大樓鋼筋混凝土框架畢業設計(二)

1.6防火設計

 在總平面設計中，由于所給場地較大，且場地四周皆被道路分隔，與周圍的環境相隔較遠，滿足建筑設計防火規范關于防火間距的要求。沿建筑周圍設寬度為六米的消防環線，酒店的停車場設在環線的兩側，平時可作為車輛進出酒店的道路，一旦發生火災，也可方便消防車輛進行滅火作業。該酒店建筑的耐火等級為二級。根據規范要求安全出口不應少于兩個，且樓梯不應少于兩部，房間門口距外部出口或封閉樓梯間的最大距離不應超過40米。建筑內部的兩部樓梯之間的距離不超過30米，分別分布在居住區的兩端樓梯之間的客房都滿足要求。二層的會議室最遠的房間門口距最近的疏散樓梯不超過20米，滿足防火要求。
1.7采光和通風設計

 此建筑物為二級采光，根據GB/T5003-2001建筑采光標準，旅館的客房采光標準必須符合窗地面面積比不小于1/7的規定，由于客房的建筑面積較大，層高較小，為保證客房的采光，所以窗的寬度較大。走廊貫通整個居住區較長寬度較小，走廊兩端開窗，對走廊的采光起不到太大作用，所以走廊以人工照明為主自然采光為輔，走廊兩端的窗戶主要作為空氣流通的出口和入口。因為場地的春夏兩季多為東南風和西南風，空氣可由走廊兩側窗戶和客房的窗戶進入，通過由另一端的走廊窗戶吹出形成穿堂風。
 

圖1.1     屋面做法圖
 
 圖1.2     總平面圖
 
 
 
 圖1.3    落地玻璃窗的剖面圖

 
 第2章    結構設計說明

2.1結構方案
 常用的結構形式包括鋼結構、砌體結構和鋼筋混凝土結構。鋼結構的優點是：①強度高，重量輕；②材性好，可靠性高；③工業化程度高，工期短；④密封性好，抗震好，耐熱性較好。缺點是：①鋼材的價格相對較高；②耐銹蝕性差；③耐火性差。本結構若選用鋼結構，會大大增加工程建筑的成本，同時腐蝕性和耐火性差，會影響賓館的使用，也不利于防火的要求。砌體結構與混凝土結構相比，可以節約水泥和鋼材，降低造價。砌體材料具有良好的耐火性，較好的化學穩定性，在隔熱、隔聲方面性能較好，其抗壓強度遠大于抗拉、抗剪強度。但砌體結構也有很多的缺點：①砌體的強度較低，因而必須采用較大截面的墻、柱構件，體積大、自重大、材料用量多、運輸量也相應的增加；②砂漿和塊材的粘結力較弱，因而其抗拉、抗彎和抗剪強度較低，其抗震性差；③砌體采用手工方式砌筑，勞動量大，生產效率低。本結構若選用砌體結構，會延長施工時間，也不利于抗震，不能大量應用于民用建筑。
 本結構采用的是鋼筋混凝土結構。相比鋼結構和砌體結構，具有取材方便、耐久性好、耐火性好、造價低、維修方便等特點。鋼筋混凝土的應用比較成熟，適用于一般的民用建筑，在實際中應用廣泛。
 由于框架結構是高次超靜定結構，既能承受豎向荷載，又能承受側向作用力，且框架剛度較小，不會產生較大的地震效應，有利于抗震。采用適當的延性設計并有施工質量的保證下，抗震效果會更好。在此工程中，框架的填充墻只起圍護和隔斷作用，不對框架的剛度起太大作用，對框架的自振周期影響不大。將柱與填充墻之間和墻與梁之間留縫，并通過澆注柱、梁時預留的鋼筋與柱、梁柔性連接，從而保證不會影響框架受力，又能保證墻平面外的剛度和穩定性。
 柱網的布置應考慮以下因素：①多層建筑的開間、進深尺寸及構件類型規格應盡量減少，以利于建筑工業化；②盡量采用風壓較小的形狀，并注意臨近高層房屋風壓分布的影響；③有抗震設防要求的多層結構，平面布置應力求簡單、規則、均勻、對稱平盡量減少偏心扭轉的影響。柱網選擇與布置直接影響建筑的使用和結構的經濟性，不同的功能和功能布置方式采用不同的柱網布置方式。客房樓應以其主要組成部分----單間客房的開間。進深以及客房的組成方式為依據；商店或餐廳部分應根據貨柜或餐桌布置及內部交通組織等來合理選擇柱網，以提高平面的使用效率和結構的經濟性。
 柱網采用內廊式布置。一至二層為裙房，大空間的功能分區主要布置在一層和二層，居住區的功能主要是提供住宿。建筑物的長度超過60m，但沒有設縫。因為設縫會破壞立面效果，且縫的留設位置在居住區周圍會使防水效果變差。考慮到地基承載力較好，不會在居住區和裙房之間產生過大的沉降差。屋面和墻面采用了較好的保溫措施，不會在屋面和墻面產生過大的溫度應力而導致裂縫產生。在結構施工時，還可以預留后澆帶，分別澆注居住區和裙房，等沉降完成時再澆注兩部分的連接部分。
2.2基礎方案及確定的理由

