浙江省某律师事务所办公大楼建筑结构施工组织设计(毕业设计)

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浙江省某律师事务所办公大楼建筑结构施工组织设计(毕业设计)

合计2.57KN/m2

合计:g+q=6.58KN/m2

二、平台板弯矩计算(按双向板设计官渎里立交桥梁伸缩缝施工组织设计,按塑性理论计算)

由算得钢筋截面面积,选配钢筋见表6.1

(《混规》第10.1.6条,当现浇板的受力钢筋与梁平行时,应沿梁长度方向配置间距不大于200mm且与梁垂直的上部构造钢筋,其直径不宜小于8mm。)

斜梁传来的集中荷载:

合计g=8.69KN/m

平台梁按T形进行配筋计算,

翼缘有效宽度:按倒L形进行截面设计计算

故As=0.26%×200×400=208mm2,选用3C12As=339mm2

§7.1基础内力组合值计算

§7.1.1A柱基础的内力计算

M=115.39kN*m

N=1161.81kN

地基传来:N1=1.2×2.5×6.3/2=8.88kN

N2=1.2×2.5×3.15=8.88kN

M2=8.88×0.15=1.33kN*m

2、M=87.46kN*m

N=1053.381kN

Nk=7736.75kN

2、Mk=86.35kN*m

Nk=1038.58kN

地基传来:N1=2.35×6.3/2=7.4kN

N2=2.35×3.15=7.4kN

M2=7.4×0.15=1.11kN*m

Nk=787.15kN

2、Mk=116.72kN*m

Nk=1179.57kN

§7.1.2B轴柱基础的内力计算

1、M=152.89kN*m

N=1225.99kN

2、M=12.08kN*m

N=1342.38kN

地基传来:N1=1.2×10.93=13.12kN

N2=1.2×10.93=13.12kN

N=1253.23kN

2、M=12.08kN*m

N=1368.62kN

1、Mk=119.66kN*m

Nk=1134.8kN

Vk=232.78kN

2、Mk=9.73kN*m

Nk=1059.8kN

地基传来:N1=2.35×(6.3+3)/2=10.93kN

N2=2.35×4.65=10.93kN

所以1、Mk=119.66kN*m

Nk=1156.66kN

2、Mk=9.73kN*m

Nk=1156.66kN

§7.2外柱独立基础的计算

§7.2.1初步确定基础尺寸

一、选择基础埋深d=1500mm

二、地基承载力特征值深度修正:

则基础底面以上的加权平均重度:

先按中心荷载作用下计算基底面积

但考虑到偏心荷载应力分布不均匀,故将计算出的基底面积增大,20%~40%。取1.2.

基础宽度不大于3.0m所以地基承载力不必对宽度修正。

四、地基承载力验算(采用标准组合)

作用于基底中心的弯矩、轴力分别为

五、基础剖面尺寸的确定

基础采用台阶式独立基础,构造要求:一阶台阶宽高比≤2.5,二阶宽高比≤1.0

§7.2.2基础底面配筋计算(按基本组合确定)

AsI=MI/(0.9)=

AsII=MII/(0.9)=

AsIII=MIII/(0.9)=

AsIV=MII/(0.9)=

框架平面内选As=AsIII/a=

框架平面外选取As=AsII/a=

§7.3内柱基础的计算

§7.3.1初步确定基础尺寸

一、基础埋深同外柱d=1500mm

先按中心荷载作用下计算基底面积

但考虑到偏心弯矩不大,故按正方形选用截面。取a=b=2.2m,则A=4.84m2>4.83m2

基础宽度不大于3.0m所以地基承载力不必对宽度修正。

三、地基承载力验算(采用标准组合)

作用于基底中心的弯矩、轴力分别为

四、基础剖面尺寸的确定

基础采用台阶式独立基础,构造要求:一阶台阶宽高比≤2.5,二阶宽高比≤1.0

图7.2中间柱下基础尺寸

五、冲切验算(采用基本组合)

(不包括基础及回填土自重)

§7.3.2基础底面配筋计算(按基本组合确定)

