建筑结构力学钢筋混凝土结构基础工程pkpm结构设计大学论文.docx
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建筑结构力学钢筋混凝土结构基础工程pkpm结构设计大学论文
南京林业大学
本科毕业设计(论文)
题目:
学院:
土木工程学院
专业:
土木工程(建筑工程方向)
学号:
学生姓名:
指导老师:
职称:
[摘要]:
本设计题是结构设计。
要求在给定建筑图的条件下,根据国家现行建筑、结构规范,进行计算设计,并绘制结构施工图。
本设计题大体包括四部分:
一、确定工程的结构方案,进行结构平面图布置。
二、取出其中楼板、连梁、楼梯等部分,运用结构力学、钢筋混凝土结构原理等专业知识,进行结构内力手算及配筋设计。
三、运用PKPM结构设计软件,对结构进行电算设计,导出结构计算简图与配筋图。
四、运用AutoCAD完善结构平面图及配筋图。
通过设计本工程,使我再次复习了各专业课程,专业知识得到了很好的融会贯通,并加强了与实践的结合。
[关键字]:
结构设计框架结构PKPM
[Abstract]ThisconstructiondesignisthebuildingofXintianshicompanyforTravelingclothingdesignandproductioninNanjing.Accordingtoitsarchitecturaldesigningandthereportofgeologysurveying,Calculateanddesignthestructureonthebasisofthenationalcurrentarchitecturalandstructurerule.
Thewholedesignincludesfoursegments:
Firstly,decidethestructuralplanofproject,anddesignit.
Secondly,Applyconstructionmechanics,reinforcedconcreteconstructionprincipleetc.calculatethebuildingloadanddesignonepartofthebuildinginhand.
Thirdly,UsePKPMconstructiondesignsoftware,designthewholebuilding.
Lastly,UseAutoCADtogetthecompletedconstructiondrawing.
Thedesignmakesuseofmanyprofessionsknowledge;it’sthesummaryoftheprofessionalstudy.
[Keywords]StructuredesignFramestructurePKPM
前言
本设计题涉及到结构力学、钢筋混凝土结构、基础工程、PKPM结构设计等课程。
需将大学中主要的专业课程融会贯通,运用到实际工程设计中。
在做内力计算过程中,运用了竖直荷载作用下的弯矩分配法以及水平荷载作用下的D值法等原理;在做配筋计算过程中,参照了大量的设计规范。
最后,运用PKPM结构设计软件进行电算设计,并与手算结果进行比较。
电算结果与手算结果基本近似。
但电算显然比手算便捷许多。
不过作为一个建筑工程专业的学生,掌握手算过程是必须的基本功。
经过长时间的选题设计,老师的指导与帮助下,通过与同学的讨论与学习,本设计题终于完成。
但还有许多不足之处,恳请老师批评指正。
1工程概况
1.1建筑概况
本工程为结构设计,主体四层,无地下室,主体结构总高度约为18.0m,建筑面积12040.24平方米。
建筑结构类型为框架结构,主要材料为钢筋混凝土,框架结构抗震等级三级。
抗震设防烈度七度,设计地震分组第1组,特征周期值0.35s。
设计基本地震加速度0.1g,基本风压0.4kN/,基本雪压0.5kN/,地面粗糙度B类。
建筑场地类别二类,工程场地土无液化。
设计使用年限为50年。
1.2工程地质概况
1.2.1场地稳定性
根据收集区域地质构造资料,结合详勘结果,拟建场地范围内未发现有影响场地稳定性的活动地质构造通过,属于稳定性场地。
1.2.2场地及地基的抗震性
(1)拟建场地工程地质评价:
场地浅部①层素填土近期堆积,非均质,低强度,层厚0.1-0.6m;②层卵石层,层厚0.6-1.1m。
下伏基岩属风化带中的硬夹层,较为坚硬完整。
(2)拟建场地地震抗震设防烈度为7度,设计地震基本加速度值为0.10g,设计分组第一组,场地特征周期为0.35s。
(3)拟建场地属对建筑物抗震有利地段。
整套建筑施工图见附图。
1.3抗震与抗风设计
拟建工程的抗震设防烈度为7度,地震分组第一组,设计基本地震加速度0.1g,场地类别为二类,该地区基本风压值为0.4KN/m2,地面粗糙度为B类。
本工程考虑抗震和抗风设计,根据不同的抗震等级考虑地震的水平作用和竖向作用。
1.4设计依据
(1)经批准的建筑方案。
(2)地方政府相关立项批文。
(3)地质工程勘测院关于本工程的地质勘察资料。
(4)经有关部门同意的规划总说明。
(6)现行国家设计规范及法规条文:
GB50068—2001《建筑结构可靠度设计统一标准》
GB50009—2001《建筑结构荷载规范》
GB50011—2001《建筑抗震设计规范》
GB50010—2002《混凝土结构设计规范》
JGJ3—2002《高层建筑混凝土结构技术规程》
GB50007—2002《建筑地基基础设计规范》
2结构建模
2.1概述
应用结构分析软件PKPM建立三维有限元模型进行结构分析。
将结构平面布置方案中初步确定的构件尺寸通过PM交互式数据输入,包括轴线输入、网格生成、构件定义、楼层定义、荷载定义、楼层组装,然后生成工程整体三维轴测图即三维有限元计算模型。
分析结构模型的组成,计算结构各部分构件承受的荷载情况,包括板自重,填充墙体的重量,活荷载,并考虑其分布特点。
输入楼板荷载,框架梁荷载,次梁荷载,梁间荷载。
2.2应用PMCAD进行结构建模
2.2.1结构选型
根据建筑功能要求,为使建筑平面布置灵活,获得较大的使用空间,本结构设计采用钢筋砼框架体系。
2.2.2初设截面尺寸确定
本建筑结构属丙类建筑,抗震等级为三级。
屋盖,楼面均采用现浇钢筋砼,楼面厚度取120mm,各层梁、柱、板砼强度等级为C25,纵向受力钢筋采用HRB400级钢筋,其他钢筋等级取为HPB235级.
