大學(xué)土木工作專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書

1、一、設(shè)計(jì)資料：1、氣象資料：本地區(qū)年平均氣溫14.5oc;年降雨量1400mm;主導(dǎo)風(fēng)向：夏季：南、南偏東；冬季：北、西北；基本風(fēng)壓：0.45kn/m2;最大積雪深度170mm，基本雪壓0.4 kn/ m2；2、工程地質(zhì)及水文地質(zhì)資料：地基容許承載， ii類場地（詳見地質(zhì)勘測報(bào)告）；最高地下水位：自然地面下0.8m；本工程的+0.000相當(dāng)于絕對標(biāo)高5.35m；3、 地震設(shè)防基本烈度：6度；4、 樓面和屋面活荷載按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范取用；5、 建材供應(yīng)情況：所有建筑材料能保證供應(yīng)；施工條件：該工程由具有一級資質(zhì)的企業(yè)施工，施工單位實(shí)力雄厚，機(jī)具及技術(shù)力量均能滿足要求；7、設(shè)計(jì)標(biāo)高：室內(nèi)設(shè)計(jì)標(biāo)高+

2、0.000，室內(nèi)外高差2600mm；8、墻身做法：墻身為粉煤灰輕渣空心砌塊填充墻，用m5混合砂漿砌筑；內(nèi)粉刷為混合砂漿底，紙筋灰面，厚20mm，“803”內(nèi)墻涂料兩度，外墻為貼瓷磚墻面。9、樓面做法：水磨石地面（頂面20mm水泥砂漿打底，5mm厚粉刷；底面15mm厚紙筋石灰抹底）；10、屋面做法：現(xiàn)澆樓板上鋪膨脹珍珠巖保溫層（檐口處厚100mm，2%自兩側(cè)檐口向中間找坡），1:2水泥砂漿找平層厚20mm，二氈三油防水層，撒綠豆砂漿保護(hù)；11、門窗做法：門廳處為鋁合金門窗，其他均為木門、鋼窗；12、活荷載：屋面活荷載2.0 ;樓面活荷載2.0 ；走廊樓面活荷載2.5 ；電梯機(jī)房7.0 ；盥洗室2

3、.0 。二、結(jié)構(gòu)布置及結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖的確定：結(jié)構(gòu)平面布置見圖1，各構(gòu)件尺寸確定如下：梁：框架梁： 取 聯(lián)系梁：取 柱：角柱截面 中柱截面 樓板：樓板現(xiàn)澆樓板厚 100 根據(jù)地質(zhì)資料，確定基礎(chǔ)頂面離室外地面為500mm，由此可得底層層高為3.15m。各梁柱構(gòu)件的線剛度如圖所示。其中在求梁截面慣性矩時(shí)考慮到現(xiàn)澆樓板的作用，取 ，結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖如圖3所示。梁：柱：上部各層柱： 底層柱： 圖1，結(jié)構(gòu)平面布置圖（局部） （注：b軸為框架方向計(jì)算軸） 圖2，荷載分布簡圖 圖3： 結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖三、荷載計(jì)算：1、恒荷載計(jì)算：1.1屋面框架梁線荷載標(biāo)準(zhǔn)值：1.1.1屋面恒荷載：20mm厚1：2水泥砂漿找平 1001

4、40厚（2%找坡）珍珠巖 100mm厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板 15mm厚紙筋石灰抹底 1.1.2框架梁： 自重 粉刷 因此，作用在頂層框架上的線荷載為： 1.2樓面框架梁線荷載標(biāo)準(zhǔn)值：1.2.1樓面恒荷載25mm厚水泥沙漿面層 100mm厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板 15mm厚紙筋石灰抹底 1.2.2框架梁：粉刷及自重 1.2.3填充墻：自重 粉刷 因此，作用在中間層框架梁上的線荷載為： 1.3屋面框架節(jié)點(diǎn)集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值：1.3.1跨中集中荷載：連系梁：自重 粉刷 連系梁傳來屋面自重： 1.3.2頂層邊節(jié)點(diǎn)集中荷載：邊柱連系梁：自重 粉刷 1m高女兒墻：自重 粉刷 邊梁傳來屋面荷載 傳來跨中集中荷載 1.

