[学士]_沈阳市某工厂包装袋生产车间结构计算书.doc

71土木工程专业（本科）毕 业 设 计设计题目：沈阳市某工厂包装袋生产车间 学生姓名： 班 级： 学 号： 指导教师： 完成日期： 土木工程专业（本科）毕业设计说明书毕 业 设 计 题 目 沈阳市某工厂包装袋生产车间 专 业 班 级 学 生 姓 名 指 导 教 师 年 月 日土木工程专业（本科）毕业设计选题报告毕业设计题目沈阳市某工厂包装袋生产车间指导教师姓名教研室名称（单位）是否首次指导毕业设计选题内容提要选题的必要性选题的可行性审核意见系主任意见签字：年 月 日 土木工程专业（本科）毕业设计任务书题 目 沈阳市某工厂包装袋生产车间 起讫日期 年月日至年月日学生姓名 院(系) 建工系 专业班级土木 指导老师 指导教师单位： 设计地点 1、设计的原始资料及依据：见任务书2、设计任务及要求： 见任务书3、对设计说明书内容的要求：毕业设计说明书一般可综合归纳为以下几个部分。 正文：它是设计说明书的主体部分。是作者对自己所做设计和计算工作的详细介绍。主要包括方案的论证和主要参数的计算两大部分。方案论证指当设计方案确定之后，作者说明为何选择这个方案。方案特点何在的说明过程。主要参数的计算包括：列出工程确定的已知条件（含水文、地质、地形、气候、材料等）、理论公式、计算简图及详细的计算步骤和计算的结果。4、图纸要求：毕业设计文件的规格：毕业设计文件，统一采用1号图纸（2张手绘铅笔图建筑、结构各1张其他均为计算机出图），应按施工设计图纸的要求进行设计与绘制。图面布置要整洁、合理，并符合规范要求，字体采用工程字。5、时间进度安排：顺序阶段日期计划完成内容指导教师检查意见备注13周建筑设计27周结构设计完成日期：2007年 5月 7 日土木工程专业（本科）指导教师评阅意见书 指导教师签字：年 月 日土木工程专业（本科）指导教师评阅意见书 指导教师签字： 年 月 日毕业设计答辩记录土木工程专业班 学生 指导教师 毕业设计题目 沈阳市某工厂包装袋生产车间 答辩时间 年 月 日 时 分 至 时 分出 席 人组长 组员 、 、 答辩委员会（答辩小组）提出的问题和答辩情况：记录人： 年 月 日土木工程专业（本科）毕业设计答辩委员会评审意见学生姓名： 专业班级： 题目名称： 沈阳市某工厂包装袋生产车间 评审意见：经评定，该生毕业设计成绩为： 建筑工程系答辩委员会 年 月 日 正文 设计说明书第一章 建筑方案设计1第二章 结构方案设计第三章 荷载设计第四章 框架（kj- ）结构设计 第五章 现浇板设计第六章 基础结构设计第七章 楼梯结构设计第八章 小构件结构设计附 参考资料毕业设计计算书第一章 建筑设计概述1、设计依据：1. 依据建筑工程专业2007届毕业设计任务书。2.建筑结构荷载规范3.混凝土结构设计规范4.建筑抗震设计规范5.建筑地基基础设计规范及有关授课教材、建筑设计资料集、建筑结构构造上资料集等相关资料。6遵照国家规定的现行各种设计规范、有关授课教材、建筑设计资料集、建筑结构构造上资料集等相关资料。2、设计内容：1.设计内容、建筑面积、标高：（1） 设计题目为“沈阳市某工厂包装袋生产车间”。 （2） 建筑面积：5318.75 m，共五层，首层层高4.5m,其它层层高3.9m。（3） 室内外高差0.450m，室外地面标高为-0.450m。（4） 外墙370mm厚空心砖，隔墙240mm厚空心砖。3、各部分工程构造1. 屋面：app改性沥青防水卷材1：3 水泥沙浆找平层25mm厚1：10水泥珍珠岩砂浆保温层120厚1：8白灰炉渣找坡度最薄处30mm120mm厚钢筋混凝土板20mm厚板下混合砂浆抹灰2. 楼面: 1：2.5水泥白石子12mm 素水泥浆结合层一道 1：3水泥砂浆找平18mm素水泥浆结合层一道120mm厚钢筋混凝土板20mm厚板下抹灰3 厕所: 20mm厚水泥砂浆地面50mm厚防水砂浆240mm厚空心砖20mm厚水泥砂浆抹灰4.墙体：外墙370mm厚水泥空心砖墙，内墙为240mm厚水泥空心砖墙，楼梯间墙为370厚水泥空心砖墙，厕所均为240厚隔墙。5.门窗：门厅，办公区，生产车间处为铝合金门，其他均为木门。双推拉塑钢窗，单层玻璃全封闭窗。6.基础：阶型独立扩展基础，阶型联合扩展基础。第二章 结构方案设计1、设计质料：1.本工程抗震设防烈度为7度，设计地分组为第一组2.自然条件：雪荷载0.50kn/m，基本风压：0.55kn/m.3.地质条件：地质勘探以 +0.000为基准面，地质分布具体情况见表1，类场地，7度设防建筑地点冰冻深度-1.2m。