土木毕业设计钢筋混凝土框架计算书.docx
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土木毕业设计钢筋混凝土框架计算书
大连理工大学
本科毕业设计(论文)
题目:
大连某机关办公楼结构设计
学院:
土木工程学院
专业:
土木工程(建筑工程方向)
学号:
06442024
学生姓名:
指导教师:
职称:
大连某机关办公楼结构设计
[摘要]本设计为大连市技术质量监督局改造的结构设计部分;为顾及结构的多种使用功能故结构形式采用框架结构;本结构设计任务在已有建筑图基础上,结合现场地质条件,综合大学所学与认识实践所得,通过框架荷载计算、部分结构构件手算,在严格遵守国家规范的基础上辅以PKPM、AutoCAD等工具软件设计完成。
设计内容包括基础、柱、梁、板、楼梯等结构构件的构造措施与配筋方法;通过手算荷载的输入,由工具软件得出周期、振型、地震力、结构位移等信息,由此些信息分析结构的合理性并进行相应修改;施工图则按照标准分别绘制各子项;此后将手算一榀框架所得数据与PKPM等工具软件所得空间框架计算结果进行比较,分析列出两者的差别,了解不同计算方法之间的异同。
[关键字]毕业设计土木工程框架结构
[Abstract]ThisdesignisthestructuredesignpartsoftechnologyqualitysupervisionbureauinJingJiangJiangSu.Thestrucauralsystemisframeforthekindsoffunctionsofuse.Thisstructurecompletedbasingontheexistingbuildingdrawingandthereportofgeologicalexamination,combinedwiththeuniversitylearningandpractice,strictlyabidebythecodeofstrucauraldesignandthroughartificiallycalculationandtoolsoftwareslikePKPMandAutoCAD.Thedesignroundsthekindsofthestructuralmembers,includingfoundation,columns,beans,slabsandstairs,etc.Withtheloadofframebyhandcounting,thesoftwarescangetthedatasofcycle,vibrationmode,earthquakeforce,thestructuraldisplacementofthestrucaue.Byanalysingthesedatasandamendingthestrucauralsystemtocompletethestructure.ThenthedatafromhandcountingandtheonefromsoftwarelikePKPMcanbecompared,andlearnedaboutthedifferencesbetweenthetwomethods.
[Keywords]GraduationdesignCivilengineeringFramestructure
1工程概况
1.1建筑概况
本工程为靖江质量技术监督局办公楼改造结构设计,建筑分类属于多层办公楼;主体六层,无地下室,主体结构总高度约为21.6m,建筑面积2572.95平方米。
建筑结构类型为框架结构,主要材料为钢筋混凝土,框架结构抗震等级四级。
抗震设防烈度六度,设计地震分组第一组,建筑抗震设防分类丙类,特征周期值0.45s。
设计基本地震加速度0.05g,基本风压0.45kN/
,基本雪压0.35kN/
,地面粗糙度C类。
建筑场地类别Ⅲ类,基础设计等级为丙级,工程场地土无液化。
设计使用年限为50年。
建筑平面图、正立面图如图1.1、图1.2。
图1.1建筑平面图
图1.2建筑正立面图
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层表土,非均质,低强度,层厚0.2~0.5m,平均0.33m;④层粉土夹粉质粘土层,摇震反应迅速,低干强度,粘粒含量较高,低压缩性,饱和,松散,工程地质条件较差;层厚1.2-8.0m,平均4.11m。
(2)拟建场地地震抗震设防烈度为6度,设计地震基本加速度值为0.05g,设计分组第一组,场地特征周期为0.45s。
拟建场地属对建筑物抗震不利地段。
(3)地下水主要存在于上层粉土夹粉质粘土中,地下水补给途径:
主要为大气降水;排泄途径主要为蒸发。
勘察时初见水位-1.50,稳定地下水位为-1.08米,水位受季节性影响,变化幅度0.4米左右,历史最高水位-0.80米左右,近3~5年最高地下水位-0.90米。
1.3抗震与抗风设计
拟建工程的抗震设防烈度为6度,地震分组第一组,设计基本地震加速度0.05g,场地类别为一类,该地区基本风压值为0.45KN/m2,地面粗糙度为C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:
《建筑结构荷载规范》(GB50009—2001)(2006)
《建筑抗震设计规范》(GB50011—2010)
《混凝土结构设计规范》(GB50010—2010)
《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2002)
1.5本章小结
本章列举整理了已有工程资料,为之后的设计提供基础和依据。
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混凝土框架体系。
框架平面布置图见图2.1。
图2.1
2.2.2初设截面尺寸确定
本建筑结构属丙类建筑,框架抗震等级为四级。
屋盖,楼面均采用现浇钢筋混凝土,楼屋面厚度取100mm,各层梁、柱、板混凝土强度等级为C30,纵向受力钢筋采用HRB335级钢筋,其他钢筋等级取为HPB235级.
