【正文】 1某多層廠房鋼筋混凝 土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 引言土木工程專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計(jì)是綜合性和實(shí)踐性極強(qiáng)的最后一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，是理論與實(shí)際相結(jié)合的訓(xùn)練階段；是我們學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論，如理論力學(xué)、材料力學(xué)、土木工程材料等；專業(yè)知識(shí)，如結(jié)構(gòu)力學(xué)、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、房屋建筑學(xué)、高層建筑結(jié)構(gòu)等；基本技能，如建筑制圖、Auto CAD 繪圖、PKPM 計(jì)算等，從而進(jìn)行建筑、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要實(shí)踐過(guò)程，涉及綜合運(yùn)用建筑、結(jié)構(gòu)和相關(guān)學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí)。畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)間較短，我們土木工程專業(yè)的學(xué)生本次畢業(yè)設(shè)計(jì)需完成該工程主體建筑——上海禹輝轉(zhuǎn)印材料有限公司廠房的建筑及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，側(cè)重于結(jié)構(gòu)計(jì)算，包括Ⅳ類場(chǎng)地土，七度抗震設(shè)防烈度，第三組，考慮結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)。建筑設(shè)計(jì)包括總平面圖設(shè)計(jì)、平面設(shè)計(jì)、剖面設(shè)計(jì)等詳圖。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括梁柱板配筋計(jì)算、橫向框架計(jì)算、樓梯配筋計(jì)算、PKPM 電算。本設(shè)計(jì)從建筑到結(jié)構(gòu)是一個(gè)較為完整的設(shè)計(jì)過(guò)程，通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)復(fù)習(xí)和鞏固了以前所學(xué)知識(shí)；本次畢業(yè)設(shè)計(jì)培養(yǎng)了我進(jìn)行獨(dú)立設(shè)計(jì)的基本能力，為畢業(yè)后的工作打下了一定的基礎(chǔ)。為以后的工作了一個(gè)良好的開端。同時(shí)，在設(shè)計(jì)中，一方面要把以前所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用進(jìn)去，熟悉國(guó)家有關(guān)規(guī)范、條例和規(guī)程，同時(shí)，要學(xué)會(huì)使用甚至熟練掌握 PKPM 結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件；另一方面，由于現(xiàn)代化建筑一般都具有密度大，高度高，功能多，設(shè)備復(fù)雜，防火要求和管理自動(dòng)化水平高，并且要求考慮節(jié)能和無(wú)障礙設(shè)計(jì)。因此，通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，也拓寬了學(xué)生非本專業(yè)知識(shí)面。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我的指導(dǎo)老師在百忙之中抽出時(shí)間和精力來(lái)給予指導(dǎo)，在此表示衷心感謝。由于畢業(yè)設(shè)計(jì)是一種初步的嘗試，涉及專業(yè)比較多，但本人條件和水平有限，不可避免地存在疏漏與錯(cuò)誤，敬請(qǐng)各位指導(dǎo)老師和專家批評(píng)指正。