1结构设计
1.1方案比选
1.1.1设计标准和规范
设计标准
1、线路等级：公路一级
2、设计车速：60km/h
3、桥面设计宽度：双向四车道，两侧各设2.0m人行道，2m（人行道）+7m（车行道）+2m（分隔带）+7m（车行道）+2m（人行道）=20m。
4、桥面坡度：桥面横向坡度1.5%，桥面纵坡0.7%。
5、设计荷载：公路I级；人群荷载：3.0KN/m2。
6、地震基本烈度：7度，设计基本地震加速值为0.10g。
设计规范
1、公路钢筋混凝土与预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D62-2004
2、公路桥涵设计通用规范 JTG D60-2004
1.1.2方案比选概述
赫章大桥处于云贵高原乌蒙山脉北段。地势北高南低，属构造侵
蚀剥蚀型河谷地貌。大桥跨越赫章后河。桥区植被不发育，主要为荒地。桥区附近海拔1490m--1810m，相对最大高差320m。现对桥梁的形式进行方案比选，比选原则如下：
（1）安全与舒适性
整个桥跨结构及各部分构件，在制造、运输、安装和使用过程中应具有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性，以满足桥梁安全性的要求。现代桥梁设计越来越强调舒适度，要控制桥梁的竖向与横向振幅，避免车辆在桥上振动与冲击，以满足桥梁舒适性的要求。
（2）适用性
桥上应保证车辆和人群的安全畅通，并应满足将来交通量增长的需要。桥下应满足泄洪等要求。建成的桥梁应保证使用年限，并便于检查和维修。
（3）经济性
设计的经济性应占较重要的位置。经济性除建桥费用，还应考虑未来综合发展及养护和维修等费用。
（4）美观
一座桥梁，应与周围的景致相协调。有合理的结构布局和优美的轮廓是美观的主要因素，不应把美观片面地理解为豪华装饰。在安全、适应和经济前提下，尽可能使桥梁具有美观性。
根据该桥的桥位地质、实际地形和水文资料，综合各备选方案上部结构形式
及安全性、经济性、施工条件等因素，最后比选出三种桥型方案。拟定备选方案如下：
方案一：连续梁桥，布跨形式为：103m+150m+103m；
方案二：单塔斜拉桥，布跨形式为：200m+200m；
方案三：T型刚构桥，布跨形式为：88m+140m+140m+88m。
三个桥梁方案均可满足条件，具体方案比较如下：
1.1.3三跨预应力混凝土连续梁桥（103m+150m+103m）
（1）桥型介绍
预应力混凝土连续箱梁是常用的一种桥梁结构形式，属于超静定体系。其在恒载、活载作用下，产生的支点负弯矩对跨中正弯矩有卸载的作用，使其内力状态比较均匀合理。结构刚度大，变形小，动力性能好，主梁变形挠曲线平缓，有利于高速行车。可采用悬臂施工法、顶推法、逐跨施工法施工，充分应用预应力技术的优点使施工设备机械化，生产工厂化。预应力结构通过高强钢筋对混凝土预压，不仅充分发挥了高强材料的特性，而且提高了混凝土的抗裂性，促使结构轻型化，因而预应力混凝土结构具有比钢筋混凝土结构大得多的跨越能力。
（2）尺寸拟定
①桥跨布置
预应力混凝土连续梁、连续刚构桥主跨一般不宜大于200m，主跨大于200m时应与其他桥型进行充分比选论证；一般情况下边中跨比不小于0.55，在过渡墩较高、边跨现浇段难以采用落地支架现浇时，边中跨比最小可采用0.53，以保证结构在最不利荷载作用下边墩支座有一定压力。边跨跨径约为中跨的0.6～0.8倍，按此经验初步确定桥跨布置为：103m+150m+103m，总长为356m.布置图如下图所示。
②截面尺寸
为提高箱梁的承载能力，改善主梁的应力状况，箱梁应有足够的高度。箱梁根部梁高宜控制在主跨跨度的1/16~1/20，跨中梁高宜控制在主跨跨度的
1/30~1/50，考虑到新的《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）的实施和荷载标准的调整，在净空不受限制的条件下可适当增加梁高，梁高宜按二次抛物线变化。
截面尺寸拟订中，单箱单室顶板宽度一般小于20 米，单箱双室顶板宽度约为25米，双箱单室可达40米左右。支点截面的梁高H约为（1/16-1/20）L（L—为中间跨跨长），跨中梁高H约为（1/1.5 -1/2.5）H。底板厚度与主跨之比宜为1/140-1/170，跨中区域底板厚度可按构造要求设计。截面细部构造图如下图所示。
（3）施工方案设计
连续梁桥的施工方法有先简支后连续法、顶推施工法、悬臂施工法等等，本次施工采用悬臂浇筑法施工。
1.1.4单塔斜拉桥（200m+200m）
（1）桥型介绍
斜拉桥主要由主梁、索塔、斜拉索三大部分组成，斜拉桥的基本受力特点是：受拉的斜索将主梁多点吊起，并将主梁的恒载和车辆等其它荷载传至塔柱，再通过塔柱基础传至地基。主梁在斜拉索的各点支撑作用下，像多跨弹性支承的连续梁一样，使得弯矩值得以大大的降低，这不但可以使主梁尺寸大大减小，而且由于结构自重显著减轻，既节省了结构材料，又能大幅度的增大桥梁的跨越能力。此外，斜拉索轴力的水平分力对主梁施加了预压力，从而可以增加主梁的抗裂性能，节约了主梁中的预应力钢材的用量。
（2）桥跨布置
对于主梁支撑于塔墩的支撑体系，为承受支点截面较大的负弯矩，在局部区段可加大梁高或加厚翼缘板厚度。从横向风力稳定性角度考虑，采用双索面，拉索布置为扇形，混凝土主梁拉索间距多数为6～10m,取为8m，。根据主梁的受力要求或为了减小索面，拉索的竖直分力越大越好，考虑到主塔上拉索不能过于密集，主塔上拉索间距一般取1.6～2.2m。
①桥跨布置
此桥采用单塔双索面斜拉桥，跨度为200m+200m，主梁上斜拉索间距顺桥向取8m，主塔上斜拉索间距竖向取2m，设其塔高为90m,其布置图如下图所示。
②截面尺寸
根据高跨比的经验值，取梁高为3m,全桥采用等截面箱型截面，其细部构造图如下图所示。
（3）施工方法设计
对于斜拉桥可以采用现浇施工，也可采用拼装预制梁的方法施工，还可采用转体施工。就施工条件而论，转体施工无法进行，此桥采用拼装施工可以缩短工期，而且还可保证质量。
1.1.5T型刚构桥（88m+140m+140m+88m）
（1）桥型介绍
T刚构，是预应力混凝土梁桥常见形式之一。因其自身具有的结构轻巧、跨度大、施工机械化和装配化程度高等特点，而被广泛应用。T型刚构桥是在简支预应力桥和大跨钢筋土箱梁桥的基础上，在悬臂施工的影响下产生的。其上部结构可为箱梁、桁架或桁拱，与墩固结形成整体，桥型美观、宏伟、轻型，适用于大跨悬臂平衡施工，可无支架跨越深水急流，避免下部施工困难或中断航运，也不需要体系转换，施工简便。
（2）尺寸拟定
①桥跨布置
桥梁全长共4跨。在桥垮布置时从结构上应使每个T构的悬臂长度相等，全桥挂梁等长。本方案拟定T构的悬臂长度为52m，挂梁的计算跨径取用36m，其布置如下图所示。
②截面尺寸
T构横截面全宽21m采用双箱单室，箱宽5.48m，箱梁间顶板长4.84m，外侧悬臂板1.6m，人行道悬臂长度1.0m。其细部构造如下图所示。
（3）施工方法设计
T构采用分箱分段悬臂浇筑施工。T构悬臂长52m，分13个节段，每一节质量不超过180t。两个单箱分别悬浇施工，箱间用0.5m现浇带相连，再用横向预应力降两箱组成整体截面。使用箱梁内滑模板施工，特别用在薄腹板的高大截面以及钢筋和管道密集的箱梁，能够提高工效，减轻施工荷载，缩短工期，改善劳动强度和提高施工质量。
1.1.6方案比选总结
最终方案的确定应遵循“安全、适用、经济、美观”的原则，综合考虑各个方案结构合理性、方案的造价、施工难度和外观等方面的优缺点，确定最终方案。
本桥为跨越水库的公路桥，而非城市桥梁，对桥梁美观需求不高。斜拉桥虽然跨越能力大，但是其造价很高，而且维护费用高，需定期进行换索工作。并且拉索的张拉控制麻烦，索力调整对桥梁的线形及受力影响很大，施工工艺及精度要求很高。同时拉索是柔性体系，风力作用下会震动，需采用相应的措施，不然会影响桥上行车舒适及安全，再者斜拉桥横向刚度小，变形大。故在此公路桥设计中不推荐采用。
当采用T型刚构桥时，为三向预应力体系，纵向预应力筋采用高强钢丝组成的钢束，锚头采用钢制锥形锚具，纵向钢束分有直束、竖弯束和平竖弯束，布置在箱梁的顶板和腹板内。每孔挂梁的施工周期约为11d，工期太长，故不宜采用。
预应力混凝土连续梁桥是预应力桥梁中的一种，其线条明快流畅，与周围景观搭配协调，具有整体性能好、结构刚度大、变形小、抗震性能好，特别是主梁变形挠曲线平缓，桥面伸缩缝少，行车舒适等优点且施工简单。在造价方面，成本低，在公路桥设计中采用得较多，有很多可以参照的工程实例。同时设计计算简单，故在本次设计中采用。
各方案各指标如下表所示。
综上所述,经过前面的比较，本次设计选择三跨预应力混凝土连续梁桥方案作为赫章大桥的设计方案。
1.2初步设计
1.2.1设计基本资料
赫章大桥位于毕威高速公路上,是毕威高速上的一座特大桥。大桥位于贵州省赫章县境内,地质复杂、地势险峻。赫章大桥的建设，对保障交通畅通和城镇发展起着不可替换的作用。大桥的起点桩号为K99+634.0，终点桩号为K100+090.0，桥梁全长为456m。
设计标准
1、线路等级：公路一级
2、设计车速：60km/h
3、桥面设计宽度：双向四车道，两侧各设2.0m人行道，2m（人行道）+7m（车行道）+2m（分隔带）+7m（车行道）+2m（人行道）=20m。
4、桥面坡度：桥面横向坡度1.5%，桥面纵坡0.7%。
5、设计荷载：公路I级；人群荷载：3.0KN/m2。
6、地震基本烈度：7度，设计基本地震加速值为0.10g。
设计规范
1、公路钢筋混凝土与预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D62-2004
2、公路桥涵设计通用规范 JTG D60-2004
1.2.2主梁截面尺寸的拟定
为提高箱梁的承载能力，改善主梁的应力状况，箱梁应有足够的高度。箱梁根部梁高宜控制在主跨跨度的1/16~1/18，跨中梁高宜控制在主跨跨度的1/30~1/55，考虑到新的《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）的实施和荷载标准的调整，在净空不受限制的条件下可适当增加梁高，梁高宜按二次抛物线变化。
截面尺寸拟订中，单箱单室顶板宽度一般小于20 米，单箱双室顶板宽度约为25米，双箱单室可达40米左右。支点截面的梁高H支约为（1/16-1/18）L（L—为中间跨跨长），跨中梁高H约为（1/1.5 -1/2.5）H支。底板厚度与主跨之比宜为1/140-1/170，跨中区域底板厚度可按构造要求设计。
主梁尺寸：主梁采用变截面箱梁，支点梁高为7.5m，与中跨孔径的比值为1/18.67；跨中梁高为3m，与中跨孔径的比值为1/46.67。主梁截面具体尺寸如下图所示。
1.3桥面板计算
桥面铺装为2cm厚的沥青混凝土面层和平均厚度为9cm的C40防水混凝土垫层。箱梁钢筋混凝土的容重为25KN/3
m。桥面铺装如下图所示。
1.3.1悬臂板计算
右悬臂板存在车辆荷载，所以更加不利，因此只需计算右悬臂板来进行桥面板计算及配筋，下面选取右侧悬臂板进行计算。
（1）恒载内力（以纵向梁宽1m的板梁计算）
计算跨径L=2.7m，悬臂板恒载内力计算图示如下：
①部分平均厚度1h =0.5m ，长度1l =0.55m ，荷载集度g=2.5KN/m ②部分平均厚度h=0.275，长度2l =0.55m ，荷载集度g=6.875KN/m
③部分平均厚度m 2.0h 3=，长度l=1.8m ，荷载集度m /52512.0g 3KN =??=
④部分平均厚度0.1m h 22
.04==，长度l=1.8m ，荷载集度m /5.22511.0g 4KN =??=
⑤部分平均厚度m 3.0h 5=，长度m 5.0l 5=，荷载集度m /9.62313.0g 5KN =??=
⑥部分平均厚度m 2.0h 6=，长度0.3m l 2
2.04.06==+，荷载集度m /6.42312.0g 6KN =??=
⑦部分平均厚度m 2.0h 7=，长度m 6.0l 7=，荷载集度m /52512.0g 7KN =??= 沥青混凝土面层m /42.021102.0g 8KN =??= C40防水混凝土m /07.223109.0g 9KN =??= 恒载内力计算如下： 弯矩：
())
1.0()
1.0()()()(2776655144133222
1112981sg 7
654
32-+------+-+---+-=l l l l l l l l g l l g l l g l l g l l g l g l g l g g M
=-41.528KN ·m 剪力：
7766554433221198sg )(l g l g l g l g l g l g l g l g g Q ++++++++=
=37.838KN （2）活载内力
按照规范《D60-2004》，验算荷载的后轮着地长度2a =0.2m ，宽度2b =0.6m 。
m H a 42.011.022.02a 21=?+=+= m H b 82.011.026.02b 21=?+=+= 有效分布宽度： a=3.72m>1.4m
两个后轮的有效分布宽度发生重叠，则： a ’=5.12m 故:
m KN ab P /335.2982
.082.52140
222p 1=???==
悬臂根部单位板宽的弯矩为：
)2
()1(1
1sp b c pb M -
+-=μ
=-56.519KN ·m
悬臂根部单位板宽的剪力为：
1sp )1(pb Q μ+==1.3×33.346×0.82=35.547KN
（3）荷载组合
=-128.960KN/m
=95.171KN
1.3.2桥面中间板计算
显而易见，本桥箱梁桥面中间板的纵横向比列远大于2，故应作为单向板计算。
同时，当41
10133.0t <==h （即主梁抗扭能力较大）时，则：
跨中弯矩：05.0M M c =；
支点弯矩：0s 7.0M M -=。（其中，0M 为简支板跨中弯矩。） 对于剪力计算，可不考虑板和主梁的弹性固结作用，简支板的支点剪力即为连续板的支点剪力。
（1）恒载内力（以纵向梁宽1m 的板梁计算）
先计算简支板的跨中弯矩和支点剪力值，根据规范《D60-2004》，梁肋间的板计算跨径：
计算弯矩时：=4.0+0.3=4.3m 计算剪力时：
=4.0m
其中：L —板的计算跨径，0L —板的净跨径。 每延米的恒载g ：
沥青混凝土面层：m KN /42.021102.0g 1=??= C40混凝土垫层：m KN /07.223109.0g 2=??= 将箱梁承托摊于桥面板上，则：
=37.035cm =9.259KN/m
=0.42+2.07+9.259=11.749KN/m
恒载内力计算： b
l t l L +≤+=00
=4.37035m
=4.4m
故L=4.370m
=28.046KN ·m
=23.498KN
（2）活载内力
按照规范《D60-2004》，验算荷载的后轮着地长度m 2.0a 2=，宽度m b 6.02=，则顺桥向轮压分布宽度为：
m H a a 42.011.022.0221=?+=+= 垂直于行车方向轮压分布宽度为： m H b 82.011.026.02b 21=?+=+= 有效分布宽度计算：
①车轮位于跨径中部时：
l
l a a 32
31≥+=
a+l/3=1.887m, 2l/3=2.933m
a=2.933>1.4m,两个后轮重叠，因此，a=2.933+1.4=4.333m ②车轮位于板的支承处时：
3a 1l
t a ≥
+='
a+t=0.790m, l/3=1.467m
故a=1.467>1.4m, 所以a=2.867m
③车轮位于板的支承附近，距支点距离为x 时，
考虑了相应的有效分布宽度后，每米板宽承受的分布宽度为： P=39.403KN/m P ’=59.551KN/m
计算弯矩时简支板跨中弯矩影响线如下图所示：
将重车后轮作用于板的中央，得简支板的跨中最大弯矩，汽车横向布置如下图所示：
则跨中最大弯矩为：
))(1(332211s y A y A y A M p +++=μ
其中A=32.314KN
=73.514KN ·m
计算支点剪力时，荷载必须尽量靠近梁肋的边缘布置，考虑了相应的有效工作宽度后，每米板宽承受的分布荷载如下图所示：
支点剪力计算公式为：
))(1(44332211sp y A y A y A y A Q ++++=μ
=77.203KN
综上所述，可得中间桥面板活载内力如下，荷载组合按照规范《D60-2004》计算：
sp M M M 4.12.1sg 0+=
=1.2×28.046+1.4×73.514=136.575m ?KN
sp Q Q Q 4.12.1sg 0+=
=1.2×23.498+1.4×77.203=136.282KN
由于41
跨中弯矩：=68.288KN ·m 支点弯矩：=-95.603KN ·m 1.3.3桥面板配筋 （1）悬臂板及中间板支点负弯矩处均采用相同的钢筋抗弯，故只需按其中最不利荷载效应配筋，即m KN M ?-=861.135d 。 其中h=80cm ，设净保护层厚度a=3cm ，若选用直径d=12mm 的HRB335钢筋，则有效高度为： m d a h 764.0006.003.08.02 h 0=--=--= 由) 2(f 00x h bx M cd d -≤γ 解得x=0.00757m 验算满足规范要求。 As=605.6 选用直径为12mm 的HRB335钢筋时，钢筋的间距为15cm ，此时单位长度行车道所提供的钢筋面积2754mm A S =。 验算截面承载力： x=0.00943m =160.385KN ·m>128.960KN ·m 故满足要求。 （2）中间板跨中截面处的抗弯钢筋计算如下： 由上述计算得跨中断面弯矩m KN M d ?=503.74，其高度为30cm ，设净保护层 cm a 3=，若选用直径为12mm 的HRB335钢筋，则有效高度为： m d a h h 264.0006.003.03.02 0=--=--= 根据) 2(f 00x h bx M cd d -≤γ 解得x=0.01181m 验算满足要求。 As=944.8 选用直径12mm 的HRB335钢筋时，间距为10cm 。此时单位长度行车道板所 提供的钢筋面积21131 mm A S =。 验算截面承载力： x=0.01414m =81.379KN ·m>68.288KN ·m 故承载力满足要求。 1.3.4二期恒载计算 二期恒载的计算时，顺桥向采用每延米计算。计算如下： 栏杆：m KN /04.112232.02.1=??? 人行道铺装：m KN /5.342235.23.0=??? 防撞护栏： m KN /32.194232.02 2 .04.05.03.0=???++?）（ 行车道铺装： m KN /86.34223709.021702.0=???+??）（ 搭板：m /6252.12.0KN =?? m KN /72.105686.3432.195.3404.11g 2=++++=∑ 平均分配给每根箱梁：m KN /86.52272 .105g 2== 1.4主梁纵向预应力钢束的估算与布置 1.4.1主梁建模单元的划分 由于采用Midas civil 建模，计算结构内力，并进行结构验算，主梁建模单 元的划分下如图所示。 1.4.2悬臂法FCM的施工顺序 悬臂法施工时，采用对称施工，具体的施工顺序如下图。 1.4.3内力组合 根据《公路桥涵设计通用规范》（D60-2004）要求，通过Midas civil 进行内力组合，考虑承载能力极限状态基本组合、正常使用极限状态长期组合、正常使用极限状态短期组合三种荷载组合。 （1）承载能力极限状态基本组合 公路桥涵结构按承载能力极限状态进行设计时，应采用以下两种作用效应组合：基本组合和偶然组合，由于本设计不考虑偶然作用的影响，故只采用基本组合。 基本组合是承载能力极限状态设计时，永久作用标准值效应与可变作用标准值效应的组合，其基本表达式为： 00111 2 ()m n ud Gi Gik Q Q k c Qj Qjk i j S S S S γγγγψγ===++∑∑ 或 0011 2 ()m n ud Gid Q d c Qjd i j S S S S γγψ===++∑∑ 式中 ud S —承载能力极限状态下作用基本组合的效应组合设计值； 0γ—结构重要性系数，按《通规》JTG D60-2004表1.0.9规定的结构设计 安全等级采用，对应于设计安全等级一级、二级和三级分别取1.1、1.0和0.9； Gi γ—第i 个永久作用效应的分项系数，应按《通规》JTG D60-2004表4.1.6 的规定采用； Gik S 、Gid S —第i 个永久作用效应的标准值和设计值； 1Q γ—汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）的分项系数，取1Q γ=1.4。 当某个可变作用在效应组合中其值超过汽车荷载效应时，则该作用取代汽车荷载，其分项系数应采用汽车荷载的分项系数；对专为承受某作用而设置的结构或装置，设计时该作用的分项系数取与汽车荷载同值；计算人行道板和人行道栏杆的局部荷载，其分项系数也与汽车荷载取同值； 1Q k S 、1Q d S —汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）的标准值和设计值； Qj γ—在作用效应组合中除汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）、风荷载 外的其他第j 个可变作用效应的分项系数，取Qj γ=1.4，但风荷载的分项系数取Qj γ=1.1； Qjk S 、Qjd S —在作用效应组合中除汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）外的其 他第j 个可变作用效应的标准值和设计值； c ψ—在作用效应组合中除汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）外的其 他可变作用效应的组合系数，当永久作用与汽车荷载和人群荷载（或其他一种可变作用）组合时，人群荷载（或其他一种可变作用）的组ψ=0.80；当除汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）外合系数取 c ψ=0.70；尚有三尚有两种其他可变作用参与组合时，其组合系数取 c ψ=0.60；尚有四种及多于四种可变作用参与组合时，其组合系数取 c ψ=0.50。 种的可变作用参与组合时，取 c 承载能力极限状态基本组合内力值 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、毕业设计（论文）课题背景（含文献综述） （一）课题背景 目的：为了进一步发展及改善交通状况,桥梁在我国大量建设,桥梁设计及施工组织是当前技术复杂,综合性很强的难点,同时又是提高质量,减少事故的重点。是与众多因素相关的综合技术模式一个系统工程问题。它与场地工程地质勘察，支护结构设计，施工开挖，基坑稳定，降水，施工管理，现场监测，相邻场地施工相互影响等密切相关。 （二）文献综述 2.1 梁桥发展现状 一、板式桥 板式桥是公路桥梁中量大、面广的常用桥型，它构造简单、受力明确，可以采用钢筋混凝土和预应力混凝土结构；可做成实心和空心，就地现浇为适应各种形状的弯、坡、斜桥，因此，一般公路、高等级公路和城市道路桥梁中，广泛采用。尤其是建筑高度受到限制和平原区高速公路上的中、小跨径桥梁，特别受到欢迎，从而可以减低路堤填土高度，少占耕地和节省土方工程量。 实心板一般用于跨径13m以下的板桥。因为板高较矮，挖空量很小，空心折模不便，可做成钢筋混凝土实心板，立模现浇或预制拼装均可。 空心板用于等于或大于13m跨径，一般采用先张或后张预应力混凝土结构。先张法用钢绞线和冷拔钢丝；后张法可用单根钢绞线、多根钢绞线群锚或扁锚，立模现浇或预制拼装。成孔采用胶囊、折装式模板或一次性成孔材料如预制薄壁混凝土管或其他材料。 钢筋混凝土和预应力混凝土板桥，其发展趋势为：采用高标号混凝土，为了保证使用性能尽可能采用预应力混凝土结构；预应力方式和锚具多样化；预应力钢材一般采用钢绞线。板桥跨径可做到25m，目前有建成35～40m跨径的桥梁。在我看来跨径太大，用材料不省，板高矮、刚度小，预应力度偏大，上拱高，预应力度偏小，可能出现下挠；若采用预制安装，横向连接不强，使用时容易出现桥面纵向开裂等问题。由于吊装能力增大，预制空心板幅宽有加大趋势，1.5m 左右板宽是合适的。 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。 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 毕业设计(论文)开题报告 题目: 茶庵铺互通式立体交叉K65+687跨线桥 方案比选与施工图设计 √论文□课题类别: 设计□ 学生姓名: 周伟其 学号: 18030222 班级: 桥土07-02班 专业( 全称) : 土木工程( 桥梁工程方向) 指导教师: 韩艳 3月 独塔双跨式斜拉桥也是一种较常见的孔跨布置方式, 由于它的主孔跨径一般比双塔三跨式的主孔跨径小, 适用于跨越中小河流和城市通道。 独塔双跨式斜拉桥的主跨跨径与边跨跨径之比一般为1.25～2, 但多数接近1.52, 两跨相等时, 由于失去了边跨及辅助墩对主跨变形的有效约束作用, 因而这种形式较少采用。 斜拉桥与悬索桥一样, 很少采用三塔四跨式或多塔多跨式。原因是多塔多跨式斜拉桥中的中间塔塔顶没有端锚索来限制它的变位。因此, 已经是柔性结构的斜拉桥或悬索桥采用多塔多跨式将使结构柔性进一步增大, 随之而来的是变形过大。 2.2.4斜拉桥的施工工艺及描述 主梁施工 主梁除钢主梁和叠合梁采用工厂加工制作, 现场起吊拼装形成外, 预应力混凝土主梁大多采用挂篮现浇或支架现浇, 少数也有采用预制拼装法完成。挂篮悬浇法由于其造价较低, 且主梁线形易于控制, 采用较为广泛。在中国, 挂篮悬浇从后支点发展大前支点(也称”牵索式挂篮”) , 从小节距发展到大节距, 从轻型发展到超轻型从节段施工周期15天发展到最快4天, 技术已经逐渐成熟。牵索式挂篮的采用提高了挂篮承载能力, 加快了施工速度。 索塔及索塔基础施工 当前中国斜拉桥无论采用H形, 倒Y形, 还是钻石形索塔, 均采用钢筋混凝土结构。钢筋混凝土索塔的形成, 主要取决于支架和模板工艺。近年来大多采用简易支架或无支架施工法; 索塔施工模板、提模、翻模及爬模工艺, 其中爬模造价较低, 浇注节段高达6～9米, 施工速度快, 外观较光滑。斜拉桥因为其跨径较大使得主塔墩基础竖向荷载相应较大, 从而基础工程相应较大。索塔基础一般采用桩基础、钢围堰、沉井、或围堰加桩基础施工方法。 拉索施工 拉索的加工一般采用热剂PE防护法在工厂或现场加工。拉索锚头有热铸和冷铸两种, 大多采用冷铸锚头。拉素大多系整束集中防护张拉, 但也有个别采用平行钢绞线分束防护张拉。斜拉索的张拉、牵引与张拉。随着斜拉桥的跨径增大, 拉索长度和质量随之增大, 其张拉、牵引及张挂的力度与难度随之增大。一般采用放盘法自下而上牵引到位或采用整盘吊装上梁后牵引上塔。 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。 桥梁工程毕业设计中存在的问题 一、桥型方案设计 （一）共性问题 1.桥孔布置大跨化，没有顾及净空、经济性问题，或者出现多种不同跨度 的布置、非标准跨径的布置等等；主桥与引桥的布置形式； 2.对不同桥型、不同建筑材料的桥梁，跨度适用范围及相应的施工方法不 够了解，如混凝土拱桥，120m跨与240m跨、300m跨，究竟如何拟定截面形式和施工方法； 3.截面尺寸拟定不够合理，如墩台、盖梁、承台厚度、箱梁截面的腹板和 顶板； 4.桥台、桥墩基础的埋深，桥台长度的拟定方法，基础襟边长度。 5.连续梁桥、连续刚构桥边中跨比值，边、中跨确定方法； 6.独塔斜拉桥的边中跨之比、索距、主梁形式，无索区长度等等，索塔构 造； 7.工程制图，比例问题、小尺寸（基础襟边、台帽尺寸）的（随意）绘制、 字体大小、标注、构造线与标注线的粗细与区分。 8.剖断线、中心线、阴影线的表示方式。 （二）梁桥 1.T梁断面构造与横向布置； 2.桥墩、桥台的构造形式及与其高度的关系 3.连续刚构桥中方案中未顾及桥墩高度相差悬殊的情况，可采取连续—— 固接的方式； 4.薄壁墩顺桥向宽度和箱梁高度的关系，箱梁横桥向宽度的拟定。 （三）拱桥 1.多箱室拱桥的适用范围（缆索吊装法、跨径应在200m以内）； 2.拱上建筑的形式、跨度、高度及其布置； 3.立柱底座、立柱纵横向宽度的确定方法； 4.中承式拱桥固定横梁的构造与位置； 5.多跨不等跨拱桥的桥墩构造； 6.钢管混凝土拱肋构造、横截面形式与高度拟定 （四）斜拉桥 1.独塔和双塔斜拉桥桥跨布置 2.边跨、中跨无索区长度 3.主梁横截面形式 4.索塔构造 （五）悬索桥 1.适用范围 2.矢跨比 3.主梁构造 4.索塔与索鞍构造 5.吊杆间距 （六）工程量统计 1.混凝土体积、土石方开挖量计算 2.钢筋、预应力筋的估算 二、结构计算 1.施工方案 2.参数确定 3.计算模型的简化与施工阶段划分 4.模型输入与计算、正确性判断 5.控制截面的选取 6.内力组合、估束、极限状态验算 三、工程制图 1.图框与比例 2.字体选择与大小 3.制图与技巧（对称性、复制、镜像、切割、偏移等等命令，图层） 4.标注（对齐、连续性标注、辅助线） 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。 毕业设计 [论文] 题目：邓州市Y001线赵楼桥 施工图设计 系别： 专业： 姓名： 学号： 指导教师： 河南城建学院 2012年05 月25 日 摘要 本设计题目为邓州市Y001线赵楼桥，属于旧桥改造工程。赵楼桥桥面净宽为净-7+2×0.75，设计荷载为公路Ⅱ级，人群荷载为3.0kN/m2。设计是根据交通部现今最新规范的规定，对邓州市Y001线赵楼桥进行方案比选和设计的。 文中主要进行了该桥的设计和计算。文中首先对方案比选，确定采用普通钢筋混凝土简支T形梁桥，跨径布置为2×20m，主梁为等截面T形梁，梁高为1.5m。并针对所选的预应力混凝土简支T形梁桥进行了详尽的上部结构计算、下部结构计算和支座的计算。上部设计主要有截面设计、荷载横向分布系数的计算、主梁作用效应计算、横隔梁的内力计算，并进行了主梁截面承载力与预应力验算、主梁变形验算、行车道板的计算。下部结构主要有盖梁墩柱设计计算、基础计算和桥台设计与验算。 关键词：钢筋混凝土，T型简支梁桥，横向分布系数，灌注桩基础，埋置式桥台。 Abstract This designed bridge, which is named the Zhaolou bridge, is the Bridge of reconstruction project. It’s deck clear width is 7+2×0.75, the design loads is grade two ,and the designed crowd load is 3.0kN/m2. The designed, Zhaolou bridge, is carried out on the the Y001 Line in dengzhou is according to the Ministry of Transportation,which is the latest specification requirements,to make the selection and design. The paper described the design and calculation of the bridge. First, to the program comparison and selection, I determined the use of ordinary reinforced concrete T-beam bridge span arrangement of 2 × 20m.The beam is T-shaped beam cross-section and the height of beam is 1.5 m. For the selected simply supported, prestressed concrete T-beam bridge, a detailed calculation of the upper structure and the lower part of the calculation of structural calculations. The upper part of the design section design, load lateral distribution factor calculation, calculation of effect of the main beam role, crossbeam force calculation, and the main girder section bearing capacity of prestressed checking. The main beam deformation checking, calculation of the carriageway board. Substructure covered beam pier columns design calculations, design and checking of the basis and abutments. Keywords: reinforced concrete,T-type simply supported beam bridge, Transverse distribution coefficient, Pile foundation,Embedded type abutments. 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）。 课程设计说明书 课程名称：钢结构 设计题目：钢屋架设计 学生姓名：韦镔扬 学号：20140710 专业班级：2014级专升本 2015年8月16日 课程设计任务书 三角形钢屋架课程设计 摘要：本次课程设计以三角形钢屋架为材料背景,以完成屋架设计为任务，先进行屋架檩条设计和支撑布置,然后通过荷载组合和内力计算,从而完成杆件截面选择,进一步实现节点设计,最后做出施工图。该课程设计是在钢结构厂房屋架的理解的基础上，通过对有檩体系的三角形屋架的设计，系统的明确了结构设计的方法，以及绘制施工图应掌握的技巧和方法，涉及的专业基础知识有：钢结构中的轴心受压和受拉截面的强设计，强度和稳定性验算，焊缝和螺栓的连接，理论力学计算桁架内力，以及AUTOCAD制图。从课程设计中，培养设计从业人员应有的理论和素质。 关键词：三角形屋架檩条支撑内力计算截面设计节点 目录 1 设计背景 (1) 1.1 设计资料 (1) 1.2 屋架形式 (1) 2 设计方案 (2) 2.1 檩条设计 (2) 2.2 屋架支撑 (3) 3 方案实施 (4) 3.1 荷载与内力计算 (4) 3.2 杆件截面设计 (6) 3.3 节点设计 (10) 4 结果与结论 (15) 4.1结果 (15) 4.2结论 (15) 5 参考文献 (17) 1 设计背景 1.1 设计资料 1.建筑物基本条件 厂房长度90m ，檐口高度15m 。厂房为单层单跨结构，内设有两台中级工作制桥式吊车。 拟设计钢屋架，简支于钢筋混凝土柱上，柱的混凝土强度等级为C20,钢材用Q235B 级,采用E43型焊条。柱顶截面尺寸为400mm mm 400?。钢屋架设计可不考虑抗震设防。 厂房柱距选择：6m 三角形钢屋架(b) 属有檩体系：檩条采用槽钢，跨度为6m ，跨中设有一根拉条φ10。 屋架屋面做法及荷载取值（荷载标准值）： 永久荷载：波形石棉瓦自重 0.20 kN/m 2 檩条及拉条自重 0.20 kN/m 2 保温木丝板重 0.25 kN/m 2 钢屋架及支撑重 (0.12+0.011?跨度) kN/m 2 可变荷载：雪荷载 0.4kN/m 2 屋面活荷载 0.40 kN/m 2 积灰荷载 0.30 kN/m 2 注：1、以上数值均为水平投影值； 1.2 屋架形式 屋架计算跨度：0l =l －300=24000－300=23700mm 屋面倾角： '1arctan 2148,sin 0.3714,cos 0.92852.5 ααα==== 屋架跨中的高度为：2370047402 2.5 h mm ==? 上弦长度：0127622cos l l mm α == 节间长度：25535 12762 == 'a mm结构毕业设计计算书
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