外墙及填充墙墙厚取200mm。
各梁柱截面尺寸确定如下:
框架梁h=L/12~L/10=6000/12~6000/10=500mmb=h/3.5~h/2=300mm
h=L/12~L/10=5700/12~5700/10=450mmb=h/3.5~h/2=250mm
次梁h=L/12~L/8=6000/18~6000/15=350mmb=h/3.5~h/2=200mm
柱根据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12kN/m2;
C30混凝土抗压强度设计值fc=14.3N/mm2;
故由AC≥1.2×12kN/m2×6.0m×5.1m×6/(0.9×14.3×103kN/m2)=205426mm2;
上式中1.2为荷载分项系数,6代表底层柱受其以上六层的荷载;
故取柱截面为正方形450mm×450mm;
板的跨度为2.5m,板厚max(h≥80mm,h≥1/35
=1/35×2500=71mm),则取楼板厚度100mm。
2.2.3材料的选择
(1)基础的混凝土强度等级为C30,保护层厚度为40mm;
(2)梁的混凝土强度等级为C30,保护层厚度为30mm;
(3)柱的混凝土强度等级为C30,保护层厚度为30mm;
(4)板的混凝土强度等级为C25,保护层厚度为20mm;
(5)梁、柱的受力钢筋为HRB335,设计强度为300N/㎡;
(6)填充墙选用200厚加气混凝土砌块。
2.2.4荷载的确定
(1)楼、屋面活荷载的确定:
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:
0.5kN/m2;
电梯间取:
7.0kN/m2;
办公室、会议室、教室取:
2.0kN/m2;
厕所、阳台、过道取:
2.5kN/m2;
档案室取:
5.0kN/m2。
(2)楼、屋面恒荷载的确定:
楼面恒荷载:
100厚C25混凝土结构层:
0.1m×25kN/m3=2.5kN/m2;
15厚1:
2水泥砂浆抹面:
0.015m×20kN/m3=0.3kN/m2;
15厚板底水泥石灰砂浆抹面:
0.015m×17kN/m3=0.255kN/m2;
小瓷砖地面:
0.55kN/m2;
小计:
gk=3.61kN/m2;
屋面恒荷载:
15厚板底水泥石灰砂浆抹面:
0.015m×17kN/m3=0.255kN/m2;
100厚C25混凝土结构层:
0.1m×25kN/m3=2.5kN/m2;
20厚1:
3水泥砂浆找平:
0.02m×20kN/m3=0.4kN/m2;
35厚聚苯乙烯保温板:
0.035×0.5kN/m3=0.0175kN/m2;
20厚1:
3水泥砂浆找坡:
0.02m×20kN/m3=0.4kN/m2;
40厚C20细石混凝土:
0.04m×25kN/m3=1.0kN/m2;
小计:
gk=4.58kN/m2;
(2)梁上荷载的确定
材料容重:
11.8kN/m3(加气混凝土砌块);
荷载计算:
取3.600平面KL-11
~
轴线范围示例:
填充墙去除门窗洞口后自重:
11.8kN/m3×0.2m×(18×(3.2-0.5)-6×(2.25×1.8))m2=57.35kN;
门窗自重:
0.45kN/m2×6×(2.25×1.8)m2=10.94kN;
外墙瓷砖贴面:
0.5kN/m2×(18×(3.2-0.5)-6×(2.25×1.8))m2=12.15kN;
以上三项简化为梁上均布荷载:
(57.35+10.94+12.15)kN/18m=4.47kN/m;
内墙面5厚水泥石灰砂浆粉面:
17kN/m3×0.005×(3.2-0.5)=0.28kN/m;
内墙面12厚水泥砂浆打底:
20kN/m3×0.012×(3.2-0.5)=0.65kN/m;
水泥踢脚线:
20kN/m3×0.02×0.015=0.01kN/m;
外墙面20厚保温砂浆:
13kN/m3×0.02×(3.2-0.5)=0.70kN/m;
小节:
gk=6.11kN/m;
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:
2011/5/27|
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
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=1
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
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
墙元网格:
侧向出口结点
是否对全楼强制采用刚性楼板假定是
强制刚性楼板假定是否保留板面外刚度否
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(kN/m2):
WO=0.45
地面粗糙程度:
C类
结构基本周期(秒):
T1=0.99
是否考虑风振:
否
体形变化分段数:
MPART=1
各段最高层号:
NSTi=7
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=15
地震烈度:
NAF=6.00
场地类别:
KD=3
设计地震分组:
一组
特征周期TG=0.45
多遇地震影响系数最大值Rmax1=0.04
罕遇地震影响系数最大值Rmax2=0.00
框架的抗震等级:
NF=4
剪力墙的抗震等级:
NW=3
活荷重力荷载代表值组合系数:
RMC=0.50
周期折减系数:
TC=1.00
结构的阻尼比(%):
DAMP=5.00
是否考虑偶然偏心:
是
是否考虑双向地震扭转效应:
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
------------柱,墙,基础活荷载折减系数-------------
计算截面以上的层数-------------------------折减系数
11.00
2---30.85
4---50.70
6---80.65
9---200.60
>200.55
调整信息........................................