22 建筑設(shè)計(jì)說(shuō)明建筑設(shè)計(jì)在現(xiàn)有的自然環(huán)境與總體規(guī)劃的前提下，根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，綜合考慮使用功能、結(jié)構(gòu)施工、材料設(shè)備、經(jīng)濟(jì)藝術(shù)等問題，著重解決建筑內(nèi)部使用功能和使用空間的合理安排，內(nèi)部和外表的藝術(shù)效果，各個(gè)細(xì)部的構(gòu)造方式等，創(chuàng)造出既符合科學(xué)性，又具有藝術(shù)效果的工作環(huán)境。建筑設(shè)計(jì)應(yīng)考慮建筑與結(jié)構(gòu)等相關(guān)的技術(shù)的綜合協(xié)調(diào)，以及如何以更少的材料、勞動(dòng)力、投資和時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)各種要求，使建筑物做到適用、經(jīng)濟(jì)、堅(jiān)固、美觀。本方案采用框架結(jié)構(gòu)，框架結(jié)構(gòu)是由梁、柱、節(jié)點(diǎn)及基礎(chǔ)組成的結(jié)構(gòu)形式，橫梁和立柱通過(guò)節(jié)點(diǎn)連成一體，形成承重結(jié)構(gòu)，將荷載傳至基礎(chǔ)。其特點(diǎn)是承重系統(tǒng)與非承重系統(tǒng)有明確的分工，支承建筑空間的骨架與梁，柱是承重系統(tǒng)，而分割室內(nèi)外空間的圍護(hù)結(jié)構(gòu)和輕質(zhì)隔墻是不承重的，這種結(jié)構(gòu)形式強(qiáng)度高，整體性好剛度大，抗震性好，開窗自由。本方案為廠房，首先要考慮滿足空間的需求，設(shè)置應(yīng)合理，采光、通風(fēng)良好，同時(shí)還要合理安排辦公室、廁所等輔助房間，并配置良好的室外綠化等。框架結(jié)構(gòu)是多層、高層建筑的一種主要結(jié)構(gòu)形式。這種結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)點(diǎn)是建筑平面布置靈活，能獲得較大的使用空間，建筑立面容易處理，可以適應(yīng)不同的房屋造型。同時(shí)，在結(jié)構(gòu)性能方面，框架結(jié)構(gòu)屬于柔性結(jié)構(gòu)，自振周期較長(zhǎng)，地震反應(yīng)較小，經(jīng)過(guò)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以具有較好的延性性能。我國(guó)定義8 層及 8 層以上的建筑為高層建筑，一般認(rèn)為 8 層以下房屋屬多層建筑，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)多用于多層建筑，較少用于高層建筑，因?yàn)楫?dāng)房屋的高度超過(guò)一定的范圍時(shí)，框架結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度較小，水平荷載作用下側(cè)移較大，從受力合理和控制造價(jià)的角度，現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)一般不超過(guò) 60 米，地震區(qū)現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架，當(dāng)設(shè)防烈度為 7 度、8 度、9 度、時(shí)高度一般不超過(guò) 55 米、45 米和 25 米。3 框架結(jié)構(gòu)是由梁、柱、節(jié)點(diǎn)及基礎(chǔ)組成的結(jié)構(gòu)形式，橫梁和柱，通過(guò)節(jié)點(diǎn)連為一體，形成承重結(jié)構(gòu)，將荷載傳至基礎(chǔ)，整個(gè)房屋全部采用這種結(jié)構(gòu)形式的稱為框架結(jié)構(gòu)或純（全）框架結(jié)構(gòu)，框架可以是等跨或不等跨的，也可以是層高相同或不完全相同的，有時(shí)因工藝和使用要求，也可能在某層抽柱或某跨抽梁，形成缺梁、缺柱的框架。當(dāng)柱為正方形或接近正方形，或樓面荷載較大的情況下，可采用縱橫向承重方案，這時(shí)樓面常為現(xiàn)澆雙向板樓蓋或井字梁樓蓋，兩個(gè)方向的框架同時(shí)承受豎向荷載和水平荷載。