【正文】 三層鋼框架超市設(shè)計(jì)畢業(yè)論文第１章 建筑設(shè)計(jì) 建筑設(shè)計(jì)是在總體規(guī)劃的前提下，根據(jù)任務(wù)書的要求綜合考慮基地環(huán)境，使用功能，材料設(shè)備，建筑經(jīng)濟(jì)及建筑藝術(shù)等問題。著重解決建筑物內(nèi)部各種使用功能和使用空間的合理安排，建筑與周圍環(huán)境，與各種外部條件的協(xié)調(diào)配合，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)的生產(chǎn)和生活環(huán)境。建筑設(shè)計(jì)在整個(gè)工程設(shè)計(jì)中起著主導(dǎo)和先行的作用，除考慮上述各種要求以外，還應(yīng)考慮建筑與結(jié)構(gòu)，建筑與各種設(shè)備等相關(guān)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)間來實(shí)現(xiàn)各種要求，使建筑物做到安全，適用，經(jīng)濟(jì)，美觀。 本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是建材超市的設(shè)計(jì)，作為一個(gè)購(gòu)物的空間設(shè)計(jì)，要在平面規(guī)劃中自始至終遵循實(shí)用、功能需求和人性化管理充分結(jié)合的原則。在設(shè)計(jì)中，既結(jié)合顧客購(gòu)物需求和員工工作流程，科學(xué)合理的劃分功能區(qū)域，也要考慮顧客流線和送貨流線相互干擾。材料運(yùn)用簡(jiǎn)潔，大方，耐磨，環(huán)保的現(xiàn)代材料，在照明采光上使用輔助照明，采用輔助通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)。經(jīng)過精心設(shè)計(jì)，建筑在滿足功能需要的同時(shí)，又簡(jiǎn)潔，大方，美觀。建筑法規(guī)、規(guī)范和一些相應(yīng)的建筑標(biāo)準(zhǔn)是對(duì)該行業(yè)行為和經(jīng)驗(yàn)的不斷總結(jié)，具有指導(dǎo)意義，尤其是一些強(qiáng)制性規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，具有法定意義。建筑設(shè)計(jì)除了應(yīng)滿足相關(guān)的建筑標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范等要求之外，原則上還應(yīng)符合以下要求：（1）滿足建筑功能要求；（2）符合所在地規(guī)劃發(fā)展的要求并具有良好的視覺效果；（3）采用合理的技術(shù)措施；（4）提供在投資計(jì)劃所允許的經(jīng)濟(jì)范疇內(nèi)運(yùn)作的可能性。建設(shè)地區(qū)的溫度、濕度、日照、雨雪、風(fēng)向、風(fēng)速等是建筑設(shè)計(jì)的重要依據(jù)，例如：炎熱地區(qū)的建筑應(yīng)考慮隔熱、通風(fēng)、遮陽、建筑處理較為開敞；在確定建筑物間距及朝向時(shí)，應(yīng)考慮當(dāng)?shù)厝照涨闆r及主要風(fēng)向等因素。、地質(zhì)及地震烈度基地的地形，地質(zhì)及地震烈度直接影響到房屋的平面組織結(jié)構(gòu)選型、建筑構(gòu)造處理及建筑體型設(shè)計(jì)等。地震烈度，表示當(dāng)?shù)匕l(fā)生地震時(shí)，地面及建筑物遭受破壞的程度。烈度在6度以下時(shí)，地震對(duì)建筑物影響較小，一般可不做抗震計(jì)算，9度以上地區(qū)，地震破壞力很大，一般應(yīng)盡量避免在該地區(qū)建筑房屋，建筑物抗震設(shè)防的重點(diǎn)是9度地震烈度的地區(qū)。本工程為8度，在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)考慮抗震設(shè)防各方面的要求。水文條件是指地下水位的高低及地下水的性質(zhì)，直接影響到建筑物基礎(chǔ)及地下室。