商场土木工程设计说明

1、§1.2.1 梁柱尺寸的初选和线刚度计算一.初估截面尺寸1.板厚取取180 mm梁高取 800根据要求梁宽取（），取300 ，故量的截面尺寸取 800300 柱的截面尺寸：柱的截面高度 =300450 柱的截面高度 ，采用方形柱，故取柱的截面尺寸为700700。框架梁柱线刚度计算=3× KN/对于中框架梁 I=2左边梁=×0.3=/=23× KN/×=8.53×中夸梁i中跨梁/=底层柱：i底柱/=i第二层柱/=i 其余柱=另i余柱=1.0则i边梁=0.56 i底柱=0.89 I第二层柱=0.94 梁柱的线刚度比如图1-4图1-4 梁柱

2、线刚度比第2章 荷载计算§2.1 荷载计算1、屋面均布恒载按屋面的做法逐层计算均布荷载防水层（刚性）30厚C20细石混凝土 防水层（柔性）三毡四油铺小石子 30厚1:3水泥砂浆双向配筋分格 找平层：15厚水泥砂浆 找平层：15厚水泥砂浆 找坡层：30厚水泥石灰砂浆3找平 保温层：80厚矿渣水泥 结构层：180厚现浇钢筋混凝土板 抹灰层：10厚混合砂浆 合计: 2.楼面 水泥砂浆擦逢石面层 30mm1：3干硬性水泥砂浆 素水泥浆结合层一道结构层:180厚现浇混凝土板 抹灰层:10厚混合砂浆 合计： 3、梁自重（b×h=300mm×800mm）梁自重： 抹灰层:10厚

3、混合砂浆 合计： 4、柱自重(b×h=700mm×700mm) 柱自重 抹灰层:10厚混合砂浆 合计： 5、外墙自重负二层：纵墙 30厚C20细石混凝土防水 水泥粉刷墙 合计 负一层纵墙 30厚C20细石混凝土防水 水泥粉刷墙 合计 其他各层外纵墙 水刷石外墙面 水泥粉刷墙面 合计 其他各层玻璃幕墙合计 §2.1.2 活荷载标准值计算一.屋面和楼面活荷载标准值由荷载规查得： 上人屋面 楼面 ：商场 ： 办公室： 库房：二.雪荷载=屋面活荷载和雪荷载不同时考虑，两者中取大值。§2.1.3竖向荷载下框架受荷总图1、屋面板传荷载板传至梁上的三角形或梯形荷载，为

4、简化计算近似的为等效均布荷载，荷载的传递示意图如图2-1所示 图2-1荷载传递示意图（1）A-C轴间框架梁屋面板传荷载恒载 ：活荷载： 梁自重： 楼面板传荷载恒载： 活载： A-C轴间框架梁均布荷载为：屋面梁：恒载梁自重板传荷载+=活载板传荷载楼面梁：恒载=梁自重+板传荷载 =+=活荷载=板传荷载=（2）C-E之间框架梁恒载： 活载： 楼面板传荷载：恒载： 活载： 梁自重： 屋面梁：恒载梁自重板传荷载+=活载板传荷载楼面梁：恒载=梁自重+板传荷载 =+=活荷载=板传荷载=E-G轴之间框架梁屋面板传荷载恒载 ：活荷载： 梁自重： 楼面板传荷载恒载： 活载： E-G轴间框架梁均布荷载为：屋面梁：恒

5、载梁自重板传荷载+=活载板传荷载楼面梁：恒载=梁自重+板传荷载 =+=活荷载=板传荷载=G-I轴间和I-K轴间均和前面A-C等轴计算的一样 （3）A轴柱纵向集中荷载的计算女儿墙自重（做法：墙高1100mm，100mm的混凝土压顶）0.24m×0.11m×18+25×0.1m×0.24m+（1.2+2+0.24）×0.5KN/=6.67KN/m天沟自重（琉璃瓦+现浇天沟）琉璃瓦自重1.05m×1.1KN/=1.16KN/m现浇天沟 25×0.60m+（0.20-0.080）×0.08m+（0.6m+0.2m）