AsI=MI/(0.9)=

AsII=MII/(0.9)=

AsIII=MIII/(0.9)=

AsIV=MIV/(0.9)=

框架平面内选As=AsIII/b=

框架平面外选取As=AsII/a=

土木工程专业的毕业设计是完成教学计划达到本科生培养目标的重要环节。它着重培养大学生探求真理、强化社会意识、进行科学研究基本训练和提高综合实践能力与素质等方面,具有不可替代的作用;它是教育与生产劳动和社会实践相结合的重要体现;毕业设计是培养大学生的创新能力、实践能力和创新精神的重要实践环节;毕业设计可以提高大学生多方面的能力,包括综合应用所学知识的能力、发现和解决问题的能力、资料查询能力、计算机应用能力、论文撰写能力、口头表达能力和独立工作的能力;毕业设计可以缩短大学生在未来工作岗位上的适应期,能够使我们尽早进入角色并发挥作用;毕业设计可以加强师生间的交流,尽量缩小教与学的不同步差异;它还可以发掘学生中的优秀人才,并发现一些有价值的研究成果。

本课题为洛阳市建筑科学设计研究院办公大楼建筑结构设计,采用框架结构体系。通过本课题的设计,可以巩固、联系、充实、加深和扩大所学基础理论和专业知识;提高我们运用所学知识,解决实际问题的能力;初步掌握专业设计工作的流程和方法,为今后工作打下良好的基础。

6、沈蒲生等.《混凝土结构设计原理第三版》.北京:高等教育出版社,2007

7、沈蒲生等.《混凝土结构设计第三版》.北京:高等教育出版社,2007

8、李国强,李杰,苏小卒.《建筑结构抗震设计第三版》.北京:中国建筑工业出版社,2009

9、同济大学等.《房屋建筑学第四版》.北京:中国建筑工业出版社,2005

10、龙驭球,包世华等.《结构力学第二版》.北京:高等教育出版社,2007

大学四年虽然给我留下了许多美好的回忆,但是使我印象最深的还是这段大家同甘共苦一起做毕业设计的时光。在这段忙碌又充实的日子里,我学到了很多以前没有学到的知识,也遇到了许多以往所没经历的事情,使我受益良多。

当棱镜测试作为这两个组件的因素时,这是众所周知的,随着棱镜尺寸的增加,不均匀性也有增加的潜力。

无论是实验结果和分析调查都表明,腾空时的横向装入一个对角线支撑的发展。之前的开裂是由于压缩应力和拉伸应力相对均匀的分布,进而导致对角线的对角支撑在一个普遍统一的宽度。开裂的发生是由于大位移导致的,加载在上部角落和下部角落的对角线上开始显示出有所不同的压力水平。在上部角落曾经是一个连续密闭的砌体,已经分裂成两个对角的裂纹,并且倾斜地通过框架构件。较低的对角线的角落在侧向荷载的作用下开裂;然而,位移被垂直框架元素和楼板减轻。显而易见的由于下部角落区域不但跟上部角落区域承受相对相等的几何框架楼层的重量而且还承受砌体以上部分的重量,所以下部楼层区域承受的荷载比上部楼层的高。当填充墙框架受到节点或者滞回荷载序列的作用时这些不同点甚至会更突出。

在实验位移和有限元位移之间有较低的平均的差异,通过第一开裂荷载和极限荷载两者的非线性有限元模型分析表明,准确地复制了填充墙框架的行为。由于线性模型不同比例的作用,框架WC9L、WD3L、A4a和C1的第一开裂荷载未使用平均比例差异计算归结于非常低的实验位移。框架A4a和C1的实验位移和有限元模型位移之间的差异小于1mm;然而,这些框架的不同比例分别是—124比例和—313比例。在第一开裂荷载位置时有限元模型框架HN1没有收敛成溶液。有限元模型框架WD2L在极限荷载的作用下融合了,但在2kN的条件下却收敛失败。