中梁刚度增大系数:
BK=2.00
梁端弯矩调幅系数:
BT=0.85
梁设计弯矩增大系数:
BM=1.20
连梁刚度折减系数:
BLZ=0.70
梁扭矩折减系数:
TB=0.40
全楼地震力放大系数:
RSF=1.00
0.2Qo调整起始层号:
KQ1=1
0.2Qo调整终止层号:
KQ2=6
0.2Qo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
九度结构及一级框架梁柱超配筋系数CPCOEF91=1.15
是否按抗震规范5.2.5调整楼层地震力IAUTO525=1
是否调整与框支柱相连的梁内力IREGU_KZZB=0
剪力墙加强区起算层号LEV_JLQJQ=1
强制指定的薄弱层个数NWEAK=0
配筋信息........................................
梁箍筋强度(N/mm2):
JB=210
柱箍筋强度(N/mm2):
JC=210
墙分布筋强度(N/mm2):
JWH=210
边缘构件箍筋强度(N/mm2):
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=200.00
墙竖向分布筋最小配筋率(%):
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:
RWV1=0.60
设计信息........................................
结构重要性系数:
RWO=1.00
柱计算长度计算原则:
有侧移
梁柱重叠部分简化:
不作为刚域
是否考虑P-Delt效应:
否
柱配筋计算原则:
按双偏压计算
按高规或高钢规进行构件设计:
是
钢构件截面净毛面积比:
RN=0.85
梁保护层厚度(mm):
BCB=30.00
柱保护层厚度(mm):
ACA=30.00
是否按砼规范(7.3.11-3)计算砼柱计算长度系数:
是
剪力墙构造边缘构件的设计执行高规7.2.17-4:
是
抗震设计的框架梁端配筋考虑受压钢筋:
否
荷载组合信息........................................
恒载分项系数:
CDEAD=1.20
活载分项系数:
CLIVE=1.40
风荷载分项系数:
CWIND=1.40
水平地震力分项系数:
CEA_H=1.30
竖向地震力分项系数:
CEA_V=0.50
特殊荷载分项系数:
CSPY=0.00
活荷载的组合系数:
CD_L=0.70
风荷载的组合系数:
CD_W=0.60
活荷载的重力荷载代表值系数:
CEA_L=0.50
地下信息..........................................
土的水平抗力系数的比例系数(MN/m4):
MI=3.00
回填土容重(kN/m3):
Gsol=18.00
回填土侧压力系数:
Rsol=0.50
外墙分布筋保护厚度(mm):
WCW=35.00
室外地平标高(m):
Hout=-0.5
地下水位标高(m):
Hwat=-1.08
室外地面附加荷载(kN/m2):
Qgrd=0.00
剪力墙底部加强区信息.................................
剪力墙底部加强区起算层号LEV_JLQJQ=1
剪力墙底部加强区终止层号,IWF=3
*********************************************************
*各层的质量、质心坐标信息*
*********************************************************
层号塔号质心X质心Y(m)质心Z(m)恒载质量(t)活载质量(t)附加质量
7142.40519.28323.500132.816.40.0
6134.63315.03720.200415.750.10.0
5134.69515.10215.700450.359.90.0
4134.25714.84512.500440.346.60.0
3134.10214.9059.300440.353.60.0
2134.51515.3086.100423.142.00.0
1134.19815.5392.350341.20.00.0
活载产生的总质量(t):
268.475
恒载产生的总质量(t):
2643.846
附加总质量(t):
0.000
结构的总质量(t):
2912.321
恒载产生的总质量包括结构自重和外加恒载
结构的总质量包括恒载产生的质量和活载产生的质量和附加质量
活载产生的总质量和结构的总质量是活载折减后的结果(1t=1000kg)
*********************************************************
*各层构件数量、构件材料和层高*
*********************************************************
层号塔号梁元数柱元数墙元数层高累计高度
(混凝土)(混凝土)(混凝土)(m)(m)
1169(30)26(30)0(30)2.3502.350
21166(30)26(30)0(30)3.7506.100
31181(30)26(30)0(30)3.2009.300
41181(30)26(30)0(30)3.20012.500
51179(30)26(30)0(30)3.20015.700
61209(30)23(30)0(30)4.50020.200
71108(30)12(30)0(30)3.30023.500
*********************************************************
*风荷载信息*
*********************************************************
层号塔号风荷载X剪力X倾覆弯矩X风荷载Y剪力Y倾覆弯矩Y
7119.
- 配套讲稿:
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- 特殊限制:
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- 关 键 词:
- 土木 毕业设计 钢筋混凝土 框架 计算