结构力学课程设计报告

结构力学课程设计报告

题 目：发题日期：完成日期：学 号：姓 名：指导老师：

某工业厂房结构设计 2012 年 元 月 06 日 2011 年 元 月 13 日

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··················6

1、 框架计算简图·························6 2、 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)495×495×35钢筋混凝土预制块。 (2)240×120×180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1∶8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 S0(2) 风荷载：基本风压W0

0.35kN/m 0.4kN/m

22

(3) 非地震区，楼面活荷载为4.0kN/m2。 2. 地质条件

拟建场地地势平坦，表土为厚0.8m~1.4m填土，以下为一般粘土，其地基承载力设计值f 160kN/m2。

(三) 材料选用

填充墙采用空心砖，框架及基础采用C25混凝土，Ⅰ、Ⅱ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

bc hc 400mm 500mm

b h 300mm 750mm

，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。

(a)(b)

图（1） 结构平面布置及结构尺寸

（四） 荷载资料 1. 竖向荷载

2. 水平荷载─风荷载 基本风压W0

0.4kN/m

2

风振系数： z 1.0 风载体型系数： s 1.3 风载高度变化系数： z如表1。

表1 风载高度变化系数 z

按下式可折算出作用于各节点处集中风荷载标准值F ki，即

F ki z s zW0HB

式中，B为纵向相邻两柱之间的距离, H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 kN 2.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/M 3．风荷载计算：

F ki z s zW0HB

（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 Ui和顶点侧移U：

Ui

F D

kiij

U

U

i

式中 Dij为柱侧移刚度， Dij c

12ich

2

，式中 c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K值与 c值

注：当为边柱时，i1 i3 0。

二、 框架计算简图与分项荷载图

1、 框架计算简图

EI=280EA=6300

EI=280EA=6300

2、 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