土木工程專業(地下結構)
一. 設計題目
題1、某工廠包裝車間的鋼筋混凝土現澆雙向板肋梁樓蓋設汁;
題2、現澆鋼筋混凝土樓梯設計;
題3、鋼筋混凝土地下通道結構設計
二、題1和2的設計條件
某工廠包裝車間設計條件如下:
(1) 總平面布置圖:如圖1所示。
(2) 層數及層高:車間為三層,門市部處為四層,底層層高4.50m,頂層層高3.70m,其餘為4.00m。
(3) 建築平面參考圖:如圖2和圖3所示。
(4) 裝飾要求:門市部內外牆面及地面等採用較高標準,車間為一般要求。
(5) 結構形式:現澆框架。
(6) 荷載:車間樓面活荷載取8kn/m2,其餘按《建築結構荷載規範》取用。
(7) 地質情況:上層為2.2m厚雜填土,其下為粘土,孔隙比e及塑性指數il均小於
0.85,土層均勻可作持力層,其承載力標準值按fk=160kn/m2計算。
(8) 現澆鋼筋混凝土構件材料級別:混凝土c20級,鋼筋ii級
(9) **烈度:6度(不設防)。
三、題1和2的設計內容和要求
1. 編寫結構計算書
結構計算書包括以下內容:
(1) 某層樓面結構平面布置圖;
(2) 鋼筋混凝土樓梯計算;
(3) 某層樓面梁、板計算。
2. 繪製結構施工圖
結構施工圖包括以下內容:
(1) 某樓面結構平面布置圖;
(2) 現澆梁板配筋圖;
(3) 樓梯結構平面平面圖(一、二和三層);
(4) 樓梯結構剖面圖;
(5) 樓梯結構詳圖。
圖1 某工廠包裝車間總平面圖
圖2 某工廠包裝車間底層平面圖
圖3 某工廠包裝車間樓層平面圖
四、題1和2的設計要點
1. ⑤~⑿軸樓面結構平面布置
⑤~⑿軸樓面結構採用現澆鋼筋混凝土樓板結構。由於本車間荷載和跨度均較大,故採用3.4m的柱距。
這樣,主梁截面尺寸不致過大,開間與樓梯間相同,並與電梯間接近,立面較易處理。由於柱距較小,且車間不吊平頂,從多方面考慮,將梁格布置成雙向板肋梁樓蓋。如圖4所示。
圖4 二、三層結構平面布置圖(示意)
2. 樓梯結構布置
⑾~⑿跨度為3.4m,採用現澆板式樓梯。
圖5 樓梯結構布置圖(示意)
五、題3的設計條件
如圖6所示,淺埋地下通道結構,埋置深度2m,地下水位位於自然地面以下1.0m,考慮地面超載q=30kn/m2。
土層①為粉質粘土,重度、內摩擦角和粘聚力分別為:r1=18kn/m3,
115°=,
c1=10kn/m2
115°
=土層②為淤泥質粘土,重度r2=17kn/m3,計算時考慮內摩擦角和粘聚力分別在一定範圍
內變化:
215°°
=8~ ,c2=10~15kn/m2。
地下通道結構混凝土強度等級c30,鋼筋採用hpb335,砼重度為25kn/m3。水土壓力的荷載分項係數為1.2;地面超載荷載分項係數為1.2。
六、題3的設計內容和要求
1. 編寫結構計算書
結構計算書包括以下內容:
(1) 確定地下通道結構計算簡圖;
(2) 內力分析和截面設計。
2. 繪製結構施工圖
(1)截面配筋圖。
設計計算時,假定:
(1) 結構剛度遠大於地基土的剛度,所以底板下地基反力為均勻分布;(2) 不考慮結構側向位移;
(3) 水、土壓力計算,按水土分算;
(4) 應考慮荷載的最不利組合;
(5) 計算時忽略加腋影響。
圖6 淺埋地下通道結構剖面示意圖
七、題3的設計要點
1. 結構體系
平面應變問題;框架結構,但區別於工民建中的框架結構
「板」的特點,混凝土抗剪能力
2. 計算簡圖
簡化:(利用對稱性)假定節點沒有位移
3. 荷載計算
1)頂板
=q復土重量+結構頂板自重+地面超載1
2)底板
忽略牆重: 12q q =
地基反力: +=2'2q q 底板自重
有否例外? 當浮力大於結構自重時浮力p q =2 不平衡? 側壁摩擦力
3) 側牆:
主動土壓力 )2/45tan(2)2/45(tan 2γ=d d c h e 水土分算: γ取浮容重,3'/71017m kn另加水壓力
4) 考慮荷載的不利組合
土壓力與,c 值有關
(1) 使頂板跨中正彎矩最大:
,c 值取大值,側牆水土壓力變小
(2) 使側牆跨中正彎矩最大:
,c 值取小值,側牆水土壓力變大;頂板上的地面超載不計
4. 截面設計
1) 偏心受壓構件
2) 也可近似受彎構件 3) 注意彎矩柱邊修正
5. 配筋和施工圖(例)
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