大楼钢筋混凝土框架毕业设计(二)

1.6防火设计

 在总平面设计中，由于所给场地较大，且场地四周皆被道路分隔，与周围的环境相隔较远，满足建筑设计防火规范关于防火间距的要求。沿建筑周围设宽度为六米的消防环线，酒店的停车场设在环线的两侧，平时可作为车辆进出酒店的道路，一旦发生火灾，也可方便消防车辆进行灭火作业。该酒店建筑的耐火等级为二级。根据规范要求安全出口不应少于两个，且楼梯不应少于两部，房间门口距外部出口或封闭楼梯间的最大距离不应超过40米。建筑内部的两部楼梯之间的距离不超过30米，分别分布在居住区的两端楼梯之间的客房都满足要求。二层的会议室最远的房间门口距最近的疏散楼梯不超过20米，满足防火要求。
1.7采光和通风设计

 此建筑物为二级采光，根据GB/T5003-2001建筑采光标准，旅馆的客房采光标准必须符合窗地面面积比不小于1/7的规定，由于客房的建筑面积较大，层高较小，为保证客房的采光，所以窗的宽度较大。走廊贯通整个居住区较长宽度较小，走廊两端开窗，对走廊的采光起不到太大作用，所以走廊以人工照明为主自然采光为辅，走廊两端的窗户主要作为空气流通的出口和入口。因为场地的春夏两季多为东南风和西南风，空气可由走廊两侧窗户和客房的窗户进入，通过由另一端的走廊窗户吹出形成穿堂风。
 

图1.1     屋面做法图
 
 图1.2     总平面图
 
 
 
 图1.3    落地玻璃窗的剖面图

 
 第2章    结构设计说明

2.1结构方案
 常用的结构形式包括钢结构、砌体结构和钢筋混凝土结构。钢结构的优点是：①强度高，重量轻；②材性好，可靠性高；③工业化程度高，工期短；④密封性好，抗震好，耐热性较好。缺点是：①钢材的价格相对较高；②耐锈蚀性差；③耐火性差。本结构若选用钢结构，会大大增加工程建筑的成本，同时腐蚀性和耐火性差，会影响宾馆的使用，也不利于防火的要求。砌体结构与混凝土结构相比，可以节约水泥和钢材，降低造价。砌体材料具有良好的耐火性，较好的化学稳定性，在隔热、隔声方面性能较好，其抗压强度远大于抗拉、抗剪强度。但砌体结构也有很多的缺点：①砌体的强度较低，因而必须采用较大截面的墙、柱构件，体积大、自重大、材料用量多、运输量也相应的增加；②砂浆和块材的粘结力较弱，因而其抗拉、抗弯和抗剪强度较低，其抗震性差；③砌体采用手工方式砌筑，劳动量大，生产效率低。本结构若选用砌体结构，会延长施工时间，也不利于抗震，不能大量应用于民用建筑。
 本结构采用的是钢筋混凝土结构。相比钢结构和砌体结构，具有取材方便、耐久性好、耐火性好、造价低、维修方便等特点。钢筋混凝土的应用比较成熟，适用于一般的民用建筑，在实际中应用广泛。
 由于框架结构是高次超静定结构，既能承受竖向荷载，又能承受侧向作用力，且框架刚度较小，不会产生较大的地震效应，有利于抗震。采用适当的延性设计并有施工质量的保证下，抗震效果会更好。在此工程中，框架的填充墙只起围护和隔断作用，不对框架的刚度起太大作用，对框架的自振周期影响不大。将柱与填充墙之间和墙与梁之间留缝，并通过浇注柱、梁时预留的钢筋与柱、梁柔性连接，从而保证不会影响框架受力，又能保证墙平面外的刚度和稳定性。
 柱网的布置应考虑以下因素：①多层建筑的开间、进深尺寸及构件类型规格应尽量减少，以利于建筑工业化；②尽量采用风压较小的形状，并注意临近高层房屋风压分布的影响；③有抗震设防要求的多层结构，平面布置应力求简单、规则、均匀、对称平尽量减少偏心扭转的影响。柱网选择与布置直接影响建筑的使用和结构的经济性，不同的功能和功能布置方式采用不同的柱网布置方式。客房楼应以其主要组成部分----单间客房的开间。进深以及客房的组成方式为依据；商店或餐厅部分应根据货柜或餐桌布置及内部交通组织等来合理选择柱网，以提高平面的使用效率和结构的经济性。
 柱网采用内廊式布置。一至二层为裙房，大空间的功能分区主要布置在一层和二层，居住区的功能主要是提供住宿。建筑物的长度超过60m，但没有设缝。因为设缝会破坏立面效果，且缝的留设位置在居住区周围会使防水效果变差。考虑到地基承载力较好，不会在居住区和裙房之间产生过大的沉降差。屋面和墙面采用了较好的保温措施，不会在屋面和墙面产生过大的温度应力而导致裂缝产生。在结构施工时，还可以预留后浇带，分别浇注居住区和裙房，等沉降完成时再浇注两部分的连接部分。
2.2基础方案及确定的理由

