土木工程毕业设计计算书.doc

《土木工程毕业设计计算书.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《土木工程毕业设计计算书.doc（62页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、1 工程概况1.1 建设项目名称：龙岩第一技校学生宿舍1.2 建设地点：龙岩市某地1.3 建筑类型：八层宿舍楼，框架填充墙结构，基础为柱下独立基础，混凝土C30。1.4 设计资料：1.4.1 地质水文资料：由地质勘察报告知，该场地由上而下可分为三层：杂填土：主要为煤渣、石灰渣、混凝土块等，本层分布稳定，厚0-0.5米；粘土：地基承载力标准值fak=210Kpa, 土层厚0.5-1.5米亚粘土：地基承载力标准值fak=300Kpa, 土层厚1.5-5.6米1.4.2 气象资料：全年主导风向：偏南风 夏季主导风向：东南风 冬季主导风向：西北风 基本风压为：0.35kN/m2（c类场地）1.4.3

2、抗震设防要求：七度三级设防1.4.4 建设规模以及标准：1 建筑规模：占地面积约为1200平方米，为8层框架结构。2 建筑防火等级：二级3 建筑防水等级：三级4 建筑装修等级：中级 2 结构布置方案及结构选型2.1 结构承重方案选择根据建筑功能要求以及建筑施工的布置图，本工程确定采用横向框架承重方案，框架梁、柱布置参见结构平面图，如图2.1所示。2.2 主要构件选型及尺寸初步估算2.2.1 主要构件选型（）梁板柱结构形式：现浇钢筋混凝土结构 图2.1 结构平面布置图（）墙体采用：粉煤灰轻质砌块（）墙体厚度：外墙:250mm，内墙:200mm（）基础采用：柱下独立基础2.2.2 梁柱截面尺寸估算

3、（） 横向框架梁:中跨梁（BC跨）：因为梁的跨度为7500mm，则.取L=7500mm h=(1/81/12)L=937.5mm625mm 取h=750mm. 375mm250mm 取b=400mm 满足b200mm且b/ 750/2=375mm故主要框架梁初选截面尺寸为：bh=400mm750mm同理，边跨梁（AB、CD跨）可取：bh=300mm500mm（） 其他梁：连系梁：取L=7800mm h=(1/121/18)L=650mm433mm 取h=600mm 300mm200mm 取b=300mm故连系梁初选截面尺寸为：bh=300mm600mm由于跨度一样，为了方便起见，纵向次梁截面尺

4、寸也初选为：bh=300mm600mm横向次梁：跨度L=6300mm h=(1/121/18)L=525mm350mm 取h=450mm 225mm150mm 取b=250mm故横向次梁初选截面尺寸为：bh=250mm450mm（3）框架柱:3000=374.7mm281mm b=(12/3)h 取b=h 按轴力估算: A、D列柱: No=823.93.15 m214KN/m2=2752KN B、C列柱: No=823.96.8 m214KN/m2=6027KN 按轴压比验算:此建筑抗震等级为三级，=0.9 选C30型混凝土 =14.3 N/ N=1.2No B、C列柱： (2.1)AD列柱：

5、 (2.2)故初选柱截面尺寸为： B、C列柱： bh=750mm750mm AD列柱： bh=600mm600mm2.3 确定结构计算简图2.3.1 三个假设：平面结构假定：认为每一方向的水平力只由该方向的抗侧力结构承担，垂直于该方向的抗侧力结构不受力；楼板在自身平面内在水平荷载作用下，框架之间不产生相对位移；不考虑水平荷载作用下的扭转作用。2.3.2 计算简图根据结构平面布置图,选定第5轴线作为计算单元. 如图2.2所示 框架梁跨度(按柱中心线确定)：AB、CD跨: 6300mmBC跨: 7500mm框架柱高度：假定基础顶面到室外地面的距离为500mm,则可取底层:H1=4500+300+5

