建筑结构CAD课程设计.docx

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建筑结构CAD课程设计

中国地质大学江城学院

建筑结构CAD

课程设计任务书

课程名称：

建筑结构CAD

任课教师：

丁红星

专业：

土木工程

姓名：

王宏阳

学号：

30

地质工程与科学学部

第1章设计基本资料

1.1工程概况

本建筑为5层框架结构，抗震设防烈度7度，二类场地，框架等级为3级，周期折减系数取0.7，按一组计算。

基本风压为0.4KN/m2,场地类别为C类，梁板柱混凝土均取C30，梁柱主筋选筋HRB400，板筋选HPB235。

框架弯矩调幅系数为0.85，结构重要性为1。

各层建筑平面图、门窗表如附录2所示，一至五层结构层高分别为5.5m（从基础顶面算起，包括地下部分1m）、3.0m、3.0m、3.0m、3.0m。

各层梁柱布置及尺寸见结构平面图，各层采用现浇楼板，板厚取100mm。

建筑图及结构平面布置图见课本附录2.

本地区地区基本雪压So=0.45kN/m2，基本风压ω0=0.40kN/m2，地面粗糙度为B类。

地势较平坦，地表下土层分布较不均匀，分为四层：

第一层0.8m杂填土；第二层0.8-1.8m粉土层，地基承载力160kPa；第三层1.8-4.3m粘土层，地基承载力210kPa；第四层为淤泥质黏土，地基承载力特征值为95kPa。

冬季室外平均最低气温-5℃，全年主导风向为东南风。

地下静止水位距室外地面8.0m，水质对建筑物无腐蚀作用，冬季土壤冰冻深度为2m。

墙采用普通空心砖砌筑，用M5混合砂浆。

±0.000以下地面墙体采用普通烧结煤矸石砖，M7.5水泥砂浆砌筑。

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水泥沙浆加罩面；楼板底面为15mm厚纸筋面石灰抹底，涂刷乳胶漆。

屋面做法：

采用屋面找坡法，在屋面采用膨胀珍珠岩粉与水泥砂浆以一定比例参合形成3%坡度，然后上铺膨胀珍珠岩保温板，最后1：

2水泥砂浆找平20mm,三毡四油防水层，撒绿豆沙保护。

门窗做法：

门为木门，窗为铝合金窗。

1.2结构选型

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。

第2章结构布置及计算简图

2.1结构布置及梁,柱截面尺寸的初选

楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚度取100mm。

梁截面高度按跨度的1/12～1/8估算,由此估算的梁截面尺寸分别为:

框架梁尺寸为300mm×600mm。

柱的截面尺寸按轴压比限值公式进行估算，确定矩形区柱截面尺寸为500mm×500mm，弧形区柱截面尺寸为450mm×450mm。

一至五层的混凝土等级为C30。

楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚度取100mm。

梁截面高度按梁跨度的1/12~1/8估算，宽度取截面高度的1/3~1/2，各层梁截面尺寸及混凝土强度等级见表3-1。

C30混凝土（fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2）。

表2-1各层梁截面尺寸及混凝土强度等级单位：

（mm×mm）

层次

混凝土等级

边跨梁（b×h）

中跨梁（b×h）

2~5

C30

250×600

300×500

1层

C30

250×600

300×500

柱截面尺寸的估算

柱截面尺寸可根据柱子的轴压比限值

确定[10]。

，

（2-1）

式（2-1）中N为轴压比设计值，B为考虑地震作用时柱轴力增大系数，边柱取1.3，不等跨柱取1.25，等跨柱取1.2，F为按支剪状态计算的柱子的负载面积。

gE为折算在单位面积上的重力荷载代表值（12~15kN/mm2）。

n为验算截面以上的楼层层数，Ac为柱子的截面面积，fc为混凝土轴心抗压设计值。

因柱选用C30混凝土，故fc=14.3N/mm。

柱子的轴压比限值，一、二、三级分别为0.7、0.8、0.9。

查得本建筑的抗震等级为四级，保守起见，取柱子的轴压比限值为0.9，其中hc≥400mm，bc≥350mm。

由公式（4-1）得第一层柱截面面积为：

边柱：

Ac≥（1.3×1/2×7.2×3900×15×5﹚／﹙14.3×0.9﹚＝106364mm²

中柱：

Ac≥[1.3×1/2×﹙7.2＋2.1﹚×3900×15×5]／﹙14.3×0.9﹚＝126818mm²

图4-1框架计算简图

如取柱截面为正方形，则边柱和中柱截面326mm和356mm。

据上述计算结果并综合考虑其他因素，本设计柱截面尺寸取值如下：

矩形区：

500mm×500mm

弧形层：

圆柱r=500mm

顶层柱的形心作为框架柱的轴线；梁轴线取至板底，2~5层柱高度为层高，即3.0m；底层柱高从基础地面至一层板底，即5.1m。

2.1结构布置

3根据建筑图布置结构图

第一标准层第二标准层

图2-1结构平面布置图

注：

边跨梁（b×h）250×600中跨梁（b×h）300×500

输入楼面恒载和活荷载：

楼层参数的确定：

楼层组装：

确认信息存盘退出

第3章重力荷载代表值的计算

3.1荷载计算

屋面及楼面恒荷载计算

1.不上人屋面框架梁线荷载标准值

保温层：

150厚水泥蛭石

保护层：

40厚配筋C25细石砼

找平层：

20厚1:

