082505260135121351213512654013512135121351265400.1450.1450.1450.1750.2370.2370.2370.2170.2370.2370.2370.21741.1823.3315.7311.9367.4538.225.7714.8367.4538.225.7714.831.681.892.13.031.892.12.13.031.892.12.13.03103.853.8833.0429.47155.880.2354.1136.64155.880.2354.1136.6469.1944.0933.0436.15127.580.2354.1144.94127.580.2354.1144.94000077.91103.967.1745.3777.91103.967.1745.37103.8123.177.1262.563.74103.96