桂林東城第一商場設(shè)計摘要本設(shè)計為一中型商場的結(jié)構(gòu)設(shè)計?？紤]建筑布置的要求，結(jié)構(gòu)選型選擇框架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)布置盡量滿足使用，耐久，美觀三方面的要求。本設(shè)計書選取商場的一榀作為計算模型，采用手算。其中恒載，活載的計算采用二次彎矩分配法，風(fēng)荷載的計算采用D值法。在內(nèi)力組合的過程中考慮荷載滿跨布置，求出荷載的最不利組合，并由此進(jìn)行這一榀框架的配筋。在計算書中還進(jìn)行了配筋的計算和基礎(chǔ)的計算。商場的其余結(jié)構(gòu)由PKPM軟件進(jìn)行計算。關(guān)鍵詞框架，商場，D值法，二次彎矩分配法THISDESIGNOFAMEDIUMEMPORIUMINGUILINABSTRACTTHISDESIGNISASTRUCTUREDESIGNFORAMEDIUMEMPORIUMCONSIDERINGTHEREQUIREMENTTOARCHITECTUREDISTRIBUTION,CHOOSEFRAMEASTHESTRUCTURE,THEDISTRIBUTIONOFSTRUCTURETRYTOMEETTHEREQUIREMENTSIN3ASPECTSOFUTILITY,DURABILITYANDAESTHETICSTHISDESIGNCHOOSESONESTORYOFTHEEMPORIUMASTHECALCULATIONMODEL,ANDCALCULATEDBYHANDHEREINTHECALCULATIONOFDEADLOADANDLIVELOADAPPLIEDTHEMOMENTREDISTRIBUTIONMETHODTHECALCULATIONOFWINDLOADAPPLIEDMATRIXDISPLACEMENTMETHODDURINGTHEPROCESSOFINTERNALFORCECOMBINATION,CONSIDERTHECALCULATIONOFFULLSPANDISTRIBUTIONLOAD,TOGETTHEMOSTDISADVANTAGEOUSLOADEFFECTCOMBINATION,HENCECARRYOUTTHEREINFORCEMENTFORTHISFRAMEINTHECALCULATIONSHEET,ALSOTHEREARECALCULATIONTOTHEBEAM，COLUMNREINFORCEMENTANDFOUNDATIONOTHERSTRUCTUREOFTHEEMPORIUMWILLBECALCULATEDBYSOFTWAREPKPMKEYWORDSFRAMEMEDIUMEMPORIUMMATRIXDISPLACEMENTMETHODMOMENTREDISTRIBUTIONMETHOD第一章設(shè)計任務(wù)111設(shè)計內(nèi)容本工程為桂林東城第一商場設(shè)計。其內(nèi)容包括建筑設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計兩部分。結(jié)構(gòu)形式采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。112設(shè)計原始資料建設(shè)地點桂林工程名稱桂林東城第一商場設(shè)計總建筑面積約280M總建筑高度3總建筑層數(shù)4設(shè)計使用年限50環(huán)境類別二類；重要性等級為三級；場地等級為二級；地基等級為二級，地基基礎(chǔ)設(shè)計等級為丙級，巖土工程勘察等級為乙級工程地質(zhì)資料另附工程地質(zhì)報告第二章結(jié)構(gòu)設(shè)計21結(jié)構(gòu)布置及計算簡圖211結(jié)構(gòu)布置根據(jù)房屋的使用功能及建筑設(shè)計的要求，進(jìn)行了建筑平面、立面及剖面設(shè)計，主體結(jié)構(gòu)共4層，層高均為45M。由于本設(shè)計中商場長度為1338M,跨度較大，一般60M長度需設(shè)置防震縫，故在柱9處橫向設(shè)置防震縫，取右半部分做結(jié)構(gòu)設(shè)計。填充墻正面及側(cè)面采用200MM厚的玻璃幕墻。門為玻璃門，M1尺寸為56M33M,M2尺寸為3733M,M3尺寸為18M24M,M4尺寸為15M24M,M5尺寸為09M24M。窗為鋁合金窗，洞口尺寸C1為15M18M,C2尺寸為12M18M。