郑州市帝豪烟厂
办公楼框架结构设计
前言
毕业设计是大学本科教育培养目标实现的重要阶段，是毕业前的综合学习阶段,是深化、拓宽、综合教和学的重要过程,是对大学期间所学专业知识的全面总结。
本组毕业设计题目为《某办公楼设计》。在毕设前期，我温习了《结构力学》、《钢筋混凝土》、《建筑结构抗震设计》等知识，并借阅了《抗震规范》、《混凝土规范》、《荷载规范》等规范。在毕设中期，我们通过所学的基本理论、专业知识和基本技能进行建筑、结构设计。在毕设完成过程中，我主要主要进行手绘设计的优化，并得到老师的审批和指正，使我圆满的完成了任务，在此表示衷心的感谢。
毕业设计的三个月里，在指导老师的帮助下，经过资料查阅、设计计算、论文撰写以及外文的翻译，加深了对新规范、规程、手册等相关内容的理解。巩固了专业知识、提高了综合分析、解决问题的能力。在进行内力组合的计算时，进一步了解了Excel。在绘图时熟练掌握了AutoCAD，以上所有这些从不同方面达到了毕业设计的目的与要求。
框架结构设计的计算工作量很大，在计算过程中以手算为主，辅以一些计算软件的校正。由于自己水平有限，难免有不妥和疏忽之处，敬请各位老师批评指正。
二零一一年九月二五日
内容摘要
本设计主要进行了结构方案中横向框架2、3、7、8轴框架的抗震设计。在确定框架布局之后，先进行了层间荷载代表值的计算,接着利用顶点位移法求出自震周期，进而按底部剪力法计算水平地震荷载作用下大小，进而求出在水平荷载作用下的结构内力（弯矩、剪力、轴力）。接着计算竖向荷载（恒载及活荷载）作用下的结构内力，。是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。
关键词：框架结构设计抗震设计
Abstract
The purpose of the design is to do the anti-seismic design in the longitudinal frames of axis 2、3、7、8. When the directions of the frames is determined, firstly the weight of each floor is calculated .Then the vibrate cycle is calculated by utilizing the peak-displacement method, then making the amount of the horizontal seismic force can be got by way of the bottom-shear force method. The seismic force can be assigned according to the shearing stiffness of the frames of the different axis. Then the internal force (bending moment, shearing force and axial force ) in the structure under the horizontal loads can be easily calculated. After the determination of the internal force under the dead and live loads, the combination of internal force can be made by using the Excel software, whose purpose is to find one or several sets of the most adverse
internal force of the wall limbs and the coterminous girders, which will be the basis of protracting the reinforcing drawings of the components. The design of the stairs is also be approached by calculating the internal force and reinforcing such components as landing slab, step board and landing girder whose shop drawings are completed in the end. Keywords : frames, structural design, anti-seismic design
目录
第一部分：毕业设计任务书
第二部分：工程概况
第三部分：框架侧移刚度的计算
第四部分：重力荷载代表值的计算
第五部分：横向水平荷载作用下框架
结构的内力和侧移计算
第六部分：竖向荷载作用下框架结构的内力计算
（横向框架内力计算）
第七部分：截面设计
第八部分：楼板设计
第九部分：楼梯设计
第十部分：设计心得
参考资料
高等教育自学考试
建筑工程专业（本科）实践环节毕业设计任务书
题目：* * * 办公楼
郑州大学土木工程学院
二〇一〇年六月
第一部分工程概况
一建筑概况
1、工程名称：* * * 办公楼。
2、建设地点：郑州市高新开发区文化大道北，场地平面示意图见附图。
3、建筑规模：本工程本工程地上五层，建筑面积5600m2，基底面积1100m2；地上五层为办公室，每层高为3.9m，室内外高差0.6m。
4、结构形式：框架结构。
5、建筑结构安全等级为二级，建筑耐火等级为二级，屋面防水等级为二级。
6、功能布置：
a.底层布置门厅、接待室、值班室、配电间、消防控制室。
b.二、三层每层各设100 m2会议室1间，60 m2间办公室2间。
c.顶层布置200 m2活动室，其余为普通办公室。
d.其它各层房间为普通办公室。
e.各层均布置男女卫生间，并设前室。
f.屋面为上人屋面。
7、建筑设备：
本办公楼采用集中空调，水、电由市政提供。
8、建筑装修及材料：
a.外墙面：外墙涂料。
b.内墙面：内墙涂料。卫生间及前室内墙面选用面砖。
c.顶棚：吊顶部分用轻钢龙骨矿棉吸音板吊顶，其余采用内墙涂料。
d.楼、地面：地板砖。
9、墙体材料：
