混凝土厂房设计

课程设计某多层厂房钢筋混凝土结构设计计算书2010年3月18日江西理工大学南昌校区13届毕业设计计算书11引言土木工程专业的毕业设计是综合性和实践性极强的最后一个教学环节，是理论与实际相结合的训练阶段；是我们学生运用所学的基础理论，如理论力学、材料力学、土木工程材料等；专业知识，如结构力学、混凝土结构设计原理、混凝土结构设计、房屋建筑学、高层建筑结构等；基本技能，如建筑制图、AutoCAD绘图、PKPM计算等，从而进行建筑、结构设计的重要实践过程，涉及综合运用建筑、结构和相关学科的基础知识。毕业设计的时间较短，我们土木工程专业的学生本次毕业设计需完成该工程主体建筑——上海禹辉转印材料有限公司厂房的建筑及结构设计，侧重于结构计算，包括Ⅳ类场地土，七度抗震设防烈度，第三组，考虑结构的抗震设计。建筑设计包括总平面图设计、平面设计、剖面设计等详图。结构设计包括梁柱板配筋计算、横向框架计算、楼梯配筋计算、PKPM电算。本设计从建筑到结构是一个较为完整的设计过程，通过毕业设计复习和巩固了以前所学知识；本次毕业设计培养了我进行独立设计的基本能力，为毕业后的工作打下了一定的基础。为以后的工作了一个良好的开端。同时，在设计中，一方面要把以前所学的知识运用进去，熟悉国家有关规范、条例和规程，同时，要学会使用甚至熟练掌握PKPM结构计算软件；另一方面，由于现代化建筑一般都具有密度大，高度高，功能多，设备复杂，防火要求和管理自动化水平高，并且要求考虑节能和无障碍设计。因此，通过这次毕业设计，也拓宽了学生非本专业知识面。在本次毕业设计中，我的指导老师在百忙之中抽出时间和精力来给予指导，在此表示衷心感谢。由于毕业设计是一种初步的尝试，涉及专业比较多，但本人条件和水平有限，不可避免地存在疏漏与错误，敬请各位指导老师和专家批评指正。江西理工大学南昌校区13届毕业设计计算书22建筑设计说明建筑设计在现有的自然环境与总体规划的前提下，根据设计任务书的要求，综合考虑使用功能、结构施工、材料设备、经济艺术等问题，着重解决建筑内部使用功能和使用空间的合理安排，内部和外表的艺术效果，各个细部的构造方式等，创造出既符合科学性，又具有艺术效果的工作环境。建筑设计应考虑建筑与结构等相关的技术的综合协调，以及如何以更少的材料、劳动力、投资和时间来实现各种要求，使建筑物做到适用、经济、坚固、美观。本方案采用框架结构，框架结构是由梁、柱、节点及基础组成的结构形式，横梁和立柱通过节点连成一体，形成承重结构，将荷载传至基础。其特点是承重系统与非承重系统有明确的分工，支承建筑空间的骨架与梁，柱是承重系统，而分割室内外空间的围护结构和轻质隔墙是不承重的，这种结构形式强度高，整体性好刚度大，抗震性好，开窗自由。本方案为厂房，首先要考虑满足空间的需求，设置应合理，采光、通风良好，同时还要合理安排办公室、厕所等辅助房间，并配置良好的室外绿化等。框架结构是多层、高层建筑的一种主要结构形式。这种结构体系的优点是建筑平面布置灵活，能获得较大的使用空间，建筑立面容易处理，可以适应不同的房屋造型。同时，在结构性能方面，框架结构属于柔性结构，自振周期较长，地震反应较小，经过合理的结构设计可以具有较好的延性性能。我国定义8层及8层以上的建筑为高层建筑，一般认为8层以下房屋属多层建筑，钢筋混凝土框架结构多用于多层建筑，较少用于高层建筑，因为当房屋的高度超过一定的范围时，框架结构侧向刚度较小，水平荷载作用下侧移较大，从受力合理和控制造价的角度，现浇钢筋混凝土框架结构一般不超过60米，地震区现浇钢筋混凝土框架，当设防烈度为7度、8度、9度、时高度一般不超过55米、45米和25米。框架结构是由梁、柱、节点及基础组成的结构形式，横梁和柱，通过节点连为一体，形成承重结构，将荷载传至基础，整个房屋全部采用这种结构形式的称为框架结构或纯（全）框架结构，框架可以是等跨或不等跨的，也可以是层高相同或不完全相同的，有时因工艺和使用要求，也可能在某层抽柱或某跨抽梁，形成缺梁、缺柱的框架。