建筑物是社會(huì)物質(zhì)和文化財(cái)富，它在滿足使用要求的同時(shí)，還需要考慮人們對(duì)建筑物在美觀方面的要求，本方案采用對(duì)稱方式體觀了職能的一面，其主體五層，局部六層，房子對(duì)比顯明，錯(cuò)落有致又給人不呆板的感覺。 平面設(shè)計(jì)建筑平面是表示建筑物在水平方向房屋各部分的組合關(guān)系。由于建筑平面通常較為集中反映建筑功能方面的問題，一些剖面關(guān)系比較簡(jiǎn)單的民用建筑，它們的平面布置基本上能夠反映空間組合的主要內(nèi)容，因此，首先從建筑平面設(shè)計(jì)入手。但是在平面設(shè)計(jì)中，我始終從建筑整體空間組合的效果來(lái)考慮，緊密聯(lián)系建筑剖面和立面，分析剖面、立面的可能性和合理性，不斷調(diào)整修改平面，反復(fù)深入。也就是說(shuō)，雖然我從平面設(shè)計(jì)入手，但是著手于建筑空間的組合。各種類型的建筑，從組成平面各部分面積的使用性質(zhì)來(lái)分析，主要可以歸納為使用部分和交通聯(lián)系部分兩類。建筑平面設(shè)計(jì)是組合布置建筑物在水平方向房屋各部分的組合關(guān)系，它包括使用部分設(shè)計(jì)和交通聯(lián)系部分設(shè)計(jì)。 使用部分平面設(shè)計(jì)建筑平面中各個(gè)使用房間和輔助房間，是建筑平面組合的基本單元。本設(shè)計(jì)在使用平面設(shè)計(jì)中充分考慮了以下幾點(diǎn)：注意了房間的面積、形狀和尺寸滿足室內(nèi)使用活動(dòng)和設(shè)備合理布置的要求；門窗的大小和位置考慮了房間的出入方便，疏散安全，采風(fēng)通風(fēng)良好；房間的構(gòu)成注意使結(jié)構(gòu)布置合理，施工方便，也要有利于房間之間的組合，所用材料應(yīng)符合相應(yīng)的建筑標(biāo)準(zhǔn)；室內(nèi)空間，以4及頂棚、地面、各個(gè)墻面和構(gòu)件細(xì)部，應(yīng)考慮人們的使用和審美要求。對(duì)于輔助房間的平面設(shè)計(jì)，通常根據(jù)建筑物的使用特點(diǎn)和使用人數(shù)的多少，先確定所需設(shè)備的個(gè)數(shù)，根據(jù)計(jì)算所得的設(shè)備數(shù)量，考慮在整幢建筑中輔助房間的分布情況，最后在建筑平面組合中，根據(jù)整幢房屋的使用要求適當(dāng)調(diào)整并確定這些輔助房間的面積、平面形式和尺寸。 交通聯(lián)系部分設(shè)計(jì) 交通聯(lián)系部分是把各個(gè)房間以及室內(nèi)交通合理協(xié)調(diào)起來(lái)，同時(shí)又要考慮到使用房間和輔助房間的用途，減少交通干擾。樓梯是垂直交通聯(lián)系部分，是各個(gè)樓層疏散的必經(jīng)之路，同時(shí)又要考慮到建筑防火要求，本住宅采用板式雙跑樓梯。 平面組合設(shè)計(jì)建筑平面的組合設(shè)計(jì)，一方面，是在熟悉平面各組成部分的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步從建筑整體的使用功能、技術(shù)經(jīng)濟(jì)和建筑藝術(shù)等方面，來(lái)分析對(duì)平面組合的要求；另一方面，還必須考慮總體規(guī)劃、基地環(huán)境對(duì)建筑單體平面組合的要求。即建筑平面組合設(shè)計(jì)須要綜合分解建筑本身提出的、經(jīng)及總體環(huán)境對(duì)單體建筑提出的內(nèi)外兩方面的要求。 剖面設(shè)計(jì)建筑剖面圖是表示建筑物在垂直方向房屋各部分的組合關(guān)系，剖面設(shè)計(jì)主要表現(xiàn)為建筑物內(nèi)部結(jié)構(gòu)構(gòu)造關(guān)系，以及建筑高度、層高、建筑空間的組合與利用。它和房屋的使用、造價(jià)和節(jié)約用地有著密切關(guān)系，也反映了建筑標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)方面。其中一些問題需要平、剖面結(jié)合在一起研究，才具體確定下來(lái)。本工程為上海禹輝轉(zhuǎn)印材料有限公司廠房，底層層高為 ，其他層層高為 。垂直交通采用樓梯，因?yàn)榭紤]到廠房層數(shù)較少，僅有三層，沒有設(shè)計(jì)電梯。 立面設(shè)計(jì)立面設(shè)計(jì)是為了滿足使用功能和美化環(huán)境的需要而進(jìn)行的。