6、5;（0.5KN/+0.36KN/）=2.13KN/m合计 =3.29KN/m顶层柱恒载=女儿墙与天沟自重+梁自重+板传荷载 =（6.67+3.29）×9.6+5.42×（9.6-0.7）+20.679.6=382.786KN顶层柱活载=板传荷载 =0.5×11.25×9.6=54KN标准层住=墙自重+梁自重+板传荷载 =9.18×（9.6-0.7）+5.42×(9.6-0.7)+0.5×32.79×9.6=287.33KN标准层柱活载=板传活载=19.680.59.6=94.46KNC轴柱纵向集中荷载的计算顶层柱

7、=梁自重+板传荷载 =5.42(9.6-0.7)+49.789.6=526.126KN顶层柱活载=板传荷载 =11.259.6=108KN标准层柱恒载=墙自重+梁自重+板传荷载 =5.42(9.6-0.7)+32.799.6=363.022KN标准层柱活载=板传荷载=19.689.6=188.92KNE柱总想集中荷载的计算顶层柱=梁自重+板传荷载 =5.42(9.6-0.7)+49.789.6=526.126KN顶层柱活载=板传荷载 =11.259.6=108KN标准层柱恒载=墙自重+梁自重+板传荷载 =5.42(9.6-0.7)+32.799.6=363.022KN标准层柱活载=板传荷载=1

8、9.689.6=188.92KNG柱.I柱.K柱，由于图形结构对称，所受荷载一致，故它们所承受的纵向集中荷载对应相等。（4） 横、活荷载作用下的框架受荷简图见下图：第3章 力计算为了简化计算，仅考虑如下几种情况（1)恒载作用（2）活载作用（3）地震作用§3.1.1恒载作用下力计算弯矩分配与传递弯矩二次分配法比分层法作了更进一步的简化。在分层法中，用弯矩分配法计算分层单元的杆端弯矩时，任一节点的不平衡弯矩都将影响到节点所在单元中的所有杆件。而弯矩二次分配法假定任一节点的不平衡弯矩只影响至与该节点相交的各杆件的远端。因此可将弯矩分配法的循环次数简化到一次分配、一次传递、再一次分配。所以本

9、框架设计采用弯矩分配法计算框架力，传递系数为1/2。各节点分配两次即可，具体计算见表3-1 表3-1弯矩分配图3-1恒载作用下框架弯矩图 图3-2恒载剪力图 图3-3恒载作用下的轴力图§3.1.2活载作用下的力计算 表3-2活载弯矩分配表 图3-4活荷载作用下的弯矩图 图3-5活载作用下的剪力图 图3-6活荷载作用下的轴力图§3.2地震荷载作用的力计算地震荷载作用下的侧移验算§3.2.1框架的自振周期查荷载规附录E2.2 （3-1）横向地震作用标准值和位移的计算：多遇地震作用下，设防烈度7度，设计地震分组为第一组，查抗震规表5.141与5.142知，水平地震影响系

10、数最大值max=0.08,特征周期Tg=0.35s.由抗震规5.1.5，除规定外，建筑物的阻尼比应取0.05，此时r=0.9，1=0.02，2=1.0.由于0.35s<<1.75s,根据抗震规图5.15知 （3-2）根据抗震规表5.2.1.=0.38s<1.4s,所以顶部附加地震作用系数n=0.0.§3.2.2 重力荷载代表值1、 各楼层重力荷载代表值 顶层（三层到屋顶） 梁板自重：8.85959.65+5.42（95-0.75+9.65-0.75）=22140.36KN 框架柱自重：12.73（1.2+0.55.1）30=1718.55KN 围护砌体：9.18（9