6、00=5300mm 其它层:H2=H3=H4=H5=H6=H7=H8=H9=3000mm框架计算简图如图2.3所示图2.2 框架计算单元2.4 梁柱惯性矩,线刚度,相对线刚度计算2.4.1 梁柱惯性矩计算计算梁截面惯性矩时，考虑到现浇楼板的作用，边跨取I=1.5IO，中跨取I=2IO（IO为不考虑梁翼缘作用的梁截面惯性矩）图2.3 框架计算简图主要框架梁： (2.3)次要框架梁： (2.4)边框架梁： (2.5)中框架梁： (2.6)内柱： (2.7)外柱： (2.8)2.4.2 梁柱线刚度计算根据公式 i=EI/l (2.9)可以得出梁柱的线刚度如下(E=EC)梁： iA8B8= iC8D8

7、=3.125109E/6300=0.5106E ib8C8=14.06109E/7500=1.87106E柱： iD1D0=1.081010E/5300=2.04106E iC1C0=2.641010E/5300=4.98106E iD7D8=1.081010E/3000=3.6106E iC7C8=2.641010E/3000=8.8106E 2.4.3 梁柱相对线刚度计算取iD1D0值作为基准值1.算得梁柱的相对线刚度标于图2.3中。3. 荷载标准值计算3.1 永久荷载3.1.1 作用于框架梁上的均布荷载1 屋面恒载三毡四油屋面防水层 0.4kN/m21:3水泥沙浆找平层 20mm 0.4

8、kN/m2水泥蛭石板保温层 60mm 0.12kN/m21:8水泥炉渣找坡 80mm 1.44kN/m21:3水泥沙浆找平层 20mm 0.4kN/m2现浇钢筋混凝土板 100mm 2.5kN/m2板底抹灰 20mm 0.4kN/m2 合计5.66kN/m2 2 楼面恒载水磨石地面 0.65kN/m2现浇钢筋混凝土板 100mm 2.5kN/m2板底抹灰 20mm 0.4kN/m2 合计3.55kN/m23 框架梁自重边跨框架梁： 0.330.5325=3.75kN/m 中跨框架梁： 0.430.75325=7.5kN/m 4 柱子自重 上层柱： 外柱： 0.630.632533=27kN /

9、根 内柱： 0. 7530.7532533=42.2kN /根 底层柱： 外柱： 0.630.632535.3=47.7kN /根 内柱： 0. 7530.7532535.3=74.5kN /根5 墙自重及两面抹灰女儿墙：0.2531.538=3KN/m 两面抹灰： 0.8kN/m28层： 内墙: 0.23（3-0.5）38=4kN/m 0.23（3-0.75）38=3.6kN/m 外墙: 0.253（3-0.5）38=5kN/m 0.253（3-0.75）38=4.5kN/m 底层: 0.253（4.5-0.75）38=7.5kN/m 0.253（4.5-0.5）38=7.5 kN/m6 作

10、用在框架梁上的恒载（走廊板按单向板计算）楼面荷载分配按双向板进行等效分配短向分配：5aq/8 (3.1) 长向分配： (3.2)顶层：（走廊板按单向板计算） 边跨框架梁自重 0.330.5325=3.75 kN/m 梁侧粉刷 23（0.5-0.1）30.02317=0.27 kN/m 中跨框架梁自重 0.430.75325=7.5 kN/m 梁侧粉刷 23（0.75-0.1）30.02317=0.44 kN/m qA1=qB1=qG4=qH4=5.6630.533.9=11.04 kN/m(峰值) 则等效均布荷载为q=9.25 kN/m qE4=qF3=qC4=Qd1=2.5530.535.6

11、6=7.22 kN/m(峰值) 则等效均布荷载为 q=5aq/8=537.22/8=4.51 kN/m 所以，作用在框架梁上的线荷载为： qL5=qL1=4.02+9.2532=22.52 kN/m qL2=qL4=7.94+4.5132=16.96 kN/mqL3=7.94 kN/m同理可求得作用在框架梁上的集中荷载为F=146.15kN作用在标准层梁上的线荷载以及集中荷载同理可以求出，在此不再赘述，仅列结果如下：标准层框架梁上的线荷载为： qL5=qL1=9.72+5.832=21.32 kN/m qL2=qL4=13.07+2.8332=18.73 kN/mqL3=7.94 kN/m集中

