工程设计软件PKPM应用毕业论文报告书.docx
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工程设计软件PKPM应用毕业论文报告书
土木工程学院
课程设计
课程名称:
工程设计软件PKPM应用
摘要
本工程是四川眉山一办公楼。
为多层钢筋混凝土框架结构。
共六层,底层层高5.1米,其他层层高均为3.6米。
建筑物总高度为23.1米。
现浇肋梁楼盖由板、次梁、主梁组成。
实际工程中,由于楼盖整体现浇,因此楼盖中的板和梁往往形成多跨连续结构。
设计主要内容包括结构概况、建筑平面布置、板的结构设计、梁的结构设计、框架梁的结构设计、基础结构设计、结构施工图纸的绘制。
首先,本设计小组根据设计任务书和相关建筑结构设计规范,确定楼面荷载标准值、荷载效应基本组合方式,初步确定板厚、截面尺寸、材料选取、结构选型。
其次,查询相关规范后进行荷载计算。
然后,按照弹性理论进行板和连续梁设计、按照弹性理论进行框架梁的设计。
最后,依据设计成果和规范的的结构构造要求,结合甲方提供的建筑材料,绘制板、梁、框架梁和基础的结构施工图纸,完成本设计工作。
关键词:
钢筋混凝土框架材料选取结构设计荷载计算弹性理论
Abstract
Thisisabuildinginsichuanmeishan.Itisamulti-layerreinforcedconcreteframe.It-placefloorslabfloorboard,timesofbeamsandgirders.Loadoftherouteis:
plates,beams,girders,columnsorwalls.Inpracticalengineering,theoverallcast-in-placefloor,thereforeinthefloorplateandbeamoftenformmulti-spancontinuousstructure.Themaincontentofthedesignincludesthegeneralsituationofthestructure,planelayoutofthestructure,thefloorslabdesignofthestructure,theframebeamstructuredesignofthestructure,andthestructureconstructiondrawingsofthestructure.Firstofall,ourdesignteam,accordingtodesignspecificationandrelatedspecifications,determinethebasicloadstandardvaluesofthefloor,theloadeffectcombination,andpreliminarilydeterminethethicknessofthefloorslab,thespanofthefloorslab,thebeamandtheframebeamandthemeasurementofthose.Secondly,wedesignfloorslabandbeamaccordingtothetheoryofplasticity,wedesignframebeamaccordingtotheelastictheory.Finally,wepaintstructureconstructiondrawingsoffloorslab,beamsandframebeamsaccordingtothedesignsandspecificationofthestructureofdemandandthebuildingmaterialsprovidedbytheowner.wecompletethedesignworkatthismoment.
Keywords:
reinforcedconcreteframeMaterialselectionthedesignofthestructucteThecalculationofloadThetheoryofplasticity
摘要
Abstract
设计任务书-1-
1工程概况-2-
