1、 -1某 商 住 楼 框 架 结 构 设 计专业：土木工程-2摘 要本毕业设计工程是武汉市某小区里的商住楼，包括建筑设计和结构设计两部分内容。一、建筑设计是在总体规划的前提下，根据设计任务书的要求，综合考虑建筑物与周围环境、建筑物的使用功能、流水交通及经济性等问题，依据相关设计规范来确定设计方案，做出建筑的结构形式、建筑平面、剖面及立面设计。二、结构设计是在建筑物初步设计的基础上确定结构方案；选择合理的结构体系；进行结构布置，并初步估算，确定结构构件尺寸，进行结构计算。在确定框架布局之后，我先进行了层间荷载代表值的计算,接着利用顶点位移法求出自振周期，进而按底部剪力法计算水平荷载（地震荷载、风
2、荷载）的作用，求出在水平荷载作用下的结构内力（弯矩、剪力、轴力） 。接着计算竖向荷载（恒载及活荷载）作用下的结构内力，并利用 Excel 表格找出最不利的一组或几组内力组合，选取最安全的结果计算配筋。此外还进行了基础、楼板及楼梯的设计，利用 PKPM 电算软件对整体结构进行分析，并绘制相关的结构施工图。关键词：框架结构；荷载计算；内力计算；内力组合；抗震设计；PKPM-3AbstractThis engineering graduation project includes two parts- the architecture design and the structure design
3、of a district in Wuhan in commercial and residential building. 1. The architecture design is made under the premise of the overall programming, according to the request of the design mission, in addition, the building and its surroundings, usage function, the transportation and architecture economy
4、and so on are compressively considered. And the project design according to the related design norm confirm the structural form of architecture, the design of the plan views ,the elevation views and the sectional views.2. The structure design is based on preliminary architecture design, to select th
5、e right structure type, precede structure arrangement and sizes of structure components to calculate. When the directions of the frames is determined, firstly the weight of each floor is calculated .Then the vibrate cycle is calculated by utilizing the peak-displacement method, then making the amoun
6、t of the horizontal load force (seismic load，wind load) can be got by way of the bottom-shear force method. The force can be assigned according to the shearing stiffness of the frames of the different axis. Then the internal force (bending moment, shearing force and axial force ) in the structure un
7、der the horizontal loads can be easily calculated. After the determination of the internal force under the dead and live loads, the combination of internal force can be made by using the Excel software, whose purpose is to find one or several sets of the most adverse internal force ，which will be th
8、e basis of protracting the reinforcing drawings of the components. Beside that, The designs of the foundation、floor slabs and stairs are also be approached by calculating the internal force and reinforcing . We can use the computer software PKPM to analysis the overall structure. After all，the const
9、ruction drawings are completed.Key Words: frame structure；load computation；internal load computation；internal load combination ；anti-seismic design ；PKPM-4绪 论湖北省武汉市某商住楼建筑结构设计内容包括建筑设计、结构设计两部份。除计算书部分外还附带建筑施工图和结构施工图对本毕业设计进行说明。由于是做商住楼建筑结构设计，采用的是框架结构，这样利于形成较大的空间供营业部分使用，采取柱网布置既能满足生产和建筑平面的要求，又可以使结构受力合理，施工方
10、便。本设计建筑部分根据使用要求进行合理的设计，并符合相应规范等要求。结构设计部分包括合理确定房屋结构形式，作出各层平面结构布置图，结构内力分析及构件设计，根据现行国家设计规范，计算结构荷载及地震作用。手算完成结构一个主轴方向的内力分析，进行框架梁、柱的内力组合，完成构件的截面设计。毕业设计的三个多月里，在指导老师的帮助下，经过资料查阅、建筑绘图、设计计算、论文撰写以及外文的翻译，加深了对新规范、规程、手册等相关内容的理解。巩固了专业知识、提高了综合分析、解决问题的能力。在进行内力组合的计算时，进一步了解了 Excel。在绘图时熟练掌握了 AutoCAD 和天正建筑，以上所有这些从不同方面达到了
