【正文】 ......................................................................................................... 18 平臺(tái)梁設(shè)計(jì) ......................................................................................................... 20 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)計(jì)算 ................................................................................................................ 21 工程概況 ............................................................................................................. 21 基礎(chǔ)選型 ............................................................................................................. 21 聯(lián)合基礎(chǔ)設(shè)計(jì) ...................................................................................................... 28 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件與近似計(jì)算法對(duì)框架內(nèi)力、板、次梁的計(jì)算結(jié)果的比較與分析 ................. 31 第四章 結(jié)束語(yǔ) ........................................................................................................................... 32 謝 辭 .................................................................................................................................... 33 IV 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................... 34 附錄 ........................................................................................................................................... 35 東南大學(xué)成賢學(xué)院土木工程系畢業(yè)論文 1 第一章 前言 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是土木工程畢業(yè)設(shè)計(jì)的重要階段，是畢業(yè)前的綜合學(xué)習(xí)階段，是針對(duì)大學(xué)生期間所學(xué)專業(yè)知識(shí)的全面總結(jié)和整理，因此很有意義。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中我參考了《結(jié)構(gòu)力學(xué)》、《材料力學(xué)》、《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)》、《土力學(xué)與基礎(chǔ)工程》、《建筑結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)》，《抗震規(guī)范》、《混凝土規(guī)范》、《荷載規(guī)范》、《砌體規(guī)范》、《地基規(guī)范》等規(guī)范還有在網(wǎng)上收集了不少資料都對(duì)我的設(shè)計(jì)起了不少的幫助。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的十二周時(shí)間里，在指導(dǎo)老師的幫助引導(dǎo)下，經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算，加深了對(duì)新規(guī)范、規(guī)程、手冊(cè)等相關(guān)內(nèi)容的理解。在進(jìn)行內(nèi)力組合的計(jì)算時(shí)，也借以 Excel， Word 的幫助；在繪圖時(shí)熟練掌握了AutoCAD， PKPM 等專業(yè)軟件。 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的計(jì)算量很大，在計(jì)算過(guò)程中以手算為主，輔以一些 計(jì)算軟件的校對(duì)。 