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高层框架结构课程设计

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《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 目 录

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

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4380.48m2，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：kPafak120，黄土状土：kPafak180

（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。

（2）屋面活荷载0.5kN/m2，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

1 1 1 4.2

2-6 2 2 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=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=1/12bh³ I=2I0 ic=EI/h

AB跨 5.4

0.25×0.5 0.0026 0.0052 2.7

BC跨 3 4.85

CD跨 5.4

2.7

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

轴线 层号 截面（m×m） 层高h（m） Ic=1/12bchc3 ic=EIc/h

ABCD 2--9

0.4×0.4 3.3

0.0021 18.1

1 4.2 14.2

注：C25混凝土E=2.8×10ˆ7kN/ m²

7.3.3柱抗侧刚度计算

层号 柱编号 ic K α D D

2-6 A 18.1 0.149 0.069 13821

96650 B 18.1 0.417 0.173 34504

C 18.1 0.417 0.173 34504

D 18.1 0.149 0.069 13821

1 A 14.2 0.190 0.315 30429

135624 B 14.2 0.532 0.408 39412

C 14.2 0.532 0.408 39412

D 14.2 0.190 0.315 30429

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混凝土框架结构课程设计

混凝土框架结构课程设计

钢筋混凝土课程设计三

钢筋混凝土多层框架结构设计

1. 设计资料

（1）基本资料

南方某高校拟建一四层教学楼，采用整体式钢筋混凝土框架结构，现浇双向板肋梁楼盖，楼板厚均按100㎜设计，屋面板按120㎜设计。

建筑总高19.0m，每层层高3.9m，室内外高差0.45m。基础顶面标高定位－1.0m。

抗震设防烈度为7度，Ⅱ类场地土，特征周期分区为第三组。

基本风压w0=0.35kN/㎡，地面粗糙度为B类。

基本雪压s0=0.25 kN/㎡。

活荷载：内走道及卫生间：2.5 kN/㎡，其余房间：2.0 kN/㎡。

楼梯间荷载：10 kN/㎡（恒+活），一般取恒荷载为7.5 kN/㎡，活荷载为2.5 kN/㎡。

上人屋面活荷载：2.0 kN/㎡；不上人屋面活荷载:0.5 kN/㎡。

（2）建筑构造

楼面面层做法：水磨石楼面（0.76 kN/㎡）；

顶棚抹灰：20㎜厚混合砂浆刷乳胶漆（γ=17 kN/㎥）；

内墙做法：190厚小型空心砌块（2.28 kN/㎡）；

外墙做法：249厚小型空心砌块（2.88 kN/㎡）；

内外墙装修一律采用20㎜厚混合砂浆找平后刷外墙漆。

（3）材料选用

混凝土：底层采用C30；二层以上采用C30。

钢筋：梁、柱中受力纵筋均采用HRB335，箍筋及构造钢筋采用HPB235。

2. 结构布置及计算简图

（1）抗震等级确定：框架结构，高度H=19m<30m，设防烈度为7度，抗震等级为三级。

（2）框架结构梁、柱截面尺寸确定

① 横向框架梁截面尺寸确定

边跨： hb=

l0 =

×6600=660㎜，取hb=600㎜，取bb=

hb=

×600=300㎜，取bb=250㎜，l0/hb=6600/600=11>4。

中间跨： hb=l0/8=3000/8=375㎜，取hb=400㎜，bb=hb/2=400/2=200㎜，取bb=250㎜，l0/h0=3000/400=7.5>4。

结构设计原理课程设计

结构设计原理课程设计

结构设计原理课程设计

设计背景：

结构设计原理是一门专业课程，旨在教授学生在建筑和工程项目中应用结构设计原理的基本概念和技术。本课程的设计目标是让学生通过实践项目和理论研究，掌握结构设计的原理和方法，培养他们具备独立进行结构设计工作的能力。