4.各种用房的活荷载标准值除车间外均见现行建筑结构荷载规范；车间活荷载取5kn/m2,生产线为通长3米宽；带状机器按每延米10kn考虑（每层可设3条生产线），生产用电梯荷载按100kn考虑。序号岩 石分 类土层深度（m）厚度范围（m）地基承载力fk（kpa）桩端承载力qk（kpa）桩周摩擦力qk（kpa）1杂填土0.00.80.82粉土0.81.81.0120103中砂1.8281.0200254砾砂286.53.73002400305圆砾6.512.56.05003500602.建设地区地层土分布情况一览表 表1注：1 拟建场地地形平坦，地下稳定水位距地表-6m，表中给定土层深度由自然地坪算起。2 建筑地点冰冻深度-1.2m。3 建筑场地类别：类场地土。4 地震设防基本烈度：7 度。3、结构：1.本工程为钢筋混凝土现浇框架结构。2.楼板采用现浇钢筋混凝土板。楼梯为现浇板式楼梯3材料情况：非重承水泥空心砖；砂浆等级为m5；混凝土：c30（基础、梁、板）、c30（柱）。纵向受力钢筋：hrb335级（梁）；hrb335级（柱）；箍筋：hpb235级钢筋，基础：hpb235级钢筋4.施工：梁、板、柱均现浇。第三章 荷载计算一.初估框架柱、梁尺寸及板厚度1.截面尺寸选取：1）框架柱由轴压比限值条件n/fca0.9，（三级框架）（框架柱的负荷面积内每平米按15kn/m2初估）n=1.2（4.356.6155）=2583.9knan/0.9fc=2583.91000/0.9/14.3=200769.23mm2a=bh bc=hc =448.07mm 取 bc=hc=550550mm(底层) bc=hc=550550mm(其他层)柱截面：bh=550mm550mm. 2）框架梁梁截面 主梁: h=(1/81/12)l 边跨取h=600mm, 中跨取h=600mm.b=(1/21/3)h 取b=300mm.次梁:h=(1/81/12)l,取h=500mm,b=(1/21/3)h,取b=250mm.3）楼板： 边跨：1/406000=150mm ，取h=150mm二、荷载汇集（1）计算简图及层数划分如图： 1、恒载1）屋面荷载：（为不上人屋面）防水层：改性沥表防水卷材 0.05 kn/m找平层：25mm1：3水泥沙浆 250.02=0.5kn/m保温层：120mm厚水泥珍珠岩 0.124=0.48 kn/m找坡层：白灰炉渣最薄处30mm厚 0.0317=0.51 kn/m结构层：120mm厚钢筋砼现浇板 0.1225=3.00 kn/m 20mm厚板底抹灰 0.0217=0.34 kn/mgk=gk=4.38kn/m 2）楼面： 30mm厚水磨石地面 0.65 kn/m120mm厚钢筋砼现浇板 0.1225=3kn/m20mm厚板底抹灰 0.0217= 0.34kn/ m gk=gk=3.49kn/m3）梁重：（考虑梁上抹灰，取梁自重26kn/m3） 纵 梁：260.60.3=4.68kn/m 横 梁：260.60.3=4.68kn/m4）墙重：（砌体与抹灰之和） 抹灰：外 墙 面 外 抹 灰： 20厚水泥砂浆 0.4 kn/m2 外墙面及内墙面抹灰：20厚石灰砂浆 0.34 kn/m2 总墙重： 外墙：底层：150.37+0.4+0.34=6.29 kn/m2 内墙：底层：150.24+0.342 =4.28 kn/m25）柱：（考虑到柱子抹灰，取柱子自重26kn/m3） 各 层：260.550.55 =7.865kn/m6）门、窗： 门：0.2kn/m2 窗：0.3kn/m22、活荷载：车间 5.0 kn/m2 雪活载： 0.5 kn/m2 厕所： 2.0 kn/m2 办公室： 2.0 kn/m2 走廊、楼梯： 2.5 kn/m2不上人屋面： 0.5 kn/m2（2）各层结构重力荷载五层上半层1）恒载女 儿 墙：0.50.241062（7+3）+7.54=180kn屋 面：(6673+7.5632)4.38=4493.88kn纵 梁：（674+7.5142）4.68=1067.04kn横 梁：63104.68=842.8kn柱 子：1040.53.67.865=566kn外 墙：6（7+3）2+7.54（0.53.6-0.6）6.29=1132.2kn内 墙：(616+3.63+7.5+3.92)（0.53.6-0.6）4.28=627.11kn外 墙 窗：0.51.8(2.4+1.8+1.52) +4.214+1.82+0.940.3=19.76 