高层框架结构设计
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**小区3#高层框架结构设计计算书目录1、单层或多层混凝土结构课程设计任务书 32、课程设计计算书 72.1设计资料 7 2.2结构布置及结构计算简图的确定 82.3荷载计算 102.4内力计算 162.5内力组合 282.6截面设计 322.6.1梁的截面配筋 322.6.2柱的截面配筋 373、参考文献资料 431 .单层或多层混凝土结构课程设计任务书1.1设计任务1.1.1设计题目:某大学学生宿舍框架结构设计1.1.2设计条件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,L1=5.4m(5.7m、6m),H1=4.2m(4.5m)。
楼面和屋面采用现浇钢筋混凝土肋形楼盖结构;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/㎡(3kN/㎡、4kN/㎡);楼面构造层的恒载标准值为1.56kN/㎡;楼面活荷载标准值为2.0kN/㎡(2.5kN/㎡、3kN/㎡);墙体采用灰砂砖,重度γ=18kN/m3,外墙贴瓷砖,墙面重0.5kN/㎡,内墙面采用水泥粉刷,墙面重0.36kN/㎡;木框玻璃窗重0.3kN/㎡,木门重0.2kN/㎡;混凝土强度等级和钢筋级别请自行选择。
建设地点位于某城市郊区,底层为食堂,层高5.0m,2~7层为学生宿舍,层高4.2m,室内外高差ω=0.5kN/㎡(0.45kN/㎡、0.4kN/㎡)。
试对该结构0.6m,基础顶面标高-1.500m。
基本风压。
进行结构设计,不考虑抗震设防图1-1 标准层平面图1.1.2 设计内容(1)确定构件截面尺寸、材料选用;(2)荷载计算;(3)对一榀框架进行内力分析、计算及组合;(4)框架构件截面设计。
图1-2 I—I剖面图1.1.3设计成果(1)设计计算说明书一份课程设计计算说明书应装订成册,要求打印(严禁复印),应包括以下内容:1)封面:包括课程设计名称、学院(系)及专业名称、学生姓名、学号、班级、指导教师姓名,以及编写日期等。
《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:XX2015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。
多层、⾼层框架结构设计统⼀技术措施多层、⾼层框架结构设计统⼀技术措施⼀、板厚(跨度及荷载较⼤的板尚应满⾜设计要求)1、楼⾯板卧室、厨、卫、阳台100开间≥3.9m卧室110开⾓窗卧室1/22板跨且不⼩于150客厅(短向板跨)3.9~4m单向板(或接近单向板)1204.2m单向板(或接近单向板)1304.2m双向板1204.3~4.5m双向板130电梯机房1502、屋⾯板:110(10层或28.000m以下) 150(18层以上) 120(11层或28.00m以上~18层),但跨度较⼤的板,尚应满⾜设计要求,坡屋⾯厚度应加⼤100。
3、楼电梯间屋⾯1104、电梯间及开较⼤洞⼝周边楼板120(板筋双层双向通长)5、楼梯梯板厚度:⼀般楼梯厚度取楼梯跨度的1/28,消防楼梯取楼梯跨度的1/26。
楼梯梯板厚度表(⼀)⼀般楼梯⼀般楼梯配筋表(板厚取楼梯跨度的1/28) (砼C25、HRB335)消防楼梯⼆、计算输⼊荷载恒载表(仅适⽤于住宅做⼀般装修,当装修要求⾼或需吊顶时要相应加⼤)卫⽣间按回填400计算客厅、餐厅、商铺楼⾯:板厚x26+1.7屋⾯板板厚x26+3.5楼梯8.0 (⽤于梯板厚⼩于150和跨度较⼩板,否则应相应增加)需回填的卫⽣间回填厚x20+板厚x26+1.41、活载阳台 2.5连通阳台 3.5上⼈屋⾯ 2.0不上⼈屋⾯0.5消防疏散楼梯间 3.5带浴缸卫⽣间 