大學土木工程專業(yè)任務

1、.大學土木工程專業(yè)畢業(yè)設計任務書一、設計資料：1、氣象資料：本地區(qū)年平均氣溫14.5oC;年降雨量1400mm;主導風向：夏季：南、南偏東；冬季：北、西北；基本風壓：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)勘測報告）；最高地下水位：自然地面下0.8m；本工程的+0.000相當于絕對標高5.35m；3、 地震設防基本烈度：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、 建材供應情況：所有建筑材料能保證供應；施工條件：該工程由具有一級資質(zhì)的企業(yè)施工，施工單位實力雄厚，機具及技術(shù)力量均能滿足要

2、求；7、設計標高：室內(nèi)設計標高+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；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.

3、5 ；電梯機房7.0 ；盥洗室2.0 。二、結(jié)構(gòu)布置及結(jié)構(gòu)計算簡圖的確定：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考慮到現(xiàn)澆樓板的作用，取 ，結(jié)構(gòu)計算簡圖如圖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軸為框架方向計算軸） 圖2，荷載分布簡圖 圖3： 結(jié)構(gòu)計算簡圖三、荷載計算：1、恒荷載計算：1.1屋面框架梁線荷載標準值：1.1.1屋面恒荷載：20m

4、m厚1：2水泥砂漿找平 100140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準值：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)點集中荷載標準值：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

5、屋面荷載 傳來跨中集中荷載 1.3.3頂層中柱節(jié)點集中荷載次梁： 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)點集中荷載標準值：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)計算簡圖2、活荷載計算：活荷載作用下的結(jié)構(gòu)計算簡圖如圖5所示，圖中各荷載值計算如下2.1

6、屋面活荷載 （i1,2,3,4,5） （i1,2,3,4,5） 跨中集中荷載 （i1,2,3,4,5）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)計算簡圖3、風荷載計算：風壓標準計算公式：因結(jié)構(gòu)高度，可取，對于矩形截面，可查荷載規(guī)范，將風荷載換成作用于框架每層節(jié)點上的集中荷載，計算過程如表1所示，表中為框架節(jié)點至室外地面的高度，A為一榀框架各層節(jié)點的受風面積，計算結(jié)果如圖6所示：層次（m）622.21.2870.4512.489.40518.31.21312.879.13414.41.12312.87

7、8.46310.51.01412.877.6326.61.012.877.5312.71.010.896.37 圖 6：風荷載計算結(jié)果（單位：kN）四、內(nèi)力計算：1、恒載作用下的內(nèi)力計算：恒載（豎向荷載）作用下的內(nèi)力計算采用分層法，根據(jù)假定，除底層柱以外，上部柱線剛度取框架柱實際線剛度的0.9倍。對于對稱結(jié)構(gòu)，取半結(jié)構(gòu)計算。1.1標準層： 計算簡圖：分解為三種荷載分別計算桿端彎矩。以桿件左端的桿端彎矩為例，計算過程如下： 線性荷載，計算時，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桿端彎矩采用相同的方法求出，然后采用彎矩分配法進行標準層的彎矩計算，并繪出標準層彎矩

8、圖。計算過程及彎矩圖如下： 圖7：標準層彎矩分配法計算過程根據(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。繪出標準層彎矩圖如下： 圖8：標準層彎矩計算結(jié)果（單位：kN.m）1.2頂層： 圖9：頂層彎矩分配計算過程圖10：頂層彎矩計算結(jié)果（單位：kN.m）1.3底層： 桿端彎矩同標準層 圖11：底層彎矩分配計算過程 圖12：底層彎矩計算結(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)點彎矩并不一定能達到平衡，這是由于分層法計算的誤差所造成的。為提

9、高精度，可將節(jié)點不平衡彎矩再分配一次進行修正，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際荷載分布按平衡條件計算，進而可求得框架各梁柱的剪力和軸力。同時將梁端節(jié)點彎矩換算至梁端柱邊彎矩值，以備內(nèi)力組合時用?？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)力計算：樓面活荷載作用下的內(nèi)力計算采用分層法，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算。計算方法以及過程同恒荷載計算，本處僅給出結(jié)果，計算過程略。2.1頂層： 圖15：頂層活載彎矩圖（單位：kN.m

10、）2.2標準層： 圖16：標準層活載彎矩圖（單位：kN.m）2.3底層： 圖17：底層活載彎矩值 （單位：kN.m） 同恒載計算一樣，將節(jié)點不平衡彎矩再分配一次進行修正,得到豎向荷載作用下修正后的彎矩值，進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、風荷載作用下的內(nèi)力計算： 風荷載作用下的結(jié)構(gòu)計算簡圖如前所示，內(nèi)力計算用D值法，計算過程見圖。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，

