西北工业大学网络教育学院毕业论文

　西北工业大学网络教育学院

　毕业论文

　樊*

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　 毕 业 论 文

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　毕业论文任务书

　一、题目：

　 **集团大楼设计

　二、指导思想和目的要求：

　 本论文从**集团大楼设计的问题方面着手，设计主要包括建筑设计、结构设计部分内容。建筑设计部分：本工程采用了框架结构体系，具有建筑平面布置灵活、能获得较大使用空间；结构自重较轻，在一定高度范围内造价较低等优点。

　 三、主要技术指标：

　 框架结构；筏板基础；土钉墙支护。

　 四、进度与要求：

　 1月1日

　参加动员会，与指导教师见面

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　1月1日-1月30日 论文调研，确定题目，填写任务书

　2月1日-3月10日

　论文写作修改

　3月20日 论文答辩

　一、 主要参考书及参考资料：

　 （一）建筑部分

　1.房屋建筑学（教材）

　2．建筑设计资料（1、2、3、集），中国建筑工业出版社

　3．建筑设计资料手册（1、2、3、册），同济大学

　4．房屋建筑制图统一标准（GB/50001—2001）

　5．总图制图标准（GB/T50103—2001）

　6．建筑制图标准（GB/T50104—2001）

　7．建筑防火规范

　8．省市建筑配件图集

　9．门窗图集

　（二）结构部分

　1．建筑结构荷载规范（GB50009—2001）

　2．混凝土结构设计规范（GB50010—2001）及教材

　3．建筑抗震设计规范及教材（GB50011—2001）及教材

　4．高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ3—2001）及教材

　5．建筑结构制图标准（GB/T50105—2001）

　6．《结构力学》教材

　7．多层及高层房屋结构设计（上、下册）

　8．PK、PM使用说明一套及建筑结构CAD教材

　9．建筑结构计算手册

　10．建筑结构综合设计手册

　11.混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图（03G101－1）

　（三）岩土工程部分

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　1．建筑地基基础设计规范（GB50007—2002）及教材

　2．建筑地基处理技术规范（JGJ97—2002）

　3．基坑土钉支护技术规范（CECS 96：97）

　4．高层高层建筑箱形及筏形基础技术规范（JGJ6—99）及教材

　5．建筑基坑工程技术规范（YB9258—97）及教材

　6．A.kaufmann. Introduction to The Theory of Fuzzy Subsets

　7．Terzaghi and peck. Soil Mechanics of soils

　（四）施工部分

　1．建筑安装工程统一劳动定额

　2．山东省建筑工程综合定额工程施工及验收规范

　3．建筑施工手册

　4．建筑施工教材

　5．简明施工手册

　6．组合钢模板施工手册

　7．建筑机械手册技术参数资料

　学习中心：xxxxxxxxxx

　班　　级：　005309404　

　专　　业：　工商管理

　学　

　生：　　樊丹 　　

　指导教师：　　 　　 　　　

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　摘

　要

　本工程属于集商场和宾馆于一体的综合型建筑，坐落于榆林市。

　 本建筑为十层，通过综合考虑各种因素，我选用了框架结构，因为这种结构体系提供了较大的空间，区域的划分有很大的机动性，使用于住宅、商场。

　 框架结构体系中，其传力方式简单明了，楼盖、屋盖将竖直荷载依次传递给梁、柱、地基；同时柱要抵抗水平荷载、地震力。本工程墙体材料采用轻质填充材料，因此可以留较大的洞口，有利于办公区更好采光。

　 本建筑下部两层主要是商场。大面积用于营业区，其余部分为仓储、办公、机房等辅助区，另一方面，本建筑共设两部电梯，两部自动扶梯、两部楼梯，1－2层设一部货梯，扶梯设在营业区供顾客使用，两部电梯供宾馆使用，另一部电梯为货梯，设在仓库附近。

　 本建筑上部设计为宾馆，由于本建筑横向跨度过大，因而设计时为加强天然采光，在建筑标准层设采光天井，并围绕天井设休闲室，一方面加强了采光，一方面有使建筑空间布局生动活泼起来。

　 本工程中，基础、柱、梁、板均为混凝土构件，并且都采用现浇。柱、梁、板的混凝土等级为C30，筏形基础采用C40混泥土，其余细部构件详细强度等级见设计说明书。在钢筋使用方面，本工程有一级二级钢，除了板，其余构件的受力钢筋均为二级，而构造筋、箍筋采用一级钢筋。

