某大學(xué)土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)4

1、7 樓蓋(屋蓋)設(shè)計(jì)圖7-1 板平面結(jié)構(gòu)布置圖7.1樓蓋板的設(shè)計(jì) 板平面結(jié)構(gòu)布置如圖7-1所示。7.1.1 板的荷載計(jì)算1、房間荷載設(shè)計(jì)值 所以?。?.,2.走道荷載設(shè)計(jì)值 所以?。?.,3.樓梯間荷載設(shè)計(jì)值 所以?。?.,4.衛(wèi)生間荷載設(shè)計(jì)值 所以取：,.,7.1.2 板的內(nèi)力計(jì)算板的計(jì)算采用彈性設(shè)計(jì)方法。在本次樓板設(shè)計(jì)中共有四種板，有三種類型的雙向板和單向板（部分走廊板）。雙向板類型包括四邊固支，鄰邊簡(jiǎn)支、鄰邊固支，三邊簡(jiǎn)支、一邊固支。下面將分別對(duì)四種不同類型的板取一個(gè)板為例進(jìn)行計(jì)算。1四邊固支的板從圖7-1可以看出屬于這一類型的板，下面將以為例進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算。（1）的荷載取中的房間荷載設(shè)計(jì)

2、值，計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖7-2。圖7-2 四邊固支板內(nèi)力計(jì)算簡(jiǎn)圖（2）對(duì)板6：計(jì)算跨度：因邊跨與支撐構(gòu)件梁為整澆,所以計(jì)算跨度均取梁軸線之間的距離, ,。彎矩計(jì)算：板為四邊固定.混凝土的波桑比取,查表得: 2一邊簡(jiǎn)支，三邊固支板從圖7-1可以看出屬于這一類型的板，下面將以為例進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算。（1）的荷載取中的房間荷載設(shè)計(jì)值，計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖7-3。圖7-3 一邊簡(jiǎn)支、三邊固支板內(nèi)力計(jì)算簡(jiǎn)圖（2）對(duì)板7：計(jì)算跨度：因邊跨與支撐構(gòu)件梁為整澆,所以計(jì)算跨度均取梁軸線之間的距離, ,。彎矩計(jì)算：板為一短邊簡(jiǎn)支、三邊固定.混凝土的波桑比取查表得: ，3鄰邊簡(jiǎn)支，鄰邊固支的板從圖7-1可以看出屬于這一類型的板，下面將以

3、為例進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算。（1）的荷載取中的房間荷載設(shè)計(jì)值，計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖7-4。圖7-4 鄰邊簡(jiǎn)支、鄰邊固支板內(nèi)力計(jì)算簡(jiǎn)圖（2）對(duì)板11：計(jì)算跨度：因邊跨與支撐構(gòu)件梁為整澆,所以計(jì)算跨度均取梁軸線之間的距離, ,。彎矩計(jì)算：板為鄰邊簡(jiǎn)支、鄰邊固定.混凝土的波桑比取。查表得: ，4單向板對(duì)于板8，因邊跨與支撐構(gòu)件梁為整澆,所以計(jì)算跨度均取梁軸線之間的距離。,短跨可以按單向板計(jì)算，長(zhǎng)跨和支座按構(gòu)造進(jìn)行配筋。其余板跨中和支座內(nèi)力計(jì)算分別列入表7-1和表7-2。表7-1 樓面板跨中彎矩值表板號(hào)表7-2 樓面板支座彎矩值表板號(hào)7.1.3 板的截面設(shè)計(jì)采用混凝土，鋼筋。將設(shè)計(jì)彎矩值大的方向的鋼筋放在下側(cè)。設(shè)計(jì)彎矩