 基礎類型的選擇應遵照安全、適用、經濟既便于施工的原則進行，設計時可根據工程地質條件、上部結構情況、荷載大小、建筑物對沉降的要求、工程造價、施工技術設備等因素綜合確定。
 本工程采用獨立基礎。獨立基礎節約材料，且施工難度較小，施工質量易得到保證。場地的地基條件非常好，承載力很高，不存在發生較大不均勻沉降的可能。地面從1.6m的范圍為粘土，承載力較低。但1.6m以下均為承載力很高的花崗巖。獨立基礎的基坑可以將粘土全部挖除。考慮到花崗巖的承載力較好，獨立基礎底面尺寸較小，所以基坑的挖土量較少，澆注混凝土不會太多。所以采用獨立基礎，既能滿足結構受力的需要，技術經濟方面也較合理。
2.3柱網布置和尺寸初估

 柱網采用內廊式布置，中間跨布置走廊，客房分布在邊跨上。邊跨跨度為7.2m，中跨為2.1m。邊跨梁的尺寸為300mm×600mm，中跨梁的尺寸為300mm×300mm。當跨度越大時，邊跨跨中的彎矩較大，梁端負彎矩較小。尤其當梁的剛度比柱的剛度比大很多時，梁相當于簡支在柱上。材料強度不能得到充分利用。柱的截面采用進行初估，柱的軸力大約3000kN左右，采用C30的混凝土，抗壓強度為。此結構的抗震等級為三級，不得大于0.9。考慮到安全儲備，取為0.7，則柱的面積為。柱的邊長為。考慮到柱軸力會隨著層數的上升而變小，所以此結構中的柱在PKPM計算部分采用變截柱，兩次變截面由600mm×600mm變成500mm×500mm，最終變成400mm×400mm。這樣可以節約建筑材料使材料的強度得到充分利用。

2.4樓梯方案的選擇

 整體式樓梯按照結構形式和受力特點不同，可分為板式樓梯、梁式樓梯、剪刀式樓梯和圓形樓梯、螺旋樓梯等。其中，應用較為經濟的、廣泛的是板式樓梯和梁式樓梯，剪刀式樓梯、圓形樓梯和螺旋式樓梯屬于空間受力體系，外觀美觀，但結構受力復雜，設計與施工較困難，用鋼量大，造價高，在實際中應用較少。
 板式樓梯由梯段板、平臺板和平臺梁組成。梯段板為帶有踏步的斜板，其下表面平整，外觀輕巧，施工支模方便，但斜板較厚，結構材料用量較多，不經濟。故當梯段水平方向跨度小于或等于3ｍ時，才宜用板式樓梯。
 梁式樓梯由踏步板、斜梁、平臺板和平臺梁組成。踏步板支承與兩端的斜梁上，斜梁可設在踏步下面，也可設在踏步上面。根據梯段寬度大小，梁式樓梯的梯段可采用雙梁式，也可采用單梁式。一般當梯段水平投影跨度大于3ｍ時，用梁式樓梯。
 結構中的樓梯采用板式樓梯。樓梯間開間小于3m，進深為7.2m。若采用梁式樓梯，支模困難，施工難度較大。采用梁式樓梯所帶來的經濟優勢主要是鋼筋用量較省，采用的樓梯板較薄，混凝土用量也較少，會被人工費抵消。
2.5建筑材料的選擇