樓蓋及屋蓋均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，樓板厚度取100MM。梁截面高度取梁跨度的1/121/8估算，由此可得到的梁截面尺寸見表11，并將各層梁柱和板的混凝土強(qiáng)度等級?；炷恋脑O(shè)計強(qiáng)度底層取C35167,157,24層取C30143CF2/NMTF2/NMCF,143/CNCANFT2M表21梁截面尺寸層次混凝土強(qiáng)度等級梁截面尺寸（BH）1C3530075024C30300750柱截面尺寸確定框架柱的截面尺寸一般根據(jù)柱的軸壓比限值按下式計算。由任務(wù)書知該框架結(jié)構(gòu)的抗震等級為二級，其軸壓比限值08，各層的/CNCANFNU重力荷載代表值近似取12。按較大開間計算，由建筑圖可知A柱的負(fù)載面積為2KN/M7839，B柱的負(fù)載面積為7878，C柱的負(fù)載面積為7860,D柱的負(fù)載面積2M22M為7821。則得第一層柱截面的面積為A柱AC1378391210007/081672295162B柱AC12578781210007/08167478959C柱AC12578601210008/081674203602D柱AC1378211210008/08167153011M取截面為正方形，根據(jù)以上的計算結(jié)果并綜合考慮其它因素，柱截面尺寸可取為700MM700MM基礎(chǔ)選用柱下條形基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋深取05M。柱的高度24層柱高即為層高，即45M；底層柱高從基礎(chǔ)頂面取至一層板底，為450550M。圖21橫向框架計算簡圖22重力荷載計算221屋面及樓面的永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值屋面（上人）30MM厚細(xì)石保護(hù)層220030662KN/M三氈四油防水層0420MM厚水泥砂漿找平層20002042/150MM厚水泥石保溫層5015075KN100MM厚鋼筋混凝土板2501252/MV型輕鋼龍骨吊頂025合計4962KN/一至三層樓面瓷磚地面（包括水泥粗沙打底）0552/M100MM厚鋼筋混凝土面板250125KV型輕鋼龍骨吊頂0252N/合計330（2）樓面均布活荷載352KN/M（3）屋面均布活荷載20222梁、柱、窗、門重力荷載計算梁柱可根據(jù)截面尺寸、材料容重及粉刷等計算出單位長上的重力荷載；對墻、門、窗等可計算出單位面積上的重力荷載。計算結(jié)果見表12。墻體為正面?zhèn)让?00MM厚的玻璃幕墻，背面200MM厚的粘土空心磚，外墻面貼瓷磚（05）內(nèi)墻面為20MM的厚抹灰，則正面?zhèn)让鎲挝粔γ嬷亓奢d為04，背2KN/M2KN/M面單位強(qiáng)面重力荷載為051700215020384。2KN/M內(nèi)墻為200MM粘土空心磚，兩側(cè)均為20MM厚抹灰，則內(nèi)墻單位面積重力荷載為170022150203682KN/M玻璃門單位面積重力荷載為03，鋁合金窗單位面積重力荷載取04。2/4底層構(gòu)件重量計算,計算過程見表22。表22梁柱重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值層次構(gòu)件B/MH/M/3/KNMG/KN/MIL/MNIG/KNI/KNAB，BC跨橫梁0307525105591781987586CD跨橫梁0307525105591421024822縱梁030752510559178351613431柱0707251101347553926276536511AB，BC跨0307525105591781987586橫梁CD跨橫梁0307525105591421024822縱梁0307525105591783516134324柱07072511013475453923649510241注（1）表中為考慮梁柱的粉刷層重力荷載而對其重力荷載的增大系數(shù)；G表示單位長度構(gòu)件重力荷載；N為構(gòu)件數(shù)量（2）梁長度取凈長；柱長度取層高910AB一框的樓面板自重3378M78M20077KN2KN/M910CD一框的樓面板自重3378M42M10811KNCD跨梁自重標(biāo)準(zhǔn)值03075254223625KNAB,BC跨梁自重標(biāo)準(zhǔn)值03075257843875KN內(nèi)隔墻標(biāo)準(zhǔn)值368（632M198M）45M536544KN2KN/M外隔墻標(biāo)準(zhǔn)值04617M45M384699M156M45M2KN/M15885KN樓面板總重為20077KN1710811KN9438608KN梁總重為43875KN351923625KN1026055KN一層柱總重為07M07M5M2539238875KN3/KNM二到四層柱總重為07M07M45M2539214988KN/6重力荷載代表值計算重力荷載代表值是指結(jié)構(gòu)和構(gòu)配件自重標(biāo)準(zhǔn)值和各可變荷載組合值之和，是表示地震發(fā)生時根據(jù)遇合概率確定的“有效重力”。