12、荷载为F=157.57KN3.1.2 恒载作用于框架柱上的集中荷载计算方法：每层柱分为上下两个截面，其中：上截面集中荷载=与柱相连接的纵向框架梁自重以及其上墙体、次梁传来恒载、楼面结构层传来恒载之和下截面集中荷载=上截面传来荷载+该层柱自重1 边跨 顶层： 连系梁自重 qL6=qL7= qL16=qL17=0.330.6325=4.5 kN/m 梁侧粉刷 23（0.6-0.1）30.02317=0.34 kN/m 横向次梁自重 L18=qL19= qL24=qL25=0.2530.45325=2.81 kN/m 侧粉刷 23（0.45-0.1）30.02317=0.24 kN/m 女儿墙自重

13、337.8=23.4 kN 墙面抹灰 0.8 kN/m qA3=qB3=qG2=qH2=5.6630.533.9=11.04 kN/m(峰值) 则等效均布荷载为q=9.25 kN/m qA2=qB2=qG3=qH3=5.6630.533.9=11.04 kN/m(峰值)则等效均布荷载为 q=5aq/8=5311.04/8=6.9 kN/m 所以，作用在边跨柱顶的集中荷载为 F81 =（3.05+9.25）36.3/（232）+（4.84+6.9+0.8）33.932+23.4 =159.96KN作用在边跨柱底的集中荷载为 F82=159.96+27=187.96KN七层： 连系梁自重 qL6=

14、qL7= qL16=qL17=0.330.6325=4.5 kN/m 梁侧粉刷 23（0.6-0.1）30.02317=0.34 kN/m 连系梁上纵墙自重 0.253（3-0.6）3837.8=37.44 kN 墙面粉刷 23（3-0.6）30.02317=1.63kN/m横向次梁自重 L18=qL19= qL24=qL25=0.2530.45325=2.81kN/m 梁侧粉刷 23（0.45-0.1）30.02317=0.24kN/m 横向次梁上横墙自重 0.23（3-0.45）38=4.08kN/m 墙面粉刷 23（3-0.45）30.02317=1.73kN/mqA3=qB3=qG2=

15、qH2=3.5530.533.9=6.92 kN/m(峰值)则等效均布荷载为q=5.8kN/m qA2=qB2=qG3=qH3=3.5530.533.9=6.92 kN/m(峰值)则等效均布荷载为 q=5aq/8=536.92/8=4.33 kN/m 所以，作用在边跨柱顶的集中荷载为 F71 =（4.84+4.33+1.63）37.8/2+（3.05+5.8+4.08+1.72）36.3/（232）32+37.44+179.16=167.86+187.96=354.82KN作用在边跨柱底的集中荷载为 F72=354.82+27=381.82KN同理可算得其余各层柱集中荷载，在此不再赘述，仅列结

16、果如下六层 F61=167.86+381.82=549.68KN F62=549.68+27=576.68KN 五层 F51=167.86+576.68=744.54KN F52=744.54+27=771.54KN 四层 F41=167.86+771.54=939.4KN F42=939.4+27=966.4KN 三层 F31=167.86+966.4=1134.26KN F32=1134.26+27=1161.26KN 二层 F21=167.86+1161.26=1329.12KN F22=1329.12+27=1356.12KN 一层 F11=167.86+1356.12=1523.98

17、KN F12=1523.98+47.7=1571.68KN2 中跨 顶层：连系梁自重 qL14=qL15= qL18=qL19=0.330.6325=4.5 kN/m 梁侧粉刷 23（0.6-0.1）30.02317=0.34 kN/m qA4=qB4=qG1=qH1=5.6630.533.9=11.04 kN/m(峰值) 则等效均布荷载为q=5aq/8=5311.04/8=6.9 kN/m qE1=qF2=qC1=qD2=5.6630.532.55=7.22kN/m(峰值)则等效均布荷载为q=5.93kN/m所以，作用在中跨柱顶的集中荷载为 F81 =（4.84+6.9+5.93）37.83