5、3.3頂層中柱節(jié)點(diǎn)集中荷載次梁： 自重 粉刷 連系梁傳來屋面自重 連系梁傳來集中荷載 1.4樓面框架節(jié)點(diǎn)集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值：1.4.1跨中集中荷載：連系梁：自重 粉刷 連系梁傳來屋面自重： 1.4.2樓面邊節(jié)點(diǎn)集中荷載：邊柱連系梁：自重 粉刷 鋼窗自重： 窗下墻體：自重 粉刷 窗邊墻體：自重 粉刷 框架柱：自重 粉刷 邊梁傳來屋面荷載 傳來跨中集中荷載 1.4.3樓面中柱節(jié)點(diǎn)集中荷載次梁及連系梁： 自重 粉刷 內(nèi)墻：自重 粉刷 傳來屋面自重 傳來集中荷載 圖4 恒荷載作用下的結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖2、活荷載計(jì)算：活荷載作用下的結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖如圖5所示，圖中各荷載值計(jì)算如下2.1屋面活荷載 （i1,2,3,4,

6、5） （i1,2,3,4,5） 跨中集中荷載 （i1,2,3,4,5）2.2樓面活荷載 （i1,2,3,4,5） （i1,2,3,4,5） 跨中集中荷載 （i1,2,3,4,5） 圖5 樓面活荷載作用下的結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖3、風(fēng)荷載計(jì)算：風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算公式：因結(jié)構(gòu)高度，可取，對于矩形截面，可查荷載規(guī)范，將風(fēng)荷載換成作用于框架每層節(jié)點(diǎn)上的集中荷載，計(jì)算過程如表1所示，表中為框架節(jié)點(diǎn)至室外地面的高度，a為一榀框架各層節(jié)點(diǎn)的受風(fēng)面積，計(jì)算結(jié)果如圖6所示：層次（m）622.21.2870.4512.489.40518.31.21312.879.13414.41.12312.878.46310.51.01412

7、.877.6326.61.012.877.5312.71.010.896.37 圖 6：風(fēng)荷載計(jì)算結(jié)果（單位：kn）四、內(nèi)力計(jì)算：1、恒載作用下的內(nèi)力計(jì)算：恒載（豎向荷載）作用下的內(nèi)力計(jì)算采用分層法，根據(jù)假定，除底層柱以外，上部柱線剛度取框架柱實(shí)際線剛度的0.9倍。對于對稱結(jié)構(gòu)，取半結(jié)構(gòu)計(jì)算。1.1標(biāo)準(zhǔn)層： 計(jì)算簡圖：分解為三種荷載分別計(jì)算桿端彎矩。以桿件左端的桿端彎矩為例，計(jì)算過程如下： 線性荷載，計(jì)算時(shí)，可以取等效均布荷載為 所以，桿件左端的桿端彎矩 半結(jié)構(gòu)中的其它桿件的各個(gè)桿端彎矩采用相同的方法求出，然后采用彎矩分配法進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)層的彎矩計(jì)算，并繪出標(biāo)準(zhǔn)層彎矩圖。計(jì)算過程及彎矩圖如下： 圖7

8、：標(biāo)準(zhǔn)層彎矩分配法計(jì)算過程根據(jù)分層法的假定，除底層柱以外的上部各層柱的傳遞系數(shù)取為，底層柱取為。繪出標(biāo)準(zhǔn)層彎矩圖如下： 圖8：標(biāo)準(zhǔn)層彎矩計(jì)算結(jié)果（單位：kn.m）1.2頂層： 圖9：頂層彎矩分配計(jì)算過程圖10：頂層彎矩計(jì)算結(jié)果（單位：kn.m）1.3底層： 桿端彎矩同標(biāo)準(zhǔn)層 圖11：底層彎矩分配計(jì)算過程 圖12：底層彎矩計(jì)算結(jié)果（單位：kn.m） 圖13：恒載彎矩圖，右邊括號內(nèi)為柱邊梁截面彎矩值 (單位： ）將各層分層法求得的彎矩圖疊加，可得整個(gè)框架結(jié)構(gòu)在活載作用下的彎矩圖。很顯然，疊加后框架內(nèi)各節(jié)點(diǎn)彎矩并不一定能達(dá)到平衡，這是由于分層法計(jì)算的誤差所造成的。為提高精度，可將節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩再分配