kn=8750.79kn2）活载（6673+7.5632）0.5=513kn5=5+0.5活=8750.79+0.5513=8907.3kn五层下半层1）恒载柱 子：1040.53.67.865=566kn外 墙：（620+7.54）0.53.66.29=1698.3kn内 墙：0.53.6（616+3.63+7.5+3.92）4.28=940.6584kn外 墙 窗：0.51.8(2.4+1.8+1.52) +4.214+1.82+0.940.3=19.76 kn内 墙 门：2.1（1.84+1.07）0.2 =5.964 kn=3232.69kn四层上半层1）恒载楼 面：(6673+7.5632)3.49=3580.74kn纵 梁：（674+7.5142）4.68=1067.04kn横 梁：63104.68=842.8kn柱 子：1040.53.67.865=566kn外 墙：6（7+3）2+7.54（0.53.6-0.6）6.29=1132.2kn内 墙：(610+3.62+7.5+3.92)（0.53.6-0.6）4.28=423.72kn外 墙 窗：0.51.8(2.4+1.8+1.52) +4.214+1.82+0.940.3=19.76 kn=7634.264kn2）活载（6673+7.5632）2.0=2052kn4=4+0.5活=3232.69+7634.264+0.52052=11692.95kn四层下半层1）恒载柱 子：1040.53.67.865=566kn外 墙：（620+7.54）0.53.66.29=1698.3kn内 墙：0.53.6（610+3.62+7.5+3.92）4.28=635.58kn外 墙 窗：0.51.8(2.4+1.8+1.52) +4.214+1.82+0.940.3=19.76 kn内 墙 门：2.1（1.82+1.06）0.2 =4.032 kn设 备：423103=3780 kn=6705.676kn二三层上半层1）恒载楼 面：(6673+7.5632)3.49=3580.74kn纵 梁：（674+7.5142）4.68=1067.04kn横 梁：63104.68=842.8kn柱 子：1040.53.67.865=566kn外 墙：6（7+3）2+7.54（0.53.6-0.6）6.29=1132.2kn内 墙：(614+3.62+3.92)（0.53.6-0.6）4.28=508.464kn外 墙 窗：0.51.8(2.4+1.8+1.52) +4.214+1.82+0.940.3=19.76 kn=7719kn2）活载66735.0+7.5662.0=4320kn二三层下半层1）恒载柱 子：1040.53.67.865=566kn外 墙：（620+7.54）0.53.66.29=1698.3kn内 墙：0.53.6（614+3.62+3.92）4.28=762.7kn外 墙 窗：0.51.8(2.4+1.8+1.52) +4.214+1.82+0.940.3=19.76 kn内 墙 门：2.1（1.82+1.06）0.2 =4.032 kn设 备：423103=3780=6832.792kn3=3+0.5活=6705.676+7719+0.54320=16384.78kn2=2+0.5活=6832.792+7719+0.54320=16511.9kn一层上半层1）恒载楼 面：(6673+7.5632)3.49=3580.74kn纵 梁：（674+7.5142）4.68=1067.04kn横 梁：63104.68=842.8kn柱 子：1040.53.67.865=566kn外 墙：6（7+3）2+7.54（0.53.6-0.6）6.29=1132.2kn内 墙：(616+3.62+3.92)（0.54.5-0.6）4.28=809.31kn外 墙 窗：0.51.8(2.4+1.8+1.52) +4.214+1.82+0.940.3=19.76 kn雨 蓬：7.22.40.125+2.41.20.125=51.3kn=6887.2442kn2）活载66735.0+7.5662.0=4320kn1=1+0.5活=6832.792+6887.2442+0.54320=15459.32kn g=68956.32kna=5(6673+7.566)=5130m2g/a=68956.32/5130=13.44kn/m2第四章 水平荷载作用下框架内力分析一、层间侧移刚度的计算1、梁的线刚度计算：梁的线刚度：在计算梁的线刚度时，考虑楼板对梁刚度有利影响,认为翼缘参加工作。