《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
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
本工程为焦作焦煤集团员工宿舍楼，建筑物占地面积710.64m2, 总建筑面积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： f ak 120kPa ，黄土状土： f ak180kPa
（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：0.3 KN/m2 。
基本雪压值： 0.3 kN/m2。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。
22
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111 4.2
2-622 3.3
3.1 恒荷载计算
（ 1）屋面框架梁线荷载标准值：
15mm 厚水泥砂浆0.015×20=0.30kN/m2三毡四油铺小石子0.4kN/m2 15mm 厚水泥砂浆0.015×20=0.30kN/m2 40mm 厚水泥石灰焦渣 3%找平0.04 ×14=0.56kN/m2 80mm 厚矿渣水泥0.08 ×14.5=1.16kN/m2 100mm 厚现浇钢筋混凝土板0.10×25=2.5 kN/m2 10mm 厚混合砂浆0.01 ×17=0.17 kN/m2小计：屋面恒荷载： 5.39kN/m2
（ 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
25mm 厚水泥沙浆面层0.025×20=0.5kN/m2 100mm 厚现浇钢筋混凝土楼板0.1×25=2.5kN/m2 10mm 厚混合砂浆0.01 ×17=0.17 kN/m2小计：楼面恒荷载 3.17kN/m2
（ 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
屋面活荷载0.5kN/m2楼面活荷载 2.0 KN/m2
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=2I 0，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
截面
位置跨度I0=1/12bh3 I=2I0m×m
AB跨 5.4
BC跨30.25 ×0.50.00260.0052
CD跨 5.4
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
轴线层号截面（ m× m）层高 h（m）
c
=1/12b
c c3 I h
ABCD 2--9
0.4 ×0.4
3.3
0.0021
1 4.2
注： C25混凝土 E=2.8×10?7kN/ m2 7.3.3 柱抗侧刚度计算i c=EI/h
2.7
4.85
2.7
i c=EI c/h
18.1
14.2
层号柱编号i c KαD D A18.10.1490.06913821
2-6B18.10.4170.17334504
96650 C18.10.4170.17334504
D18.10.1490.06913821
A14.20.1900.31530429
1B14.20.5320.40839412
135624 C14.20.5320.40839412
D14.20.1900.31530429
7.3.4 框架柱剪力计算
层号 水平荷载
层剪力 D A / D D B / D V A V B 6 22.5 22.5 0.143 0.356 3.22 8.01 5 20.5 43 0.143 0.356 6.15 15.31 4 18 61 0.143 0.356 8.72 22.78 3 18.3 79.3 0.143 0.356 11.34 28.23 2
18.5 97.8 0.143 0.356 13.99 34.82 1
16.2
114
0.218
0.282
24.85
32.15
7.3.5 各板反弯点高度比
层
Z A ( Z D
)
Z B ( Z C
)
号
K
y 0 y 1 y 2 y 3 y K y 0 y 1 y 2 y 3 y
6 0.149 -0.15 0 0 0 -0.15 0.41
7 0.209 0 0 0 0.209 5 0.149 0.1 0 0 0 0.1 0.417 0.35 0 0 0 0.35 4 0.149 0.25 0 0 0 0.25 0.417 0.40 0 0 0 0.40 3 0.149 0.4 0 0 0 0.4 0.417 0.45 0 0 0 0.45 2 0.149 0.65
0 0 0.02 0.67 0.417 0.5 0 0 0.016 0.516
1
0.190
1.0
1.0
0.532
0.73
0.73
7.3.6 各层柱端弯矩
Z A ( Z D
)
Z B (
Z C )
层号
Y h
M 下 M 上 Y h M 下 M 上 6 -0.495 -1.77 13.57 0.69 5.53 20.91 5 0.33 2.26 20.31 1.16 17.76 32.76 4 0.825 8.00 24.01 1.32 30.07 45.10 3 1.32 16.65 24.97 1.49 42.06 51.10 2 2.21
34.37 16.95
1.7 59.19 55.71 1
4.2
107.27
3.97
99.78
36.33
7.4 侧移验算