外墙采用250厚加气混凝土砌块，内墙采用200厚加气混凝土砌块，标高-1.450以下墙体为250厚钢筋混凝土墙。
10、门窗：
a.建筑外窗抗风压性能为3级、气密性能为4级、水密性能3级、保温性能为3级、隔声性能为3级。
b.门窗制作安装应遵照《全国通用建筑标准设计》92SJ704。
二建筑参考资料
《房屋建筑制图统一标准》GB/T 50001-2001、《建筑工程设计文件编制深度规定》（2003版）、《民用建筑设计通则》GB 50352-2005、《办公建筑设计防火规范》GB 50016-2006、《05系列工程建设标准设计图集》（05YJ）、《建筑结构制图标准》GB/T 50105-2001等。
第二部分结构设计要求
一结构方案的选择
1、确定结构体系；
2、确定结构楼屋盖的类型及基本形式；
3、根据工程地质条件及上部结构形式确定基础类型及埋深；
4、确定变形缝的设置及划分；
5、确定结构其它承重构件的类型。
二结构平面布置
1、确定柱网尺寸及梁、板的平面布置；
2、确定基础平面布置；
三结构计算
1、框架计算：
（1）确定框架结构计算简图；
（2）初步确定结构构件的截面尺寸；
（3）荷载计算：注意传力途径，防止少算和漏算；
（4）竖向荷载作用下的内力计算；
（5）水平风荷载作用下的内力计算；
（6）内力组合，确定各构件控制截面上的控制内力；
2、基础设计计算
3、自选构件的设计计算
四绘制结构施工图
1、基础平面布置图及基础配筋详图；
2、结构平面布置图；
3、框架梁、柱配筋图；
4、自选构件配筋详图
五 结构设计计算书书写整理 六 结构设计部分参考资料
（1）现行国家规范、规程，主要有：
《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068-2001、《建筑抗震设防分类标准》GB 50223-2004、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002、《混凝土结构设计规范》GB50010-2002、《建筑结构荷载规范》GB 50009-2001(2006年版)、《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001、《02系列结构标准设计图集》DBJT19-01-2002、《钢筋混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》03G101-1修订版等。
（2）建筑结构综合设计手册，中国建筑工业出版社。 （3）各种教材及参考书。 七 建设场地工程地质概况
1、地形、地貌：拟建场地地貌属山前冲洪积平原。
2、地质构成：根据岩土工程勘察报告，按地层的成因、时代及物理力学性质差
异，勘探深度范围内从上到下场地地质构成如下： 1）耕土，层厚0.40～0.70m ；
2）粉质粘土，层厚3.20～3.70m ，承载力标准值160=k f kPa ； 3）粉质粘土，层厚0～2.50m ，承载力标准值170=k f kPa ； 4）粉质粘土，层厚3.60～4.60m ，承载力标准值200=k f kPa 。
3、水文概况：场地地下水类型为孔隙潜水，勘察期间测得地下水位埋深4.50m ，
场地水位年变幅1.0～1.5m 。 4、岩土工程评价
根据地质勘察结果，场地地形平坦，由于场区地基土层层面坡度均小于10％，地基土的物理力学性能差异不大，因此地基属均匀性地基。郑州地区属非自重湿陷性黄土地区。 八 建设场地附图
1
注：毕业设计题目要求一人一题，题目自命。
第一部分：工程概况
建筑地点：郑州市
建筑类型：五层办公楼，框架结构。
建筑介绍：建筑底面积约1030平方米，建筑总面积5150平方米，楼盖
及屋盖均采用现浇钢筋混凝土框架结构，楼板厚度取
120mm，填充墙采用空心砖粉和加气混凝土砌块。
门窗使用：大门采用钢门，门洞尺寸为3.4m×2.7m，窗为塑钢窗，洞口尺寸为2.1m×2.1m。
地质条件：根据地质勘察结果，场地地形平坦，厂区地基土层层面坡度均小于10%地基土的物理力学性能差异不大，地基属于均
匀性地基。设防烈度为Ⅶ度。
柱网与层高：本办公楼采用柱距为6.6m的柱网，边跨为6.3m，中间跨为2.4m，层高取3.9m，如下图所示：
柱网布置图
框架结构承重方案的选择：
竖向荷载的传力途径：楼板的均布活载和恒载经次梁间接或直接传
至主梁，再由主梁传至框架柱，最后传至
地基。
根据以上楼盖的平面布置及竖向荷载的传力途径，本办公楼框架的承重方案为横向框架承重方案，这可使横向框架梁的截面高度大，增加框架的横向侧移刚度。
框架结构的计算简图：
框架结构的计算简图
纵向框架组成的空间结构
横向框架组成的空间结构
本方案中，需近似的按纵横两个方向的平面框架分别计算。
梁、柱截面尺寸的初步确定：
1、梁截面高度一般取梁跨度的1/12至1/8。本方案取1/12×
7200=600mm，截面宽度取600×2/3=300mm，可得梁的截面初步定
为b×h=400*600。
2、框架柱的截面尺寸根据柱的轴压比限值，按下列公式计算：
（1）柱组合的轴压力设计值N=βFg
E
n
注：β考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数。
F按简支状态计算柱的负载面积。
g
E
折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，可近似的取14KN/m2。
n为验算截面以上的楼层层数。
（2）A
c ≥N/u
N
f
c
注：u
N
为框架柱轴压比限值，本方案为二级抗震等级，查《抗震规范》可知取为0.8。
f
c
为混凝土轴心抗压强度设计值，对C30，查得14.3N/mm2。
3、计算过程：
对于边柱：
N=βFg
E
n=1.3×25.92×14×6=2830.464（KN）
A
c ≥N/u
N
f
c
=2830.464×103/0.8/14.3=247418.18（mm2）
取700mm×700mm
对于内柱：
N=βFg
E
n=1.25×34.56×14×6=3628.8（KN）
A
c ≥N/u
N
f
c
=3628.8*103/0.8/14.3=317202.80（mm2）
取700mm×700mm
梁截面尺寸（mm）
柱截面尺寸（mm）
第二部分：框架侧移刚度的计算
一、横梁线刚度i b 的计算：
二、
纵梁线刚度i b 的计算：
三、 柱线刚度i c 的计算：I=bh 3/12 四、各层横向侧移刚度计算： (D 值法) 1、底层
①、A-2、A-3、A-7、A-8、D-2、D-3、D-4、D-7、D-8（9根） K=0.352
αc =(0.5+K)/(2+K)=0.362 Di1=αc ×12×i c /h 2
=0.362×12×12.77×1010/47002 =25112
②、A-1、A-4、A-6、A-9、D-1、D-5、
D-6、D-9 （8根） K=3.38/12.77=0.266 αc =(0.5+K)/(2+K)=0.338 Di2=αc ×12×i c /h 2
=0.338×12×12.77×1010/47002
=23447
③、B-1、C-1、B-9、C-9 （4根） K=（2.5+3.38）/12.77=0.460 αc =(0.5+K)/(2+K)=0.390 Di3=αc ×12×i c /h 2
=0.390×12×12.77×1010/47002
=27055
④、B-2、C-2、B-3、C-3、C-4、B-7、C-7、B-8、C-8 （9根） K=（3.34+4.5）/12.77=0.614 αc =(0.5+K)/(2+K)=0.426 Di4=αc ×12×i c /h 2
=0.426×12×12.77×1010/47002
=29552
⑤、B-4、B-6、C-5、C-6 （4根） K=（3.34+3.38）/12.77=0.526 αc =(0.5+K)/(2+K)=0.406
建筑工程 设计说明 一、建筑层数：三层结构形式：框架结构 建设总高度：12.45m 安全等级：二级 室内外高差：450mm 屋面防水等级：二级 耐火等级：二级设计抗震烈度：8度 二、1.尺寸单位：图中尺寸单位除注明者外，柱高以米计，其他均以毫米计。 2.室内±0.0001高出室外0.45m,±0.000相应的绝对标高放线时由甲方与施工单位现场确定。 3.墙体材料：250厚混凝土砌块。 4.地面排水：a.各有水房间找1%坡，坡向地漏。 b.入口处平台向室外找坡1%，找坡后完成面高处低于室内完成面20mm。 5.门窗：a.外门窗坐樘中。 b.内门坐樘开启方向为平开。 c.所有开启扇处均加以设纱扇、纱窗。 6.油漆维护：所有外露铁件均刷银粉漆，做法图集。 7.构造柱做法详见图16。 8.防潮层做法：在墙体0.060处铺设20厚1∶2水泥砂浆加5%防水粉。 三、建筑构造用料做法： 1.地面：地16＃陶瓷地砖地面用于卫生间外地面见详细做法 地26＃陶瓷地砖卫生间地面用于卫生间见详细做法 2.楼面：楼16＃陶瓷地砖楼面用于除卫生间外楼面 楼26＃陶瓷地砖卫生间楼面用于卫生间 楼36＃PVC塑胶卷材楼面（做详见说明）用于净化区部分楼面 3.踢脚：踢脚16＃.面砖踢脚用于除卫生间外楼地面部分 4.墙裙：裙16＃釉面砖墙裙用于卫生间部分 5.室内墙面：内墙16＃水泥砂浆墙面用于除踢脚墙裙以外部分 6.天棚：顶16＃.彩钢板吊顶吊顶采用50厚彩钢复合析，内填不燃材料 顶26＃.水泥砂浆顶棚要求耐火等级不低于1.0小时，用于净化区，吊顶高2.2m。 7.外墙面：外墙16＃涂料外墙面见立面图 涂料16＃乳胶漆 8.屋面：屋16＃.高聚改性沥青卷材防水层面 9.台阶：台16＃.地砖面层台阶
例题3 钢框架结构分析及优化设计 1
例题钢框架结构分析及优化设计 2例题.钢框架结构分析及优化设计 概要 本例题通过某六层带斜撑的钢框架结构来介绍midas Gen的优化设计功能。midas Gen 提供了强度优化和位移优化两种优化方法。强度优化是指在满足相应规范的强度要求 条件下，求出最小构件截面，即以结构重量为目标函数的优化功能。位移优化是针对 钢框架结构，在强度优化设计前提下，增加了以侧向位移为约束条件的自动设计功 能。本文主要讲述强度优化设计功能。 此例题的步骤如下: 1.简介 2.建立模型并运行分析 3.设置设计条件 4.钢构件截面验算及设计 5.钢结构优化设计
例题钢框架结构分析及优化设计1.简介 本例题介绍midas Gen的优化设计功能。例题模型为带斜撑的六层钢框架结构。(该例题数据仅供参考) 基本数据如下： 轴网尺寸：见图2 柱:HW200x204x12/12 主梁：HM244x175x7/11 次梁：HN200x100x5.5/8 支撑：HN125x60x6/8 钢材：Q235 层高：一层 4.5m 二～六层 3.0m 设防烈度：8o（0.20g） 场地：II类 设计地震分组：1组 地面粗糙度；A 基本风压：0.35KN/m2； 荷载条件：1-5层楼面，恒荷载4.0KN/m2，活荷载2.0KN/m2； 6层屋面，恒荷载5.0KN/m2，活荷载1.0KN/m2； 1-5层最外圈主梁上线荷载4.0KN/m； 6层最外圈主梁上线荷载1.0KN/m； 分析计算考虑双向风荷载，用反应谱分析法来计算双向地震作用 3
例题钢框架结构分析及优化设计 4图1分析模型图2结构平面图
广东技术师范学院天河学院 《建筑结构抗震设计》 课程设计成果 班级：土木111 姓名：王春辉 学号：2011031043121 指导教师：王爱云 日期：2013年12 月 广东技术师范学院天河学院建筑工程系
目录 1. 多层钢筋混凝土框架结构设计任务书 (1) 1.1设计资料 (1) 1.2设计内容 (2) 1.3设计要求 (2) 2.多层钢筋混凝土框架结构设计计算书 (3) 2.1计算简图及各楼层质量的计算 (3) 2.2框架抗侧移刚度的计算 (3) 2.3自震周期计算 (5) 2.4水平地震作用计算及弹性位移验算 (5) 2.4.2水平地震作用计算 (5) 2.4.3楼层地震剪力计算 (6) 2.4.4多遇地震下的弹性位移验算 (6) 2.5水平地震作用下框架的内力分析 (6) 2.6 框架重力荷载作用效应计算........................................................... 错误！未定义书签。 2.6.1重力荷载代表值计算 (10) 2.6.2重力荷载代表值下的弯矩计算 (12) 2.6.3弯矩的条幅与折算 (14) 2.7 内力组合与内力调整 (15) 2.7.1 框架梁的内力组合及调整 (15) 2.7.2 框架柱的内力组合及调整 (16) 2.7.3节点核心区组合剪力设计值 (17) 2.8 框架截面设计 (17) 2.8.1 框架梁截面设计 (17) 2.8.2 框架柱截面设计 (19) 2.8.3 节点核心区验算 (21) 参考文献 (22) 《建筑结构抗震设计》课程设计个人总结 (23)
一、简答题 1..试述高层建筑结构的受力特点。 2. .框架结构抗震延性设计的原则是什么？ 3..剪力墙按受力特性的不同分为哪几类？各类的受力特点是什么？ 4.对于剪力墙结构，平面及竖向结构布置有哪些基本要求？ 5.在什么情况下，框架——剪力墙结构的计算简图应采用刚接体系? 二、选择题 1、计算框架结构梁截面惯性矩I时考虑楼板影响，对现浇楼盖，中框架取I= （）。 A．2 I B．05.1I C．02.1I D．0I 2、整体小开口剪力墙计算宜选用（）分析方法。 A. 连续化方法 B. 材料力学分析法 C. 壁式框架方法 D. 有限元法 3、在下列地点建造相同高度的高层建筑，什么地点所受的风力最大？（） A. 建在大城市郊区 B. 建在小城镇 C. 建在有密集建筑群的大城市市区 D. 建在海岸
4、对现浇框架支座处弯矩可以进行调幅，以下不正确的论述是（ ） A.负弯矩调幅系数为0.8—0.9 B.只需对竖向荷载作用下的弯矩进行调幅 C.调幅必须在荷载效应组合之前完成 D.对水平和竖向荷载效应均需要调幅 5、关于框架结构的变形，哪个结论是正确的（ ） A. 框架结构的整体变形主要呈现为弯曲型 B. 框架结构的层间变形一般为下大上下 C. 框架结构的层间变形一般为下小上大 D.框架结构的层间位移仅与柱的线刚度有关，而与梁的线刚度无关 6、在有地震作用组合设计表达式RE E E R S γ≤中，承载力抗震调整系数RE γ满足 （ ） A. 大于1 B. 小于1 C. 不一定 D. 1 7、剪力墙中，墙肢刚度不变时，如果增加连梁刚度，整体系数α将（ ） A 、增加 B 、减小 C 、不减 D 、不增 8、结构在水平静荷载的作用下其内力计算方法为（ ） A 、底部剪力法 B 、力矩分配法 C 、反弯点法 D 、时程分析法 9 ） A. 框架结构体系 B. 剪力墙结构体系 C. 筒体结构 D. 框架剪力墙结构
目录 一、工程概况 (1) 1.结构方案 (1) 2.结构布置及梁柱截面及板厚确定 (1) 二、重力荷载代表值的计算 (2) 1.屋面荷载标准值： (2) 2.楼面荷载标准值 (2) 3.梁柱自重： (3) 4.墙体 (3) 三、结构自震周期计算 (5) 的计算： (5) 1.横梁线刚度i b 2.柱线刚度i 的计算： (5) c 3.各层横向侧移刚度计算： (D值法) (5) 四、水平地震作用计算 (8) 1.结构等效总重力荷载代表值Geq (9) (9) 2.计算水平地震影响系数а 1 (9) 3.结构总的水平地震作用标准值F Ek 五、多遇水平地震作用下的位移验算 (10) 六、水平地震作用下框架内力计算 (12) 1.框架柱端剪力及弯矩 (12) 2.梁端弯矩、剪力及柱轴力分别按以下公式计算： (14) 七、重力荷载代表值内力计算 (15) 八、⑤框架内力组合 (15) 九、设计体会及今后的改进意见 (18) 十、参考文献 (18)
一、工程概况 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。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。 2.结构布置及梁柱截面及板厚确定 2.1结构布置见图1 42006000600060006000600042006 6 0 0 6 6 0 0 12345678C B A L1L1L1L1L1L1L1L1 L2 L2 图1 结构布置图 2.2各梁柱截面尺寸： 框架梁，柱截面尺寸见下表1。 根据结构布置，板确定为双向板，板厚根据不小于短边边长1/50设计,统一取为100mm。
钢结构课程设计任务书 一、题目 某厂房总长度90m，跨度为18m，屋盖体系为无檩屋盖。纵向柱距6m。 1.结构形式：钢筋混凝土柱，梯形钢屋架。柱的混凝土强度等级为C30，屋 面坡度i=L/10；L为屋架跨度。地区计算温度高于-200C，无侵蚀性介质，屋架下弦标高为18m。 2.屋架形式及荷载：屋架形式、几何尺寸及内力系数（节点荷载P=1.0作用 下杆件的内力）如附图所示。屋架采用的钢材、焊条为：Q345钢，焊条为E50型。 3.屋盖结构及荷载 （1）无檩体系：采用1.5×6.0m预应力混凝土屋板（考虑屋面板起系杆作用）荷载：①屋架及支撑自重：按经验公式q=0.12+0.011L，L为屋架 跨度，以m为单位，q为屋架及支撑自重，以kN/m2为单 位； ②屋面活荷载：施工活荷载标准值为0.7kN/m2，雪荷载的 =0.35kN/m2，施工活荷载与雪荷 基本雪压标准值为S 载不同时考虑，而是取两者的较大值；积灰荷载为 0.7kN/m2 ③屋面各构造层的荷载标准值： 三毡四油（上铺绿豆砂）防水层 0.45kN/m2 水泥砂浆找平层 0.7kN/m2 保温层 0.4 kN/m2(按附表取) 预应力混凝土屋面板 1.45kN/m2 附图
(a) 18米跨屋架 (b)18米跨屋架全跨单位荷载几何尺寸作用下各杆件的内力值 (c) 18米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值 二、设计内容 1.屋架形式、尺寸、材料选择及支撑布置 根据车间长度、屋架跨度和荷载情况，设置上、下弦横向水平支撑、垂直
支撑和系杆，见下图。因连接孔和连接零件上有区别，图中给出W1、W2和W3 三种编号 （a）上弦横向水平支撑布置图 （b）屋架、下弦水平支撑布置图 1-1、2-2剖面图 2.荷载计算 三毡四油防水层0.45 kN/m2 水泥砂浆找平层0.7kN/m2 保温层0.4kN/m2 预应力混凝土屋面板 1.45kN/m2 屋架及支撑自重0.12+0.011L=0.318kN/m2 恒荷载总和 3.318kN/m2 活荷载0.7kN/m2 积灰荷载0.7kN/m2 可变荷载总和 1.4kN/m2 屋面坡度不大，对荷载影响小，未予以考虑。风荷载对屋面为吸力，重
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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
1.λ是反映_综合框架和综合剪力墙之间刚度比值的一个无量纲参数。 2.在其他条件不变的情况下，随着连梁转换刚度的增加，剪力墙整体系数α将___增大。 3.我国《抗震规范》的抗震设计原则是小震不坏，__中震不坏______，大震不倒。 4.底部剪力法适用于高度不超过40m，以剪切变形为主且____质量和刚度____沿高度分 布比较均匀的结构。 5.对现浇楼盖框架结构，考虑到_楼梯作为梁有效翼缘_______对梁截面惯性矩I的影响， 中框架梁可取I=2I0，边框架梁可取I=1.5I0(I0为形截面梁的惯性矩)。 6．对于高度50m以上或高宽比H／B大于4的框架结构，进行侧移近似计算时，除考虑梁和柱的弯曲变形外，还应该考虑_____柱轴向投影__________变形的影响。7．抗震设计时，规则建筑的平面布置应保证平面局部突出部分的尺寸较小，_______质量与刚度____平面分布基本均匀对称。 8．整体墙是指没有洞口或___开洞面积较小__的剪力墙。 9．在高层建筑的一个结构单元内，应尽量减小结构的侧移刚度中心与水平荷载合力中心间的偏心，以降低_____结构扭转_____对房屋受力的不利影响。 10．为保证抗震等级为一、二级的剪力墙墙肢塑性铰区不过早发生剪切破坏，应使墙肢截面的受剪承载力大于其___受弯_____承载力。 11．在结构顶部附加水平地震作用ΔF n的主要原因是考虑______主体结构顶层附加水平地震作用__________对结构地震反应的影响。 12．现浇钢筋混凝土结构的抗震等级是根据设防烈度、建筑类别、场地类别、结构类型和__房屋高度______________确定的。 13．筏式基础有_____梁板式_和平板式两种类型。 14.多层框架在水平荷载作用下的近似内力计算方法—D值法，实际上是对反弯点法中__ 抗侧刚度_______和___反弯点位置___进行了修正。 15.在水平荷载作用下结构的水平位移曲线大致有三种型式：__弯曲型____、___剪切型__和_弯剪型_________。 16.我国《抗震规范》规定的计算水平地震的方法有三种。即___振型分析反应谱法__、__底部剪力法______和____时程分析法____。 17.在框架结构的抗震设计中，框架梁的受压区计算高度x与梁截面的有效高度h0的比值x/h0，对于一级框架梁要满足___趋于0.25____，二、三级框架梁要满足____《=0.35___，四级框架梁则_______无规定___。 18.框架结构在强烈地震作用下，首先发生屈服并产生较大弹塑性位移的楼层称为结构____薄弱层____。 19.壁式框架柱侧移刚度D值的计算，与普通框架柱不同之处是需要考虑___刚域______和剪切变形的影响。 20.框筒结构的柱子轴向力，愈接近筒角愈大，这种现象叫__剪力滞后_____。 21.多层框架结构柱下条形基础梁的___高度______一般宜为柱距的81~41。 22.在地震区，当建筑物平面复杂、不对称并且各部分刚度、质量相差悬殊时，为减小震害可以设置______防震___缝。 23．钢筋混凝土结构承载力抗震调整系数γRE的数值__《1。 24．变形缝中的_______沉降_______缝应将建筑物从屋顶到基础全部分开。 25．若综合框架总剪力V f<0.2V0，则V f应取0.2V0及1.5V f，max二者中的较___小________者。
多层住宅框架结构设计实例与分析 摘要：本文基于现行规范，结合近年来参与的油田住宅项目工程实例，利用概念设计，对多层住宅框架结构的梁、柱等重要结构构件设计以及电算过程中需注意的问题进行了总结探讨，为以后类似的工程设计积累经验。 关键字：现浇板共同作用梁铰接轴压比剪跨比 Abstract：Based on the present regulation, in this paper, according to the oil field house project construction sample, through the concept design, it is necessary to conclude and discuss in the multi-layer house frame construction beam, column design and zooming process for references. Key Words: cast plate combined action; beam pin joint; axel pressure ratio; snip span ratio 一、概述 胜南社区南苑新区二期住宅，以90型2单元为例，七层框架结构，建筑物总高度为19.8m，总建筑面积为2668m2。抗震设防烈度为七度、设计地震分组为第二组，设计基本地震加速度值为0.10g。场地土类型为软弱场地土，场地类别为III类。钢筋混凝土结构抗震等级：三级；地基基础设计等级:丙级；结构的设计使用年限:50年。二、梁设计 在框架梁的弹性受力分析和承载力计算时，是否考虑现浇板的共同作用效应？如果和对梁端跨进行调整？下面结合本工程从概念设计的角度做粗浅的探讨，以利于工程的优化设计。 2.1关于现浇板共同作用的考虑 目前框架结构均采用梁板整体现浇，在水平荷载作用下，通过框架梁和现浇板的共同受弯来约束柱顶的转动，使柱子产生自上而下的反弯曲。由于梁板的共同作用，不仅提高了框架梁的截面刚度，还提高了梁端负弯矩承载能力。在现浇板共同作用下，对梁的设计采取以下措施进行调整： 2.1.1为实现“强柱弱梁”的目的，形成具有延性的结构，梁端弯矩在SATWE 程序的调整信息下调整，梁端弯矩的条幅系数取0.85； 2.1.2 本工程现浇楼板采用刚性楼板假定，考虑到现浇楼板对梁抗扭的有利作用，对梁的扭矩进行折减，折减系数取0.4； 2.1.3 梁和楼板连成一体按照“T”形截面梁工作，因此对梁的刚度进行放大，边框架梁刚度放大系数取1.2，中间框架梁取1.4.
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）
蓬皮社艺术文化中心 设计者解释他的设计意图时说：“我们把建筑看作同城市一样的、灵活的、永远变动的框架。……它们应该适应人的不断变化的要求，以促进丰富多样的活动。 平面分析 建筑表面面积：约90，000平方米；体积：430，000立方米； 楼层高度：共8层，其中6层为地上建筑；共166米长，42米高，60米宽；室内面积：每层7，500平方米的巨大平台；2000年1月1日维修后重新开放，增加了8，000平方米的空间； 整座建筑占地7500平方米，建筑面积共10万平方米。 顶层平面图 总平面图
整座建筑共分为四大部分，分别为：公共图书馆，建筑面积约16000平方米；现代艺术博物馆，约18000平方米；工业美术设计中心，除音乐和声响研究中心单独设置外，其他部分集中在一个长166米、宽44．8米、高7米的巨大空间。它的每一 层面积都有7500平方米，整座建筑上下均衡，占地l公顷，由13根立柱和84根长48米、重72吨的钢梁构成桁架，由28根圆形钢管柱支承。 交通流线分析 外部交通流线图 蓬皮杜中心前院，占据了总建筑面积的一半，这座被誉为意大利复兴时期，理想城市回想的广场，今天已经成为了巴黎人享受午后阳光的理想场所之一。在广场上人们没有任何的限制，这是属于他们自己的免费空间。他和意大利西耶那的康波大广场异曲同工，有一个平缓的坡度，吸引着路人慢慢走到入口。建筑师认为“把面积全都用上是错误的，真正的城市空间是前院，正是前院使蓬皮杜中心的成功成为可能。有了前院，人们才有城市归属感。入口是城市的延续，而前院则展示了城市的生活，正是前院把人们引向了蓬皮杜。
建筑是把通常设在内部的功能部分全部设在建筑外面，每一层面向前院的方位，都设有宽阔的人行走廊，外层有大型电梯，通过半透明的大管道，参观者能够上到顶楼，就像是在骑游乐场的木马。 剖面分析 建 筑 物 的 底 层 是 一 个 大通间，天花上也同样布满了蓝色和黄色的管道，空间上部的各色指示牌，已暗示着时代的转型，给人一种新颖与激动的印象。3层以上是现代艺术展览馆部分，进入展厅后，迎面就是一幅巨大的黑白画面，这种大大小小的黑色圆盘组合画象征着机器时代的特征，在白色塑料板的背后还打着灯光，使得画面对比更加强烈，而且具有立体感。转向右面的对景是一幅红绿相间对比强烈的抽象图案，它似乎在说明当代社会和艺术是丰富多彩的，艺术家的
《钢结构设计禁忌及实例》 《钢结构设计禁忌及实例》 2010年11月02日 内容简介本书依据相干规范及工程实践经验，对钢结构设计中的一些误区和禁区进行了深进分析。书中第一先容了一些工程案例作为警示，进而按规范系统逐条列出r相干设计禁忌、算例以及对规范的修改提议等内容，提出哪些题目不能那样做，而应当如何做。本书内容翔实，实用性、对照性强，可供盛大结构设计职员利用，也供相干专业施工、科研、教学职员参考。 索引第1章钢结构工程违禁犯讳案例 【案例1.1】吊车分袂肢柱头的疲惫拉裂 【案例1.2】将门式刚架钢柱改为混凝土柱 【案例1.3】在多层建筑上扩建门式刚架轻钢结构 【案例1.4】过量积灰积雪 【案例1.5】在吊车梁上随意施焊 【案例1.6】重型平台柱头的剪切破坏 【案例1.7】电机与平台共振 【案例1.8】防锈油漆与防火涂料起化学反映 【案例1.9】柱脚抗剪键设置不到位 【案例1.10】门式刚架设计、施工、治理题目 【案例1.11】钢材选择或利用不当
【案例1.12】未分清钢结构设计图与施工图的关系 【案例1.13】在预应力高强度锚栓上出现焊点 【案例1.14】不留意柱脚锚栓d=72mm与M72的差别 【案例1.15】吊车梁轨道联接的经常损坏 【案例1.16】吊车梁端上部变形引起突缘支座纵向联接题目 【案例1.17】箱形吊车梁真个梁、柱节点过于刚劲 【案例1.18】插进式柱脚埋深未进行计算 【案例1.19】忽视施工运输安设阶段担保结构安稳和平安的临时举措【案例1.20】温度区段的不正常办理 【案例1.21】梁柱节点采用栓焊并用联接的差异算法 第2章选料 【禁忌2.1】对建筑结构钢材根本知识缺乏了解 【禁忌2.2】设计文件中对所引用的国家轨范没有所有、正确地表示【禁忌2.3】不熟悉经常用钢材的性能及特殊要求 【禁忌2.4】用建筑结构用钢板按号取代Q235等钢号的钢板 【禁忌2.5】对铸钢有哪些国家轨范不清楚 【禁忌2.6】对钢材及联接选料要求不足明白具体 【禁忌2.7】对钢结构联接要领一知半解 【禁忌2.8】不了解各种焊接选料的型号、表示办法和具体用途 【禁忌2.9】采用的焊接选料与母材不匹配 【禁忌2.10】对钢结构紧固件联接缺乏了解 【禁忌2.11】不深切理解钢材及其联接的各项强度设计值
《建筑结构抗震设计》课程设计 学院：建筑工程学院 班级：11土木工程1 姓名：******* 学号：30150590110 指导老师：********
建筑结构抗震设计任务书 设计一个钢筋混凝土框架结构房屋，建筑面积6000m2－8000m2，4－6层。房屋的使用功能自拟，柱网布置与房间分隔按照所拟题目合理设置，要求选取计算的横向框架不小于三跨，围护和分隔墙体建议选用加气混凝土砌块，墙体开洞情况根据设计建筑物功能自行设置。设计中选用的建筑层高、楼层活载和混凝土标号按照表1选取。7度设防，第二组，二类场地，设计地震基本加速度0.1g,按照多遇地震计算地震作用。按照要求我选用C30混凝土，楼层活荷载标准值为：2.8－0.12×4=2.32kN/m2。试完成房屋结构的合理布置，并完成以下工作： （1）画出结构方案，绘制结构布置图 （2）底部剪力法计算等效水平地震作用 （3）完成水平荷载下的框架内力计算 （4）进行水平荷载下的位移验算 （5）完成竖向荷载（恒载、活载）下的框架内力计算 表1 混凝土等级、层高、活荷载值分配表 混凝 土等级层高 楼层活荷载标准值（kN/m2；i=0、1、2、3、4） 2.5－0.1i 2.8－0.12i C303.3（学号1－5）（学号6－10）3.6（学号11－15）（学号16－20） C353.3（学号21－25）（学号26－30）3.6（学号31－35）（学号36－40） C403.3（学号41－45）（学号46－50）3.6（学号51－55）（学号56－60）
1结构布置及结构计算简图的确定 结构平面布置图见图1，计算简图见图2。 图1 结构平面布置图 图2 计算简图图3 各质点重力荷载代表值 2荷载标准值计算
多层框架设计实例 某四层框架结构，建筑平面图、剖面图如图1所示，试采用钢筋混凝土全现浇框架结构设计。 1．设计资料 （1）设计标高：室内设计标高±0.000相当于绝对标高4.400m，室内外高差600mm。 （2）墙身做法：墙身为普通机制砖填充墙，M5水泥砂浆砌筑。内粉刷为混合砂浆底，纸筋灰面，厚20mm，“803”内墙涂料两度。外粉刷为1：3水泥砂浆底，厚20mm，马赛克贴面。 （3）楼面做法：顶层为20mm厚水泥砂浆找平，5mm厚1：2水泥砂浆加“107”胶水着色粉面层；底层为15mm厚纸筋面石灰抹底，涂料两度。 （4）屋面做法：现浇楼板上铺膨胀珍珠岩保温层（檐口处厚100mm，2%自两侧檐口向中间找坡），1：2水泥砂浆找平层厚20mm，二毡三油防水层。 （5）门窗做法：门厅处为铝合金门窗，其它均为木门，钢窗。 （6）地质资料：属Ⅲ类建筑场地，余略。 （7）基本风压：（地面粗糙度属B类）。
（8）活荷载：屋面活荷载，办公楼楼面活荷载，走廊 楼面活荷载。 图1 某多层框架平面图、剖面图 2．钢筋混凝土框架设计 （1）结构平面布置如图2所示，各梁柱截面尺寸确定如下。 图2 结构平面布置图 边跨（AB、CD）梁：取 中跨（BC）梁：取 边柱（A轴、D轴）连系梁：取 中柱（B轴、C轴）连系梁：取 柱截面均为
现浇楼板厚100mm。 结构计算简图如图3所示。根据地质资料，确定基础顶面离室外地面为500mm，由此求得底层层高为4.3m。各梁柱构件的线刚度经计算后列于图3。其中在求梁截 面惯性矩时考虑到现浇楼板的作用，取（为不考虑楼板翼缘作用的梁截 面惯性矩）。 边跨（AB、CD）梁： （其他梁、柱的线刚度计算同上，略） 图 3 结构计算简图 （图中数字为线刚度） （2）荷载计算 1）恒载计算 ①屋面框架梁线荷载标准值： 20mm厚水泥砂浆找平 100厚～140厚（2%找坡）膨胀珍珠岩
参考实例： 钢结构课程设计例题 －、设计资料 某一单层单跨工业长房。厂房总长度为120m，柱距6m，跨度为27m。车间内设有两台中级工作制桥式吊车。该地区冬季最低温度为－20℃。 屋面采用1.5m×6.0m预应力大型屋面板，屋面坡度为i=1:10。上铺120mm 厚泡沫混凝土保温层和三毡四油防水层等。屋面活荷载标准值为0.6kN/㎡，雪荷载标准值为0.75kN/㎡，积灰荷载标准值为0.5kN/㎡。 屋架采用梯形钢屋架，其两端铰支于钢劲混凝土柱上。柱头截面为400mm ×400mm，所用混凝土强度等级为C20。 根据该地区的温度及荷载性质，钢材采用Q235―A―F，其设计强度f=215kN/㎡,焊条采用E43型，手工焊接。构件采用钢板及热轧钢劲，构件与支撑的连接用M20普通螺栓。 屋架的计算跨度：Lo=27000－2×150=26700mm，端部高度：h=2000mm（轴线处），h=2015mm（计算跨度处）。 二、结构形式与布置 屋架形式及几何尺寸见图1所示。 图1 屋架形式及几何尺寸
屋架支撑布置见图2所示。 符号说明：GWJ-（钢屋架）；SC-（上弦支撑）：XC-（下弦支撑）； CC-（垂直支撑）；GG-（刚性系杆）；LG-（柔性系杆） 图2 屋架支撑布置图
三、荷载与内力计算 1.荷载计算 荷载与雪荷载不会同时出现，故取两者较大的活荷载计算。 永久荷载标准值 放水层（三毡四油上铺小石子）0.35kN/㎡找平层（20mm厚水泥砂浆）0.02×20=0.40kN/㎡保温层（120mm厚泡沫混凝土）0.12*6=0.70kN/㎡ 预应力混凝土大型屋面板 1.40kN/㎡ 钢屋架和支撑自重0.12+0.011×27=0.417kN/㎡管道设备自重0.10 kN/㎡ 总计 3.387kN/㎡可变荷载标准值 雪荷载0.75kN/㎡ 积灰荷载0.50kN/㎡ 总计 1.25kN/㎡ 永久荷载设计值 1.2×3.387=4.0644 kN/㎡（由可变荷载控制） 可变荷载设计值 1.4×1.25=1.75kN/㎡ 2.荷载组合 设计屋架时，应考虑以下三种组合： 组合一全跨永久荷载+全跨可变荷载 屋架上弦节点荷载P=(4.0644+1.75) ×1.5×6=52.3296 kN 组合二全跨永久荷载+半跨可变荷载 屋架上弦节点荷载 P=4.0644×1.5×6=36.59 kN 1 P=1.75×1.5×6=15.75 kN 2 组合三全跨屋架及支撑自重+半跨大型屋面板重+半跨屋面活荷载 P=0.417×1.2×1.5×6=4.5 kN 屋架上弦节点荷载 3 P=(1.4×1.2+0.75×1.4) ×1.5×6=24.57 kN 4 3.内力计算 本设计采用程序计算杆件在单位节点力作用下各杆件的内力系数，见表1。由表内三种组合可见：组合一，对杆件计算主要起控制作用；组合三，可能引起中间几根斜腹杆发生内力变号。如果施工过程中，在屋架两侧对称均匀铺设面板，则可避免内力变号而不用组合三。
设计资料 北京地区某金工车间。采用无檩屋盖体系，梯形钢屋架。车间跨度21m，长度144m，柱距6m，厂房高度15.7m。车间内设有两台150/520kN中级工作制吊车。设计温度高于-20℃。采用三毡四油，上铺小石子防水屋面，水泥砂浆找平层，8cm厚泡沫混凝土保温层，1.5m×6.0m预应力混凝土大型屋面板。屋面积灰荷载0.6kN/m2，屋面活荷载0.35 kN/m2，雪荷载为0.45kN/m2，风荷载为0.5kN/m2。屋架铰支在钢筋混凝土柱上，上柱截面为400mm ×400mm，混凝土标号为C20。 一、选择钢材和焊条 根据北京地区的计算温度和荷载性质及连接方法，钢材选用Q235-B。焊条采用E43型，手工焊。 二、屋架形式及尺寸 无檩屋盖，i＝1/10，采用平坡梯形屋架。 ＝L-300＝20700mm， 屋架计算跨度为L ＝1990mm， 端部高度取H 中部高度取H＝H +1/2iL＝1990+0.1×2100/2＝3040mm， 屋架杆件几何长度见附图1所示，屋架跨中起拱42mm（按L/500考虑）。 为使屋架上弦承受节点荷载，配合屋面板1.5m的宽度，腹杆体系大部分采用下弦间长为3.0m的人字式，仅在跨中考虑到腹杆的适宜倾角，采用再分式。 屋架杆件几何长度（单位：mm） 三、屋盖支撑布置 根据车间长度、屋架跨度和荷载情况，设置四道上、下弦横向水平支撑。因柱网采用封闭结合，为统一支撑规格，厂房两端的横向水平支撑设在第二柱间。在第一柱间的上弦平面设置刚性系杆保证安装时上弦杆的稳定，第一柱间下弦平面也设置刚性系杆以传递山墙风荷载。在设置横向水平支撑的柱间，于屋架跨中和两端共设四道垂直支撑。在屋脊节点及支座节点处沿厂房纵向设置通长的刚性系杆，下弦跨中节点处设置一道纵向通长的柔性系杆，支撑布置见附图2。图中与横向水平支撑连接的屋架编号为GWJ-2，山墙的端屋架编号为GWJ-3，其他屋架编号均为GWJ-1。
一、设计资料 某2层现浇钢筋混凝土框架结构房屋（按多层框架考虑），其平面及剖面分别见图1和图2，楼层高度分别为H1=3.9m、H2=3.6m见分组表。现浇钢筋混凝土楼（层）盖。框架梁截面参考尺寸：走道梁（各层）为250mm×400mm、顶层为250mm×600mm、一层250mm×650mm。柱截面参考尺寸： 500mm×500mm。混凝土强度等级：梁采用C30；柱采用C35。钢筋强度等级：受力纵筋和箍筋的强度等级分别不低于HRB400、HRB335。 抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度为0.2g，结构阻尼比为0.05，设计地震分组为第二组、场地类别为Ⅳ类。试对该框架进行横向水平地震作用下的地震设计计算。 荷载信息如下：钢筋混凝土容重为25kN/m3，楼板厚度为h见分组表，活荷载标准值：住宅楼面为2.0kN/m2，走道为2.0kN/m2，不上人屋面为0.5kN/m2。设计时考虑雪荷载的影响，雪荷载标准值为0.4 kN/m2。 图1 结构平面图 图2 结构剖面图 注：a=6m,b=2.4m,c=4.5m
二、重力荷载代表值 对于重力荷载的计算，永久荷载取全部，可变荷载取50%，各层重力荷载集中于楼层标高处，各层的墙体均取本层的一半和上一层的一半，顶层只取下层的一半计算。其代表值如图3所示。 第二层： 恒载： 25+[0.25 ]=2538KN 活载：0.50.4 4.5()=103.68KN 荷载代表值G2=2641.68KN 第一层： 恒载： 25+[0.25 ]=3033KN 活载：0.52 4.5()=518.40KN 荷载代表值G1=3551.40KN 为了方便计算，取G1=2645KN，G2=3555KN。 三、结构自震周期计算 1、横梁线刚度的计算 梁柱的刚度均采用D值法计算，即梁的截面惯性矩考虑了楼板的作用，计算结果如表1所示。 表1 梁的抗侧移刚度 部位截面 2 / h b m ?跨度 /l m 矩形截面 惯性矩 3 34 12 10 I bh m - = 边框架梁中框架梁 34 1.5 10 b I I m - = 4 10 c b b E I i l kN m = ? 34 2 10 b I I m - = 4 10 c b b E I i l kN m = ?
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
PMCAD模块的使用 一、框架结构设计例题 本建筑为5层框架结构，抗震设防烈度为7度，二类场地，框架抗震等级为3级，周期折减系数取0.7，按一组计算。基本风压0.4kN/m2，地面粗糙度类别为C类，梁、板、柱的混凝土等级均为C30，梁、柱主筋选HRB400，箍筋选HPB235，板筋选HPB235。框架梁端弯矩调幅系数为0.85，结构重要性系数为1。1～五层的结构层高分别为5.5m（从基础顶面算起）、3.0m、3.0m、3.0m、3.0m。各层采用现浇混凝土板，板厚取100mm。 对于框架结构，非受力墙起分割空间作用，在PMCAD建模时不要布置非受力墙，而应将墙重转化为梁间荷载在荷载输入中布置。大厅、电梯间处的次梁和交叉梁的某些次梁应作主梁输入，卫生间有门洞的墙下不布置二级次梁，做现浇带处理。 具体楼面恒载、活载，梁间恒载按《建筑荷载规范》中的规定取值，或经过计算得出的结果。 结构标准层：结构标准层1、结构标准层2、结构标准层3、结构标准层4。 荷载标准层：荷载标准层1、荷载标准层2、荷载标准层3、荷载标准层4。 楼层组合：1个标准层1+荷载标准层1（层高5.5m）； 2个标准层2+荷载标准层2（层高3.0m）； 1个标准层3+荷载标准层3（层高3.0m）； 1个标准层4+荷载标准层4（层高3.0m）。 主菜单1—建筑模型与荷载输入 *定义第1结构标准层* *建立网格* 轴线输入，正交轴网，轴网输入 开间：6000，跨度：10，添加 进深：5400，跨度1，添加 进深：2100，跨度1，添加 进深：5400，跨度1，添加 基点：左下，转角：0，确定 用光标在屏幕选择一点
图1 柱网布置图
图2 KJ3剖面图（注：此图底层柱高为计算高度，底层层高也为3.60米。室内外高差450mm）
某教学楼为四层钢筋混凝土结构。梁的截面尺寸为250mm×600mm，；柱的截面尺寸为450mm×450mm，混凝土均采用C30（弹性模量Ec=30×106）；现浇梁柱，现浇钢筋混凝土肋梁楼盖，板厚120mm。I类场地，结构阻尼比为0.05。抗震设防烈度8度，设计基本地震加速度为0.20g，设计地震分组第二组。抗震等级为二级。 （1）求解横向水平多遇地震作用，并验算在横向水平多遇地震作用下层间弹性位移；绘制框架在水平地震作用下的梁柱弯矩图、剪力图、柱轴力图。（用顶点位移法计算结构的基本周期，周期折减系数取0.7。计算梁线刚度及柱的抗侧移刚度、基本周期、地震作用、层间地震剪力时，尽可能用表格计算。） （2）计算在竖向荷载作用下，框架结构的内力（弯矩，剪力，轴力），并绘制内力图。弯矩调幅系数取0.8。 屋面和楼面荷载标准值如下：
恒荷载按选定的屋面及楼面构造计算。梁柱每面抹灰20mm，容重17 kN/m3。 注：a.外墙上的窗均为高1.80×宽2.70，窗下墙高均为1米。外墙厚300mm，内墙厚200mm。均采用混凝土小型空心砌块，容重为8.5kN/m3。混凝土容重为25 kN/m3。 （3）求框架结构的内力不利组合。 注：由于构件控制截面的内力值应取自支座边缘处，为此，进行组合前，应先计算各控制截面处的内力值。本设计为了简化起见，梁柱一律采用轴线处内力值（即不进行换算），这样算得的钢筋用量比需要的钢筋略微多一点。 （4）对框架梁柱进行抗震设计。 纵向受力钢筋采用HRB400级，箍筋采用HPB300级。查得材料的强度标注值和设计值如下： 混凝土强度：C30： 222 14.3/; 1.43/; 2.01/ c t tk f N mm f N mm f N mm ===。