2材料选取-5-
3构件尺寸-5-
3.1板-5-
3.2梁-5-
3.3柱-5-
4荷载统计-10-
4.1屋面荷载-10-
4.2楼面荷载-10-
4.3梁间荷载-10-
参考文献-12-
结语-13-
附录A结构设计信息
附录B平面荷载校核
附录C周期、振型、地震力
附录D结构位移
附录E现浇板配筋面积图
附录F混凝土构件配筋验算简图
附录G基础配筋信息
附录H基础施工图
附录I柱施工图
附录J梁施工图
附录K板施工图
设计任务书
从实际工程中(或拟建工程建筑施工图)选择一幢多层RC框架结构,应用PMCAD输入整幢结构的几何信息和荷载信息,然后用SATWE和JCCAD进行结构计算,并用以上结果绘制一套框架结构施工图。
提交成果:
1.工程概况(200~300字)(A4)。
2.各层平面简图(A3)。
(SATWE中①接PM生成SATWE数据图形检查1.各层平面简图;)。
3.楼面及梁间恒荷载计算书,楼面活荷载选用说明(A4)。
4.各层平面荷载的校核图(A3)。
(PMCAD中的菜单2,注意关闭荷载导算,打开楼面)。
5.PMCAD中现浇板配筋面积图(A3)。
6.结构设计信息输出文件(SATWE—建筑结构的总信息WMASS.OUT)(A4)。
7.SATWE—各层混凝土构件配筋验算简图(A3)。
8.JCCAD中基础配筋结果(A4)。
9.绘制各层板、梁、柱施工图(A3),基础施工图(A3)。
(用标准图框)
1工程概况
本工程为四川省眉山市仁寿县一综合办公楼,层数6层,建筑首层层高5.1m,主要用于楼层综合服务,如:
门卫、收发、接待、休息、总务办公、会议、保洁、打印、话务、储藏等,其余楼层层高3.6m,均为办公室,1~6层各设男女卫生间一个,总共设置两部楼梯(出于消防考虑);室内外高差0.45m,基础顶面至室外地面高差1.35m;开间3.9m,共10跨,进深尺寸为6m+2.7m+6m;建筑类型丙类,建筑总高度23.1m,结构形式为钢筋混凝土框架结构,场地类别为Ⅱ类,抗震等级为四级,地震分组为第二组;设计使用年限为50年;按6(0.05g)度抗震设防,防火等级为二级。
本地区地区基本雪压So=0.1kNm2,基本风压w0=0.3kNm2,地面粗糙度为B类。
地势较平坦,地表下土层分布较不均匀,分为四层:
第一层0.8m杂填土;第二层0.8-1.8m粉土层,地基承载力160kPa;第三层1.8-4.3m粘土层,地基承载力210kPa;第四层为淤泥质黏土,地基承载力特征值为95kPa。
冬季室外平均最低气温-1℃,全年主导风向为东南风。
地下静止水位距室外地面8.0m,水质对建筑物无腐蚀作用。
工程的建筑平面图、立面图、剖面图如下:
1~11立面图
2材料选取
墙采用普通砖砌筑,规格240×115×53,用M5混合砂浆,外墙厚240mm,内墙厚180mm。
±0.000以下地面墙体采用普通烧结煤矸石砖,M7.5水泥砂浆砌筑。
内外粉刷为混合沙浆底,纸筋灰面,厚20mm。
外墙为贴瓷砖墙面,厚25mm。
楼面做法:
楼板顶面为20mm厚水泥沙浆找平后做水磨石地面,5mm厚1:
2水泥沙浆加罩面;楼板底面为10mm厚混合砂浆抹底,涂刷乳胶漆。
屋面做法:
采用屋面找坡法,在屋面采用100厚1:
8水泥陶粒与水泥砂浆以一定比例参合形成3%坡度,最后1:
3水泥砂浆找平20mm,三毡四油防水层,撒绿豆沙保护,40厚配筋C25细石砼形成保护层,SBS(3+3)改性沥青卷材防水,150厚水泥蛭石保温,板底10厚混合砂浆抹灰。
女儿墙高900mm,厚370mm,用水泥空心砖砌筑。
门窗做法:
门为实木门,窗为铝合金窗。
混泥土:
梁、板、柱选用C30商砼;楼板选用C25商砼。
钢筋:
抗弯抗拉选用HRB400,抗剪选用HRB335,板筋选用HPB300。
3构件尺寸
本工程采用框架结构,结构采用纵向承重体系,结构平面布置如附图。
3.1板
楼面采用现浇混凝土楼面,楼板的长宽比为3.92=1.95,应按双向板设置;楼板厚度宜小板厚度为80mm,故取值100mm;屋面构造层较厚,故取板厚120mm。
3.2梁
框架梁截面高度按梁跨度的114~18估算,次梁截面高度按梁跨度的118~112估算,宽度取截面高度的13~12,各层梁截面尺寸及混凝土强度等级见表3-1。
