某工厂生产车间土木工程设计.doc

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1、 第一部分:工程概况1.建设项目名称:某工厂生产车间本工程为四层框架结构工业建筑,一层高4.2m、二至四层高3.6m,设计使用年限为50年;柱网尺寸根据工艺要求所定为7.2*6.6m和7.2m*7.5m,内、外墙体材料为陶粒混凝土空心砌块,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,室内地面房间采用水磨石地面,门窗采用塑钢窗和装饰木门,全楼设楼梯两部,办公室,厕所、储存间、变频室、中控室、空调机房、会议室一个。2.建筑地点:自然条件:基本风压:0.4 5kN/m2;基本雪压:0.4 kN/m2。3.设计资料:场地地质条件较好,表层土(杂填土)层层厚4.2 米,以下为厚度较大的细砂

2、层,地基承载力标准值fk=180kPa,无软弱下卧层。地下水位在1.5m以下。抗震设防要求:抗震设防烈度7度、设计基本地震加速度值为0.15g、设计地震分组为第一组,丙类建筑,场地类别:类。本人东南大学结构工程专业研究生毕业,现在设计院从事设计工作,长期代做土木工程专业毕业设计,按照任务书的要求,按照老师的要求通过率百分百,2010、2011、2012年我们团队取得了很好的成绩,覆盖大部分省市的院校。(框架结构、框剪结构、剪力墙结构、砌体结构、钢结构为主)主要包括建筑设计(建筑图)、结构设计(结构施工图、手算计算书、PKPM模型等)、施工组织设计,另外长期代做本科生课程设计(楼盖、厂房等),质

3、量保证、价格面议,联系QQ1085287324 包过,辅导答辩,提供答辩主要资料。4.主要构件材料 框架梁、板、柱采用现浇钢筋混凝土构件, 墙体采用陶粒混凝土空心砌块, 混凝土强度:梁、板、柱、基础均采用C30混凝土,垫层采用C15 钢筋使用HPB235,HRB335,HRB400三种钢筋。砼构件主筋保护层厚度位 置地下地上构件名称基础板柱梁保护层厚度(mm)401530305.主要构件的截面尺寸 (1)框架梁:横向框架梁,1-7轴,跨度L=7200mmh=(1/81/12)L=900mm600mm,取h=720mm(取1/10)b=(1/21/3) h=360mm240mm,取b=350mm

4、纵向框架梁,A-C轴和E-G轴 L=6600mmh=(1/81/12)L=825mm550mm,取h=550mmb=(1/21/3)h=275mm183mm,取b=250mmC-E轴 L=7500mmh=(1/81/12)L=938mm625mm,取h=650mmb=(1/21/3)h=325mm217mm,取b=300mm综上:取h=650mm,取b=300mm横向次梁:L=7200h=(1/121/18)L=600mm400mm,取h=600mmb=(1/2/1/3)h=300mm200mm,取b=300mm纵向次梁:L=6600mmh=(1/121/18)L=550mm367mm,取h=

5、550mmb=(1/2/1/3)h=275mm183mm,取b=250mmL=7500mmh=(1/121/18)L=625mm417mm,取h=600mmb=(1/2/1/3)h=300mm200mm,取b=300mm综上:取h=550mm,b=250mm(2) 框架柱:按轴压比初估柱截面尺寸,按下列公式计算: 柱组合的轴压力设计值注:作用组合后柱轴压力增大系数。 F支状态计算柱的负载面积。gE建筑面积上的重力荷载代表值,可近似的取14KN/m2。n计算截面以上的楼层层数。AcN/uNfc 注:uN架柱轴压比限值,本方案为三级抗震等级,查抗震规范可知取为0.85。 fc凝土轴心抗压强度设计值

6、,对C30,查得14.3N/mm2。计算过程对于边、中柱:N=FgEn=1.247.52144=3193(KN)AcN/uNfc=3193103/(0.8514.3)=262719(mm2) 取550mm550mm第二部分 荷载统计计算表2.1 框架梁重量统计类别净 跨(mm)截 面(mm)容重 (KN/m3)体 积(m3)数 量(根)单 重(KN)总 重(KN)横梁7200300700251.5123937.81474.23640300700250.764219.1138.223560300700250.748118.6918.693560300900250.961124.0324.0336

7、40300600250.655116.3816.387200300600251.296732.4226.82400300900250.648116.216.24800300700251.008125.225.2纵梁6600300650251.287 2732.175868.7257500300650251.4631436.563511.8756600250550250.9084022.688907.57500250550251.0312425.775618.61700300900250.459111.47511.4754900300650250.956123.88823.888表2.2 框架柱

