【正文】 .......................... ……… ..79 參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................................ 80 致 謝 ........................................................................................................................................ 81 西南大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 1 重慶新華書城大廈設(shè)計 劉偉 西南大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院，重慶 400716 摘要： 本工程為重慶新華書店集團(tuán)擬在市區(qū)內(nèi)建的 一棟綜合性建筑，采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，共十層，總高 ，總建筑面積約 10000m2。首先進(jìn)行手工計算，完成荷載計算；然后對建筑的梁、柱和樓板進(jìn)行電算，完成樓板配筋，梁板施工圖。整個設(shè)計過程中，嚴(yán)格遵循相關(guān)的專業(yè)規(guī) 范的要求，參考相關(guān)資料和有關(guān)最新的國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，對設(shè)計的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行綜合全面的科學(xué)性考慮，達(dá)到適用、安全、經(jīng)濟、使用方便等原則。評判高層建筑的方法，理論上應(yīng)按房屋的受力特性來劃分，即按水平作用對建筑的影響程度來劃分。 高層建筑的發(fā)展概況 我國高層建筑經(jīng)過一段從低到高，從單一到復(fù)雜的發(fā)展階段。到 1994 年末，據(jù)不完全統(tǒng)計全國已 經(jīng)建成高度在 100m 以上的建筑 152 棟。 到 20 世紀(jì)末，處于世界前 100 名的高層建筑中，采用全鋼結(jié)構(gòu)的有 46 棟，采用鋼筋砼結(jié)構(gòu)的有 17 棟，采用鋼－鋼筋砼混合結(jié)構(gòu)的有 34 棟；國內(nèi)已建的前 100 名高層建筑中，采用全鋼結(jié)構(gòu)的有 2 棟，采用鋼筋砼結(jié)構(gòu)的有 80 棟，采用鋼－鋼筋砼混合結(jié)構(gòu)的有 18 棟； 近年來，不少設(shè)計采用了鋼 鋼筋砼混合結(jié)構(gòu)，同樣具有全鋼結(jié)構(gòu)的自重輕、施工速度快的特點，這是優(yōu)于砼結(jié)構(gòu)的重要方面；在造價方面又低于全鋼結(jié)構(gòu)。在抗震設(shè)計中，應(yīng)保證結(jié)構(gòu)整體抗震性能，使整個結(jié)構(gòu)有足夠的承載力、剛度和延性。框 架結(jié)構(gòu)體系是由樓板、梁、柱及基礎(chǔ)四種承重構(gòu)件組成。由于框架結(jié)構(gòu)能提供較大的建筑空間，平面布置靈活，可適合多種工藝與使用的要求，已廣泛應(yīng)用于辦公、住宅、商店、醫(yī)院、旅館、學(xué)校及多層工業(yè)廠房和倉庫中。歷史地震中，剪力墻結(jié)構(gòu)表現(xiàn)了良好 的抗震性能，震害較少發(fā)生，而且程度也較輕微，在住宅和旅館客房中采用剪力墻結(jié)構(gòu)可以較好地適應(yīng)墻體較多、房間面積不太大的特點，而且可以使房間不露梁柱，整齊美觀。在框架結(jié)構(gòu)中布置一定數(shù)量的剪力墻，可以組成框架 — 剪力墻結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)既有框架結(jié)構(gòu)布置靈活、使用方便的特點，又有較大的剛度和較強的抗震能力，因而廣泛地應(yīng)用于高層建筑中的辦公樓和旅館。通常筒體結(jié)構(gòu)有 ： （ 1）框架 — 筒體結(jié)構(gòu)。由于外柱很密，梁剛度很大，門密洞口面積小，因而框筒工作不同于普通平面框架，而有很好的空間整體作用，類似一個多孔的豎向箱形梁，有很好的抗風(fēng)和抗震性能。 （ 4）巨型結(jié)構(gòu)體系。 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與低層、多層建筑結(jié)構(gòu)相比較，結(jié)構(gòu)專業(yè)在各專業(yè)中占有更重要的位置，不同結(jié)構(gòu)體系的選擇，直接關(guān)系到建筑平面的布置、立面體形、樓層高度、機電管道的設(shè)置、施工技術(shù)的要求、施工工期長短和投資造價的高低等。而在高層建筑中，盡管豎向荷載仍對結(jié)構(gòu)設(shè)計產(chǎn)生重要影響，但水平荷載卻起著決定性作用。隨著建筑高度的增加， 水平荷載下結(jié)構(gòu)的側(cè)向變形迅速增大，與建筑高度 H 的 4 次方成正比（△＝ qH4/8EI）。 （ 4） 使主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)大裂縫，甚至損壞。 地震效 應(yīng)與建筑的重量成正比，減輕房屋自重是提高結(jié)構(gòu)抗震能力的有效辦法。 基礎(chǔ)埋置深度 基礎(chǔ)埋置深度，除滿足地基承載力、變形和穩(wěn)定性要求外，對減少建筑物的整體傾斜，防止滑移和傾覆，都將發(fā)揮一定作用，尤其對結(jié)構(gòu)的動力特性關(guān)系密切。高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計計算是在一定的假想條件下進(jìn)行的， 盡管分析手段不斷提高，分析的原則不斷完善，但由于地震作用的復(fù)雜性和不確定性，地基土影響的復(fù)雜性和結(jié)構(gòu)體系本身的復(fù)雜性，可能導(dǎo)致理論分析計算和實際情況相差數(shù)倍之多，尤其是當(dāng)結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈塑性階段之后，會出現(xiàn)構(gòu)件局部開裂甚至破壞，這時結(jié)構(gòu)已很難用常規(guī)的計算原理去進(jìn)行分析。 基本要求 （ 1） 貫徹 “安全，適用，經(jīng)濟，美觀 ”的設(shè)計原則。 （ 5） 仔細(xì)編寫設(shè)計說明書，計算書，并繪制相應(yīng)的工程設(shè)計圖。 （ 2） 抗震設(shè)防烈度 :6 度； 抗震等級 ：三級 。 （ 3） 層 高： 首層和二、三層 為 ,標(biāo)準(zhǔn)層為 。 框架結(jié)構(gòu)是多層、高層建筑的一種主要結(jié)構(gòu)形式。 框架可以采用等跨或不等跨的，也可以是層高相同或不完全相同的。 1． 建筑設(shè)計要求：首要任務(wù)是滿足建筑功能要求，為人們的生產(chǎn)和生活創(chuàng)造良好的環(huán)境。在考慮滿足使用功能要求外，還要考慮人們對建筑物在美觀方面的要求，以及建筑物所賦予人們在精神上的感受。 輔助房間 在設(shè)計時，通常根據(jù)各種建筑物的使用特點和使用人數(shù)，先確定所需的 設(shè)備，以及整座建筑物中輔助房間的分間情況，然后根據(jù)整個房間的使用要求 ，在建筑平面組合中 適當(dāng)調(diào)整并確定這些輔助房間。首先應(yīng)該具體設(shè)計樓梯、走廊等通行疏散部分的要求寬度，具體確定門廳、過廳等場所人們通行和停留所必需的面積，然后結(jié)合 平面布局綜合考慮交通聯(lián)系部分在建筑平面中的位置以及空間組合等 問題。此外還要注意導(dǎo)向性明確，盡量避免交通路線過多的交叉和相互干擾。通常因室內(nèi)外地 面的高差要在建筑物的入口處設(shè)置踏步段，稱臺階。商業(yè)區(qū)每層設(shè)四部雙跑樓梯 ，中間兩部，兩邊各一部， 滿足 商業(yè)區(qū) 人流通行需求 。房間中窗的大小和位置設(shè)計，主 要根據(jù)室內(nèi)采光、通風(fēng)等要求來考慮。對于各個房間 之間 的組合，應(yīng)該正確分清主次、內(nèi)外關(guān)系，注西南大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 11 意 房間 使用功能 的 分區(qū)及它們的分隔和聯(lián)系，此外還需考慮房間的使用順序和交通路線組織。它和房屋的使用、造價和節(jié)約用地有著密切關(guān)系，也反映了建筑標(biāo)準(zhǔn)的一個方面。主要考慮：房間的 使 用功能和活動特點的要求；采光通風(fēng)要求；設(shè)備設(shè)置的要求；結(jié)構(gòu)類型的要求；室內(nèi)空間比例要求。