C30混凝土(fc=14.3Nmm2,ft=1.43Nmm2)。
表3.2-1各层梁截面尺寸及混凝土强度等级单位:
(mm×mm)
层次
混凝土等级
框架梁(b×h)
梁(b×h)
2~6
C30
300×600
250×500
1层
C30
300×600
250×500
3.3柱
框架柱截面尺寸可通过轴压比进行初步估算,轴压比的限值查《建筑抗震设计规范》(GB50011—2010)第6.3.6条,本工程结构类型为框架结构,框架抗震等级为四级,建筑总高度23.1m,轴压比限值[]=0.90。
柱截面尺寸根据柱子的轴压比限值得:
A≥
对于框架结构,各层有恒载和活载引起的单位面积重力为12~14KNm2,近似取值14KNm2,柱的负荷面积为:
3.9m×(6+2.7)2=16.97m2,N=(1.1~1.2)×14KNm2×负荷面积×楼层数。
=
=132911.89
框架计算简图如下:
图3.3-1框架计算简图
如取柱截面为正方形,则柱截面364.57mm。
据上述计算结果并综合考虑其他因素,本设计柱截面尺寸取值如下:
400mm×400mm
在PKPMCAD设计过程中修改为:
第一标准层KZ500mm×500mm,第二、三标准层KZ450mm×450mm
顶层柱的形心作为框架柱的轴线;梁轴线取至板底,2~6层柱高度为层高,即3.6m;底层柱高从基础地面至一层板底,即5.1m。
结构平面布置图如下:
4荷载统计
4.1屋面荷载
4.1.1屋面恒荷载
保温层:
150厚水泥蛭石
保护层:
40厚配筋C25细石砼
找平层:
20厚1:
3水泥沙浆
防水层:
SBS(3+3)改性沥青卷材
找坡层:
100厚1:
8水泥陶粒
结构层:
120厚现浇混凝土板
0.12m×25KNm3=3KNm2
板底抹灰:
10mm
屋面恒荷载:
2
4.1.2屋面活荷载0.1KNm2+0.5KNm2=0.6KNm2
4.2楼面荷载
4.2.1楼面恒荷载
水磨石地面:
0.65KNm2
25厚水泥沙浆面层:
100厚现浇混凝土板:
10厚板底抹灰:
楼面恒荷载:
3.82KNm2
4.2.2楼面活荷载2.0KNm2
4.2.3走廊活荷载2.5KNm2
4.2.4楼梯活荷载3.5KNm2
4.3梁间恒荷载
外纵墙自重(考虑洞口折减):
18KNm3×0.24m×(3.6-0.6)m×0.6=7.78KNm
外横墙自重(考虑洞口折减):
18KNm3×0.24m×(3.6-0.6)m×0.9=11.66KNm
内纵隔墙自重(考虑洞口折减):
18KNm3×0.18m×(3.6-0.6)m×0.8=7.78KNm
内横隔墙自重(不考虑洞口折减):
18KNm3×0.18m×(3.6-0.6)m×1.0=9.72KNm
女儿墙自重:
10.8KNm3×0.9m×0.37m=3.6KNm
外墙外侧瓷砖饰面自重:
0.5KNm2×(3.6-0.6)m=1.5KNm
内墙两侧粉刷自重:
17KNm3×0.02m×(3.6-0.6)m=1.02KNm
外纵墙线荷载:
7.78KNm+1.5KNm=9.28KNm
外横墙线荷载:
11.66KNm+1.5KNm=13.1KNm
内纵墙线荷载:
7.78KNm+1.02KNm=8.8KNm
内横墙线荷载:
9.72KNm+1.02KNm=10.74KNm
参考文献
[1]中华人民共和国国家标准.混凝土结构设计规范(GB50010—2010)[S].北京:
中国建筑工业出版社,2010.
[2]中华人民共和国国家标准.建筑抗震设计规范(GB50011—2010)[S].北京:
中国建筑工业出版社,2010.
[3]中华人民共和国国家标准.地基处理规范(JBJ94—2008)[S].北京:
中国建筑工业出版社,2010.
[4]顾祥林.混凝土结构基本原理[M].上海:
同济大学出版社,2011.
[5]顾祥林.建筑混凝土结构设计[M].上海:
同济大学出版社,2011.
[6]霍达,何益斌.高层建筑结构设计[M].北京:
高等教育出版社,2004.
[7]李国强,等.建筑结构抗震设计[M].3版.北京:
中国建筑工业出版社,2009.
[8]袁聚云.高层建筑基础分析与设计[M].北京:
机械工业出版社,2011.