8、重量统计类别计算高度(mm)截 面(mm)容重(KN/m3)体 积(m3)数 量(根)单 重(KN)总 重(KN)一层柱5200550550251.5735139.3252005.575二四层柱3600550550251.0895127.2251388.475计算简图采用现浇框架结构,假定底层柱下端固定于基础顶面,梁柱节点为刚接。衡量的计算跨度,取柱中心线间的距离。柱子的高度按下述采用:底层柱高取基础顶面至2层楼盖梁中心线间的距离;其余各层柱高取该层上、下相邻楼盖梁中心线间的距离,即层高。初步假定基础高度为,则底层柱高为24层柱高为计算简图如图所示梁、柱线刚度计算梁、柱混凝土弹性模量:各层,C

9、30,;横梁的线刚度:考虑到楼(屋)面整浇层的影响,计算横梁的线刚度时,故横梁线刚度为:柱的线刚度为:底层柱: 二四层柱:荷载计算屋面和楼面板的荷载取自建筑荷载规范(GB500092001)。竖向荷载楼(屋)面荷载标准值A.屋面恒荷载标准值隔热层:50厚焦渣保温层 140.05=0.7 kN/ 防水层:SBS(3+3)沥青防水卷材 0 .4kN/ 找平层:20厚水泥砂浆 0.02m20 kN/m3=0.3 kN/ 找坡层:1:8水泥陶粒100mm 140.1=1.4 kN/ 结构层:100厚现浇混凝土板 0.1m25 kN/m3=2.5 kN/ 抹灰层:10厚混合砂浆 0.01m17kN/m3

10、=0.17kN/ 合计: 5.47kN/ B.屋面活荷载标准值(上人屋面) 2.0kN/ C.楼面恒荷载标准值20厚水泥砂浆面层 200.02=0.4kN/ 100厚现浇钢筋混凝土板 250.10=2.5kN/15厚粉底 200.015=0.3kN/ 合计: 3.2kN/D.楼面活荷载标准值 4.0kN/E.楼梯间恒荷载标准值 3.5kN/F.楼梯间活荷载标准值 8.0kN/G.外、内墙荷载标准值20厚1:2.5水泥砂浆粉刷(内外) 0.0220=0.8kN/240厚页岩模数多空砖 0.2413.5=3.24kN/ 合计: 4.04kN/框架承受竖向荷载设计值A. 屋面连系梁竖向集中荷载设计值

11、恒荷载:屋面传来 1.25.472.4=15.75kN/m 次梁自重 1.2250.250.55=4.13kN/m 合计: 19.88kN/m 活荷载:屋面传来 1.42.02.4=6.72kN/m B.屋面框架梁竖向集中荷载设计值 恒荷载:次梁传来 19.887.05=140.15kN 主梁自重 1.2250.30.72.4=15.12kN 合计: 155.27kN 活荷载:次梁传来 1.42.07.051.2=23.69kN C.楼面连系梁竖向集中荷载设计值恒荷载:楼面传来 1.23.22.4=9.22kN/m 次梁自重 1.2250.250.55=14.04kN/m 合计: 23.26k

12、N/m 活荷载:屋面传来 1.42.02.4=6.72kN/mD.楼面框架梁竖向集中荷载设计值恒荷载:次梁传来 23.267.05=163.98kN 主梁自重 1.2250.30.72.4=15.12kN 墙重 1.24.04(3.6-0.6)2.4=34.91kN 合计: 214.01kN 活荷载:次梁传来 1.42.02.47.05=47.38kN E.传至节点的集中荷载设计值(包括纵向连系梁传来的荷载和柱自重)顶层边节点 集中荷载: 女儿墙 1.21.04.047.05=34.18kN 屋面传来 1.25.471.27.05=55.53kN 梁自重 1.20.30.65257.05+1.

13、2250.30.71.2=48.80kN 本层柱自重 1.2250.550.553.60.5=13.5kN 活荷载 1.41.22.07.05=23.69kN 合计: 175.7kN 顶层中节点集中荷载: 屋面传来 1.25.472.47.05=111.06kN 梁自重 1.20.30.65257.05+1.2250.30.72.4=56.36kN 本层柱自重 1.20.550.55253.60.5=16.34kN 活荷载 1.42.42.07.05=23.69kN 合计: 207.45kN2、3层边节点集中荷载: 楼面传来 1.23.21.27.05 =32.49kN 梁自重 1.20.30