9、一次進(jìn)行修正，修正后的彎矩圖如上?？缰袕澗匦韪鶕?jù)求得的支座彎矩和各跨的實(shí)際荷載分布按平衡條件計(jì)算，進(jìn)而可求得框架各梁柱的剪力和軸力。同時(shí)將梁端節(jié)點(diǎn)彎矩?fù)Q算至梁端柱邊彎矩值，以備內(nèi)力組合時(shí)用?？蚣芰涸诤愫奢d作用下的剪力軸力圖如圖所示，其中剪力圖為已經(jīng)換算成柱邊梁截面的剪力值。 圖14：恒載作用下梁剪力、柱軸力圖（單位：kn）2、活荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算：樓面活荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算采用分層法，活載滿跨布置，不考慮活荷載分布的最不利組合，同樣采用彎矩分配法計(jì)算。計(jì)算方法以及過程同恒荷載計(jì)算，本處僅給出結(jié)果，計(jì)算過程略。2.1頂層： 圖15：頂層活載彎矩圖（單位：kn.m）2.2標(biāo)準(zhǔn)層： 圖16：標(biāo)準(zhǔn)層

10、活載彎矩圖（單位：kn.m）2.3底層： 圖17：底層活載彎矩值 （單位：kn.m） 同恒載計(jì)算一樣，將節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩再分配一次進(jìn)行修正,得到豎向荷載作用下修正后的彎矩值，進(jìn)而求得框架各梁柱的剪力和軸力。將彎矩和剪力換算到柱邊梁截面以備內(nèi)力組合時(shí)用，修正后的彎矩圖、剪力圖和軸力圖如下所示：圖18：活載彎矩圖，右邊括號內(nèi)為換算到柱邊截面的梁彎矩值（單位：kn.m）圖19：活載作用下梁剪力、柱軸力圖（單位：kn）3、風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算： 風(fēng)荷載作用下的結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖如前所示，內(nèi)力計(jì)算用d值法，計(jì)算過程見圖。由于a柱與e柱內(nèi)力相同，b、c、d柱彎矩相同。為簡潔起見，此處僅給出a、b柱的計(jì)算過程。由

11、附表可以查得，即，由前圖可見，風(fēng)荷載分布接近于均布荷載，故由附表11-1查得： 圖20：風(fēng)荷載作用下內(nèi)力計(jì)算簡圖注：左半圖：剪力在各柱間的分配；右半圖：各柱柱端彎矩計(jì)算 圖21：風(fēng)荷載作用下的彎矩圖（單位：kn.m） 注：左半圖標(biāo)注為柱的彎矩，右半圖標(biāo)注為梁的彎矩 圖22：風(fēng)荷載作用下的剪力、軸力圖（單位：kn）五、內(nèi)力組合及構(gòu)件設(shè)計(jì)： 內(nèi)力組合與構(gòu)件設(shè)計(jì)以第五層的構(gòu)件為例。梁和柱的控制截面選取入下圖所示：圖23：梁柱控制截面示意圖1、梁的內(nèi)力組合與構(gòu)件設(shè)計(jì) 梁設(shè)計(jì)采用c30混凝土，三級鋼筋hrb40 各梁跨中彎矩按實(shí)際的支承條件和荷載情況根據(jù)靜力平和求得，結(jié)果見表1.1梁內(nèi)力組合：截面123

12、456恒載-95.3181.9-211.41-194.77150.62-174.49121.31-152.07139.38-134活載-30.861.19-65.3-60.1252.03-54.3132.18-41.3237.52-35.98風(fēng)載9.041.466.136.1306.131.91.91.91.531.531.531.2恒+1.4活303.95253.59-157.48-345.11-317.3-285.42190.62-240.33219.78-211.171.2恒+0.91.4(活+風(fēng))297.3246.3-164.56-343.69-317.2-285.54188.512.

13、39-235.74215.451.93-207.051.2截面設(shè)計(jì)與選配鋼筋：截面選用鋼筋實(shí)際鋼筋1157.4875612062303.95137215263345.11177118844317.3161018845253.59128915266285.42143215261.3 梁受剪承載力復(fù)核 箍筋取 由于梁上均布荷載約占總荷載的75，因此受剪承載力可以按下式計(jì)算： 受剪承載力滿足要求。梁中不需要配置彎起鋼筋。 2、柱的內(nèi)力組合與構(gòu)件設(shè)計(jì)以第五層柱為例進(jìn)行計(jì)算柱設(shè)計(jì)采用c30混凝土，三級鋼筋hrb400初選尺寸為 ，采用對稱配筋2.1第五層柱的內(nèi)力組合截面荷載a柱b柱c柱上下上下上下恒載6

14、1.2160.77-11.3-909200195.52341.83317.3131.28-5.440活載23.1619.61-4.36-3.210043.35105.6595.610.97-1.940風(fēng)載3.652.434.693.844.693.840.750.1601.562.192.191.2恒+1.4活105.88100.38-19.66-16.400295.34558.11514.6152.89-9.2401.2恒+0.91.4(活+風(fēng))107.23100.69-24.96-20.795.914.84290.19543.52501.2353.32-11.732.762.2 截面設(shè)計(jì)與