4、值大的方向,設(shè)計(jì)彎矩值小的方向，下面將板6為例進(jìn)行截面配筋計(jì)算。1方向 選配2方向 選配3短跨支座 選配4長(zhǎng)跨支座 選配其余板的截面配筋計(jì)算列入表7-3和表7-4。表7-3 樓面板跨中配筋計(jì)算表實(shí)配實(shí)有跨中短跨長(zhǎng)跨短跨長(zhǎng)跨短跨長(zhǎng)跨短跨長(zhǎng)跨短跨長(zhǎng)跨短跨長(zhǎng)跨短跨續(xù)表7-3長(zhǎng)跨短跨長(zhǎng)跨 短跨長(zhǎng)跨短跨長(zhǎng)跨短跨長(zhǎng)跨短跨長(zhǎng)跨 短跨長(zhǎng)跨 短跨長(zhǎng)跨短跨長(zhǎng)跨表7-4 樓面板支座配筋計(jì)算表/實(shí)配實(shí)有支座短跨長(zhǎng)跨短跨長(zhǎng)跨短跨長(zhǎng)跨短跨長(zhǎng)跨短跨長(zhǎng)跨短跨長(zhǎng)跨短跨長(zhǎng)跨短跨長(zhǎng)跨續(xù)表7-4短跨長(zhǎng)跨短跨長(zhǎng)跨短跨長(zhǎng)跨短跨長(zhǎng)跨 短跨長(zhǎng)跨 短跨長(zhǎng)跨 短跨長(zhǎng)跨7.2屋蓋板的設(shè)計(jì)7.2.1屋面板的荷載計(jì)算1上人屋面 ,.,7.2.2屋面板

5、的內(nèi)力計(jì)算計(jì)算方法與樓蓋雙向板相同,具體計(jì)算間表7-5和表7-6。7.2.3屋面板的配筋計(jì)算配筋計(jì)算方法同樓蓋雙向板.具體計(jì)算見(jiàn)表8-3。表7-5 屋蓋板跨中彎矩計(jì)算表板號(hào)表7-6 屋蓋板支座彎矩計(jì)算表板號(hào)表7-7 屋面板跨中截面配筋計(jì)算表/實(shí)配實(shí)有跨中短跨長(zhǎng)跨續(xù)表7-7短跨長(zhǎng)跨短跨長(zhǎng)跨短跨長(zhǎng)跨短跨長(zhǎng)跨短跨長(zhǎng)跨短跨長(zhǎng)跨樓短跨長(zhǎng)跨 樓短跨長(zhǎng)跨樓短跨長(zhǎng)跨續(xù)表7-7樓短跨長(zhǎng)跨樓短跨長(zhǎng)跨 短跨長(zhǎng)跨 短跨 長(zhǎng)跨 表7-8 屋面板支座截面配筋計(jì)算表/實(shí)配實(shí)有支座短跨長(zhǎng)跨短跨長(zhǎng)跨短跨長(zhǎng)跨短跨長(zhǎng)跨短跨續(xù)表7-8長(zhǎng)跨短跨長(zhǎng)跨短跨長(zhǎng)跨樓短跨長(zhǎng)跨樓短跨長(zhǎng)跨樓短跨長(zhǎng)跨樓短跨長(zhǎng)跨樓短跨長(zhǎng)跨 短跨長(zhǎng)跨8樓梯設(shè)計(jì)8.1設(shè)計(jì)

6、資料 本框架結(jié)構(gòu)每層設(shè)有個(gè)相同樓梯，樓梯的開(kāi)間為，進(jìn)深。一層層高為，二層層高為。二層設(shè)計(jì)為等跑樓梯，每級(jí)均為級(jí)踏步，個(gè)踏面，踏步的尺寸為。砼：；鋼筋：板采用；梁采用。樓梯均布活荷載：考慮到該樓梯充當(dāng)消防樓梯，所以活載取。 圖9-1樓梯結(jié)構(gòu)平面布置圖8.2 梯段板設(shè)計(jì) 荷載計(jì)算取板厚，板傾斜角： ，。取寬板帶計(jì)算。8.2.1 荷載計(jì)算恒載： 陶瓷地磚面層 三角形踏步 混凝土斜板 板底抹灰 小計(jì) 活載： 恒荷載分項(xiàng)系數(shù)；活荷載分項(xiàng)系數(shù)?？偤奢d設(shè)計(jì)值： 8.2.2 截面設(shè)計(jì)樓梯板水平計(jì)算跨度 彎矩設(shè)計(jì)值： 板的有效高度： 板底配筋：選配： （滿足） （滿足）根據(jù)規(guī)范，延梯段板橫向需配置構(gòu)造鋼筋：，每