根据建筑平面布置确定结构平面布置可知,边柱承载范围为8.0m×4.0m,中柱承载范围为8.0m×8.0m。
外墙及地上墙厚取240mm。
各梁柱截面尺寸确定如下:
框架梁h=L/12~L/10=8000/12~8000/12=700mmb=h/2=400mm
次梁h=L/12~L/8=4000/12~4000/8=500mmb=h/2=300mm
柱根据柱的轴压比应小于轴压比限值(0.9)的要求:
N/fcAc≤fc=14.3N/mm2
楼面荷载可近似取为14kN/m2
故由AC≥1.2×14kN/m2×8.0m×8.0m×4/(0.9×14.3×103kN/m2)=344333mm2
上式中1.2为荷载分项系数,4代表底层柱受其以上四层的荷载。
取柱截面为正方形,则边长为587mm,结合实际情况,取为650m×650m,纵向受拉钢筋抗震锚固长度lCE=41d,梁内钢筋至边柱内长度:
板的跨度为4.0m,板厚max(h≥80mm,h≥1/35=1/35×4000=120mm),故楼板厚度取120mm。
2.2.3材料的选择
(1)板的混凝土强度等级为C25,保护层厚度为15mm。
(2)梁的混凝土强度等级为C30,保护层厚度为30mm。
(3)墙的混凝土强度等级为C30,保护层厚度为20mm。
(4)柱的混凝土强度等级为C30,保护层厚度为30mm。
(5)梁、柱的受力钢筋为HRB335,强度为300N/㎡。
2.2.4荷载的确定
(1)楼、屋面荷载的确定
本工程荷载取值,由荷载规范可查得:
上人屋面活载取2.0kN/m2;不上人屋面活载取为0.5kN/m2;
车间活载取4.0kN/m2;电梯取7.0kN/m2
办公室、会议室、教室取2.0kN/m2;厕所、阳台取2.5kN/m2
(2)梁间荷载的确定
材料容重:
墙采用混凝土空心砖:
3.7kN/m2
荷载计算:
●空心砖砌块自重
(1层)3.7kN/m2×(4.5-0.7)m=14.6kN/m
(2~4层)3.7kN/m2×(4.0-0.7)m=12.21kN/m
(女儿墙)3.7kN/m2×0.9m=3.33kN/m
3.7kN/m2×0.4m=1.44kN/m
●外墙自重:
外墙抹灰:
0.5KN/m2
(1层)0.5kN/m2×4.5m+14.6kN/m=16.85kN/m
(2~4层)0.5kN/m2×4.0m+12.21kN/m=14.21kN/m
(女儿墙)0.5kN/m2×1.8m+3.33kN/m=4.23kN/m
0.5kN/m2×0.4m+1.44kN/m=1.64kN
2.2.5结构建模
(1)结构建模忽略的因素
①忽略非结构构件的影响(如填充墙、质量很小的悬挑结构、楼面次梁等);
②忽略构件偏心的影响;
③忽略楼梯板的影响;
④质量很小的装饰构架。
(2)结构平面布置
平面布置方案:
分析建筑的平面布置特点,根据建筑设计给出的框架梁布置方案,分析其可行性,初步确定。
2.3电算输出结果
2.3.1结构设计信息
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
|公司名称:
|
|建筑结构的总信息|
|SATWE中文版|
|文件名:
WMASS.OUT|
||工程名称:
设计人:
|
|工程代号:
校核人:
日期:
2009/5/20|
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
总信息..............................................
结构材料信息:
钢砼结构
混凝土容重(kN/m3):
Gc=25.00
钢材容重(kN/m3):
Gs=78.00
水平力的夹角(Rad):
ARF=0.00
地下室层数:
MBASE=0
竖向荷载计算信息:
按模拟施工加荷计算方式
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
特殊荷载计算信息:
不计算
结构类别:
框架结构
裙房层数:
MANNEX=0
转换层所在层号:
MCHANGE=0
墙元细分最大控制长度(m)DMAX=2.00
墙元侧向节点信息:
内部节点
是否对全楼强制采用刚性楼板假定否
采用的楼层刚度算法层间剪力比层间位移算法
风荷载信息.............................
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- 建筑结构 力学 钢筋混凝土 结构 基础 工程 pkpm 结构设计 大学 论文