11、5+9.65）/2+9.035.1/29.65=1532.142KN 女儿墙：1.27.50.24（95+9.652）=304.56KN 活载：2.09.6595=4320KN 顶层G3=22140.36+1718.55+1532.142+304.56=30015.5KN 标准层（二层到三层） 梁板自重：5.83959.65+5.42（95-0.75+9.65-0.75）=15617.16KN 框架柱自重：12.735.130=2337.2KN 围护砌体：9.18（95+9.65）+9.035.19.65=3064.28KN 活载：3.59.6595=13608KN G2=15617.16+2

12、337.2+3064.28+13608=34626.5KN 标准层（一层到二层） 梁板自重：5.83959.65+5.42（95-0.75+9.65-0.75）=15617.16KN 框架柱自重：12.735.130=2337.2KN 围护砌体：9.18（95+9.65）+9.035.19.65=3064.28KN 活载：3.59.6595=13608KN G2=15617.16+2337.2+3064.28+13608=34626.5KN2、 水平地震作用下框架的侧移验算 横梁线刚度 为了简化计算，框架梁截面惯性矩增大系数均取2 AC跨梁：=2=85300 由计算可知，其余各跨也都是：853

13、00 柱的线刚度 所有柱的线刚度：=117600 2-3层D值计算 2-3层D值计算边柱A0.7250.22614432.1边柱K0.7250.22614432.1中柱1.450.422278705 底层D值计算边柱A0.7250.4524415.2边柱K0.7250.4524415.2中柱1.450.56530654.78建筑物总重力荷载代表值30015.5+34626.5×2=99268.5KN结构总水平地震作用标准值（抗震5.2.1）0.074×0.85×99268.5KN=6266.6KN结构总水平地震作用标准值，楼层地震剪力与楼层间位移计算见表3-3：其

14、中：，层数330015.515.3459237.22899.32899.3720085.20.00402234626.510.2353190.32229.85126.1720085.20.00712134626.52.1176595.151114.96266.61028695.20.00609 表3-3楼层地震剪力与楼层间位移计算弹性层间位移角限制为1/550弹性层间位移底层：=0.00609/5.1=1/837<1/550满足要求 二层=0.00712/5.1=1/716.2<1/550满足要求3、横向框架各层水平地震作用和地震剪力如下图4、框架柱剪力和柱端弯矩标准值见下表柱层边

15、柱A与K35.12899.3720085.20.0257.90.7250.388.58206.725.15129.1720085.20.02102.50.7250.45235.24287.515.16266.61028695.20.022137.81.450.575404.09298.6中柱35.12899.3720085.20.03395.60.7250.3146.3341.325.15126.1720085.20.033169.20.7250.45388.3474.615.16266.61028695.20.029181.71.450.575532.8393.89 / 79 5、梁端剪力和

16、柱轴力的标准值见下表层AC框架端剪力CE框架端剪力EG框架端剪力GI框架端剪力IK框架端剪力边柱A中柱C中柱E中柱G中柱I边柱KL L L L L 39206.7170.641.99170.6170.637.99170.6170.637.99170.6170.637.99170.6206.741.9-41.9400-441.929376.0310.475.29310.4310.468.99310.4310.468.99310.4310.468.99310.4376.075.2-117.110.300-10.3117.119533.8391.1102.79391.1391.186.99391.1

17、391.186.99391.1391.186.99391.1533.8102.7-219.826.100-26.1219.8 第4章 力组合§4.1弯矩调幅框架结构梁端弯矩较大，配筋较多，考虑框架的延性与抗震设防要求，由于超静定钢筋混凝土结构具有力重分布的性质，所以重力荷载作用下可乘以调幅系数，适当降低梁端弯矩。根据工程经验，对现浇钢筋混凝土框架，可取=0.80.9,我们取=0.85。梁端弯矩降低后，跨中弯矩增加。这样，梁端弯矩调幅后不仅可以减少梁端配筋数量，达到方便施工的目的，而且还可以提高柱的安全储备，以满足“强柱弱梁”的设计原则。对于活荷载的跨中弯矩，考虑活荷载满跨布置法对跨中

