土木毕业设计计算书.docx

1、土木毕业设计计算书土木毕业设计计算书华北水利水电学院毕业设计N V M 上 N 4 下 M N V M 上 N 3 下 M N V M 上 N 2 下 M N V M 上 N 1 下 M N V- 30- - -16- -注：组合1：*+*；组合2：*+*； 组合3：*+；组合4：*-。中柱用于承载力计算的框架基本组合表表7-9地震荷载层数 截面 内力 恒载 活载 5 上 M- 重力荷载 组合1 组合2 组合3 组合4 第46页 共75页华北水利水电学院毕业设计N M 下 N V M 上 N 4 下 M N V M 上 N 3 下 M N V M 上 N 2 下 M N V M 上 N 1 下

2、 M- - - - - - - - N V- 注：组合1：*+*；组合2：*+*； 组合3：*+；组合4：*-。 8. 框架梁柱配筋计算查表可知：混凝土强度：C30：fc/mm2;ft/mm2;ftk/mm2。第47页 共75页华北水利水电学院毕业设计钢筋强度：HPB235:fy210N/mm2;fyk235N/mm2HRB400:fy300N/mm;fyk335N/mm表8-122框架柱截面设计抗震规范查得框架的抗震等级为三级。轴压比计算底层柱 NmaxN1945.64310轴压比N42fcAc14.3500则柱的轴压比满足要求。正截面受弯承载力计算柱同一截面分别承受正反向弯矩，从利于不同方

3、向地震作用考虑，采用对称配筋。 中柱Nb1fcbh0b5004651层：查表可知，rRE，则rRENc。从柱的内力组合表可Mm知，NNb,为大偏压，选用M大N小的组合，最不利组合为。N在弯矩中水平地震作用产生的弯矩设计值 75Mmax，柱的计算长度l0取下列二式中的较小值： l01(ul)H第48页 共75页华北水利水电学院毕业设计 l0(2mi)nH式中 u、l柱的上端、下端节点处交汇的各柱线刚度之和与交汇的各梁线刚度之和的比值；min比值u、l中的较小值；H柱的高度，对底层柱为从基础顶面到一层楼盖顶面的高度；对其余各层柱为上下两层楼盖顶面之间的高度。104104u1010l0 取min0l

4、01(ul)H(1) l0(2min)H2 所以，取l020mmmax20mme0500/30eie0ea205002110 取1152 l0211121400ei/h0h1400/465 h500eeias35b ho1fcbhos2rRENe1fcbh0(1) AsAfy(h0as)1035004652(1)(46535)第49页 共75页华北水利水电学院毕业设计最小总配筋率根据建筑抗震设计规范表查得min%，故As,minsA,%n2500mm/228752(AA1257mm)另两ss每侧实配4 204 18,满足构造要求MNNb为大偏压，选用M大N小的组合，最不利组合为N 5层：在弯矩

5、中水平地震作用产生的弯矩 75%Mmax，柱的计算长度取下列二式中的小值：104104u;l;取min104104104l01(ul)H(12)l0(2min)H(2)l020mmmax20mme0/30eie0ea2050021取11015取211l0378011121400ei/h0h1400/465500h500as30103b500465eei2rRENe1fcbh0(1) AsAfy(h0as)s1035004652(1)0300(46535)第50页 共75页华北水利水电学院毕业设计1.工程概况1. 工程名称：郑州市某高校五层行政办公楼 2建筑面积： m2 3建筑层数：五层 4建筑

6、形状：一字形 5结构形式：框架结构体系6场地情况：场地平坦、无障碍物。7地质情况：地基土为粘性土为主，建筑场地类别为类，容许承载力fk=180kPa。 8基本雪压：/m2。 9基本风压：/m2。 10地震烈度：按7度近震设防。 11建筑耐火等级：二级。 12建筑耐久年限：50年。2.结构布置与计算简图结构选型与布置结构选型采用现浇钢筋混凝土框架结构体系。基础采用柱下条形基础。结构布置本框架结构设计为双向梁抗侧力体系，框架梁柱中心线重合，对于梁柱中心线不重合的，它们的偏心距不大于该方向柱宽的1/4。结合建筑的平面立面和剖面布置情况，结构平面布置如图2-1；根据结构布置，本建筑平面除走廊板区格为单

