世纪星酒店设计.doc

1、东北林业大学毕业设计世纪星酒店设计1 绪论土木工程专业的毕业设计，是毕业前的最后学习和综合训练阶段，是深化、拓宽、综合教学的重要过程。它对培养学生的综合素质、工程实践能力和创新能力都起着非常重要的作用，因此应当十分重视。 酒店是一个区域经济兴衰的晴雨表。酒店开发多、销售好，往往就表示该区域的整体经济发展迅速，反之，酒店老旧、空置多，就表示该区域的整体经济在一定程度上发展迟缓或停滞不前。酒店是城市展现自身实力，树立地区良好形象的招牌，体现城市的经济实力，所以酒店的设计除了要考虑经济性、实用性外，还应该考虑外表的美观性，因此外表要讲究色彩和装饰。以往酒店的开发有许多不足之处，现在开发商吸取了过去的

2、经验教训，在开发过程中注重导入人性化理念，也就是说，酒店项目惟一的出路是创新，开发商必须以前瞻性的眼光规划项目的功能布局，并体现人文关怀，使酒店符合城市发展和大众的需要，满足投资者的需求，才能有更好的发展前景。随着国际化大都市建设进程的加快，酒店的需求量持续增长，掀起了酒店建设的高潮。目前我国大多数城市的酒店需求一直处于旺盛阶段，随着社会经济的快速发展，随中国北京2008奥运会的开幕在即，多功能酒店潜在需求巨大，多功能酒店已成为许多开发商投资的热点。现在的写字楼已改变了原有套间模式，变得空间多样，彰显不同特点的商务及娱乐休闲于一体的多功能酒店大大丰富了市场，让写字楼建筑变得更加丰富多彩。为了符

3、合实际并有所创新，我计划将毕业设计定为酒店，尽量使结构简洁、通透、自然及环保。由于酒店属于大型单体建筑，设计过程中要注意采光和通风。采光可以通过玻璃幕墙来解决，但玻璃幕墙存在其不足之处，一方面造价较高，另一方面造成光污染，考虑以上因素，我决定用较大的普通塑钢窗代替。世纪星大酒店共12层，总建筑面积约为15876平方米，为框架剪力墙结构，充分考虑了框架和剪力墙的协同工作原理。布局简单合理使用性强，适合社会需要。通过本设计可以熟悉并掌握建筑工程设计步骤、过程及方法，学会运用国家规范、标准、图集、资料，培养独立分析、解决实际工程问题的能力，提高建筑结构设计水平，培养绘图、计算及计算机应用的综合能力，

4、为以后踏上工作岗位打下坚实的基础，完成工程师的基本训练。在整个设计的撰写过程中，使用AutoCAD进行平立剖面的绘制，用PKPM程序进行框架部分的计算和弯矩图的绘制，其它部分均为人工计算。本设计主体共包括四部分：建筑设计、结构设计、设计概算和施工组织设计。通过建筑设计可掌握：建筑总体方案的规划；平、立面的设计；建筑构造设计等。为了充分发挥框架结构“建筑平面布置灵活”和剪力墙结构“侧移刚度大”的特点1，当建筑物需要有较大空间且其高度超过框架结构的合理高度时，可采用框架和剪力墙共同工作的结构体系2。在框架结构中，加上一定数量的剪力墙，形成框架剪力墙结构体系，其中剪力墙承担大部分水平荷载，而框架只承

5、担较小的一部分水平荷载3。所以本酒店结构形式采用框架剪力墙结构，其中包括对地震作用的分析和考虑。结构计算采用手算和计算机分析相结合的方法，这样既能够掌握和加深基本的结构概念，又能够节约大量复合的计算时间。结构设计的目的一般有两个，一是满足使用功能要求，二是经济方面的因素。结构的基本功能是由其用途决定的，具体是安全性、适用性，和耐久性，也就是结构的可靠性，即结构在规定的时间内（设计基准期为50年），在规定条件下（正常设计、正常施工和正常使用），完成预定功能的能力。设计过程中将涉及到钢筋混凝土结构、结构力学、房屋建筑学、钢结构、建筑施工、建筑抗震设计、高层建筑结构等专业主干课程的综合应用。通过该毕

