某大学土木工程结构设计本科毕业设计计算书4

1、7 楼盖(屋盖)设计图7-1 板平面结构布置图7.1楼盖板的设计 板平面结构布置如图7-1所示。7.1.1 板的荷载计算1、房间荷载设计值 所以取：,.,2.走道荷载设计值 所以取：,.,3.楼梯间荷载设计值 所以取：,.,4.卫生间荷载设计值 所以取：,.,7.1.2 板的内力计算板的计算采用弹性设计方法。在本次楼板设计中共有四种板，有三种类型的双向板和单向板（部分走廊板）。双向板类型包括四边固支，邻边简支、邻边固支，三边简支、一边固支。下面将分别对四种不同类型的板取一个板为例进行计算。1四边固支的板从图7-1可以看出属于这一类型的板，下面将以为例进行内力计算。（1）的荷载取中的房间荷载设计

2、值，计算简图如图7-2。图7-2 四边固支板内力计算简图（2）对板6：计算跨度：因边跨与支撑构件梁为整浇,所以计算跨度均取梁轴线之间的距离, ,。弯矩计算：板为四边固定.混凝土的波桑比取,查表得: 2一边简支，三边固支板从图7-1可以看出属于这一类型的板，下面将以为例进行内力计算。（1）的荷载取中的房间荷载设计值，计算简图如图7-3。图7-3 一边简支、三边固支板内力计算简图（2）对板7：计算跨度：因边跨与支撑构件梁为整浇,所以计算跨度均取梁轴线之间的距离, ,。弯矩计算：板为一短边简支、三边固定.混凝土的波桑比取查表得: ，3邻边简支，邻边固支的板从图7-1可以看出属于这一类型的板，下面将以

3、为例进行内力计算。（1）的荷载取中的房间荷载设计值，计算简图如图7-4。图7-4 邻边简支、邻边固支板内力计算简图（2）对板11：计算跨度：因边跨与支撑构件梁为整浇,所以计算跨度均取梁轴线之间的距离, ,。弯矩计算：板为邻边简支、邻边固定.混凝土的波桑比取。查表得: ，4单向板对于板8，因边跨与支撑构件梁为整浇,所以计算跨度均取梁轴线之间的距离。,短跨可以按单向板计算，长跨和支座按构造进行配筋。其余板跨中和支座内力计算分别列入表7-1和表7-2。表7-1 楼面板跨中弯矩值表板号表7-2 楼面板支座弯矩值表板号7.1.3 板的截面设计采用混凝土，钢筋。将设计弯矩值大的方向的钢筋放在下侧。设计弯矩

4、值大的方向,设计弯矩值小的方向，下面将板6为例进行截面配筋计算。1方向 选配2方向 选配3短跨支座 选配4长跨支座 选配其余板的截面配筋计算列入表7-3和表7-4。表7-3 楼面板跨中配筋计算表实配实有跨中短跨长跨短跨长跨短跨长跨短跨长跨短跨长跨短跨长跨短跨续表7-3长跨短跨长跨 短跨长跨短跨长跨短跨长跨短跨长跨 短跨长跨 短跨长跨短跨长跨表7-4 楼面板支座配筋计算表/实配实有支座短跨长跨短跨长跨短跨长跨短跨长跨短跨长跨短跨长跨短跨长跨短跨长跨续表7-4短跨长跨短跨长跨短跨长跨短跨长跨 短跨长跨 短跨长跨 短跨长跨7.2屋盖板的设计7.2.1屋面板的荷载计算1上人屋面 ,.,7.2.2屋面板

5、的内力计算计算方法与楼盖双向板相同,具体计算间表7-5和表7-6。7.2.3屋面板的配筋计算配筋计算方法同楼盖双向板.具体计算见表8-3。表7-5 屋盖板跨中弯矩计算表板号表7-6 屋盖板支座弯矩计算表板号表7-7 屋面板跨中截面配筋计算表/实配实有跨中短跨长跨续表7-7短跨长跨短跨长跨短跨长跨短跨长跨短跨长跨短跨长跨楼短跨长跨 楼短跨长跨楼短跨长跨续表7-7楼短跨长跨楼短跨长跨 短跨长跨 短跨 长跨 表7-8 屋面板支座截面配筋计算表/实配实有支座短跨长跨短跨长跨短跨长跨短跨长跨短跨续表7-8长跨短跨长跨短跨长跨楼短跨长跨楼短跨长跨楼短跨长跨楼短跨长跨楼短跨长跨 短跨长跨8楼梯设计8.1设计