7、向板外，其余均为双向板。双向板的板厚hl/50(l为双向板的短向计算跨度)。本建筑楼面板和屋面板的厚度均取120mm。本建筑的材料选用如下：混凝土 C30钢筋：纵向受力筋采用HRB335级钢筋，其余采用HPB235级钢筋 墙体；蒸压粉煤灰加气混凝土砌块。 窗; 铝合金窗第1页 共75页华北水利水电学院毕业设计门： 木门第2页 共75页华北水利水电学院毕业设计第3页 共75页华北水利水电学院毕业设计图2-1 框架的计算单元框架计算简图及梁柱线刚度本结构是三维空间的。但于建筑结构的质量、刚度都比较均匀，故选用一榀框架进 行计算与配筋，其余框架可参照此框架进行配筋。现以轴线为例进行计算。梁柱截面尺寸

8、估算框架梁： h/l7200/87200/12取梁尺寸：h=600mm， b=h/2=300mm. 次梁：h=500mm, b=250mm. 连系梁： bh=200mm400mm. 框架柱：建筑总高度按算，小于30m的现浇框架结构，设防烈度7度近震，查抗震设计规范，该框架为三级抗震，最大轴压比。假定采用C30混凝土，查得9mm 00fc/mm2，假定每平方米荷载为14kN/m2，则柱子最大轴压力 N=145=2646kN. 则柱子轴压比 即 bhNfc2646000取柱子截面形状为正方形。即b=h。为了简化施工，各柱截面从底层到顶层不改变，即取柱子尺寸为500mm500mm。确定框架计算简图框

9、架的计算单元如图1-1所示。假定框架柱嵌固与基础顶面，框架梁与柱刚接。于各层柱截面尺寸都不变，故梁跨取柱截面形心线间距离。底层柱高从基础顶面算至二层楼面。室内外高差为，基础顶面至室外地坪取为，故底层柱高取+ =，其余各层柱高均为。此框架的计算简图如图1-2所示。框架梁柱的线刚度计算混凝土C30，EC30104N/mm2107kN/m2 ，现浇框架结构梁惯性矩 中框架梁I2I0， 线刚度iEI/l第4页 共75页华北水利水电学院毕业设计左跨梁：i左跨梁EI/l10721 3/6104kNm 12第5页 共75页华北水利水电学院毕业设计1x2q20求得。将求其中x为最大弯矩正截面至A支座的距离，则

10、x可公式VAq1x2l得的x值代入下式即得跨间最大弯矩值。图8-1 均布和梯形荷载下的计算图形Mmaxq1x21x3MAVAxq226llq212若VA(2q1q2)al0，说明xal，则x。 2qq2VAMmaxq1x21x3MAVAxq226l若Va0,则MmaxMA同理可求得三角形分布荷载和均布荷载作用下的VA,x和Mmax的计算公式.(图)VAMAMB11q1lq2l l24x2q2VA x下式求得:xq1l则MmaxMA3q121xVAxxq223l第41页 共75页华北水利水电学院毕业设计图8-2 三角形荷载下的计算图形梁端控制截面弯矩不利组合第5层梁端控制截面弯矩不利组合表7-1

11、截面 AB左 AB右 BC左 BC右 CD左 CD右- - - - - - 注: “”表示正弯矩不存在第1层梁端控制截面弯矩不利组合表7-2截面 AB左 AB右 - - 第42页 共75页华北水利水电学院毕业设计BC左 BC右 CD左 CD右- - - -梁端控制截面剪力不利组合第5层梁端控制截面剪力不利组合表7-3截面 Ml(kNm) Mr(kNm) ln(m) VGE(kN)VMrVGEAB左 AB右 BC左 BC右 CD左 CD右第1层梁端控制截面剪力不利组合表7-4截面 Ml(kNm) Mr(kNm) ln(m) VGE(kN)VMrVGEAB左 AB右 BC左 BC右 CD左 CD右