江西理工大学南昌校区13届毕业设计计算书3当柱为正方形或接近正方形，或楼面荷载较大的情况下，可采用纵横向承重方案，这时楼面常为现浇双向板楼盖或井字梁楼盖，两个方向的框架同时承受竖向荷载和水平荷载。建筑物是社会物质和文化财富，它在满足使用要求的同时，还需要考虑人们对建筑物在美观方面的要求，本方案采用对称方式体观了职能的一面，其主体五层，局部六层，房子对比显明，错落有致又给人不呆板的感觉。2.1平面设计建筑平面是表示建筑物在水平方向房屋各部分的组合关系。由于建筑平面通常较为集中反映建筑功能方面的问题，一些剖面关系比较简单的民用建筑，它们的平面布置基本上能够反映空间组合的主要内容，因此，首先从建筑平面设计入手。但是在平面设计中，我始终从建筑整体空间组合的效果来考虑，紧密联系建筑剖面和立面，分析剖面、立面的可能性和合理性，不断调整修改平面，反复深入。也就是说，虽然我从平面设计入手，但是着手于建筑空间的组合。各种类型的建筑，从组成平面各部分面积的使用性质来分析，主要可以归纳为使用部分和交通联系部分两类。建筑平面设计是组合布置建筑物在水平方向房屋各部分的组合关系，它包括使用部分设计和交通联系部分设计。2.1.1使用部分平面设计建筑平面中各个使用房间和辅助房间，是建筑平面组合的基本单元。本设计在使用平面设计中充分考虑了以下几点：注意了房间的面积、形状和尺寸满足室内使用活动和设备合理布置的要求；门窗的大小和位置考虑了房间的出入方便，疏散安全，采风通风良好；房间的构成注意使结构布置合理，施工方便，也要有利于房间之间的组合，所用材料应符合相应的建筑标准；室内空间，以及顶棚、地面、各个墙面和构件细部，应考虑人们的使用和审美要求。对于辅助房间的平面设计，通常根据建筑物的使用特点和使用人数的多少，先确定所需设备的个数，根据计算所得的设备数量，考虑在整幢建筑中辅助房间的分布情况，最后在建筑平面组合中，根据整幢房屋的使用要求适当调整并确定这些辅助房间的面积、平面形式和尺寸。2.1.2交通联系部分设计江西理工大学南昌校区13届毕业设计计算书4交通联系部分是把各个房间以及室内交通合理协调起来，同时又要考虑到使用房间和辅助房间的用途，减少交通干扰。楼梯是垂直交通联系部分，是各个楼层疏散的必经之路，同时又要考虑到建筑防火要求，本住宅采用板式双跑楼梯。2.1.3平面组合设计建筑平面的组合设计，一方面，是在熟悉平面各组成部分的基础上，进一步从建筑整体的使用功能、技术经济和建筑艺术等方面，来分析对平面组合的要求；另一方面，还必须考虑总体规划、基地环境对建筑单体平面组合的要求。即建筑平面组合设计须要综合分解建筑本身提出的、经及总体环境对单体建筑提出的内外两方面的要求。2.2剖面设计建筑剖面图是表示建筑物在垂直方向房屋各部分的组合关系，剖面设计主要表现为建筑物内部结构构造关系，以及建筑高度、层高、建筑空间的组合与利用。它和房屋的使用、造价和节约用地有着密切关系，也反映了建筑标准的一个方面。其中一些问题需要平、剖面结合在一起研究，才具体确定下来。本工程为上海禹辉转印材料有限公司厂房，底层层高为3.9m，其他层层高为3.6m。垂直交通采用楼梯，因为考虑到厂房层数较少，仅有三层，没有设计电梯。2.3立面设计立面设计是为了满足使用功能和美化环境的需要而进行的。同时，还可起到改善环境条件、保护结构和装饰美化建筑物的作用。并且要考虑它的耐久性、经济性；正确处理与施工技术的关系。建筑立面可以看成是由许多构部件所组成：它们有墙体、梁柱、墙墩等构成房屋的结构构件，有门窗、阳台、外廊等和内部使用空间直接连通的部件，以及台基、勒脚、檐口等主要起到保护外墙作用的组成部分。恰当地确定立面中这些组成部分和构部件的比例和尺度，运用节奏韵律、虚实对比等规律，设计出体型完整、形式与内容统一的建筑立面，是立面设计的主要任务。建筑立面设计的步骤，通常根据初步确定的房屋内部空间组合的平剖面关系，例如房屋的大小、高低、门窗位置，构部件的排列方式等，描绘出房屋各个立面的基本轮廓，作为进一步调整统一，进行立面设计的基础。