本方案中住宅部分的層高為 米，商業(yè)部分使用人數(shù)多，定為 米 。 在框架結(jié)構(gòu)中，鋼筋混凝土主梁的高度 一般取 跨度的 1/15～ 1/10， 次梁的高度一般取 跨度的 1/18～ 1/12，在設(shè)計中應(yīng)該嚴(yán)格根據(jù)規(guī)范要求確定各層房屋梁的寬度和高度。（詳見下圖） 西南大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 14 圖 25 11 剖平面圖 11 Cutting plan 立面設(shè)計 建筑立面表示的是建筑外表面的 形象。 建筑立面的組成構(gòu)部件有：梁柱、墻體、墻墩等房屋的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，門窗、陽臺、外廊等和內(nèi)部空間直接連通的部件，以及臺基、勒腳、檐口等主要起到保護(hù)外墻作用的組成部分。 立面設(shè)計 和平、剖面的設(shè)計一樣，并不僅僅是美觀問題，它也 有 必須解決使用要求、結(jié)構(gòu)構(gòu)造功能和技術(shù)方面等問題。建筑造型和立面構(gòu)圖方面有一些 規(guī)律性 的要求，在 建筑體形 結(jié)構(gòu) 和立面設(shè)計 時 必須滿足。（詳見附圖） 圖 26 正立面圖 Front elevation 西南大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 16 圖 27 背立面圖 圖 Back elevation 圖 28 左 立面圖 Left elevation 西南大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 17 屋面工程 （ 1）屋面防水等級為二級。 地面工程 （ 1） 衛(wèi) 生間 地面做法： 8mm厚防滑地磚，干水泥擦縫，撒素水泥面， 20 厚 1:3 干硬性水泥砂漿結(jié)合層， C10 混凝土從門口向地漏找泛水，混凝土樓板。 （ 3） 鋁 合金雙層推拉窗采用 70 系列，外層藍(lán)色鍍膜玻璃，內(nèi)層為白玻璃。本工程女兒墻采用 200mm 厚 900mm 高實心粘土磚墻，墻面粉刷 20mm 厚 1:3 水泥砂漿，然后涂料。本次設(shè)計的散水 做法： 100mm 厚碎石墊層 700 寬；70mm 厚混凝土 600mm 寬，振搗提漿面撒 1:1 水泥干砂子壓光橫坡 5%根部轉(zhuǎn)角及沿長 度每隔18米留 20mm 寬縫，瀝青砂漿嵌縫 。 根據(jù) 《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》和地基損壞造成建筑物破壞后果的嚴(yán)重性，將基礎(chǔ)分為三個安全等級。 基礎(chǔ)埋置深度的選擇應(yīng)考慮：基礎(chǔ)設(shè)計過程中必須保證建筑物基礎(chǔ)安全穩(wěn)定及耐久性，從經(jīng)濟和施工角度分析，基礎(chǔ)的埋深，在滿足要求的情況下越淺越好。 3 結(jié)構(gòu) 平面布置 材料選用 混凝土 ： 樓梯 采用 C20， 現(xiàn)澆板采用 C25， 其它均采用 C30。 門： ?=㎡ 。 ：全部采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土肋形樓蓋，板厚 120 ㎜ 。 本工程為了方便框架柱編號及截面尺寸同時 簡化施工， 全部取用 b h=600mm 600mm， 從底層到頂層不作改變 。 荷載計算 （ 1） 恒載標(biāo)準(zhǔn)值計算 ① 屋面 找平層： 15 厚水泥砂漿 20KN/ 3m =㎡ 防水層（剛性）： 30 厚細(xì)石混凝土防水 KM/㎡ 防水層（柔性）：三氈四油鋪小石子 KM/㎡ 找平層： 15 厚水泥砂漿 20KN/ 3m =㎡ 找坡層： 40 厚水泥石灰焦渣砂漿 3‰找平 14KN/ 3m =㎡ 保溫層： 80 厚礦渣水泥 KN/ 3m =㎡ 結(jié)構(gòu)層： 120 厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 25 KN/ 3m =3KN/㎡ 合計： ㎡ ② 各層走廊樓面 水磨石地面（ 10 ㎜面層、 20 ㎜水泥砂漿打底、素水泥漿結(jié)合一道） ㎡ 結(jié)構(gòu)層： 120 。 