18、弯矩的不利影响，在调幅后跨中弯矩应乘以1.11.2的增大系数。梁端负弯矩减少后，应按平衡条件计算调幅后的跨中弯矩。梁跨中正弯矩至少应取按简支梁计算的跨中弯矩之半。如为均布荷载，则恒荷载作用下框架梁的弯矩调幅见表4-1。活载作用下的梁端弯矩条幅和控制截面力交表4-2。§4.2控制截面力由于构建控制截面的力值应取自支座边缘处，为此组合前应先计算各控制截面处力值柱上端控制截面在上层的梁底，柱下端控制截面在下层的梁顶。按轴线计算简图算得的柱端力值，宜换算到控制截面的值。力组合见一下表格，其中控制截面力的计算直接反应到的力组合表格中。控制截面表格4-3 表4-1恒荷载作用下框架梁的弯矩调幅 表

19、4-2活载作用下的梁端弯矩条幅和控制截面力梁的控制截面表格4-3§4.3梁力组合 表4-4 表4-4 表4-4§4.3柱力组合A柱的力组合： 表4-5C柱的力组合： 表4-6E柱的力组合： 表4-7G柱的力组合： 表4-8I柱的力组合：表4-8I柱的力组合：表4-9 第5章 配筋计算§5.1强柱弱梁调整框架结构抗震设计中，应体现“强柱弱梁”，即三级抗震框架节点处，除顶层轴压比小于0.15外，柱端弯矩应符合下列要求： （三级） 其中：为节点上，下柱端截面，顺时针或逆时针组合的弯矩设计值之和，为了防止框架底层柱底过早出现塑性绞将影响整个框架柱的变形能力。抗震规规定：三

20、级框架底层柱底截面组合的弯矩设计值应乘以1.1。（见上表4-1和4-2）。§5.2强剪弱弯调整梁端截面组合的监理制调整三级抗震等级的框架结构在地震作用下的剪力调整公式如下：V=1.1（）/+、 ：表示地震组合的框架梁梁左右两端的弯矩设计值。：考虑地震组合时的中了荷载代表值产生的剪力设计值，按简支梁计算。： 梁的净跨。调整后的值见表格5-1：表 5-1地震作用下梁端剪力调整§5.3框架梁柱配筋§5.3.1 框架柱的正截面配筋计算混凝土强度：C40，钢筋强度：HRB335： HRB400:则截面界限相对受压区高度：框架柱截面设计：轴压比验算：底层柱：轴压比：查框架柱轴

21、压比限值表。在经一系列加强后，最终轴压比限值不大于1.05即可。截面尺寸复核：取由于，则满足。柱子截面受弯承载力计算：在柱子的同一截面上存在分别承受正向和反向弯矩的情况，采用对称配筋，配筋原则：1、每根框架柱配置一样的纵筋，以便于施工；2、大偏心受压，选用M大，N小的力组合计算 小偏心受压，选用M小，N大的力组合计算按照新规定配置柱子钢筋为了保证施工方便，设计时将每一层的柱子配置一样面积的对称钢筋受压构件的某一截面，往往会作用多组弯矩和轴力值： 1、对于N>Nb的组合力，为小偏心。当轴力N基本不变时，M越大，纵向钢筋越多，当M基本不变时，N越大纵向钢筋越多。 2、对于N<Nb的组合

22、力，为小偏心。当轴力N基本不变时，M越大，所需纵向钢筋越多，当M 基本不变时，N越小，所需纵向钢筋越多。终上所述，在力组合值中，选取每一层中M最大时，相应的N值组合和N值最大时，相应的M值得组合和N值最小时的M值组合，作为各层柱的配筋力。以底层A柱纵筋计算为例，A柱的力共有四种组合，分别计算。计算1. 2. 3. 4. 第一种组合：,取1.0，取0.99柱子底层计算长度：=1.0H=5.1m所以，则 则 又因为，N=2610.77KN,，N<Nb 为大偏心受压状况，,因为小于0，则配筋安够着配筋取计算为1470，实际配钢筋=1526.618（1526）.用此方法一次计算第2组，3组，4组