压应力图63和66显示出随着荷载的增加填充墙中斜撑不断地发展。初始压应力是虚对称的;然而,之后的每一个裂缝是模仿这种对称开始消失。这也表明有限元模型准确地代表填充墙中的真实情况。实验表明在填充墙框架的角落上加载会出现典型的更大损失。有限元模型的结果也展示出在加载的角落上加载的引应力越高产生的损害越大。

米赛斯冯应力图71和74跟压应力图63和66的比较显示斜撑继续承载大部分压力荷载而填充墙的重要部分只承担小部分应力。这再一次验证了实验观测结果。

应力和应变之间的比较显示非线性有限元模型和线性模型存在相同的关系。压应力图(图63和图66)和压应变图(图75和图78)跟米赛斯冯应力图(图71和图74)和米赛斯冯应变图(图83和图86)有一样的组成。由于拉应变的高压应力区域如前面线性模型所描述的那样,所以拉应力图(图67和图70)和拉应变图(图79和图82)有不同的组成。

一个有趣的现象可以在米赛斯冯应变图(图83和图86)中被发现,就是斜撑宽度的减少会导致裂缝的发生。图83显示紧随着填充墙的第一条主要裂缝的发展之前是对斜撑广泛和良好的定义。在图84中支撑的宽度被良好的定义;然而,支撑的宽度有微小的减少。随着荷载的继续增加裂缝会继续发展,支撑会更加狭窄有效性也会降低(图85)。最后,图86表明在承受极限荷载以后,在抵制应用横向荷载时斜撑本质上不再活跃。

从图87到图119的数据显示了每个框架的实验力位移和有限元力位移之间的比较。试验曲线展示了在力位移曲线上的特定的点,当有限元模型向力位移曲线发展时曲线是光滑的。这些图的每一个图都是在相同的力和位移的条件下,这是为了避免支持还是抵制单个框架的结果的偏差。有一个例外是图108所展示的框架WD7的P点的三角关系。由于这个特殊的框架能承受的荷载在极限荷载以上,由于这个特殊的框架能承受的荷载在极限荷载以上,因此它能承受的位移规模比其他框架要长。图114中的HN1的结果显示在达到第一开裂荷载以前从这个特殊的模型没有汇聚只有实验力位移曲线。

图103和图107展示了模型WD22L和模型WD4L的位移分析。研究人员没有报告在第二次加载方向上的这些框架的实验力位移的关系。这些图上的实验力位移是根据框架WD2和WD4在第一次加载方向的力位移绘制的。从理论上讲,对于给定的填充墙框架在每一个平面加载方向上的强度和刚度应该是相同的。由于荷载在第一平面方向上的结果将有微小的改变的事实,所以在真实情况中有略微的不同。这些改变可能是由填充墙中的细小裂缝或者是填充墙和框架之间的附着力降低组成的。

支撑宽度的退化也可以在力位移图(从图87到图119)中显示出来。图93是框架WC7上点P的三角基线。填充墙框架的刚度可以根据P点三角基线的坡度计算出来。由于图93展示的无论是在实验中还是在分析中当裂缝出现以后坡度都会降低。为了这个的发生以等效的斜支撑理论宽度和支撑的有效宽度必须被降低。当考虑到等效的斜支撑的理论在什么荷载水平时剩余的是有效部分是非常重要的。

综合的比较试验力位移的关系和有限元力位移的关系是非常好的。所有的力位移关系展示出位移的增加或者在填充墙中紧跟着第一主要裂缝的坡度(系统的刚度)的降低的重要意义。随着第一开裂荷载的应用,三十分之一的有限元P点三角基线显示出相同的行为方式。有限元模型既没有显示位移的巨大增加也没有显示出模型A4a刚度系统的改变。在图118中可以发现在初始开裂以后实验位移没有大的提高,但是系统的刚度却有改变。

在第二开裂荷载应用以后有限元模型中的19个表现出快速增长的趋势。实验中的十二个框架在第一开裂荷载和极限荷载两个条件下,至少有一个条件会使框架开裂。对二十个模型的分析表明当荷载超过极限荷载是位移会显著的增加,而且十六个实验中的框架表现出相同的性能。应该注意的是许多实验中的框架并没有加载到显著的超过它的极限荷载,其原因是为了实现钢框架在后续检测中能被再利用(McBride,1984)。分析位移的百分比比实验位移高的部分大致等于分析位移的百分比比实验位移低的部分。然而,额外的加载步骤可能提高一些框架的位移特性,这将不利于其他框架的位移特性。

