大连海洋大学本科毕业设计
毕业设计
辽东湾某渔港总平面布置及重力式码头结构设计
大连海洋大学本科毕业设计
目录
摘要 ................................................................................................................... I V 前言 (1)
第1章原始资料分析 (2)
1.1 地理位置及交通现状 (2)
1.2 气象资料 (2)
1.3 水文资料 (4)
1.4 海流 (4)
1.5 冰况 (4)
1.6 地质资料 (4)
1.7 地震 (5)
1.8 船型资料分析 (5)
1.9 波浪资料 (6)
1.10 设计原则 (6)
第2章预测2020年卸港量 (7)
第3章设计水位 (8)
第4章平面布置 (8)
4.1布置原则 (8)
4.2 码头泊位数和泊位长度 (8)
4.3 渔港功能区 (10)
4.4 口门 (12)
4.5 港池及回转水域 (12)
4.6 锚地 (12)
4.7 航道 (13)
第5章沉箱尺寸确定 (14)
5.1 沉箱基础条件 (14)
5.2施工水位 (15)
5.3沉箱尺寸 (15)
第6章作用分类及计算 (18)
6.1结构自重力（永久作用） (18)
6.2码头前沿堆货引起的竖向作用（可变作用） (22)
6.3船舶系缆力（可变作用） (22)
6.4系缆力的标准值（可变作用） (23)
6.5堆货荷载产生的土压力（可变作用） (23)
6.6土压力标准值计算（永久作用） (24)
6.7贮仓压力（永久作用） (28)
6.8施工期沉箱沉放时面板所受水压力计算 (29)
6.9地震荷载 (30)
6.10码头荷载标准值汇总表 (36)
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第7章码头稳定性验算 (37)
7.1作用效应组合 (37)
7.2沿基床顶面得抗滑稳定性验算 (37)
7.3码头沿基床顶面的抗倾稳定性验算 (41)
7.4基床承载力验算 (43)
7.5沉箱吃水和干弦高度的验算 (44)
7.6沉箱浮游稳定性计算 (45)
7.7地震稳定验算 (46)
第8章沉箱内力计算 (52)
8.1承载能力极限状态下的内力计算 (52)
第9章构件承载力计算 (59)
9.1沉箱底板承载力与配筋计算 (60)
9.2沉箱前面板承载力与配筋计算 (60)
9.3沉箱两侧板承载力与配筋计算 (65)
9.4沉箱隔墙承载力与配筋计算 (65)
第10章构件裂缝宽度验算 (66)
10.1沉箱底板裂缝宽度验算 (67)
10.2沉箱前面板裂缝宽度验算 (68)
10.3 配筋整理 (71)
毕业设计总结 (72)
致谢 (73)
参考文献 (74)
文献综述 (75)
外文翻译 (77)
大连海洋大学本科毕业设计摘要
摘要
本工程为辽东湾某渔港总平面布置及重力式码头结构设计，采用重力式码头结构，主体沉箱结构。设计高水位为4.17 m，设计低水位为0.5m，极端高水位为5.57m，
极端低水位为-0.3m。设计波浪要素：重现期为50年时，设计水位H%1=3.12m,设计周期T=8.3s；潮位基准面采用大连筑港零点，本港区属于不规则半日潮。
本设计贯彻“实用、安全、经济”的设计原则。按照港口工程相关规范，认真考虑影响设计的各项因素。
本设计主要进行了渔港总平面布置部分的码头泊位数、码头长度、码头前沿高程、码头前水域、锚地、航道等方面内容的计算；在码头结构设计部分进行了荷载分析、内力计算、作用效应组合、各组成结构的计算及配筋并进行验算以及整体稳定性验算等。
关键词：沉箱结构，荷载分析，内力计算，配筋验算
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Abstract
Picking Wanting This Project as a fishing port in the general layout and structure design of gravity type wharf, uses the breakwater inside concurrently wharf structure, the main body caisson structure. The design high water mark is 4.17 m, the design low water level is 05m, the violent high water mark is 5.57m, violent low water level for – 0.3m. Design wave essential factor (NNW direction): When the return period is 50 years, design high water mark H=3.98m, design low water level H=3.12m, design cycle T=8.3s; The tide level reduced plane uses Dalian to build the port zero spot, this port district belongs to the anomalous half solar tide. Tide level characteristic value: Average high-water level 3.10 meters, average low water level 1.20 meters, mean range 1.90 meters.
This design implementation ―practical, is safe, is economical‖ the principle of design. According to the port engineering related standard, considered earnestly affects the design each factor.
Before this design has mainly carried on the fishing port total plane layout part quay berth number, the wharf length, the wharf apron elevation, the wharf, aspect content and so on waters, anchoring zone, route computations; Has carried on the load analysis, the endogenic force computation, the function effect combination, each composition structure computation and the reinforcing bars in the wharf structural design part and carries on the checking calculation as well as the overall stable checking calculation and so on.
Key word: Caisson structure, load analysis, endogenic force computation, reinforcing bars checking calculation.
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前言
在辽东湾，目前仅有通水沟一处规模较小的渔港，其余均为天然港湾。特别是西杨乡渤海村是辽宁省最大的渔业村，全村共有渔船500多艘，船用动力总功率3万匹马力。位于这里的辽东湾有史以来就是渔船卸港交易之地，这里的天然港湾吸引着远近几百里的渔船在此集散，特别是每年的海蜇保护期，渔船来港多达上千艘，辽东湾大连市海蜇生产指挥中心就设在这里。但由于这里缺少防风防台设施，遇有较大风浪，渔船便无处躲避，海难事故时有发生，这给渔民带来巨大的损失和痛苦。为此，建设辽东湾渔港便成为广大渔民及我市渔业生产的迫切要求。
辽东湾渔港于2004年被国家批准立项，并纳入国家中心渔港的建设规划中，大连市政府还将其列为大连市三大重点渔港建设项目之一。渔港设计为16个停泊位，可停靠1000吨以下的各种渔船。渔港一期工程两年，总投资6541万元，陆域占地20.45万平方米，海域占地54万平方米；二期工程总投资1.6亿元。
辽东湾渔港的建设，将初步改变大连市渔业设施建设南重北轻的局面，促进市北部沿海乡镇海洋渔业产业发展，平衡大连市整体渔港布局，使渔港整体布局更趋合理，可以有效地规避渔业生产风险，破解长期以来遭遇台风来袭，有船无港的难题。
辽东湾渔港的建设，不仅可以为渔业安全生产提供基本保障，而且可以提高本地区的社会效益。一是缩短生产渔船在港的停留时间，提高渔业生产效率；二是活跃水产品交易市场，在渔货的中转、外调、加工处理、批发、丰富水产品供给等方面起到积极的促进作用；同时，可以带动本地区的运输、商业、餐饮、旅游等相关产业的发展，加快以港兴市的步伐，牵动全市经济的又好又快的发展
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第1章原始资料分析
1.1 地理位置及交通现状
拟建的渔港位于辽东半岛东海岸,位置为东经121°41′，北纬39°55′。渔港交通便利，距哈大公路17公里，据哈大铁路35公里，距沈大高速公路20公里，距新建的滨海公路1公里。
1.2 气象资料
1.2.1 降雨：年平均降雨量629.3毫米，年平均降雨日69天，6～8月为雨季，降雨频繁。
1.2.2 雾：本地区5、6月为雾季，年平均雾日为5天，连续雾日最长为1天。
1.2.3 风：气象站位置、测风站高度同前。根据1963～1982年观测资料，选取每个方向的最大风速，统计如下，见表2-1-1,表2-1-2：
历年各风向频率统计表
表2-1-1
方向静
止
N N
NE
N
E
EN
E
E ES
E
S
E
SS
E
S SS
W
S
W
WS
W
W WN
W
N
W
NN
W
风
向频率3
1
5
9 8 2 3 2 5 4
1
3
10 10 2 3 2 4 5
历年最大风速统计表
表2-1-2
方向N NN
E
N
E
EN
E
E ES
E
S
E
SS
E
S SS
W
S
W
WS
W
W WN
W
N
W
NN
W
最
大风速1
3
14 1
2
5 4 7
1
9
9
1
3
15 12 8 7 7 14 16
注：表中风速值为时距2分钟的平均风速。
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风玫瑰
1.3 水文资料
1.3.1 设计水位
根据本港一年的实测资料确定设计水位如下：
设计高水位：4.17m,
设计低水位：0.5m，
极端高水位：5.57m；
极端低水位：-0.3m；
施工水位: 2.84m
1.4 海流
潮流形式为往复流，涨潮流的方向为NNE，最大涨潮流速为0.96米/秒；退潮流方向为SSW，最大退潮流速为0.38米/秒。
1.5 冰况
根据1963年以来现场观察资料，海区每年11月份下旬开始见初冰，12月份下旬冰量增加。一月份初期至二月份冰期严重。三月初期或三月中旬海冰消失。平均冰期95天，严重冰期68天。流冰方向与潮流方向基本一致，涨潮时主要流冰方向为NNE，落潮时主要流冰方向为WSW。实测流冰速度为1.5m/s。
1.6 地质资料
工程地质勘查工作提供的报告的主要内容如下：表2-1-3
岩、土的物理力学性质
岩、土的力学性质
表2-1-3
孔号高程(m) 土壤名称W(%) e
o
(度)
C(Kpa)
σ
(Kpa)
f(KN/m
2)
NO1 -1.21～
-3.20
淤泥亚粘
土
48.6 1.36 4.12 21
-3.20～
-3.80
亚粘土28.23 0.80 11.45 32.5 200 -3.80～
-18.60
含砾亚粘
土
15～
40
250
NO2 -1.21～
-3.35
淤泥亚粘
土
48.6 1.36 4.12 21
大连海洋大学本科毕业设计第一部分计算书-3.35～
-3.75
亚粘土28.23 0.80 11.45 32.5 200
-3.75～-17.75 含砾亚粘
土
15～
40
250
NO3 -1.21～
-3.23
淤泥亚粘
土
48.6 1.36 4.12 21
-3.23～
-3.93
亚粘土28.23 0.80 11.45 32.5 200 -3.93～
-18.73
含砾亚粘
土
15～
40
250
NO4 -1.21～
-3.10
淤泥亚粘
土
48.6 1.36 4.12 21
-3.10～
-3.80
亚粘土28.23 0.80 11.45 32.5 200 -3.80～
-19.20
含砾亚粘
土
15～
40
250
W—含水量e—孔隙比γ—容重 —内摩擦角C—粘聚力σ—承载力1.7 地震
本地区地震基本烈度为7度。
1.8 船型资料分析
1.8.1 经济品种类：渔货
1.8.2 货物包装方式：箱装
1.8.3 港口性质：生产性港口
1.8.4 工程占地：据城市总规划，本港建设陆域可占用20万平方米。
1.8.5 设计代表船型：见表2-1-4。
表2-1-4
船型主机功率
（kW）
载重量
（t）
船长
（m）
船宽
（m）
艉吃水
（m）
8154艉滑渔轮441 580 43.5 7.6 3.3
大连海洋大学本科毕业设计第一部分计算书1.9 波浪资料
设计波浪H1%H4%H13%
设计高水位50
H(m) 3.12 2.7 2.21
Ts(s) 8.3
25
H(m) 2.32 1.98 1.6
Ts(s) 7.5
2
H(m) 2.85 2.46 1.98
Ts(s) 6.8
1.10 设计原则
1、总体设计符合国家、地方经济发展规划和总体部署，遵循国家和行业有关工程建设法规、政策和规定。
2、结合国情，采用成熟的技术、设备和材料，使工程设计安全可靠、使用方便、工程量少、总造价低、施工进度快，获得较好的经济效益和社会效益。
3、注重工程区域生态环境保护，不占用土地，方便管理，节省投资。
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第2章 预测2020年卸港量
表2-2-1 1985～2000年渔货卸港量统计表
年份 年卸港量(t) 年份 年卸港量(t) 1985 29780 1993 32169 1986 30885 1994 33203 1987 31197 1995 41686 1988 31208 1996 48357 1989 31648 1997 45587 1990 31723 1998 56595 1991 32165 1999 57538 1992
31710
2000 57225
历年渔货卸港量见表2-2-1
根据《渔港总体规划》采用时间序列分析法推求2020年渔货卸港量。
把年份作为回归方程的自变量X ，卸港量作为应变量Y ，Y 与X 是线性相关。 即：bx a y +=
式中： ()()
()
∑∑==---=
=
?
=n
i i
n
i i i
x
yx x
y x x
y y x x
S
S S S r b 1
2
1
2= 1966.624
x b y a -== 22200.95
∑==n
i i
x n
x 1
1= 8.5
∑
==
n
i i
y n
y 1
1= 38917.25
2020年36=x ，计算得渔货量：92999.39=y t 经计算推求得出2020年渔货卸港量约为93000t 。
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第3章 设计水位
设计高水位：4.17m, 设计低水位：0.5m 极端高水位：5.57m ； 极端低水位：-0.3m ； 施工水位: 2.84m
第4章 平面布置
4.1布置原则
4.1.1 总平面布置应满足本区域岸线规划的要求，满足港口整体发展的需要，充分与已建工程和将来预留发展工程相协调。
4.1.2 总平面布置与当地的自然条件相适应，结合岸线资源使用现状，远近结合并留有发展余地。
4.1.3 充分利用已有的设施和依托条件，尽量减少工程数量，节省建设投资。
4.1.4 码头及航道布置合理，满足码头、船舶安全作业要求。
4.1.5 符合国家环保、安全、卫生等有关规定。
4.2 码头泊位数和泊位长度
根据《渔港总体设计规范》8.2规定。
4.2.1 卸鱼码头泊位数
根据《渔港总体设计规范》8.2.1条：
1
11K C Z Q N ??=
111P t C ?=
Z=365-50=315 1t =10 1P =14 1K =0.5
解得1N =4.2 取5个。
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4.2.2 供冰码头泊位数
根据《渔港总体设计规范》8.2.2条：
2
22K C Z W Q N ???=
222P t C ?=
Z=365-50=315 W=1.2t/t 2t =7 2P =30 2K =0.52
解得2N =3.24 取4个。
4.2.3 物资码头泊位数
根据《渔港总体设计规范》8.2.3条： 黄、渤海区：
Z
Q N 365)
10
39.050.0(4
3-?+=；
Z=365-50=315 解得3N =4.7
取5个。
4.2.4 修船码头
根据《渔港总体设计规范》8.2.4条:
m
K J n
N i i
???=
∑4114365)
(
取1个。
4.2.5 油码头
根据《渔港总体设计规范》8.2.5条:
油码头泊位数,可根据渔船数量及当地供油情况确定,本设计取1个,即15=N 。
4.2.6 码头泊位总长度
码头泊位数N=1N +2N +3N +4N +5N =16. 根据《渔港总体设计规范》8.2.6条规定: 取d=6m
修船码头岸线长度： 56m ； 卸鱼码头岸线长度： 254m ； 加冰码头岸线长度： 204 m ；
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物资码头岸线长度： 254 m ； 油码头岸线长度： 56 m 码头总岸线长度： 824 m 。
4.3 渔港功能区
1、卸鱼区
2、冷藏加工区
3、修船区
4、综合物资区
5、综合管理区
1、卸鱼棚面积
根据《渔港总体设计规范》8.13.3条:
水产品堆场形式用箱装,可堆放5至6箱,每吨水产品占地面积5m 2,日周转次数为2次,则:
52?=
Z
QS A
其中 Q=93000
S=2.7(不平衡系数) Z=280
解得A=2241m 2；
2、冷藏加工区面积
根据《渔港总体设计规范》8.14.3条： 生产性冷库日冻结能力
d
SK Z
Q Q G )
(0-=
其中 Q=93000t Z=280 S=3
0Q — 水产品全年海上冻结量，取t Q 60000=； d K =30%
解得280=G (t/d) ①理鱼间面积:
根据《渔港总体设计规范》8.14.2条，理鱼加工间的建筑面积应以日冻结能力为依据。冻结1t 水产品所需面积可采用10～15 m 2 。取13 m 2
36401=A （m 2
） ②冻结间面积: gkn /Ga 2=A 式中：
a —一个吊笼的占地面积，一般为0.72×0.88=0.63m 2； n —一天中的冻结次数，取2次；
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k —利用系数，取0.7；
g —吊笼装鱼量，为0.4t/个。 所以， 2
2280m
2
8.04.063.0280=???=
A
③冷藏间面积:
冷藏间面积应由冷藏量、冻品重量、堆垛方式、冷藏间层高等因素确定。生产性冷库的冷藏量可取冻结能力的15～20倍，冷藏鱼取大值，冷藏虾取小值。 =3A 冷藏量×(0.65～0.8)
冷藏量=G ×(15～20)=280×17=4760(t)
=3A 34002
m ④制冰间面积:
根据《渔港总体设计规范》8.14.5条: 生产性冷库日冻结能力 W
K Q Q I b
365)(0-=
其中 W=1.3t/d b K =0.85 解得I=365t/d
4A =
8
.015
.085.0?
?I =11002m
⑤贮冰面积:
贮冰能力=I ×(15～20)=365×15=5475t/d
=5A 21702
m
冷库总面积: A =2170+1100+3400+280+3640=106002m
3、综合物资区
按《渔港总体设计规范》中8.15规定，综合物资区设置渔需物资商场、网具修理场地及各种物资临时堆场。其面积根据渔港级别、场地条件及需要确定。 名称 物资仓库 鱼箱堆场 绳网车间 腌制车间 干制车间
面积(m 2)
13000 2800 4000 1400 1400
4、综合管理区
按《渔港总体设计规范》中8.18.1规定，综合管理区包括港区管理建筑物及生活辅助设施等。参照《渔港总体设计规范》中附录E 确定。 名称 办公楼 食堂 家属住宅 休闲中心 停车场 医院 综合服务部
面积(m 2) 4800 6200
20000 2160 5000 3000 8000 注：表中面积为建筑面积
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4.4 口门
按《渔港总体设计规范》中8.9.4规定，
4.4.1 口门方向：根据第8.9.4.1条规定，口门方向应与进港航道相协调，航道中心线与频率较高的强浪向之间的夹角不宜过大，宜为30o～35o，本设计取为30o。
4.4.2 口门位置：根据第8.9.4.2条规定，口门宜设在波浪破碎带以外的海域，口门的布置应减少泥沙的进入，防止流冰堵塞。
4.4.3 口门数量：根据第8.9.4.3条规定，口门的数量应根据渔船的通航密度、自然条件及总体布置等因素确定，本设计采用1个口门。
4.4.4 口门有效宽度：根据；第8.9.4.4条规定，口门的有效宽度应取1.5～2.0倍设计代表船型全长，则口门的宽度为100m 。
4.5 港池及回转水域
供船回转的水域,对顺岸码头应沿码头全长设置,宽度可取1.5～2.5倍设计代表船型全长。
B 2 =87 m 取100 m ；
4.6 锚地
按《渔港总体设计规范》中8.7规定，本港锚地为停泊锚地，设在港内，锚地供满载吃水3.3m 以内的各类渔船锚泊，锚泊方式为单船首尾双锚系泊。
4.6.1 港内锚地水深：同码头前沿设计水深。锚地水深3.6m
4.6.2 锚地面积：按《渔港总体设计规范》中8.7.
5.2规定，并考虑船型及船舶停泊时的布置。 锚地面积:
1F =(1.5c L +6h 3)（1+1m ）c B =1980.2 2
m
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4.7 航道
按《渔港总体设计规范》中8.8规定:
4.7.1 航道轴线：直线段形状，与强风向、常风向夹角均很小。
4.7.2 航道宽度：采用双向航道，按8.8.3规定,渔港航道应同时满足捕捞渔船双向通航和进港大型船舶单向通航的需要，可按下式计算： l B =(6～8)c B
式中——l B --设计代表船型在设计通航水位时，满载吃水船底水平面处的航道净宽，m 。 则：
B=53.2 m 取60 m ；
4.7.3航道转弯半径及航道坡度：按《渔港总体设计规范》中8.8.4规定，转向角φ为：
10o<φ≤30o,o R =3～5c L
所以，o R =5×43.5=217.5m
4.7.4 根据《渔港总体设计规范》8.8.5条: 航道边坡采用1:5。
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4.7.5 根据《渔港总体设计规范》8.8.7条: 航道水深同码头前沿水深。
4.7.6防波堤
根据《渔港总体设计规范》第8.9.5条规定：
1．该港防波堤采用斜坡堤。
2．重现期为50年
设计低水位：H 13%=2.21m H 1%=3.12m T =8.3s 重现期为2年
设计低水位：H 13%=1.98m H 1%=2.85m T =6.8s 根据《防波堤设计与施工规范》JTJ298-98 第4.1.2条有关规定： 基本不越浪时 ，采用设计高水位以上不小于1.0倍设计波高值处 防波堤堤顶高程=4.17+1.0×2.21=6.38m 。
第5章 沉箱尺寸确定
5.1 沉箱基础条件
此码头设计为渔港，根据《渔港规范》查得：
5.5.1 码头前沿高程 0S P H H H +=
式中 设计高水位-S H ，m ； 5.1~5.0H 0超高-，m 。
m 67.55.14.17H H H 0S P =+=+=
高于极端高水位水位，满足。
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5.5.2 码头前沿水深： h +=T H
式中 T ——设计船型满载吃水，m ；
h ——富裕水深，m ，根据地质确定，土质取0.3m ，石质取0.5m 。 m 6.3T H =+=h
5.5.3 码头前沿底高程 H H H D -=设低
式中 H —码头前沿设计水深
5m 5-3.3.6-0.5H H H D ==-=设低
5.2施工水位
m 84.2H =施工。
5.3沉箱尺寸
5.3.1、外形尺寸 因码头特殊要求，取沉箱长度为10m ，沉箱高度取决于基床顶面高程和沉箱的顶面高程。箱顶高程要高于现浇胸墙的施工水位2.84m ，取3.65m ；沉箱高度为7.2m 。
5.3.2、箱内隔墙设置：
为增加沉箱刚度和减小底板计算跨度，内设两道横隔板和一道竖隔板。
5.3.3、沉箱尺寸构件： 箱壁厚度取0.3m ，底板厚度取0.35m ，隔墙厚度取0.2m ，各构件连接处设置20cm x 20cm 的加强角。
5.3.4钢筋砼板 底高程取3.35m ，（沉箱顶嵌入30cm ），顶高程取5.67m ，施工时布有混凝土面层。
5.3.5基床尺寸
地基承载力小于基顶应力，因此需要地基加固处理。此处需要设置为暗基床，基床厚度取1m ，根据规范夯实基床肩不小于2m ，因此取两边肩宽均为2m ，基床前后坡度均取为1：5，因此基床顶宽12.8m ，底宽为9.8m 。
目录 第一部分设计原始资料 0 第二部分结构构件选型 0 一、梁柱截面的确定 0 二、横向框架的布置 (1) 三、横向框架的跨度和柱高 (2) 第三部分横向框架内力计算 (2) 一、风荷载作用下的横向框架(KJ-14)内力计算 (2) 三、竖向恒载作用下的横向框架(KJ-14)内力计算 (10) 四、竖向活载作用下的横向框架(KJ-14)内力计算 (21) 第四部分梁、柱的内力组合 (28) 一、梁的内力组合 (28) 二、柱的内力组合 (30) 第五部分梁、柱的截面设计 (34) 一、梁的配筋计算 (34) 二、柱的配筋计算 (35) 第六部分楼板计算 (38) 第七部分楼梯设计 (40) 第一节楼梯斜板设计 (40) 第二节平台板设计 (41) 第三节楼梯梁设计 (41) 第八部分基础设计 (43) 第一节地基承载力设计值和基础材料 (43) 第二节独立基础计算 (43) 参考文献 (48) 致谢 (49)
第一部分 设计原始资料 建筑设计图纸：共三套建筑图分别为：某办公楼全套建筑图：某五层框架结构。 1．规模：所选结构据为框架结构，建筑设计工作已完成。总楼层为地上3~5层。各层的层高及各层的建筑面积、门窗标高详见建筑施工图。 2．防火要求：建筑物属二级防火标准。 3．结构形式：钢筋混凝土框架结构。填充墙厚度详分组名单。 4．气象、水文、地质资料： （1）主导风向：夏季东南风、冬秋季西北风。基本风压值W 0详分组名单。 （2）建筑物地处某市中心，不考虑雪荷载和灰荷载作用。 （3）自然地面-10m 以下可见地下水。 （4）地质资料：地质持力层为粘土，孔隙比为e=0.8，液性指数I 1=0.90，场地覆盖层为1.0 M ，场地土壤属Ⅱ类场地土。地基承载力详表一。 （5）抗震设防：该建筑物为一般建筑物，建设位置位于6度设防区，按构造进行抗震设防。 （6）建筑设计图纸附后，要求在已完成的建筑设计基础上进行结构设计。 第二部分 结构构件选型 一、梁柱截面的确定 1、横向框架梁 (1)、截面高度h 框架梁的高度可按照高跨比来确定，即梁高h=)8 1 ~121(L 。 h=)81~121( L 1=)8 1 ~121(×9200＝767~1150mm 取h=750mm (2)、截面宽度 b=)2 1~3 1(h=)2 1~3 1(×750＝250~375mm 取b=250mm 2、纵向连系梁 (1)、截面高度 h=11( ~)1218L 1=11 (~)1218×3600＝300~200mm 取h=300mm (2)、截面宽度
毕业设计 建筑设计 1.前言 如今，钢结构建筑在人们的生活中被广泛应用；钢结构的高层建筑、大型厂房、大跨度桥梁、造型复杂的新式建筑物等如雨后春笋般的出现在世界各地，这足以表明钢结构的发展趋势和美好的未来。 钢结构建筑相比于混凝土结构在环保、节能、高效等方面具有明显优势，且具有材料强度高、重量轻、材质均匀、塑性韧性好、结构可靠性高、制作安装机械化程度高、抗震性能良好、工期短、工业化程度高、外形多样美观等优点，并符合可持续发展的要求。目前，国内大约每年有上千万平米的钢结构建筑竣工，国外也有大量钢结构制造商进入中国，市场竞争日趋激烈，为此通过该项设计，达到能够理论联系实际地将学到的专业理论做一次全面的应用目的。 毕业设计是这大学四年来对所学土木工程知识的一次系统的、全面的考察和总结，是大学重要的总结性教育。通过做毕业设计，使我对钢结构的学习和研究更为的深入，深化了我对土木工程专业知识的认知和理解。在做毕设的过程中通过查阅各种文献资料、规范案例，不仅拓展了我的知识面，也培养了我独立思考、查阅资料的能力。 2.设计概况 本工程为青岛市华原纺织厂职工宿舍楼，采用钢结构框架支撑体系，共5层，各层层高均为3.5m，采用造型时尚的四坡屋顶，建筑结构总高度为19.7（加屋顶），每层建筑面积约为619.92㎡，总建筑面积3099.6㎡，维护结构采用ALC板（150mm）；本建筑设计采用横向8跨，9根柱；纵向2跨，3根柱的柱网布置；室内外高差为0.45m，建筑主要功能为集体居住。 总平面图见图2-1。 图2-1 总平面布置图 3.设计条件
3.1 工程地质条件 （1）拟建场地地型平坦，自然地表标高36.0m 。 （2）地基基础方案分析：宜采用天然地基，全风化角砾岩、强风化角 砾岩或中风化角砾岩为地基持力层，建议采用-1.0m ～-3.0m 柱下独立基 础；其中全风化角砾岩，土层平均厚度 2.1m ，地基承载力特征值 kPa ak f 220 ，可 作为天然地基持力层。 （3）抗震设防烈度为6度，拟建场地土类型为中硬场地土，场地类别为 Ⅱ类。 3.2 气象条件 （1）降水。平均年降雨量777.4mm ，年最大降雨量1225.2mm ；雨量集中期： 7月中旬至8月中旬，月最大降雨量140.4mm ；基本雪压：0.6kN/㎡。 （2）主导风向：夏季为东南风，冬季为西北风；基本风压：0.6kN/㎡。 3.3 楼面基本荷载 荷载一组。恒载：5.0kN/㎡，活载：2.0kN/㎡。 荷载二组。恒载：5.5kN/㎡，活载：2.0kN/㎡。 3.4 其他技术条件 建筑等级：耐久等级、耐火等级均为Ⅱ级，采光等级为Ⅲ级。 4 设计方案 4.1.1柱网布置 本方案采用横向3排柱形式，共两跨且不对称；纵向9排柱，柱距分 两种，即3.6m 和7.2m ，纵向柱网对称布置。该方案主要采用大柱距且3 排两跨的柱网，充分节约钢材以及发挥钢结构宜于应用到大跨度的优点； 并且结构形式简单，计算简图简单，受力分析简便，合理可行。（柱网布置 见图4-1-1）。 图4-1-1 结构柱网布置图 4.1.2 建筑结构形式分析选定 多层钢结构房屋的体系有纯框架体系、框架支撑—-支撑体系、框架剪力墙体系、
（一）重力式挡土墙设计实例 1、某二级公路重力式路肩墙设计资料如下： （1）墙身构造：墙高5m ，墙背仰斜坡度：1：0.25（＝14°02′），墙身分段长度20m ，其余初始拟采用尺寸如图3－40示； （2）土质情况：墙背填土容重γ=18kN/m 3，内摩擦角φ=35°；填土与墙背间的摩擦角δ＝17.5°；地基为岩石地基容许承载力[σ]＝500kPa ，基地摩擦系数f=0.5； （3）墙身材料：砌体容重γ=20kN/m 3， 砌体容许压应力[σ]＝500kPa ，容许剪应力[τ]＝80kPa 。 图3－40 初始拟采用挡土墙尺寸图 2、破裂棱体位置确定： （1）破裂角（θ）的计算 假设破裂面交于荷载范围内，则有： 14021730353828ψαδφ'''++-++ ＝＝＝ 90ω< 因为 00000111()(22)tan 0(00)(2)tan 2 2 2 B a b b d h H H a h h H H h αα = ++- ++=++- + 01(2)tan 2 H H h α=- + 00011(2)()(2)2 2 A a H h a H H H h =+++= + 根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部时破裂角的计算公式：
tg tg θψ=-+ tg ψ=-+ 3828tg '=-+ 0.7945=-+0.7291= 36544θ'''= （2）验算破裂面是否交于荷载范围内： 破裂契体长度：()()0 50.72910.25 2.4L H tg tg m θα =+=-= 车辆荷载分布宽度：()12 1.8 1.30.6 3.5L N b N m d m =+-+=?++= 所以0 L L <，即破裂面交于荷载范围内，符合假设。 3、荷载当量土柱高度计算： 墙高5米，按墙高确定附加荷载强度进行计算。按照线性内插法，计算附加荷载强度：q ＝16.25kN/m 2， 016.250.918 q h m γ ==＝ 4、土压力计算 ()()()()01120 5.020 5.01722 A a H a H +++=++?+=0＝ h 0.9 ()()()()011122tan 5.0502tan 142 4.25 2 2 2 B a b b d H H a α'++- ++?++?-= 00＝ h h ＝0+0- 0.9 根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部土压力计算公式： () () ()() () () a 0 03654435 tan 18170.7291 4.2549.25sin sin 365443828E A B K N θφ γ θθψ'''++=- =??-=+'''''+ c o s c o s ()()X a 49.25142173049.14E E K N αδ''=+=-+= cos cos ()()y a sin 49.25sin 1421730 2.97E E K N αδ ''=+= -+= 5、土压力作用点位置计算： 5 1.36H =?=10K ＝1+2h 1+20.9 X 101/3/35/30.9/3 1.36 1.59Z H h K m =+=+?=－查数学手册 X 1Z －土压力作用点到墙踵的垂直距离；
重力式挡土墙设计实例 1、某二级公路重力式路肩墙设计资料如下： （1）墙身构造：墙高5m ，墙背仰斜坡度：1：0.25（＝14°02′），墙身分段长度20m ，其余初始拟采用尺寸如图3－40示； （2）土质情况：墙背填土容重γ=18kN/m 3，内摩擦角φ=35°；填土与墙背间的摩擦角δ＝17.5°；地基为岩石地基容许承载力[σ]＝500kPa ，基地摩擦系数f=0.5； （3）墙身材料：砌体容重γ=20kN/m 3， 砌体容许压应力[σ]＝500kPa ，容许剪应力[τ]＝80kPa 。 图3－40 初始拟采用挡土墙尺寸图 2、破裂棱体位置确定： （1）破裂角（θ）的计算 假设破裂面交于荷载范围内，则有： 14021730353828ψαδφ'''++-++＝＝＝ 90ω<因为 00000111 ()(22)tan 0(00)(2)tan 222B ab b d h H H a h h H H h αα=++-++=++-+ 01 (2)tan 2 H H h α=-+ 00011 (2)()(2)22 A a H h a H H H h =+++=+
根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部时破裂角的计算公式： tg tg θψ=- tg ψ=-+ ()()3828 35382838281402tg ctg tg tg tg ''''=-+ ++ 0.7945=-+ 0.7291= 36544θ'''= （2）验算破裂面是否交于荷载范围内： 破裂契体长度：()()050.72910.25 2.4L H tg tg m θα=+=-= 车辆荷载分布宽度：()12 1.8 1.30.6 3.5L Nb N m d m =+-+=?++= 所以0L L <，即破裂面交于荷载范围内，符合假设。 3、荷载当量土柱高度计算： 墙高5米，按墙高确定附加荷载强度进行计算。按照线性内插法，计算附加荷载强度：q ＝16.25kN/m 2， 016.25 0.918 q h m γ==＝ 4、土压力计算 ()()()()011 20 5.020 5.01722 A a H a H +++=++?+=0＝ h 0.9 ()()()()0111 22tan 5.0502tan 142 4.25 222 B ab b d H H a α'++-++?++?-=00＝h h ＝0+0-0.9 根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部土压力计算公式： ()() ()()()() a 003654435tan 18170.7291 4.2549.25sin sin 365443828E A B KN θφγθθψ'''++=-=??-=+'''''+cos cos ()()X a 49.25142173049.14E E KN αδ''=+=-+=cos cos ()()y a sin 49.25sin 1421730 2.97E E KN αδ''=+=-+= 5、土压力作用点位置计算： 5 1.36H =?=10K ＝1+2h 1+20.9 X101/3/35/30.9/3 1.36 1.59Z H h K m =+=+?=－查数学手册
页脚内容1 《钢结构设计原理》 三. 连接 3.8 试设计如图所示的对接连接（直缝或斜缝）。轴力拉力设计值N=1500kN ，钢材Q345-A ，焊条E50型，手工焊，焊缝质量三级。 解： 三级焊缝 查附表1.3：2w t N/mm 265=f ，2w v N/mm 180=f 不采用引弧板：m m 4801025002w =?-=-=t b l 3 2w 2t w 150010312.5N/mm 265N/mm 48010 N f l t σ?===>=?，不可。 改用斜对接焊缝： 方法一：按规范取θ=56°，斜缝长度： m m 58320)829.0/500(20)56sin /500(2)sin /(w =-=-?=-='t b l θ 32w 2t w sin 1500100.829213N/mm 265N/mm 58310 N f l t θσ??===<='? 32w 2w cos 1500100.559144N/mm 180N/mm 58310 v N f l t θτ??==≈<='? 设计满足要求。 方法二：以θ作为未知数求解所需的最小斜缝长度。此时设置引弧板求解方便些。 3.9 条件同习题3.8，受静力荷载，试设计加盖板的对接连接。
页脚内容 2 解：依题意设计加盖板的对接连接，采用角焊缝连接。 查附表1.3：2w f N/m m 200=f 试选盖板钢材Q345-A ，E50型焊条，手工焊。设盖板宽b =460mm ，为保证盖板与连接件等强，两块盖板截面面积之和应不小于构件截面面积。所需盖板厚度： 1250010 5.4mm 22460 A t b ?≥==?，取t 2=6mm 由于被连接板件较薄t =10mm ，仅用两侧缝连接，盖板宽b 不宜大于190，要保证与母材等强，则盖板厚则不小于14mm 。所以此盖板连接不宜仅用两侧缝连接，先采用三面围焊。 1) 确定焊脚尺寸 最大焊脚尺寸：t h t ==m ax m m 6f ，mm 最小焊脚尺寸：7.4105.15.1min f =?==t h mm 取焊脚尺寸h f =6mm 2）焊接设计： 正面角焊缝承担的轴心拉力设计值： N 94281620022.146067.027.02w f f f 3=?????=?=f b h N β 侧面角焊缝承担的轴心拉力设计值： N 557184942816101500331=-?=-=N N N 所需每条侧面角焊缝的实际长度（受力的一侧有4条侧缝）： mm 172620067.045571847.04f w f f 1f w =+???=+?=+=h f h N h l l 取侧面焊缝实际长度175mm L=175×2+10(盖板距离)=360mm 。
总结范本：_________建筑结构毕业设计总结 姓名：______________________ 单位：______________________ 日期：______年_____月_____日 第1 页共7 页
建筑结构毕业设计总结 四年的大学生活即将结束，通过这四年对建筑结构的学习，培养了我们每个人独立做建筑结构设计的基本能力。不知不觉毕业设计即将结束，这半年的时光令人难忘随着毕业日子的到来，毕业设计也接近了尾声，经过几周的奋战，并在老师的指导和同学的帮助下我成功的完成了这次设计课题—扬州某办公楼框架结构图实训和施工组织设计。回想起来做毕业设计的整个过程，颇有心得，其中有苦也有甜！经过两个多月的学习和设计，我通过自己动手看懂图纸和熟悉03G101图，梁柱钢筋分离和钢筋加密区的计算等，这是对我能力的一种提升。 毕业设计是学生在学习阶段的最后一个环节，是对所学基础知识和专业知识的一种综合应用，是一种综合的再学习、再提高的过程，这一过程对学生的学习能力和独立工作能力也是一个培养，同时毕业设计的水平也反映了本科教育的综合水平，因此学校十分重视毕业设计这一环节，加强了对毕业设计工作的指导和动员教育。 在老师和同学的指导帮助下我成功地完成了这次的设计课题——扬州市某办公楼框架结构设计。根据任务书上的进程安排，自己按时准确的完成了毕业设计。在毕业设计前期，我温习了各门相关课本，有《结构力学》、《钢筋混凝土》、《建筑结构抗震设计》、《基础设计》、《房屋建筑学》等，并自己借阅了相关设计规范。在毕业设计中，我们先进行了建筑设计，x老师主要负责我们对建筑设计的指导和建筑图的批改，老师严格要求每个人，直到图形符合规范要求做到美观和实用。接着是结构设计，结构设计主要由x老师负责，x老师认真负责，每个星期至少和学生见两次面，在我遇到不会时，老师总是认真细心的讲解给我们大 第 2 页共 7 页
目录 第一部分编制综合说明 (3) 1、工程概况 (3) 2、现场施工平面布置 (3) 3、编制依据 (4) 第二部分施工方案 (5) 1、施工顺序与流向 (5) 2、地基基础工程施工方案 (5) 2.1地基基础的施工流向 (5) 2.2基坑降水 (5) 2.3基础混凝土要求 (5) 2.4施工机械配备 (6) 2.5土方外运及渣土垃圾处置措施 (6) 3、地下一层结构和上部主体工程施工方案 (6) 3.1测量方案 (6) 3.2模板工程 (7) 3.3钢结构工程 (8) 3.4混凝土工程 (11) 3.5砌块工程 (13) 3.6上部结构屋面防水施工 (13) 3.7脚手架工程 (14) 4、装饰工程施工方案 (14)
4.1施工步骤 (14) 4.2装饰施工 (15) 5、质量保证措施 (16) 6、安全保证措施 (19) 7、文明施工 (20) 第三部分施工进度计划编制 (20) 1、基础工程 (20) 2、主体工程双代号网络图 (22) 第四部分施工平面布置图 (22) 第五部分鸣谢 (24) 第一部分编制综合说明 1.工程概况 本工程为一钢结构工业厂房，该厂房平面外轮廓总长为48m、总宽为30m，层高4.2m,厂房分上下两层，总建筑面积1440m2，其中，在厂房的南、北、西各有两个
入口，由坡道进入厂内，厂房四周有散水。建筑结构安全等级为二级，计算结构可靠度采用的设计基准期为50年，建筑设计使用年限50年。建筑类别属于三类；耐火等级为二级；设计抗震烈度为8度；屋面防水等级Ⅲ级。 主要建设内容：本工程为一钢结构工业厂房。地上一层，主要采用双坡门式轻型钢架结构，采用独立柱基础。 本工程为一般工业建筑物，主结构采用双坡门式刚架轻型钢结构。1、采用轻型彩色型钢板作为维护材料，以焊接H型钢变截面钢架作为承重体系。2屋盖体系--C 型钢檀条及十字交叉圆钢支撑组成的屋面横向水平支撑。柱系统--柱为H型焊接实腹柱。地上标准层高为0.000m，截面框架柱主要有是500×500，上部结构主要墙体厚有:300mm、200mm、100mm。上部结构主要楼板厚分别为100mm和120mm。 基础类型--钢下架采用C20钢筋混凝土独立基础，墙下采用C15毛石混凝土条形基础。 厂房采用一般标准装饰,具体施工做法详见装饰施工。 2、现场施工平面布置 2.1临建项目安排 为保证施工场地周围区域的宁静、卫生，使用围墙与周围环境分隔开来，形成独立的施工场地。根据场地特点，施工现场设办公室、会议室及材料、工具堆放场等。 办公室及会议室等办公用房采用彩板房或者帐篷。钢筋加工区、木工加工区各两个与材料堆放场地均用40厚砼硬化,主路采用100厚C20混凝土硬化。 2.2 主要施工机械的选择： 在砼框架结构施工阶段，因工期短，用钢量大，钢筋工、木工均配备两套机械，汽车砼输送泵一台（30米），履带式塔吊2台，其它详见施工机械设备计划表。
路基与路面工程课程设计任务书 题目: 重力式挡土墙设计 （一）初始条件： （1）浆砌片石重力式仰斜路堤墙，墙顶填土边坡1:1.5，墙身纵向分段长度为10m ；路基宽度26m ，路肩宽度3.0m ； （2）基底倾斜角0α：tan 0α＝0.190，取汽车荷载边缘距路肩边缘d =0.5m ； （3）设计车辆荷载标准值按公路－I 级汽车荷载采用，即相当于汽车?超20级、挂车?120（验算荷载）； （4）墙后填料砂性土容重γ=183 /m kN ,填料与墙背的外摩擦角τ=0.5φ；粘性土地基与浆砌片石基底的摩擦系数μ=0.30，地基容许承载力[0σ]=250a kP ； （5）墙身采用 2.5号砂浆砌25号片石，圬工容重k γ=223 /m kN ，容许压应力 a a kP 600][=σ，容许剪应力a j kP 100][][==στ，容许拉应力a L kP 60][=σ； 墙后砂性土填料的内摩擦角φ： 34° 墙面与墙背平行，墙背仰斜坡度（1:n ）： 1:0.25 墙高H ： 7m 墙顶填土高a ： 3.0m （二）要求完成的主要任务： 按《公路路基设计规范》（JTG D30－2004）“5.4 挡土墙”一节，采用极限状态设计法进行设计： （1）车辆荷载换算；
（2）计算墙后主动土压力a E 及其作用点位置； （3）设计挡土墙截面，墙顶宽度和基础埋置深度应符合规范要求。进行抗滑动稳定性验算及抗倾覆稳定性验算； （4）基础稳定性验算与地基承载力验算； （5）挡土墙正截面强度及抗剪强度验算。 重力式挡土墙设计 1 设计参数 挡土墙墙高H=7m ，取基础埋置深度D=1.5m ，挡土墙纵向分段长度取L=10m ；路基宽度26m ，路肩宽度3.0m ； 墙面与墙背平行，墙背仰斜，仰斜坡度1:0.25，α=－14.03°，墙底（基底）倾斜度tan 0α=0.190，倾斜角0α=10.76°； 墙顶填土高度a =3.0m ，填土边坡坡度1:1.5，β=arctan （1.5）1 -=33.69°，汽车荷载边缘距路肩边缘d =0.5m 墙后填土砂性土内摩擦角φ=? 34，填土与墙背外摩擦角δ=φ/2=?17，填 土容重γ=18kN/m 3 ；粘性土地基与浆砌片石基底的摩擦系数μ=0.30； 墙身采用2.5号砂浆砌25号片石，墙身砌体容重k γ=22kN/m 3,砌体容许 压应力[a σ]=600kPa,砌体容许剪应力[τ]=100kPa,砌体容许拉应力 [ wl σ]=60kPa ； 地基容许承载力[ 0σ]=250kPa 。
潍坊学院本科毕业设计（论文） 目录 目录 (Ⅰ) 摘要及关键词 (1) Abstract and Keywords (2) 前言 (3) 1、结构设计基本资料 (4) 1.1 工程概况 (4) 1.2 设计基本条件 (4) 1.3 本次毕业设计主要内容 (6) 2、结构选型与初步设计 (7) 2.1 设计资料 (7) 2.2 网架形式及几何尺寸 (7) 2.3 网架结构上的作用 (9) 2.3.1静荷载 (9) 2.3.2活荷载 (9) 2.3.3地震作用 (10) 2.3.4荷载组合 (10) 3、结构设计与验算 (11) 3.1 檩条设计 (11) 3.2 网架内力计算与截面选择 (18) 3.3 网架结构的杆件验算 (20) 3.3.1 上弦杆验算 (20) 3.3.2 下弦杆验算 (21) 3.3.3 腹杆验算 (23) 3.4 焊接球节点设计 (24) 3.5 柱脚设计 (27) 3.6 钢柱设计与验算 (29) 3.7钢筋混凝土独立基础设计 (32) 3.8网架变形验算 (39)
潍坊学院本科毕业设计（论文） 结束语 (41) 参考文献 (43) 附录（文献翻译） (44) 谢辞 (49)
摘要及关键词 摘要本次毕业设计为合肥地区加油站钢结构设计，此次设计主要进行的是结构设计部分。本次设计过程主要分为三个阶段： 首先，根据设计任务书对本次设计的要求，通过查阅资料和相关规范确定出结构设计的基本信息，其中包括荷载信息、工程地质条件等。 然后，根据设计信息和功能要求进行结构选型并利用空间结构分析设计软件MST2008进行初步设计。本次设计主体结构形式采用正放四角锥网架结构，节点形式采用焊接球节点，支撑形式采用四根钢柱下弦支撑，基础形式采用柱下混凝土独立基础。 最后，通过查阅相关规范和案例进行檩条、节点、支座等部分的设计，并通过整理分析得出的数据，进行了杆件、结构位移等的相关验算，最终确定了安全、可行、经济的结构模式。 关键词结构设计，网架结构，构件验算
重力式挡土墙课程设计 作者姓名 学号 班级 学科专业土木工程 指导教师 所在院系建筑工程系 提交日期
设计任务书 一、 设计题目 本次课程设计题目：重力式挡土墙设计 二、 设计资料 1、线路资料：建设地点为某一级公路DK23+415.00~DK23+520.00段，在穿过一条深沟时，由于地形限制，无法按规定放坡修筑路堤，而采取了贴坡式（仰斜式）浆砌片石挡土墙。线路经过的此处是丘陵地区，石材比较丰富，挡土墙在设计过程中应就地选材，结合当地的地形条件，节省工程费用。 2、墙后填土为碎石土，重度30/18m kN =γ，内摩擦角 35=?；墙后填土表面为水平，即 0=β，其上汽车等代荷载值2/15m kN q =；地基为砾石类土，承载力特征值 kPa f k 750=；外摩擦角δ取 14；墙底与岩土摩擦系数6.0=μ。 3、墙体材料采用MU80片石，M10水泥砂浆，砌体抗压强1.142/mm N ，砌体重度30/24m kN =γ。 4、挡土墙布置形式及各项计算参数如下图所示： 图4-1 挡土墙参数图（单位：m ）
目录 设计任务书 (2) 一、设计题目 (2) 二、设计资料 (2) 设计计算书 (4) 一、设计挡土墙的基础埋深、断面形状和尺寸 (4) 二、主动土压力计算 (4) 1、计算破裂角 (4) 2 、计算主动土压力系数K和K1 (4) 3、计算主动土压力的合力作用点 (5) 三、挡土墙截面计算 (5) 1、计算墙身重G及力臂Z G (6) 2、抗滑稳定性验算 (6) 3、抗倾覆稳定性验算 (6) 4、基底应力验算 (7) 5、墙身截面应力验算 (7) 四、设计挡土墙的排水措施 (8) 五、设计挡土墙的伸缩缝和沉降缝 (8) 六、参考文献 (8) 七、附图 (8)
按构造要求确定焊角高h f 为 h fmin =1.5t =1.5?10=4.74mm mm t h fmsx 77.51==,取h f =6mm 取盖板截面为260?6mm 2,则端缝承载力为 w t f e f B h b N ???=21 查表1－4得f w t =160 N/mm 2
则 kN N 8.42631616022.167.026021=?????= 接缝一侧一条焊缝需要长度 ()mm f h N N L w t f W 57516067.0410975.40955057.043 1=+????-=+???-= 取L W =60mm.则盖板全长为： mm L L W 130********=+?=+?= 3-3．图3-73所示焊接工形截面梁，在腹板上设置一条工厂对接焊缝，梁拼接处承受内力为m kN M ?=2500，钢材为Q235钢，焊条为E43型，手工焊，二级质量标准，试验算拼接焊缝强度。（提示：剪力V 可假定全部由腹板承担，弯矩按刚度比分配，即M I I M w w = ） 解：查得2/215mm N f w t =，2/215mm N f w c =，2/125mm N f w v = 计算焊缝截面特征值 () 4237393605953601440006124021200.1121 cm I =+=???+??= 431440001200.112 1 cm I w =??= 21201120cm A w =?= 验算正应力 m kN M I I M w w ?=?== 9.486739360 1440002500
2 24 6/215/9.202600/10144000109.486mm N mm N W M w w w <=??==σ满足 验算剪应力 222 3 /125/7.411012010500mm N mm N A V w w <=??==τ满足 验算折算应力 222222/2362151.1/4.2157.4139.2023mm N mm N w w =?<=?+=+τσ 满足要求 3-4．图3-74所示一柱间支撑与柱的连接节点，支撑杆承受轴拉力设计值 kN N 300=，用2L80×6角钢做成，钢材均为Q235钢，焊条为E43型，手工焊。 (1) 支撑与节点板采用角焊缝相连，焊脚尺寸见图，试确定焊缝长度。 (2) 节点板与端板用两条角焊缝相连，试演算该连接焊缝强度。 解：查附表1-4得2/160mm N f w f = (1) 采用两边围焊，肢背、肢尖的受力为 kN N K N 2103007.011=?=?= kN N K N 903003.022=?=?= 据题设焊脚高度为 mm h f 81=，mm h f 62= 计算肢背、肢尖所需焊缝长度为
毕业设计总结 为期十三周的毕业设计即将结束，在老师的指导下我独立完成 了门式刚加轻型钢结构单层工业厂房建筑、结构施工图的设计。通过这段时期的学习，我对整个钢结构门式钢架单层工业厂房的设计有了一个较为全面的理解，毕业设计作为大学教育的最后一个环节，也是最重要的实践教学环节，既是所学理论知识巩固深化的过程，也是理论与实践相结合的过程。 毕业设计的目的是培养我们的独立学习能力和综合运用所学知 识和技能，分析与解决工程实际问题的能力，使我们受到工程技术 和科学技术的基本训练以及工程技术人员所必需的综合训练，建立 扎实的工程专业理论和实践能力，并相应地提高其他相关的能力， 如调查研究、理论分析、设计计算、绘图、试验、技术经济分析、 撰写论文和说明书等。在设计中进一步加强工程制图、理论分析、 结构设计、计算机应用、文献检索和外语阅读等方面的能力，毕业 设计还使我进一步熟悉和掌握道路设计的方法和步骤，从中掌握了 建筑平立面设计，结构上的檩条、墙梁、抗风柱、吊车梁、牛腿、刚架、节点、基础、支撑等设计，以及CAD、天正制图BIM建模等技术。 经过此次毕业设计，我掌握了工程设计的基本程序和方法，具有调查研究、中外文献检索、阅读、翻译的能力。依据使用功能要求、经济技术指标、工程地质和水文地质等条件，具有综合运用专业理论与知识分析、解决实际问题的能力。能够设计与制定工程和试验方案，
选择、安装、调试、测试仪器设备，计算并处理工程数据，具有定性、定量相结合的独立研究与论证实际问题能力。掌握施工图纸和试验图形的绘制方法，具有逻辑思维与形象思维相结合的文字及口头表达的能力，包括使用计算机的能力。具有设计、施工中对各种因素进行权衡、决策的能力和创新意识。能对研究结果进行综合分析和解释，得出有效结论，并应用于工程实践。能够利用现代技术、资源和工具对复杂工程问题进行模拟与预测，并对结果的有效性和局限性进行分析。能够适应行业发展，具有主动提出问题、跟踪土木工程专业学科前沿的能力 毕业设计的经历对我日后的工作、学习将会起到很大的帮助。 通过毕业设计，我获益匪浅，使我初步形成经济、环境、市场、管 理等大工程意识，培养实事求是、谦虚谨慎的科学态度和刻苦钻 研、勇于创新的科学精神。提高了我综合分析解决问题的能力、搜 集和查阅相关工程资料的能力、组织管理和社交能力，使我在独立 工作能力方面上一个新的台阶。
挡土墙设计实例 挡土墙是指支承路基填土或山坡土体、防止填土或土体变形失稳的构造物。在挡土墙横断面中，与被支承土体直接接触的部位称为墙背；与墙背相对的、临空的部位称为墙面；与地基直接接触的部位称为基地；与基底相对的、墙的顶面称为墙顶；基底的前端称为墙趾；基底的后端称为墙踵。 根据挡土墙的设置位置不同，分为路肩墙、路堤墙、路堑墙和山坡墙等。设置于路堤边坡的挡土墙称为路堤墙；墙顶位于路肩的挡土墙称为路肩墙；设置于路堑边坡的挡土墙称为路堑墙；设置于山坡上，支承山坡上可能坍塌的覆盖层土体或破碎岩层的挡土墙称为山坡墙。 本实例中主要讲述了5种常见挡土墙的设计计算实例。 1、重力式挡土墙 ------------------------------------------------------------------------ 原始条件: 墙身尺寸: 墙身高: 6.500(m) 墙顶宽: 0.660(m)
面坡倾斜坡度: 1:0.250 背坡倾斜坡度: 1:0.200 采用1个扩展墙址台阶: 墙趾台阶b1: 0.300(m) 墙趾台阶h1: 0.500(m) 墙趾台阶与墙面坡坡度相同 墙底倾斜坡率: 0.200:1 物理参数: 圬工砌体容重: 23.000(kN/m3) 圬工之间摩擦系数: 0.400 地基土摩擦系数: 0.500 砌体种类: 片石砌体 砂浆标号: 5 石料强度(MPa): 30 挡土墙类型: 一般挡土墙 墙后填土内摩擦角: 35.000(度) 墙后填土粘聚力: 0.000(kPa) 墙后填土容重: 19.000(kN/m3) 墙背与墙后填土摩擦角: 17.500(度) 地基土容重: 18.000(kN/m3) 修正后地基土容许承载力: 500.000(kPa) 地基土容许承载力提高系数: 墙趾值提高系数: 1.200 墙踵值提高系数: 1.300 平均值提高系数: 1.000 墙底摩擦系数: 0.500 地基土类型: 土质地基 地基土内摩擦角: 30.000(度) 土压力计算方法: 库仑 坡线土柱: 坡面线段数: 2 折线序号水平投影长(m) 竖向投影长(m) 换算土柱数 1 3.000 2.000 0 2 5.000 0.000 0 坡面起始距离: 0.000(m) 地面横坡角度: 20.000(度) 墙顶标高: 0.000(m) 挡墙分段长度: 10.000(m) ===================================================================== 组合1（仅取一种组合计算）
2011年课程考试复习题及参考答案 钢结构设计原理 一、填空题： 1.钢结构计算的两种极限状态是和。 2.提高钢梁整体稳定性的有效途径是和。 3.高强度螺栓预拉力设计值与和有关。 4.钢材的破坏形式有和。 5.焊接组合工字梁，翼缘的局部稳定常采用的方法来保证，而腹板的局部稳定则 常采用的方法来解决。 6.高强度螺栓预拉力设计值与和有关。 7.角焊缝的计算长度不得小于 40 ，也不得小于 8hf ；侧面角焊缝承受静载时，其 计算长度不宜大于 60hf 。 8.轴心受压构件的稳定系数φ与、和有关。 9.钢结构的连接方法有、和。 10.影响钢材疲劳的主要因素有、和。 11.从形状看，纯弯曲的弯矩图为，均布荷载的弯矩图为，跨中 央一个集中荷载的弯矩图为。 12.轴心压杆可能的屈曲形式有、和。 13.钢结构设计的基本原则是、、 和。 14.按焊缝和截面形式不同，直角焊缝可分为、、 和等。 15.对于轴心受力构件，型钢截面可分为和；组合截面可分为 和。 16.影响钢梁整体稳定的主要因素有、、、 和。 1.承载能力极限状态，正常使用极限状态 2.加强受压翼缘，减少侧向支承点间的距离（或增加侧向支承点） 3.螺栓材质，螺栓有效面积 4.塑性破坏，脆性破坏 5.限制宽厚比，设置加劲肋 6.性能等级，螺栓直径
7.8h f，40mm，60 h f 8.钢号，截面类型，长细比 9.焊接连接，铆钉连接，螺栓连接 10.应力集中，应力幅（对焊接结构）或应力比（对非焊接结构），应力循环次数 11.矩形，抛物线，三角形 12.弯曲屈曲，扭转屈曲，弯扭屈曲 13.技术先进，经济合理，安全适用，确保质量 14.普通缝，平坡缝，深熔缝，凹面缝 15.热轧型钢，冷弯薄壁型钢，实腹式组合截面，格构式组合截面 16.荷载类型，荷载作用点位置，梁的截面形式，侧向支承点的位置和距离，梁端支承条件 二、问答题： 1.高强度螺栓的8.8级和10.9级代表什么含义？ 2.焊缝可能存在哪些缺陷？ 3.简述钢梁在最大刚度平面内受荷载作用而丧失整体稳定的现象及影响钢梁整体稳定的主要因素。 4.建筑钢材有哪些主要机械性能指标？分别由什么试验确定？ 5.什么是钢材的疲劳？ 6.选用钢材通常应考虑哪些因素？ 7.在考虑实际轴心压杆的临界力时应考虑哪些初始缺陷的影响？ 8.焊缝的质量级别有几级？各有哪些具体检验要求？ 9.普通螺栓连接和摩擦型高强度螺栓连接，在抗剪连接中，它们的传力方式和破坏形式有何不同？ 10.在计算格构式轴心受压构件的整体稳定时，对虚轴为什么要采用换算长细比？ 11.轴心压杆有哪些屈曲形式？ 12.压弯构件的局部稳定计算与轴心受压构件有何不同？ 13.在抗剪连接中，普通螺栓连接和摩擦型高强度螺栓连接的传力方式和破坏形式有何不同？ 14.钢结构有哪些连接方法？各有什么优缺点？ 15.对接焊缝的构造有哪些要求？ 16.焊接残余应力和焊接残余变形是如何产生的？焊接残余应力和焊接残余变形对结构性能有何影 响？减少焊接残余应力和焊接残余变形的方法有哪些？ 17.什么叫钢梁丧失整体稳定？影响钢梁整体稳定的主要因素是什么？提高钢梁整体稳定的有效措施 是什么？ 18.角焊缝的计算假定是什么？角焊缝有哪些主要构造要求？ 19.螺栓的排列有哪些构造要求？ 20.什么叫钢梁丧失局部稳定？怎样验算组合钢梁翼缘和腹板的局部稳定？
浅谈钢结构 现在，钢以一种或者形式逐渐成为全球应用最广泛的建筑材料。对于建筑构架，除了很特殊的工程之外，钢材几乎已经完全取代了木材，总的来说，对于桥梁和结构骨架，钢也逐渐代替了铸铁和炼铁。 最为现代最重要的建筑材料，钢是在19世纪被引入到建筑中的，钢实质上是铁和少量碳的合金，一直要通过费力的过程被制造，所以那时的钢仅仅被用在一些特殊用途，例如制造剑刃。1856年贝塞麦炼钢发发明以来，刚才能以低价大量获得。刚最显著的特点就是它的抗拉强度，也就是说，当作用在刚上的荷载小于其抗拉强度荷载时，刚不会失去它的强度，正如我们所看到的，而该荷载足以将其他材料都拉断。新的合金又进一步加强了钢的强度，与此同时，也消除了一些它的缺陷，比如疲劳破坏。 钢作为建筑材料有很多优点。在结构中使用的钢材成为低碳钢。与铸铁相比，它更有弹性。除非达到弹性极限，一旦巴赫在曲调，它就会恢复原状。即使荷载超出弹性和在很多，低碳钢也只是屈服，而不会直接断裂。然而铸铁虽然强度较高，却非常脆，如果超负荷，就会没有征兆的突然断裂。钢在拉力（拉伸）和压力作用下同样具有高强度这是钢优于以前其他结构金属以及砌砖工程、砖石结构、混凝土或木材等建筑材料的优点，这些材料虽然抗压，但却不抗拉。因此，钢筋被用于制造钢筋混凝土——混凝土抵抗压力，钢筋抵抗拉力。 在钢筋框架建筑中，用来支撑楼板和墙的水平梁也是靠竖向钢柱支撑，通常叫做支柱，除了最底层的楼板是靠地基支撑以外，整个结构的负荷都是通过支柱传送到地基上。平屋面的构造方式和楼板相同，而坡屋顶是靠中空的钢制个构架，又成为三角形桁架，或者钢制斜掾支撑。 一座建筑物的钢构架设计是从屋顶向下进行的。所有的荷载，不管是恒荷载还是活荷载（包括风荷载），都要按照连续水平面进行计算，直到每一根柱的荷载确定下来，并相应的对基础进行设计。利用这些信息，结构设计师算出整个结构需要的钢构件的规格、形状，以及连接细节。对于屋顶桁架和格构梁，设计师利用“三角剖分”的方法，因为三角形是唯一的固有刚度的结构。因此，格构框架几乎都是有一系列三角形组成。钢结构可以分成三大类：一是框架结构。其构件包括抗拉构件、梁构件、柱构件，以及压弯构件；二是壳体结构。其中主要是轴向应力；三是悬挂结构。其中轴向拉应力是最主要的受力体系。
重力式挡土墙设计 一、设计依据 1.某公路8+636~8+652段需设路肩墙 2.公路等级：三级公路 3.设计荷载：汽车—20级，挂车—100 4.路基宽：9米 5.墙后填料：碎石土，内摩擦角m KN /.61840==γ? 6.墙身材料：2.5号砂浆砌片石，m kN a /3.22=γ 片石：[]KPa 680=σ压 []KPa 78=σ拉 []KPa 100=σ剪 7.地基：坚硬岩石，地基容许承载力[]KPa 1470=σ，地基与墙底摩擦 系数f=0.6 8.墙背摩擦角：2? δ= 9.路堑边坡1:0.25，边沟底宽0.4米，深0.4米 10.8+636~8+652段纵坡i=0.5%，路基设计标高：8+636处为37.74米 11.中桩地面高：8+636处为39.94米，8+642处为40.38米，8+652处为39.54米 12.路基横断面地面线：
注：表中单位为米 二、车辆荷载换算 当m H 2≤时，q=20.0KPa 当m H 10≥时，q=10.0KPa 由直线内插法得到：H=8m 时，().5KPa 122020102 1028=+-?-- 换算均布土层厚度：672.06 .185.120===r q h 三、主动土压力计算 假设破裂面交于荷载中部 1.破裂角θ 由 202 14014====?δ?α得到：
()()()()()()()()' 0000003225.02232.914tan 672.0202882 1672.0000021tan 222 121376 .3780672.02802 122 174201440???? ???==-=??+?+??-?++??=++-++==+??++?=+++==++=++=θαδα?ψh a H H h d b ab H a h H a B A 验核破裂面位置 路肩破裂面位置距路基内侧水平距离为9m 由于5.23m<9m ，所以破裂面交于荷载内，假设成立。 2.主动土压力系数K 和1K ()() ()()()()168.18 8672.021********.014tan 05.22tan 7405.22sin 4005.22cos tan tan sin cos 223011=??+=+??? ??-+==+++=+++=H h h H h H a K K αθψθ?θ 其中： 0tan tan tan 1=+-=α θθa b h
钢结构原理与设计练习题 第1章 绪论 一、选择题 1、在结构设计中，失效概率P f 与可靠指标β的关系为（ B ）。 A 、P f 越大，β越大，结构可靠性越差 B 、P f 越大，β越小，结构可靠性越差 C 、P f 越大，β越小，结构越可靠 D 、P f 越大，β越大，结构越可靠 2、若结构是失效的，则结构的功能函数应满足（ A ） A 、0
8、大跨度结构常采用钢结构的主要原因是钢结构（B） A.密封性好 B.自重轻 C.制造工厂化 D.便于拆装 二、填空题 1、结构的可靠度是指结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率。 2、承载能力极限状态是对应于结构或构件达到了最大承载力而发生破坏、结构或构件达到了不适于继续承受荷载的最大塑性变形的情况。 3、建筑机械采用钢结构是因为钢结构具有以下特点：1）______强度高、自重轻__________、2）_____塑性、韧性好_______________，3）______材质均匀、工作可靠性高______________。 4、正常使用极限状态的设计内容包括控制钢结构变形、控制钢结构挠曲 5、根据功能要求，结构的极限状态可分为下列两类：__承载力极限状态____ ______正常使用极限状态_____、 6、某构件当其可靠指标β减小时，相应失效概率将随之增大。 三、简答题 1、钢结构与其它材料的结构相比，具有哪些特点？ 2、钢结构采用什么设计方法？其原则是什么？ 3、两种极限状态指的是什么？其内容有哪些？ 4、可靠性设计理论和分项系数设计公式中，各符号的意义？ 第2章钢结构材料 一、选择题 1、钢材在低温下，强度（A），塑性（B），冲击韧性（B）。 (A)提高(B)下降(C)不变(D)可能提高也可能下降 2、钢材应力应变关系的理想弹塑性模型是（A）。