安徽理工大学抗震结构课程设计模板汇总.docx

1、安徽理工大学抗震结构课程设计模板汇总1.工程概况1.1结构方案该全现浇框架结构处于8度（0.2g）设防区，建筑为六层，底层柱高4.2m，其他柱高为3.6m；场地为II类场地，地震分组为第二组。根据“抗震规范”第6.1.2条，确定结构抗震等级。该建筑开间进深层高较大，根据“抗震规范”第6.1.1条，全现浇框架结构体系选择大柱网布置方案。考虑本工程楼面荷载较大，对于防渗、抗震要求较高，为了符合适用、经济、美观的原则和增加结构的整体性及施工方便，采用整体现浇梁板式楼盖。根据工程地质条件，考虑地基有较好的土质，地耐力高，采用柱下独立基础，并按“抗震规范”第6.1.14条设置基础系梁。1.2结构布置及梁

2、柱截面 结构布置见图11.3梁柱截面尺寸：框架梁，柱截面尺寸见下表构件编号计算跨度L(mm)h=(1/81/12)L(mm)b=(1/21/3)h(mm)横向框架梁L16600650250纵向框架梁L26000600250L34000600250底层框架柱Z14200550550其它层框架柱Z23600500500 图2 梁柱界面尺寸2.重力荷载代表值的计算资料准备：查荷载规范可取：2.1屋面荷载标准值：屋面恒载标准值 ： 5.95 KN屋面活载标准值（不上人）： 0.5 KN/m2屋面雪荷载标准值： 0.75 KN/m22.2楼面荷载标准值楼面恒载标准值 3.80 KN/m2楼面活载标准值

3、2.50 KN/m22.3梁柱自重：构件编号截面（m2）长度（m）线荷载（KN/m）每根重量（KN）每层根数（个）每层总重（KN）L10.25*0.656.14.06252616208L20.25*0.65.53.7521.7515326.25L30.25*0.453.53.759.38656.28Z10.55*0.554.27.562531.7624762.24Z2 0.5*0.53.66.2522.524540 2.4墙体 (1)第一层 内墙总重 6.6*4*5.96=157.344KN外墙总重 90.4*6.84=618.336KN楼面面积 422.4m2楼面恒载 3.8*422.4=1

4、605.12 KN楼面活载 2.5*422.4= 1056.00KN一层重力代表值注：梁柱剩上粉刷层重力荷载而对其重力荷载的增大系数1.05。 (2)第二至五层内墙总重 6.6*8*4.95=261.36 KN外墙总重 90.4*6.84=618.336KN楼面面积 422.4 m2 楼面恒载 3.8*422.4=1605.12 KN楼面活载 2.5*422.4=1056.00 KN二至五层重力代表值注：梁柱剩上粉刷层重力荷载而对其重力荷载的增大系数1.05。 (3)第六层外墙总重 90.4*3.6=325.44KN屋面面积 422.4 m2 屋面恒载 422.4*5.95=2513.28 K

5、N屋面活载 422.4*0.5=211.20 KN屋面雪荷载 422.4*0.75= 316.80KN第六层重力代表值3.结构自震周期计算3.1横梁线刚度i b的计算：类别Ec（KN/m2）Bh（mm）I0（m4）l（m）EcI0/l（KNm）1.5EcI0/l（KNm）2EcI0/l（KNm）AB跨、BC跨4.01070.250.655.7210-36.32.61043.91045.21043.2柱线刚度i c的计算：层次hc（m）Ec（KN/m2）bh（mm）Ic（m4）EcIc/h（KNm）14.23.01070.550.557.6310-35.451042-63.63.01070.50

6、.55.2110-34.341043.3各层横向侧移刚度计算： (D值法)(1)第一层、A-1、A-8、C-1、C-8（4根）K=3.9/5.45=0.72ac=(0.5+K)/(2+K)=0.45Di1=ac12Kc/h2=0.45125.45104/4.22=16683.7 KN/m、A-2、A-3、A-4、A-5、A-6、A-7、D-2、D-3、D-4、D-5、D-6、D-7（12根）K=5.2/5.45=0.95ac=(0.5+K)/(2+K)=0.5Di2=ac12Kc/h2=0.5125.45104/4.22=18537.4 KN/m、B-1、B-8 （2根）K=（3.9+3.9）

7、/5.45=1.43c=(0.5+K)/(2+K)=0.56Di2=ac12Kc/h2=0.56125.45104/4.22= 20761.9KN/m、B-2、B-3、B-4、B-5、B-6、B-7（6根）K=（5.2+5.2）/5.45=1.91c=(0.5+K)/(2+K)=0.62Di2=ac12Kc/h2=0.62125.45104/4.22=22986.39 KN/mD1=16683.74+18537.4 12+20761.92+22986.396 =535360.54 KN/m(2)第二至六层、A-1、A-8、C-1、C-8（4根）K=3.92/（4.342）=0.9ac=K/(2