7、級(jí)踏步一根。8.3平臺(tái)板設(shè)計(jì)初取平臺(tái)板厚，取1m寬板帶計(jì)算。8.3.1 荷載計(jì)算恒載： 陶瓷地磚地面 厚混凝土板 板底抹灰 小計(jì) 活載： 總荷載設(shè)計(jì)值 8.3.2截面設(shè)計(jì)平臺(tái)板計(jì)算跨度 彎矩設(shè)計(jì)值：板的有效高度： 板底配筋： 因?yàn)?，按構(gòu)造配筋取（滿足）8.4平臺(tái)梁的設(shè)計(jì)初設(shè)平臺(tái)梁尺寸 8.4.1 荷載計(jì)算恒載： 梁自重 梁側(cè)粉刷 平臺(tái)板傳力 樓梯板傳力 小計(jì) 活載（由板上傳來(lái)）： 總荷載設(shè)計(jì)值 8.4.2 截面設(shè)計(jì)平臺(tái)梁計(jì)算跨度：由于平臺(tái)梁與柱整澆，其計(jì)算跨度內(nèi)力設(shè)計(jì)值：截面按倒L形受彎計(jì)算： 屬于第一類L形截面。選配： （滿足）初配箍筋，則斜截面受剪承載力為（滿足）8.5平臺(tái)梁構(gòu)造考慮平臺(tái)

8、梁受扭，按一般梁設(shè)計(jì)配筋完成后，依照梁頂、梁底鋼筋的大值，采用對(duì)稱配筋。TZ處箍筋全長(zhǎng)加密，以保證計(jì)算時(shí)未考慮的扭矩。9基礎(chǔ)設(shè)計(jì)9.1工程地質(zhì)條件工程地質(zhì)條件見(jiàn)圖9-1。圖9-1 工程地質(zhì)條件根據(jù)所提供的地質(zhì)條件，有較厚的淤泥質(zhì)土，壓縮性較大，適合采用樁基礎(chǔ)，選取中風(fēng)化礫石層作為持力層。9.2承臺(tái)頂面荷載的計(jì)算選B柱下樁基進(jìn)行計(jì)算，無(wú)地震參與的荷載效應(yīng)組合下的柱底荷載設(shè)計(jì)值為，（作用于長(zhǎng)邊方向），；有地震參與的荷載效應(yīng)組合下的柱底荷載設(shè)計(jì)值為，（作用于長(zhǎng)邊方向），。 上述值為柱子傳來(lái)的設(shè)計(jì)值，進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)是使用荷載的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)工程實(shí)際，采用把柱子傳來(lái)的內(nèi)力進(jìn)行折減的方法得到標(biāo)準(zhǔn)組

9、合下柱子傳來(lái)的作用力，即用設(shè)計(jì)值除以1.25的結(jié)果進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。1.無(wú)地震參與組合：，取承臺(tái)及其上土的平均重度承臺(tái)頂面荷載： 2.有地震參與組合：，承臺(tái)頂面荷載： 9.3 確定樁型及尺寸樁型：預(yù)制樁，樁長(zhǎng)：，樁身截面：。初選承臺(tái)埋深：，承臺(tái)高度：。樁身所處土層情況依次為：嵌入承臺(tái)0.1m,淤泥質(zhì)土10m，填土，粘土，強(qiáng)風(fēng)化礫石層，滿足最小嵌入深度要求。9.4 樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)9.4.1配筋計(jì)算樁長(zhǎng)分兩段，每段材料選用C30混凝土，HRB335鋼筋，采用雙吊點(diǎn)起吊，如圖9-2。圖9-2 預(yù)制樁的吊點(diǎn)位置和彎矩圖起吊點(diǎn)的位置應(yīng)按吊點(diǎn)間的正彎矩和吊點(diǎn)處的負(fù)彎矩相等的條件取定，相應(yīng)的吊點(diǎn)位置和截面最大彎矩