同時(shí)，還可起到改善環(huán)境條件、保護(hù)結(jié)構(gòu)和裝飾美化建筑物的作用。并且要考慮它的耐久性、經(jīng)濟(jì)性；正確處理與施工技術(shù)的關(guān)系。建筑立面可以看成是由許多構(gòu)部件所組成：它們有墻體、梁柱、墻墩等構(gòu)5成房屋的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，有門窗、陽(yáng)臺(tái)、外廊等和內(nèi)部使用空間直接連通的部件，以及臺(tái)基、勒腳、檐口等主要起到保護(hù)外墻作用的組成部分。恰當(dāng)?shù)卮_定立面中這些組成部分和構(gòu)部件的比例和尺度，運(yùn)用節(jié)奏韻律、虛實(shí)對(duì)比等規(guī)律，設(shè)計(jì)出體型完整、形式與內(nèi)容統(tǒng)一的建筑立面，是立面設(shè)計(jì)的主要任務(wù)。建筑立面設(shè)計(jì)的步驟，通常根據(jù)初步確定的房屋內(nèi)部空間組合的平剖面關(guān)系，例如房屋的大小、高低、門窗位置，構(gòu)部件的排列方式等，描繪出房屋各個(gè)立面的基本輪廓，作為進(jìn)一步調(diào)整統(tǒng)一，進(jìn)行立面設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)時(shí)首先應(yīng)該推敲立面各部分總的比例關(guān)系，考慮建筑整體的幾個(gè)立面之間的統(tǒng)一，相鄰立面間的連接和協(xié)調(diào)，然后著重分析各個(gè)立面上墻面的處理，門窗的調(diào)整安排，最后對(duì)入口門廊、建筑裝飾等進(jìn)一步作重點(diǎn)及細(xì)部處理。完整的立面設(shè)計(jì)，并不只是美觀問題，它和平、剖面的設(shè)計(jì)一樣，同樣也有使用要求、結(jié)構(gòu)構(gòu)造等功能和技術(shù)方面的問題，但是從房屋的平、立、剖面來(lái)看，立面設(shè)計(jì)中涉及的造型和構(gòu)圖問題，通常較為突出。本設(shè)計(jì)工程建筑立面設(shè)計(jì)力求給人一種均衡、和諧的感覺，與環(huán)境融于一體，充分體現(xiàn)了建筑物的功能，通過(guò)巧妙組合，使建筑物創(chuàng)造了優(yōu)美、和諧、統(tǒng)一而又豐富的空間環(huán)境，給人以美的享受。 構(gòu)造和建筑設(shè)計(jì)措施 屋頂平屋頂主要應(yīng)解決防水，保溫隔熱，承重三方面的問題，由于各種材料性能上的差別，目前很難有一種材料兼?zhèn)湟陨先N作用，因此形成了平屋頂?shù)臉?gòu)造特點(diǎn)為多層次，使防水，保溫隔熱，承重多種材料疊合在一起，各盡其能。平屋頂?shù)某兄貙优c鋼筋混凝土樓板相同，可采用現(xiàn)澆或預(yù)制的鋼筋混凝土樓板，現(xiàn)澆屋面板整體性好，屋面剛度大，無(wú)接縫，滲漏的可能性較少。當(dāng)采用預(yù)制板時(shí)板縫要認(rèn)真處理，須用 1：3 干硬性水泥砂漿或 200 號(hào)細(xì)石混凝土嵌縫使接縫有足夠的強(qiáng)度和密實(shí)性，必要時(shí)可在縫中加鋼筋網(wǎng)片，以提高屋面整體剛度。屋面板一般直接支撐于墻上，當(dāng)房間較大時(shí)，可增設(shè)梁，形成梁板結(jié)構(gòu)。屋面板應(yīng)有足夠的剛度，減少板的擾度和變形，防止因屋面板變形而導(dǎo)致防水層開裂。防水層是平屋頂防水構(gòu)造的關(guān)鍵。由于平屋頂?shù)钠露群苄?，屋面雨水不?排走，要求防水層本身就是一個(gè)封閉的整體不得有任何空隙否則即使所使用的防水材料本身的防水性能很好，也不能達(dá)到預(yù)期的防水效果。工程實(shí)踐證明，雨水滲陋的部位，大多是破壞了防水層的封閉性的結(jié)果。如地基沉陷，外加荷載，地震等因素使承重基層位移變形，導(dǎo)致防水層開裂漏水：再如檐溝，泛水，煙囪等交接處的防水層處理不嚴(yán)實(shí)，出現(xiàn)裂縫而漏水；或者受自然氣候的影響而開裂漏水。所以在設(shè)計(jì)施工中應(yīng)采取有效措施，使防水層形成一個(gè)封閉的整體。目前常用的防水層有柔性防水層和剛性防水層兩種。保溫隔熱層應(yīng)根據(jù)氣候特點(diǎn)選擇材料及構(gòu)造方案，其位置就視具體情況而定。