18、2/2+（6.3+2.55）33.05/2+4.1532.55/2 +9.2536.3/2=185.75KN 作用在边跨柱底的集中荷载为 F82=185.75+42.2=227.95KN七层： 连系梁自重 qL8=qL9= qL14=qL15=0.330.6325=4.5 kN/m 梁侧粉刷 23（0.6-0.1）30.02317=0.34 kN/m 横向次梁自重 L18=qL19=qL24=qL25=L20=qL21=qL22=qL23=0.2530.45325=2.81kN/m 梁侧粉刷 23（0.45-0.1）30.02317=0.24kN/m 横向次梁上横墙自重 0.23（3-0.45

19、）38=4.08kN/m 墙面粉刷 23（3-0.45）30.02317=1.73kN/mqA4=qB4=qG1=qH1=3.5530.533.9=6.92kN/m(峰值) 则等效均布荷载为q=5aq/8=536.92/8=4.33kN/m qE1=qF2=qC1=qD2=3.5530.532.55=4.53kN/m(峰值)则等效均布荷载为q=3.72kN/m所以，作用在中跨柱顶的集中荷载为 F71 =(4.84+4.33+3.72)37.832/2+（6.3+2.55）38.86/2+2.8332.55/2 +5.836.3/2+242=161.63+227.95=389.58KN 作用在边

20、跨柱底的集中荷载为 F72=389.58+42.2=431.78KN同理可算得其余各层柱集中荷载，在此不再赘述，仅列结果如下六层 F61=161.63+431.78=593.41KN F62=593.41+42.2=635.61KN 五层 F51=161.63+635.61=797.24KN F52=797.24+42.2=839.44KN 四层 F41=161.63+839.44=1000.74KN F42=1000.74+42.2=1042.94KN 三层 F31=161.63+1042.94=1204.24KN F32=1204.24+42.2=1246.44KN 二层 F21=161.

21、63+1246.44=1408.07KN F22=1408.07+42.2=1450.27KN 一层 F11=161.63+1450.27=1611.9KN F12=1611.9+74.5=1686.4KN恒载作用受荷简图如图3.1所示 3.2 活荷载查荷载规范：楼面均布活荷载标准值为2.0KN/m2,上人屋面均布活荷载标准值为2.0KN/m2 。3.2.1 作用在框架梁上的活荷载1 作用在框架梁上的均布活荷载 qL1=qL5=2.030.533.932=7.8kN/m(峰值)则等效均布荷载为图3.1 恒载作用受荷简图 q=6.54KN/m qL2=qL4=2.030.532.5532=5.1

22、kN/m(峰值)则等效均布荷载为q=5aq/8=535.1/8=3.19kN/m2 作用在框架梁上的集中活荷载 qE3=qF4=qC3=qD4=2.030.532.55=5.1kN/m(峰值)则等效均布荷载为q=4.0KN/m qI1=qI2=qK1=qK2=2.030.532.4=2.4kN/m（均值） qC2=qE2=qF1=qD3=2.030.532.55=2.55kN/m（峰值）则等效均布荷载为q=5aq/8=532.55/8=1.59kN/m所以集中荷载为F=1.5932.55/(232)+2.437.8/2+4.037.8/232=51.95KN3.2.2 作用在框架柱上的集中活荷

23、载1 边跨 qA2=qB2=qG3=qH3=2.030.533.9=3.9kN/m（峰值）则等效均布荷载为q=5aq/8=533.9/8=2.44kN/m qA3=qB3=qG2=qH2=2.030.533.9=3.9kN/m（峰值）则等效均布荷载为 q=3.27 kN/m所以，作用在边跨柱子上的集中活载为 FA=FD=2.4437.832/2+3.2736.332/(232)=29.33KN2 中跨 qA4=qB4=qG1=qH1=2.030.533.9=3.9kN/m（峰值）则等效均布荷载为q=5aq/8=533.9/8=2.44kN/m qC1=qE1=qF2=qD2=2.030.532