[9]中华人民共和国建设部.建筑结构荷载规范[S].中国建筑工业出版社.2012
[10]中国建筑标准设计研究院.国家建筑标准图集[S].中国计划出版社.2012
[11]李顺明.主编.混凝土结构设计规范算例[M].中国工业建筑出版社,2003.10
[12]张方.主编.实用建筑设计手册[M].中国建筑工业出版社,1999,5
[13]R.ParkandT.Paulay,ReinforcedConcreteStructures[M],1999
[14]周青、赵晖.主编.建筑英语[M].华东理工大学出版社2008,8
[16姚谨英.主编.建筑施工技术(第四版)[M].北京:
中国建筑工业出版社,2012,8
[17]李章政、熊峰.建筑结构设计原理[M].化学工业出版社.2009
[18]李碧雄、傅昶彬.建筑结构设计[M].中国电力出版社.2008
[19]吴培明.主编.混凝土结构(上)第二版[M].武汉理工大学出版社,2003,5
[20]彭少民.主编.混凝土结构(下)第二版[M].武汉理工大学出版社,2004.4
结语
在笔者写下这一页的时候,就是说我们小组的《PKPM软件应用课程设计》已经圆满完成了,我们收获了成功、收获了喜悦、收获了感情,非常欣慰。
能在这样的团队做事,是一件快事,给力的同学与和谐的气氛让人高兴和怀念。
我们团队每位组员皆独立完成一份PMCAD的建模练习,然后挑选最好的模型进行后续设计,全体组员除了完成自己的工作以外,竭尽全力为设计服务,不分彼此,任劳任怨地合作,才有今天的成功。
我们也明白了:
一个大学本科生,当对待自己的专业、对待自己的工作,应该抱着一种求真务实的态度;当一个人独自面对专业知识上的困难时,应该着手用解决替代抱怨;当一个人成功抑或失败时,应该坦然面对;当一个人面对对手抑或陌生人时,应该去沟通和合作。
对于我们来说,这些得到都是无价的。
我想:
在这一个星期中,我们努力着,因为我们一直在努力。
为了将自己的想法一点点地在现实世界中实现,虽然我们可能回避了一些小困难、虽然我们也许考虑得还不够精细、虽然有些问题直到现在我们都还未得到很好的解决,但是没关系,因为我们很高兴我们已经是一个团队,通过一起合作,一起探索,一起思考,总会进步的,胜利属于敢干的我们和谐的团队。
对于我们来说,做课程设计并不是第一次了!
但这次我感到了一种强大的力量-----团队精神,它支撑着我们戒骄戒躁、坚持不懈、直到成功。
通过设计,我们更加熟悉了解掌握PKPM的操作过程中要谨慎的地方、PKPM的需要认真的学习和通过自己实实在在的实践来熟练掌握,为今后的学习和工作都奠定了一定基础。
笔者认为,我们除了要具备相当的知识储备和探索精神外,还需要队友之间的真诚合作,才是成功之道。
同时坚信:
在以后的工作道路上我们会做得越来越好,走得也越来越远!
虽然我们的设计还不是很成熟,还有很多不足之处,但是我们付出了自己的劳动,在每一次改进中都使我们收益颇丰。
这是我们引以自豪的地方,我们相信只有经历过的人才会明白,做设计是要真正用心去做的一件事。
由于能力有限,本设计尚有不足之处,恳请雅正。
目前取得的成功,有赖李老师教而不倦的细心讲解和指导,在此笔者代表团队致上衷心的感谢。
路漫漫其修远兮,我们将继续求索!
附录A
|公司名称:
华晨设计院|
||
|建筑结构的总信息|
|SATWE中文版|
|2012年7月20日16时15分|
|文件名:
WMASS.OUT|
||
|工程名称:
综合办公楼设计人:
舒|
|工程代号:
校核人:
邓日期:
201368|
总信息..............................................
结构材料信息:
钢砼结构
混凝土容重(kNm3):
Gc=26.00
钢材容重(kNm3):
Gs=78.00
水平力的夹角(Degree)ARF=0.00
地下室层数:
MBASE=0
竖向荷载计算信息:
按模拟施工3加荷计算
风荷载计算信息:
计算X,Y两个方向的风荷载
地震力计算信息:
计算X,Y两个方向的地震力
“规定水平力”计算方法:
楼层剪力差方法(规范方法)
结构类别:
框架结构
裙房层数:
MANNEX=0
转换层所在层号:
MCHANGE=0
嵌固端所在层号:
MQIANGU=1
墙元细分最大控制长度(m)DMAX=1.00
弹性板与梁变形是否协调是
墙元网格:
侧向出口结点
是否对全楼强制采用刚性楼板假定否
地下室是否强制采用刚性楼板假定:
否
墙梁跨中节点作为刚性楼板的从节点是
计算墙倾覆力矩时只考虑腹板和有效翼缘否
采用的楼层刚度算法层间剪力比层间位移算法
结构所在地区全国
风荷载信息..........................................