6、业设计，能够对大学四年所学课程有一个总体把握，同时起到知识进一步升华的目的，是对大学生活的圆满回复。2建筑设计本次设计的建筑是位于哈尔滨市的一幢多功能酒店。随着生活节奏的不断加快，商务娱乐场所的需求量迅速攀升，因此酒店也随着走俏，市场对酒店的需求和功能要求随之发生了巨大的变化，世纪星酒店不仅外观造型美观，而且结构设计合理，共十二层占地面积1237.23m2。2.1 总述设计方案包括多功能餐厅和高档标准间，并配有四部电梯和两个楼梯主体结构共12层，局部楼电梯突出部分为13层，层高为4.5米。一层是服务用房，包括总服务台，大堂，餐厅，前厅办公，接待室，医务室，总机房，商铺等。主体高度46.9米，建

7、筑面积高达15876m2左右4。该建筑结构方案为框架剪力墙结构。建筑结构耐火等级为二级，使用年限达到50年，符合二级建筑耐火年限。2.2 平面设计此建筑为框架剪力墙结构。外墙选用陶粒混凝土作为填充墙的材料，取300厚。内墙采用水泥空心砖，取300mm厚。柱网采用9000mm7000mm，中间定位轴线与柱中心线重合，边柱中心线与定位轴线没有偏离，边梁与轴线有偏心。剪力墙是高层结构中的重要组成部分，既用于抗震结构也用于非抗震结构。剪力墙的平面布置宜均匀、对称，沿两个主轴方向双向布置，使两个方向的刚度相等或接近。横墙的位置宜接近房屋的端部，又不在端部，以取得最好的受力条件；纵墙的位置宜与横墙相交。楼

8、梯间和电梯间布置为剪力墙，因为要满足楼梯梁的搭接和电梯的安装。剪力墙自身的侧向刚度及承载力均较大，布置过密将使侧向刚度过大，徒然增加结构的自重，占用房屋的有效空间，既增加投资又妨碍使用，具有适当的侧向刚度即可。窗户采用2000mm1800mm，能满足采光要求，且避免光污染。2.3 立面设计该建筑正立面设计线条明确，凹凸有致。正立面设两个出口，主要出口的宽为7.0m。根据该建筑的功能性质，将其外墙贴粉色面砖，并在最顶层中间部位采用绿色玻璃幕墙，标出建筑物的名称，从而给人以简洁明快的感觉。窗户采用塑钢窗，即经济又适用。 2.4 剖面设计本酒店第一层层高5.5m，第二层至第四层层高5m,第五层至第十

9、二层层高3.3m。内部设三部封闭楼梯，四部电梯。由于楼梯间是框架剪力墙结构房屋层间过往的必经之路，也是发生火灾、地震时人员疏散的重要通道，因而是多层房屋最重要的部位。所有楼梯均采用双跑楼梯。楼梯设计踏步均采用高150mm、宽300mm。根据层高不同，楼梯有36步、33步、22步三种。楼梯间进深为7m，开间为4.5m，梯段宽2.0m。楼梯下设置200mm厚过梁，以承受楼梯荷载。本结构采用矩形柱，柱截面大小根据结构具体情况确定。2.5 经济技术指针及建筑设计总说明建筑面积：15876m2占地面积：1323m2耐火等级：二级层 数：12层结构方案：框架剪力墙结构3 结构设计3.1 工程概况哈尔滨世纪

10、星大酒店主体高度46.9m，共12层，层高分别为5m 、4.5m 、3.3m，建筑总面积15800m2左右。采用框架剪力墙结构，抗震设防烈度7度，场地类别类场地，设计地震分组为第一组，基本雪压0.45kN/m2，基本风压0.4kN/m25，地面粗糙度为B类，该房屋为乙类建筑。根据结构的使用功能要求，标准层建筑平面图、立面图、剖面图见附图。3.2 结构布置及计算简图根据对结构使用功能要求及技术经济指标等因素的综合分析，该建筑采用钢筋混凝土框架剪力墙结构。3.2.1梁、板截面尺寸根据有关规定，梁截面高度h=(1/121/8)l，l为梁跨度，为防止梁发生剪切脆性破坏，梁的净跨与截面之比不宜小于46。