　 关键词：

　框架结构

　 筏板基础 土钉墙支护

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　 目

　 录

　摘要………………………………………………………………………………………………….…..1

　目录………………………………………………………………………………………...……………2

　第一章 建筑说明…………………………………………………………………………………….....4

　1.1 前期勘测………………………………………………………..………………………………….. 4

　1.2 设计条件………………………………………………………...……..……………………………5

　1.3 建筑设计说明…………………………………………………………………………………...…. 7

　第二章 基础设计……………………………………………………………………..…………..…... 10

　2.1 选型……………………………………………………………………………...……………...…10

　2.2 内柱………………………………………………………………………………………..……... 11

　2.3 边柱………………………………………………………………………………….…….……... 11

　2.4 角柱……………………………………………………………………………………...……….. 11

　2.5 决定板带计算简图………………………………………………………………….…..………... 11

　第三章 结构设计说…………………………………………………………………………………... 14

　3.1 工程概况…………………………………………………………………………………………. 14

　3.2 结构形式、结构体系、结构布置…………………………………………………………………14

　3.3 柱梁截面尺寸确定、楼板方案确定及楼梯选择…………………………………………………. 15

　3.4 基础方案选择…………………………………………………………………………………….. 15

　3.5 主要结构措施…………………………………………………………………………………….. 16

　第四章 基坑支护…………………………………………………………..…….…………….………17

　4.1 支护体系的方案比较与选型………………………………………………...….…………………17

　4.2 支护结构的强度与变形计算………………………………………………………………………18

　4.3 土钉类型、直径、长度、间距倾角及在空间的方向的确定……………………..………………18

　4.4 确定注浆方式及浆体强度指标、进行注浆配方设计…………………………………………….. 19

　4.5 设计喷射混凝土面层和支护顶预防措施…………………………………………………...……. 19

　4.6 土钉抗拔力验算…………………………………………………………………………….…..... 20

　4.7 外部稳定性分析…………………………………………………………………………..…….....22

　参考文献………………………………………………………………………………………………21

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　致谢……………………………………………………………………………………………

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　第一章 建筑说明

　1.1 前期勘测

　1.1.1 拟建工程概况

　拟建工程为xxx大楼，位于xx市南区，建筑面积2000m2，具有商贸、餐饮、居住等功能；采用结构体系为框架结构，平面形式为一字形，基础埋深超过10m，2层地下室；层数共10层，1～2层层高4.8m，3～8层层高3.4m。

　 1.1.2 勘察的目的、任务

　勘察的目的是针对拟建物进行详细勘察，对建筑地基进行岩土工程分析评价，并为设计、施工提供所需的岩土参数。

　 勘察任务要求如下：

　 （1）、查明拟建场区范围内各岩土层的类型、深度分析各岩土层物理力学性质，并对其稳定性、均匀性、承载力作出评价。

　 （2）、查明建筑场地内不良地质作用的成因类型、分布范围、发展趋势及危害程度，提出整治方案的建议;划分场地的类别，提供场地有关抗震设计参数。

　 （3）、查明地下水的埋藏条件、地下水对混凝土及混凝土中钢筋的腐蚀性评价及其对拟建物的影响；提供地下水浮托力。

　 （4）、查明场区的地质构造发育状况，评价场地的稳定性和建筑适宜性。

　 （5）、对建筑地基作出岩土工程分析评价，并对基坑开挖支护、持力层的选择、地基处理等作出论证及建议。

　 1.2.3 遵照执行的主要规范、规程

　1、《岩土工程勘查规范》 （GB50021-2001）

　2、《建筑地基基础设计规范》 （GB50007-2002）

　3、《建筑抗震设计规范》 （GB50011-2001）

　4、《高层建筑岩土工程勘查规程》 （JGJ72-90）

　1.2.4 勘察手段及工作布置

　1、勘查点平面布置原则

　沿拟建物周边及角点布置，共6个勘探点，间距25～33米。

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　2、勘探点深度确定原则

　（1）、控制孔勘探深度要求进入基底以下4～5米或进入基底以下且进入中等风化岩石不少于2.0米。

　 （2）、一般孔勘探深度要求进入基底以下不少于2米。

　 3、各勘查手段目的及工作布置

　（1）、钻探

　用以揭露地层及采取岩、土试样，并在钻孔中进行原位测试，其目的是查明场区第四系成因、分布、厚度；查明基岩种类、风化带厚度、风化程度；查明构造带分布。

　 （2）、标准贯入实验、重型动力触探实验

　在钻进同时进行标准贯入及重型动力触探实验，对粘性土及强风化岩等进行标准灌入实验，评价土体强度和均匀性，判别基岩的风化程度；对砂土及填土进行重型动力触探实验，确定第四系的密实程度及变化特征。

　 （3）、声波测井

　采用SD-IV型声波监测仪单孔测试法进行岩、土体纵横波速测试，用以划分岩体风化带、评价岩体质量状态及为划分场地土的类型、场地类别提供依据。岩、土体纵横波速测试间距分别为0.5米、1.0米。

　 （4）、岩石实验

　对采取的岩芯进行点荷载实验，确定基岩中等风化和微风化岩石在天然状态下的极限抗压强度，提供基础设计所需的力学参数，计算岩石地基承载力。

　 （5）、声波测岩芯

　测定岩样的纵波波速，用以计算岩体完整性指数Kv，评价岩体质量状态。

　 （6）、水质分析

　在钻孔中取水进行水化学简分析，测定地下水主要化学成分，评价地下水类型及对建筑材料的腐蚀性。

　 （7）、简易抽水试验和水文观测

　布设一水文钻孔进行简易抽水试验，测定岩土层的渗透系数，为基坑开挖、降水、支护提供水文地质参数，预估基坑涌水量。对所有钻坑在终坑后24小时后统一量测地下水水位，为基坑降水及抗浮设计提供有针对性的参数。

