高层框架结构课程设计.docx
《高层框架结构课程设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高层框架结构课程设计.docx（37页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
高层框架结构课程设计
《高层建筑结构课程设计》
设计说明书
题目：
某集团员工宿舍楼结构设计
姓名：
XX
班级：
XX
学号：
XX
指导教师：
XX
2015年1月18日
课程设计任务书
专业班级XX学生姓名XX
一、题目某集团员工宿舍楼结构设计
二、主要任务与要求
（1）基本资料：
框架结构，6层，柱网尺寸：
开间4200，进深6000和2100，层高：
首
层层高4.2m，其他各层层高3.3m
（2）设计内容：
1.确定构件（梁、柱）截面尺寸及计算简图
2.进行荷载计算
3.进行荷载作用下的内力分析与侧移验算，绘制出内力图（或表）
4.内力组合
5.选取一榀框架梁、柱或一片剪力墙进行截面设计
6.绘制结构（梁、柱、墙）施工图
（3）设计要求：
设计说明书1套、结构施工图1套
河南理工大学
课程设计成绩评定书
题目焦作建工集团员工宿舍楼结构设计
指导教师
年月日
一、摘要
二、工程概况及设计条件
三、建筑主要用材及构造要求
四、结构总信息
3.1恒荷载计算
3.2活荷载计算
五、梁柱断面类型及尺寸
4.1梁断面估算及选用
4.2柱截面估算及选用
六、标准层结构布置图
5.1网格示意图
5.2梁柱布置
七、荷载
6.1楼面荷载
6.2梁上荷载
6.3水平地震作用
八、主要分析结果
7.1恒载作用下
7.2活载作用下
7.3水平地震作用
7.4侧移验算
7.5轴压比和剪重比
九、总结与体会
8.1列出所做内容的大致操作流程及主要技术思路
8.2列出遇到的问题及解决的办法
十、参考文献
摘要
本次高层结构课程设计题目为焦作市焦煤集团员工宿舍楼结构设计。
设计内容主要
为结构设计。
本设计主体为六层；底层高为4.2米，其余层高为3.3米，总建筑面积近
为4380.48平方米，室内外高差为0.60米，本工程设定相对标高±0.000，功能上满足
员工住宿需求，在充分利用空间的基础上为员工营造了良好的住宿条件。
本工程采用钢筋混凝土框架结构，建筑抗震设防烈度为7度。
结构计算包括手算和电算
两部分，其中手算部分主要为水平地震力作用下结构受力情况。
电算部分采用PKPM结
构设计软件进行分析计算。
通过高层结构课程设计，综合应用了所学的相关专业知识，对专业水平有很大提升
作用，对于PKPM等结构设计软件有了较为深入的认识，为将来的工作打下了坚实的基
础。
关键词：
框架结构，高层设计，PKPM
正文部分
1.工程概况及设计条件
2,总建筑面积本工程为焦作焦煤集团员工宿舍楼，建筑物占地面积710.64m
2
4380.48m，总长为46.8m,总宽为13.8m。
自然层数为6层,一层层高4.2m,二至六层层高
为3.3m，建筑高度为20.7m。
工程地质资料：
（1）地层由素填土和黄土状土组成。
地基承载力标准值为：
素填土：
fak120kPa，
黄土状土：
fak180kPa
（2）地下水位在天然地表下5.5m，且无侵蚀性。
（3）建筑场地类别：
Ⅱ类场地土。
本工程采用框架结构,结构采用横向承重体系。
楼面采用现浇混凝土楼面,板厚度为
100mm,按双向板布置。
建筑等级为二级，结构重要性系数为1.0，抗震设防烈度为7度，地震分组为第二
组，结构类型框架，耐火等级二级，屋面防水等级Ⅲ级，使用年限50年。
气象条件：
当地主导风向，夏季东南风，冬季西北风，基本风压值：
0.3KN/m2。
2
基本雪压值：
0.3kN/m。
气温：
年平均气温25度，最高气温36度，最低气温为-5
度。
雨量：
年将水量1200mm，最大雨量200m/日，相对湿度：
最热月平均湿度73%。
其他条件：
（1）建筑结构的安全等级为二级，结构设计正常使用年限为50年。
（2）屋面活荷载0.5kN/m
2，走廊楼面活荷载2.0kN/m2。