11、梁的截面宽度可取1/21/8梁高，同时不宜小于1/2柱高，且不应小于210mm。由此估算的梁截面尺寸见下表31。楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构,双向板厚度可取1/50的板短边长度，即1/507000=140，故取板厚为150mm。 表31 梁截面尺寸(mm) 层次混凝土强度等级横梁(bh)纵梁(bh)14C353007003007005C35300700300700612C303007003007003.2.2 柱截面尺寸柱截面尺寸可根据ACN/fC估算。房屋高度为46.9m，该框架-剪力墙结构为二级抗震等级，查表得轴压比限值=0.9。单位面积上的重力菏载代表值近似取12kN/m2，底层混

12、凝土强度等级取C40（=19.1N/）7. 由计算可知边柱及中柱的截面面积分别为中柱 轴 m2柱截面尺寸可取为900mm900mm边柱 m2柱截面尺寸可取为600mm600mm在设计柱的尺寸的过程中，柱截面高度不宜小于400mm，宽度不宜小于350mm，柱净高与截面长边尺寸之比宜大于4。表32 柱截面尺寸计算表层次混凝土强度等级边柱/mm轴中柱/mm612C355005008008005C3560060090090014C406006009009003.2.3 剪力墙的布置对于带边框的剪力墙，其墙板厚不应小于160mm且不应小于层高的确1/20。本设计层高为3.3m，故墙板厚度不应小于165m

13、m，各层均可取300mm。3.2.4 计算简图根据结构平面布置情况，无论是横向还是纵向，均可按连梁刚结考虑，其框架剪力墙结构协同工作计算简图如图31所示。 图31 框架剪力墙结构协同工作计算简图3.3 剪力墙、框架及连梁的刚度计算3.3.1 剪力墙刚度计算W-1至W-4为横向剪力墙。现以W-1和W-4为例说明计算剪力墙刚度计算方法，其他剪力墙刚度的计算结果列于下表。W-1如图32所示，据规定翼缘的有效长度每侧由墙面算起可取翼缘厚度的6倍，相邻剪力墙净间距的一半，至门窗洞口的墙长度，剪力墙总高度的1/20，四者中的较小值。本剪力墙取翼缘厚度的6倍，即1800mm。815层，混凝土等级为C40（

14、=3.25N/）=1500300+2+3006400 =图32 W1 查表，然后根据内插法得 第5层混凝土等级为C35（ =3.15N/）柱截面尺寸不变612层混凝土等级为C35（ =3.15N/）图33 W1=1550250+2+3006500=查表，然后根据内插法得 计算等效刚度时,式中应沿房屋高度取加权平均值。将数据代入W4如图34所示图34 W4 =5700300+2750+3001350=1.407剪力墙图形 图35 W2 图36 W3表33 剪力墙刚度计算墙编号层次/墙类别143.25315.9861.41674.91693整截面墙W-153.15315.9861.4167(2片)

15、6123.152.8415.928471.4123.182.9115.528441.414143.252.7315.520371.3684.65473整截面墙W-253.152.7315.520371.368(2片)6123.152.714.790341.3713.182.7115.094521.37143.253.31523.442381.4767.149348整截面墙W-353.153.31523.442381.476(2片)6123.153.31523.442381.4763.183.31523.442381.476143.251.9352.397941.5690.75714整截面墙W-

16、453.151.9352.397941.569(2片)6123.151.9352.397941.5693.181.9352.397941.569143.251.532.917211.653整截面墙W-553.151.532.917211.6530.91586(4片)6123.151.532.917211.6533.181.532.917211.65338.619736=38.6197363.3.2 框架剪切刚度计算(1) 梁板刚度和柱线刚度9中框架梁的线刚度=2.0EcI0/l I0 =bh3/12边框架梁的线刚度=1.5EcI0/l I0 =bh3/12 表34横梁线刚度计算表类别层次bhl