　 1.2 设计条件

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　1.2.1工程概况：

　 建筑面积：15000m2±10﹪，具有商贸餐饮居住等功能。

　 建筑等级：耐火等级I级，采光等级I级。

　 结构体系：框架结构。

　 垂直运输设备一台（1－2层）Q=2t载货梯；速度0.63m/s；设客梯两部Q=1t(15人)速度1m/s；1－2层设自动扶梯（上、下），客梯两部。

　 层高、层数：层高：1－2层为4.8米，3－10层为3.4米，共8层。

　 平面形式：平面“一”字形或自定（应满足结构设计要求），建筑平面可以小于拟建场地，但不得超出。

　 基础埋深超过10米，筏板或箱形组合基础，2层地下室，地下室兼作车库。

　 1.2.2自然条件

　 气温：冬季采暖计算温度－7℃，夏季通风，计算温度27℃。

　风向：夏季主导风东南，冬季西北

　 降雨量：年降雨量777.4mm,小时最大降雨量140.4mm

　 雨季施工起止日期：7月1日～8月31日

　 冬季施工起止日期：12月5日～次年3月5日

　1.2.3. 工程、水文地质条件和环境条件:

　地形地貌:场区地形平坦，原始地貌属滨海浅滩，表层经人工回填整平，原始地貌基本保存。

　工程地质条件:场区第四系厚度约为0.8～14.9米，主要为（1）素填土 （2）粘土 （3）粗砾砂 （4）粉质粘土 （5）粗砂 （6）砾砂 （7）粘土 （8）粗砂～砾砂.基岩为花岗岩及各种岩脉，岩体构造受区域断裂构造控制.

　 水文地质条件:场区地下水水位埋深1.2～1.5米，主要为第四系孔隙潜水、承压水和基岩裂隙水，地下水较丰富，无腐蚀性。

　地震设防烈度：6度。

　土壤最大冻结深度：50CM。

　环境条件:拟建场区北侧临漳州路，东侧临阳光大厦，南侧临远洋宾馆及餐厅，西侧临步行街。周边主要建筑物基础形式（建筑室内地坪±0.00＝32.45m，以下标高为相对标高）；阳光大厦二层地下室，人工挖孔桩基础，柱承台顶标高24.0m；桩底标高约18.00m。远洋宾馆一层地下室，预制桩基础，柱承台顶标高28.0m，桩底标高22.00米；远洋宾馆餐厅无地下室，钻孔灌注桩基础，柱承台顶标高－

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　29.00m，桩底入强风化花岗岩.

　1.2.4. 荷载:

　 使用荷载：按荷载规范（GB50009-2001）选用

　 雪载：基本雪压SO=0.20KN/m2

　 风载：基本风压WO=0.60KN/m2

　1.3 建筑设计说明

　1.3.1 概述

　该楼位于青岛市临漳路南侧,建筑面积16456m，满足任务书上下浮动35的要求。结构体系设计为钢筋混凝土框架结构。耐久等级为二级，耐火等级为二级，采光等级为三级，建筑装修为高级装修。该建筑营业面积为

　 ，占总面积的 %,库房面积为

　占总面积的

　％，从而满足商店使用功能的要求。

　1.3.2 平立面造型、内外装修、门窗情况：

　 平面设计时考虑该建筑使用功能，商店的营业厅面积部分采用大空间结构，故本方案采用规则框架体系，采用大垮度，柱距为6米，跨度为6米。根据营业厅的设计要求：“每层商业厅面积宜控制在2000平方米一下，并不易大于防火分区最大允许建筑面积，进深宜控制在40米以下”，该建筑每层营业厅面积为xxx，进深为xxx，满足设计要求。考虑营业厅与仓库间应保持最短距离，以便于管理，厅内送货流线与主要顾客流线应避免相互干扰。营业厅内应按照营业厅面积的1－1.4％设休息场所，且每层均设顾客卫生间。

　 平面设计时，考虑了“非营业时间，营业厅与其他房间隔离”。本方案房间的分割采用轻质隔墙，外隔墙为普通加汽混凝土砌块；另外对于营业厅与仓库及其他辅助用房的分割也采用普通加汽混凝土砌块。对楼梯间的布置，考虑尽量利用天然采光本方案将其布置在边框架处，同时也利于火灾发生时的通风和排烟问题。本方案平面布置情况如下图：

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　在底层仓库部分，由于本方案假定室外地坪为－0.45米，考虑内外交通联系，为方便车辆出入，设置坡道，坡度为10%。考虑如仓库仓库室内地坪为－0.15室内外高差为0.3米，则坡道长度为3米，较好地解决了坡道过长的问题。由于仓库地坪降低考虑仓库与营业厅之间的交通联系再设一坡度为10%的坡道，两者高差为0.15米，故坡道长1.5米。

　 另外，考虑采用集中空调应在每层设空调机房，面积根据甲方提供依据设置。考虑建筑用电问题，应在该建筑底层设置配电室，面积由甲方提供仪器依据进行布置。立面设计时，采用竖向分隔，外墙与柱的外边线对齐，在结构上梁与柱齐。