14、.65257.05+1.2250.30.71.2=48.80kN 本层柱自重 1.20.50.5253.6=27kN 墙重 1.24.04(7.05+1.2)(3.6-0.6)=119.99kN 活荷载 1.41.24.07.05=47.38kN 合计: 299.66kN2、3层中节点集中荷载: 楼面传来 1.23.22.47.05 =64.97kN 梁自重 1.20.30.65257.05+1.2250.30.72.4=56.36kN 本层柱自重 1.20.550.55253.6=32.67kN 墙重 1.24.042.4(3.6-0.6)=34.91kN 活荷载 1.42.44.07.05

15、=94.75kN 合计: 283.66kN底层边节点(柱底)的集中荷载包括由基础梁传来的荷载和柱自重,在基础设计时考虑,此处从略。根据上述的计算结果,框架在恒荷载和活荷载作用下的计算简图分别如图A和图B所示。本人东南大学结构工程专业研究生毕业,现在设计院从事设计工作,长期代做土木工程专业毕业设计,按照任务书的要求,按照老师的要求通过率百分百,2010、2011、2012年我们团队取得了很好的成绩,覆盖大部分省市的院校。(框架结构、框剪结构、剪力墙结构、砌体结构、钢结构为主)主要包括建筑设计(建筑图)、结构设计(结构施工图、手算计算书、PKPM模型等)、施工组织设计,另外长期代做本科生课程设计(

16、楼盖、厂房等),质量保证、价格面议,联系QQ1085287324 包过,辅导答辩,提供答辩主要资料。横向框架内力分析作用在框架上的荷载有竖向荷载(恒荷载和活荷载)和水平地震荷载,根据这些荷载对框架产生的荷载效应不同,可采用不同的计算方法。各层横梁的线刚度相同。为了方便计算,假定横梁的相对线刚度为1,则各柱的相对线刚度如图C所示。恒荷载作用下的框架内力计算采用分层法进行计算,由于结构对称,荷载对称,故可简化为单跨框架。分层框架内力计算各分层的计算简图如图D所示。A. 节点弯矩分配系数和杆端弯矩 采用分层法计算框架内力时,底层柱刚度不变,弯矩传递系数仍为1/2,其他层柱线刚度乘以0.9,弯矩传递系

17、数为1/3。水平地震作用下的横向框架(KJ-9)内力计算3.1 重力荷载代表值计算3.1.1 第四层的重力荷载代表值计算:屋面恒载屋盖: (6.6+7.5)7.265.47=3331.89kN女儿墙: (6.6+7.5)214.04=113.93kN2)梁自重:b*h=300*700 0.30.77.2625=226.8kNb*h=300*650 0.30.65(6.6+7.5)225=137.48kNb*h=250*550 0.250.5525(6.6+7.5)12=581.63kN梁重合计: 945.91kN3)柱的自重:(7个、上半层) (3.6/2-0.7)250.550.557=58

18、.23kN 4)墙的自重外墙: 2(3.6/2-0.7)(6.6+7.5)4.04=125.32kN内墙: 7.24.046=174.53kN墙总重: 合计 425.17kN四层上半层恒载重为: 3331.89+113.93+945.91+58.23+425.17=4875.13kN第四层重力荷载代表值为: G4=4875.13+0.50.4609.12m2=4996.95kN3.1.2 第三、二层重力荷载代表值计算:1)第四层的下半层重力荷载楼板的面积: (6.6+7.5)7.26=609.12m2楼面重力荷载: 609.123.2=1949.18kN柱子: 3.6/2250.550.557

19、=95.29kN2)墙重计算: 外墙: 23.6/2(6.6+7.5)4.04=205.07kN内墙: 4.0423.6/27.26=628.30kN墙总重: 合计 833.37kN第三、二层重力荷载代表值:第四层下半层重: 609.12+1949.18+95.29+833.37=3014.17kN第三、二层上半层重(计算数据来自第四层上半层重): 945.91+58.23+425.17=1429.31kN合计: G3=G2=1429.31+3014.17=4443.48kN第一层重力荷载代表值:第一层重力荷载代表值:(第一层比第二层柱高1.6m)高出的柱子 0.8250.550.557=42

20、.35kN重力荷载代表值: G1=4443.48+42.35=4485.83kN综上所有数据重力荷载代表值如图3.1所示:各质点重力荷载代表值梁和柱刚度的计算本工程柱、梁的砼均采用C30,EC=3.00107kN/m2。(1)、梁和柱的线刚度计算梁的线刚度计算在计算框架梁的惯性矩时,考虑梁为矩形截面。框架梁截面的折算惯性矩计算时,对于现浇整体式结构,中框架的折算系数为2,边框架的折算系数为1.5。框架侧移刚度计算:表3.1 梁的线刚度计算类别 截面 bh (m2) 混凝土强度等级 弹性模量 E c (kN/m2 ) 跨度 l(m) 截面惯性矩 (m4)中框架梁 (m4)( k N m)17轴0