一般保溫層就設(shè)在承重層和防水層之間，通風(fēng)隔熱層就設(shè)置在防水層之上或承重層之下。有組織排水是將屋面劃分成若干排水區(qū)，按一定的排水坡度把屋面雨水有組織的檐溝或雨水口，通過(guò)雨水管排泄到明溝中，再通往城市地下排水系統(tǒng)，有組織排水系統(tǒng)應(yīng)作到排水通暢簡(jiǎn)潔，雨水口負(fù)荷均勻。屋面排水區(qū)一般按每個(gè)雨水口排除 150200 米 2屋面面積進(jìn)行劃分。當(dāng)屋頂有高差，高處屋面雨水口集水面積≤100 米 2時(shí)，雨水管的水可直接排在低屋面上，但應(yīng)在出水口處設(shè)防護(hù)板。若集水面積＞100 米 2，高處屋面集水管應(yīng)直接與低處屋面集水管連接，或自成獨(dú)立的排水系統(tǒng)。 樓板層和地面按施工方法，樓板有現(xiàn)澆式、裝配式和裝配整體式三種。與后兩種相比，現(xiàn)澆樓板的整體性好，剛度大，抗?jié)B性好。近年來(lái)，在一些新建的高層建筑中，整澆樓板得到了廣泛的應(yīng)用。除以上優(yōu)點(diǎn)外，現(xiàn)澆樓板易于適應(yīng)各種特殊的情況。例如，平面形狀不規(guī)則，有較重的集中設(shè)備荷載，或者有較復(fù)雜的孔洞等。但是，現(xiàn)澆樓板需要現(xiàn)場(chǎng)支模和鋪設(shè)鋼筋，混凝土的澆筑和養(yǎng)護(hù)等勞動(dòng)量大，且工期較長(zhǎng)。隨著施工技術(shù)的改進(jìn)和工具式鋼模板的廣泛應(yīng)用，以上缺點(diǎn)正在逐漸被克服。裝配式樓板由預(yù)制構(gòu)件在現(xiàn)場(chǎng)安裝連接而成，雖然可節(jié)約勞動(dòng)力，加快施工進(jìn)度，便于工業(yè)化生產(chǎn)和機(jī)械化施工，但是結(jié)構(gòu)的整體性和剛度較差，在我國(guó)多層住宅中應(yīng)用最為普遍。裝配整體式樓板是將各預(yù)制梁或板（包括疊合梁、疊合板中的預(yù)制部分） ，7在現(xiàn)場(chǎng)吊裝就位后，通過(guò)整結(jié)措施和現(xiàn)澆混凝土構(gòu)成整體。目前常用的整結(jié)措施有疊合梁、疊合板施加預(yù)應(yīng)力、焊接連接，以及在板面現(xiàn)澆配筋面層。裝配整體式的整體性和剛度比裝配式的好，又比現(xiàn)澆式的支模工作量少，但是裝配整體式的焊接工作量往往較大，而且需要二次叫站澆筑混凝土。通過(guò)以上比較，本設(shè)計(jì)采用現(xiàn)澆式樓板?，F(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板是在現(xiàn)場(chǎng)立?，F(xiàn)澆的，他具有整體性好，耐久性強(qiáng)，抗震性好的優(yōu)點(diǎn)，能適應(yīng)各種形式的建筑平面，對(duì)起重運(yùn)輸設(shè)備要求不高，但消耗模板多，施工進(jìn)度較慢。現(xiàn)澆肋梁樓板是最常見的樓板形式之一，當(dāng)板為單向板時(shí)稱為單向板肋梁樓板，當(dāng)板為雙向板時(shí)稱為雙向板肋梁樓板。單向板肋梁樓板由板，次梁和主梁組成，其荷載傳遞的路線為板，次梁，主梁，柱或墻。次梁的布置通常按開間方向排列，主梁可由柱或墻支撐，主梁的經(jīng)濟(jì)跨度為 58 米，次梁為主梁跨度的 1/141/8，梁寬為梁高的 1/31/2，次梁間距同板跨。由于板中混凝土用量為整個(gè)樓板的 50﹪70﹪，因而板宜取薄些通常板跨在 3 米以下，其經(jīng)濟(jì)跨度為 米，板厚為 68 公分。單向板肋梁樓板主梁次梁的布置，不僅由房間大小，平面形式來(lái)決定，而且還應(yīng)從采光效果來(lái)考慮。當(dāng)次梁與窗口光線垂直時(shí)，光線照射在次梁上使梁在頂棚上產(chǎn)生較多的陰影，影響亮度和采光度效果。次梁和光線平行時(shí)采光效果較好。雙向板肋梁樓板常無(wú)主次梁之分，由板和梁組成，荷載傳遞路線為板，梁，墻或柱。由于雙向板肋梁樓板梁較少，天棚平整美觀，但當(dāng)板跨度較大，板的厚度大于 8 公分時(shí)造價(jià)就明顯增加，因而用在小柱網(wǎng)的住宅，旅館，辦公樓。樓面構(gòu)造與地面構(gòu)造基本相同，因而以下敘述的地面做法也同樣適合于樓面。地面面層包括面層本身及踢腳線，踢腳線的作用是遮蓋面層與墻面的接縫，保護(hù)墻面以防擦洗地面時(shí)弄臟墻面，它的材料大多與地面相同，常見做法有與墻面粉刷相平，突