在工程上,为简化计算，先按矩形截面计算惯性矩i0，然后乘以一个增大系数。现浇钢筋砼梁：边框架梁取1.5i0 ，中框架梁取2i0梁采用30，i0=1/12bh3(m4) kb单位：knm 横向框架：边跨梁300600mm 中跨梁300600mm 框架梁线刚度计算部位截 面m2跨度m截 面 惯 性 矩 边 框 架中 框 架i=1.5i0kb=ei/li=2.0i0kb=ei/l边跨0.30.66.05.410-38.110-34050010.810-354000中跨0.30.66.05.410-38.1 10-34050010.810-3540002、柱线刚度：柱采用c30混凝土，首层高度4.5m,2-5层3.6m；柱截面：各层550 mm550mm 则 i1 =i0=1/12bh3=7.6310-3m4; kc=ei/h3、柱的侧移刚度d：一般层： = d=首层： = d=1.框架柱侧移刚度计算(柱采用c30砼e=3.0107 kn/m 柱截面550底层层高4.5m部位截面(m)层高(m)惯性矩(m4)ic=ei/h(104)边框架边柱c1边框架中柱c2k1dc1k2dc25层0.5523.67.6310-36.35460.640.3128610.640.3192924层0.5523.67.6310-36.35460.640.3128610.640.3192923层0.5523.67.6310-36.35460.640.3128610.640.3192922层0.5523.67.6310-36.35460.640.3128610.640.3192921层0.5524.57.6310-35.083680.80.43109160.80.4312564部位中框架边柱c1中框架中柱c2各层各柱刚度层间刚度k3dc3k4dc4dc1dc2dc3dc45层0.850.3152730.850.322105128614192924152731622105167266534层0.850.3152730.850.322105128614192924152731622105167266533层0.850.3152730.850.322105128614192924152731622105167266532层0.850.3152730.850.322105128614192924152731622105167266531层1.060.6119461.060.61462410916412564411946161462416519034层间侧移刚度的验算d1/d2 =519034.4/726653=0.7140.7 满足要求 二、水平地震作用、层间地震剪力和弹性位移的计算采用底部剪力法计算水平地震作用抗震设防烈度： 7度 多遇地震 罕遇地震 场 地 类 别：类，设计地震分组；第一组，查表格得 =0.35s本框架结构符合底部剪力法的适用范围，故采用底部剪力法计算水平地震作用。1. 框架自振周期计算:2. 经验公式：t1 =0.22+0.035h/ b1/3=0.22+0.035 18/ 181/3=0.46 s3. 考虑七度设防：max=0.08 考虑i组类别 类场地土 tg=0.35 s因为t1=0.441.4tg=0.49 s所以不考虑顶部附加水平地震作用n=0底部剪力为：1=(tg/t1)0.9max=(0.35/0.46)0.90.081.0=0.062fek=1geq=0.0620.8569976.96=3634kn (1-sn) /1、水平地震作用下剪力计算质点hi(m)gi(kn)fek (1-n)(kn)fi(kn)vi(kn)518.98907.30.2273634824.1824.1415.320600.30.2413634875.741699.81311.736985.10.2583634938.392638.228.1534970.183634654.73292.914.568956.320.0943634340.5336342、.