8、+K)=0.31Di1=ac12Kc/h2=0.31124.34104/3.62= 12457.41KN/m、A-2、A-3、A-4、A-5、A-6、A-7、D-2、D-3、D-4、D-5、D-6、D-7（12根）K=5.22/（4.342）=1.2ac=K/(2+K)=0.375Di2=ac12Kc/h2=0.375124.34104/3.62=15069.44 KN/m、B-1、B-8 （2根）K=（3.9+3.9）2/(4.342)=1.8ac=K/(2+K)=0.47Di3=ac12Kc/h2=0.47124.34104/3.62=18887.03 KN/m、B-2、B-3、B-4、B

9、-5、B-6、B-7（6根）K=（5.2+5.2）2/(5.452)=1.9ac=K/(2+K)=0.49Di4=ac12Kc/h2=0.49124.34104/3.62= 19690.74 KN/mD26=12457.414+15069.44 12+18887.03 2+19690.746 =386581.42 KN/m基本自振周期T1（s）可按下式计算：T1=1.7T （uT）1/2注：uT假想把集中在各层楼面处的重力荷载代表值Gi作为水平荷载而算得的结构顶点位移。T结构基本自振周期考虑非承重砖墙影响的折减系数，取0.6。uT按以下公式计算：VGi=Gk（u）i= VGi/D ij uT=

10、（u）k注：D ij 为第i层的层间侧移刚度。（u）i为第i层的层间侧移。（u）k为第k层的层间侧移。s为同层内框架柱的总数。结构顶点的假想侧移计算过程见下表，其中第六层的Gi为G6和Ge之和。结构顶点的假想侧移计算层次Gi（KN）VGi（KN）D i（KN/m）ui（m）ui（m）63102.723547.89386581.420.0090.21254199.778219.13386581.420.0210.20344199.7712890.37386581.420.0320.18234199.7717561.61386581.420.0450.1524199.7722232.8538658

11、1.420.0580.10614329.5327038.217535360.540.050.05T1=1.7T （uT）1/2 =1.70.6(0.212)1/2=0.45 (s) 4.水平地震作用计算本结构高度不超过40m，质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切型为主，故可用底部剪力法计算水平地震作用，即：4.1结构等效总重力荷载代表值GeqGeq=0.85Gi=0.85（4329.53+4199.774+3102.72）= 24231.33（KN）4.2计算水平地震影响系数1查表得二类场地近震特征周期值Tg=0.40s。查表得设防烈度为8度的max=0.161=（Tg/T1）0.9max

12、=（0.4/0.47）0.90.16=0.1384.3结构总的水平地震作用标准值FEkFEk=1Geq=0.13822982.48=3171.58（KN）因1.4Tg=1.40.4=0.56sT1=0.47s，所以不用考虑顶部附加水平地震作用。各质点横向水平地震作用按下式计算： Fi=GiHiFEk/（GkHk）地震作用下各楼层水平地震层间剪力Vi为 Vi=Fk（i=1，2，n）计算过程如下表：各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表层次Hi（m）Gi（KN）GiHi（KNm）GiHi/GjHjFi（KN）Vi（KN）622.23102.7268880.3840.223707.113037.

13、5518.64199.7778115.7220.253768.62330.394154199.7762996.550.204614.881561.79311.44199.7747877.380.155461.16946.9127.84199.7732758.2060.106307.44485.7514.24329.5318184.0260.0588178.31178.31 308812.268各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布见图2 5.多遇水平地震作用下的位移验算水平地震作用下框架结构的层间位移（u）i和顶点位移u i分别按下列公式计算：（u）i = Vi/D iju i=（u

14、）k各层的层间弹性位移角e=（u）i/hi，根据抗震规范，考虑砖填充墙抗侧力作用的框架，层间弹性位移角限值e1/550。计算过程如下表：横向水平地震作用下的位移验算层次Vi（KN）D i（KN/m）（u）i （m）ui（m）hi（m）e=（u）i /hi6707.11386581.420.001830.03063.61/196751475.71386581.420.00380.02883.61/94742090.59386581.420.00540.0253.61/66732551.75386581.420.00660.01963.61/60222859.19386581.420.00730.