一般應(yīng)根據(jù)地下水位的高低及地下水位性質(zhì)確定是否在該地區(qū)建筑房屋或采用相應(yīng)的防水和防腐措施?！?，對(duì)建筑物的影響很小，可不考慮水質(zhì)對(duì)基礎(chǔ)混凝土的侵蝕。設(shè)計(jì)內(nèi)容：此建筑為建材市場(chǎng)，以顧客購(gòu)物為主。建筑朝向?yàn)槟媳毕?，平面布置滿足長(zhǎng)寬比小于5，I型平面布置，東西、滿足建筑開間模數(shù)和進(jìn)深的要求。該建筑立面為了滿足采光和美觀需求，采用較大尺寸窗戶和雙層彩色壓型鋼板作為維護(hù)結(jié)構(gòu)。防火等級(jí)為二級(jí)，安全疏散距離滿足建筑物內(nèi)任意一點(diǎn)至外部出口或封閉樓梯間最大距離小于35m，滿足設(shè)計(jì)要求。1第2章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)柱網(wǎng)尺寸首先應(yīng)最大限度的滿足建筑使用功能的要求，然后根據(jù)造價(jià)最省的原則，充分考慮加工、安裝條件等因素綜合確定。由于鋼結(jié)構(gòu)承載能力高而質(zhì)量輕，與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)采用較大柱網(wǎng)尺寸，在節(jié)約造價(jià)的同時(shí)，提高房屋的利用率。綜合以上條件，橫、。建筑物的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)滿足傳力可靠，受力合理的要求。多層鋼結(jié)構(gòu)建筑，可采用純鋼結(jié)構(gòu)形式，框架應(yīng)雙向剛接。如果結(jié)構(gòu)剛度要求較高，純框架難以滿足要求，可采用支撐框架形式。由于本工程位于8度抗震設(shè)防，但結(jié)構(gòu)只有3層，（含女兒墻），結(jié)構(gòu)形式比較規(guī)則，結(jié)構(gòu)剛度要求不太高，純框架形式很容易滿足，經(jīng)濟(jì)性能優(yōu)于框架支撐體系，故采用框架結(jié)構(gòu)形式樓板的方案選擇首先要滿足建筑設(shè)計(jì)的要求，其自重要小，而且應(yīng)保證樓蓋有足夠的剛度。常見形式有鋼筋混凝土現(xiàn)澆樓板、預(yù)制樓板、壓型鋼板組合樓板?？紤]本工程為超市的整體性該設(shè)計(jì)采用現(xiàn)澆樓板。根據(jù)結(jié)構(gòu)方案的特點(diǎn)，可取一榀典型框架作為計(jì)算單元。這里取5軸框架進(jìn)行計(jì)算。圖中結(jié)構(gòu)層標(biāo)高為板頂標(biāo)高。，+＝。(基礎(chǔ)埋深為1)計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖所示。 結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖(1)屋面現(xiàn)澆20厚C20細(xì)石混凝土 50厚聚苯乙烯泡沫塑料板 SBS防水卷材(二氈三油) 20厚1:3水泥砂漿 20厚1:3細(xì)石混凝土 80厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土 頂棚及吊掛荷載 合計(jì) (2)樓面樓面地轉(zhuǎn) 5厚1:1水泥砂漿粘結(jié)層 15厚1:3水泥砂漿打底 80厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土 頂棚及吊掛荷載 合計(jì) (3)內(nèi)墻噴內(nèi)墻涂料 5厚1::3水泥石灰混合砂漿面層 15厚1:1:6水泥石灰砂漿打底 200厚加氣混凝土砌塊 15厚1:1:6水泥石灰砂漿打底 5厚1::3水泥石灰混合砂漿面層 噴內(nèi)墻涂料 合計(jì) 內(nèi)墻自重為(偏于安全地取5高) (4)外墻彩色鋼板夾聚苯乙烯保溫板 墻面單位面積的功力荷載為 (外墻自重為(取5) 女兒墻:，自重為 樓面 消防樓梯 不上人屋面 風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值(按50年一遇西安地區(qū)值) 地面粗糙度類別 C類風(fēng)載體形系數(shù) 按荷載規(guī)范雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值(按50年一遇西安地區(qū)值) 準(zhǔn)永久分區(qū)Ⅱ 雪荷載不與活荷載同時(shí)組合，取其中的最不利組合。