2.建筑主要用材及构造要求
墙体做法：
采用粉煤灰轻渣空心砌块，M5混合砂浆砌筑，内粉刷为混合沙浆底纸
筋灰面，厚20mm。
外粉刷为1：
3水泥沙浆底，厚20mm，涂刷白色丙烯酸涂料。
楼面做法：
楼板顶面为20mm厚水泥沙浆找平，5mm厚1：
2水泥沙浆加“107胶”
水着色面层；楼板底面为10mm厚混合砂浆，涂刷乳胶漆。
屋面做法：
现浇板上80mm厚矿渣水泥灰焦渣3%找坡层，15mm厚水泥砂浆找平，
三毡四油铺小石子防水，15mm厚水泥砂浆找平，底面为10mm厚混合砂浆。
门窗做法：
门为木门，窗为铝合金门窗。
3.结构总信息
楼层及楼层参数表
自然层序号结构层序号构件标准层号层高
1114.2
2-6223.3
3.1恒荷载计算
（1）屋面框架梁线荷载标准值：
2
15mm厚水泥砂浆0.015×20=0.30kN/m
2
三毡四油铺小石子0.4kN/m
2
15mm厚水泥砂浆0.015×20=0.30kN/m
2
40mm厚水泥石灰焦渣3%找平0.04×14=0.56kN/m
2
80mm厚矿渣水泥0.08×14.5=1.16kN/m
2
100mm厚现浇钢筋混凝土板0.10×25=2.5kN/m
2
10mm厚混合砂浆0.01×17=0.17kN/m
2
小计：
屋面恒荷载：
5.39kN/m
（2）女儿墙施加在屋面梁的荷载：
600mm高女墙自重0.6×0.24×19=2.74kN/m
粉刷0.6×0.02×2×16=0.38kN/m
小计：
主梁传来屋面自重3.12kN/m
（3）楼面荷载标准值
2
25mm厚水泥沙浆面层0.025×20=0.5kN/m
2
100mm厚现浇钢筋混凝土楼板0.1×25=2.5kN/m
2
10mm厚混合砂浆0.01×17=0.17kN/m
2
小计：
楼面恒荷载3.17kN/m
（4）楼面框架梁荷载标准值
墙体自重3.3×0.20×8=5.28kN/m
小计：
连系梁传来楼面自重5.28kN/m
3.2活荷载计算
屋面为不上人屋面
2
屋面活荷载0.5kN/m
2
楼面活荷载2.0KN/m
4.梁柱断面类型及尺寸
4.1梁断面估算及选用
一般情况下主梁的经济跨度为5～8m。
；框架结构主梁截面高度为跨度的1/10～
1/18；梁净跨与截面高度之比不宜小于4。
梁截面宽度为梁高的1/3～1/2，且不宜小于
200mm，梁截面高宽比不宜大于4。
可采用250mm×500mm截面的梁。
4.2柱截面估算及选用
矩形截面柱的边长，抗震设计时不宜小于300mm；圆柱截面直径不宜小于350mm；
柱截面高宽比不宜大于3。
则可取柱的截面为400mm×400mm。
5.标准层结构布置图
5.1网格示意图
网格示意图
5.2梁柱布置
梁截面
柱截面
6.荷载
6.1楼面荷载
楼面恒载（1-5层）
楼面活载（1-5层）
屋面恒载
屋面活载
6.2梁上荷载
梁上荷载（1-5层）
梁上荷载（顶层）
6.3水平地震作用
7.主要分析结果
7.1恒载作用下
恒载作用下剪力
恒载作用下弯矩
7.2活载作用下
活载作用下剪力
活载作用下弯矩
7.3水平地震作用
Y向地震作用下弯矩
7.3.1梁线刚度的计算
在计算框架梁截面惯性矩I时考虑楼板的影响。
在框架梁梁端节点附近，梁受负弯
矩，顶部的楼板受拉，楼板对梁的截面抗弯刚度影响较小；而在框架梁的跨中，楼板处
于受压，楼板对梁的截面抗弯刚度影响较大。
本工程是现浇楼盖，中框架取I=2I0，且
要比对的部分为中间框架，故梁的线刚度的计算如表3-1所示
表3-1框架梁的线刚度
位置跨度
截面
m×m
I0=1/12bh3I=2I0ic=EI/h
AB跨5.42.7
BC跨34.85
0.25×0.50.00260.0052
CD跨5.42.7
7.3.2柱线刚度的计算
框架柱的线刚度计算如表3-2所示
表3-2框架柱的线刚度
3i
轴线层号截面（m×m）层高h（m）Ic=1/12bchc
c=EIc/h
2--93.318.1ABCD0.4×0.40.0021
14.214.2
注：
C25混凝土E=2.8×10?
7kN/m2
7.3.3柱抗侧刚度计算
层号柱编号icKαDD
A18.10.1490.06913821
2-6
B18.10.4170.17334504
C18.10.4170.17334504
96650
D18.10.1490.06913821
A14.20.1900.31530429
1
B14.20.5320.40839412
C14.20.5320.40839412
135624
D14.20.1900.31530429
7.3.4框架柱剪力计算
层号水平荷载层剪力DA/DDB/D
VVB
A
622.522.50.1430.3563.228.01
520.5430.1430.3566.1515.31
418610.1430.3568.7222.78
318.379.30.1430.35611.3428.23
218.597.80.1430.35613.9934.82
116.21140.2180.28224.8532.15
7.3.5各板反弯点高度比
层
Z（
A
Z）
D
Z（
B
Z）
C
号
Ky0y1y2y3yKy0y1y2y3y
60.149-0.15000-0.150.4170.2090000.209
50.1490.10000.10.4170.350000.35
40.1490.250000.250.4170.400000.40
30.1490.40000.40.4170.450000.45
20.1490.65000.020.670.4170.5000.0160.516
10.1901.00001.00.5320.730000.73
7.3.6各层柱端弯矩
Z（
A
Z）
D
Z（
B
Z）
C
层号
YM下
h
M
YM下
M
上上
h
6-0.495-1.7713.570.695.5320.91
50.332.2620.311.1617.7632.76
40.8258.0024.011.3230.0745.10
31.3216.6524.971.4942.0651.10
22.2134.3716.951.759.1955.71
14.2107.2703.9799.7836.33
7.4侧移验算
7.5轴压比和剪重比
底层轴压比
顶层轴压比
8.总结与体会
8.1列出所做内容的大致操作流程及主要技术思路
PMCAD:
绘制网格—网格生成—形成网点—构件定义—梁柱断面—楼层定义—换标
准层—梁、柱布置—本层信息（本层修改）—荷载定义—楼层组装
SETWE:
PMCAD—接PM生成数据—结构分析—构件配筋—次梁及内力配筋—结果
分析及检查。
8.2列出遇到的问题及解决的办法
（1）在输入楼面荷载时，无法输入到标准层上。
应当先添加恒活组合，在楼层组装
时将标准层与对应楼面荷载组合即可。
（2）当进行板施工图时无法正确出图，应当先进行楼板计算，然后逐间配筋即可。
（3）在SATWE8计算中出现错误，应当先进行接PM生成数据，并进行必要设置，
才能正确进行分析计算。
参考文献
[1]陈兴义.房屋建筑学.郑州：
郑州大学出版社，2008
[2]吕西林.高层建筑结构.武汉：
武汉理工大学出版社，2011
[3]王社良.抗震结构设计.武汉：
武汉理工大学出版社，2011
[4]梁兴文.混凝土结构基本原理.重庆：
重庆大学出版社，2011
[5]龙驭球，包世华．结构力学I．北京：
高等教育出版社，2006
[6]中华人民共和国住房和城乡建设部.混凝土结构设计规范GB50010-2010.北京：
中
国建筑工业出版社，2011
[7]工程建设标准化协会.建筑结构荷载规范［S］.北京：
中国建筑工业出版社，2012
升级会员 