6、资料 本框架结构每层设有个相同楼梯，楼梯的开间为，进深。一层层高为，二层层高为。二层设计为等跑楼梯，每级均为级踏步，个踏面，踏步的尺寸为。砼：；钢筋：板采用；梁采用。楼梯均布活荷载：考虑到该楼梯充当消防楼梯，所以活载取。 图9-1楼梯结构平面布置图8.2 梯段板设计 荷载计算取板厚，板倾斜角： ，。取宽板带计算。8.2.1 荷载计算恒载： 陶瓷地砖面层 三角形踏步 混凝土斜板 板底抹灰 小计 活载： 恒荷载分项系数；活荷载分项系数。总荷载设计值： 8.2.2 截面设计楼梯板水平计算跨度 弯矩设计值： 板的有效高度： 板底配筋：选配： （满足） （满足）根据规范，延梯段板横向需配置构造钢筋：，每

7、级踏步一根。8.3平台板设计初取平台板厚，取1m宽板带计算。8.3.1 荷载计算恒载： 陶瓷地砖地面 厚混凝土板 板底抹灰 小计 活载： 总荷载设计值 8.3.2截面设计平台板计算跨度 弯矩设计值：板的有效高度： 板底配筋： 因为 ，按构造配筋取（满足）8.4平台梁的设计初设平台梁尺寸 8.4.1 荷载计算恒载： 梁自重 梁侧粉刷 平台板传力 楼梯板传力 小计 活载（由板上传来）： 总荷载设计值 8.4.2 截面设计平台梁计算跨度：由于平台梁与柱整浇，其计算跨度内力设计值：截面按倒L形受弯计算： 属于第一类L形截面。选配： （满足）初配箍筋，则斜截面受剪承载力为（满足）8.5平台梁构造考虑平台

8、梁受扭，按一般梁设计配筋完成后，依照梁顶、梁底钢筋的大值，采用对称配筋。TZ处箍筋全长加密，以保证计算时未考虑的扭矩。9基础设计9.1工程地质条件工程地质条件见图9-1。图9-1 工程地质条件根据所提供的地质条件，有较厚的淤泥质土，压缩性较大，适合采用桩基础，选取中风化砾石层作为持力层。9.2承台顶面荷载的计算选B柱下桩基进行计算，无地震参与的荷载效应组合下的柱底荷载设计值为，（作用于长边方向），；有地震参与的荷载效应组合下的柱底荷载设计值为，（作用于长边方向），。 上述值为柱子传来的设计值，进行基础设计时应是使用荷载的标准值进行设计。根据工程实际，采用把柱子传来的内力进行折减的方法得到标准组

9、合下柱子传来的作用力，即用设计值除以1.25的结果进行基础设计。1.无地震参与组合：，取承台及其上土的平均重度承台顶面荷载： 2.有地震参与组合：，承台顶面荷载： 9.3 确定桩型及尺寸桩型：预制桩，桩长：，桩身截面：。初选承台埋深：，承台高度：。桩身所处土层情况依次为：嵌入承台0.1m,淤泥质土10m，填土，粘土，强风化砾石层，满足最小嵌入深度要求。9.4 桩身结构设计9.4.1配筋计算桩长分两段，每段材料选用C30混凝土，HRB335钢筋，采用双吊点起吊，如图9-2。图9-2 预制桩的吊点位置和弯矩图起吊点的位置应按吊点间的正弯矩和吊点处的负弯矩相等的条件取定，相应的吊点位置和截面最大弯矩