G10543860826055238875536544158850543860826055214988536544158851138597KN；G2G343860826055214988536544158851126648KNG4054386082605521498853654415885563329KN圖22各質(zhì)點的重力荷載代表值23框架側(cè)移剛度計算梁的線剛度/L。其中為混凝土彈性模量，為梁截面慣性矩。對于本設(shè)計中的現(xiàn)BICEICBI澆樓面，取中框架柱20,邊框架柱15。B0IBI0柱的線剛度/H。其中為柱的彈性模量，為柱截面慣性矩，H為柱的高度。CICCECIC橫梁線剛度及柱線剛度計算分別見表31和32。BI表23橫梁線剛度IB計算表類別層次/CE2NMBH/MMMM0I312BH/4ML/MMBI/NM15BI/2BI/NM1315403007501055107800426110639210852210AB跨橫梁24303007510557800405860878116100101010131543007501055107800426110639210852210BC跨橫梁24304300750105510780040581060871081161013154300750105510420079131011870101582610CD跨橫梁24304300750105510420075361011304101507210表24柱線剛度IC計算表層次/MMCH/CE2N/MBH/MMMM/CI312BH4M/CIN15000315410700700200101261024450030700700200133柱的側(cè)移剛度D可按下式計算DC21IH其中為柱側(cè)移剛度修正系數(shù)。按上式計算柱側(cè)移剛度，將計算單元范圍內(nèi)同層所有柱的側(cè)移剛度相加，為該層框架的總的側(cè)移剛度值。當(dāng)某些樓層剛度小于上層時，其側(cè)移剛度比值不應(yīng)小于07現(xiàn)以第二層B10柱為例說明柱側(cè)移剛度D的計算過程B10柱及其相連的梁的相對線剛度如圖31圖23B10柱及其相連的梁的相對線剛度由此可得梁柱線剛度比為K1320K816852039762C30D0397629687N/MM21CCIH126045其他柱依上面的計算過程計算，列表如下表25A柱，B柱側(cè)移剛度計算表A柱側(cè)移剛度D（N/MM）B柱側(cè)移剛度D（N/MM）層次KCDKCD10640802427191281281503905307772066020248218532132003976296873406441024361818912880391729247表26C柱，D柱側(cè)移剛度計算表C柱側(cè)移剛度D（N/MM）D柱側(cè)移剛度D（N/MM）層次KCDKCD1183080478037673119000373029398218863048543624312261038012838134184030479235780119620374327948將上述不同軸線上同層框架柱側(cè)移剛度相加，即得框架各層層間側(cè)移剛度，見下表ID表27橫向框架層間側(cè)移剛度層次1234DI1052784101558710004761000476由上表可見1052784/1015587103707，故該框架為規(guī)則框架12/D24橫向水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計算241橫向水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計算橫向自振周期計算。