11、毕业设计的目的与要求。毕业设计是整个大学阶段成果，通过毕业设计能对专业知识进行全方位的考查，我所采用的是框架结构设计，在计算过程中以手算为主，竖向内力计算采用计算机辅助计算，由于自己的水平有限，设计难免会有不足之处，敬请各位老师批评指正。-5目 录摘要 .2Abstract.3绪论 .4第 1 章 建筑设计 .6第 2 章 结构设计 .82.1 结构平面布置.92.2 结构造型.92.3 框架计算简图及梁柱线刚度.112.4 荷载计算.142.5 竖向荷载下框架荷载计算.192.6 框架柱荷载计算.222.7 风荷载计算.262.8 抗震结构计算 .292.9 内力计算.352.10 框架内力
12、组合.772.11 梁柱截面设计与配筋计算.862.12 楼板设计.962.13 基础设计 .102第 3 章 结论.105参考文献.106附录.107-61 建筑设计建筑设计是根据总体规划的要求的同时按照任务书上面的内容进行布局和设计，对多方面进行深层次的考虑，包括建筑使用功能，结构施工，以及建筑经济等方面。建筑设计是行业中至关重要的一环，其在整个工程设计中起着主导和先行的作用，除考虑上述各种要求以外，还应考虑建筑与结构，建筑与各种设备等相关技术的综合协调，以及如何以更少的材料，劳动力，投资和时间来实现各种要求，使建筑物做到适用，经济，坚固，美观，这对建筑行业的人提出了很高的要求，促使土木工
13、程专业的人不断的更新设计和施工技术，综合考虑，力求完美。 1.1 总平面设计为满足社会需要和适应城市的发展，拟在武汉市市区某一小区新建商场住宅综合楼。本建筑平面面积为 6163.56 平方米；商场面积为 2457 平方米，住宅面积为 3706.56 平方米；建筑总高度 30.3m，共八层，一二层层高 4.8m,其余层层高均为 2.9m，室内外高差 0.45m。图 1-1 总平面图-71.2 建筑等级与要求(1) 采用钢筋混凝土框架结构。(2) 建筑结构安全等级为二级。(3) 框架抗震等级为四级。(4) 基础采用桩基础，地基基础设计等级为丙级。1.3 建筑设计条件(1) 气象条件温度:最热月平均
14、 3 最冷月平均，极端最高 39 ,极端最低-2 。0C0C0相对湿度:最热月平均 75%。主导风向:全年为西北风,夏季为东南风,基本风压 w。=0.35 ，地面粗2KNm糙类别为 C 类。(2) 地质条件 拟建小区地形平坦，自然标高 20.1m;根据工程地质勘查报告，场地内土层自上而下依次为：杂填土，厚 1.8m,地基承载力特征值 125.0KN/;灰色淤泥质粘土，中密，厚 22m,地基承载力特征值为 95.0KN/;粉土夹粉质粘土，密实，厚 29m,承载力特征值为149.0KN/;黄褐色粉质粘土，地基承载力特征值为 228.3KN/。实测地下水位标高 16.5m,水质无侵蚀性。根据地震区划
15、图，本工程建筑抗震设防类别为丙类，抗震设防烈度为 6 度，设计基本地震加速度为 0.05g;设计地震分组为第一组。场地类别为 类场地，无液化土层，场地特征周期 0.35s。框架抗震等级为四级。1.4 建筑图详见图纸-82 结构设计本建筑的结构设计采用的是钢筋混凝土结构，因为钢筋混凝土结构有以下的一些优点。合理的利用了钢筋和混凝土两种材料的受力性能特点，可以形成强度较高、刚度较大的结构构件。这些构件在有些情况下可以用来代替钢构件，因而能够节约刚材，降低造价。耐久性和耐火性较好，维护费用低。可模性好，结构造型灵活，可以根据使用需要浇注成各种形状的结构。现浇钢筋混凝土结构的整体性好，又具备必要的延性
16、，适于用作抗震结构；同时它的防震性和防辐射性也好，亦适于用作防护结构。混凝土中占比例较大的砂、石材料便于就地取材。因为钢筋混凝土具有这些特点，所以在建筑结构，地下结构，桥梁，隧道，铁路等土木工程中得到广泛应用。混凝土以成为当今世界上用量最大的建筑材料。但是，钢筋混凝土也存在一些缺点，如自重过大，抗裂性能较差，隔热隔声性能不好，浇注混凝土时需要模板和支撑，户外施工受到季节条件限制，补强修复比较困难。这些缺点在一定程度上限制了钢筋混凝土的应用范围。随着科学技术的发展，钢筋混凝土的这些缺点正在逐步的得到克服和改善。所以考虑到本建筑的层高不是很高，所以通过提高混凝土的强度来改善混凝土的这些缺点。框架结
17、构体系一般用于钢结构和钢筋混凝土结构中，由梁和柱通过节点构成承载结构，框架形式可灵活布置建筑空间，使用较方便。但是随着建筑高度的增加，水平作用使得框架底部梁柱构件的弯矩和剪力显著增加，从而导致梁柱截面尺寸和配筋量增加，到一定程度，将给建筑平面布置和空间处理带来困难，影响建筑空间的正常使用，在材料用量和造价方面也趋于不合理。因此在使用上层数受到限制，正是因为本设计采用的是五层，建筑的高宽比 H/B 小于 5，建筑高度小于 55m，所以选用框架结构体系。-92.1 结构平面布置本次方案采用前楼商场部分和主楼部分分开布置，主楼商场部分横向承重，及框架主梁沿横向布置，横向框架为主要承重框架，主梁和柱可
18、形成横向框架，横向抗倒刚度大，各榀横向框架间由纵向的次梁相连。而前楼商场部分则是采用纵向布置，布置横向的次梁。前楼和主楼部分由沉降缝隔断。图 2-1 结构平面布置图2.2 结构选型2.2.1 梁和楼板尺寸估算(1) 现浇板楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，因长边与短边之比为2.0，所以-10本设计按双向板计算。根据工程经验，板厚 h 应取 h=100mm。(2) 主梁主梁截面按梁跨度的 估算，次梁截面按梁跨度的 估算，182105截面宽度按梁截面高度的 估算，由此估算的梁截面尺寸见表 2-1，表中3还给出了梁的混凝土强度等级。表 2-1 梁截面尺寸及混凝土强度等级结构 混凝土强度等级 /mb
19、/hmKJ 跨横梁 30C200 450JG 跨横梁 200 450GF 跨横梁 200 450(3) 框架柱本建筑主体结构八层，实体总高度小于 30m，工程设防烈度为 6 度，根据建筑杭震设计规范 （GB50011-2010）第 6.3.6 条规定，本框架结构房屋的抗震等级为四级，柱的轴压比限值 ，取柱混泥土强度等级为 C30,由此可估算90.柱的截面尺寸。柱的负载面积很容易，各层的重力代表值为 12 边柱轴2KNM力增大系数取 1.3，中轴的轴力增大系数取 1.25，则柱的截面尺寸 估算为边柱： 23640.14908265.31mAc中柱： 2316.9)(.2如柱截面为正方形，考虑上式估算数据，本设计柱截面尺寸取值为 1-8 层400400。