　 外装修：采用涂料，

　内装修：地面采用水磨石地面，吊顶为轻钢龙骨（V型）石膏板吊顶，柱为高级抹灰。

　 门窗：铝合金门窗，由于采用空集中空调，窗大部分采用固定窗，不能开启。

　 1.3.3 防火及安全疏散设计，楼电梯考虑

　本方案耐火等级为二级，室内采用自喷淋消防系统，对空调机房应采用耐火极限不低于2.5小时隔墙和1.5小时的楼板与其他部位格开，隔墙上的门应采用乙级防火门。电梯间和电梯机房的墙壁均应采用耐火等级不低于1小时的非燃烧体。防火墙直接设在基础上或箍筋混凝土框架上。；墙应截断燃烧体或难燃烧体的屋顶结构，且应高于非燃烧体屋面不小于40厘米，高出燃烧体或难燃烧体屋面不小于50厘米。当建筑物的屋盖耐火等级较高时，防火墙砌至屋面基层的底部，不高出屋面。

　 本方案设两部疏散楼梯间，其中一部同时作为职工用楼梯间，两部楼梯间均采用天然采光，均通至屋面。疏散楼梯间楼梯两段之间的水平净距不易小于150毫米，本方案取260毫米。

　 疏散用门应向疏散方向开启。严紧采用转门。楼梯间设计时应根据层高和楼梯间进深选取踏步尺寸。电梯间因层数和层高较大，采用混凝土现浇结构，与框架部分分开，电梯间基础采用基础，本方案中，两柱间距为

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　12米，恰好在自动扶梯的跨度范围内，故扶梯正好搭在两横向跨架梁上。

　 1.3.4屋面、楼面、墙体构造及保温隔热考虑，空调考虑

　屋面采用是上人屋面，刚性防水，面层为40毫米厚细石混凝土配双向φ200钢丝网，加分割缝，以防止出现裂缝。采用100－140毫米厚(2%找坡)膨胀珍株岩保温层，且设热沥青隔气层一道，排水方式为有组织内排水，坡度为2％，楼面采用水磨石地面，在1：3水泥砂浆磨水泥石子浆，待其硬化后磨光即成水磨石面层，所用水泥石子浆配合比为1：1.25－1：1.5，石子用小八厘和中八厘，掺蓝、红颜料着色，颜料用量为水泥用量的8％，卫生间楼面贴马赛克，采用二布三油防水层，找坡采用1：6水泥炉渣，坡度为1％。

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　第二章 基础设计

　2.1 选型

　为了便于施工和根据设计要求，本设计采用筏板型基础。混凝土强度等级采用C20，钢筋用Ⅱ级。确定基顶荷载。由柱传来的荷载设计值

　角柱传来轴力为3343.8KN;

　边柱传来轴力为4712.6KN;

　中柱传来轴力为4842.4KN；

　 确定底板尺寸外荷载合力对柱网中心的偏心矩：

　 ∑F=3343.8×4+4842.4×36＋4712.6×26＝310229.2KN

　Ex=0;

　Ey=0

　先选定a1=b1=0.6m,由对称条件的a2=0.6m;

　筏板基底面积A为：

　 A=(66+1.8)×（30＋1.8）=2096.64m2

　按地基承载力验算地板面积：

　 A=(∑F+G)/fk＝(310229.2+20×1.5×2096.64)/1000=373.12<2096.64m2

　P=(∑F+G)/A=(310229.2+20×1.5×2096.64)/2096.64=178KN/ m2<fk

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　抗冲切验算：

　 2.2 内柱

　Um=2C1+2C2=2×6+6.6×2＝25m

　Is=C1Ho3/6+C13Ho/6+C2HoC12/2=227.51

　验算Vs/UmHo+aMCab/Is≤0.7(0.4+1.2/βs)βhpFt

　经验算符合条件

　2.3 边柱

　Um=2C1+2C2＝2×6.6+2×3.9=21

　Is=C1Ho3/6+C13Ho/6+2HoC1(C1/2-X)2

　X=C12/(2C1+C2)=1.06

　验算Vs/UmHo+aMCab/Is≤0.7(0.4+1.2/βs)βhpFt

　经验算符合条件

　2.4 角柱

　Um=C1+C2＝4.2+3.9=8.1

　Is=C1Ho3/12+C13Ho/12+HoC1(C1/2-X)2+C2HoX2

　X=C12/(2C1+C2)=1.27

　验算Vs/UmHo+aMCab/Is≤0.7(0.4+1.2/βs)βhpFt

　经验算符合条件

　2.5 决定板带计算简图

　按柱网中心划分板带（相邻柱荷载及相邻柱距之差<20﹪），例如对X轴的中间板带，板带宽6m.厚1.5m.

　板带的截面惯性矩为：

　 Ix=1/12×6×1.53=1.69M4

　边缘板带Ix=1/12×3.9×1.53＝1.1 M4

　沿Y轴方向板带，中间板带宽6.6m,板厚1.5m.