修正后的基本风压(kNm2):
WO=0.30
风荷载作用下舒适度验算风压(kNm2):
WOC=0.30
地面粗糙程度:
B类
结构X向基本周期(秒):
Tx=1.34
结构Y向基本周期(秒):
Ty=1.26
是否考虑顺风向风振:
是
风荷载作用下结构的阻尼比(%):
WDAMP=5.00
风荷载作用下舒适度验算阻尼比(%):
WDAMPC=2.00
是否计算横风向风振:
否
是否计算扭转风振:
否
承载力设计时风荷载效应放大系数:
WENL=1.00
体形变化分段数:
MPART=1
各段最高层号:
NSTi=6
各段体形系数:
USi=1.30
地震信息............................................
振型组合方法(CQC耦联;SRSS非耦联)CQC
计算振型数:
NMODE=6
地震烈度:
NAF=6.00
场地类别:
KD=II
设计地震分组:
二组
特征周期TG=0.40
地震影响系数最大值Rmax1=0.04
用于12层以下规则砼框架结构薄弱层验算的
地震影响系数最大值Rmax2=0.28
框架的抗震等级:
NF=4
剪力墙的抗震等级:
NW=2
钢框架的抗震等级:
NS=2
抗震构造措施的抗震等级:
NGZDJ=不改变
重力荷载代表值的活载组合值系数:
RMC=0.50
周期折减系数:
TC=0.75
结构的阻尼比(%):
DAMP=5.00
中震(或大震)设计:
MID=不考虑
是否考虑偶然偏心:
是
是否考虑双向地震扭转效应:
否
按主振型确定地震内力符号:
否
斜交抗侧力构件方向的附加地震数=0
活荷载信息..........................................
考虑活荷不利布置的层数从第1到6层
柱、墙活荷载是否折减折算
传到基础的活荷载是否折减折算
考虑结构使用年限的活荷载调整系数1.00
11.00
2---30.85
4---50.70
6---80.65
9---200.60
>200.55
调整信息........................................
梁刚度放大系数是否按2010规范取值:
是
托墙梁刚度增大系数:
BK_TQL=1.00
梁端弯矩调幅系数:
BT=0.85
梁活荷载内力增大系数:
BM=1.00
连梁刚度折减系数:
BLZ=0.60
梁扭矩折减系数:
TB=0.40
全楼地震力放大系数:
RSF=1.00
0.2Vo调整分段数:
VSEG=0
0.2Vo调整上限:
KQ_L=2.00
框支柱调整上限:
KZZ_L=5.00
顶塔楼内力放大起算层号:
NTL=0
顶塔楼内力放大:
RTL=1.00
框支剪力墙结构底部加强区剪力墙抗震等级自动提高一级:
是
实配钢筋超配系数CPCOEF91=1.15
是否按抗震规范5.2.5调整楼层地震力IAUTO525=1
弱轴方向的动位移比例因子XI1=0.00
强轴方向的动位移比例因子XI2=0.00
是否调整与框支柱相连的梁内力IREGU_KZZB=0
薄弱层判断方式:
按高规和抗规从严判断
强制指定的薄弱层个数NWEAK=0
薄弱层地震内力放大系数WEAKCOEF=1.25
强制指定的加强层个数NSTREN=0
配筋信息........................................
梁箍筋强度(Nmm2):
JB=300
柱箍筋强度(Nmm2):
JC=300
墙水平分布筋强度(Nmm2):
FYH=270
墙竖向分布筋强度(Nmm2):
FYW=270
边缘构件箍筋强度(Nmm2):
JWB=210
梁箍筋最大间距(mm):
SB=100.00
柱箍筋最大间距(mm):
SC=100.00
墙水平分布筋最大间距(mm):
SWH=150.00
墙竖向分布筋配筋率(%):
RWV=0.30
结构底部单独指定墙竖向分布筋配筋率的层数:
NSW=0
结构底部NSW层的墙竖向分布配筋率: