结构力学课程设计报告---某工业厂房结构设计.docx

结构力学课程设计报告题 目：某工业厂房结构设计发题日期： 2012 年 元 月 06 日完成日期： 2011 年 元 月 13 日学 号： 姓 名： 指导老师： 目 录一、 设计资料与基本数据2二、 框架计算简图和分项荷载图61、 框架计算简图62、 分项荷载图及对应内力图7（1） 恒载7（2） 左侧受活载10（3） 右侧受活载14（4） 左侧受风荷载18（5） 右侧受风荷载22三、 内力组合表26（1） 框架梁弯矩设计值组合表27（2） 框架梁剪力设计值组合表27（3） 框架柱内力设计值组合表28四、 手算框架内力29五、 风荷载作用下的位移验算29六、 总结体会30一、 设计资料与基本数据 (一) 建筑设计1. 建筑层高该建筑为三层两跨厂房，每层层高均为5.0m。2. 屋面设计(1) 49549535钢筋混凝土预制块。(2) 240120180砖墩500双向。(3) 二毡三油防水层。(4) 20厚水泥砂浆找平层。(5) 平均100厚18水泥炉渣找坡层。(6) 120厚预应力空心板。(7) 20厚板底粉刷。3. 楼面设计(1) 水磨石楼面。(2) 预应力空心板。(3) 20厚板底粉刷。 (二) 结构部分1. 自然条件(1) 雪荷载：标准值 (2) 风荷载：基本风压(3) 非地震区，楼面活荷载为4.0。2. 地质条件拟建场地地势平坦，表土为厚0.8m1.4m填土，以下为一般粘土，其地基承载力设计值。(三) 材料选用填充墙采用空心砖，框架及基础采用c25混凝土，、级钢筋，屋面、楼面板采用预应力空心板。初选框架梁截面尺寸均为，框架柱截面尺寸均为。采用横向框架承重，结构平面布置及结构尺寸如图（1）所示。图（1） 结构平面布置及结构尺寸（四） 荷载资料1. 竖向荷载屋面恒载：49549535预制块0.90240120180砖墩0.40二毡三油防水层上撒绿豆砂0.3520厚水泥砂浆找平层0.4018水泥炉渣找坡层1.65预应力空心板自重及灌缝重1.90板底粉刷0.35共计5.95屋面活载：取屋面均布活载与雪载较大者0.70楼面恒载：水磨石面层0.65预应力空心板自重及灌缝重1.90板底粉刷0.35共计2.90楼面活载：4.00框架横梁自重：25.0框架柱自重：25.02. 水平荷载风荷载基本风压风振系数：风载体型系数：风载高度变化系数：如表1。 表1 风载高度变化系数离地面高度(m)5.08.2013.218.20.80.931.091.21按下式可折算出作用于各节点处集中风荷载标准值，即式中，为纵向相邻两柱之间的距离, 为平均层高。（五）荷载计算1恒载计算：（1）屋面框架梁线性荷载：g= 5.95*4.2 + 25*0.3*0.75 = 30.615 kn/m（2）屋面节点集中荷载：g= 25*4.2*0.3*0.75 = 23.625 kn（3）楼面框架梁线性荷载：g= 2.9*4.2 + 25*0.3*0.75 = 17.805 kn/m（4）楼面节点集中荷载：g= 25*4.2*0.3*0.75 = 23.625 kn2.活载计算：（1） 屋面活载：p= 0.7*4.2 = 2.94 kn/m（2） 楼面活载：p= 4*4.2 = 16.8 kn/m3风荷载计算：（1） 二层楼面处：f1= 1.0*1.3*0.93*0.4*5*4.2 = 10.1556 kn（2） 三层楼面处：f2= 1.0*1.3*1.09*0.4*5*4.2 = 11.9028 kn（3） 四层楼面处：f3= 1.0*1.3*1.21*0.4*5*4.2 = 13.2132 kn（六）风荷载作用下的侧移验算计算侧移时，风荷载取标准值。由于房屋层数不多，总高度不高，可忽略柱轴向变形引起的侧移，只考虑柱弯曲引起的剪切型侧移。由以下公式可计算出框架层间侧移和顶点侧移：式中为柱侧移刚度，式中为柱侧移刚度修正系数，它反应了梁柱线刚度比k对柱侧移刚度的影响。常用情况值与值楼层简图一般层柱 底层柱 注：当为边柱时，。二、 框架计算简图与分项荷载图1、 框架计算简图6000mm7800mm5000mm5000mm5000mm2、 分项荷载图（1） 恒载荷载分布图 弯矩图剪力图轴力图（2）左侧受活载荷载分布图弯矩图剪力图轴力图（3）右侧受活载荷载分布图弯矩图剪力图轴力图（4）左侧受风荷载荷载分布图弯矩图剪力图轴力图（5）右侧受风荷载荷载分布图弯矩图剪力图轴力图三、内力组合表1、框架梁弯矩设计值组合表荷载组合考虑以下三种：(1)恒载+活载；(2)恒载+风载；(3)恒载+0.85(活载+风载)（0.85是活载中考虑风载时的组合系数）；层数截面内力设计值组合项组合值（knm）恒左右左右载活活风风四a右-85.284-18.76-1.97413.247-13.195-112.448ab跨中136.99213.692-0.0981.56-1.547150.684b左-200.136-16.4641.792-10.12710.101-222.738b右-165.723.388-9.32410.543-10.569-182.629bc跨中65.172-0.358.512-1.8331.84673.976c左-45.408-4.102-10.682-14.