4.0电梯机房7.0办公室、教室、餐厅、医院门诊部的⾛廊、门庭、楼梯 2.5其余区域 2.0商铺 3.5消防通道16(分项系数1.0,单向板楼盖和⽆梁楼盖)或12(双向板楼盖)2、砌体填充墙线荷载(3m层⾼),采⽤容重不⼤于7KN/m3的加⽓混凝⼟砌块250厚7.3(外)200厚 6.3(外) 6.0(内)150厚 5.0有凸窗处:视同实体墙外墙开⼤窗处:根据开窗⽐例按实体墙折减0.5~0.8阳台栏杆 3.0三、抗震设防烈度和抗震等级(应符合GB50011-2001表6.1.2)四、结构布置建筑、结构标⾼在武汉地区相同,其他地区按要求1、墙厚度为200时,普通剪⼒墙墙长≥1700,短肢剪⼒墙墙长⼀般为1000。
框架结构在高层建筑设计中的主要问题分析摘要:结合实际工程经验,对高层建筑框架结构设计中所存在的若干问题进行探讨,以期为同行提供有益的参考。
关键词:高层建筑;框架结构;结构设计前言目前我国高层建筑发展迅速,其设计思想在不断更新,建筑平面布置与竖向体形也越来越复杂,给高层结构设计提出更高的要求。
高层建筑采用框架结构形式,可形成内部大空间,同时也能进行灵活的建筑平面布置,特别适合大型商场,大空间写字楼和学校大空间教室,宿舍等。
因此,框架结构体系在结构设计中应用甚广,特别是在高度不超过60m的高层建筑中,其优势更为明显、突出。
《建筑抗震设计规范》gb 50011- 2010(以下简称《抗规》) 6.1.1条对框架的高度限制如表一。
与此同时,高层建筑框架结构设计过程中的一些现实问题却往往被忽视,给工程质量留下隐患。
表6.1.1现浇钢筋混凝土房屋适用的最大高度(m)结构类型烈度6 7 8(0.2g) 8(0.3g) 9框架60 50 40 35 24表一1高层建筑框架结构设计中应注意的问题一是结构的规则性问题。
由于框架结构的框架柱既承受承受竖向重力荷载又水平剪力,因此高层框架结构平面宜布置规则,同时《抗规》采用强制性条文明确规定“严重不规则的建筑不应采用。
”,同时也应注意避免竖向不规则,嵌固端上下层刚度比信息等,,因此结构工程师在规范的这些限制条件上必须严格注意,以避免后期施工图设计阶段工作的被动。
如因建筑功能和造型要求使得平面不规则而导致电算指标无法达到规范要求或使某些边柱边梁截面和配筋过大,可适当增加一些剪力墙以抵抗水平剪力,使结构整体性更加合理,按《抗规》“6.1.3.1设置少量抗震墙的框架结构,在规定的水平力作用下,底层框架部分所承担的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50%时,其框架的抗震等级应按框架结构确定,抗震墙的抗震等级可与其框架的抗震等级相同。
”二是结构的超高问题。
在《抗规》与高层建筑设计规范中,对高层建筑框架结构的总高度都有严格的限制,尤其是《抗规》中针对框架结构的抗震等级分界由原来的30米降为24米,如表二,框架结构的最大适用高度如表一。
试析高层建筑框架结构设计中应注意的若干问题【摘要】我国建筑行业是伴随着国内社会经济的迅速发展,以及时代的进步,而逐渐兴起的一个新型行业类型。
在我国建筑工程项目建设过程中,高层建筑框架结构设计工作是一项十分重要的工作内容,直接关系到建筑工程项目经济收益与社会效益的实现。
【关键词】高层建筑;框架结构;设计技术近年来,我国高层建筑在结构设计工作中,逐步实现了与世界先进理念的接轨与融合,建筑结构的体系与模式也呈现出了多项发展的新形势。
建筑平面布置与竖向体形也越来越复杂,给高层结构设计提出更高的要求。
高层建筑采用框架结构形式,可形成内部大空间,同时也能进行灵活的建筑平面布置,因此,框架结构体系在结构设计中应用甚广,特别是在高度不超过 60m的高层建筑中,其优势更为明显、突出。
与此同时,高层建筑框架结构设计过程中的一些现实问题却往往被忽视,给工程质量留下隐患。