15、0133.61/57513037.5535360.540.00570.00574.21/736由此可见，最大层间弹性位移角发生在第二层，1/5751/550，满足规范要求。6.水平地震作用下框架内力计算6.1框架柱端剪力及弯矩分别按下列公式计算：Vij=DijV i /DijMbij=Vij*yh Muij=Vij（1-y）hy=yn+y1+y2+y3注：yn框架柱的标准反弯点高度比。 y1为上下层梁线刚度变化时反弯点高度比的修正值。 y2、y3为上下层层高变化时反弯点高度比的修正值。 y框架柱的反弯点高度比。底层柱需考虑修正值y2，第二层柱需考虑修正值y1和y3，其它柱均无修正。下面以轴线横

16、向框架内力的计算为例：各层柱端弯矩及剪力计算（边柱）层次hi（m）Vi（KN）D ij（KN/m）边 柱Di1（KN/m）Vi1（KN）kyMbi1（KNm）Mui1KNm）63.6707.11386581.4215069.4427.561.20.3534.7364.5053.61475.71386581.4215069.4457.531.20.482.84124.2643.62090.59386581.4215069.4481.51.20.45132.03161.3733.62551.75386581.4215069.4499.471.20.45161.14196.9523.62859.19

17、386581.4215069.44111.451.20.50200.61200.6114.23037.5535360.5418537.4105.20.950.65287.20154.65例：第六层边柱的计算： Vi1=15069.44707.11/386581.42=27.56（KN） y=yn=0.35（m） （无修正） Mbi1=27.560.353.6=34.73（KNm） Mui1=27.56（1-0.35）3.6=64.5（KNm）各层柱端弯矩及剪力计算（中柱）层次hi（m）Vi（KN）D ij（N/mm）中 柱Di2（N/mm）Vi2（KN）kYM bi2（KNm）Mui2（KNm

18、）63.6707.11386581.4219690.7436.021.90.4051.8777.8053.61475.71386581.4219690.7475.171.90.45121.78148.8443.62090.59386581.4219690.74106.491.90.45172.51210.8533.62551.75386581.4219690.74129.971.90.50233.95233.9523.62859.19386581.4219690.74145.631.90.50262.13262.1314.23037.5535360.5422986.39130.421.910.

19、55301.27246.496.2梁端弯矩、剪力及柱轴力分别按以下公式计算： Mlb=ilb（Mbi+1，j + Mui，j）/（ilb+ irb） Mrb=irb（Mbi+1，j + Mui，j）/（ilb+ irb） Vb=（Mlb+ Mrb）/ l Ni=（Vlb- Vrb）k具体计算过程见下表：梁端弯矩、剪力及柱轴力的计算层次边梁柱轴力MlbMrblVb边柱N中柱N663.937.26.615.8-14.69-29.385157.3699.836.639.0-45.86-91.724242.26163.326.663.6-96.36-192.723326.58201.296.683.3

20、-164.86-329.722359.75246.576.695.2-240.41-480.821353.82252.786.695.2-296.95-593.90具体内力图见图3 图3（a) 图3(b) 7.设计体会 一周的课程设计很快就结束了，通过本周的努力，我学会了抗震结构设计的一般程序和内容，为毕业设计以及今后的从事实际工作奠定了一定基础，与此同时进一步巩固和加深了对所学“荷载与结构设计方法” 、“混凝土结构基本原理 ”、“结构抗震设计”等课程的理论知识，复习和巩固了框架结构设计和D值法等理论知识。培养了荷载组合、框架结构设计计算 、抗震设计、工程绘图、计算机应用、文献查阅、运用标准与

21、规范、报告撰写等一些基本技能。培养了我实践动手能力，独立分析问题解决工程实际问题的能力，培养了创新意识、严肃认真的治学态度和理论联系实际的工作作风 。 同时，在设计的过程中我写发现了许多自身的不足，比如 AUTOCAD、天正建筑、office 等软件应用不熟练，对规范和标准不熟悉，对结构设计的全面把握能力不足，结构计算容易出错等等，我深知作为以后从事工程技术工作的人员，在设计中一丁点差错，都会带来严重的后果，因此我们必须一丝不苟，谨慎认真，努力把失误减小到零。同时我也深深体会到作为一个结构设计人员的不易，我会更珍惜和努力学本专业。 能有这次来之不易的课程设计机会，我要感谢工民建教研室给了我们这次机会；感谢悉心指导我们课程设计的各位老师，让我明白了什么是抗震结构设计，怎样做抗震结构设计；同时也要感谢学校给我们良好的环境，这也是顺利完成课程设计必不可少的因素。 8.参考文献1.尚守平.结构抗震设计.北京.高等教育出版社.20032.吕西林.高层建筑结构.武汉.武汉理工大学出版社.20033.国家标准.混凝土结构设计规范（GB50010-2002）.20024.国家标准.建筑结构荷载规范（GB50009-2001）.20015.国家标准.建筑结构抗震设计规范（GB50011-2001）.2001