高堅(jiān) 2020 年 5 月 東南大學(xué)成賢學(xué)院土木工程系畢業(yè)論文 2 第二章 工程概況和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案 工程概況 本工程為 實(shí)驗(yàn) 樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 建筑面積 4255 平方米 ，工程所在地抗震設(shè)防烈度為 7 度 ， 抗震等級(jí)為三級(jí)，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，場(chǎng)地類別為 Ⅱ 類，設(shè)計(jì)基本地震加速度為 ，工程所在地基本風(fēng)壓值 kN/m178。樓蓋及屋蓋均采用現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)，板厚 分別為 100mm（ 樓面 ） ， 120mm（屋頂） 。 氣候條件 本地區(qū)主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲髂巷L(fēng) ， 基本風(fēng)壓值見(jiàn) 表 1，基本雪壓值為 2kN/m 。工程所用的預(yù)制構(gòu)件及建筑材料本地區(qū)均能供應(yīng)，施工單位吊裝機(jī)械和運(yùn)輸機(jī)械均較完備。對(duì)于框架結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)建筑特點(diǎn)方面：它是由鋼筋混凝土 梁、柱、節(jié)點(diǎn)及基礎(chǔ)為主框，加上樓板、填充墻、屋蓋組成的結(jié)構(gòu)形式。對(duì)于整個(gè)房屋全部采用這種結(jié)構(gòu)形式的稱為框東南大學(xué)成賢學(xué)院土木工程系畢業(yè)論文 3 架 結(jié)構(gòu)。 墻體是填充墻，僅 起圍護(hù)和分隔作用 。因此，根據(jù)框架結(jié)構(gòu)的自身特點(diǎn)，在進(jìn)行建筑、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)， 國(guó) 際上流行采用 “三統(tǒng)一 ”的原則，即 “統(tǒng)一柱面、統(tǒng)一層高、統(tǒng)一荷載 ”的模式設(shè)計(jì)。 當(dāng) 僅 采用橫 向承重方案時(shí)，橫向框架梁的截面高度大可增加框架的橫向側(cè)移剛度。 梁截面的初步確定 梁截面尺寸估算 梁截面高度一般取梁跨度的 1/12～ 1/8 進(jìn)行計(jì)算，梁寬取梁高的 1/3～ 1/2。各種梁截面 可 見(jiàn)表 。 柱截面尺寸估算： 根據(jù)柱的軸壓比限值按下列公式計(jì)算： (1)估算荷載：恒荷載（包括樓蓋、墻體等）標(biāo)準(zhǔn) 值可按 10～ 13kN/m2 估算。 (2)估算柱的軸向力：負(fù)荷面積為 8m，則柱底承受的軸向力 的設(shè)計(jì)值為： 5 (1 . 2 1 0 1 . 4 2 ) 8 5 . 2 5 3 1 0 8N ? ? ? ? ? ? ? ?kN (3)估算柱的截面尺寸：取柱的軸向力為 ，按 軸心受壓柱進(jìn)行估算。 東南大學(xué)成賢學(xué)院土木工程系畢業(yè)論文 5 第三 章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 荷載計(jì)算 樓屋面做法 根據(jù)建筑類別（框架 實(shí)驗(yàn) 樓）查 98J122 工程做法 P6 表查得屋面防水等級(jí)為 Ⅲ 級(jí)， 10 年。 找平層： 25mm1： 3 水泥沙漿 25= kN/m2 保溫層： 120mm 厚水泥珍珠巖 4= kN/m2 找坡層：白灰爐渣最薄處 30mm 厚 17= kN/m178。 20mm 厚板底抹灰 18= kN/m178。 根據(jù)建筑平、立、剖面圖輸入軸線。 再估算（主、 次）梁、板、柱等構(gòu)件截面尺寸，并進(jìn)行構(gòu)件定義。對(duì)于框架柱，抗震規(guī)范第 條規(guī)定，矩形柱長(zhǎng)和寬都要大于 300mm，同時(shí)控制柱的軸壓比。柱只能布置在節(jié)點(diǎn)上，主梁只能布置在軸線上，考慮外輪廓平齊采取偏心。 最后根據(jù)建筑方案，將各結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)層和荷載標(biāo)準(zhǔn)層進(jìn)行組裝，形成結(jié)構(gòu)整體模型，并且確定總信息、地震信息、風(fēng)荷載信息等等。 此處次梁是指未在主菜單 1布置過(guò)的次梁，對(duì)于已將其當(dāng)作主梁在主菜單 1 布置過(guò)的梁，不得重復(fù)布置 。根據(jù)實(shí)際情況需要，拷貝前層的樓板開(kāi)洞、修改板厚、設(shè)懸挑板、次梁布置等信息。 對(duì)個(gè)別房間進(jìn)行樓面荷載修改，如板厚有變化的房間的樓面恒載、廁所的樓面恒載及門廳、走道、樓梯間的樓面活荷載等。程序能對(duì)梁的自重、板的導(dǎo)荷進(jìn)行自動(dòng)計(jì)算，這些荷載都不能在此處重復(fù)計(jì)算，荷載的輸入是指程序不能計(jì)算和導(dǎo)算的外加荷載，一定要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行計(jì)算輸入，不得多輸，更不能漏掉荷載。 （四） ST—8 計(jì)算 對(duì)所建模型進(jìn)行導(dǎo)荷及配筋，根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整軟件的各種參數(shù)，以符合實(shí)際情況及安全保證，如果先前所建模型不滿足要求，就可以通過(guò)計(jì)算出的各種圖形看出，可以通過(guò)對(duì) 計(jì)算出的受力圖，內(nèi)力圖，彎矩圖等等對(duì)電算結(jié)果進(jìn)行分析，找出模型中的不足并加以調(diào)整，反復(fù)至電算結(jié)果滿足要求為止。因本工程層數(shù)不多，總高度不大，為簡(jiǎn)化計(jì)算，按均布考慮， 10m 以下取 μz=， 10m以上的風(fēng)壓高度變化系數(shù)按女兒墻頂標(biāo)高處確定（為簡(jiǎn)化起見(jiàn)近似以 2 層和 3 層之間的中點(diǎn)為分界）。b b02II? 故 橫梁線剛度為： AB、 CD 跨： 3339。m BC 跨： 3339。m 柱的線剛度為： 1 層：邊柱、中柱： 34 3cccc130 10 50012 105600EIi H ? ? ?? ? ? ?kNm 5 層：邊柱、中柱： 34 3cccc130 10 50012 104000EIi H ? ? ?? ? ? ?kNmm 風(fēng)荷載作用下的框架內(nèi)力采用 反彎點(diǎn) 法計(jì)算： 第五層 :V5= 第四層 :V4=+= 第三層 :V3=+= 第二層 :V2=+= 第一層 :V1=+= 由于各 層柱的線剛度相同，柱高也相同。m 四層各柱的上下柱端彎矩 : tb4 i 4 i 4 i 4 10 . 5 0 . 5 3 . 8 5 1 . 7 5 2 5 . 8 84M M H ??? ? ? ? ? ? ?kNm 二層各柱的上下柱端彎矩 : tb2 i 2 i 2 i 2 10 . 5 0 . 5 3 . 8 1 0 1 . 9 8 5 14M M H ??? ? ? ? ? ? ?kNm 一層各柱的上下柱端彎矩 : t1 i 1 i 1 10 . 6 0 . 6 5 . 6 1 2 9 . 3 5 1 0 8 . 74MH ??? ? ? ? ? ?kN 1 1 1 0 1 2A B A A A A 1 2 3 .4M M M? ? ?kNm 1 1 1 2 1 0rbB C B B B B rbb( ) 9 4 . 0 3l iM M M ii? ? ? ??kNm 1 1 1 1C D B A 2 9 .3 7MM??kNm 計(jì)算 結(jié)果 詳見(jiàn)表 。m 東南大學(xué)成賢學(xué)院土木工程系畢業(yè)論文 12 圖 風(fēng)荷載作用下 ○3 軸線 框架內(nèi)力 （ 剪力與軸力 ） 注：圖示數(shù)據(jù)單位 為 kN。 圖 屋 面梁格布置圖 方案確定（按塑 性 內(nèi)力重分布 理論） 東南大學(xué)成賢學(xué)院土木工程系畢業(yè)論文 13 縱向邊跨 7 m，中間跨 8m，橫向板跨度有 、 、 ，顯然 0201ll 均大于 2，應(yīng)按單向板考慮。板有 7 跨，可按 5 跨等跨連續(xù) 板進(jìn)行計(jì)算。 ○2 板的彎矩 板的各跨跨中彎矩設(shè)計(jì)值和各支座彎矩設(shè)計(jì)值見(jiàn)表 表 板的彎矩 計(jì)算 板的彎矩設(shè)計(jì)值 截面位置 邊跨跨中 離端第二支座 離端第二跨跨中和 中間跨跨中 中間支座 彎矩系數(shù) mp? 1/14 1/11 1/16 1/14 / (kN m)M ? 注： 2mp 0M pl?? ○3 配筋計(jì)算 東南大學(xué)成賢學(xué)院土木工程系畢業(yè)論文 14 各截面的配筋結(jié)果見(jiàn)表 表 板的配筋計(jì)算 截面位置 邊跨跨中 離端第二支座B 離端第二跨跨中和中間跨跨中 中間支座 邊支座 ○1 ~○2 間 ○6 ~○7 間 ○2 ~○6 間 ○1 ~○2 ○6~○7 ○2 ~○6 M(kN/m) =2 s? ? As/mm2 142 181 123 98 142 114 123 注： b=1000mm， h=120， h0=has=12025=95mm， cf? ， ， tf? ， y 210f ? N/mm2。 t1m i n y 1 . 4 30 . 4 5 0 . 4 5 0 . 3 1 0 . 2 %210ff? ? ? ? ? ?，所以取 1min? =%。 故按構(gòu)造配筋 : SA = 1min? ? 1000? 120=372mm2， 8150? 次梁的結(jié)構(gòu)計(jì)算 （一）荷載計(jì)算 主梁尺寸 300 700mm? ，次梁尺寸 250 550? mm； 計(jì)算跨度： 邊跨 0 70 00 30 0 67 00l ? ? ?mm， 中間跨 0 80 00 30 0 77 00l ? ? ?mm 因?yàn)?0 ( 7 7 0 0 6 7 0 0 ) 6 7 0 0 1 5 % 1 0 %l ? ? ? ? ?所以按彎矩分配法進(jìn)行計(jì)算。 采用 HRB335 級(jí)鋼筋 (39。 次梁各截面配筋結(jié)果見(jiàn)表 表 次梁 各截面配筋 截面位置 邊跨支座 邊跨跨中 離端第二支座 離端第二跨中及中間跨中 中間支座 (kN m)M ? b 或 bf 250 2330 250 2567 250 ho 520 520 520 520 520 s? ?