10、的计算公式如图所示。式中为桩单位长度的重力；为考虑在吊运过程中桩可能受到的冲撞和振动而取的动力系数，一般为1.5。桩在运输或堆放时的支点应放在起吊吊点处。起吊点的位置距离桩顶和桩尖，桩身自重线荷载，取则起吊时的最大弯矩为：桩身截面设计混凝土预制桩的最小配筋率为0.8%选配420，。9.4.2裂缝宽度验算裂缝截面处钢筋应力 有效配筋率 钢筋应变不均匀系数 因为，取。，查表得，受力特征系数。最大裂缝宽度 满足要求。9.5桩身竖向承载力设计值桩身竖向承载力按地层的支承条件确定。由单桩竖向承载力标准值规范方法计算式中： 桩身周长 桩侧第层土的极限侧阻力标准值 极限端阻力标准值 桩穿越第层土的厚度 桩端

11、面积由建筑桩基规范JGJ94-94表-1查得：素填土，可塑粘土，硬塑粘土，坚硬粘土，和地质资料强风化岩层。 桩的抗力分项系数则桩的竖向承载力设计值所以桩的竖向承载力。9.6 确定桩数，布置桩位，初选承台尺寸初选桩的根数 根，暂取根。初选承台尺寸，桩距查建筑桩基规范JGJ94-94表-1知，挤土预制桩（摩擦型端承桩）桩的最小中心间距。桩位布置及承台平面尺寸如图9-3所示。图9-3 桩位布置及承台平面尺寸承台高度为1m，桩顶伸入承台100mm,钢筋保护层厚度取70mm，则承台有效高度为：9.7 基桩承载力验算9.7.1荷载效应基本组合桩顶平均竖向力设计值： 满足要求。9.7.2 地震作用效应组合桩

12、顶平均竖向力设计值： 满足要求。9.8 承台验算9.8.1 基桩净反力设计值1无地震参与组合2有地震参与组合取，进行承台的计算。9.8.2 承台的抗冲切验算1承台受柱冲切验算此承台没有需要进行冲切验算的冲切截面或冲切锥。2承台受角桩冲切验算承台受角桩的冲切验算用以下公式： （9-1） （9-2）底部角桩竖向冲反力设计值：顶部角桩竖向冲反力设计值：底部角桩内边缘至承台外边缘的距离：顶部角桩内边缘至承台外边缘的距离：从承台底部角桩内边缘引45度冲切线与承台顶面相交点至角桩内边缘的水平距离:（当柱或承台变阶处位于该45度线以内时，则取由柱边或变阶处与桩内边缘连线为冲切锥体的锥线）：从承台顶部角桩内边

13、缘引45度冲切线与承台顶面相交点至角桩内边缘的水平距离:（当柱或承台变阶处位于该45度线以内时，则取由柱边或变阶处与桩内边缘连线为冲切锥体的锥线）：底部角桩冲跨比：，取顶部角桩冲跨比：，取底部角桩冲切系数：顶部角桩冲切系数：受冲切承载力截面高度影响系数，当截面高度，当截面高度，通过线性差值，可以得出。满足要求。 满足要求。9.8.3 承台的抗剪验算承台的抗剪计算采用公式9-3。 （9-3）1垂直Y方向截面的抗剪计算Y方向上自柱边到计算一排桩的桩边的水平距离：长向桩距：计算截面处承台宽度： 斜截面上最大剪力设计值：计算截面的剪跨比：剪跨比剪切系数：承台计算截面的计算宽度：受剪切承载力截面高度影响

14、系数：, 满足要求。(2) 垂直X方向截面的抗剪计算X方向上自柱边到计算一排桩的桩边的水平距离：计算截面处承台宽度： 斜截面上最大剪力设计值：计算截面的剪跨比：剪跨比 剪切系数：承台计算截面的计算宽度： 满足要求。9.8.4 承台的受弯计算承台受弯计算采用公式9-4和公式9-5。 （9-4） （9-5）最大基桩反力设计值：短向桩距与长向桩距的比值：(1)由承台形心到两腰的垂直距离范围内板带的弯矩设计值： 相对受压区高度： 配筋率：取进行配筋。(2)由承台形心到底边的垂直距离范围内板带的弯矩设计值：相对受压区高度： 配筋率：取进行配筋。9.8.5 承台的受压验算承台受压的验算采用公式9-6。 （