17、/mm1.52AB跨5123.1530070070008.5753.8595.7887.718143.2530070070008.5753.9815.9727.962BC跨5123.1530070070008.5753.8595.7887.718143.2530070070008.5753.9815.9727.962CD跨5123.1530070070008.5753.8595.7887.718143.2530070070008.5753.9815.9727.962 表35各层柱线刚度计算表类别层次/mmh/mmA、D列柱13.25600600550010.86.382243.25600600

18、500010.87.0253.15600600330010.810.3096123.1550050033005.2084.971轴边柱13.25600600550010.86.382243.25600600500010.87.0253.15600600330010.810.3096123.1550050033005.2084.971中柱13.25900900550054.67532.308243.25900900500054.67535.53953.15900900330054.67552.196123.15800800330034.1332.579(2) 柱侧移刚度 本设计为现浇式结构，计算

19、中边框架纵梁的线刚度取1.5I0，中框架纵梁线刚度取2.0I0。底层框架与底板刚接，柱的侧移刚度D=12/H2。表示柱的侧移刚度修正系数，表示梁柱的线刚度比。表36 列柱侧移刚度D(N/mm)计算表层次轴柱D6121.5530.437239379030050.7490.27230937135341241.1340.3621219211454911.2470.53813626128698 表37 列柱侧移刚度D(N/mm)计算表层次轴柱D6120.4740.1916875227501050.2960.12974187296750240.4480.1833121712487010.4930.398

20、51048204192表38 列柱侧移刚度D(N/mm)计算表层次轴柱轴柱DD6120.4740.1911.1650.5380.5382946515467950.2960.129741870.5610.21924904173556240.4480.183312170.850.295100586887610.4930.398510480.9350.4891238479273表39 列柱侧移刚度D(N/mm)计算表层次轴柱轴柱DD6121.5530.437239370.5380.5382946515467950.7490.272309370.5610.21924904173556241.1340.

21、362121920.850.295100586887611.2470.538136260.9350.4891238479273 (3)总框架的剪切刚度= =/ ：表示同一层的所有柱侧移刚度之和 表310 总框架的剪切刚度 层次框架hi/mmDi/(N/mm)Dihi/N612330080044726.414755330089080429.3965324500036738618.36931550054216129.8188624.93555=N图37 水平地震作用折算图3.3.3 连梁的约束刚度本设计中各连梁净跨长与截面高度之比均大于4，故可不考虑剪切变形的影响。下面以轴线连梁为例说明连梁刚度计

22、算方法. 1层连梁 的转动刚度计算如下： 图38 轴连梁 al=3938+600/20.25600=4088 mm l=3938+8000=11938 mm a=4088/11938=0.339 同理，对于24层的连梁，计算结果如下 a=0.339 = 对于5层的连梁，计算结果如下a=0.339 对于612层的连梁，计算结果如下 a=00.348 = 表311 连梁约束刚度计算表类别层次hi/mml/mma/(N/)/NmmNmm 轴线连梁15500119380.3393250012.86212.9889.69986.18758245000119380.3393250012.86212.988

23、9.69986.8063453300120800.3393150012.86212.8359.5857810.191416123300120800.3483150012.86213.0499.6809110.33247轴线连梁1550058900.2683250018.518.35514.4760511.938824500058900.2683250018.518.35514.4760513.132685330058900.2683150018.517.79114.030639.64287612330058900.2813150018.514.95711.676288.07079轴AB跨连梁1

24、550052500.4523250018.556.20438.70817.25724500052500.4523250018.556.20438.70818.9825330052500.4523150018.554.47437.51627.876612330052500.4483150018.528.62521.37815.152 各层总连梁的约束刚度取各层所有连梁约束刚度之和，其结果见下表的最末一栏。在框架-剪力墙结构协同工作分析中，所用的总连梁约束刚度为 3.3.4 框架-剪力墙结构刚度特征值的计算计算地震作用下框架-剪力墙结构的内力和位移时，式中的h可取0.55，即=H3.4 重力荷载计