11、此處僅給出A、B柱的計算過程。由附表可以查得，即，由前圖可見，風荷載分布接近于均布荷載，故由附表11-1查得： 圖20：風荷載作用下內(nèi)力計算簡圖注：左半圖：剪力在各柱間的分配；右半圖：各柱柱端彎矩計算 圖21：風荷載作用下的彎矩圖（單位：kN.m） 注：左半圖標注為柱的彎矩，右半圖標注為梁的彎矩 圖22：風荷載作用下的剪力、軸力圖（單位：kN）五、內(nèi)力組合及構(gòu)件設計： 內(nèi)力組合與構(gòu)件設計以第五層的構(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)件設計 梁設計采用C30混凝土，三級鋼筋HRB40 各梁跨中彎矩按實際的支承條件和荷載情況根據(jù)靜力平和求得，結(jié)果

12、見表1.1梁內(nèi)力組合：截面123456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+0.9×1.4×(活+風

13、)297.3246.3-164.56-343.69-317.2-285.54188.512.39-235.74215.451.93-207.051.2截面設計與選配鋼筋：截面選用鋼筋實際鋼筋1157.4875612062303.95137215263345.11177118844317.3161018845253.59128915266285.42143215261.3 梁受剪承載力復核 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)件設計以第五層柱為例進行計算柱設計采用C30混凝土，三級鋼

14、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61.2160.77-11.3-909200195.52341.83317.3131.28-5.440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+0.9×1.4

15、5;(活+風)107.23100.69-24.96-20.795.914.84290.19543.52501.2353.32-11.732.762.2 截面設計與選配鋼筋：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.

16、84501.2329.661.68239.8377.89405615六、樓板計算： 樓板包含有單向板和雙向板，取各自其中一塊進行計算。 設計采用C30混凝土，一級鋼筋HPB2351、雙向板的計算：1.1荷載計算： ， ， ， ； 1.2彎矩計算：計算跨度： ， 據(jù)此查表得：固支鉸支 由上述系數(shù)求得： 1.3截面設計： 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，。列表計算如下： 截面實配鋼筋配筋實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、單向板計算：2.1 荷載計算： ， 2.2 截面設計板水

17、平計算跨度： 彎矩設計值： 截面有效高度 < =滿足要求 選， 支座處按構(gòu)造配筋七、樓梯計算： 設計資料：采用板式樓梯。層高3.9m，踏步尺寸。C30混凝土，一級鋼筋HPB235樓梯上均布荷載標準值。樓梯結(jié)構(gòu)布置如下圖： 圖24：樓梯結(jié)構(gòu)平面1、 樓梯板計算：1.1計算資料板傾斜度：，；設板厚取1m寬板帶計算1.2荷載計算： 恒載 水磨石面層 三角形踏步 斜板 板底抹灰 活荷載 2.5 組合的總荷載設計值： 1.3截面設計：板水平計算跨度：彎矩設計值： 有效高度 滿足要求選配，實配鋼筋面積分布筋，每級踏步下2根1.4半柱設計： 柱子采用構(gòu)造配筋，取 箍筋采用2、 平臺板計算取平臺板厚，取

18、1m寬板帶計算2.1荷載計算：恒載 水磨石面層 100厚混凝土板 板底抹灰 活荷載 2.5 組合后的總荷載設計值： 2.2 截面設計：板的計算跨度：彎矩設計值：有效高度：滿足要求 選配鋼筋，實配鋼筋面積 分布筋配；3、平臺梁的計算 梁截面 設計采用C30混凝土，二級鋼筋HRB3353.1荷載計算：恒載 梁自重 粉刷 平臺板傳來荷載 樓梯 活荷載 荷載設計值： 3.2截面設計：平臺梁截面： ， 可得彎矩設計值： 剪力： 梁跨中截面按倒L形梁計算： 屬于第一類T形截面，則： 滿足要求 選配，實配鋼筋面積支座處配，箍筋校核斜截面受剪承載力計算： 滿足要求八、基礎設計資料： 根據(jù)杭州市勘察設計研究院提供的巖土工程勘察報告，層消除液化后作基礎持力層。擬采用截面為的先張法預應力管樁，樁長?；鶚敦Q向承載力值，水平承載力，承臺混凝土強度等級為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計值均已選定，樁身結(jié)構(gòu)設計從略。初選樁數(shù)： 取樁數(shù)為4根樁距 圖24：樁基礎示意圖2、初選承臺尺寸 取承臺尺寸為 詳細尺寸及布柱如圖所示。承臺