　Iy=1/12×6.6×1.53=1.86M4

　边缘板带Iy=1/12×4.2×1.53=1.18 M4

　P净＝∑F/A=310229.2/2096.64=147.96 KN/ m2

　 计算简图如下图所示

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　 将荷载转化为线荷载

　纵向中间板带的计算：

　Q=（4842.4×9＋4712.6×2）/67.8=781.8KN/M

　纵向边缘板带的计算

　Q=（4712.6×9＋3343.8×2）/67.8=724.2 KN/M

　横向边缘板带的计算

　Q=（4712.6×4＋3343.8×2）/31.8=803.1KN/M

　Q=（4712.6×2＋4842.4×4）/31.8=905.5KN/M

　由线荷载及板带所受力，计算并画出弯矩图、剪力图：如下图所示

　 纵向中间板带弯矩分配如图：

　 经受力计算得纵向中间板带最大弯矩为：3513.5KN*M

　 最大剪力为:

　2709.4KN

　 由上述分配原则得：中间1/2板带弯矩：2459.5 KN*M

　 剪力：1896.6KN

　 边缘1/2板带弯矩：

　1054

　KN*M

　 剪力：

　812.8KN

　 经受力计算得 纵向边缘板带 最大弯矩为：3254.7

　KN*M

　最大剪力：2510KN

　 由上述分配原则得：柱所在得板带弯矩：2278.3 KN*M

　 剪力：1757KN

　 柱内侧1/4板带弯矩：976.4 KN*M

　剪力：

　 753KN

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　 经受力计算得横向中间板带最大弯矩为：3335 KN*M

　 最大剪力为：2840KN

　 由上述分配原则得，中间1/2板带弯矩：2334.5 KN*M

　剪力：1988KN

　边缘1/2板带弯矩：1000.5 KN*M

　剪力：852KN

　 经受力计算得 横向边缘板带 最大弯矩为：2957.7 KN*M

　最大剪力：2519KN

　 由上述分配原则得：柱所在得板带弯矩：2070.4KN*M

　 剪力：1763.3KN

　 柱内侧1/4板带弯矩：887.3 KN*M

　剪力：756 KN

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　第三章

　结构设计说

　3.1 工程概况

　1．建筑面积15000±10％，具有商贸、餐饮、居住等功能。

　 2．建筑等级：耐火等级Ⅰ级，采光等级Ⅰ级。

　 3．结构体系：框架结构。

　 4．垂直运输设备：1～2层设Q=2t载货梯，速度0.63m/s；设客梯两部Q=1t（15人）速度1m/s1～2层设自动扶梯（上、下），客梯两部。

　 5． 层高、层数：1～2层为4.8m，3～8层为3.4m。

　 6．平面形式：平面呈“一”字型。

　 7．基础埋深

　m，筏板基础，两层地下室，地下室兼做车库。

　 3.2 结构形式、结构体系、结构布置

　1：结构体系选择

　高层建筑常用的结构体系有框架结构、剪力墙结构、筒体结构以及它们的组合体系。这些体系的受力特点抵抗水平力的能力以及抗震性能都有所不同，因而有不同的适用范围。其中框架结构由梁柱构件通过节点连接而成，既能承受竖向荷载又能承受水平荷载。框架结构的优点是：建筑平面布置灵活，能获得较大空间;建筑立面容易处理；结构自重较轻；计算理论较成熟；在一定高度范围造价较低。其缺点是侧移刚度较小，在地震作用下非结构构件（如填充墙、建筑装饰等）破坏较严重。因此，采用框架结构时应控制建筑物的层数和高度。我国的《高层建筑混凝土结构技术规程》规定框架房屋在六度设防时适用的最大高度为60m，本工程的设计高度为30m，故符合要求，可以采用框架结构体系。

　 2：结构平面布置

　震害资料表明，凡是建筑体型不规则，平面上凸出凹进，立面上高低错落，其震害均比较严重；建筑体型简单规则，震害均比较轻。因此，需要抗震设防的高层建筑，其平面布置应符合下列要求：平面简单、规则、对称、减小偏心。本工程采用长方形体型设计，长宽分别为62.1 24.3，符合抗震要求。

　 3：结构竖向布置

　建筑的立面和竖向剖面力求规则，结构的侧向刚度均匀变化，避免刚度突变；竖向抗侧力构件

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　截面和材料强度等级自下而上逐渐减小，宜避免抗侧力结构的承载力突变。当某些楼层刚度小于上层时，不应小于相邻上部楼层的70％，下层的承载力不应小于相邻上部楼层的80％。设计中沿竖向分段改变构件截面尺寸和混凝土强度等级，每次改变：柱截面尺寸宜减小100～150mm，剪力墙厚度减小50mm，混凝土厚度以降低一级为宜。本工程中一二层柱截面采用600×600mm,三至八层采用450×450mm，以达到上述要求。

　 3.3 柱梁截面尺寸确定、楼板方案确定及楼梯选择

　1：柱梁截面尺寸确定

　梁的截面尺寸应满足承载力、刚度、和延性要求。截面高度一般取梁跨度l的1/12~1/8,当梁的负载面积或荷载较大时，宜取上限值。为防止梁产生剪切脆性破坏，梁的净跨度与截面高度之比不宜小于4。梁的截面宽度可取1/3~1/2梁高，同时不宜小于1/2柱宽，且不宜小于250mm。

　 在本工程中，对于横向框架梁：h=l/12=8100/12=675mm取h=700mm,b=(1/2~1/3)h=237~350mm取b＝300mm；对于纵向框架梁，考虑纵梁兼做窗过梁，确定梁高为500mm，梁宽为300mm；次梁采用300×450mm。