由于本工程雪荷載較小荷載組合時(shí)直接取活荷載進(jìn)行組合，而不考慮與雪荷載的組合。本工程抗震設(shè)防烈度為8度()，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，在計(jì)算中要考慮地震作用。根據(jù)以上荷載情況和荷載布置圖，荷載按下面原則取值：樓板的恒荷載和活荷載按照單向板的導(dǎo)荷方式(轉(zhuǎn)化為均布荷載)傳給次梁，再由次梁傳給主梁，內(nèi)墻上的荷載以均布荷載的形式傳給主梁，主梁再把該荷載及其自重導(dǎo)在框架柱上；外墻的荷載以均布荷載的形式傳給墻梁，墻梁及其自重以集中力的形式導(dǎo)在節(jié)點(diǎn)上；荷載以集中力的形式導(dǎo)在節(jié)點(diǎn)上。5軸框架計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖: 5軸框架計(jì)算簡(jiǎn)(1)集中荷載:13點(diǎn)集中力: 其余點(diǎn)集中力: (1).集中荷載:13點(diǎn)集中力: 其余點(diǎn)集中力: (2).均布荷載: 內(nèi)墻荷載: 樓面恒荷載作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖所示:偏心距：e=邊柱翼緣/2=力矩： 樓面恒荷載作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖13點(diǎn)集中力: 其余點(diǎn)集中力: 13點(diǎn)集中力: 其余點(diǎn)集中力: 偏心距: 力矩: 樓面活荷載作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖所示: 樓面活荷載作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算公式因結(jié)構(gòu)高度所以，：迎風(fēng)面，背風(fēng)面。所以風(fēng)荷載體型系數(shù)。查荷載規(guī)范，將風(fēng)荷載換算成作用于框架每層節(jié)點(diǎn)上的集中力，如表所示。其中Z為框架節(jié)點(diǎn)至室外地面的高度，A為一榀框架各層節(jié)點(diǎn)的受風(fēng)面積，結(jié)果如圖表所示。層數(shù)ZAPW12363圖 框架梁柱承受的荷載都比較大，故在材料選用時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮強(qiáng)度較高的鋼材，本工程的內(nèi)力比較大，可相應(yīng)的取強(qiáng)度高的鋼材。主梁和柱子采用Q345鋼材材料性能應(yīng)能滿足《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》(GB/T1591)的要求。焊接材料應(yīng)于鋼材相適用。手工焊采用E50系列焊條，滿足《低合金鋼焊條》(GB/T5118)的要求，自動(dòng)焊和半自動(dòng)焊的焊絲應(yīng)滿足《熔化焊用鋼絲》(GB/T14957)的要求。工字型梁的截面高而窄，在主軸平面內(nèi)截面模量較大，樓板可以視為剛性鋪板，沒有整體穩(wěn)定性問題，截面只需滿足強(qiáng)度，剛度和局部穩(wěn)定的要求。故本工程的主次梁截面均采用工字型截面，并優(yōu)先采用窄翼緣H型鋼(HN系列)，其經(jīng)濟(jì)性好。