23、，的As均小于零，则As取1526.用同样的方法计算C轴E轴G轴I轴K轴，最后选用最大配筋面积作为该层柱的配筋，配筋见表格5-2. 表格5-2§5.3.2.斜截面配筋计算该框架属于三级框架，根据抗震设计规，其剪力设计值余做一下调整：柱端截面组合的剪力设计值为住的净高分别为柱上下两端的截面弯矩设计值。对三级框架结构取1.2.柱端剪力调整表格见5-3 表5-3 以每层中Vmax对应的轴力N组合和每层中Nmax对应的剪力V的组合进行箍筋配置，并采用最大值作为整体该层柱的箍筋配置，箍筋配筋见下表5-4 表5-4一层二层三层N4362.253679.332990.352556.461640.9

24、6801.21V6.95288.996.47291.3912.12193.253333332807.72807.72807.72807.72807.72807.7N值计算2807.72076.2822076.2822076.2822076.2822076.2822076.282637.85572.588637.85316.16541.766472.61构造配筋构造配筋构造配筋构造配筋构造配筋构造配筋配筋情况815081508150815081508150§5.3.3.框架柱的裂缝宽度验算对于大于0.55，根据混凝土结构设计规要求课不必进行验算，根据配筋表可知，仅有顶层柱部分柱需要验算

25、；其中，则取0.01. ,去顶层A柱计算不满足裂缝宽度则需要调整钢筋配筋面积取6根直径为20mm，然后再进行上述验算。经验算满足要求，配筋面积为。§5.3.4.框架梁的正截面配筋计算根据横梁控制截面设计值。利用受弯构件正截面承载力和斜截面承载力计算公式，计算出所需纵筋和箍筋，并进行配筋。 混凝土强度：C40，钢筋强度：HRB335： HRB400:梁截面均为：，取， ，因此不受限制。，故取3000mm.取顶层AC跨梁跨中进行计算故属于第一类T行截面，按第一类T行截面计算。=1139.3，故满足要求，配置218和220（）。取AC跨A支座进行计算（安矩形截面计算）将跨中截面的配筋全部伸

26、入支座，作为支座弯矩作用下的受压钢筋据此计算上部受拉钢筋的数量（）支座A<<则As=,实配钢筋218和220（）。CE.EG.GI等跨的配筋均按上述刚发计算，结果如下表跨中配筋5-5和支座配筋5-6 表格5-5 表5-5 表5-5 表格5-6 表格5-6 表格5-6§5.3.5.框架梁的斜截面配筋计算梁端剪力值调整见表格5-1，根据规，选择在地震作用组合下和非地震作用组合时，最大的剪力作为横梁两端的最大剪力值来计算配置箍筋。 验算V与的关系，若V小于这个值，则可以进行配筋，继续计算若V大于这个值，则需要改变截面尺寸。=1280.523KN大于所有的Vb故可以继续计算。当。

27、，其余各梁的斜截面配筋情况见下表5-7. 表5-7 表5-7§5.3.6.框架梁的斜截面验算以顶层AC梁跨为例子A端弯矩。取，=0.236<0.3，满足。其他各框架梁的不一一进行验算验算，不符合裂缝宽度的进行调整，调整后的验算表格如下表5-8 表5-8 表5-8 表5-8 由表格可知不满足斜截面验算的主要是跨中的配筋和顶层支座出不合适，配筋量较小，具体作出调整，文字叙述如下：顶层跨中纵筋配6根20号的，顶层支座（出A支座、K支座外）配成6根20号。二层跨中纵筋调整为4根18号。一层纵筋调整为4根18号。二层，一层均不需要调整支座处配筋。§5.4板的配筋计算5.4.1.