　 框架柱的截面尺寸一般根据柱的轴压比限值估算，本工程中最后确定柱截面尺寸为：一二层为600×600mm、三至八层为450×450mm。

　 2：楼板方案确定

　高层建筑中各竖向抗侧力结构时依靠水平楼面结构连为整体的，水平力通过楼板平面进行传递和分配。因此，要求楼板在自身平面内有足够大的刚度。为达到上述要求本工程在设计中采用了具有刚度大、整体性好、抗震抗冲击性能好等优点的现浇楼盖。楼板厚度采用100mm。

　 3：楼梯选择

　常见的楼梯形式有板式楼梯和梁式楼梯。其中板式楼梯具有下表面平整、施工支模方便、外观比较轻巧等优点，但同时也具有斜板较厚、混凝土和钢材用量较多的缺点，一般使用于梯段板水平长度不超过3m时。与此相反梁式楼梯具有混凝土和钢材用量较少等优点，但同时又存在施工支模较麻烦等缺点，一般使用于梯段板水平长度超过3m时。综合以上因素考虑，本工程中一二层及地下室由于层高较大而采用梁式楼梯外，三至八层均采用板式楼梯。

　 3.4 基础方案选择

　高层建筑的基础选型应根据上部结构形式、工程地质、施工条件等因素综合考虑确定。由于高层建筑一般是水平荷载控制设计，为有利于结构的整体稳定，宜选用整体性较好的十字交叉基础、筏板基础或箱形基础。

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　3.5 主要结构措施

　1：“三缝”

　防震缝：当具有下列情况之一时，宜设防震缝：

　 矩形平面尺寸满足L/B>6时，且无加强措施时；

　房屋有较大错层时；

　各部分结构的刚度或荷载相差悬殊而又未采取有效措施时；

　本工程平面为矩形，L/B=62.1/24.3=2.56<6，房屋沿高度方向无错层，各部分的刚度和荷载均相差不大，故该建筑可不设防震缝。

　 伸缩缝：当房屋长度较大时，温度效应会使结构产生裂缝。框架结构当长度大于65m时宜设伸缩缝。本工程长62.1m，故可不设伸缩缝。

　 沉降缝：当房屋各部分地基土质不同或建筑物四周设有低层裙房时宜设沉降缝。本工程地基为强风化的软质岩石层，地基均匀，又因建筑物四周不设低层裙房，所以本工程亦可不设沉降缝。

　 综上所述，本工程不设“三缝”。

　 2: 圈梁、过梁的配置

　本工程中一二层设玻璃幕墙，三至八层中宾馆房间高3.4m，窗高2.1m，窗台高0.8m，而纵梁尺寸为300×500mm，故用纵梁兼做过梁。对于楼梯间窗设240×200mm钢筋混凝土窗过梁。女儿墙设240×150mm圈梁以利抗震。

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　第四章 基坑支护

　4.1 支护体系的方案比较与选型

　本工程基坑开挖宽29.8m，长66.7m，深10.35m，属一级基坑工程，支护结构的破坏、土体失稳或过大变形将对基坑周围环境及地下结构施工产生严重影响，故应慎重考虑开挖与支护方案。

　 常用的支护方案有以下几种：1、深层搅拌桩支护：适宜于各种成因的饱和软粘土，包括淤泥、淤泥质土、粘土和粉质粘土等，加固深度从数米至50～60m，国内目前最大深度可达15～18m；2、排桩围护：当基坑开挖时，对不能放坡或由于场地限制不能采用搅拌桩围护，开挖深度在6～10m左右时，即可采用排桩围护，具体可采用钻孔灌注桩、人工挖孔桩、预制钢筋混凝土板桩或钢板桩；3、地下连续墙围护：即利用特制的成槽机械在泥浆（又称稳定液，如膨润土泥浆）护壁的情况下进行开挖，形成一定槽段长度的沟槽，再将地面上制作好的钢筋笼放入槽段内。采用导管法进行水下混凝土浇筑完成一个单元的墙段，各墙段之间的特制接头方式（如采用接头管或接头箱做成的接头）相互连接，形成一道连续的地下钢筋混凝土墙。4、土钉墙支护：即在基坑开挖过程中将较密排列的细长杆件土钉置于原位土体中，并在坡面上喷射钢筋混凝土面层，利用土钉土钉、墙体和喷射混凝土面层的共同工作，形成复合土体。充分利用土层介质的自承力，形成自稳结构，承担较小的变形压力，土钉承受主要拉力，喷射混凝土面层调节表面应力分布，体现整体作用。同时由于土钉的排列较密，通过高压注浆扩散后使土体性能提高。

　 综合比较以上几种支护方案，结合本工程岩土工程勘察报告，采用土钉墙支护方案。本方案具有边开挖边支护、流水作业、不占独立工期、施工快捷、设备简单、操作方便、施工所需场地小、材料用量和工程量小、经济效果好，土体位移小，采用信息化施工，发现墙体变形过大或土质变化可及时修改、加固或补救，可确保施工安全，满足基坑工程设计所需的安全可靠、经济合理、施工便利并保证工期的三大原则。本例土钉结构示意图如下：

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　图10.1土钉结构示意图

　4.2 支护结构的强度与变形计算

　1．场地周围已有建筑物、构筑物、埋设物和道路交通，基坑开挖范围内的土层分布、土性指标及地下水变化等情况详见岩土工程勘察报告部分，经验证其均与土钉墙的适用范围相吻合。