 基础类型的选择应遵照安全、适用、经济既便于施工的原则进行，设计时可根据工程地质条件、上部结构情况、荷载大小、建筑物对沉降的要求、工程造价、施工技术设备等因素综合确定。
 本工程采用独立基础。独立基础节约材料，且施工难度较小，施工质量易得到保证。场地的地基条件非常好，承载力很高，不存在发生较大不均匀沉降的可能。地面从1.6m的范围为粘土，承载力较低。但1.6m以下均为承载力很高的花岗岩。独立基础的基坑可以将粘土全部挖除。考虑到花岗岩的承载力较好，独立基础底面尺寸较小，所以基坑的挖土量较少，浇注混凝土不会太多。所以采用独立基础，既能满足结构受力的需要，技术经济方面也较合理。
2.3柱网布置和尺寸初估

 柱网采用内廊式布置，中间跨布置走廊，客房分布在边跨上。边跨跨度为7.2m，中跨为2.1m。边跨梁的尺寸为300mm×600mm，中跨梁的尺寸为300mm×300mm。当跨度越大时，边跨跨中的弯矩较大，梁端负弯矩较小。尤其当梁的刚度比柱的刚度比大很多时，梁相当于简支在柱上。材料强度不能得到充分利用。柱的截面采用进行初估，柱的轴力大约3000kN左右，采用C30的混凝土，抗压强度为。此结构的抗震等级为三级，不得大于0.9。考虑到安全储备，取为0.7，则柱的面积为。柱的边长为。考虑到柱轴力会随着层数的上升而变小，所以此结构中的柱在PKPM计算部分采用变截柱，两次变截面由600mm×600mm变成500mm×500mm，最终变成400mm×400mm。这样可以节约建筑材料使材料的强度得到充分利用。

2.4楼梯方案的选择

 整体式楼梯按照结构形式和受力特点不同，可分为板式楼梯、梁式楼梯、剪刀式楼梯和圆形楼梯、螺旋楼梯等。其中，应用较为经济的、广泛的是板式楼梯和梁式楼梯，剪刀式楼梯、圆形楼梯和螺旋式楼梯属于空间受力体系，外观美观，但结构受力复杂，设计与施工较困难，用钢量大，造价高，在实际中应用较少。
 板式楼梯由梯段板、平台板和平台梁组成。梯段板为带有踏步的斜板，其下表面平整，外观轻巧，施工支模方便，但斜板较厚，结构材料用量较多，不经济。故当梯段水平方向跨度小于或等于3ｍ时，才宜用板式楼梯。
 梁式楼梯由踏步板、斜梁、平台板和平台梁组成。踏步板支承与两端的斜梁上，斜梁可设在踏步下面，也可设在踏步上面。根据梯段宽度大小，梁式楼梯的梯段可采用双梁式，也可采用单梁式。一般当梯段水平投影跨度大于3ｍ时，用梁式楼梯。
 结构中的楼梯采用板式楼梯。楼梯间开间小于3m，进深为7.2m。若采用梁式楼梯，支模困难，施工难度较大。采用梁式楼梯所带来的经济优势主要是钢筋用量较省，采用的楼梯板较薄，混凝土用量也较少，会被人工费抵消。
2.5建筑材料的选择