28、屋面板的计算1、板的计算简图见下图2、 屋顶楼面荷载统计：防水层（刚性）30厚C20细石混凝土 防水层（柔性）三毡四油铺小石子 30厚1:3水泥砂浆双向配筋分格 找平层：15厚水泥砂浆 找平层：15厚水泥砂浆 找坡层：30厚水泥石灰砂浆3找平 保温层：80厚矿渣水泥 结构层：180厚现浇钢筋混凝土板 抹灰层：10厚混合砂浆 - 合计：顶层楼面活载，由于是商人屋面取 则 g+q=1.2*8.35+1.3*2=12.623、 屋面板的设计弯矩计算；由于短边弯矩值比长边板带大，加密那有效高度可取：短边方向：，长边方向：计算跨度：按塑性理论计算，采用分离式配筋则：带入基本公式：由于板四周与梁相连，力折

29、减系数取0.8.配筋计算Y方向跨中：Y方向支座：故Y方向选用，支座处选用。X方向跨中：X方向支座：故X方向选用，支座处选用。4、 二层，一层，负一层，负二层的顶层楼板设计 荷载统计：恒载： 水泥砂浆擦逢石面层 30mm1：3干硬性水泥砂浆 素水泥浆结合层一道结构层:180厚现浇混凝土板 抹灰层:10厚混合砂浆 合计： 活载：由于是商场，商场活载取 按塑性理论计算，采用分离式配筋：带入基本公式：由于板四周与梁相连，力折减系数取0.8.配筋计算Y方向跨中：Y方向支座：故Y方向选用，支座处选用。X方向跨中：X方向支座：故X方向选用，支座处选用。各顶板的配筋表见5-9表5-9板截面方向M选用配筋实配钢

30、筋F跨中方向12.33288.40654方向10.8252.62654支座方向24.66576.8654方向21.6505.24654F1跨中方向11.27247.19654方向9.88231.11654支座方向22.54494.38654方向19.76454.23654第6章 地下结构计算§6.1地下结构梁柱配筋计算6.1.1地下结构梁柱配筋计算因考虑到地下室中的四周围墙做成钢筋混凝土墙，故在进行梁柱配筋时，可忽略地下土压力对梁柱产生的影响，梁柱力组合时，不考虑地震作用，故组合方式只有两种，见梁的组合表6-1和柱的组合表6-2表6-1表6-1 表6-2地下建筑中梁的正截面配筋计算

31、由于配筋计算方法和前面上上建筑的方法一致，只是组合形式不同，这里不再一一计算，地下结构中梁的配筋,跨中配筋见表格6-3，支座处配筋见表格6-4. 表6-3表6-4地下结构中梁的斜截面配筋梁的斜截面配筋见表格6-5 表6-5梁的裂缝宽度验算（不满足的，通过调整配筋使其满足要求），见表格6-6表6-6地下结构柱的配筋地下结构柱的正截面配筋，见下表6-7表6-7表6-7柱的斜截面配筋见下表8-8表8-8柱的裂缝宽度验算§6.2地下结构四周钢筋混凝土墙配筋计算 由于防水和受力需要，外墙钢筋混凝土墙。地下建筑承受上部房屋传来的竖向荷载和水平方向的剪力，然而上述荷载通常不控制地下室外墙的配筋，起控制作用的荷载主要是垂直于外墙的水土压力。本次地下室水土压力的计算采用朗肯土压力理论，并采用水土分算的假设，即，在地下水位以下，作用于墙体的水压力和土压力分别计算后，再叠加，地下水位以下的土体中毒采用浮重度。主动土压力公式： ，式中，表示图重度，取，地下水位以下采用浮重度，q表示地面超载，根据经验取，为按加权平均确定的土的粘聚力和摩