表28結(jié)構(gòu)頂點的假想側(cè)移計算層次/KNIG/KNIGV/N/MMID/MMIUIGIVD/MMIU456332456332410004765630687525331126648168997210004761689178219472112664828166210155872773406530301113859739552171052784375690375690則基本周期可按下式計算1T7TU即17070353S1T083水平地震作用及樓層地震剪力計算本設(shè)計中，結(jié)構(gòu)高度不超過40M,質(zhì)量和剛度沿高度分布必較均勻，變形以剪切型為主，故可以用底部剪力法計算水平地震作用。結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值按下式計算0850853955217336193KN；EQGI0138；109MAXTG0931650138336193463946KN；EKF1EQ因141403042S0353S,所以可不考慮頂部附加水平地震作用。GT各質(zhì)點的水平地震作用按下式計算4639461IIEKNJJGHF1INJJGH具體的計算見下表29，框架第I層的層間剪力。IVNKIF表29各質(zhì)點橫向水平地震作用及樓層地震剪力計算表層次/MIH/KNIG/KNMIH1GHINJ/KNI/KNIV418563324101398302501159871159873135112664815209750375173980289967291126648101398302501159874059541451138597512369012557993463947406131IGH各質(zhì)點水平地震作用及樓層地震剪力沿房屋高度的分布如下圖（A）水平地震作用分布（B）層間剪力分布圖25橫向水平地震作用及樓層地震剪力水平地震下的位移驗算。水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的層間位移和頂點位移分別按下式計算IUIU1/IIJJVDU1NKKU具體的計算見表211，各層的層間彈性位移角也一并列出。/IIUH表211橫向水平地震下的位移驗算層次/KNIV/N/MMID/MMIUA/MMI/MMI/IIUH41159871000476116124745001/387932899671000476290113145001/15522405954101558740084145001/11251463947105278444144145001/1020由表211可知，最大層間彈性位移角發(fā)生在第一層，其值為1/102008725401870921876534VAX098M26519MAXMKN0752651919889REKM右震18843KN8725401870921876421VAX539M17268MAXMKN0751726812951REKM剪力計算AB凈跨780771MNL左震4456KN20700NLBVRBV25868445603527458LBM邊KNM477362070003540491R邊右震21453KN3035KNLBVRBV470622145303539553LB邊KNM17127302503518189RM邊274284049167919359531818957742LB邊R邊KNM0570971402571398957KNGV1257742/71895718716KN1267919/71895720436KNABV左0751871614037KNRE0752043615327KN。B左26截面設(shè)計261框架梁以第一層AB梁為例，說明計算方法及過程（1）梁的正截面受彎承載力計算。從梁的內(nèi)力組合表中分別選出AB跨跨間截面及支座截面的最不利內(nèi)力，并將支座中心處的彎矩?fù)Q算為支座邊緣控制截面的彎矩進(jìn)行計算。支座彎矩35297/07516590/085070/240231；AMKNM0754023130174；REK35802/07515525/085070/241344；B0754134431008；REN跨間彎矩取控制截面，即支座邊緣處的正彎矩?？汕蟮眉袅136794（9064054019）2241KN；則在支座邊緣處19889/075224107/225734；MAXMKNM0752573419301。RE當(dāng)梁下部受拉時，按T形梁設(shè)計，當(dāng)梁上部受拉時，按矩形截面設(shè)計。翼緣計算寬度當(dāng)按跨度考慮時，L/378/32600MM；按梁間距計算時，F(xiàn)BB30075007800MM按翼緣厚度考慮時，H75035715MM,FBNS0HSA/100/71501401,這種情況不起控制作用，故取2600MM。