文献综述 钢筋混凝土框架结构 1.前言 随着经济的发展、科技进步、建筑要求的提升，钢筋混凝土结构在建筑行业得到了迅速发展。随着建筑造型和建筑功能要求日趋多样化，无论是工业建筑还是民用建筑，在结构设计中遇到的各种难题日益增多，钢筋混凝土结构以其界面高度小自重轻，刚度大，承载能力强、延性好好等优点，被广泛应用于各国工程中，特别是桥梁结构、高层建筑及大跨度结构等领域，已取得了良好的经济效益和社会效益。而框架结构具有建筑平面布置灵活、自重轻等优点，可以形成较大的使用空间，易于满足多功能的使用要求，因此，框架结构在结构设计中应用甚广。为了增强结构的抗震能力，框架结构在设计时应遵循以下原则：“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点强锚固”。 2.现行主要研究 2.1预应力装配框架结构 后浇整体节点与现浇节点具有相同的抗震能力;钢纤维混凝土对减少节点区箍筋用量有益,但对节点强度、延性和耗能的提高作用不明显。与现浇混凝土节点相比,预应力装配节点在大变形后强度和刚度的衰减及残余变形都小;节点恢复能力强;预制混凝土无粘结预应力拼接节点耗能较小,损伤、强度损失和残余变形也较小。装配节点力学性能受具体构造影响很大,过去进行的研究也较少,一般说,焊接节点整体性好,强度、耗能、延性等方面均可达到现浇节点水平;螺栓连接节点刚度弱,变形能力大,整体性较差。因此,这一类节点连接如应用于抗震区,需做专门抗震设计。 2.2地震破坏 钢筋混凝土在地震破坏过程中瞬态震动周期逐步延长，地震动的低频成分是加剧结构破坏的主要因素，峰值和持时也是非常重要的原因。瞬态振型的变化与结构的破坏部位直接相关。结构破坏过程中，瞬态振型参与系数变化不大。结构瞬态振动周期延长加剧时，结构的整体耗能能力增大，结构濒临倒塌时，基本失去耗能能力。结构破坏过程中，位移时程与破坏构件百分比的变化与地震的峰值的出现密切相关。破坏构件百分比是表征结构破坏与倒塌的指标。地震动的几个特征对结构破坏影响均很大。 2.3异性柱框架结构抗震性能
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（1）沈祖炎等. 钢结构基本原理[M]. 中国建筑工业出版社，2006 （2）毛德培. 钢结构[M]. 中国铁道出版社，1999 （3）陈绍藩. 钢结构[M]. 中国建筑工业出版社，2003 （4）李星荣等. 钢结构连接节点设计手册（第二版）[M]. 中国建筑工业出版社，2005 （5）包头钢铁设计研究院?中国钢结构协会房屋建筑钢结构协. 钢结构设计与计算（第二版）[M]. 机械工业出版社，2006 （三）、设计内容 某多层图书馆二楼书库楼面结构布置示意图如图一所示，结构采用横向框架承重，楼面板为120mm厚的单向实心钢筋混凝土板。荷载的传力途径为：楼面板—次梁—主梁—柱—基础，设计中仅考虑竖向荷载与动荷载的作用。框架按照连续梁计算，次梁按照简支梁计算。其中框架柱为焊接H型钢，截面尺寸为H600X300X12X18，楼层层高取3.9米 采用的钢材为Q345，焊条为E50 柱网尺寸9 ×9，永久荷载5，活荷载10 活荷载分项系数为1.4 恒荷载分项系数为1.2 （四）、设计内容要求 1)验算焊接H型钢框架柱的承载能力，如不满足请自行调整 2)设计次梁截面CL-1（热轧H型钢）。 3)设计框架主梁截面KL-1（焊接工字钢）。 4)设计框架主梁短梁段与框架柱连接节点，要求采用焊缝连接，短
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土木工程框架结构毕业设计开题报告
毕业设计(论文)开题报告 学生姓名：学号： 所在学院：土木学院 专业：土木工程 设计(论文)题目：常州市某培训中心实训大楼指导教师： -1-11
毕业设计（论文）开题报告 1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写字左右的文献综述： 文献综述 课题的目的及意义（含国内外的研究现状分析或设计方案比较、选型析等） 毕业设计是一个总结性的教学环节，是学生全面系统地融汇所学理论知识和专 业技能并运用于解决实际问题的过程。经过本教学环节，要加深学生对所学基本理 论知识的理解，培养学生综合分析和处理问题的能力以及设计创新精神，使学生得到 有关单位工程建设从方案制定到施工组织的全过程系统性的训练。经过毕业设计这一 重要的教学环节，培养土木工程专业本科毕业生正确的理论联系实际的工作作风，严 肃认真的科学态度。毕业设计要求我们在指导老师的指导下，独立系统的完成一项工 程设计，解决与之有关的所有问题，熟悉相关设计规范、手册、标准图以及工程实践 中常见的方法，具有实践性、综合性强的显著特点。因此毕业设计对于培养学生初步 的科学研究能力，提高其综合运用所学知识分析问题、解决问题能力有着重要意义。 在完成本次毕业设计过程中，我们需要运用感性和理性知识去把握整个建筑的处理， 这其中就包括建筑外观和结构两个方面。还需要我们更好的了解国内外建筑设计的发 展的历史、现状及趋势，更多的关注这方面的学术动态，以及我们在以后的土木工程 专业发展的方向。同时积极、独立的完成本次毕业设计也是为今后的实际工作做出的 必要的准备。 一、研究现状 土木工程是建造各类工程设施的科学，技术和工程的总称。土木工程是伴随着人类社会的发展而发展起来的。它所建造的工程设施反映出各个历史时期社会经济、文化、科学、技术发展的面貌，因而土木工程也就成为社会历史发展的见证之一。土木工程在中国能够分为：建筑工程、桥梁工程、公路和城市道路工程、铁路工程、隧道工程、水利工程、港口工程、给水和排水工程、环境工程。作为土木工程专业的学
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内容摘要 楼梯作为建筑物垂直交通设施之一，首要的作用是联系上下交通通行；其次，楼梯作为建筑物主体结构还起着承重的作用，除此之外，楼梯有安全疏散、美观装饰等功能。设有电梯或自动扶梯等垂直交通设施的建筑物也必须同时设有楼梯。在设计中要求楼梯坚固、耐久、安全、防火；做到上下通行方便，便于搬运家具物品，有足够的通行宽度和疏散能力。楼梯设计包括对梯段板、平台板以及平台梁的计算配筋，综合了运用力学和混凝土结构课程所学知识。利用计算结果画出了梯段板、平台板以及平台梁的配筋图。 关键词：混凝土结构；楼梯设计；配筋；疏散；
目录 内容摘要 ........................................................................................................................... I 引言 . (1) 1钢筋混凝土楼梯的类型 (2) 1.1楼梯分类 (2) 1.2楼梯结构设计内容 (4) 1.3楼梯构造设计要求 (4) 2 设计的基本资料及任务 (6) 2.1 设计资料 (6) 2.2 设计要求及任务 (7) 3 楼梯设计 (8) 3.1 设计要点 (8) 3.2 材料选择 (8) 3.3 梯段板设计 (8) 3.3.1 计算要点 (8) 3.3.2 荷载计算 (9) 3.3.3 内力计算 (10) 3.3.4 配筋计算 (11) 3.3.5 构造要求 (11) 3.4 平台板设计 (11) 3.4.1 荷载计算 (11) 3.4.2 内力计算 (12) 3.4.3 配筋计算 (12) 3.4.4 构造要求 (12) 3.5 平台梁设计 (12) 3.5.1 荷载计算 (12) 3.5.2 内力计算 (13) 3.5.3 配筋计算 (13) 3.5.4 构造要求 (13)
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1 基本情况 本章需简单介绍课程设计的内容，包括厂房的尺寸，板的布置情况等等内容。 一、设计资料 海天多层厂房为多层内框架结构，一层平面如图所示，露面周边支撑于外墙，采用现浇钢筋混凝土单向板，烧结承重多孔砖砌体承重外墙，钢筋混凝土内柱尺寸为400×400㎜。 1.楼面做法 20厚水泥砂浆地面，钢筋混凝土现浇板，20厚混合砂浆抹底。 2.荷载 楼面等效均布活荷载标准值为7KN/㎡，水泥砂浆容重为20KN/㎡，混合砂浆容重为17KN/㎡，钢筋混凝土容重为25KN/㎡. 永久荷载的分项系数按照永久荷载效应控制的组合，取为；活荷载的分项系数为。 3.材料 混凝土楼板采用 C25，梁内受力钢筋为 HRB400级，板内钢筋及箍筋为 HPB235 级。 二、楼板结构平面布置及截面尺寸确定 主梁沿横向布置，次梁按纵向布置。 主梁的跨度为6M，次梁跨度为6M，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为 2M,l 2/l 1 ==3 按照单向板设计。 按高跨比条件，要求板的厚度h≥2000×1/40=50㎜，对工业建筑的楼板要求h≥80㎜，取板厚为80㎜。 次梁截面高度要求h= l 0/18 ~l /12 =6000 /18 ~ 6000 /12= 333 ~ 500 ,考虑到 楼面的活荷载比较大，取h=450 mm .截面宽度取为b=200mm 。 主梁截面高度要求 h= l 0/15 ~l /10= 6000 /15 ~ 6000 /10 =400 ~ 600 mm ，取 h=600mm。截面宽度取为 b=300mm 。楼板的结构平面布置图见图2
目录 0 绪论 (3) 1 工程概况 (3) 1.1设计资料 (3) 1.1.1 总图规划与工程位置 (3) 1.1.2 建筑物的组成及功能介绍 (4) 1.1.3 门窗使用 (4) 1.1.4 结构设计要求 (4) 1.2柱网布置 (4) 2 框架侧移刚度的计算 (4) 3 重力荷载代表值的计算 (7) 4.横向水平荷载作用下框架内力和侧移计算.......... 错误！未定义书签。 4.1横向水平地震作用下框架结构的内力和侧移计算 (10) 4.1.1 横向自振周期计算 (11) 4.1.2 水平地震作用及楼层地震剪力计算 (11) 4.1.3 水平地震作用下的位移验算 (12) 4.1.4水平地震作用下框架内力计算 (12) 5 竖向荷载作用下框架内力计算 (16) 5.1计算单元的选择确定 (16) 5.2荷载计算 (17) 5.2.1 恒载计算 (17) 5.3、内力计算 (19) 5.4梁端剪力和柱轴力的计算 (25) 5.4.1 恒载作用下梁端剪力计算 (25) 5.4.2 对于第四层 (25) 5.5横向框架内力组合 (27) 5.5.1 结构抗震等级 (27) 5.5.2 框架内力组合 (27) 5.6框架A柱的内力组合及柱端弯矩、剪力设计值的调整 (28) 5.6.1 A柱端弯矩设计值调整 (28) 6框架梁、柱截面设计 (30) 6.1梁截面设计 (30) 6.1.1正截面受弯承载力计算 (30) 6.1.2 斜截面受剪承载力计算 (32) 6.2柱截面设计 (33) 6.2.1 已知条件 (33) 6.2.2 构造要求 (33)
6.2.3 剪跨比和轴压比验算 (33) 6.2.4 柱正截面承载力计算 (33) 7 屋盖、楼盖设计 (38) 7.1楼盖设计 (38) 7.1.1设计资料（此板为13~14轴之间的板） (38) 7.1.2 屋盖的结构平面布置 (38) 7.1.3 板的设计 (38) 7.1.4 单向板计算 (38) 7.1.5 双向板(B7～B9)设计 (40) 8 楼梯设计 (41) 8.1第一层楼梯设计 (41) 8.1.1 设计参数 (41) 8.1.2 楼梯板计算 (41) 8.1.3 平台板计算 (42) 8.1.4 平台梁计算 (43) 9基础设计 (44) 9.1.1 对承载力修正 (44) 9.1.2 基础底面尺寸计算（采用柱下条形基础） (44) 9.1.3 计算基底净反力设计值 (45) 9.1.4 基础高度 (45) 9.1.5配筋计算 (46) 10 主要技术经济指标分析及设计总结 (47) 10.1技术经济措施 (47) 10.2新技术、新工艺的推广和应用 (48)
结构力学课程设计多层多跨框架结构内力计算 姓名： 班级： 学号： 任课教师： 日期：
多层多跨框架结构内力计算指导书 一. 任务 1. 求解多层多跨框架结构在竖向荷载作用下的弯矩。 2. 计算方法： （1）用近似法计算：手算竖向荷载作用下分层法计算； （2）最好用电算（结构力学求解器）进行复算。 （3） 最好对比手算与电算，就最大相对误差处，说明近似法产生误差的来源。 3. 将手算结果写成计算书形式。计算简图：如图（一）所示。 4. 基本计算参数 材料弹性模量：723.010/E kN m =? 竖向荷载： 恒载 21=21/g k N m ，22=17/g kN m 5 荷载分组： （1）只计算竖向恒载（见图二）； 图一 图二 本组计算的结构其计算简图如图一所示，基本数据如下： 混凝土弹性模量：72 3.010/h E kN m =? 杆件尺寸：
m L 5.51= m L 7.22= m H 5.41= m H 6.32= 柱：底 层：25555b cm h ?=? 其它层：2 5050b cm h ?=? 梁：边 梁：2 4525b cm h ?=? 中间梁：2 3525b cm h ?=? 竖向均布恒载： 恒载： 2/211g m kN = 2 /172 g m kN =（见图二） 各杆件的线刚度： 12 3 h b I L EI i ?==，其中 边 梁：4 m 3 10 9.112 345 .025.01 -?=?= I m kN L EI i ?=-???= =103645 .53 109.17100.31 1 1 中间梁： 4 m 3 10 9.012 3 35 .025.02 -?=?= I m kN L EI i ?=-???= = 100007 .23 109.07100.32 2 2 底层柱： 4m 310 6.712 3 55 .055.03 -?=?= I ` m kN H EI i ?=-???= = 506675 .43 106.77100.31 33
目录 内容摘要 (4) Abstract (5) 绪言 (6) 计算书主体部分 (7) 1 设计任务书 (7) 1.1工程概况 (7) 1.2 设计的基本内容 (7) 1.3 设计资料 (8) 1.3.1气象条件 (8) 1.3.2地质条件与抗震设防 (8) 1.3.3屋面及楼面的做法 (9) 2 结构类型 (9) 3 框架结构设计计算 (11) 3.1梁柱截面、梁跨度及柱高确定 (11) 3.1.1初估截面尺寸 (11) 3.1.2梁的计算跨度 (12) 3.1.3柱的高度 (12) 3.2荷载的均布恒载 (13) 3.2.1屋面的恒载 (14) 3.2.2屋面的活载 (15) 3.2.3楼面的均布恒载 (15) 3.2.4楼面均布活荷载 (15) 3.2.5梁柱的自重 (16) 3.2.6墙体、门窗自重的计算 (16) 3.2.7各层荷载组合 (17) 3.3水平地震力作用下框架的侧移验算 (18) 3.3.1横梁的线刚度 (18) 3.3.2横向框架柱的线刚度及侧移刚度D值 (18) 3.3.3横向框架自震周期 (19) 3.3.4横向地震作用计算 (20)
3.3.5横向框架多遇水平地震作用下的抗震变形验算 (21) 3.3.6纵向框架柱的线刚度及侧移刚度D值 (22) 3.3.7纵向框架自震周期 (23) 3.3.8纵向地震作用计算 (23) 3.3.9纵向框架多遇水平地震作用下的抗震变形验算 (24) 3.4水平地震作用下横向框架的内力分析 (25) 3.4.1框架柱端剪力及弯矩计算 (25) 3.4.2梁端弯矩、剪力及柱轴力计算 (27) 3.5竖向荷载作用下横向框架的内力分析 (29) 3.5.1计算单元的选择确定 (29) 3.5.2荷载计算 (30) 3.5.3用力距二次分配法计算框架弯距 (33) 3.5.4梁端剪力及柱轴力的计算 (39) 3.6风荷载作用下框架的内力分析 (40) 3.7内力组合 (42) 3.7.1框架梁内力组合 (42) 3.7.2 框架柱内力组合 (46) 3.8截面设计 (48) 3.8.1承载力抗力调整系数 (48) 3.8.2横向框架梁截面设计 (49) 3.8.3柱截面设计 (59) 3.8.4框架梁柱节点核心节点设计 (67) 3.8.5构造要求 (67) 4 现浇板设计 (74) 4.1设计荷载 (74) 4.2四边支承板的内力及截面配筋计算（按弹性理论） (74) 4.2.1区格A (74) 4.2.2区格B (76) 4.2.3 区格C (76) 5 楼梯设计 (77) 5.1楼梯段板设计 (78)
第一章设计任书 1.1.1 工程概况 该工程为六层办公楼，主体为现浇钢筋混凝土框架结构，占地面积为1310㎡，建筑面积5240㎡，建筑物共6层，底层层高5.1m，标准层层高3.6m，顶层层高4.5m，总高度25.5m，室内外高差0.450m，基础顶面距离室外地面1.05m，基础采用柱下独立基础。 该办公楼主要以层为单元出租，每层为一个独立的单元，拥有接待室、会议室、档案室、普通办公室、专用办公室等。楼内设有两个电梯三个楼梯，主、次楼梯开间均为3m，进深均为6.6m，楼梯的布置均符合消防、抗震的要求。 1.1.2 设计条件 一、抗震设防烈度：7度设防，抗震设计分组为第一组，设计基本地震加速度值为0.1g； 二、基本风压： 0.55KNm2，B类粗糙度； 三、雪荷载标准值：0.2KNm2； 四、结构体系：现浇钢筋混凝土框架结构。 五、工程地质条件：拟建场地地形平坦，土质分布具体情况见表，II 类场地土。地下稳定水位距地表-9m，表中给定土层深度由自然地坪算起。建筑地点冰冻深度-0.5m。 表1-1 建筑地层一览表 序号岩土 深度 土层 深度 （m） 厚度 范围 （m） 地基土 承载力 （kPa） 压缩 模量 （mPa） 1 杂填土0.0—1. 2 1.2 --- ---
2 粉土 1.2—2.0 0.8 200 5.0 3 中粗砂 2.0—4.8 2.8 300 9.5 4 砾砂4.8—15. 10.2 350 21.0 1.2 建筑设计任务及要求 一、基本要求： 满足建筑功能要求，根据已有的设计规范，遵循建筑设计适用、经济合理、技术先进、造型美观的原则，对建筑方案分析其合理性，绘制建筑施工图。 二、规定绘制的建筑施工图为： 1、底层、标准层及顶层平面图：比例 1：150（图1-1） 2、主要立面图：比例 1：150（图1-2，图1-3） 3、屋面排水布置图：比例 1：150 4、剖面图：比例 1：150 5、墙身大样及节点详图：比例 1：100及1：10
温州大学瓯江学院WENZHOUUNIVERSITYOUJIANGCOLLEGE 《混凝土结构课程设计<二）》 专 业：土木工程 班 级：08土木工程本一 姓 名：王超 学 号：08207023219 指导教 师：张茂雨 日2018年6月10号
期： 混凝土框架结构课程设计 一．设计资料 某三层工业厂房，采用框架结构体系。框架混凝土柱截面尺寸边柱为500mm× 500mm，中柱600mm×600mm。楼盖为现浇钢筋混凝楼盖，其平面如图所示。<图示范围 内不考虑楼梯间）。厂房层高分别为4.5，4.2，4.2M。地面粗糙度类别为B类。 2/45 梁、柱混凝土强度等级为C20，E c＝2.55×10＝25.5× 4N/mm2 10 6KN/m2。框架梁惯性矩增大系数：边框架取1.5，中框架取2.0。RTCrpUDGiT 中框架梁的线刚度： 1 ib 6 ＝αbEIb/l=2.0××25.5×10 ×0.3×0.7 3/6.6＝66.28× 10 3KN·m 2 5PCzVD7HxA 边框架梁的刚度： 2 ib 6×0.3×0.7 αb EIb/l＝1.5××25.5×10 3/6.6＝49.70× 10 3KN·m 2 jLBHrnAILg 底层中柱的线刚度： i 6 底中＝EI c/l=×25.5×10×0.6×0.6 3/4.5＝61.44×103KN·m2 底层边柱的线刚度 i 底边＝EI c/l=×25.5×106×0.5×0.5/4.5＝29.51×103KN·m 6×0.5×0.5/4.5＝29.51×103KN·m 2 2006届土木工程专业毕业设计 连云港市查卡拉办公楼设计 专业：土木工程 学生：周泓岑指导老师：李章政 摘要 本设计主要进行了5层楼办公楼的框架结构设计。在确定框架布局之后，先进行了层间荷载的计算。接着运用D值法计算横向荷载（水平风荷载）作用下的结构内力（弯矩、剪力、轴力）。在进行内力组合，找出最不利的一组或几组内力组合。选取最安全的结果计算配筋并绘图。此外还进行了结构方案中的室内楼梯的设计。完成了平台板，梯段板，平台梁等构件的内力和配筋计算及施工图绘制。对楼板进行了配筋计算，本设计采用独立柱基础，对基础受力和配筋计算。 整个结构在设计过程中，严格遵循相关的专业规范的要求，参考相关资料和有关最新的国家标准规范，对设计的各个环节进行综合全面的科学性考虑。总之，适用、安全、经济、使用方便是本设计的原则。设计合理可行的建筑结构方案是现场施工的重要依据。 <关键词> 框架结构结构设计荷载计算内力计算计算配筋 第1页 李军：某办公楼框架结构设计 Lianyungang City Chakra buildings design Major: Civil Engineering Students: Zhou Hong Cen Instructor: Li Zhang Zheng Abstract The design of the main five-storey office building frame structure design. In determining the frame layout.Then use d-value method for calculating transverse load (horizontal wind load) of structures (subjected, Axis forces). The combination of internal, find out the most unfavourable a set or sets of internal combination. Choose the best security results calculation reinforcement and drawing. In addition to the structural scheme of the design of interior staircase. Complete a platform plank, bench boards, such as widget platform beam and the reinforcement of the force calculation and construction drawings. On a concrete floor, this design uses independent Foundation, on the basis of calculation of the force and reinforcement. The entire structure in the design process, in strict accordance with the relevant professional requirements, refer to relevant data and information about the latest national standard specification, on various aspects of the design for a single, integrated view of scientific consideration. In short, applicable, safety, economy, ease of use of this design principle. Design of the building structure plan is an important basis for the site construction. Keywords：frame structure architecture design design force calculation calculation of reinforcement 前言 本设计是按照重庆三峡学院建筑工程系2010年毕业设计要求编写的毕业设计。题目为“某框架办公楼结构设计”。内容包括建筑设计、结构设计两部份。 第2页 温州大学瓯江学院WENZHOU UNIVERSITY OUJIANG COLLEGE 《混凝土结构课程设计（二）》 专业：土木工程 班级：08土木工程本一 姓名：王超 学号： 指导教师：张茂雨 日期：2011年6月10号 混凝土框架结构课程设计 一．设计资料 某三层工业厂房，采用框架结构体系。框架混凝土柱截面尺寸边柱为500mm×500mm，中柱600mm×600mm。楼盖为现浇钢筋混凝楼盖，其平面如图所示。（图示范围内不考虑楼梯间）。厂房层高分别为4.5，4.2，4.2米。地面粗糙度类别为B类。（L1=8100，L2=6600） 1. 楼面构造层做法：20mm厚水泥砂浆地面，钢筋砼现浇板，15mm厚石灰砂浆 刷。 2．可变荷载：楼面屋面标准值取5.0KN m2，活荷载分项系数1.3。 3．永久荷载:包括梁、板及构造层自重。钢筋砼容重25 KN m3，水泥砂浆容重 20KN m3，石灰砂浆容重17KN m3，分项系数为1.2。 材料选用： 混凝土采用C20（f c＝9.6Nmm2,f t＝1.10Nmm2）。 钢筋柱、梁受力筋采用Ⅱ级钢筋（f y＝300 Nmm2），板内及梁内其它钢筋采用Ⅰ级（f y＝210 Nmm2） 二．框架梁及柱子的线刚度计算 取①轴上的一榀框架作为计算简图，如图所示。 梁、柱混凝土强度等级为C20，E c ＝2.55×104Nmm2＝25.5×106KNm2。框架梁惯性矩增大系数：边框架取1.5，中框架取2.0。 中框架梁的线刚度： i b 1＝α b EI b l=2.0××25.5×106×0.3×0.736.6＝66.28×103KN·m2 边框架梁的刚度： i b 2α b EI b l＝1.5××25.5×106×0.3×0.736.6＝49.70×103KN·m2 某六层框架办公楼结构毕业设计 第一章设计任务及基本要求 1.1 设计原始资料 1.1.1 工程概况 该工程为六层办公楼，主体为现浇钢筋混凝土框架结构，占地面积为1310㎡，建筑面积5240㎡，建筑物共6层，底层层高5.1m，标准层层高3.6m，顶层层高4.5m，总高度25.5m，室内外高差0.450m，基础顶面距离室外地面1.05m，基础采用柱下独立基础。 该办公楼主要以层为单元出租，每层为一个独立的单元，拥有接待室、会议室、档案室、普通办公室、专用办公室等。楼内设有两个电梯三个楼梯，主、次楼梯开间均为3m，进深均为6.6m，楼梯的布置均符合消防、抗震的要求。 1.1.2 设计条件 一、抗震设防烈度：7度设防，抗震设计分组为第一组，设计基本地震加速度值为0.1g； 二、基本风压： 0.55KN/m2，B类粗糙度； 三、雪荷载标准值：0.2KN/m2； 四、结构体系：现浇钢筋混凝土框架结构。 五、工程地质条件：拟建场地地形平坦，土质分布具体情况见表，II类场地土。地下稳定水位距地表-9m，表中给定土层深度由自然地坪算起。建筑地点冰冻深度-0.5m。 表1-1 建筑地层一览表 序号岩土 深度 土层 深度 （m） 厚度 范围 （m） 地基土 承载力 （kPa） 压缩 模量 （mPa） 1 杂填土0.0—1. 2 1.2 --- --- 2 粉土 1.2—2.0 0.8 200 5.0 3 中粗砂 2.0—4.8 2.8 300 9.5 4 砾砂 4.8—15.0 10.2 350 21.0 1.2 建筑设计任务及要求 一、基本要求： 满足建筑功能要求，根据已有的设计规范，遵循建筑设计适用、经济合理、技术先进、造型美观的原则，对建筑方案分析其合理性，绘制建筑施工图。 二、规定绘制的建筑施工图为： 1、底层、标准层及顶层平面图：比例 1：150（图1-1） 2、主要立面图：比例 1：150（图1-2，图1-3） 3、屋面排水布置图：比例 1：150 4、剖面图：比例 1：150 合肥工业大学 毕业设计 题目某社区服务中心 建筑及结构设计 学院名称：继续教育学院 专业：土木工程 班级: 2012级本科 学生姓名： 指导老师： 2014年05月 摘要 本工程为某社区服务中心，主体6层，建筑面积约为4915㎡。 建筑方面：建筑设计是根据任务书所规定的任务，认真贯彻“适用、安全、经济，在可能条件下注意美观”的建筑方针，按照建筑功能要求，查阅相关文献进行办公楼的设计，设计包括总平面图设计、各层平面图设计、立面图设计和剖面图设计等。 结构方面：结构设计是在完成建筑设计的前提下进行，结构形式为框架结构。结构设计是在满足使用要求的前提下，综合考虑安全可行、经济合理、技术先进、施工方便，及工程所在的地区等因素，并查阅相关资料进行计算设计，设计计算包括各层平面结构布置、楼板的计算、楼梯的设计、框架的柱下独立基础设计。 关键词：建筑设计，结构设计，框架结构 Abstract This project is a central office, the main 6 floors, floor area of approximately 6,000 square meters. Architecture: architectural design is based on the tasks stipulated in the specification, earnestly implement the \"applicable, security, economy, and attention to beauty in May under the condition of the construction policy, according to the architectural functional requirement, refer to the literature for the design of office building, including total floor plan design, each layer of floor plan design, elevation and profile design, etc. Structure: structure design is completed in architectural design, under the premise of structure form is frame structure. Structure design is on the premise of meet the use requirements, considering safety and feasible, economic and reasonable, advanced technology, construction is convenient, and the project area, and access to relevant data to calculate design, design calculation including the flat structure arrangement, calculation of floor of each layer, the design of stair, the framework of independent foundation under column design. Keywords: training center, architectural design, structural design, frame structure 2 .计算书 某大学7层学生宿舍楼，采用钢筋混凝土框架结构，没有抗震设防要求，设计年限为50年，试设计该结构(限于篇幅，本例仅介绍 轴框架结构的设计)。 2.1设计资料 7层钢筋混凝土框架结构学生宿舍，设计使用年限为50年，其建筑平面图和剖面图分别如图1-1、图1-2所示，L 1=6m ，H 1=4.5m 。 (1)设计标高：室内设计标高土0.000相当于绝对标高4.400m ，室内外高差600mm 。 (2)墙身做法：墙体采用灰砂砖，重度γ=18kN/m 3 ，外墙贴瓷砖，墙面重0.5kN/㎡，内 墙面采用水泥粉刷，墙面重0.36kN/㎡。 (3)楼面做法：楼面构造层的恒载标准值为1.56kN/㎡；楼面活荷载标准值为2.5kN/㎡。 (4)屋面做法：屋面采用柔性防水，屋面构造层的恒载标准值为3.24 kN/㎡；屋面为上人屋面，活荷载标准值为2.0kN/㎡。 (5)门窗做法：木框玻璃窗重0.3kN/㎡,木门重0.2kN/㎡。 (6)地质资料：位于某城市的郊区，底层为食堂，层高4.5m ,2~7层位学生宿舍。 (7)基本风压：4.00=ω 2 m kN 。 (8)材料选择：混凝土强度等级C35，钢筋级别HRB400和HPB300。 图1-1 建筑平面图 2.2 结构布置及结构计算简图的确定 结构平面布置如图2-1所示。各梁柱截面尺寸确定如下： 图2-1 结构平面布置图 边跨(AB 、CD 跨)梁： mm l l h )1000~7.666(8000121 )121~81(=?==， 取mm h 1000=；h b ) 3 1 ~21(=，取 mm b 400=。 边柱和中柱(A 轴、B 轴、C 轴)连系梁：取mm mm h b 500250?=?；中柱截面均为mm mm h b 600500?=?，边柱截面均为mm mm h b 500450?=?现浇楼板厚mm 120。 结构计算简图如图3-59所示根 据地质资料，确定基础顶面标高为mm 1500-，由此求得底层层高为 mm 5.6。 各梁柱构件的线刚度经计算后列于图2-2。其中在求梁截面惯性矩时考虑到现浇楼板的作用，取02I I =（0I 为考虑楼板翼缘作用的梁截面 惯性矩）。 图 2-2 结构计算简图：单位；×10-3E （m 3） 地下工程课程设计 地铁车站主体结构设计 （地下矩形框架结构） 学院名称：土木工程学院 班级：土木2012-7班 学生姓名：陈铁卫 学生学号： 20120249 指导教师：孙克国 目录 第一章课程设计任务概述 (1) 1.1 课程设计目的 (1) 1.2 设计规范及参考书 (1) 1.3 课程设计方案 (1) 1.3.1 方案概述 (1) 1.3.2 主要材料 (3) 1.4 课程设计基本流程 (3) 第二章平面结构计算简图及荷载计算 (5) 第三章结构内力计算 (8) 第四章结构（墙、板、柱）配筋计算 (14) 第一章 课程设计任务概述 1.1 课程设计目的 初步掌握地铁车站主体结构设计的基本流程；通过课程设计学习，熟悉地下工程“荷载—结构”法的有限元计算过程；掌握平面简化模型的计算简图、主动荷载及荷载的组合方式、弹性反力及其如何在计算中体现；通过实际操作，掌握有限元建模、划分单元、施加约束、施加荷载的方法；掌握地下矩形框架结构的内力分布特点，并根据结构内力完成配筋工作。为毕业设计及今后的实际工作做理论和实践上的准备。 1.2 设计规范及参考书 1、《地铁设计规范》 2、《建筑结构荷载规范》 3、《混凝土结构设计规范》 4、《地下铁道》（高波主编，西南交通大学出版社） 5、《混凝土结构设计原理》教材 6、计算软件基本使用教程相关的参考书（推荐用ANSYS ） 1.3 课程设计方案 1.3.1 方案概述 某地铁车站采用明挖法施工，结构为矩形框架结构，结构尺寸参数详见表1-2。车站埋深3m ，地下水位距地面3m ，中柱截面横向尺寸固定为0.8m （如图1-1横断面方向），纵向柱间距8m 。为简化计算，围岩为均一土体，土体参数详见表1-1，采用水土分算。路面荷载为2/20m kN ，钢筋混凝土重度 3/25m kN co =γ，中板人群与设备荷载分别取2/4m kN 、2/8m kN 。荷载组合按表 1-3取用，基本组合用于承载能力极限状态设计，标准组合用于正常使用极限状态设计。 要求用电算软件完成结构内力计算，并根据《混凝土结构设计规范》完成墙、板、柱的配筋。 毕业设计 目录 摘要（中文） 摘要（英文） 第一部分设计任务书-------------------------------------------------------------------------------------1 1 设计题目----------------------------------------------------------------------------------------------------1 2 设计目的及要求-------------------------------------------------------------------------------------------1 3 建筑功能及要求-------------------------------------------------------------------------------------------1 3.1建筑功能要求----------------------------------------------------------------------------------------- 1 3.2建筑等级----------------------------------------------------------------------------------------------- 1 3.3规划及设计思路------------------------------------------------------------------------------------- -1 4 设计内容图纸及归档要求-------------------------------------------------------------------------------2 4.1建筑部分---------------------------------------------------------------------------------------- -------2 4.2结构部分---------------------------------------------------------------------------------------- -------2 4.3图面要求------------------------------------------------------------------------------------------------2 第二部分结构设计说明-------------------------------------------------------------------------------- --3 1 设计的条件及基本内容--------------------------------------------------------------------------------- -3 1.1 设计基本条件------------------------------------------------------------------------------------------3 1.1.1 气象条件--------------------------------------------------------------------------------------- 3 1.1.2 抗震设防--------------------------------------------------------------------------------------- 3 1.1.3地基土承载力--------------------------------------------------------------------------------- -3 1.1.4 其它条件----------------------------------------------------------------------------------------3 1.1.5 钢筋混凝土-------------------------------------------------------------------------------------3 1.2 建筑结构设计的基本内容---------------------------------------------------------------------------3 2 结构类型------------------------------------------------------------------------------------------------------4 2.1 设计方案-------------------------------------------------------------------------------------------------4 2.2柱网布置图----------------------------------------------------------------------------------------------5 3 框架结构内力计算------------------------------------------------------------------------------------------6 3.1 梁柱截面，梁跨度及柱高确定----------------------------------------------------------------------6 3.1.1初估截面尺寸-------------------------------------------------------------------------------------6 3.2 荷载计算-------------------------------------------------------------------------------------------------9 3.2.1 屋面及楼面的永久荷载标准值---------------------------------------------------------------9 3.2.2 屋面及楼面的可变荷载标准值-------------------------------- ------------------------------9 3.3 梁柱自重计算------------------------------------------------------------------------------------------9 3.4 计算重力荷载代表值--------------------------------------------------------------------------------10 3.4.1 顶层的重力荷载代表值----------------------------------------------------------------------10 3.4.2 其它层的重力荷载代表值-------------------------------------------------------------------11 3.5 横向框架侧翼刚度计算-----------------------------------------------------------------------------11 3.5.1 计算梁柱的线刚度---------------------------------------------------------------------------11 3.6 横向水平地震作用下的框架结构的内力计算和侧移计算-----------------------------------14 3.6.1 横向自震周期的计算-------------------------------------------------------------------------14 3.6.2 水平地震作用下及楼层地震剪力的计算-------------------------------------------------15 3.6.3 水平地震作用下的位移验算----------------------------------------------------------------16 3.6.4 水平地震作用下框架结构内力和侧移计算----------------------------------------------17 3.7 竖向荷载作用下横向框架结构的内力计算------------------------------ ---------------------23 3.7.1 计算单元的选择和确定-------------------------------- --- ----------------------------------23 3.7.2 荷载计算----------------------------------------------------------------------------------------24 3.7.3 恒载内力计算----------------------------------------------------------------------------------27 3.7.4 活载内力计算----------------------------------------------------------------------------------27 3.7.5分层法计算竖向荷载作用下的框架内力------------------------------------- ------------28某框架办公楼毕业设计
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