25、算3.4.1 屋面荷载屋面恒载30厚细石混凝土保护层 200.03=0.6 kN/m2三毡四油防水层 0.4 kN/m220厚水泥砂浆找平层 200.02=0.4 kN/m2150厚膨胀珍珠岩保温层 60.15=0.9 kN/m2150厚钢筋混凝土板 250.15=3.75 kN/m2合计 6.15N/m2屋面雪载 0.45 kN/m2屋面活荷载(上人屋面) 2.0 kN/m23.4.2 楼面荷载楼面恒载瓷砖地面（包括水泥粗砂打底） 0.55 kN/m2150后钢筋混凝土板 250.15=3.75 kN/m2合计 4.3N/m2楼面活载 2.0 kN/m23.4.3 梁 、柱的重力荷载计算：梁

26、的净高度；：梁的净跨度 ；：钢筋混凝土的容重 25 kN/；结构的外围护墙用400mm厚水泥空心砌块，内墙两侧用石灰粗沙粉刷，外墙为贴瓷砖墙面，外墙内表面为石灰粗砂粉面，。内、外墙及钢筋混凝土剪力墙单位面积上的重力荷载如下：外墙 瓷砖墙面 0.5 kN/m2300厚陶粒混凝土 5.00.3=1.5 kN/m2石灰粗沙粉刷层 0.34 kN/m2合计 2.34kN/m2内墙 200厚水泥空心砖 9.60.2/m2石灰粗沙粉刷层 0.342=0.68 kN/m2合计 2.6KN/m2表312 横梁的重力荷载计算表 类别层次bgln1.1GGAB跨150.30.554.1256.46158.4117

27、0.6756120.30.564.1256.56160.875BC跨150.30.574.1256.48211.26120.30.584.1256.58214.5CD跨150.30.594.1256.48211.26120.30.604.1256.58214.5表313 纵梁重力菏载计算层次Bgln1.1G G150.30.352.6258.42.8617.41227.56120.30.352.6258.52.8610.14表314 柱重力菏载计算表类别层次bghn1.1GGABCD列边柱150.60.694.8516698.42202.36120.50.56.253.1516315B C列中

28、柱150.90.920.254.858785.76120.80.8163.158403.2钢筋混凝土剪力墙 300厚钢筋混凝土剪力墙 250.3=5.00 kN/m2粉刷层 0.342=0.68 kN/m2合计 8.18 kN/m2此结构设计中,采用铝合金玻璃窗,木门。底层入口处用铝合金玻璃门。单位面积重力荷为：铝合金玻璃门窗 0.4 kN/m2木门 0.2 kN/m2z3.4.4 重力荷载代表值 结构抗震分析时所采用的计算简图如图39所示11，集中于各质点的重力荷载代表值Gi为计算单元范围内各层楼面上的重力荷载代表值及上、下各半层的墙、柱等重力荷载。 G1=641.85+967.56+613

29、9.9296+13.2(4.5/2+3.3/2)5.68+(50.4+21.6)2(4.5/2+3.3/2)2.04+(21.62+5.1+5.1+10.2+14.4+5.4)(4.5/2+3.3/2)1.88+(2.5+3.62+4.6+3.62+10.22)(4.5/2+3.3/2)5.68(1.52.14+0.92.12)(5.68-0.2)-(1.52.18+0.92.18)(1.88-0.2)-(1.51.828+2.41.86+1.01.82)(2.04-0.4)=13318.833G2=G3=G4=641.85+967.56+6139.9296+13.23.35.68+7223.