FH0FB梁內(nèi)縱向鋼筋選用HRB400級鋼筋（360），0518。下部跨間截面按單YF2N/M筋T形截面計算。因為（/2）101672600100（715100/2）1CFBFH0F28874319301KK屬第一類T形截面。M/19301/10167260071571500087；S1CFB20H6110009S87/0009101672600715/36077613；SA1CF0Y2M實際配筋416（804），804/（300715）0374025,滿足要求。S2M將下部跨間截面的416鋼筋伸入支座，作為支座作用下的負(fù)彎矩作用下的受壓鋼筋（804），再計算相應(yīng)的受拉鋼筋，即支座A上部S2S30174360804（71535）/（10167300715715）S6100041004203,滿足要求。S2M梁斜截面受剪承載力計算。AB跨V1532715327KN。加密區(qū)長度取085M,非加密區(qū)箍筋取4肢6150,箍筋設(shè)置滿足要求。262框架柱（1）剪跨比和軸壓比的驗算。表232柱的剪跨比和軸壓比驗算柱號層次B/MM0H/MMCF2N/MCMKCV/KNN/KNC0HMCBF270066014328071124623874534120341204052032220383203902046320363204455,故需考慮偏心距增大系數(shù)。0L05A/N05143700700/16243521610,取10。1CF310/H9471,取10，1CF31010，20252202526025269MMB及NE043B,而CF0HCF20HN278904KN3,取3。CV31其中，取較大的柱下端值，、不應(yīng)考慮，為從橫向框架B柱彎矩和軸力CMVRECM組合表中查得的值除以075，為B柱剪力組合表中查得的值除以075?？汕蟮门c相應(yīng)CCV的軸力N187039/08249385KN03167700700/100024549KN,03CFBH取N24549KN。/SV105/1B0056N/SVARETF0YVF05026KN。滿足要求。32基礎(chǔ)設(shè)計本設(shè)計采用樁基礎(chǔ)，沿柱列平行布置。基礎(chǔ)采用C35混凝土，埋置深度20M。鋼筋采用HRB335級300。以橫向框架十號軸線C柱為例計算。YF2N/M1計算參數(shù)信息1計算參數(shù)信息柱傳至承臺的豎向力標(biāo)準(zhǔn)值F452728KN，柱傳至承臺底面X方向的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值MX2717KNM混凝土強(qiáng)度等級C35鋼筋級別HRB335承臺以上土的厚度HD05M混凝土保護(hù)層的厚度H3000MM樁的入土深度D5M承臺以上土的重度01800KN/M3圓樁直徑DS500MM承臺間距1800M2承臺彎矩設(shè)計值計算計算簡圖如下圖31樁基礎(chǔ)計算簡圖樁頂豎向力的計算其中F作用于樁基承臺頂面的豎向力設(shè)計值，F(xiàn)12459728551674KN；G樁基承臺的自重，G12（25057606185760516589KN；MX,MY作用于承臺底面通過樁群樁形心的X,Y軸的彎矩設(shè)計值KNM；XI,YI第I復(fù)合基樁或基樁X,Y軸的距離M；NI基樁的豎向力設(shè)計值KN。經(jīng)計算得到單樁樁頂豎向力設(shè)計值最大壓力N55162716589/42607140/2/25600016/2/256143065N2矩形承臺彎矩的計算其中MX1,MY1垂直X軸和Y軸方向計算截面處的彎矩設(shè)計值；XI,YI垂直Y軸和X軸方向自樁軸線至相應(yīng)計算截面的距離；NI1扣除承臺自重的單樁樁頂豎向力設(shè)計值KN，NI1NIG/N。經(jīng)過計算得到彎矩設(shè)計值MX125228216589/4140/206514440KNMMY125228216589/4140/206514440受彎構(gòu)件承載力計算式中1系數(shù)，當(dāng)混凝土強(qiáng)度不超過C50時，1取為10,當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級為C80時，1取為094,期間按線性內(nèi)插法確定；FC混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計值；H0承臺的計算高度；FY鋼筋受拉強(qiáng)度設(shè)計值，F(xiàn)Y300N/MM2。