1、高层建筑框架结构设计的技术要点分析高层建筑框架结构设计中的技术应用既要结合建筑物的实际功能需求,还要满足建筑物的抗震要求。
在设计中,一定要抓住设计项目的要点,加以深入的研究与探讨,最终制定出较为完善的设计方案。
高层建筑框架结构的设计要点,主要表现为以下几方面:1.1 基础部分的设计技术要点柱下扩展基础宽度较宽或地基不均匀及地基较软时,宜采用柱下条基,并应考虑节点处基础底面积双向重复使用的不利因素,适当加宽基础。
建筑地段较好,基础埋深大于 3m时,结构工程师应建议甲方做地下室。
当地基承载力满足设计要求时,地下室底板可不再外伸以利于防水。
每隔 30~40m设一后浇带,两个月后再用微膨胀混凝土浇注。
设置地下室可降低地基的附加应力,提高地基的承载力,减少地震作用对上部结构的影响。
在设计过程中不应设局部地下室,地下室应有相同的埋深。
地下室外墙为混凝土时,相应的楼层处梁和基础粱可取消。
抗震缝、伸缩缝在地面以下可不设,连接处应加强,但沉降缝两侧墙体基础一定要分开。
浅谈高层框架结构设计
摘要:建筑设计不仅须要保证建筑结构的安全,还要考虑其总体的经济效益和使用舒适性。
在建筑设计中,建筑框架设计在保证建筑结构安全的前提下,对整个建筑的布局也有一个统筹全面的规划,对实现建筑发挥其最大的使用价值有着至关重要的作用。
因此,在此文中,笔者将从个人工作经验出发,具体分析概括一下框架结构设计的几点设计意见。
关键词:柜架结构设计板梁柱基础
从专业的定义讲来,框架结构是指由梁和柱子,以钢接或者铰接相连接的方式来构成承重体系的一种建筑结构,即由梁和柱子组成建筑的基本框架来共同抵抗使用过程中可能出现的水平荷载和
竖向荷载。
采用结构的房屋墙体在根本上并不是用于承重的,而是仅起到围护和分隔的作用,一般的建筑结构所选用的材料是用预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、空心砖或多孔砖、浮石、蛭石、陶粒等轻质板材等材料砌筑或装配而成。
框架结构设计步骤及要点主要包括:建筑结构的设计依据、建筑的抗震等级和人防等级、具体的地基情况及建筑承载力、防潮抗渗设计方案,所用材料的等级,施工中应该引起注意的事项、选用的详细设计图案、通用详图以及在建筑施工图中未画出而通过文字或者图纸说明来表达的信息。
在建筑结构设计时的具体计算步骤如下:
(1)根据各杆件的线刚度计算各节点的杆端弯矩分配系数,并计算竖向荷载作用下各跨梁的固端弯矩。
(2)计算框架各节点的不平衡弯矩,并对所有节点的不平衡弯矩计进行第一次分配(其间不进行弯矩传递)。
(3)将所有杆端的分配弯矩同时向其远端传递,(对于刚接框架,递系数均取1/2),递系数均取。
(4)将各节点因传递弯矩而产生的新的不平衡弯矩进行第二次分配,使各节点处于平衡状态。
至此,整个弯矩分配和传递过程即告结束。
(5)将各杆端的固端弯矩,分配弯矩和传递弯矩叠加。
在建筑结构设计中,最常用的建筑结构是混凝土框架(其方式有现浇整体式、装配式、装配整体式,也可根据具体的需要对建筑结构的梁和板施加预应力)。
之所以在建筑结构设计时采用框架建筑设计的原因是:框架结构可以将建筑空间灵活地分隔开来从而方便配合建筑平面布置,利于安排需要较大空间的建筑结构,以达到资源的最大化利用;再者由于其自重轻而有利于抗震,同时也有利于节省建筑材料;建筑框架结构因为梁、柱构件设计的标准化、定型化,便于采用装配的整体式结构,方便统一施工,以缩短施工工期;尤其在采用现浇混凝土框架时,建筑的整体结构和刚度较好,良好的建筑结构设计在一定程度上还做到了抗震的效果。
当然,框架结构体系也不是完美无瑕的美玉。
它本身也是存在
缺点的,比如:框架结构因为其侧向刚度小,在属性上属于柔性结构框架,在强烈地震作用下,建筑整体结构所产生的水平位移偏大,易造成严重的非结构性破性而损坏建筑结构;另外,因为建筑结构构建的巨大工程量,钢材和水泥用量相应的也很大,机械吊装的次数多,工程之间的接头工作量也大,耗费人力物力,再者,建筑工程作为一种户外活动,其施工工程容易受季节、环境的影响;从定义上可以知道建筑结构框架是由梁柱构成的杆系结构系统,其水平方向上的承载力和刚度都较低。