设计时首先应该江西理工大学南昌校区13届毕业设计计算书5推敲立面各部分总的比例关系，考虑建筑整体的几个立面之间的统一，相邻立面间的连接和协调，然后着重分析各个立面上墙面的处理，门窗的调整安排，最后对入口门廊、建筑装饰等进一步作重点及细部处理。完整的立面设计，并不只是美观问题，它和平、剖面的设计一样，同样也有使用要求、结构构造等功能和技术方面的问题，但是从房屋的平、立、剖面来看，立面设计中涉及的造型和构图问题，通常较为突出。本设计工程建筑立面设计力求给人一种均衡、和谐的感觉，与环境融于一体，充分体现了建筑物的功能，通过巧妙组合，使建筑物创造了优美、和谐、统一而又丰富的空间环境，给人以美的享受。2.4构造和建筑设计措施2.4.1屋顶平屋顶主要应解决防水，保温隔热，承重三方面的问题，由于各种材料性能上的差别，目前很难有一种材料兼备以上三种作用，因此形成了平屋顶的构造特点为多层次，使防水，保温隔热，承重多种材料叠合在一起，各尽其能。平屋顶的承重层与钢筋混凝土楼板相同，可采用现浇或预制的钢筋混凝土楼板，现浇屋面板整体性好，屋面刚度大，无接缝，渗漏的可能性较少。当采用预制板时板缝要认真处理，须用1：3干硬性水泥砂浆或200号细石混凝土嵌缝使接缝有足够的强度和密实性，必要时可在缝中加钢筋网片，以提高屋面整体刚度。屋面板一般直接支撑于墙上，当房间较大时，可增设梁，形成梁板结构。屋面板应有足够的刚度，减少板的扰度和变形，防止因屋面板变形而导致防水层开裂。防水层是平屋顶防水构造的关键。由于平屋顶的坡度很小，屋面雨水不易排走，要求防水层本身就是一个封闭的整体不得有任何空隙否则即使所使用的防水材料本身的防水性能很好，也不能达到预期的防水效果。工程实践证明，雨水渗陋的部位，大多是破坏了防水层的封闭性的结果。如地基沉陷，外加荷载，地震等因素使承重基层位移变形，导致防水层开裂漏水：再如檐沟，泛水，烟囱等交接处的防水层处理不严实，出现裂缝而漏水；或者受自然气候的影响而开裂漏水。所以在设计施工中应采取有效措施，使防水层形成一个封闭的整体。目前常用的防水层有柔性防水层和刚性防水层两种。保温隔热层应根据气候特点选择材料及构造方案，其位置就视具体情况而江西理工大学南昌校区13届毕业设计计算书6定。一般保温层就设在承重层和防水层之间，通风隔热层就设置在防水层之上或承重层之下。有组织排水是将屋面划分成若干排水区，按一定的排水坡度把屋面雨水有组织的檐沟或雨水口，通过雨水管排泄到明沟中，再通往城市地下排水系统，有组织排水系统应作到排水通畅简洁，雨水口负荷均匀。屋面排水区一般按每个雨水口排除150-200米2屋面面积进行划分。当屋顶有高差，高处屋面雨水口集水面积≤100米2时，雨水管的水可直接排在低屋面上，但应在出水口处设防护板。若集水面积＞100米2，高处屋面集水管应直接与低处屋面集水管连接，或自成独立的排水系统。2.4.2楼板层和地面按施工方法，楼板有现浇式、装配式和装配整体式三种。与后两种相比，现浇楼板的整体性好，刚度大，抗渗性好。近年来，在一些新建的高层建筑中，整浇楼板得到了广泛的应用。除以上优点外，现浇楼板易于适应各种特殊的情况。例如，平面形状不规则，有较重的集中设备荷载，或者有较复杂的孔洞等。但是，现浇楼板需要现场支模和铺设钢筋，混凝土的浇筑和养护等劳动量大，且工期较长。随着施工技术的改进和工具式钢模板的广泛应用，以上缺点正在逐渐被克服。装配式楼板由预制构件在现场安装连接而成，虽然可节约劳动力，加快施工进度，便于工业化生产和机械化施工，但是结构的整体性和刚度较差，在我国多层住宅中应用最为普遍。装配整体式楼板是将各预制梁或板（包括叠合梁、叠合板中的预制部分），在现场吊装就位后，通过整结措施和现浇混凝土构成整体。目前常用的整结措施有叠合梁、叠合板施加预应力、焊接连接，以及在板面现浇配筋面层。装配整体式的整体性和刚度比装配式的好，又比现浇式的支模工作量