10、的計(jì)算公式如圖所示。式中為樁單位長(zhǎng)度的重力；為考慮在吊運(yùn)過(guò)程中樁可能受到的沖撞和振動(dòng)而取的動(dòng)力系數(shù)，一般為1.5。樁在運(yùn)輸或堆放時(shí)的支點(diǎn)應(yīng)放在起吊吊點(diǎn)處。起吊點(diǎn)的位置距離樁頂和樁尖，樁身自重線荷載，取則起吊時(shí)的最大彎矩為：樁身截面設(shè)計(jì)混凝土預(yù)制樁的最小配筋率為0.8%選配420，。9.4.2裂縫寬度驗(yàn)算裂縫截面處鋼筋應(yīng)力 有效配筋率 鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù) 因?yàn)椋?。，查表得，受力特征系?shù)。最大裂縫寬度 滿足要求。9.5樁身豎向承載力設(shè)計(jì)值樁身豎向承載力按地層的支承條件確定。由單樁豎向承載力標(biāo)準(zhǔn)值規(guī)范方法計(jì)算式中： 樁身周長(zhǎng) 樁側(cè)第層土的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值 極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值 樁穿越第層土的厚度 樁端

11、面積由建筑樁基規(guī)范JGJ94-94表-1查得：素填土，可塑粘土，硬塑粘土，堅(jiān)硬粘土，和地質(zhì)資料強(qiáng)風(fēng)化巖層。 樁的抗力分項(xiàng)系數(shù)則樁的豎向承載力設(shè)計(jì)值所以樁的豎向承載力。9.6 確定樁數(shù)，布置樁位，初選承臺(tái)尺寸初選樁的根數(shù) 根，暫取根。初選承臺(tái)尺寸，樁距查建筑樁基規(guī)范JGJ94-94表-1知，擠土預(yù)制樁（摩擦型端承樁）樁的最小中心間距。樁位布置及承臺(tái)平面尺寸如圖9-3所示。圖9-3 樁位布置及承臺(tái)平面尺寸承臺(tái)高度為1m，樁頂伸入承臺(tái)100mm,鋼筋保護(hù)層厚度取70mm，則承臺(tái)有效高度為：9.7 基樁承載力驗(yàn)算9.7.1荷載效應(yīng)基本組合樁頂平均豎向力設(shè)計(jì)值： 滿足要求。9.7.2 地震作用效應(yīng)組合樁

12、頂平均豎向力設(shè)計(jì)值： 滿足要求。9.8 承臺(tái)驗(yàn)算9.8.1 基樁凈反力設(shè)計(jì)值1無(wú)地震參與組合2有地震參與組合取，進(jìn)行承臺(tái)的計(jì)算。9.8.2 承臺(tái)的抗沖切驗(yàn)算1承臺(tái)受柱沖切驗(yàn)算此承臺(tái)沒(méi)有需要進(jìn)行沖切驗(yàn)算的沖切截面或沖切錐。2承臺(tái)受角樁沖切驗(yàn)算承臺(tái)受角樁的沖切驗(yàn)算用以下公式： （9-1） （9-2）底部角樁豎向沖反力設(shè)計(jì)值：頂部角樁豎向沖反力設(shè)計(jì)值：底部角樁內(nèi)邊緣至承臺(tái)外邊緣的距離：頂部角樁內(nèi)邊緣至承臺(tái)外邊緣的距離：從承臺(tái)底部角樁內(nèi)邊緣引45度沖切線與承臺(tái)頂面相交點(diǎn)至角樁內(nèi)邊緣的水平距離:（當(dāng)柱或承臺(tái)變階處位于該45度線以內(nèi)時(shí)，則取由柱邊或變階處與樁內(nèi)邊緣連線為沖切錐體的錐線）：從承臺(tái)頂部角樁內(nèi)邊

