本科毕业论文---土木工程论文.doc
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1、目 录第一章 结构选型与布置 1.1结构选型1.2结构布置1.3基本条件第二章 确定计算简图2.1确定计算简图2.2梁、柱截面尺寸2.3材料强度等级2.4荷载计算第三章 框架内力计算3.1恒载作用下的框架内力3.2活载作用下的框架内力3.3地震作用下横向框架的内力计算第四章 框架内力组合第五章 框架梁柱截面设计第六章 楼梯结构计算设计6.1梯段板计算6.2休息平台板计算6.3梯段梁TL1计算第七章 现浇楼面板设计7.1跨中最大弯矩7.2求支座中点最大弯矩7.3 A区格7.4 D区格第八章 基础设计8.1荷载计算8.2确定基础底面积8.2.1边柱8.2.2中柱 第一章 结构选型与布置结构设计的主
2、要内容包括:结构选型、结构布置、确定计算简图、选择合理简单的计算方法进行各种荷载作用下的内力计算、荷载效应组合、截面配筋设计(计算、构造)、绘施工图。1.1结构选型结构选型:框架结构1.2结构布置 图 1-1 内廊式多层框架柱网布置1.3基本条件题目:江苏省镇江市某中学试验楼根据建筑方案图,本工程结构为四层钢筋混凝土框架,建筑面积约2800m2,建筑一层平面图、南立面图、东立面图及剖面图分别见图1-4、1-5、1-6、1-7,结构标准层平面及剖面简图如图1-8、1-9所示,其它条件如下:1. 气象资料(1)基本风压值:W0 = 0.40 kN/m2(2)基本雪压值:S0 = 0.35 kN/m
3、22. 水文地质资料场地条件:拟建场地地表平整,土层分布见图1-10。建筑所在场地土类别为II类,地貌形态单一,地势平坦,地下水位在天然地面以下5.5米左右,地下水水质对混凝土无侵蚀性。经勘察,场地土层分布可划分为:(1)杂填土:厚度约为0.6米,地基承载力标准值fak=60KPa,Es=1.8MPa;(2)粉质粘土:厚度约为1.45米,地基承载力fak=206kPa,Es=5.8MPa,qsa=51KPa;(3)碎石土:厚度约为810米,fak=276KPa,Es=11.5MPa,qsa=89KPa。 3、结构和基础的安全等级(1)建筑结构的安全等级为二级;(2)场地位于7度区,设计基本地震
4、加速度值为0.1g,地震分组为一组;(3)按“建筑抗震设防分类标准”,本工程为乙类建筑;(4)本工程为多层框架结构,框架的抗震等级为三级;(5)地基基础设计等级:丙级。4、荷载资料(1)教学楼楼面活载,查建筑结构荷载规范(GB 500092001),确定楼面活载标准值为2 kN/m2;(2)上人屋面:活载标准值为2kN/m2;(3)屋面构造:35厚490490的C30预制钢筋混凝土架空板、防水层、20厚1:3水泥砂浆找平层,现浇钢筋混凝土屋面板、12厚纸筋石灰粉平顶;(4)楼面构造:水泥楼面:10厚1:2水泥砂浆面层压实抹光、15厚1:3水泥砂浆找平层、现浇钢筋混凝土楼面板、12厚纸筋石灰粉平
5、顶;(5)围护墙:围护墙采用200厚非承重空心砖(19019090,容重3.6 kN/m2),M5混合砂浆砌筑,双面粉刷 (容重3.6 kN/m2) ,每开间采用33002100(bh)通长塑钢窗。本工程采用全现浇框架结构,由于开间较小,双向板的跨度超过经济跨度不多,同时考虑使用要求,在楼面不设次梁。61图 1-4 一层建筑平面图(1:100)图 1-5 南立面图(1:100) 图 1-7 剖面图 图 1-8 标准层柱网平面布置图 图 1-9 剖面图 第二章 确定计算简图2.1确定计算简图本工程横向框架计算单元取图1-8中斜线部分所示范围,框架的计算简图假定底层柱下端固定于基础,按工程地质资料
6、提供的数据,查抗震规范可判断该场地为类场地土,地质条件较好,初步确定本工程基础采用柱下独立基础,挖去所有杂填土,基础置于第二层粉质粘土层上,基底标高为设计相对标高2.0 m。柱子的高度底层为:h1 =4.5+20.5 = 6m(初步假设基础高度0.5 m),二四层柱高为h2h4 = 3.9m。柱节点刚接,横梁的计算跨度取柱中心至中心间距离,三跨分别为:l = 6300、2400、6300。计算简图见图2-2。2.2梁、柱截面尺寸(1)框架柱:柱子截面全取400400;(2)梁均为:300600。 图 8-12.3材料强度等级混凝土:均采用C30级受力钢筋采用采用HRB400钢筋,箍筋采用HPB
7、300钢筋。2.4荷载计算本例题以8轴线横向框架为计算分析对象。1. 屋面横梁竖向线荷载标准值图 2-2 计算简图(1)恒载(图2-9a)屋面恒载标准值:35厚架空隔热板0.03525 = 0.875 kN/m2防水层0.4 kN/m220厚1:3水泥砂浆找平层 0.0220 = 0.4 kN/m2120(100)厚钢混凝土现浇板 0.1225 = 3 kN/m2(AB,CD跨板厚取120;BC跨取100)(0.1025 = 2.5 kN/m2)20厚纸筋石灰粉平顶0.02016 = 0.32 kN/m2屋面恒载标准值: 4.995 kN/m2 (4.495kN/m2)梁自重边跨AB、CD跨:
8、0.300.6025 = 4.5kN/m梁侧粉刷: 2(0.60-0.12)0.0217 = 0.3264 kN/m 4.826kN/m 中跨BC跨:0.300.3025 = 2.25kN/m梁侧粉刷: 2(0.3-0.12)0.0217 = 0.1224kN/m 2.3724kN/m作用在顶层框架梁上的线恒荷载标准值为:梁自重: g4AB1 = g4CD1 = 4.826kN/m板传来的荷载: g4AB2 = g4CD2 = 4.9955.1 = 25.4745kN/mg4BC2 = 4.4952.4 = 10.789kN/m(2)活载(图2-9b)(顶层上人 实验室为2 走廊为3.5)作用
9、在顶层框架梁上的线活荷载标准值为:q4AB = q4CD = 25.1 = 10.2kN/mq4BC = 22.4 = 4.8kN/m2. 楼面横梁竖向线荷载标准值(1)恒载(图2-9a)25厚水泥砂浆面层10.02520 = 0.50 kN/m210厚1:3水泥砂浆找平层 0,0120=0.20kN/m2120(100)厚钢混凝土现浇板0.1225 = 3 kN/m2 (0.1025 = 2.5 kN/m2 ) 20厚板底粉刷0.0216 = 0.32 kN/m2 楼面恒载标准值: 4.02 kN/m2 (3.52 kN/m2)边跨(AB,CD跨)框架梁自重: 4.826kN/m中跨(BC跨
10、)梁自重: 2.3724kN/m作用在楼面层框架梁上的线恒荷载标准值为:梁自重: gAB1 = gCD1 =4.826kN/m gBC1 =2.3724kN/m板传来荷载: gAB2 = gCD2 = 4.025.1=20.5kN/m gBC2 = 3.522.4 = 8.448 kN/m(2)活载(图2-9b)楼面活载: qAB = qCD = 25.1=10.2kN/m qBC = 3.52.4= 8.4kN/m3. 屋面框架节点集中荷载标准值:(图2-10)(1)恒载 边跨连系梁自重: 0.30.65.125 = 22.95kN 粉刷: 2(0.60-0.12)0.025.117 =1.
11、667 kN 1.3m高女儿墙: 1.35.12.36 = 15.65 kN 粉刷: 1.320.025.117 = 4.5084kN连系梁传来屋面自重: 0.55.10.55.14.995= 32.4kN 顶层边节点集中荷载: G4A = G4D = 77.1788 kN图 2-3 恒载顶层集中力中柱连系梁自重 : 0.300.65.125 = 22.95kN 粉刷: (0.60-0.12)+(0.60-0.10)0.025.117 = 1.699kN 连系梁传来屋面自重 : 1/25.11/25.14.995= 32.4kN 0.5(5.1+5.1-2.4)2.4/2 4.495= 21.
12、04kN 顶层中节点集中荷载: G4B = G4c =78.089 kN(2)活载: Q4A = Q4D = 1/25.11/25.12=6.5kN Q4B = Q4c = 1/25.11/25.12+1/2(5.1+5.1-2.4)2.4/22= 15.86 kN4. 楼面框架节点集中荷载标准值:(图2-11)(1)恒载: 边柱纵向框架梁自重 22.95kN 粉刷: 1.699kN 钢窗自重 3.32.10.4=2.77kN 窗下墙体自重 (5.10.4)(3.90.62.1)2.36=13.31 kN 粉刷 24.70.90.0217=3.196kN 窗边墙体自重 2.1(4.73.3)2
13、.36=6.21kN 粉刷 22.11.40.0217=1.999kN 纵向框架梁传来楼面自重: 1/25.11/24.54.02 = 26.1 kN 78.20kN中间层边节点集中荷载: GA = GD = 78.2kN 框架柱自重: GA = GD = 0.40.43.925 = 15.6 kN 中柱纵向框架梁自重: 22.95 kN粉刷: 1.699kN内墙自重(忽略门窗按墙重量计算) (5.10.4)(3.90.6)2 .36=36.6kN粉刷 24.73.30.0217=10.5 kN 纵向框架梁传来楼面自重: 1/2(5.1+5.1-2.4)2.4/23.52 =16.47kN 8
14、9.69 kN中间层中节点集中荷载: GB = Gc = 89.69 kN 柱传来集中荷载: GB= Gc= 15.6 kN(2)活载: QA = QD = 1/25.11/25.12.5 = 16.3 kN QB = QC = 1/25.11/25.12.5+1/2(5.1+5.1-2.4)2.4/23.5= 32.68 kN 图 2-4 恒载中间层结点集中力5. 地震作用1)建筑物总重力荷载代表值Gi的计算(a)集中于屋盖处的质点重力荷载代表值G 450%雪载: 0.50.351545.9= 120.5kN楼面恒载: 4.99545.96.32+4.49545.92.4 = 3384.5
15、kN梁自重:横梁: (4.8626.32+2.372.4)10 = 664.96 kN纵梁: (22.95+1.699)92+(22.95+1.667)92 = 886.8kN女儿墙: 1.32.36(45.9+15)2 =305.93kN柱重: 0.40.4251.95 40= 312 kN横墙: 2.3618.56.31.8+(2.41.85-1.52.1/2)2 = 508.33kN纵墙:(5.11.85-3.02.1/2)162.36+(6.31.851.52.1/2)2.362+ (6.31.8515+2.11.85)*2.36 = 708.8kN(忽略内纵墙的门窗按墙重量算)钢窗:
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