项目介绍：

本次结构设计原理课程设计项目是设计和分析一个多层混凝土框架结构的住宅楼。该楼居住面积约为1000平方米，共有5层，位于一个高地上，地势较为平缓。

设计步骤：

1. 结构初步设计

1.1 确定设计载荷：根据住宅楼的用途和相关标准规范，确定设计载荷，包括永久荷载、可变荷载和地震荷载等。

1.2 选择结构类型：根据设计载荷和建筑要求，选择适合的结构类型，例如混凝土框架结构、钢框架结构等。

1.3 建立结构模型：根据楼层平面布置和空间要求，建立结构模型，包括梁、柱、墙等结构构件。

1.4 初步确定构件尺寸：根据结构模型和设计载荷，初步确定各构件的尺寸。 1.5 选择材料：根据设计要求和结构类型，选择适当的材料，如混凝土、钢筋等。

2. 结构分析和优化

2.1 进行荷载计算：根据建筑要求和相关规范，对结构进行荷载计算，包括静力计算和动力计算。

2.2 进行结构分析：根据荷载计算结果，进行结构静力分析和动力分析，求解结构的内力和变形。

2.3 评估结构安全性：根据结构分析结果，评估结构的安全性和稳定性，确保结构在设计载荷下的安全可靠。

2.4 进行结构优化：根据结构分析和评估结果，对结构进行优化设计，如调整构件尺寸、增加或减少支撑等。

3. 结构详细设计

3.1 细化构件尺寸：根据结构优化结果，细化各构件的尺寸，满足承载力、刚度和变形等要求。

3.2 确定构件布置：根据结构模型和构件尺寸，确定各构件的布置和连接方式。

3.3 进行材料选择：根据结构要求和可行性，进一步选择具体的材料规格和品种。

多层钢框架结构课程设计

多层钢框架结构课程设计

多层钢框架结构课程设计

一、课程目标

知识目标：

1. 让学生理解多层钢框架结构的基本概念，掌握其组成原理及分类。

2. 使学生掌握多层钢框架结构的设计原则和计算方法，能够运用相关公式进行简单结构分析。

3. 帮助学生了解多层钢框架结构在实际工程中的应用，掌握相关施工技术及验收标准。

技能目标：

1. 培养学生运用专业软件进行多层钢框架结构设计和分析的能力。

2. 培养学生根据实际工程需求，编制多层钢框架结构施工方案的能力。

3. 提高学生团队协作能力，学会在项目中进行有效沟通和分工合作。

情感态度价值观目标：

1. 培养学生对建筑结构工程的热爱，激发学习兴趣，树立良好的职业素养。

2. 培养学生严谨的科学态度，注重实践操作，强调安全意识，养成良好的工程习惯。

3. 培养学生具有创新精神和环保意识，关注建筑行业的发展趋势，为我国建筑事业做出贡献。

本课程针对高年级学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，将目标分解为具体的学习成果。课程旨在帮助学生系统地掌握多层钢框架结构的相关知识，提高学生的实际操作能力和工程素养，为未来从事建筑结构设计、施工和管理等工作打下坚实基础。

二、教学内容

1. 多层钢框架结构基本概念：包括结构组成、分类及特点，对应教材第一章内容。

- 钢框架结构定义及发展概况

- 钢框架结构的分类及组成原理

2. 多层钢框架结构设计原则与计算方法：包括结构设计的基本原则、受力分析及计算方法，对应教材第二章内容。

- 结构设计基本原则及规范要求

- 受力分析及内力组合

- 钢框架结构计算方法及公式应用

3. 多层钢框架结构施工技术及验收标准：包括施工工艺、施工组织设计及验收要求，对应教材第三章内容。

- 钢结构施工工艺及操作要点

- 施工组织设计及施工方案编制

- 验收标准及质量控制措施

4. 多层钢框架结构工程实例分析：结合实际案例，分析多层钢框架结构的设计、施工及管理过程，对应教材第四章内容。

钢结构多层框架课程设计

钢结构多层框架课程设计

钢结构多层框架课程设计

一、教学目标

本课程旨在让学生掌握钢结构多层框架的基本原理、设计方法和施工技术，培养学生对钢结构的认知能力和实际操作能力。具体目标如下：

1. 知识目标：

（1）了解钢结构多层框架的结构特点及应用范围；

（2）掌握钢结构多层框架的设计原理和计算方法；

（3）熟悉钢结构多层框架的施工技术和质量控制要点。

2. 技能目标：

（1）能够运用相关软件进行钢结构多层框架的设计和计算；

（2）具备钢结构多层框架施工图的阅读和理解能力；

（3）具备钢结构多层框架施工现场的监督和指导能力。

3. 情感态度价值观目标：

（1）培养学生对钢结构的兴趣和热情，提高学生对钢结构行业的认同感；

（2）培养学生严谨的科学态度和良好的职业道德，注重团队合作；

（3）培养学生关注安全生产，提高安全意识。

二、教学内容

本课程的教学内容主要包括以下几个部分：

1. 钢结构多层框架的基本概念和结构特点；

2. 钢结构多层框架的设计原理和计算方法；

3. 钢结构多层框架的施工技术；

4. 钢结构多层框架的质量控制和验收标准；

5. 钢结构多层框架的案例分析。

三、教学方法

为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式，包括： 1. 讲授法：通过讲解钢结构多层框架的基本概念、设计原理和施工技术等理论知识；

2. 案例分析法：分析典型钢结构多层框架案例，使学生更好地理解和掌握相关知识；

3. 实验法：学生参观施工现场或实验室，亲身体验钢结构多层框架的施工过程；

4. 讨论法：学生进行小组讨论，培养学生的团队合作能力和解决问题的能力。

四、教学资源

为了保证教学质量和效果，我们将准备以下教学资源：

1. 教材：选用权威、实用的钢结构多层框架教材作为主要教学资源；

2. 参考书：提供相关的钢结构多层框架设计、施工和验收标准的参考书籍；

3. 多媒体资料：制作精美的课件、教案和视频资料，以便生动形象地展示钢结构多层框架的相关知识；