　 2．根据工程基坑开挖深度、工程地质条件及工程性质选用钻孔注浆型土钉，即先在土中成孔，置入钢筋，然后沿全长注浆填孔。

　 土钉墙支护的平面、剖面尺寸：

　 分段开挖长度与高度：(1)基坑边坡坡度必须符合设计规定的要求，人工配合修整。(2)分段分层开挖，每层开挖深度为1.5m，最大深度不得超过1.8m，严禁超挖。(3)作业段长度为8～15m，在未完成上层作业面的土钉墙喷射砼以前，不得进行下一层深度的开挖。(4)开挖次序，从远离出口的一侧开始，向出口端后退进行作业。

　 4.3 土钉类型、直径、长度、间距倾角及在空间的方向的确定

　（1）土钉长度

　沿支护高度土钉内力分布一般为中间大、上部和底部小，中部土钉起着较大作用，但顶部土钉对限制支护最大水平位移甚为重要，同样底部土钉对抵抗基底滑动、倾覆或失稳也具有重要作用，特别是当支护临近极限状态时底部土钉所起的作用会明显加强。故综合以上因素考虑，将上下土钉取为等长。

　规范规定，对于非饱和土，土钉长度L与开挖深度H之比一般为L/H＝0.6～1.2，密实砂土及干硬性粘土取小值，结合本工程实例L/H初步取为0.8，取L＝9000mm。

　 （2）土钉间距

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　土钉的水平间距及垂直N间距均取为1.5m，上下交错排列。

　 （3）土钉直径

　初步设计1～3层土钉采用25螺纹钢筋，4～7层土钉采用28螺纹钢筋。

　 （4）土钉倾角

　由《建筑基坑支护技术规程》知土钉垂直方向向下倾角在0°～20°之间，其取决于注浆钻孔工艺及土层分布特点等多种因素。实践经验表明倾角越小，支护的变形越小，但注浆质量难以控制；倾角越大，支护的变形越大，但倾角大有利于土钉插入下层较好的土内。综合考虑以上因素，本工程倾角初步采用15°。

　 （5）注浆材料

　采用水泥砂浆，配合比1：1.5（重量比），水灰比0.4，掺入适量的早强剂，使用前应拌和均匀，随拌随用，一次拌和的水泥砂浆应载初凝前用完。水泥浆的泌水率最大不超过4％。

　 （6）支护面层

　支护面层采用100mm厚钢筋网喷射混凝土，混凝土标号取C20，钢筋网采用φ8焊成20cm方格网片。

　 4.4 确定注浆方式及浆体强度指标、进行注浆配方设计

　注浆土钉的制安

　(1)成孔以前，应根据设计的要求定出孔位并做标记和编号，孔位误差不大手200mm，成孔倾角误差不大于±3°。在成孔过程中，遇有障碍物需调整孔位时，需采取辅助加固措施，确保安全。(2)成孔过程中取出的土体与设计所勘定的土质差异较大时，应及时调整土钉墙的设计参数。

　(3) 锚杆从内向外依次与钢筋网、随筋、井字架焊牢。

　压密注浆 (1)注浆用水灰比为0．40～0．45，掺入适量的早强剂。(2)水泥浆的泌水率最大不超过4％。(3)将注浆管插入距孔底0．5m处，采用0．3～0．5mpa的低压注浆，并在钻孔端部设置止浆塞。