楼层地震剪力验算层gi(kn)gi(kn)gi(kn)vi(kn)结论5890738907.30.016142.52824.1满足41169320600.30.016329.611699.81满足316384.836985.10.016591.762638.2满足216511.9534970.0168563292.9满足115459.3268956.320.0161103.33634满足地震作用分布图:3、水平地震作用下的层间位移和顶点位移计算层数i(kn)di(kn/m)uei=vi/di(m)hi(m)uei/ hie5824.17266531.1310-318.90.0610-31/55041699.817266532.3410-315.30.1510-31/55032638.27266533.6310-311.70.3110-31/55023292.97266534.5310-38.10.5610-31/55013634519034710-34.51.5610-31/550对于钢筋砼框架结构e=1/550, ee,所以满足规范规定的层间弹性位移的要求。三、水平地震作用下框架柱剪力和柱弯矩(采用修正反弯点-d值法)1、反弯点高度修正y0标准反弯点高度比y1为上、下层梁线刚度变化修正值y2为上层层高变化修正值y3为下层层高修正值根据框架总层数m,该柱所在层数n和梁柱线刚度比值k确定，对于地震作用， y值由按倒三角形荷载表查得，并由内插法根据k值确定，并考虑层高的因素进行修正，具体如下表所示，边柱（中框）层h(m)y0y1y2y353.60.850.350.0000.0000.0000.3543.60.850.450.0000.0000.0000.4533.60.850.450.0000.0000.0000.4523.60.850.50.0000.0000.0000.514.51.060.650.0000.0000.0000.65中柱（中框）层h(m)y0y1y2y353.60.850.350.0000.0000.0000.3543.60.850.450.0000.0000.0000.4533.60.850.450.0000.0000.0000.4523.60.850.50.0000.0000.0000.514.51.060.650.0000.0000.0000.652、柱端弯矩（1）柱剪力 （2）柱弯矩 ; 边柱（中框）层hddd/dvivikkym下m上53.6726653152730.021824.114.060.850.3517.7232.9143.6726653152730.0211699.8129.010.850.454757.4333.6726653152730.0212638.245.020.850.457389.1423.6726653152730.0213292.956.20.850.50101.15101.1514.5519034119460.0233634108.521.060.65317.43219.76中柱（中框）层hddd/dvivikkym下m上53.6726653221050.03824.125.070.850.3532.4957.7643.6726653221050.031699.8151.710.850.4583.77102.3833.6726653221050.032638.280.250.850.45144.46176.5623.6726653221050.033292.9100.170.850.50180.31180.3114.5519034146240.0273634102.391.060.65294.87165.87四、水平地震作用下梁端弯矩按下式计算计算过程：根据节点平衡由柱端弯矩求得梁轴线处弯矩mc= m右+ m左= m上+ m下m右(左梁)= ib左/（ib左+ib右）*mc m左(右梁)= ib右/（ib左+ib右）*mc层a轴b轴m左m左m右532.9117.721329157763249050528882888457434717515102388377050567446744389147311361414446176560505114121141221011510115117415180311803105051623916239121976317431320911658716587050517311731五、水平地震作用下的梁端剪力和柱轴力标准值楼层ab跨梁端剪力bc跨梁端剪力柱轴力lm左m右velm左m右ve边柱中柱56329128881036288828889631030674675156744237766744674422483407196361361411412417161141211412380475785632617415162395616162391623954131318876163209117318234617311731577214223224六、水平地震作用下的框架内力图如下第五章 横向风荷载计算一、自然情况：地区基本风压 w0=0.55kn/m2，地面粗糙程度c类。