表29显示了用砖填充的框架在第一开裂荷载的作用下非线性有限元位移与实验位移的比较。表29的平均百分比差异是—11.9%,而标准差异是29.0%和标准误差是11.8%。百分比差异的绝对值是25.1%,而标准差异是15.8%和标准误差是6.4%。

表30显示了在极限荷载的作用下有限元位移与实验位移的比较。表30的平均百分比差异是5.5%,而标准差异是35.1%和标准误差是17.5%。当百分比差异的绝对值用平均百分比差异29.6%表示时,而标准差异是10.2%和标准误差是5.1%。有限元模型之一的S1在极限荷载水平时没有收敛到最终解决,而且这些不包括这里列出的统计。由于早期基地的失败框架HC1在极限荷载的作用下没有报告出实验位移。实验位移和有限元位移在第一开裂荷载和极限荷载作用下的低水平的平均百分比差异,这是非线性有限元模型准确的复制了砖砌体填充墙框架的性能。

有限元模型HB1中具有代表性的应力和应变显示出,相同的框架可以被用作线性有限元模型的讨论。图120到图123显示出有限元模型在不同的加载阶段典型的压应力的发展。图120显示出填充墙在第一开裂荷载的作用下压应力已经被发展。图121是第一开裂荷载和极限荷载的差异的一半应用到结构上以后的压应力。图122显示了在极限荷载下的压应力,图123显示了在极限荷载的基础上再加2kN时的压应力。图124到图127显示了在填充墙中典型的拉应力的发展。图128到图131显示了米赛斯冯应力在填充墙中的结果。图132到图135显示了压应变,而图136到图139显示了拉应变。图140到图143显示了米赛斯冯应变在加密材料中的发展。最后,图144到图149显示了每一个被调查的框架力位移或者P—三角坡度。

压应力的情形(图120到图123)显示出随着荷载的增加砌体填充墙内部斜支撑没有发展,这是因为砌体墙承受的压应力相对较低,然而,压应变的情形(图132到图135)显示出支撑的发展。压应变的情形和米赛斯冯应力的情形(图128到图131)一样,并且米赛斯冯应力(图140到图143)有基本相同的组成。拉应力的情形和拉应力的情形的组成不相同,这是因为根据前面讨论的可知,拉应变具有高的压应力面积。

图144到图149显示了每一个框架中试验力位移与有限元位移的比较。另外,实验曲线显示了在力位移曲线上特殊的点,当力位移曲线从有限元模型发展时是光滑的。随着CMU系统的加密,每一张图绘制都是在相同的力和位移的情况下绘制的,这是为了避免由于支持或者抵制单个框架而导致结果歪斜。图145仅仅显示了实验力位移的关系,这是由于有限元模型S1没有收敛。图148中的HC1模型的结果仅仅显示了有限元力位移曲线,这是由于实验框架的最终位移没有被记录到。

由于在支撑宽度退化以前也出现了力位移(图144到图149)。总体上,试验力位移关系和有限元力位移关系的比较是良好的。所有的实验力位移关系显示在填充墙中紧接着第一主要裂缝的出现,位移会有明显的增加或者坡度有明显的降低(i﹒e﹒系统刚度)。随着第一开裂荷载的应用,四个有限元P点三角关系显示出相同的行为方式。

在第二开裂荷载应用以后,两个有限元模型的位移展现出迅速增加的趋势。实验表明在第一开裂荷载和极限荷载之间只有一个框架出现了额外的裂缝。通过对三个模型的分析显示出,当加载超过极限荷载时位移会有明显的增加,然而五个实验框架显示出相同的性能。比实验位移高的分析位移的比例大致等于比实验位移低的分析位移的比例。然而额外的加载步骤可能提高一些框架的位移性能,它也有可能对其他框架的位移性能不利。