15、9-6）局部荷载设计值：混凝土局部受压面积：混凝土局部受压计算面积：混凝土受压时强度提高系数： 满足要求。同理可以计算A柱下桩和承台的内力、配筋，在本次设计中，A柱采用与B柱相同的桩和承台设计，是偏于安全的。9.9 基础梁的设计取基础梁的尺寸为，采用C30混凝土和HRB335级钢筋基础梁按偏心受拉构件进行计算。计算所得的配筋结果见基础梁平面施工图。10 电算电算采用较常用的PKPM系列软件。首先进行建模，计算分析，然后将电算结果与手算结果进行比较，从而对软件、手算过程进行评估，复核。10.1 PKPM电算计算过程：建模定义柱截面定义梁截面梁布置节点恒荷载梁间恒荷载节点活荷载梁间活荷载左风输入右

16、风输入参数输入（其中地震力采用手工输入）计算简图，然后进行框架结构计算。具体计算结果见图10-1。10.2 电算内力与手算内力对比分析 恒荷载内力图10-1为利用PK分析得到的恒荷载作用下KJ6的弯矩图，同手算弯矩图相比，发现误差比较小，说明恒荷载计算的内力较为理想。因为PK是采用经典结构力学的求解方法，所以可以认为是精确解，而手算采用“分层法”近似求解。由比较可知，“力矩二次分配法”满足实际工程的精度要求，前文手算无误。 活荷载内力图10-4为利用PK分析得到的活荷载作用下KJ6的弯矩包络图。处理活荷载时，考虑了活荷载的最不利布置，而手算时，为了简便，通常采用活荷载满布于结构之上，算出结构的

17、弯矩、剪力和轴力。然后人工放大1.11.2倍，由此来近似考虑活荷载的最不利布置对结构的影响。两者差异较大，无可比性。通过分析，已经保证“活荷载大小”与“计算方法”的正确性。因此手算活荷载内力无误，精度符合要求。10.2.3 风荷载内力和地震荷载内力图10-7和图10-8为利用PK分析得到的水平荷载作用下KJ6的弯矩图。因为电算采用了经典结构力学的方法（如力法、位移法、矩阵位移法）求解水平荷载作用下的结构弯矩、剪力和轴力，所以其结果可以认为是精确的。工程手算时采用D值法，近似求解反弯点，以达到近似求解内力的目的。地震作用时，采用手工输入地震作用荷载值，其中的荷载值是按整栋建筑为对象进行计算。通过

18、分析，手算的内力与电算的内力误差保证在30%以内，因此可认为手算的结构是正确的，满足工程要求。图10-1 恒载弯矩图图10-2 恒载剪力图 图10-3 恒载轴力图图10-4 活载弯矩包络图 图10-5 活载剪力包络图图10-6 活载轴力包络图图10-7 左风载弯矩图图10-8 左地震弯矩图 图10-8 弯矩包络图 图10-9 剪力包络图图10-10 轴力包络图11 致谢经过一个学期的紧张工作，我终于完成了本科阶段的最后任务综合楼设计。在这段时间里，我要感谢老师和周围同学对我的帮助。首先我最要感谢的是*老师，在整个毕业设计过程中，廖老师都认真、仔细地为我们讲解设计的要点，对我们设计过程中的不足都是不厌其烦地指出，还时时督促我们要按进度完成计划的任务，通过老师的讲解，我不仅了解了工程设计的过程，更主要的是对结构有了整体概念的把握。同时我也要感谢身边的同学。他们和我一样，都在勤奋仔细的做本科的最后一个作业。我们十分珍惜这样的一次练兵的机会，经常在一起讨论毕业设计的问题，都希望通过毕业设计，使我们今后走上岗位后能够更好的发挥自己，少走点弯路。在做毕业设计的过程中，我们探讨的问题不仅仅局限于毕业设计的内容中，还探讨了相关的问题，比如说word的运用、排版，图纸的打印问题等。感谢