毕业设计(论文)-立柱三面翻广告牌设计计算书.doc

立柱三面翻广告牌设计计算书项目名称：高耸立柱三面翻广告牌设计阶段：施工图 一、工程概况本工程为广告牌钢结构工程。二、设计依据（1）建筑结构荷载规范（GB50092001）（2）高耸结构设计规范（GBJ 135-90）（3）钢结构设计规范 （GBJ50017-2003）三、结构计算荷载计算（根据GB50092001）风载：=z*s*z *oz：z高度的风振系数z：z高度处的风压高度变化系数，s：体型系数，o：基本风压，岳阳地区，o=0.55kn/m2使用同济大学MTS软件进行了计算：总体信息结构类型：广告牌结构重要性等级：二级；结构楼层总数：5；标准截面总数：11；混凝土容重：25.00kN/m3；钢材容重：78.00kN/m3；地下室层数：0；风荷载信息依据荷载规范:建筑结构荷载规范（GB 50009-2001）；地面标高:0.000m基本风压 (kN/m2)：0.55；地面粗糙程度:A级；地震信息=振型组合方法：扭转耦联；计算振型的个数：3；场地土类别：IV；地震烈度：7度地震分组：第1组；加速度：0.10g框架的抗震等级：4；剪力墙的抗震等级：2；活荷质量折减系数：0.50；周期折减系数：1.00；结构的阻尼比：0.035；活荷载信息柱、墙活荷载进行折减；传到基础的活荷载进行折减；-柱，墙，基础活荷载折减系数- 层号 折减系数 1 1.00 2-3 0.85 4-5 0.70 6-8 0.65 9-20 0.60 20 0.55荷载组合信息表1. 荷载基本组合( 35个)LC1 ：1.20D+1.40LLC2 ：1.00D+1.40LLC3 ：1.20D+1.40W1LC4 ：1.20D-1.40W1LC5 ：1.00D+1.40W1LC6 ：1.00D-1.40W1LC7 ：1.20D+1.40W2LC8 ：1.20D-1.40W2LC9 ：1.00D+1.40W2LC10 ：1.00D-1.40W2LC11 ：1.20D+0.98L+1.40W1LC12 ：1.20D+1.40L+0.84W1LC13 ：1.00D+0.98L+1.40W1LC14 ：1.00D+1.40L+0.84W1LC15 ：1.20D+0.98L-1.40W1LC16 ：1.20D+1.40L-0.84W1LC17 ：1.00D+0.98L-1.40W1LC18 ：1.00D+1.40L-0.84W1LC19 ：1.20D+0.98L+1.40W2LC20 ：1.20D+1.40L+0.84W2LC21 ：1.00D+0.98L+1.40W2LC22 ：1.00D+1.40L+0.84W2LC23 ：1.20D+0.98L-1.40W2LC24 ：1.20D+1.40L-0.84W2LC25 ：1.00D+0.98L-1.40W2LC26 ：1.00D+1.40L-0.84W2LC27 ：1.20D+0.60L+1.30E1LC28 ：1.00D+0.50L+1.30E1LC29 ：1.20D+0.60L-1.30E1LC30 ：1.00D+0.50L-1.30E1LC31 ：1.20D+0.60L+1.30E2LC32 ：1.00D+0.50L+1.30E2LC33 ：1.20D+0.60L-1.30E2LC34 ：1.00D+0.50L-1.30E2LC35 ：1.35D+0.98L表2. 荷载标准组合( 1个)LC36 ：1.00D+1.00L表3. 荷载准永久组合( 1个)LC37 ：1.00D+0.50L= 动力特性信息工程名称：3计算软件：MTSteel计算时间：2006-8-24-0-17=结构动力特性总体信息-编号 周期(S) 频率(Hz) 扭转因子 Ti/T1 平动因子X+Y 振型方向（度）有效质量X 有效质量Y 1 1.008 0.993 0.01 1.00 0.03+0.96 88.42 0.03 0.94 2 0.991 1.009 0.00 0.98 0.97+0.03 1.58 0.97 0.96 3 0.464 2.155 0.99 0.46 0.00+0.01 -900.00 0.97 0.97 = 层间位移与楼层位移信息工程名称：3计算软件：MTSteel计算时间：2006-8-24-0-17=各列表符号和参数说明：最大位移不宜超过平均位移的1.200倍，不应超过平均位移的1.500倍楼层层间最大位移与层高之比不宜大于1/100h: 楼层层高JmaxD: 最大层间位移对应的节点号Max-DX(Y): X(Y)向最大层间位移值Max-DX(Y)/h: X(Y)向的最大层间弹性位移角Ave-DX(Y): X(Y)向层间位移的平均值Ratio-DX(Y): X(Y)向层间最大位移与平均位移的比值Jmax: 最大楼层位移对应的节点号Max-X(Y): X(Y)向最大楼层位移值Ave-X(Y): X(Y)向楼层位移的平均值Ratio-X(Y): X(Y)向楼层最大位移与平均位移的比值一. 