本工程梁的跨度均為810000，高跨比取1/12～1/20，即為500～833標(biāo)準(zhǔn)層L1的內(nèi)力計(jì)算如圖所示： 選用HN 5002001016 頂層L2的內(nèi)力計(jì)算如圖所示： 頂層L2的內(nèi)力計(jì)算圖 頂層L2的彎矩圖 選用HN450200914 標(biāo)準(zhǔn)層L1選用 HN 5002001016 頂層L2選用 HN450200914 柱截面可以通過預(yù)先假定柱子的長(zhǎng)細(xì)比來實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)時(shí)可以先估算柱在豎向荷載作用下的軸力N。計(jì)算得從屬單元如圖所示: 計(jì)算得從屬單元計(jì)算柱的從屬單元 (1)中柱Z1中柱Z1的從屬面積為A=10*8=80M2取g=+= G=+= N=(2+)80=，按照軸心受壓構(gòu)件來確定框架柱的初始截面=可取，l0=5950=截面x、y均為b類，查表選用HW4004082121 A= 對(duì)x、y均為b類截面 , , 故 (2)邊柱Z2邊柱Z2的從屬面積為A=8*5=40m2取 g=+= G=+=，按照軸心受壓構(gòu)件來確定框架柱的初始截面=可取， 截面x、y均為b類，查表A=1000/(310)=選用HW4004001321A= ix= iy=中柱選用 HW 4004082121邊柱選用 HW 4001001321(1)恒荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算豎向荷載下內(nèi)力計(jì)算采用分層法。在豎向荷載作用下，多層框架的側(cè)移較小且各層荷載對(duì)其他各層的水平構(gòu)件的內(nèi)力影響不大，可忽略側(cè)移的影響，把每層按無側(cè)移框架用分層法進(jìn)行計(jì)算。非底層的柱，其實(shí)際的約束條件并非完全固定，而是彈性約束，故對(duì)非底層的柱，同時(shí)其傳遞系數(shù)為1/3。底層中柱Z1的線剛度為i=EI/h1=206100000070722/(100000000)=標(biāo)準(zhǔn)層中柱Z1的線剛度為i=EI/h1=206100000070722/()=底層邊柱Z2的線剛度為i=EI/h1=2061000000*66455/(100000000)=標(biāo)準(zhǔn)層中柱Z2的線剛度為i=EI/h1=2061000000*66455/(100000000)=標(biāo)準(zhǔn)層L1梁的線剛度為i=EI/h1=206100000045685/(10100000000)=頂層L2梁的線剛度為i=EI/h1=206100000039628/(10100000000)=框架線剛度如圖所示： ① 頂層:計(jì)算簡(jiǎn)圖、力矩分配過程力矩圖如圖所示： 頂層計(jì)算簡(jiǎn)圖 頂層單跨彎矩圖 頂層力矩分配圖 頂層力矩分配后彎矩圖② 標(biāo)準(zhǔn)層:計(jì)算簡(jiǎn)圖、同樣根據(jù)力矩分配求出矩圖 標(biāo)準(zhǔn)層計(jì)算簡(jiǎn)圖 標(biāo)準(zhǔn)層單跨彎矩圖 標(biāo)準(zhǔn)層力矩分配后彎矩圖底層：計(jì)算簡(jiǎn)圖和力矩圖如下 底層計(jì)算簡(jiǎn)圖 底層力矩分配圖(2)樓面活荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算：同樣可以做出活載作用下的內(nèi)力計(jì)算可得到活載作用下各層的力矩圖A. 頂層： 活載作用下頂層力矩圖B：標(biāo)準(zhǔn)層 活載作用下標(biāo)準(zhǔn)層力矩圖C:底層 活載作用下底層力矩圖標(biāo)準(zhǔn)值：因?yàn)楦叨菻=2==30m H/13所以 風(fēng)載體型系數(shù)，層數(shù)ZAPW12363左風(fēng)荷載作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖及線剛度如圖所示： 左風(fēng)荷載作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖因?yàn)榱褐木€剛度比，所以風(fēng)荷載的計(jì)算方法宜用D值法。①計(jì)算各柱剪力:首先計(jì)算D值， 底層： ： ： K=2/= 二層：：K=2/(2)=