30、32.04+(21.62+5.12+10.2+14.4+5.4)3.31.88+(2.5+3.62+4.6+3.62+10.22)3.35.68+19.305713.24-329.9=12533.743kNG5=641.85+967.56+6139.9296+13.23.35.68+7223.32.04+(21.62+5.12+10.2+14.4+5.4)3.31.88+(2.5+3.62+4.6+3.6 2+10.22)3.35.68+19.305+(713.24+530.2)/2-329.9=11812.216kN39 动力计算简图G6=G7=G8=G9=G10=G11=654.225+9

31、77.3775+6139.9296+13.23.35.68+7223.32.04+( 21.62+5.12+10.2+14.4+5.4)3.31.88+(2.5+3.62+4.6+3.62+10.22)3.35.68+19.305+530.2-329.9=10890.124 kNG12=654.225+977.3775+7201.3536+13.23.35.68+7223.32.04+(21.62+5.12+10.2+14.4+5.4)3.88+(2.5+3.62+4.6+3.62+10.22)3.35.68/2+530.2/2+9.6525+0.90.225(50.4+21.6)2-329.

32、9=10040.652kNG13=0.2252(10.2+7.2)3.6+10.27.20.125=706.400 kN表315 各质点的重力荷载代表值(KN)质点1245611121312533.74312533.74311812.21610890.12410040.652706.403.5 横向水平地震作用3.5.1 结构基本自振周期T结构动力计算简图如图39所示，结构基本自振周期T=1.7式中 T：结构的基本自振周期（s），：计算结构基本自振周期用的顶点假想位移（m），即假想把集中在各层楼面处的重力荷载代表值作为水平荷载而计算得到的结构顶点位移12，：结构基本自振周期考虑非承重墙影响的折

33、减系数，框架剪力墙结构取0.814。因屋面带有突出间，故应将其荷载折算到主体结构的顶层处，即kN均布荷载作用下结构的顶点位移0.16404m=0.003623m=0.26422+0.003623=0.167663m则该结构的基本自振周期T=1.7=0.561s3.5.2 水平地震作用 该房屋主体结构高度46.9m，质量和刚度沿刚度分布均匀，用底部剪力法计算水平作用。结构等效总重力荷载为 =0.85=0.85(101861.3+706.4)=96587.7kN本地区是二类场地，设计地震分组是第一组，特征周期Tg=0.35s，一般建筑的阻尼比取0.05，水平地震影响系数最大值=0.04。总水平地震

34、标准值为=（Tg/T）0.9 G=(0.35/0.561)0.90.0496587.7=4530.1kN因为T=0.561s1.40.35=0.49s所以应考虑顶部附加水平地震作用Fn ，其中顶部附加水平地震作用系数n =0.08T+0.07Fn=n=(0.08T+0.07)4530.1=520.42kN=(1n)=4009.1表316 横向水平地震作用计算表 层次Hi/mGi/kNGiHi/kNmGiHi/GiHiFi/kNFiHi/kNm1351.4706.40060021.5000.010040.1001246.910040.652295006.8150.066343.04516088.

35、8381143.610890.124309129.4000.069359.46815672.8001040.310890.124285731.9970.063332.26013390.09793710890.124262334.5880.058305.05311286.962833.710890.124238937.1780.053277.8469363.397730.410890.124215539.7600.049250.6387619.400627.110890.124192142.3600.043223.4316054.973523.811812.216209725.6000.0472

36、43.8775804.278420.512533.743215940.8500.048251.1055147.643315.512533.743163272.3500.036189.8602942.823210.512533.743110603.8500.025128.6141350.45215.513318.83362253.5650.01472.391398.150合计101860.2982627309.8302977.58895119.817框架-剪力墙结构协同工作分析时，将各质点的水平地震作用折算为倒三角形分布荷载和顶点集中荷载13。M1=77.554.5=189.855 kNmV0=2977.6kN M0=95119.82kNm =77.55kN=6(V0H-M0-M1)/H2=6(2977.646.9-95119.82-348.975)/46.92=198.01kN/m3.6 水平荷载作用下框架-剪力墙结构内力与位移计算3.6.1 位移计算与验算计算水平地震作用下的侧移时，应取倒三角形分布荷载与顶点集中荷载产生的侧移之和，计算侧移时，水平地震作用取标准值，框