基本工况为：BLC3 风载1作用下：(主方向X向)1 3层间位移表(单位 层高：米; 位移：毫米;)Floor h(m) JmaxD Max-DX Max-DX/h Ave-DX Ratio-DX 第1层 22.000 25 25.373 1/867 25.373 1.000 第2层 2.000 868 3.821 1/523 3.764 1.015 第3层 2.000 869 3.857 1/518 3.804 1.014 第4层 2.000 870 3.857 1/518 3.803 1.014 第5层 2.000 871 3.839 1/520 3.794 1.012 最大层间弹性位移角出现于第3层，为1/518不大于要求的1/100，满足要求2 3楼层位移表(单位 层高：米; 位移：毫米;)Floor Jmax Max-X Ave-X Ratio-X 第1层 25 25.373 25.373 1.000 第2层 868 30.190 29.106 1.037 第3层 869 34.046 32.910 1.035 第4层 870 37.904 36.714 1.032 第5层 871 41.743 40.507 1.030 最大楼层平均位移出现于第5层，为40.507二. 基本工况为：BLC4 风载2作用下：(主方向Y向)1 3层间位移表(单位 层高：米; 位移：毫米;)Floor h(m) JmaxD Max-DY Max-DY/h Ave-DY Ratio-DY 第1层 22.000 25 101.355 1/217 101.355 1.000 第2层 2.000 816 17.287 1/115 15.332 1.128 第3层 2.000 817 17.074 1/117 15.423 1.107 第4层 2.000 818 16.665 1/120 15.392 1.083 第5层 2.000 819 16.154 1/123 15.285 1.057 最大层间弹性位移角出现于第2层，为1/115不大于要求的1/100，满足要求2 3楼层位移表(单位 层高：米; 位移：毫米;)Floor Jmax Max-Y Ave-Y Ratio-Y 第1层 25 101.355 101.355 1.000 第2层 816 160.018 124.534 1.285 第3层 817 177.092 139.957 1.265 第4层 818 193.757 155.349 1.247 第5层 819 209.910 170.634 1.230 最大楼层平均位移出现于第1层，为-101.355三. 基本工况为：BLC5 水平地震1作用下：(主方向X向)1 3层间位移表(单位 层高：米; 位移：毫米;)Floor h(m) JmaxD Max-DX Max-DX/h Ave-DX Ratio-DX 第1层 22.000 25 12.035 1/1828 12.035 1.000 第2层 2.000 768 1.757 1/1138 1.752 1.003 第3层 2.000 769 1.773 1/1128 1.769 1.002 第4层 2.000 770 1.772 1/1128 1.772 1.000 第5层 2.000 871 1.773 1/1127 1.770 1.002 最大层间弹性位移角出现于第5层，为1/1127不大于要求的1/100，满足要求2 3楼层位移表(单位 层高：米; 位移：毫米;)Floor Jmax Max-X Ave-X Ratio-X 第1层 25 12.035 12.035 1.000 第2层 768 13.858 13.792 1.005 第3层 769 15.630 15.561 1.004 第4层 770 17.402 17.333 1.004 第5层 771 19.170 19.102 1.004 最大楼层平均位移出现于第5层，为19.102四. 