24、.55=2.55kN/m（峰值）则等效均布荷载为 q=2.09kN/m所以，作用在边跨柱子上的集中活载为 FB=FC=(2.44+2.09)37.8+1.5932.55/2+3.2736.3/2=47.66KN 活载作用受荷简图如图3.2所示 图3.2 活载作用受荷简图3.3 风荷载 风压标准值计算公式为：w=ZSZ0 本地区基本风压为：w0=0.35地面粗糙类别为C类；风振系数：Z=1+Hi/H3/Z (3.3) 表3.1层次12345678Hi（第i层距离室外地面的高度）4.87.810.813.816.819.822.825.8H总=30.9m B58m H/B0.5查表：脉动影响系数=

25、0.40 表3.2离地面高度（m）z4.87.810.813.816.819.822.825.8风压高度系数Z0.740.740.740.740.7760.8360.8850.933结构基本周期：=0.41 (3.4)0 =0.3530.62=0.22kN/m2 (3.5)0T2=0.2230.412=0.04 (3.6)查表得：脉动增大系数=1.17Z=1+Hi/H3/Z (3.7) 表3.3Z4.87.810.813.816.819.822.825.8Z1.131.191.261.341.391.431.471.50k=ZSZ0 (3.8)结构高度H=25.830m,故取Z=1.0, S=

26、1.3 表 3.4z4.87.810.813.816.819.822.825.8k0.380.400.420.450.490.540.590.64转化为集中荷载（受荷面与计算单元同）8层： FW8K=7.83(3.0/2+1.5)30.64=14.98KN7层： FW7K=7.833.03（0.64+0.59）42=28.78KN6层： FW6K=7.833.03（0.59+0.54）42=26.44KN5层： FW5K=7.833.03（0.54+0.49）42=24.1KN4层： FW4K=7.833.03（0.49+0.45）42=22KN3层： FW3K=7.833.03（0.45+0

27、.42）42=20.36KN2层： FW2K=7.833.03（0.42+0.4）42=19.19KN1层： FW1K=7.830.433.0/2+3.630.3834.8=18.91 KN风荷载受荷简图如图3.3所示图3.3 风载作用受荷简图3.4 地震荷载3.4.1 重力荷载代表值计算 所谓重力荷载代表值是指的一个变形缝范围内楼层所有恒载与活荷载标准值的组合值，即恒载0.5活载,具体计算结果如下:1 恒载 屋面重力值：G面=5.663（3.036.5+7.837320.1-2.137.8-7.836.75-336.3）=5515KN 楼板重力值：G板=3.553（3.036.5+7.837

28、320.1-2.137.8-7.836.75-336.3）=3459K梁重力值：G1=0.430.7536.532539+0.330.536.3325317+0.330.637.8325336+0.330.63334325+0.330.637.832535+0.2530.4538.85325313+(230.0236.539+230.0236.3317+230.0237.8336+230.02333 4+230.0237.835+230.0238.85313)317=3073KN 柱重力值： G上柱=27317+42.2318+0.2530.2532533312=1256KN G底柱=47.7

29、317+74.5318+0.2530.2532535.3312=2218KN突出屋面部分板自重：G2=6.7537.8=52.65KN楼梯自重：楼梯间荷载近似取为楼面荷载的1.5倍，即q=3.5531.5=5.3KN/m2 为了安全起见取大值，可取q=6KN/m2，则楼梯自重为G梯=63(3.036.3+7.836.75+3.036.3)=542.7KN墙重力值：G女儿墙=（2320.1+332+7.83532+2.132+7.833）33=455.4KN 标准层墙重：G3=0.2531.238358.0332+0.330.2536.33832+0.253337.538+0.25383332.