12、梁跨中弯矩最不利内力组合跨中截面弯矩组合过程如下：以5-AB为例RAql1(MGBMGAMEAMEB)第43页 共75页华北水利水电学院毕业设计MGAMEA 2q2梁跨中弯矩最不利内力组合表 7-5截面 5-AB 5-BC 5-CD 4-AB 4-BC 4-CD 3-AB 3-BC 3-CD 2-AB 2-BC 2-CD 1-AB 1-BC 1-CD 用于承载力计算的框架梁永久荷载控制组合表7-6控制层次 截面 5 4 AB3 左 2 1 5 AB右 4 MGk MQk MGE MEk 组合1 负弯矩 组合2 组合3 取 正弯矩 组合4 取第44页 共75页华北水利水电学院毕业设计3 2 1

13、5 4 BC3 左 2 1 5 4 BC3 右 2 13636注：组合1=+组合2=+ 组合3= 组合4= 框架柱的内力组合取每层柱顶和柱底两个控制截面,按,SQk,进行组合,组合结果见表和表注意,在考虑地震作用效应的组合中,取屋面的活荷载为雪荷载进行组合.因考虑计算截面以上各层活荷载不足以同时满跨分布,所以对楼面均布活荷载需乘以一个折减系数,取值见下表表7-7 活荷载按楼层的折减系数墙柱、基础计算截面以上层数 计算截面以上各楼层活载总和的折剪系数边柱用于承载力计算的框架基本组合表表7-8层数 截面 内力 恒载 活载 地震荷载 重力荷载 组合1 M 上 5 下 N M组合2 组合3 组合4 1

14、 23 45- 第45页 共75页华北水利水电学院毕业设计右横梁 左横梁传层次 截面 传剪力 剪力 11 5 22 33 4 44 55 3 66 77 2 88 99 1 1010纵墙重 纵梁重 载 载 纵梁板传荷纵梁板传活柱重 N(kN) 柱轴力 活荷载活载标准值在屋面处引起的固端弯矩121ql62m； 121211其他层边跨梁：MFql262；1212顶层边跨梁：MF第31页 共75页华北水利水电学院毕业设计图5-5 活载作用下框架弯矩标准值(kNm）第32页 共75页华北水利水电学院毕业设计图5-6 活载作用下M图 单位：(kNm）活载标准值引起的内力活载标准值下边跨梁端剪力计算表5-

15、5层次 q(kN/m) l(m) ql/2(kN) M/l(kN) VFqlMqlM(kN)VE(kN)2l2l第33页 共75页华北水利水电学院毕业设计 5 4 3 2 1活载标准值下边柱轴力计算表5-66 6 6 6 6- - - - -N(kN)层次 截面 横梁传剪力 纵梁传荷载 次梁板活载 11 5 22 33 4 44 55 3 66 77 2 88 99 1 1010活载标准值下中柱轴力计算表5-7柱轴力 N(kN)层次 截面 横梁传剪力 纵梁传荷载 次梁板活载 11 5 22 33 4 44柱轴力 第34页 共75页华北水利水电学院毕业设计55 3 66 77 2 88 99 1

16、 10106. 重力荷载作用作用于屋面处均布重力荷载代表值的计算qAB12/mqBC30 qCDqA / 作用于楼面处均布重力荷载代表值的计算qAB7 qBC/0.5qCD 均布荷载代表值在屋面处引起固端弯矩FMAB426/12F2MBC/126kN4.m62 kN1. 均布荷载代表值在楼面处引起固端弯矩FMAB226/12F2MBC/127kN3.m56 kN1.m89第35页 共75页华北水利水电学院毕业设计图6-1重力荷载代表值作用下M图 单位：(kNm）第36页 共75页华北水利水电学院毕业设计第37页 共75页华北水利水电学院毕业设计图6-2 重力荷载代表值作用下M图 单位：(kNm