基本工况为：BLC6 水平地震2作用下：(主方向Y向)1 3层间位移表(单位 层高：米; 位移：毫米;)Floor h(m) JmaxD Max-DY Max-DY/h Ave-DY Ratio-DY 第1层 22.000 25 11.756 1/1871 11.756 1.000 第2层 2.000 816 1.894 1/1055 1.745 1.085 第3层 2.000 817 1.889 1/1058 1.759 1.074 第4层 2.000 818 1.862 1/1073 1.760 1.058 第5层 2.000 819 1.824 1/1096 1.753 1.041 最大层间弹性位移角出现于第2层，为1/1055不大于要求的1/100，满足要求2 3楼层位移表(单位 层高：米; 位移：毫米;)Floor Jmax Max-Y Ave-Y Ratio-Y 第1层 25 11.756 11.756 1.000 第2层 816 16.998 14.130 1.203 第3层 817 18.885 15.889 1.189 第4层 818 20.746 17.649 1.175 第5层 819 22.568 19.401 1.163 最大楼层平均位移出现于第5层，为19.401= 整体稳定信息工程名称：3计算软件：MTSteel计算时间：2006-8-24-0-17=各列表符号和参数说明：h: 楼层层高G: 本层及以上楼层的重力荷载设计值G/h: 楼层重力荷载线平均设计值D: 楼层弹性等效侧向刚度D/(G/h):结构整体稳定性特征参数值高规5.4.4要求D/(G/h)10的纯框架结构的整体稳定性满足工程要求；高规5.4.1要求D/(G/h)20的纯框架结构可以不考虑重力二阶效应的不利影响；结构X向整体稳定性验算 Floor h(m) G(kN) G/h(kN/m) D(kN/m) D/(G/h) 第 1层 22.000 1660.626 75.483 3260.369 43.193 第 2层 2.000 775.261 387.631 16050.436 41.407 第 3层 2.000 387.631 193.815 12152.853 62.703 第 4层 2.000 193.886 96.943 7920.172 81.699 第 5层 2.000 74.319 37.159 3223.715 86.754结构Y向整体稳定性验算 Floor h(m) G(kN) G/h(kN/m) D(kN/m) D/(G/h) 第 1层 22.000 1660.626 75.483 3259.466 43.181 第 2层 2.000 775.261 387.631 15781.713 40.713 第 3层 2.000 387.631 193.815 11955.372 61.684 第 4层 2.000 193.886 96.943 7786.362 80.319 第 5层 2.000 74.319 37.159 3168.193 85.259 柱下独立承台： CT-1一、基本资料： 承台类型： 六桩（长形）承台，方桩边长 d 400mm 桩列间距 Sa 2000mm，桩行间距 Sb 4000mm，承台边缘至桩中心距离 Sc 600mm 承台根部高度 H 1200mm，承台端部高度 h 1200mm 柱截面高度 hc 2800mm （X 方向），柱截面宽度 bc 2800mm （Y 方向） 单桩竖向承载力特征值 Ra 1100kN 桩中心最小间距为 2m，5d （d - 圆桩直径或方桩边长） 混凝土强度等级为 C30， fc 14.331N/mm， ft 1.433N/mm 钢筋强度设计值 fy 300N/mm，纵筋合力点至截面近边的距离 as 110mm 纵筋的最小配筋率 min 0.15% 荷载效应的综合分项系数 z 1.35； 永久荷载的分项系数 G 1.35 基础混凝土的容重 c 25kN/m； 基础顶面以上土的重度 s 18kN/m， 顶面上覆土厚度 ds 0m 承台上的竖向附加荷载标准值 Fk 0.0kN 设计时执行的规范： 建筑地基基础设计规范（GB 500072002） 以下简称 基础规范 混凝土结构设计规范（GB 500102002） 以下简称 混凝土规范 钢筋混凝土承台设计规程（CECS 88：97） 以下简称 承台规程二、控制内力： Nk - 相应于荷载效应标准组合时，柱底轴向力值（kN）； Fk - 相应于荷载效应标准组合时，作用于基础顶面的竖向力值（kN）； Fk Nk + Fk Vxk 、Vyk - 相应于荷载效应标准组合时，作用于基础顶面的剪力值（kN）； Mxk、Myk- 相应于荷载效应标准组合时，作用于基础顶面的弯矩值（kNm）； Mxk、Myk - 相应于荷载效应标准组合时，作用于基础底面的弯矩值（kNm）； Mxk Mxk - Vyk * H、 Myk Myk + Vxk * H F、Mx、My - 相应于荷载效应基本组合时，竖向力、弯矩设计值（kN、kNm）； F z * Fk、 Mx z * Mxk、 My z * Myk Nk 900； Mxk 11000； Myk 500； Vxk 400； Vyk 70 Fk 900； Mxk 10916； Myk 980 F 1215； Mx 14736.6； My 1323三、承台自重和承台上土自重标准值 Gk： a 2(Sc + Sa) 2*(600+2000) 5200mm b 2Sc + Sb 2*600+4000 5200mm 承台底部底面积 Ab a * b 5.2*5.2 27.04m 承台体积 Vc Ab * H 27.04*1.2 32.448m 承台自重标准值 Gk c * Vc 25*32.448 811.2kN 承台上的土重标准值 Gk s * (Ab - bc * hc) * ds 18*(27.04-2.8*2.8)*0 0.0kN 承台自重及其上土自重标准值 Gk Gk + Gk 811.2+0 811.2kN四、承台验算：1、承台受弯计算：(1)、单桩桩顶竖向力计算： 在轴心竖向力作用下 Qk (Fk + Gk) / n （基础规范 8.5.3-1） Qk (900+811.2)/6 285.2kN Ra 1100kN 在偏心竖向力作用下 Qik (Fk + Gk) / n Mxk * Yi / Yi 2 Myk * Xi / Xi 2 （基础规范 8.5.3-2） Q1k (Fk + Gk) / n + Mxk * Yi / Yi 2 - Myk * Xi / Xi 2 285.2+(10916*4/2)/(6*42/4)-(980*2)/(4*22) 1072.4kN 1.2Ra 1320kN Q2k (Fk + Gk) / n + Mxk * Yi / Yi 2 285.2+(10916*4/2)/(6*42/4) 1194.9kN 1.2Ra 1320kN Q3k (Fk + Gk) / n + Mxk * Yi / Yi 2 + Myk * Xi / Xi 2 285.2+(10916*4/2)/(6*42/4)+(980*2)/(4*22) 1317.4kN 1.2Ra 1320kN Q4k (Fk + Gk) / n - Mxk * Yi / Yi 2 - Myk * Xi / Xi 2 285.2-(10916*4/2)/(6*42/4)-(980*2)/(4*22) -747.0kN 1.2Ra 1320kN Q5k (Fk + Gk) / n - Mxk * Yi / Yi 2 285.2-(10916*4/2)/(6*42/4) -624.5kN 1.2Ra 1320kN Q6k (Fk + Gk) / n - Mxk * Yi / Yi 2 + Myk * Xi / Xi 2 285.2-(10916*4/2)/(6*42/4)+(980*2)/(4*22) -502.0kN 1.2Ra 1320kN 每根单桩所分配的承台自重和承台上土自重标准值 Qgk： Qgk Gk / n 811.2/6 135.2kN 扣除承台和其上填土自重后的各桩桩顶相应于荷载效应基本组合时的竖向力设计值： Ni z * (Qik - Qgk) N1 1.35*(1072.4-135.2) 1265.2kN N2 1.35*(1194.9-135.2) 1430.6kN N3 1.35*(1317.4-135.2) 1595.9kN N4 1.35*(-747-135.2) -1190.9kN N5 1.35*(-624.5-135.2) -1025.6kN N6 1.35*(-502-135.2) -860.2kN(2)、X 轴方向柱边的弯矩设计值：（绕 X 轴） 柱上边缘 MxctU (N4 + N5 + N6) * (Sb - bc) / 2 (-1190.9+-1025.6+-860.2)*(4-2.8)/2 -1846.0kNm 柱下边缘 MxctD (N1 + N2 + N3) * (Sb - bc) / 2 (1265.2+1430.6+1595.9)*(4-2.8)/2 2575.0kNm Mxct MaxMxctU, MxctD 2575.0kNm 号筋 Asy 8147mm 0.031 0.15% min 0.15% As,min 9360mm 4716110 （As 9450）(3)、Y 轴方向柱边的弯矩设计值：（绕 Y 轴） 柱左边缘 MyctL (N1 + N4) * (Sa - 0.5hc) (1265.2+-1190.9)*(2-2.8/2) 44.6kNm 柱右边缘 MyctR (N3 + N6) * (Sa - 0.5hc) (1595.9+-860.2)*(2-2.8/2) 441.5kNm Myct