X方向配筋，計算得S14440106/1001430240100057000200130112001300500130S100130/209935ASX144404106/09935570003000085001MM2承臺截面主筋，X方向選用614120AS924MM2Y方向配筋，計算得S14440106/1001430240100057000200130112001300500130S100130/209935ASY144404106/09935570003000085001MM2Y方向選用614120AS924MM24承臺受沖切驗算圖32承臺沖切驗算簡圖對四樁承臺可按下列公式計算受沖切承載力式中FL作用于沖切破壞錐體上的沖切力設(shè)計值，取189280KNBX,BY矩形截面柱或局部荷載作用面積的邊長AX,AY沖跨，沖切破壞錐體側(cè)面頂邊與底邊間的水平距離；X,Y分別與沖跨比X,Y對應(yīng)的沖切承載力系數(shù)，按下式計算柱對承臺沖切驗算取AX028M,AY028MX048,Y048X106,Y106BX065M,BY065M0120,FT143N/MM2H00570M計算得F2106065028106065028143000057318178KN經(jīng)過計算,由于抗沖切力F318178KN189280120227136KN，所以滿足要求。四樁承臺受角樁沖切按下式驗算式中N作用于角樁頂?shù)呢Q向壓力設(shè)計值，取52282KNBX,BY承臺邊緣至樁內(nèi)邊緣的水平距離AX,AY沖跨，為樁邊緣至柱邊或承臺變階處的水平距離，當(dāng)大于H0時，取H0；X,Y分別與沖跨比X,Y對應(yīng)的沖切承載力系數(shù)，按下式計算角樁對承臺的沖切驗算與柱邊形成的破壞錐體取AX028M,AY028MX048,Y048X070,Y070BX060M,BY060M0120,FT143N/MM2H00570M計算得N0703060014070306001414300005784561KN經(jīng)過計算,由于抗沖切力N84561KN5228212062738KN，所以滿足要求。5承臺截面抗剪切計算根據(jù)第二步的計算方案可以得到XY方向樁對承臺的最大剪切力記為V522824147296269KN我們考慮承臺配置箍筋的情況，斜截面受剪承載力滿足下面公式其中0建筑樁基重要性系數(shù)，取120；剪切系數(shù)，XY方向分別為017，017；FC混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值，F(xiàn)C1430N/MM2；B0承臺計算截面處的計算寬度，XY方向分別為240000MM，240000MM；H0承臺計算截面處的計算高度，H0570MM；FY箍筋受拉強(qiáng)度設(shè)計值，F(xiàn)Y30000N/MM2。柱邊處的斜截面受剪承載力計算X方向驗算是否按計算配置箍筋FCB0H001714302400570337896000N0V115522860N已滿足抗剪要求，只需按構(gòu)造配箍筋。Y方向驗算是否按計算配置箍筋FCB0H001714302400570337896000N0V115522860N已滿足抗剪要求，只需按構(gòu)造配箍筋。6承臺的局部受壓承載力驗算當(dāng)柱或樁的混凝土強(qiáng)度等級高于承臺的混凝土強(qiáng)度等級5N/MM2以上時，應(yīng)驗算承臺在柱下或樁上的局部受壓承載力。承臺的局部受壓承載力就按下式計算其中F1局部荷載設(shè)計值A(chǔ)1混凝土局部受壓面積柱對承臺的局部受壓驗算AB局部受壓時的計算底面積BX,BY局部受壓面積的邊長，取065M,065MC局部受壓面積的邊至相應(yīng)的計算底面積的邊距離050M取F1189280KNA1042M2SC050MAB380M095380/04205143004210001721899KN227136KN滿足局部受壓承載力要求角樁對承臺的局部受壓驗算AB局部受壓時的計算底面積C樁的外邊至承臺邊緣的距離；當(dāng)大于BP時，取為BP取F152282KNA1025M2C040MAB195M2095195/0250514300251000948521KN62738KN滿足局部受壓承載力要求。7樁承載力驗算根據(jù)第二步的計算方案可以得到樁的軸向壓力設(shè)計值，取其中最大值N52282KN樁頂軸向壓力設(shè)計值應(yīng)滿足下面的公式