 梁柱均采用C30的混凝土，用以提高整个结构的强度。由于施工工艺的改进，技术的提高，提高混凝土的强度不会引起整个结构的造价大幅提高。因为基础和楼梯受力不大，所以混凝土采用C20和C25。
 
 第3章        结构计算书
 
 
3.1框架计算方法、框架截面尺寸的确定

3.1.1框架计算方法的确定
 在竖向荷载作用下，规则多层框架的侧移很小，可近似认为侧移为零，可选用力矩分配法进行内力分析。具体步骤如下：①计算各跨梁在竖向荷载作用下的固端弯矩；②计算框架各节点的力矩分配系数；③将各节点的不平衡力矩同时进行分配，并向远端传递，再在各节点分配一次，即可结束。
 在水平荷载作用下，对于比较规则的、层数不多的框架结构，当柱轴向变形对内力及位移影响不大时，可选用D值法进行内力分析。柱的抗侧移刚度与梁的线刚度有关，柱的反弯点高度与梁柱线刚度比、上下层梁的线刚度比、上下层的层高变化有关。考虑上述因素的影响，对柱的抗侧移刚度和反弯点高度进行修正，就是D值法。
3.1.2框架截面尺寸的确定
 框架梁的截面一般为矩形，当楼盖为现浇板时，楼板的一部分可作为梁的翼缘，则梁的截面就成为T型或L型。当采用预制楼盖时，为了减少楼盖结构高度和增加建筑净空，梁的截面常取为十字型或花篮型。框架柱的截面常为矩形或正方形。
 框架梁、柱的截面尺寸应满足承载力、刚度和施工的要求，设计尺寸时可参考以往经验确定，同时满足构造要求。以下给出截面尺寸估算公式：
 
 ①横向框架梁：
 
 .
 ②纵向框架梁：
 
 ③次梁：
 
 ④框架柱：
 
 ⑤楼板厚度：
 框架截面尺寸见图3.1。

图3.1   框架截面尺寸图
3.2荷载计算

3.2.1屋面恒荷载
 缸砖      
 厚C20细石混凝土           
 冷底子油一道SBS防水卷材二道     
 25mm1：3水泥砂浆找平            
 120mm1：10水泥珍珠岩保温层      
 100mm厚现浇板                   
 吊顶                              
 
 屋面恒荷载                         6.0
3.2.2楼面恒荷载
 10mm厚地板砖    
 15mm厚大理石板                  
 5mm厚1：1水泥砂浆粘结层        
 25mm厚1：3水泥砂浆找平层        
 100mm厚现浇板                    
 吊顶                               
 楼面恒荷载标准值                 走廊（）房间（）
3.2.3构件自重
 次梁：
 横向框架梁自重（边跨）：
               （中跨）：
 纵向框架梁自重：
 框架柱自重（标准层）：
 框架柱自重加四面抹灰：
 铝合金窗：
 屋顶女儿墙：
 内墙重（标准层）：
 内墙重（底二层）：
 外墙重（标准层）：
 线荷载：
 玻璃幕墙：
 
 
3.2.4柱轴压比估算
 边柱：
 中柱：
 结构力：
3.3框架柱抗侧移计算

 柱的线刚度：
 
 柱的惯性矩：
 底层柱的线刚度：
 底二层柱的线刚度：
 边梁的惯性矩：
 边梁的线刚度：
 中跨梁惯性矩：
 中跨梁线刚度：
 相对线刚度：，，，，，
，。
 框架结构的计算简图见图3.2。

图3.2    框架结构的计算简图
3.4框架柱抗侧移刚度计算

 框架柱抗侧移刚度计算见表3.1。

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