　 4.5 设计喷射混凝土面层和支护顶预防措施

　1）喷射作业分段进行，同一分段内的喷射顺序自下而上，一次喷射厚度不宜小于40mm；

　2）喷射混凝土时，喷头与受喷面应保持垂直，距离宜为0.6～1.0m；

　3）喷射混凝土终凝2h后应喷水养护，养护时间根据气温确定，宜为3～7h；

　4）钢筋网应在喷射一层混凝土后喷射，钢筋保护层厚度取25mm；

　5）钢筋网与钢筋应连接牢固，墙顶设混凝土护面；

　6）设置坡顶、坡面和坡脚的排水系统；

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　4.6 土钉抗拔力验算

　1）土钉抗拔力验算

　（1）土钉所受侧压力

　 p＝pl＋pq

　式中 p——土钉长度中点所处深度位置上的侧压力（kPa）；

　 pl——土钉长度中点所处深度位置上由支护土体自重引起的侧压力（kPa）；

　 pq——地表均布荷载引起的侧压力（kPa）

　（2）土钉抗拔力验算

　在土体自重和地表均布荷载作用下每一土钉中所受的最大拉力或设计内力N由下式求出：

　 Ⅰ.土钉受拉强度破坏，此时土钉拉应力达到屈服强度，各层土钉在设计内力作用下应满足下列强度条件：

　 Fs，dN≤1.1πd2fyk/4

　Ⅱ.土钉受拉拔出破坏内侧稳定稳定土体中拔出，此时各排土钉的长度应满足下列条件：

　 l≥l1＋

　界面粘结强度标准值τ根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120－99）取值如下：

　 人工填土：

　18

　粘土：

　60

　粗砾砂：

　120

　粉质粘土：

　60

　粗砂～砾砂：

　130

　土层分层情况及土性指标见下表：

　 表

　土层性质指标

　序号

　土层名称

　土层厚度

　（m）

　（°）

　C/kPa

　采用参数

　（°）

　C/kPa

　Ka

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　1

　人工填土

　1.05

　8

　9.8

　8

　9.8

　0.756

　0.869

　2

　粘土

　0.90

　6

　16

　6

　16

　0.811

　0.900

　3

　粗砾砂

　0.30

　42/25

　0

　25

　0

　0.406

　0.637

　4

　粉质土

　4.14

　6.2

　22.4

　8.6

　22.4

　0.740

　0.860

　5

　粗砂～砾砂

　4.08

　40/27

　0

　27

　0

　0.376

　0.613

　第一道土钉：

　 P1＝Pl＋Pq＝（q＋γHi）Ka－2C

　 ＝（20+17.8×0.65）×0.756－2×9.8×0.869＝6.83kPa

　 ＝×6.83×1.5×1.5＝15.91kN

　l＝9m> l1＋=7.31+=8.82m

　满足要求。

　 其余各层土钉计算结果见下表：

　 表6

　 各层土钉抗力计算

　土钉

　Ka

　Pi

　Ni

　FsdNi

　1.1πd2fyk/4

　l

　T1

　0.756

　0.869

　6.83

　15.91

　19.09

　180.8

　8.82

　9

　T2

　0.406

　0.637

　24.47

　57.00

　68.4

　180.8

　7.99

　9

　T

　0.

　0.

　4

　10

　12

　180.8

　7.23

　9

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　3

　740

　860

　4.61

　3.90

　4.68

　T4

　0.740

　0.860

　69.37

　161.59

　193.91

　226.79

　9

　T5

　0.376

　0.613

　56.98

　132.73

　159.28

　226.79

　6.69

　9

　T6

　0.376

　0.613

　69.67

　162.29

　194.75

　226.79

　6.42

　9

　T7

　0.376

　0.613

　82.36

　169.35

　203.22

　226.79

　5.51

　9

　由上表可见，各层土钉的抗拔力均符合要求。

　 4.7 外部稳定性分析

　土钉墙与土体组成复合土体，其整体稳定工作性能类似重力式挡墙，整体稳定性分析包括抗滑动稳定、抗倾覆稳定及基坑隆起等三方面，计算分析见图

　抗滑动稳定分析

　作用在墙后滑动合力为土体主动土压力Eax：

　 ＝232.32kN

　Fi＝＝1040.96kN

　滑动安全系数

　＝4.48>1.2，满足要求。

　 抗倾覆稳定性验算

　倾覆力矩：

　 Mw=(W+qB)ShB/2

　 =(10.35×6×20+6×20)×1.2×6/2＝6129kN·m

　倾覆力矩：

　M0＝＝

　 ×10.358/3＝

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　抗倾覆安全系数：＝

　>1.3，满足要求。

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　参考文献

　（一）建筑部分

　1.房屋建筑学（教材）

　2．建筑设计资料（1、2、3、集），中国建筑工业出版社

　3．建筑设计资料手册（1、2、3、册），同济大学

　4．房屋建筑制图统一标准（GB/50001—2001）

　5．总图制图标准（GB/T50103—2001）

　6．建筑制图标准（GB/T50104—2001）

　7．建筑防火规范

　8．省市建筑配件图集

　9．门窗图集

　（二）结构部分

　1．建筑结构荷载规范（GB50009—2001）

　2．混凝土结构设计规范（GB50010—2001）及教材

　3．建筑抗震设计规范及教材（GB50011—2001）及教材

　4．高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ3—2001）及教材

　5．建筑结构制图标准（GB/T50105—2001）

　6．《结构力学》教材

　7．多层及高层房屋结构设计（上、下册）

　8．PK、PM使用说明一套及建筑结构CAD教材

　9．建筑结构计算手册

　10．建筑结构综合设计手册

　11.混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图（03G101－1）

　（三） 岩土工程部分

　1．建筑地基基础设计规范（GB50007—2002）及教材

　2．建筑地基处理技术规范（JGJ97—2002）

　3．基坑土钉支护技术规范（CECS 96：97）

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　4．高层高层建筑箱形及筏形基础技术规范（JGJ6—99）及教材

　5．建筑基坑工程技术规范（YB9258—97）及教材

　6．A.kaufmann. Introduction to The Theory of Fuzzy Subsets

　7．Terzaghi and peck. Soil Mechanics of soils

　（四）施工部分

　1．建筑安装工程统一劳动定额

　2．山东省建筑工程综合定额工程施工及验收规范

　3．建筑施工手册

　4．建筑施工教材

　5．简明施工手册

　6．组合钢模板施工手册

　7．建筑机械手册技术参数资料

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　致

　谢

　为期三年的大学生活圆满结束了，通过这次毕业设计我的独立思考和自学能力有了很大的提高，对整个设计过程有了深入和全面的了解，同时掌握了一套完整的设计方法，将所学的专业知识系统化，实现了理论与实践的结合，为今后解决实际问题奠定了坚实的基础。

　 三个月来，我在老师的悉心指导下，许多疑问得到了解决，设计水平有了很大的提高，同时，也得到了本组同学的大力帮助，在此表示诚挚的谢意。

　 毕业设计是这三年所学知识的总汇，也是大学学习生活的最后阶段，在此对各位老师三年以来对我的栽培和教诲表示衷心的感谢！