3水泥沙浆

防水层：

SBS（3+3）改性沥青卷材

找坡层：

100厚1:

8水泥陶粒

结构层：

100厚现浇混凝土板

板底抹灰：

10mm

屋面恒荷载：

边跨框架梁自重：

梁侧侧粉：

小计：

中跨框架梁自重：

梁侧粉刷：

小计：

因此，作用在梁上（顶层）线荷载为：

2.楼面框架梁线荷载标准值

大理石面层：

25厚水泥沙浆面层：

100厚现浇混凝土板：

10厚板底抹灰：

楼面恒荷载：

边框架梁及梁粉刷：

边跨填充墙自重：

墙面粉刷：

小计：

中跨框架梁及其粉刷：

因此，作用在中间层框架梁上的线荷载为：

3.屋面框架节点集中荷载标准值

边柱连系梁自重：

内侧粉刷：

外贴大理石：

900高女儿墙自重：

内面粉刷水泥：

外贴大理石面层：

连系梁传来屋面自重：

顶点边节点集中荷载：

中柱连系梁自重：

粉刷：

连系梁传来屋面自重：

顶点中节点集中荷载：

4.楼面框架节点集中荷载标准值

边柱连系梁自重：

内粉刷外大理石：

钢窗自重：

窗下墙体自重：

内粉刷：

外大理石：

窗边墙体自重：

内粉刷：

外大理石：

连系梁传来楼面自重：

中间层边节点集中荷载：

中柱连系梁自重：

粉刷：

内纵墙自重：

粉刷：

扣除门洞重加上门重：

连系梁传来楼面自重：

中间层中节点集中荷载：

3.1活荷载计算

1.屋面活荷载取活荷与雪荷中的较大值

2.楼面活荷标准值取2.0kN/m，走道取2.5kN/m

将上面计算的数据导入pkpm中，确定导荷方式:

A．第1荷载标准层：

楼面恒载

楼面活载：

楼面导荷方式：

第4章用PK进行结构分析与计算以及画施工图

生成框架文件和连梁文件

恒载：

活载:

配筋弯矩计算：

配筋剪力计算：

配筋计算书:

配筋图：

风荷载：

基本风压0.4kN/㎡

左风：

右风：

恒载图：

弯矩包络图：

恒载剪力图：

左风弯矩图：

右风弯矩图：

排架施工图：

连续梁绘图：

柱施工图：

柱表施工图：

第5章用TAT-8进行结构分析与计算

TAT数据处理：

数据检查：

数据修正：

检查各层几何平面：

检查各层荷载作用：

空间线条：

文本文件几何数据：

结构内力与配筋计算：

分析结果图形和文本显示：

各层梁、柱、墙标准内力图：

梁弹性挠度与墙边缘构件图：

第6章用SAT-8进行结构分析与计算

SATWE数据前处理：

特殊构件定义：

数据检查结果：

结果内力配筋计算：

分析结果及内力显示：

第7章用TAT进行结构分析与计算

生成TAT数据：

TAT数据检查

结构内力，配筋计算：

第8章用SATWE进行结构分析与计算

接PM生成SATWE数据：

结构内力配筋计算：

PMCAD截取计算榀并划分单元：

生成弹塑性静力分析模型数据：

弹塑性静力分析：

经验总结与体会

经过这次pkpm的计算机绘图，通过老师和同学对我的帮助，我学到了很多东西。

首先，通过这次设计，对框架结构设计知识有了更进一步的理解。

本次设计对已有建筑施工图基础上完成结构设计，通过楼板次梁设计计算、框架的设计计算、楼梯等构件的设计，对所学的专业知识进行了全面的再学习，并对其加以综合运用，收获实在很大。

经过这次设计熟悉了建筑结构的设计步骤和过程，基本掌握了结构设计规范和常用pkpm操作。

同时通过本次设计我认识到利用相关的计算机工程软件带来的极大方便，大大提高了我对工程软件的学习兴趣。

最后，在这次毕业设计的过程中暴露了我自身的许多缺点、犯了很多错误。

在今后的学习和工作中一定注意改正。

此外我还要感谢老师细致耐心的授课，同时我也很庆幸选了此门专业选修使我熟悉相关的软件作和设计规范，培养了我的综合能力，其中画图需耐心，培养了我独立思考和对待做事要细心的态度：

在这里还要特地感谢我们班张莹莹同学，因为自己掌握的不是很好，是他耐心指导使我更好的掌握、运用pkpm绘图。