21、.30.7C30301077.28.5810-317.1610-37.15104柱的线刚度计算:表3-4 柱的线刚度表层 次层 高 (m)截面积 bh (m2)截面惯性IC= (m4)线刚度(kNm)底 层5.20.550.557.6310-343993其余层3.60.550.557.6310-363583柱的侧移刚度计算楼层Kc(kN/m)KD=12Kc/h2(kN/m)根数一般层:K=Kbi/2Kc一般层:=K/(2+K)底 层:K=Kbi/Kc底层:(K+0.5)/(2+K)四至二层1轴线635831.120.35921135.4612轴线635832.240.52831085.0213

22、4轴线635832.240.52831085.022D114390.52底层1轴线439931.6250.58611440.7812轴线439933.2510.71413939.7913、4轴线439933.2510.71413939.792D53260.162、结构基本自振周期的计算(1) 采用假想顶点位移法计算结构基本自振周期。结构在重力荷载代表 作用下的假想顶点位移计算见下表 假想顶点位移楼层Gi(kN)Gi(kN)(kN)D(kN/m)ui=Gi(kN)/D(m)ui(m)44996.954996.95114390.520.04370.592434443.489440.43114390

23、.520.08250.548724443.4813883.91114390.520.12130.466214485.8318369.7453260.160.34490.3449考虑填充墙的影响,周期折减系数取0.7,对于类场地土,地震设计分组第一组,取特征周期值Tg=0.35(s)则:3、横向水平地震作用计算因为建筑高度小于40m,以剪切变形为主,且质量和高度均匀分布故采用底部力法计算 水平地震作用。(1)结构等效总重力荷载代表值:Geq=0.85Gi=0.85(4996.95+4443.48+4443.48+4485.63)=15614.11kN(2)水平地震影响系数:查表得设防烈度为7度的

24、=0.08由于TgT15Tg,结构阻尼比取0.05,则=0.9,1=0.02,2=1.0,得:(3)结构总水平地震作用效应标准值:=0.03515614.11=546.49kN由于T1=0.91(s)1.4 Tg=0.351.4=0.49(s),故应考虑顶部附加水平地震作用。n=0.08 T1+0.07=0.080.89+0.07=0.1412Fn=0.1412546.49=77.16kN(4)计算各楼层水平地震作用:(1-n)可知结构顶层地震作用:F4= Fi +Fn =(1-n) FEkGiHi/(GkHk)+ n FEk其他各层地震作用:Fi =(1-n) FEkGiHi/(GkHk)

25、各质点横向水平地震作用、楼层地震剪力、层间位移计算表楼层Hi(m)Gi(KN)GiHi(KNm)GiHi/GjHjFi(KN)Vi(KN)ui = Vi/D4164996.9579951.20.4049190.03190.030.00175312.44443.4855099.150.2790130.94320.970.0029528.84443.4839102.620.198092.93413.900.0038015.24485.8323326.320.118155.43469.330.00776197479.29可见最大层间弹性位移角发生在第一层:ui /h=0.00776/5.2=(1/9

26、04)(1/550) 满足要求。4、框架柱端剪力及弯矩地震剪力按柱的刚度比值分配到每一根柱上,然后以D值法求结构的内力。(1)反弯点高度比按式y=y0+y1+y2+y3计算。其中,y0为标准反弯点高度比;y1为因上下层梁刚度比变化的修正值;y2为因上层层高变化的修正值;y3为因下层层高变化的修正值。反弯点高度计算表见下:表 反弯点高度比y(查混附表26-2)楼层1轴2轴3,4轴40.350.450.4530.450.450.4520.50.50.510.680.560.56(2)柱端剪力和柱端弯矩计算表 水平地震作用下的柱端剪力和柱端弯矩计算柱楼层Vi(kN/m)Dij(kN/m)D(kN/m

27、)Dij/DVij(kN)yyh(m)MC上(kNm)MC下(kNm)1轴4190.0321135.46114390.520.18 35.11 0.351.26 82.16 44.24 3320.9721135.46114390.520.18 59.30 0.451.62 117.42 96.07 2413.9021135.46114390.520.18 76.47 0.51.80 137.65 137.65 1469.3311440.7853260.160.21 100.82 0.682.45 277.45 246.80 2轴4190.0331085.02114390.520.27 51.6

28、4 0.451.62 102.25 83.66 3320.9731085.02114390.520.27 87.22 0.451.62 172.70 141.30 2413.9031085.02114390.520.27 112.48 0.51.80 202.46 202.46 1469.3313939.7953260.160.26 122.84 0.562.02 391.12 247.64 3,4轴4190.0331085.02114390.520.27 51.64 0.451.62 102.25 83.66 3320.9731085.02114390.520.27 87.22 0.451.

