土木工程毕业设计风荷载内力计算样本
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前 言本毕业设计说明书是本科高等学校土木工程专业本科生毕业设计的说明书,本说明书全部内容共分十四章,这十四章里包含了荷载汇集、水平作用下框架内力分析、竖向作用下框架内力分析、以及框架中各个结构构件的设计等,这些内容容纳了本科生毕业设计要求的全部内容,其中的计算方法都来自于本科四年所学知识,可以说是大学四年所学知识的一个很好的复习总结 同时也是培养能力的过程。
本毕业设计说明书根据任务书要求以及最新相关规范编写,内容全面、明确,既给出了各类问题解决方法的指导思想,又给出了具体的解决方案,并且明确地给出了各类公式及符号的意义和必要的说明。
本说明书概念清晰、语言流畅,每章都有大量的计算表格,并且对重点说明部分配置图解。
应该说本说明书很好地完成了本次毕业设计的任务要求、达到了本次毕业设计的预定目标。
第一章方案论述建筑方案论述设计依据依据土木工程专业 届毕业设计任务书。
遵照国家规定的现行相关设计规范。
设计内容、建筑面积、标高( )本次设计的题目为“彩虹中学教学楼”。
该工程位于沈阳市,为永久性建筑,建筑设计使用年限 年,防火等级二级。
( )本建筑结构为五层,层高均为 。
建筑面积: ,占地面积: 。
( )室内外高差 ,室外地面标高为 。
房间构成和布置( )房间构成本工程为一所中学教学楼,根据教学楼的功能要求,此次设计该教学楼共包括 个普通教室, 个 人合班教室, 个教师办公室,计算机室,语音室,物理实验室、电话总机室各 个, 个会议室,资料室,教师休息室,学生会办公室等配套房间若干个,以及配套的卫生间若干个。
( )房间布局充分考虑教学楼各种房间在功能和面积等方面的不同,尽量做到功能分区清晰,各功能分区之间联系紧密,以及结构布置合理等,在设计中主要注意了以下几点:①教室(包括普通教室和合班教室)布置在教学楼的阳面。
②语音教室以及录音室等需要安静环境的教室布置在教学楼相对较为偏僻的地方。
③充分考虑实验室办公室,实验准备室和实验室的紧密联系,各类实验室都设置了配套的教师办公室,实验准备室以及实验储藏室。
一、设计资料:1、地形:平原2、工程地质及水文地质条件根据成都市新都城建勘察测绘有限公司提供的地质勘察报告,本设计场地地质构成为:[1] 地下水位高程为-8m,地下水对一般建筑材料无腐蚀作用。
[2] 填土层,厚度约为0.5m,承载力特征值为79kPa,天然重度17.5kN/3m[3] 砂土层,厚度约为2~5m,承载力特征值为249kPa,天然重度20.7kN/3m,e及Il均小于0.85m[4] 卵石层,厚度为2~9m,承载力特征值311kPa,天然重度21.2 kN/33、气象资料基本风压= 0.35KN/m2 ,主导风向冬季为北偏东,夏季为东南风,粗糙度为B类;雪荷载标准值为0.25 KN/m2 。
屋面为不上人屋面,根据荷载规范查得活载为0.5 kN/m24、抗震设防烈度: 7度设防,建筑结构抗震等级为三级,设计地震分组为第一组。
;建筑场地土类别Ⅱ类场地;场地特征周期为0.35s。
设计基本地震加速度值为7度时:0.10g(0.15g)。
5、材料供应及施工能力均能得到保证。
4.2 楼板设计根据平面布置,该楼板为双向板且板短向跨度l1 = 3900 通常取板厚h=(l/50-l/35)=(70-116)mm,且构造厚度h = 100mm,故可选h = 100 mm。
根据建筑设计中的建筑做法,查相应荷载规范,分别统计计算荷载如下:4.2.1 屋面荷载(不上人屋面)1) 恒荷载标准值保护层:氯丁银粉胶防水层:4厚改性沥青防水卷材0.004×10=0.04 kN/m²找平层:20厚1:2水泥砂浆0.020×20=0.4 kN/m²找坡层:30厚水泥石灰焦渣砂浆0.030×14=0.42 kN/m²保温层:80厚水泥珍珠岩制品保温层0.080×3.5=0.28 kN/m²找平层:20厚1:2水泥砂浆找平0.020×20=0.4 kN/m²结构层:100厚混凝土楼面板0.100×25=2.5 kN/m²抹灰层:20厚板底抹灰0.020×20=0.4 kN/m²吊顶:轻钢龙骨吊顶0.12 kN/m²合计: 4.56 kN /m²2) 活荷载标准值不上人屋面,查荷载规范,取0.5 kN/m²。
该工程为某大学实验楼,钢筋混凝土框架结构;建筑层数为8 层,总建筑面积11305.82m2,宽度为39.95m,长度为60.56m ;底层层高4.2m,其它层层高 3.6m,室内外高差0.6m。
该工程的梁、柱、板、楼梯、基础均采用现浇,因考虑抗震的要求,需要设置变形缝,宽度为130mm。
1.1.1 设计资料(1 )气象条件该地区年平均气温为20 o C.冻土深度25cm ,基本风压0.45kN/m2 ,基本雪压0.4 kN/m2 ,以西北风为主导方向,年降水量1000mm。
(2)地质条件该工程场区地势平坦,土层分布比较规律。
地基承载力特征值f a 240kPa 。
(3)地震烈度7 度。
(4)抗震设防7 度近震。
1.1.2材料梁、柱、基础均采用C30;纵筋采用HRB335,箍筋采用HPB235 ;单向板和双向板均采用C30,受力筋和分布筋均为HPB235 ;楼梯采用C20 ,除平台梁中纵筋采用HRB335 外,其余均采用HPB235。
1 .2工程特点本工程为8 层,主体高度为29m 左右,为高层建筑。