22214.261-66.576三a右-89.028-71.2010.80630.953-30.927-175.839ab跨中65.32878.507-6.6952.977-2.964143.835b左-105.288-100.074-14.196-25.01225.012-211.611b右-65.892-29.341-54.9928.977-28.977-137.264bc跨中34.992-14.74249.816-3.123.13384.808c左-56.436-0.143-41.951-35.2335.243-122.0392、框架梁剪力设计值组合表荷载组合考虑以下三种：(1)恒载+活载；(2)恒载+风载；(3)恒载+0.85(活载+风载)（0.85是活载中考虑风载时的组合系数）；层数截面内力设计值组合项组合值（kn）恒左右左右载活活风风四a右128.55616.3520.49-2.992.977144.986b左-158.004-15.7780.49-2.992.977-173.957b右130.26-1.24612.124-4.1344.134144.079c左-90.168-1.246-12.572-4.1344.134-104.368三a右81.2481.978-1.924-7.1767.176163.218b左-85.416-88.374-1.924-7.1767.176-173.79b右65.6764.86267.691-10.69910.712133.367c左-62.524.862-63.349-10.69910.712-125.8693、 框架柱内力组合荷载组合考虑以下三种：(1)恒载+活载；(2)恒载+风载；(3)恒载+0.85(活载+风载)（0.85是活载中考虑风载时的组合系数）；柱号层数截面内力内力设计值mmax及相应nnmax及相应mnmin及相应m组合项组合值组合项组合值组合项组合值恒载左活右活左风右风a柱三上端m-85.284-18.76-1.97414.266-14.21-113.309-86.1601-71.018n-156.9-16.352-0.493.22-3.22-173.536-145.259-153.68下端m54.50435.126-0.42-9.739.6692.572169.9957944.774n-186.9-16.352-0.493.22-3.22-203.536-170.759-183.68二上端m-34.524-45.7520.46223.618-23.646-93.5123-80.276-10.906n-296.5-104.621.59610.948-10.934-394.719-401.118-285.548下端m39.88846.172-0.784-19.36219.4695.675286.0620.526n-326.5-104.621.59610.948-10.934-424.719-431.118-315.548一m-30.048-32.7181.20429.61-29.288-82.753四、 手算框架内力手算时，注意：（1）竖向荷载作用下内力计算采用分层法（分层法见参考资料1），计算时，除底层柱外，其它各层柱线刚度应先乘以0.9，并取其传递系数为1/3（梁和底层柱的传递系数为1/2）。（2）水平荷载作用下内力计算采用反弯法（反弯法见参考资料1）。手算详见后附手稿五、 风荷载作用下的侧移验算i1=eil=1125=22.4 nmi1=i2=i3=i6=i7=i8=i9=i10=i1=22.4 nmi4=i12=i14=2807.8=35.9 nmi5=i13=i15=2806=46.67 nmfwki4=0 fwki3=f3=13.2132 knfwki2=f3+f2=13.2132+11.9028=25.116 kn fwki1=f3+f2+f1=35.2716 kn水平荷载作用下的侧移验算位 置（kn）（n/mm）（mm）（或）限值400001/500313.21321.792*1040.7371.474*10-4225.1161.792*1041.4022.804*10-4135.27162.188*1041.6123.224*10-4u=3.751mm u/h=0.2501mm 1/650六、总结体会课程设计，一个展示自己通过三年的大学学习而独立思考问题、解决问题的平台，也是培养我们综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对我们实际工作能力的具体训练和考察过程它不但是我们大学生涯的最后一堂课,也是我们步入社会的第一课! 一个星期的课程设计过程让我得到的不仅仅是通过我们自己努力所取得的成果,还让我收获了许多平时学习生活中没学到的东西首先，让我学会了如何把书本上的知识联系到实际设计中去以前只知道抱着书本死啃，却没有参透其中的真正含义，当我们面对真正的问题急待解决时却无从下手，所以即使你学的再好也终究会被现实所淘汰这也正印证了那句哲理：实践才是检验真理的唯一标准通过这次难忘的经历让我深刻的体会到：理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。其