30、132+0.2531.237.538+0.233383(58.03-15)32+0.2538333(3+2.433)+0.23338317.7312=1936KNG标门窗=0.431.2358.0332+0.132.131.03(1532+1232)=67KNG墙 = 0.2531.538358.03+0.2534.538320.132+0.234.5383 13.836=1132KNG底门窗=0.432.6358.03+0.433.8358.03=148KNG突柱 =0.2530.2535.4325312=101KNG突墙 =0.2535.436.753238+0.2535.432.738+

31、0.2535.432.438+0.2535.438.8538+0.2535.436.338+0.2535.437.838=449KN2 活荷载 Q=2.03(3313.8+20.137.835+7.832311.25+4.836.3)=2062KN Q突板=2.03(7.836.75+336.3)=143KN3 重力荷载代表值 G8 = G面+G梁+G上柱/2+ G标墙/2+Q/2+ G女儿墙+（G2+G突墙+G突柱+Q突板/2）33 =5515+3073+1256/2+455.4+1936/2+2062/2+（52.65+101+449+143/2）=12733KN G7= G板+G梁+G上

32、柱+ G标墙+Q/2 =3459+3073+1256+1936+2062/2=10755KNG2=G3=G4=G5=G6=G7=10755KN G1= G板+G梁+G上柱/2+G底柱/2+G标墙/2+G底墙/2+Q/2 =3459+3073+1256/2+2218/2+1936/2+1132/2+2062/2 =10834KN3.4.2 柱抗侧移刚度D的计算1 横梁线刚度为了简化计算，框架梁截面惯性矩增大系数取1.2AB、CD跨：kb=iC8D81.2=51053331041.2=183109NmmBC跨： kb=iB8C81.2=18.71053331041.2=67.33109 Nmm2

33、柱的线刚度边柱：底层： kc=20.43105333104=61.23109Nmm 其它层： kc=363105333104=1083109Nmm中柱：底层： kc=49.83105333104=149.43109Nmm 其它层： kc=883105333104=2643109Nmm3 框架柱的侧移刚度D值表3.5 28层D值的计算Dk=kb/2kc=k/(2+k)D=12kc/h2边柱A、D0.1670.07711088中柱B、C0.3230.13948928表3.6 底层D值的计算Dk=kb/2kc=k+0.5/(2+k)D=12kc/h2边柱A、D0.2940.3469046中柱B、C0

34、.5710.416265504 计算框架自振周期 各层D值汇总（见表3.7）表3.7 各层D值汇总 D值/层次柱类型28层（D值3根数）1层（D值3根数）边柱A、D轴11088317=1884969046317=153782中柱B、C轴48928318=88070426550318=477900D（KN/m）1069200631682按顶点位移法计算，考虑轻质砌块墙对框架刚度的影响，取基本周期调整系数0=0.8，计算公式为1=1.70,式中T为顶点横向框架顶点位移计算位移。按D值法计算。见表3.8 5 水平地震作用标准值和位移的计算多遇地震作用下，设防烈度为7度，查表max=0.08.龙岩市反

35、应谱特征周期查表Tg=0.35s,TgT15Tg (3.9)6 水平地震作用计算因为T1=0.88s1.43Tg=1.430.35=0.49s.尚需考虑顶部附加水平地震作用。n=0.08T1+0.07=0.0830.88+0.07=0.140 (3.10)结构总水平地震作用标准值：Fek=1Geq=0.03430.85388097=2546KN (3.11)顶部附加的集中水平地震作用为：Fn=nFek=0.1432546=356KN (3.12) 表3.8 横向框架顶点位移计算 层次Gi(kN)Di ii1=Gi/Di(m)8127331273310692000.010.41671075523

36、48810692000.020.4066107553424310692000.030.386510755 4499810692000.040.3564107555575310692000.050.3163107556650810692000.060.2662107557726310692000.070.206110834880976316820.1360.136 T1=1.730.8=0.88s (3.13) (3.14)=1083435.3+107553(8.3+11.3+14.3+17.3+20.3+23.3)+12733326.3=1422790.9KN 同理：F2=134KN F3=182KN F4=231KN F5