13、緣引45度沖切線與承臺(tái)頂面相交點(diǎn)至角樁內(nèi)邊緣的水平距離:（當(dāng)柱或承臺(tái)變階處位于該45度線以內(nèi)時(shí)，則取由柱邊或變階處與樁內(nèi)邊緣連線為沖切錐體的錐線）：底部角樁沖跨比：，取頂部角樁沖跨比：，取底部角樁沖切系數(shù)：頂部角樁沖切系數(shù)：受沖切承載力截面高度影響系數(shù)，當(dāng)截面高度，當(dāng)截面高度，通過(guò)線性差值，可以得出。滿足要求。 滿足要求。9.8.3 承臺(tái)的抗剪驗(yàn)算承臺(tái)的抗剪計(jì)算采用公式9-3。 （9-3）1垂直Y方向截面的抗剪計(jì)算Y方向上自柱邊到計(jì)算一排樁的樁邊的水平距離：長(zhǎng)向樁距：計(jì)算截面處承臺(tái)寬度： 斜截面上最大剪力設(shè)計(jì)值：計(jì)算截面的剪跨比：剪跨比剪切系數(shù)：承臺(tái)計(jì)算截面的計(jì)算寬度：受剪切承載力截面高度影響

14、系數(shù)：, 滿足要求。(2) 垂直X方向截面的抗剪計(jì)算X方向上自柱邊到計(jì)算一排樁的樁邊的水平距離：計(jì)算截面處承臺(tái)寬度： 斜截面上最大剪力設(shè)計(jì)值：計(jì)算截面的剪跨比：剪跨比 剪切系數(shù)：承臺(tái)計(jì)算截面的計(jì)算寬度： 滿足要求。9.8.4 承臺(tái)的受彎計(jì)算承臺(tái)受彎計(jì)算采用公式9-4和公式9-5。 （9-4） （9-5）最大基樁反力設(shè)計(jì)值：短向樁距與長(zhǎng)向樁距的比值：(1)由承臺(tái)形心到兩腰的垂直距離范圍內(nèi)板帶的彎矩設(shè)計(jì)值： 相對(duì)受壓區(qū)高度： 配筋率：取進(jìn)行配筋。(2)由承臺(tái)形心到底邊的垂直距離范圍內(nèi)板帶的彎矩設(shè)計(jì)值：相對(duì)受壓區(qū)高度： 配筋率：取進(jìn)行配筋。9.8.5 承臺(tái)的受壓驗(yàn)算承臺(tái)受壓的驗(yàn)算采用公式9-6。 （

15、9-6）局部荷載設(shè)計(jì)值：混凝土局部受壓面積：混凝土局部受壓計(jì)算面積：混凝土受壓時(shí)強(qiáng)度提高系數(shù)： 滿足要求。同理可以計(jì)算A柱下樁和承臺(tái)的內(nèi)力、配筋，在本次設(shè)計(jì)中，A柱采用與B柱相同的樁和承臺(tái)設(shè)計(jì)，是偏于安全的。9.9 基礎(chǔ)梁的設(shè)計(jì)取基礎(chǔ)梁的尺寸為，采用C30混凝土和HRB335級(jí)鋼筋基礎(chǔ)梁按偏心受拉構(gòu)件進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算所得的配筋結(jié)果見(jiàn)基礎(chǔ)梁平面施工圖。10 電算電算采用較常用的PKPM系列軟件。首先進(jìn)行建模，計(jì)算分析，然后將電算結(jié)果與手算結(jié)果進(jìn)行比較，從而對(duì)軟件、手算過(guò)程進(jìn)行評(píng)估，復(fù)核。10.1 PKPM電算計(jì)算過(guò)程：建模定義柱截面定義梁截面梁布置節(jié)點(diǎn)恒荷載梁間恒荷載節(jié)點(diǎn)活荷載梁間活荷載左風(fēng)輸入右