西南大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 21 圖 31 底層結(jié)構(gòu)平面布置圖 The underlying structure floorplan 圖 32 標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)平面布置圖 Standard structure layout plan 西南大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 22 4 參數(shù)信息輸入 PMCAD 荷載輸入 框架計算簡圖 在框架結(jié)構(gòu)中，框 架柱嵌固與基礎(chǔ)頂面，框架梁與柱剛接，由于各層柱的截面保持不變，故梁跨等于柱子截面形心軸線之間的距離。 西南大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 19 梁 板 柱截面尺寸的初選 板厚的估算： 板的最小厚度不小于 80mm；考慮到保證結(jié) 構(gòu)的整體性，各層樓板采用一樣的厚度，初選 板厚 h=120 mm。 結(jié)構(gòu)選型 ：采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)體系 。 墻體：外墻 和分戶墻 采用灰砂磚其尺寸為 240mm 120mm 60mm,重度 ? =18KN/㎡，內(nèi)隔墻采用水泥空心磚，其尺寸為 240mm 120mm 60mm,重度 ? =㎡ 。由于各結(jié)構(gòu)物荷載大小和性質(zhì)不同，所以不同結(jié)構(gòu)對地基的要求也不同，會影響基礎(chǔ)埋置深度的選擇。按構(gòu)造分類可分為：獨立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、筏 板基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)和殼體基礎(chǔ)。地基是建筑工程中承受建筑物上部荷載的土層。將水導(dǎo)至遠(yuǎn)離墻腳處。防止女兒墻滲水的辦法主要是在女兒墻的墻身中鋪設(shè)油氈防水層，或是防水層鋪過女兒墻。 門窗工程 （ 1） 木門均 采用二級以上優(yōu)質(zhì) 紅松制作，一層大門為無框玻璃門，房間內(nèi)門為柚木夾板門，夾板門采用 5mm 厚膠合板。 （ 3）檢查屋面留洞孔位置，須經(jīng)核實后再做防水材料，避免做防水材料后再鑿洞。應(yīng)注意完整均衡、比例恰當(dāng)，主次 分明、交接明確，體形簡潔、環(huán)境協(xié)調(diào)，以及建筑物的美觀和細(xì)部處理。 建筑 立面設(shè)計中門窗的開啟和排列的方式，墻面上 各種構(gòu)件的劃分和安排，主要是以使用功能、構(gòu)件材料和結(jié)構(gòu)布置為前提來設(shè)計。 西南大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 15 立面設(shè)計的步驟，通常情況根據(jù) 房屋內(nèi)部空間組合的平剖面關(guān)系，描繪出房屋每個立面的基本輪廓，以便 進(jìn)一步調(diào)整統(tǒng)一，進(jìn)行立面設(shè)計。立面設(shè)計的優(yōu)化設(shè)計 可以起到改善環(huán) 境、保護(hù)結(jié)構(gòu)和美化建筑物的作用。 ，室外地面標(biāo)高為負(fù) 600 毫米。窗臺的高度均 采用 900 毫米。生活用房，如住宅 中的臥室、起居 室等房間，由于室內(nèi)人數(shù)少、房間面積 相對較小，綜合考慮家具設(shè)備的布置和人體活動的尺度等方面因素，室內(nèi)凈高可以適當(dāng)?shù)鸵稽c 。 首先應(yīng)該確定室內(nèi)的凈高。剖面設(shè)計主要分析建筑物各部分的高度和建筑層數(shù)。根據(jù)《高層建筑規(guī)范》高層建筑宜采用推拉窗，結(jié)合本設(shè)計的窗的使用功能，造價等綜合因素考慮，本設(shè)計采用塑鋼推拉窗。門 的寬度 設(shè)計是根據(jù)通過人流和房間家具、設(shè)備的大小來決定的。 根據(jù) 《建筑設(shè)計防火規(guī)范》和《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》的 規(guī)定 要求 ， 本工程 采用平行雙跑樓梯。在設(shè)計中樓梯必須滿足