15、選配鋼筋：桿件截面配筋面積a柱上107.23290.19369.521.05598.9945.1464.56615下100.69290.19366.981.06578.9945.1422.11615b柱上-24.96543.5265.921.32277.0184.5405615下-20.79543.5258.251.36269.2284.5405615c柱上5.91501.2331.791.63241.8277.89405615下4.84501.2329.661.68239.8377.89405615六、樓板計(jì)算： 樓板包含有單向板和雙向板，取各自其中一塊進(jìn)行計(jì)算。 設(shè)計(jì)采用c30混凝土，一級

16、鋼筋hpb2351、雙向板的計(jì)算：1.1荷載計(jì)算： ， ， ， ； 1.2彎矩計(jì)算：計(jì)算跨度： ， 據(jù)此查表得：固支鉸支 由上述系數(shù)求得： 1.3截面設(shè)計(jì)： 有效高度：短跨方向取長跨方向取支座截面板四邊與梁整體連接，彎矩折減20取，。列表計(jì)算如下： 截面實(shí)配鋼筋配筋實(shí)配面積跨中長跨方向80265335短跨方向70120251支座長跨方向80340419短跨方向802423142、單向板計(jì)算：2.1 荷載計(jì)算： ， 2.2 截面設(shè)計(jì)板水平計(jì)算跨度： 彎矩設(shè)計(jì)值： 截面有效高度 =滿足要求 選， 支座處按構(gòu)造配筋七、樓梯計(jì)算： 設(shè)計(jì)資料：采用板式樓梯。層高3.9m，踏步尺寸。c30混凝土，一級鋼筋

17、hpb235樓梯上均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值。樓梯結(jié)構(gòu)布置如下圖： 圖24：樓梯結(jié)構(gòu)平面1、 樓梯板計(jì)算：1.1計(jì)算資料板傾斜度：，；設(shè)板厚取1m寬板帶計(jì)算1.2荷載計(jì)算： 恒載 水磨石面層 三角形踏步 斜板 板底抹灰 活荷載 2.5 組合的總荷載設(shè)計(jì)值： 1.3截面設(shè)計(jì)：板水平計(jì)算跨度：彎矩設(shè)計(jì)值： 有效高度 滿足要求選配，實(shí)配鋼筋面積分布筋，每級踏步下2根1.4半柱設(shè)計(jì)： 柱子采用構(gòu)造配筋，取 箍筋采用2、 平臺(tái)板計(jì)算取平臺(tái)板厚，取1m寬板帶計(jì)算2.1荷載計(jì)算：恒載 水磨石面層 100厚混凝土板 板底抹灰 活荷載 2.5 組合后的總荷載設(shè)計(jì)值： 2.2 截面設(shè)計(jì)：板的計(jì)算跨度：彎矩設(shè)計(jì)值：有效高度：滿

18、足要求 選配鋼筋，實(shí)配鋼筋面積 分布筋配；3、平臺(tái)梁的計(jì)算 梁截面 設(shè)計(jì)采用c30混凝土，二級鋼筋hrb3353.1荷載計(jì)算：恒載 梁自重 粉刷 平臺(tái)板傳來荷載 樓梯 活荷載 荷載設(shè)計(jì)值： 3.2截面設(shè)計(jì)：平臺(tái)梁截面： ， 可得彎矩設(shè)計(jì)值： 剪力： 梁跨中截面按倒l形梁計(jì)算： 屬于第一類t形截面，則： 滿足要求 選配，實(shí)配鋼筋面積支座處配，箍筋校核斜截面受剪承載力計(jì)算： 滿足要求八、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)資料： 根據(jù)杭州市勘察設(shè)計(jì)研究院提供的巖土工程勘察報(bào)告，層消除液化后作基礎(chǔ)持力層。擬采用截面為的先張法預(yù)應(yīng)力管樁，樁長。基樁豎向承載力值，水平承載力，承臺(tái)混凝土強(qiáng)度等級為c30，配筋二級鋼筋hrb335。1、確定樁數(shù)及布樁基樁持力層、樁材、樁型、外形尺寸及單樁承載力設(shè)計(jì)值均已選定，樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)從略。初選樁數(shù)： 取樁數(shù)為4根樁距 圖24：樁基礎(chǔ)示意圖2、初選承臺(tái)尺寸 取承臺(tái)尺寸為 詳細(xì)尺寸及布柱如圖所示。承