表31显示了用SCT填充的框架在承受第一开裂荷载时有限元位移和实验位移比较的结果。表31的平均百分比差异是—20.7%NB/T 42023-2013标准下载,而标准差异57.3%和标准误差15.35%。百分比差异的绝对值是47.2,而标准差异是36.6%和标准误差是9.8%。两个有限元模型(HW2和HW2L)在第一开裂荷载的水平时没有收敛到解决,因此不包括以上的数据。

表32显示了SCT填充墙在极限荷载水平时有限元位移和实验位移比较的结果。表32平均百分比差异是28.7%,而标准差异是33.45%和标准误差是10.1%。当百分比差异的绝对值用平均百分比差异38.8%表示时,标准差异是19.2%和标准误差是5.8%。七个有限元模型(F4、F5、F5L、F17L、F21A、HW2和HW2L)没有收敛到最终解决,因此不包括这里列出的数据。在第一开裂荷载和极限荷载两者的作用下,实验位移和有限元位移之间的平均百分比差异,SCT填充墙要比CMU或者砖填充墙的要高。这个明显差异的一个原因是由于Flanagan的研究中的试验荷载是在自然中主要循环的事实,然而有限元荷载是静态的;在CMU填充墙框架和砖填充墙框架上的荷载主要是单调的。SCT填充墙的实验位移通常要比有限元位移的高。由于在测试期间荷载被多次的扭转,为了比假如在一个方向上的荷载超过了失效荷载所产生的位移高,这个更高的位移允许填充墙承受更多的损害。这种SCT的脆性性质的结合的结果是有限元位移比实验位移更低。

这里的有限元模型F17展示出具有代表性质的应力和应变性质。图150到图153展示出有限元模型在不同承载阶段的典型的压应力的发展。图150显示了填充墙的压应力在第一开裂荷载的作用下已经发展了。图151是第一开裂荷载和极限荷载之间的差异的一半被应用到结构上以后的压应力。图152显示了在极限荷载下的压应力,而图153显示了在超过极限荷载2kN荷载的作用下的压应力。剩下的几组数据会遵循第一开裂荷载、第二开裂荷载、极限荷载和超过极限荷载2kN的模式。图154到图157显示了在填充墙中典型的拉应力的发展。图158到图161显示了米赛斯冯应力在填充墙中的结果。图162到图165显示了压应变,而图166到图169显示了拉应变。图170到图173显示了米赛斯冯应变在填充墙中的发展。最后,图174到图198显示了每一个被调查的框架的力位移或者点P的三角性质。

压应力图(图150到图153)显示出随着荷载的增加砌体填充墙中斜撑的发展。压应变图(图162到图165)跟米赛斯冯应力图(图158到图161)和米赛斯冯应变图(图170到图173)有基本相同的组成。有前面所述的可知,拉应力图(图154到图157)和拉应变图图166到图169)的组成是不相同的某大桥引桥实施性施工组织设计,这是由于拉应力有高的面积。

图174到图189显示了每个框架的实验力位移情形与有限元力位移情形的比较。再者,试验曲线显示了在力位移曲线上的特殊点,当力位移曲线从有限元模型发展时是光滑的。正如前面所说的,这些图的每一张图都是在相同的力和位移的规模下绘制的,这是为了避免由于支持或者抵制单个的框架而产生的歪斜。图178、180、181、185、186、188、189仅仅显示了由于这些框架中的有限元模型没有汇聚时的实验力位移关系。

正如前面所述的,在力位移图(图174到图189)中也显示出了支撑宽度的退化。综合来说,实验力位移关系和有限元力位移关系的比较是良好的。所有的实验力位移关系显示出紧随着填充墙中的第一条主要裂缝的出现,位移会明显的增加或者边坡(i﹒e﹒系统刚度)的降低。随着第一开裂荷载的应用,四个有限元P点三角关系图显示出相同的行为方式。四个分析模型显示出当加载超过极限荷载是位移会有明显的增加,而且除了框架F1L所有的框架都显示出相同的性能。只有两个分析位移比实验位移高。根据前面所述的,这可能是由于试验荷载的循环应用所造成的。

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