其特点在于:建造高层建筑可以获得更多的建筑面积,缩小城市的平面规模,缩短城市道路和各种管线的长度,从而节省城市建设于管理的投资;其竖向交通一般由电梯来完成,这样就回增加建筑物的造价;从建筑防火的角度来看,高层建筑的防火要求要高于中低层建筑;以结构受力特性来看,侧向荷载(风荷载和地震作用)在高层建筑分析和设计中将起着重要的作用,因此无论从结构分析,还是结构设计来说,其过程都比较复杂。
在框架结构体系中,高层建筑的结构平面布置应力求简单,结构的主要抗侧力构件应对称均匀布置,尽量使结构的刚心与质心重合,避免地震时引起结构扭转及局部突变,并尽可能降低建筑物的重心,以利于结构的整体稳定性;合理地设置变形缝,其缝的宽度视建筑物的高度和抗震设防而定。
该工程的设计,根据工程地震勘探和所属地区的条件,要求有灵活的空间布置和较大的跨度,故采用钢筋混凝土框架结构体系。
五 活荷载内力计算(屋面布雪荷载)(一)活荷载计算1.屋面框架梁线荷载标准值 q 5AB =0.65×3.9=2.54kN/m q 5BC =0.65×3.0=1.95kN/m2.楼面框架梁线荷载标准值 q AB =2.0×3.9=7.8kN/m q BC =2.5×3.0=7.5kN/m3.屋面框架节点集中荷载标准值 边节点:纵向框架梁传来的雪荷载 3.92×0.65/2=4.94kN次梁传来的雪荷载 (1-2×0.272+0.273)×0.65×3.9×7.2/2=7.98kN 则Q 5A =12.92kN 中节点:纵向框架梁传来的雪荷载 4.94+(1-2×0.192+0.193)×0.65×7.8×3/2=12.05kN 则Q 5B =12.05+7.98=20.03kN4.楼面框架节点集中荷载标准值 边节点:纵向框架梁传来的活荷载 3.92×2.0/2=15.21kN次梁传来的活荷载 (1-2×0.272+0.273)×2.0×3.9×7.2/2=24.54kN 则Q A =39.75kN 中节点:纵向框架梁传来的雪荷载 15.21+(1-2×0.192+0.193)×2.0×7.8×3/2=42.55kN 则Q 5B =42.55+24.54=67.09kN(二)活荷载作用下内力计算 1.计算简图 见下页2.荷载等效27.02.729.31=⨯=α计算简图顶层边跨 m /22kN .254.2)27.027.021('q 325=⨯+⨯-=边顶层中跨 m /22kN .195.185'q 5=⨯=中中间层边跨 m /82kN .68.7)27.027.021('q 325=⨯+⨯-=边中间层中跨 m /69kN .45.785'q 5=⨯=中荷载等效后的计算简图如下:QD5D3.固端弯矩计算顶层边跨 m 59kN .92.72.22121M 25AB ⋅=⨯⨯=顶层中跨 m 92kN .05.122.131M 25BC ⋅=⨯⨯=中间层边跨 m 46kN .292.782.6121M 2AB ⋅=⨯⨯=中间层中跨 m 52kN .35.169.431M 25BC ⋅=⨯⨯=4.分层计算弯矩 1)顶层内力计算过程如下(单位:kN ∙m )1-4 1-2 2-1 2-5 2-3 0.431 0.569 0.442 0.335 0.223 -9.59 9.59 -0.92 4.13 5.46 → 2.73 -2.52 ← -5.04 -3.82 -2.54 1.09 1.43 → 0.72 -0.32 -0.24 -0.16 5.22 -5.227.68-4.06-3.62M 图如下(单位:kN ∙m )2)中间层(5)(4) 4.06(3)(2)(1)1.355.225.221.747.683.62内力计算过程见下页(单位:kN ∙m )3-6 3-1 3-4 4-3 4-2 4-7 4-5 0.301 0.301 0.398 0.331 0.251 0.251 0.167 -29.46 29.46 -3.52 8.87 8.87 11.72 → 5.86 -5.27 ← -10.53 -7.98 -7.98 -5.31 1.58 1.58 2.11 → 1.06 -0.35 -0.27 -0.27 -0.17 10.45 10.45-20.9025.5-8.25-8.25-9M 图如下(单位:kN ∙m )3)底层内力计算过程如下(单位:kN ∙m )3-6 3-1 3-4 4-3 4-2 4-7 4-5 0.32 0.307 0.373 0.328 0.248 0.259 0.165 -29.46 29.46 -3.52 9.43 9.04 10.99 → 5.50 -5.16 ← -10.31 -7.80 -8.14 -5.19 1.65 1.58 1.93 → 0.97 -0.32 -0.24 -0.25 -0.16 11.0810.62-21.7025.3-8.04-8.39-8.87(6)(7)(5)(4)(3)(2)(1)2.7510.4520.93.4810.452.759.025.58.253.488.25M 图如下(单位:kN ∙m )5.不平衡弯矩分配计算过程如下(单位:kN ∙m ),方框内为原不平衡弯矩1.224.208.0421.703.54(7)(6)(5)(4)(3)(2)(1)11.0810.625.548.3925.308.872.68不平衡弯矩调整之后即可得出活荷载作用下框架弯矩图,如下(单位:kN ∙m ,括号内为调幅后的弯矩值)M 图(单位:kN ∙m )6.跨中弯矩计算m 19kN .6290.850.72.722.281M 25AB ⋅=+-⨯⨯=m 55kN .101.30.395.1121M 25BC ⋅-=-⨯⨯=m 19.27kN 92.2419.49286.2698.222.782.681M 24AB ⋅=-=+-⨯⨯=m 2.69kN 32.863.532.80.35.7121M 24BC ⋅-=-=-⨯⨯=m 69kN .18232.2768.2319.44M 3AB ⋅=+-=m 45kN .28.0863.5M 3BC ⋅-=-=7.507.5022.9812.3610.6223.6811.8411.8423.7011.8811.8223.009.9713.0331.088.9026.8627.3227.3026.208.579.629.6410.119.629.975.899.577.686.1921.2020.5620.5620.55(7.43)(25.44)(24.67)(24.67)(24.66)(2.56)(7.07)(6.87)(6.88)(7.15)1.55(1.40)(2.66)2.96(2.43)2.70(2.44)2.71(2.75)3.06(7.57)(22.83)(23.22)(23.21)(22.27)(6.38)(19.53)(20.13)(20.15)(19.55)4.203.018.328.088.098.41m 69kN .18227.323.719.44M 2AB ⋅=+-= m 2.46kN 8.0963.5M 2BC ⋅-=-=m 19.59kN 226.22319.44M 1AB ⋅=+-= m 78kN .241.863.5M 1BC ⋅-=-=因为楼面活载是按满布计算的,故跨中弯矩应乘以1.1进行放大。
土木工程住宅楼毕业设计计算书一、工程概况本毕业设计为某住宅小区的一栋住宅楼设计。
该住宅楼地上层数为具体层数层,地下层数为具体层数层,建筑总高度为具体高度米。
结构形式采用钢筋混凝土框架结构,基础类型为具体基础类型。
二、设计依据1、相关规范和标准,如《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012)、《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)等。
2、地质勘察报告,提供了地基承载力特征值等重要参数。
3、建筑设计方案,包括建筑平面图、立面图和剖面图等。
三、荷载计算1、恒载计算屋面恒载:考虑防水层、保温层、找平层等的重量。
楼面恒载:包括楼板自重、地面装饰层等。
墙体恒载:根据墙体材料和厚度计算。
2、活载计算按照规范取值,如客厅、卧室、阳台等的活载标准值。
3、风荷载计算根据建筑所在地区的基本风压、地面粗糙度等参数计算风荷载标准值。
4、地震作用计算依据抗震设防烈度、设计基本地震加速度等确定地震分组,计算水平地震影响系数。
四、结构内力计算1、框架梁柱的线刚度计算考虑混凝土强度等级、截面尺寸等因素。
2、竖向荷载作用下的内力计算采用分层法或弯矩二次分配法。
3、水平荷载作用下的内力计算运用 D 值法计算框架的抗侧移刚度,进而求出在风荷载和地震作用下的内力。
五、梁柱截面设计1、框架梁截面设计正截面受弯承载力计算,确定纵筋面积。
斜截面受剪承载力计算,配置箍筋。
2、框架柱截面设计根据轴压比要求初步确定柱截面尺寸。
进行正截面受压承载力计算和斜截面受剪承载力计算。
六、楼板设计1、楼板类型及尺寸确定选择合适的楼板类型,如单向板或双向板。
2、荷载计算计算楼板上的恒载和活载。
3、内力计算采用弹性理论或塑性理论计算内力。
4、配筋计算根据内力计算结果进行配筋。
七、楼梯设计1、楼梯类型选择确定采用板式楼梯或梁式楼梯。
2、尺寸确定计算楼梯的踏步尺寸、梯段宽度、平台宽度等。
3、荷载计算考虑楼梯自重、人群荷载等。
4、内力计算计算梯段板和平台板的内力。
三、在风荷载作用下内力计算对于作用在屋面的风荷载可以分解为水平方向的分力xq 和竖向分力yq 。
(1)在迎风面横梁上风荷载竖向分力2yqω作用下(见图)0206 3.333160.167610.04990.5973(3)30.5970.167(30.167) 4.125911=85=850.167=0.13381616 4.12591.8920kN 4.73kN 88( 1.8910 4.73)kN 14.17kN (4E A A E l H f h k h s k ql qlV V H H λμμλ===ψ=======++ψ+ψ=++⨯+=Φ+ψ⨯+⨯⨯-⨯===-=-⨯+=-==Φ=()()221.8920 3.3330.13384)kN 4.21kN 1.89200.1338kN=25.29kN 44BD ql MM-⨯⨯⨯=-⨯==Φ=⨯ 22[(1)]4C ql M α=-+ψΦ221.8920[0.5(10.167)0.1338]17.74kN =-⨯⨯-+=-17.74k N ·m在迎风面横梁上风荷载竖向分力作用的M 图(2) 在背风面横梁上风荷载竖向分力4yqω作用下(见图)4 1.23/q k N m ω=-0206 3.333160.167610.04990.5973(3)30.5970.167(30.167) 4.125911=85=850.167=0.13381616 4.12591.2320kN 3.08kN 88( 1.2310 3.08)kN 9.22kN 4A E A E l H f h k h s k ql qlV V H H λμμλ===ψ=======++ψ+ψ=++⨯+=Φ+ψ⨯+⨯⨯-⨯===-=-⨯+=-=-=-Φ=()()222222( 1.2320 3.3330.13384)kN 2.74kN 1.23200.1338kN=16.46kN 44[(1)] 1.2320[0.5(10.167)0.1338]411.54kN 4BDC ql ql MMM α--⨯⨯⨯=⨯==Φ=⨯=-+ψΦ=-⨯⨯-+=--11.54kN ·m在背风面横梁上风荷载竖向分力作用下M 图(3) 在迎风面柱上风荷载1q ω作用下(见图)A E020 3.333160.167610.04990.5973(3)30.5970.167(30.167) 4.12591l H f h k h s k λμα===ψ=======++ψ+ψ=++⨯+==222222211=[65]=[620.16750.597]=0.968744 4.12590.476kN 0.42kN22200.476(2)(20.9687)kN=4.36kN m4411(0.47 4.36)kN 2.1kN 62(0.476 2.1)kN 0.7kN[1(14A E B D A E C k qh l qh qh V V M M H H M μααΦ+ψ+++⨯⨯⨯=-==-=-⨯⨯==-Φ=-=⨯-==⨯-==-+ (2)()220.4761)][1(10.167)0.9687]0.55kN m 4⨯⨯ψΦ=-+⨯=-(4) 在背风面柱上风荷载竖向分力3q ω作用下(见图)A E0206 3.333160.167610.04990.5973(3)30.5970.167(30.167) 4.12591l H f h k h s k λμα===ψ=======++ψ+ψ=++⨯+==22211=[65]=[620.16750.597]=0.968744 4.12591.046kN 0.94kN22201.04611(2)(20.9687)kN 4.73kN 2222(1.046 4.73) 1.51kN(4.736 1.0462)kN=9.66kN 1.516kN=9A E EA D Bk qh l qh V V H H M MμααΦ+ψ+++⨯⨯⨯=-==-=-⨯⨯⨯=--Φ=-⨯==⨯-==⨯-⨯=⨯(2)()2222.06kN1.0461[1(1)][1(10.167)0.9687] 1.22kN 44C qh M α⨯⨯=-+ψΦ=-+⨯=-(5) 在迎风面横梁上风荷载水平分力2xq ω作用下(见图)160.167610.04990.5973(3)30.5970.167(30.167) 4.12591f h k h s k μαψ=======++ψ+ψ=++⨯+== 0.167=3=430.167=0.045588 4.12591.89161kN 0.61kN 22201.89110.0455kN 0.98kN 22(1.8910.98)0.91kN[0.5(1)]21.8916[0.50.167(10.167)2A E A E C qf h f l qf qfhV V H H M μψΦ+ψ+⨯⨯⨯=-=-+=-⨯+=⨯⨯=+Φ=+==⨯-==ψ-+ψΦ⨯⨯=⨯-+(4)()(2)(2)()(1)0.0455]0.17kN m0.986 5.88kN m0.916 5.46kN mB DM M⨯==⨯==⨯=C·m(6) 在背风面横梁上风荷载水平分力4xq ω作用下(见图)1.89k N/mA E160.167610.04990.5973(3)30.5970.167(30.167) 4.12591f h k h s k μαψ=======++ψ+ψ=++⨯+== 0.167=3=430.167=0.045588 4.12591.23161kN 0.40kN 22201.23110.0455kN 0.64kN 22(1.2310.64)0.59kN[0.5(1)]21.2316[0.50.167(10.167)2A E E A C qf h f l qf qfhV V H H M μψΦ+ψ+⨯⨯⨯=-=-+=-⨯+=⨯⨯=+Φ=+==⨯-==ψ-+ψΦ⨯⨯=⨯-+(4)()(2)(2)()(1)0.0455]0.11kN m0.596 3.54kN m0.646 3.84kN mB DM M⨯==⨯==⨯=A(7) 用叠加法绘制在风荷载作用下刚加的组合内力。
一.工程概况1.建设项目名称:**学校*#教学楼本工程建筑功能为公共建筑,为五层全现浇钢筋混凝土框架结构,建筑面积,建筑总高度21.90m,室内设计标高±0.000,室内外高差450mm。
使用年限为50年;全楼设楼梯两部。
2.建筑地点:开封某地3.设计资料:1.3.1.地质条件:地下水位于地表下2.0m处,地表为填土,从上到下依次为:①填土,厚1m,Es=10MPa.②粉土,厚2m,Es=5.2MPa。
③粉质粘土,厚5.4m,Es=6.2 MPa。
④细砂,厚度大于6.0m,Es=12.2MPa。
1.3.2 气候条件:温度,最热月平均32℃,最冷月平均-6℃,极端最高温度39℃,极端最低温度-10℃;相对湿度,年平均34%;相对风向西北风,基本风压0.45KN/㎡(地面粗糙度属B类);雨雪条件,年降雨量670mm,最大积雪深度25mm,雪荷载0.3KN/㎡1.3.2抗震设防要求:7度四级设防,根据建筑抗震设计规范(GB5001-2001)提取参数进行抗震设计。
1.3.4. 墙体做法:内、外墙体材料为多孔混凝土砌块,外墙装修使用乳白色涂料仿石材外墙涂料,内墙装修喷涂乳胶漆,教室内地面房间采用水磨石地面,教室房间墙面主要采用石棉吸音板,门窗采用塑钢窗和装饰木门。
全楼设楼梯两部4.主要构件材料及尺寸估算1.4.1主要构件材料框架梁、板、柱采用现浇钢筋混凝土构件,墙体采用普通多孔砖砌块,混凝土强度:梁、板、柱均采用C30混凝土,钢筋使用HPB235,HRB 400二种钢筋。
1.4.2.主要构件的截面尺寸(1)框架梁:横向框架梁,最大跨度L=9.9m,h=(1/8~1/12)L=825mm~1238mm,取h=800mmb=(1/2~1/3)h=400mm~266mm,取b=300mm纵向框架梁,最大跨度L=6.6m,h=(1/8~1/12)L=550mm~825mm,取h=800mmb=(1/2~1/3)h=400mm~266mm,取b=300mm(2)框架柱:初定边柱尺寸550mm×650mm,中柱550mm×550mm,一至五层框架柱混凝土强度等C30。
七、水平荷载(风荷载)计算1、设计资料基本风压:..=0.35KN/m2,地面粗糙度类别为C类。
房屋高度H=21.9mO2、荷载计算风荷载近似按阶梯形分布,首先应将其简化为作用在框架节点上的节点荷载。
作用在屋面梁和楼面梁节点处的集中风荷载标准值:■■■- z" s」z,0式中W K――风荷载标准值(KN/n2);:z――高度z处的风振系数,结构高度H=21.9m v30m,故取B Z=1.0;山一一风荷载体型系数,对于矩形截面人=1.3;山一一风压高度变化系数(地面粗糙度类别为C类);W。
——基本风压(KN/n2);风压高度变化系数山可查荷载规范取得。
将风荷载换算成作用与框架每层节点上的集中荷载,计算过程如下表所示。
表中z为框架节点至室外地面的高度,A为一榀框架各层节点的受风面积表4.1P K(kN)=层次■z J s w o ■ k =: z」s」z' 0 A(m)A X,k6 1.0 1.3 0.35 1.00 0.46 5.85 2.69 5 1.0 1.3 0.35 0.84 0.38 14.63 5.56 4 1.0 1.3 0.35 0.84 0.38 16.88 6.41 3 1.0 1.3 0.35 0.74 0.34 16.2 5.51 2 1.0 1.3 0.35 0.74 0.34 16.2 5.511 1.0 1.3 0.35 0.74 0.34 24.3 8.26A =(3.6 3.6/2) 4.5 = 24.3m22A2 = 3.6 4.5= 16.2m2A3 = 3.6 4.5 = 16.2mA4 =(3.9/2 3.6/2) 4.5=16.88m22A5 =(3.9/2 2.6/2) 4.5=14.63mA^ (2.6/2) 4.5 = 5.85m2故风荷载下的计算简图为:图4.13风荷载计算简图3. 风荷载下的横向框架内力计算一反弯点法3.1各柱剪力按刚度分配法计算公式为:ij s pipi3.2各层柱的剪力分配和柱端弯距的计算第六层:V=2.69KN' D =2.04 2.04 4.70 4.70 = 13.48 KN/MG柱剪力:2 04V6 2.69 = 0.41 KN13.48H柱剪力:V6二 2.69 二0.94KN13.48J柱剪力:4.70V6 2.69 二0.94KN13.48式中,V pi 为该平面框架i层总剪力;V ij 为I层第j根柱分配到的剪力;D ij 为i层第j根柱的抗侧刚度;D ij 为i层s根柱的抗侧刚度之和。
表 恒载作用下梁端弯矩(kN·m)层次 A l B r B l C r C5 -191.376 291.17 -269.871260.348 -260.348 4 -174.925 200.007 -188.225 185.579 -185.579 3 -165.304 200.007 -188.225 185.579 -185.579 2 -164.852 200.007 -188.225 185.579 -185.579 1-156.682200.007-188.225185.579-185.579表 活载作用下梁端弯矩(kN·m)层次 AlB r Bl Cr C5-43.54 60.82 -56.369 54.38 -54.38 4 -84.675 102.558 -96.517 95.16 -95.16 3 -84.795 102.558 -96.517 95.16 -95.16 2 -84.988 103.558 -96.517 95.16 -95.16 1 -80.617 102.815-96.6495.16-95.16表 雪载作用下梁端弯矩(kN·m)层次 AlB r Bl Cr C5 -14.374 13.544 -12.553 12.11 -12.11 4 -81.992 102.558 -96.517 95.16 -95.16 3 -84.795 102.558 -96.517 95.16 -95.16 2 -84.988 103.558 -96.517 95.16 -95.16 1 -80.617 102.815 -96.64 95.16 -95.16恒载作用下的梁端剪力(kN )层次 荷载引起的剪力 弯矩引起的剪力 AB 跨 BC 跨 CD 跨AB 跨 BC 跨 CD 跨B A V V =C B V V =D C V V = B A V V -=C B V V -=D C V V -= 5 164.000164.000 164.000 -12.794 1.221 0.000 4 116.955 116.955 116.955 -3.216 0.339 0.000 3 116.955 116.955 116.955 -4.449 0.339 0.000 2 116.955 116.955 116.955 -4.507 0.339 0.000 1 116.955116.955116.955 -5.9890.3390.000总剪力(kN )层次 AB 跨BC 跨CD 跨A VB V B VC V C VD V5 151.206 176.794 165.221 162.779 164.000 164.000 4 113.739 120.171 117.294 116.616 116.955 116.955 3 112.506 121.404 117.294 116.616 116.955 116.955 2 112.448 121.462 117.294 116.616 116.955 116.955 1 110.966 122.944 117.294 116.616 116.955 116.955恒载作用下柱轴力(kN )层次A 柱B 柱C 柱N 顶 N 底 N 顶 N 底 N 顶 N 底 5 267.976 336.699 496.325 565.048 481.089 549.812 4 592.988 706.727 914.993 983.716 795.863 864.586 3 961.783 1030.506 1330.106 1398.788 1112.637 1181.36 2 1285.504 1354.227 1750.065 1818.788 1429.411 1498.134 11607.743 1685.898 2165.178 2243.333 1746.185 1824.34表 活载作用下的梁端剪力及轴力(kN )活载作用下的梁端剪力(kN )层次 荷载引起的剪力 弯矩引起的剪力 AB 跨 BC 跨 CD 跨AB 跨 BC 跨 CD 跨B A V V =C B V V =D C V V = B A V V -= C B V V -= D C V V -= 5 34.22334.223 34.223 -2.2150.225 0.000 4 59.892 59.892 59.892 -2.293 0.174 0.000 3 59.892 59.892 59.892 -2.277 0.174 0.000 2 59.892 59.892 59.892 -2.381 0.174 0.000 1 59.89259.89259.892-2.8460.1900.000总剪力(kN )层次 AB 跨BC 跨CD 跨A VB V B VC V C VD V5 32.008 36.438 34.448 -2.215 0.225 0.000 4 57.599 62.185 59.718 -2.293 0.174 0.000 3 57.615 62.169 59.718 -2.277 0.174 0.000 2 57.511 62.273 59.718 -2.381 0.174 0.000 1 57.046 62.738 59.892 -2.846 0.190 0.000活载作用下柱轴力(kN )层次 A 柱 B 柱 C 柱 N 顶=N 底 N 顶=N 底 N 顶=N 底 5 47.218 101.306 98.641 4 131.437 276.449 271.839 3 204.262 451.576 445.037 2 276.983 626.807 618.235 1349.239 802.487 791.433表 调幅后雪荷载作用下的梁端剪力及轴力(kN )调幅后活载作用下的梁端剪力(kN )层次 荷载引起的剪力 弯矩引起的剪力AB 跨 BC 跨 CD 跨AB 跨 BC 跨 CD 跨B AV V =C B V V =D C V V = BAV V -=C B V V -=D C V V -= 5 7.7947.794 7.794 -0.106 0.057 0.000 4 59.892 59.892 59.892 -2.637 0.174 0.000 3 59.892 59.892 59.892 -2.277 0.174 0.000 2 59.892 59.892 59.892 -2.381 0.174 0.000 159.892 59.892 59.892 -2.846 0.190 0.000总剪力(kN )层次 AB 跨BC 跨CD 跨A VB V B VC V C VD V5 7.688 7.900 7.851 7.737 7.794 7.794 4 57.255 62.529 60.066 59.718 59.892 59.892 3 57.615 62.169 60.066 59.718 59.892 59.892 2 57.511 62.273 60.066 59.718 59.892 59.892 1 57.046 62.738 60.082 59.702 59.892 59.892调幅后活载作用下柱轴力(kN )层次 A 柱 B 柱 C 柱 N 顶=N 底 N 顶=N 底 N 顶=N 底 5 10.728 21.831 21.611 4 94.603 197.666 194.461 3 178.838 373.141 367.311 2 262.969 548.72 540.161 1 346.635 724.299 713.011跨中弯矩计算2.跨中弯矩计算采用叠加法对跨中弯矩进行计算,首先将荷载分解为图 所示的三个部分,先求出每个部分的跨中弯矩,然后进行叠加。
编号:05027120河南大学土木建筑学院20xx届毕业设计华博钢结构公司办公楼及生产厂房结构设计计算书专业:土木工程姓名:XXX学号: XXXXXXXXX指导老师: XXXX华博钢结构公司办公楼结构设计一、设计资料(1)工程概况:该办公楼位于开封市宋城路,为三层全现浇混凝土框架结构,建筑面积1875.23㎡,建筑总高度15.50m,室内设计标高±0.000,室内外高差450mm。
(2)地形情况:场地类型为Ⅱ类,地基等级为二级,在地貌上该场地属于黄河中下游冲积平原,地形平坦,交通便利,施工方便。
(3)气候条件:温度,最热月平均32℃,最冷月平均-6℃,极端最高温度39℃,极端最低温度-10℃;相对湿度,年平均34%;相对风向西北风,基本风压0.45KN/㎡;雨雪条件,年降雨量670mm,最大积雪深度25mm,雪荷载0.3KN/㎡。
(4)地质条件:地下水位于地表下2.0m处,地表为填土,从上到下依次为:①填土,厚1m,Es=10MPa.②粉土,厚2m,Es=5.2MPa。
③粉质粘土,厚5.4m,Es=6.2 MPa。
④细砂,厚度大于6.0m,Es=12.2MPa。
(5)抗震要求:本工程抗震设防烈度为8度,根据建筑抗震设计规范(GB5001-2001)提取参数进行抗震设计。
(6)墙体做法:墙身为加气混凝土空心砌块填充墙,用M5混合砂浆砌筑。
内粉刷为混合砂浆底,纸筋灰面,厚20mm,“803”内墙涂料两度。
外粉刷为1:3水泥砂浆底,厚20mm,陶瓷锦砖贴面。
另外,卫生间两侧墙贴瓷砖。
(7)楼面做法:楼板顶面为20mm厚水泥砂浆找平,5mm厚1:2水泥砂浆加“107”胶水着色粉面层;楼板底面为500mm厚吊顶。
(8)屋面做法:现浇楼板上铺膨胀珍珠岩保温层,1:2水泥砂浆找平层厚20mm,二毡三油防水层,撒绿豆砂保护。
(9)门窗做法:除大门为玻璃门外,办公室、实验室等均为木门;窗均为钢框玻璃窗。
7 风荷载内力计算东南大学毕业设计七风荷载内力计算2基本风压w=0.4kN/m,地面粗糙度为B类。
本章计算以左风为例。
0 (一)风荷载计算w=βμμw,建筑物高度<30m,故β=1.0 kzsz0z迎风时μ=+0.8,背风时μ=-0.5,则μ=0.8+0.5=1.3 s1s2s计算过程见下表2μ w A(m) P(kN) 楼层高度H(m) zk19.2 1.23 0.64 21.84 13.98 五15.6 1.15 0.6 28.08 16.85 四12.0 1.06 0.55 28.08 15.44 三8.4 1.0 0.52 28.08 14.60 二4.8 1.0 0.52 32.76 17.04 一计算简图(单位:kN)13.985300360036003600360016.8515.4414.6017.04720072003000- 51 -东南大学毕业设计(二)内力计算1.抗侧刚度和反弯点高度确定计算过程见下表4K α D(10kN/m) y I y α y α y yh h-yh 楼层 012233 1.19 0.37 3.08 0.36 1 0 1 0 1.30 2.30 五——1.19 0.37 3.08 0.41 1 0 1 0 1 0 1.482.12 四边1.19 0.37 3.08 0.46 1 0 1 0 1 0 1.66 1.94 三柱1.19 0.37 3.08 0.50 1 0 1 0 1 0 1.80 1.80 二1.27 0.54 1.94 0.62 0 0.68 0 3.292.01 一———2.39 0.54 4.5 0.42 1 0 1 0 1.51 2.09 五——2.39 0.54 4.5 0.45 1 0 1 0 1 0 1.62 1.98 四中2.39 0.54 4.5 0.50 1 0 1 0 1 0 1.80 1.80 三柱2.39 0.54 4.5 0.50 1 0 1 0 1 0 1.80 1.80 二2.55 0.67 2.41 0.55 0 0.68 0 2.92 2.38 一———2.剪力在各层分配(单位:kN)5DkV,,VV,PikPiPii, ,Din,,V=13.98 V=2.84 V=4.15 P555V=30.83 V=6.27 V=9.15 P444V=46.27 V=9.41 V=13.73 P333V=60.87 V=12.38 V=18.06 P222V=77.91 V=17.39 V=21.57 P111- 52 -东南大学毕业设计3.柱端弯矩计算(单位:kN?m)6.53 8.673.69 6.27 13.29 19.129.28 14.82 18.26 24.7115.62 24.71 22.28 32.5122.28 32.51 34.95 51.3457.21 62.984.风荷载作用下的内力图6.534.318.676.536.534.361.116.5316.9812.6213.2919.1213.293.693.696.272.1812.7716.98 27.5419.6518.2624.719.2818.2614.829.283.9519.8827.5437.928.45 32.5122.2822.2815.6215.6224.714.7328.7737.957.2341.69 51.3434.9534.9522.2822.2832.517.7742.1657.2357.2157.2162.98M图(单位:kN?m)- 53 -东南大学毕业设计1.512.911.41.514.152.844.11.278.515.6265.89.436.559.4113.2512.1712.513.739.2221.3922.4612.3819.1818.0613.7435.1336.8317.3921.5728.11 V NV,N图(单位:kN)5.梁端柱边弯矩(单位:kN?m)6.08 3.86 3.4915.75 11.39 10.2225.57 17.68 15.9035.14 25.69 23.0252.76 37.22 33.03- 54 -。
⼟⽊⼯程毕业设计ZH03横向框架内⼒计算b.风荷载内⼒计算⼆、风作⽤下的横向框架(KJ-6)内⼒计算(⼀)、风作⽤计算 (假定风从左向右吹)垂直于建筑物表⾯上的风作⽤标准值应为:W K=βZµSµZ w0。
因结构⾼度H=15.5m<30m,故取βZ=1.0;对于矩形截⾯,µS=0.8-(-0.5)=1.3,本建筑物所在的地⾯粗糙度为有密集建筑群的⼤城市市区,故属C类,查荷载规范得µZ=0.74。
将风作⽤换成作⽤于框架每层节点上的集中荷载,如下表:注:表中A为各层框架节点的受风⾯积。
故风作⽤下的计算简图为:(⼆)、风荷载下的横向框架内⼒计算—D 值法 1、风荷载下各柱剪⼒的分配: im iii V D D V ?=∑ 第五层:V=14×1.31=0.33KN 第四层:V=14×3.54=0.89KN 第三层:V=14×5.77=1.44KN 第⼆层:V= 14×8=2KN 第⼀层:V=14×10.69=2.67KN2、柱的反弯点⾼度计算注:1. y 0由m 、n 及K 查表得到。
2. y 1由α1及K 查表得到,α1=4321i i i i ++;当i 1+i 2>i 3+i 4时,α1取倒数,即α1=2143i i i i ++并且y 1值取负号“-”。
3. y 2由α2及K 查表得到,α2=h 上/h 本。
4. y 3由α3及K 查表得到,α3= h 下/h 本。
5.y =(y 0+y 1+y 2+y 3)h 。
3、柱端弯矩计算设风从左向右作⽤柱下端弯矩 M 下=y ×V 柱上端弯矩 M 上=(h-y )×V柱端弯矩计算结果如下图所⽰:(A 柱和D 柱相同,B 柱和C 柱相同)4、梁端弯矩计算——根据节点平衡来计算第五层:M AB=M DC=0.6KNmM BA=M CD=17955179553119+×0.62=0.53KNmM BC=M CB=3119179553119+×0.62=0.09KNm第四层:M AB=M DC=1.42+0.35=1.77KNm M BA=M CD=17955179553119+×(1.55+0.34)=1.61KNmM BC=M CB=3119179553119+×(1.55+0.34)=0.28KNm第三层:M AB=M DC=1.17+2.22=3.39KNm M BA=M CD=482854828510584+×(1.03+2.29)=2.83KNmM BC=M CB=105844828510584+×(1.03+2.29)=0.49KNm第⼆层:M AB=M DC=1.96+2.9=4.86KNm M BA=M CD=482854828510584+×(1.89+2.9)=4.08KNmM BC=M CB=105844828510584+×(1.89+2.9)=0.71KNm第⼀层:M AB=M DC=2.9+3.18=6.08KNm M BA=M CD=482854828510584+×(2.9+3.18)=5.18KNmM BC=M CB=105844828510584+×(2.9+3.18)=0.9KNm5、风作⽤下的框架内⼒图(左向)框架的弯矩图由柱端弯矩和梁端弯矩可以直接做出,弯矩图画在构件的受拉边,不标正负号。
土木工程毕业设计-荷载计算第3章荷载计算结构上的荷载可分为三类:永久荷载、可变荷载和偶然荷载。
永久荷载包括结构自重、土压力、预应力等;可变荷载有楼面活荷载、屋面活荷载和积灰荷载、风荷载、雪荷载等;偶然荷载包括爆炸力、撞击力等。
荷载有四种代表值,即标准值、组合值、频遇值和准永久值。
对永久荷载应采用标准值作为代表值,对可变荷载应根据设计要求采用标准值、组合值、频遇值或准永久值作为代表值。
标准值是荷载的基本代表值,是结构在使用期间,在正常情况下可能出现的具有一定保证率的偏大荷载值,其他三种代表值由标准值乘以相应的系数得出。
组合值由可变荷载的组合值系数乘以可变荷载的标准值得到,采用荷载组合值是使组合后的荷载效应在设计基准期内的超越概率与该荷载单独出现时的相应概率趋于一致。
频遇值由可变荷载的频遇值系数乘以可变荷载的标准值得到,荷载频遇值是在设计基准期内可变荷载超越的总时间为规定的较小比率或超越频率为规定频率的荷载值。
准永久值由可变荷载的准永久值系数乘以可变荷载的标准值得到,荷载准永久值是在设计基准期内,可变荷载超越的总时间约为设计基准期一半的荷载值。
作用在多层框架结构上的荷载,通常由永久荷载中的结构自重、可变荷载中的活荷载、风荷载和雪荷载组成,对于抗震设防的建筑,还需要考虑地震作用。
1.1 永久荷载计算作用在多层框架上的永久荷载,通常包括结构构件、围护构件、面层及装饰、固定设备、长期储物的自重。
结构自重标准值等于构件的体积乘以材料单位体积的自重,或等于构件面积乘以材料的单位面积自重。
对于自重变异较大的材料和构件(如现场制作的保温材料、混凝土薄壁构件等),自重的标准值应根据对结构的不利状态,取上限值或下限值。
常用材料单位体积(面积)自重如表3-1所示注:更多材料和构件自重见现行国家标准《建筑结构荷载规范》附录A1.2可变荷载计算作用在多层框架结构上的可变荷载,通常包括活荷载、雪荷载和风荷载,本节和下节分别介绍它们的计算方法。