尤其是与各楼层相比而言,由于承重程度的不同,层间变形上小下大,因此,在建筑结构设计过程中如何提高框架的刚度以及如何控制好结构侧移是整个兼职结构设
计所考虑当然重要因素。
对于钢筋混凝土框架,在建筑高层建筑时,由于其承重过多,其结构底部各层不但柱的轴力很大,而且梁和柱由水平荷载所产生的弯矩和整体的侧移亦显著增加,从而就导致截面尺寸和配筋增大,给建筑平面布置和空间处理带来一些结构性地困难,从而影响建筑空间的最优使用。
这些缺点也正是当前建筑结构设计领域的难题,因此,在结构设计方面,规范科学的操作是必要且迫切的。
下面,笔者将从建筑结构设计的操作规范角度对建筑结构设计做一些总结。
首先,对于建筑结构设计中梁的要求如下:
截面宽度不宜小于200mm;截面高宽比不宜大于4;净跨与截面高度之比不宜小于4。
其次关于梁宽,在梁宽大于柱宽的扁梁时,
楼板应采取现浇的方式,在普遍建筑结构设计时,梁小线最好能与柱中线重合,在布置梁时,采用双向布置的方式,且这种方式并不适用于一级框架结构。
在满足现行有关规范对挠度和裂缝宽度的规定的前提下,要做到粱端的纵向受拉钢筋的配筋率最大不能大于2.5%。
且包括受压钢筋的梁端混凝土受压区高度和有效高度之比,其中,一级不应大于0.25。
二级不应大于0.35。
对于按计算确定的梁端截面底面和顶面的纵向钢筋配筋量比值,一级最小0.5,二、三级最小为0.3。
对于建筑结构一、二级的框架梁内贯通结构中柱的纵向钢筋的直径和矩形截面柱,不能超过柱在该方向截面尺寸的1/20,如果截面柱是圆形的,最大的纵向钢筋所在位置是柱截面弦长的1/20。
其次,对于建筑结构中柱的要求如下:建筑结构截面的宽度和高度均最小为300mm,圆柱直径最小为350mm。
再次,对于建筑结构中板的要求如下:
板的设计:根据经验,板厚—般取120、140规定的取值范围梁端弯矩的调幅系数取0.85,在建筑结构设计时,也总会遇到一些建筑技术和建筑环境的特殊情况和难题。
下面,我将对一些常见问题进行一下分析。
(1)在建筑结构基础平面设计图上应加指北针。
(2)当结构基础下有防空洞或枯井等时,可采用厚板跨过阻碍的方式越过建筑结构障碍,当然在混凝土基础下要做垫层。
(3)当建筑结构下穿过防水层时,应考虑防水层厚度并依据具体情况设计建筑板的厚度。
(4)当施工的建筑地段较好,并且有大于3米的基础埋深的地段时,应设计为地下室。
且地下室应有相同的埋深。
因为设置地下室可以降低地基的附加应力,从而能提高地基的承载力(尤其是在周围有建筑时是更实用的),减少地震作用对上部结构的影响。
但是也不应设局部地下室。
(5)当地下室底板地基承载力满足设计要求时,可不再外伸来达到防水的目的。
在底板上每隔30或40米设一个后浇带,并注明在地下室施工的两个月后会使用微膨胀混凝土浇注。
(6)当地下室外墙为混凝土时,为减少工序、节约资源可减少或取消相应的楼层处梁和基础梁的工程。
(7)抗震缝、伸缩缝在地面以下可以不设计接缝,但是在建筑结构的连接处应加强以保证质量。
(8)出于与周边环境的和谐共建,新建的建筑物基础不能深于周围建筑物的已有基础。
但是如果深于周围建筑物的基础,并其两建筑物间的基础净距最小为两者基础之间高差的1.5至2倍,否则必须使用抗滑移桩,防止对周边建筑物造成破坏。
尤其是当建筑层数相差较大时,应在层数较低的建筑物的基础方格的中心区域内使用焦碴来调整基底的附加应力保护已有建筑。
对于结构设计员而言,在进行多层框架房屋结构设计时,一方
面在掌握设计规范的前提下,还应根据自己在工程设计中所积累的经验,结合设计时所计算的结果选择出最适合的结构体系,正确的处理结构设计中问题,从而提高结构的设计质量。