MaxMyctL, MyctR 441.5kNm 号筋 Asx 1353mm 0.005 0.02% min 0.15% As,min 9360mm 4716110 （As 9450）2、承台受冲切承载力计算：(1)、柱对承台的冲切计算： 扣除承台及其上填土自重，作用在冲切破坏锥体上的冲切力设计值： Fl 1215000N 柱对承台的冲切，可按下列公式计算： Fl 2 * ox * (bc + aoy) + oy * (hc + aox) * hp * ft * ho （基础规范 8.5.17-1） X 方向上自柱边到最近桩边的水平距离： aox 2000 - 0.5hc - 0.5d 2000-2800/2-400/2 400mm ox aox / ho 400/(1200-110) 0.367 X 方向上冲切系数 ox 0.84 / (ox + 0.2) （基础规范 8.5.17-3） ox 0.84/(0.367+0.2) 1.482 Y 方向上自柱边到最近桩边的水平距离： aoy 2000 - 0.5bc - 0.5d 2000-2800/2-400/2 400mm oy aoy / ho 400/(1200-110) 0.367 Y 方向上冲切系数 oy 0.84 / (oy + 0.2) （基础规范 8.5.17-4） oy 0.84/(0.367+0.2) 1.482 2 * ox * (bc + aoy) + oy * (hc + aox) * hp * ft * ho 2*1.482*(2800+400)+1.482*(2800+400)*0.967*1.433*1090 28631467N Fl 1215000N，满足要求。(2)、角桩对承台的冲切计算： 扣除承台和其上填土自重后的角桩桩顶相应于荷载效应基本组合时的竖向力设计值： Nl Nmax 1595925N 承台受角桩冲切的承载力按下列公式计算： Nl 1x * (c2 + a1y / 2) + 1y * (c1 + a1x / 2) * hp * ft * ho （基础规范 8.5.17-5） X 方向上自桩内边缘到最近柱边的水平距离： a1x 2000 - 0.5hc - 0.5d 2000-2800/2-400/2 400mm 1x a1x / ho 400/(1200-110) 0.367 X 方向上角桩冲切系数 1x 0.56 / (1x + 0.2) （基础规范 8.5.17-6） 1x 0.56/(0.367+0.2) 0.988 Y 方向上自桩内边缘到最近柱边的水平距离： a1y 2000 - 0.5bc - 0.5d 2000-2800/2-400/2 400mm 1y a1y / ho 400/(1200-110) 0.367 Y 方向上角桩冲切系数 1y 0.56 / (1y + 0.2) （基础规范 8.5.17-7） 1y 0.56/(0.367+0.2) 0.988 桩内边缘到承台外边缘的水平距离： c1 c2 Sc + 0.5d 600+400/2 800mm 1x * (c2 + a1y / 2) + 1y * (c1 + a1x / 2) * hp * ft * ho 0.988*(800+400/2)+0.988*(800+400/2)*0.967*1.433*1090 2982444N 1.1Nl 1755518N，满足要求。3、承台斜截面受剪承载力计算：(1)、X方向斜截面受剪承载力计算： 扣除承台及其上填土自重后 X 方向斜截面的最大剪力设计值： Vx MaxN1 + N2 + N3, N4 + N5 + N6 4291650N 承台斜截面受剪承载力按下列公式计算： Vx hs * y * ft * bxo * ho （基础规范 8.5.18-1） X 方向上自桩内边缘到最近柱边的水平距离： ay 2000 - 0.5bc - 0.5d 2000-2800/2-400/2 400mm y ay / ho 400/(1200-110) 0.367 y 1.75 / (y + 1.0) 1.75/(0.367+1.0) 1.28 hs * y * ft * bxo * ho 0.926*1.28*1.433*5200*1090 9623589N Vx 4291650N，满足要求。(2)、Y方向斜截面受剪承载力计算： 扣除承台及其上填土自重后 Y 方向斜截面的最大剪力设计值： Vy MaxN1 + N4, N3 + N6 735750N 承台斜截面受剪承载力按下列公式计算： Vy hs * x * ft * byo * ho （基础规范 8.5.18-1） Y 方向上自桩内边缘到最近柱边的水平