17、）重力荷载代表值下AB跨梁端剪力计算表6-1层次 q(kN/m) l(m) ql/2(kN) M/l(kN) VFqlM(kN)qlM2lVE(kN) 2l5 4 3 2 16 6 6 6 6- - - - - 重力荷载代表值下BC跨梁端剪力计算表6-2层次 q(kN/m) l(m) ql/2(kN) M/l(kN) VFqlM(kN)qlM2lVE(kN) 2l5 4 3 2 10 0 0 0 0重力荷载代表值下边柱轴力计算表6-3 横梁传 层次 截面 剪力 11 5 22 33 4 44 3 55纵墙重 纵梁重 载 载 纵梁板传荷纵梁板传活柱重 N(kN) 柱轴力 第38页 共75页华北水

18、利水电学院毕业设计66 77 2 88 99 1 1010 重力荷载代表值下中柱轴力计算表6-4 左横梁传右横梁 层次 截面 剪力 11 5 22 33 4 44 55 3 66 77 2 88 99 1 1010 传剪力 纵墙重 纵梁重 载 载 纵梁板传荷纵梁板传活柱重 N(kN) 柱轴力7内力组合7. 1 概述结构抗震等级可根据结构类型,地震烈度,房屋高度等因素查表求得,此可得本工程框架等级为三级. 各种荷载情况下的框架内力求得后，根据最不利又是可能的原则进行内力组合。当考虑结构塑性内力重分布的有利影响时，应在内力组合之前对竖向荷载作用下的内力进行调幅。当有地震作用时，应分别考虑恒荷载和活

19、荷载有可变荷载效应控制的组合、永久荷载效应控制的组合及重力荷载代表值与地震作用的组合，并比较三种组合的内力，取最不利者。于构件控制截面的内力值应取自支座边缘处，为此，进行组合前，应先计算各控制截面处的内力值。bb梁支座边缘处的内力值按式： M边MV ，V边Vq 计算22柱上端控制截面在上层的梁底，柱下端控制截面在下层的梁顶。按轴线计算简图算得第39页 共75页华北水利水电学院毕业设计的柱端内力值，宜换算成控制截面处的值。为了简化起见，也可采用轴线处内力值，这样算得的钢筋用量比需要的钢筋略微多一点。因为建筑高度为米30米，设防烈度为7度,根据抗震规范确定框架的抗震等级为三级。对于框架梁，其梁端截

20、面组合的剪力设计值应按下式调整：lVVbMbMbr/lnVGbvb梁端剪力增大系数。一级取，二级取，三级取。对于框架柱组合的剪力设计值应按下式调整：VVcMcbMct/Hnvc柱剪力增大系数，一级取，二级取，三级取。一、二、三级框架结构的底层，柱下端截面组合的弯矩设计值应分别乘以增大系数、和。底层柱纵向钢筋宜按上、下端的不利情况配置。一、二、三级框架的梁柱节点处，除框架顶层和柱轴压比小于者及框支梁与框支柱的节点外，柱端组合的弯矩设计值应符合下式要求：MMcbMMc节点上、下柱端截面顺时针或反时针方向组合的弯矩值之和，上、下柱端的弯矩设计值，可按弹性分析分配；b节点左、右柱端截面反时针或顺时针方向组合的弯矩值之和，一级框架节点左、右梁端均为负弯矩时，绝对值较小的弯矩应取零。框架梁内力组合本例考虑了三种内力组合，即， ，。此外，对于本工程，这种内力组合与考虑地震作用的组合相比一般较小，对结构设计不起控制作用，故不予考虑，各层梁的内力组合表见表。下面以第一层AB跨梁考虑地震作用的组合为例，说明各内力的组合法。对支座负弯矩按相应的组合情况进行计算。求跨间最大弯矩时，可根据梁端弯矩组合值及梁上荷载设计值平衡条件确定。 图可得：VAMAMB1(1)l1q1lq2，若VA(2q1q2)al0，说明xal。2l22第40页 共75页