29、62 172.70 141.30 2413.9031085.02114390.520.27 112.48 0.51.80 202.46 202.46 1469.3313939.7953260.160.26 122.84 0.562.02 391.12 247.64 (3)梁端弯矩计算表 梁端弯矩计算楼层节点柱端弯矩之和梁端弯矩123,4M12M21M23M32M34M43482.16 102.25 102.25 82.16 43.57 43.57 46.46 46.45 46.46 3161.66 256.36 256.36 161.66 128.18 128.18 128.18 128.18

30、 128.18 2233.73 343.75 343.75 233.73 171.88 171.88 171.88 171.88 171.88 1415.10 593.57 593.57 415.10 296.79 296.79 296.79 296.79 296.79 框架梁柱内力组合1、一般规定(1)梁端负弯矩调幅内力组合时,对竖向荷载下的梁端负弯矩进行调幅,调幅系数0.85(之前已完成调幅);地震荷载作用下不调幅。(2)控制截面如图所示,框架梁的控制截面取梁A1B1的支座截面和跨中截面。框架柱的控制截面取柱A0A1的柱端。(3)考虑以下两种荷载组合:恒载+活载;重力荷载+水平地震荷载,由

31、于本框架结构的抗震等级为三级,对于梁,梁端剪力增大系数vb取1.1,对于柱,柱端弯矩增大系数c取1.3,柱端剪力增大系数vc取1.2。梁A1B1截面1: MGK=168.561.2=140.47kNm,VGK =158.81.2=132.33kN;MQK=37.321.4=26.66kNm,VQK =35.151.4=25.11kN;MEKL=415.1kNm,VEKL =98.87kN;MEKR=415.1kNm,VEKR =98.87kN。弯矩组合:1.2 MGK +1.4 MQK =205.89kNm;弯矩组合:考虑左震1.2(MGK + 0.5MQK)+1.3MEKL=355.07kN

32、m;考虑右震1.2(MGK + 0.5MQK)+1.3MEKR=724.19kNm;剪力组合:1.2 VGK +1.4 VQK =193.95kN剪力组合:考虑左震1.2(VGK + 0.5 VQK )+1.11.3VEKL =64.24kN;考虑右震1.2(VGK + 0.5 VQK )+1.11.3VEKR =315.25 kN;综上可得:截面1最大弯矩值:724.19kNm;最大剪力值:315.25kN。梁A1B1截面2:MGK=212.51.2=177.08 kNm;MQK=47.041.4=33.6kNm;MEKL=12kNm,VEKL =98.87kN;MEKR=12kNm,VEK

33、R =98.87kN。弯矩组合:1.2 MGK +1.4 MQK =259.54 kNm;弯矩组合:考虑左震1.2(MGK + 0.5MQK)+1.3MEKL =248.26 kNm;考虑右震1.2(MGK + 0.5MQK)+1.3MEKR =217.06kNm;综上可得:截面2最大弯矩值:248.26kNm.。梁A1B1截面3:MGK=335.161.2=279.3kNm,VGK =204.81.2=170.67kN;MQK=74.211.4=53.01kNm,VQK =45.41.4=32.43kN;MEKL=296.79kNm,VEKL =98.87 kN;MEKR=296.79kNm

34、,VEKR =98.87kN。弯矩组合:1.2 MGK +1.4 MQK =409.37 kNm;弯矩组合:考虑左震1.2(MGK + 0.5MQK)+1.3MEKL =717.69kNm;考虑右震1.2(MGK + 0.5MQK)+1.3MEKR =18.86kNm;剪力组合:1.2 VGK +1.4 VQK =250.21kN剪力组合:考虑左震1.2(VGK + 0.5 VQK )+1.11.3VEKL =82.88kN;考虑右震1.2(VGK + 0.5 VQK )+1.11.3VEKR =365.65kN;综上可得:截面3最大弯矩值:409.37kNm;最大剪力值:365.65kN。柱A0A1截面4:通过截面1所得最大弯矩通过节点平衡进行分配Mc=cMbic下/(ic上+ic下)=1.3724.1943.99(43.99+63.55)=385.11 kNm柱A0A1截面5:MGK=28.331.2=23.61kNm,N

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