 梁柱均采用C30的混凝土，用以提高整個結構的強度。由于施工工藝的改進，技術的提高，提高混凝土的強度不會引起整個結構的造價大幅提高。因為基礎和樓梯受力不大，所以混凝土采用C20和C25。
 
 第3章        結構計算書
 
 
3.1框架計算方法、框架截面尺寸的確定

3.1.1框架計算方法的確定
 在豎向荷載作用下，規則多層框架的側移很小，可近似認為側移為零，可選用力矩分配法進行內力分析。具體步驟如下：①計算各跨梁在豎向荷載作用下的固端彎矩；②計算框架各節點的力矩分配系數；③將各節點的不平衡力矩同時進行分配，并向遠端傳遞，再在各節點分配一次，即可結束。
 在水平荷載作用下，對于比較規則的、層數不多的框架結構，當柱軸向變形對內力及位移影響不大時，可選用D值法進行內力分析。柱的抗側移剛度與梁的線剛度有關，柱的反彎點高度與梁柱線剛度比、上下層梁的線剛度比、上下層的層高變化有關。考慮上述因素的影響，對柱的抗側移剛度和反彎點高度進行修正，就是D值法。
3.1.2框架截面尺寸的確定
 框架梁的截面一般為矩形，當樓蓋為現澆板時，樓板的一部分可作為梁的翼緣，則梁的截面就成為T型或L型。當采用預制樓蓋時，為了減少樓蓋結構高度和增加建筑凈空，梁的截面常取為十字型或花籃型。框架柱的截面常為矩形或正方形。
 框架梁、柱的截面尺寸應滿足承載力、剛度和施工的要求，設計尺寸時可參考以往經驗確定，同時滿足構造要求。以下給出截面尺寸估算公式：
 
 ①橫向框架梁：
 
 .
 ②縱向框架梁：
 
 ③次梁：
 
 ④框架柱：
 
 ⑤樓板厚度：
 框架截面尺寸見圖3.1。

圖3.1   框架截面尺寸圖
3.2荷載計算

3.2.1屋面恒荷載
 缸磚      
 厚C20細石混凝土           
 冷底子油一道SBS防水卷材二道     
 25mm1：3水泥砂漿找平            
 120mm1：10水泥珍珠巖保溫層      
 100mm厚現澆板                   
 吊頂                              
 
 屋面恒荷載                         6.0
3.2.2樓面恒荷載
 10mm厚地板磚    
 15mm厚大理石板                  
 5mm厚1：1水泥砂漿粘結層        
 25mm厚1：3水泥砂漿找平層        
 100mm厚現澆板                    
 吊頂                               
 樓面恒荷載標準值                 走廊（）房間（）
3.2.3構件自重
 次梁：
 橫向框架梁自重（邊跨）：
               （中跨）：
 縱向框架梁自重：
 框架柱自重（標準層）：
 框架柱自重加四面抹灰：
 鋁合金窗：
 屋頂女兒墻：
 內墻重（標準層）：
 內墻重（底二層）：
 外墻重（標準層）：
 線荷載：
 玻璃幕墻：
 
 
3.2.4柱軸壓比估算
 邊柱：
 中柱：
 結構力：
3.3框架柱抗側移計算

 柱的線剛度：
 
 柱的慣性矩：
 底層柱的線剛度：
 底二層柱的線剛度：
 邊梁的慣性矩：
 邊梁的線剛度：
 中跨梁慣性矩：
 中跨梁線剛度：
 相對線剛度：，，，，，
，。
 框架結構的計算簡圖見圖3.2。

圖3.2    框架結構的計算簡圖
3.4框架柱抗側移剛度計算

 框架柱抗側移剛度計算見表3.1。

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