16、風(fēng)輸入?yún)?shù)輸入（其中地震力采用手工輸入）計(jì)算簡(jiǎn)圖，然后進(jìn)行框架結(jié)構(gòu)計(jì)算。具體計(jì)算結(jié)果見(jiàn)圖10-1。10.2 電算內(nèi)力與手算內(nèi)力對(duì)比分析 恒荷載內(nèi)力圖10-1為利用PK分析得到的恒荷載作用下KJ6的彎矩圖，同手算彎矩圖相比，發(fā)現(xiàn)誤差比較小，說(shuō)明恒荷載計(jì)算的內(nèi)力較為理想。因?yàn)镻K是采用經(jīng)典結(jié)構(gòu)力學(xué)的求解方法，所以可以認(rèn)為是精確解，而手算采用“分層法”近似求解。由比較可知，“力矩二次分配法”滿足實(shí)際工程的精度要求，前文手算無(wú)誤。 活荷載內(nèi)力圖10-4為利用PK分析得到的活荷載作用下KJ6的彎矩包絡(luò)圖。處理活荷載時(shí)，考慮了活荷載的最不利布置，而手算時(shí)，為了簡(jiǎn)便，通常采用活荷載滿布于結(jié)構(gòu)之上，算出結(jié)構(gòu)的

17、彎矩、剪力和軸力。然后人工放大1.11.2倍，由此來(lái)近似考慮活荷載的最不利布置對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。兩者差異較大，無(wú)可比性。通過(guò)分析，已經(jīng)保證“活荷載大小”與“計(jì)算方法”的正確性。因此手算活荷載內(nèi)力無(wú)誤，精度符合要求。10.2.3 風(fēng)荷載內(nèi)力和地震荷載內(nèi)力圖10-7和圖10-8為利用PK分析得到的水平荷載作用下KJ6的彎矩圖。因?yàn)殡娝悴捎昧私?jīng)典結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法（如力法、位移法、矩陣位移法）求解水平荷載作用下的結(jié)構(gòu)彎矩、剪力和軸力，所以其結(jié)果可以認(rèn)為是精確的。工程手算時(shí)采用D值法，近似求解反彎點(diǎn)，以達(dá)到近似求解內(nèi)力的目的。地震作用時(shí)，采用手工輸入地震作用荷載值，其中的荷載值是按整棟建筑為對(duì)象進(jìn)行計(jì)算。通過(guò)

18、分析，手算的內(nèi)力與電算的內(nèi)力誤差保證在30%以內(nèi)，因此可認(rèn)為手算的結(jié)構(gòu)是正確的，滿足工程要求。圖10-1 恒載彎矩圖圖10-2 恒載剪力圖 圖10-3 恒載軸力圖圖10-4 活載彎矩包絡(luò)圖 圖10-5 活載剪力包絡(luò)圖圖10-6 活載軸力包絡(luò)圖圖10-7 左風(fēng)載彎矩圖圖10-8 左地震彎矩圖 圖10-8 彎矩包絡(luò)圖 圖10-9 剪力包絡(luò)圖圖10-10 軸力包絡(luò)圖11 致謝經(jīng)過(guò)一個(gè)學(xué)期的緊張工作，我終于完成了本科階段的最后任務(wù)綜合樓設(shè)計(jì)。在這段時(shí)間里，我要感謝老師和周?chē)瑢W(xué)對(duì)我的幫助。首先我最要感謝的是*老師，在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，廖老師都認(rèn)真、仔細(xì)地為我們講解設(shè)計(jì)的要點(diǎn)，對(duì)我們?cè)O(shè)計(jì)過(guò)程中的不足都是不厭其煩地指出，還時(shí)時(shí)督促我們要按進(jìn)度完成計(jì)劃的任務(wù)，通過(guò)老師的講解，我不僅了解了工程設(shè)計(jì)的過(guò)程，更主要的是對(duì)結(jié)構(gòu)有了整體概念的把握。同時(shí)我也要感謝身邊的同學(xué)。他們和我一樣，都在勤奮仔細(xì)的做本科的最后一個(gè)作業(yè)。我們十分珍惜這樣的一次練兵的機(jī)會(huì)，經(jīng)常在一起討論畢業(yè)設(shè)計(jì)的問(wèn)題，都希望通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我們今后走上崗位后能夠更好的發(fā)揮自己，少走點(diǎn)彎路。在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我們探討的問(wèn)題不僅僅局限于畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容中，還探討了相關(guān)的問(wèn)題，比如說(shuō)word的運(yùn)用、排版，圖紙的打印問(wèn)題等。感謝