1.风荷载标准值 k=zszwo z-高度z处的风振系数2.风压高度变化系数（z）： 5=0.8 4=3=2=1=0.743.风荷载体型系数: s=0.8-(-0.5)=1.34.高度处的风振型系数在实际工程中，对于高度不大于30m，高宽比小于1.5的高层建筑，取风振系数z=1.0。fwk5=(1.01.30.80.55) （0.5+3.6/2）6=9.87knfwk4=(1.01.30.740.55) 3.66=14.29knfwk3=(1.01.30.740.55) 3.66=14.29knfwk2=(1.01.30.740.55) 3.66=14.29knfwk1=(1.01.30.740.45) 4.56=17.86kn5.层间剪力 v5=9.87kn v4=24.16kn v3=38.45kn v2=52.74kn v1=70.6kn2、风荷载作用分布图：三、风荷载作用下框架柱剪力和柱弯矩（d值法）1、反弯点高度修正y0标准反弯点高度比y1为上、下层梁线刚度变化修正值y2为上层层高变化修正值y3为下层层高修正值根据框架总层数m,该柱所在层数n和梁柱线刚度比值k确定，对于地震作用， y值由按倒三角形荷载表查得，并由内插法根据k值确定，并考虑层高的因素进行修正。2、柱端弯矩计算：（1）柱剪力 （2）柱弯矩 ; 边柱（中框）层hddd/dvivikkym下m上53.6726653152730.0219870190.850.3502404343.6726653152730.02124160460.850.4507509133.6726653152730.02138450730.850.4511814523.6726653152730.021527410.850.50181814.5519034119460.0237062051.060.656323中柱（中框）层hddd/dvivikkym下m上53.6726653221050.039870310.850.350407143.6726653221050.0324160750.850.4512214933.6726653221050.0338451190.850.4521426223.6726653221050.0352741630.850.5029329314.5519034146240.0277061981.060.6557321四 风荷载作用下梁端弯矩计算计算过程：根据节点平衡由柱端弯矩求得梁轴线处弯矩mc= m右+ m左= m上+ m下m右(左梁)= ib左/（ib左+ib右）*mc m左(右梁)= ib右/（ib左+ib右）*mc层a轴b轴m左m左m右50430241043071040505035503554091075111514912205050945094531451181222622140505168168218181298293293050525352535132361503321570505307307五、风荷载作用下的梁端剪力和柱轴力标准值楼层ab跨梁端剪力bc跨梁端剪力柱轴力lm左m右velm左m右ve边柱中柱560430355013603550355012013001461150945035609450945032048004362216806561681680561130132629825350926253525350852050216503307135630730710234053六、风荷载作用下框架内力图第六章 竖向荷载作用下的内力分析一、计算方法和荷载传递路线1、弯矩二次分配法:框架结构在竖向荷载作用下的内力计算采用力矩分配法，因为框架结构对称，荷载对称；又属于奇数跨，故在对称轴上梁的截面只有竖向位移（沿对称轴方向）没有转角。对称截面可取为滑动端。弯矩二次分配法是一种近似计算方法，即将各节点的不平衡弯矩同时作分配和传递，并以两次分配为限。(取一榀横向框架)2、荷载传递路线：二、竖向荷载计算1、恒荷载计算：（1）屋面梁上线荷载标准值：梁重： 4.68kn/m 边跨 4.68kn/m 中跨屋面板荷载：屋面板边跨为6.06.0，属于双向板，为梯形荷载：折减系数：=3/6=0.51-22+3=0.625边跨=中跨屋、楼面荷载（屋面恒载4.38 kn/ m，楼面恒载3.49 kn/ m）屋面荷载：恒载：4.386/220.625=16.425 kn/m活载：2.060.625= 7.5kn/m楼面荷载：恒载：3.496/220.625=1