高层框架结构专业课程设计.doc

《高层建筑构造课程设计》

设计阐明书

题 目： 某集团员工宿舍楼构造设计
姓 名： XX
班 级： XX
学 号： XX
指引教师： XX

1月18日

课程设计任务书
专业班级 XX 学生姓名 XX
一、题目 某集团员工宿舍楼构造设计

二、重要任务与规定
（1）基本资料：框架构造，6层，柱网尺寸：开间4200，进深6000和2100，层高：首层层高4.2m，其她各层层高3.3m
（2）设计内容：1.拟定构件（梁、柱）截面尺寸及计算简图
2.进行荷载计算
3.进行荷载作用下内力分析与侧移验算，绘制出内力图（或表）
4.内力组合
5.选用一榀框架梁、柱或一片剪力墙进行截面设计
6.绘制构造（梁、柱、墙）施工图
（3）设计规定：设计阐明书1套、构造施工图1套

河南理工大学
课程设计成绩评估书
题目 焦作建工集团员工宿舍楼构造设计

指引教师
年 月 日

目 录
一、摘要
二、工程概况及设计条件
三、建筑重要用材及构造规定
四、构造总信息
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、原则层构造布置图
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、重要分析成果
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列出所做内容大体操作流程及重要技术思路
8.2列出遇到问题及解决办法
十、参照文献

摘 要

本次高层构造课程设计题目为焦作市焦煤集团员工宿舍楼构造设计。设计内容重要为构造设计。本设计主体为六层；底层高为4.2米，别的层高为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，在充分运用空间基本上为员工营造了良好住宿条件。 
本工程采用钢筋混凝土框架构造，建筑抗震设防烈度为7度。构造计算涉及手算和电算两某些，其中手算某些重要为水平地震力作用下构造受力状况。电算某些采用PKPM构造设计软件进行分析计算。 
通过高层构造课程设计，综合应用了所学有关专业知识，对专业水平有很大提高作用，对于PKPM等构造设计软件有了较为进一步结识，为将来工作打下了坚实基本。
核心词：框架构造，高层设计，PKPM

正文某些
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构成。地基承载力原则值为：素填土：，黄土状土：
（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。
本工程采用框架构造,构造采用横向承重体系。楼面采用现浇混凝土楼面,板厚度为100mm,按双向板布置。
建筑级别为二级，构造重要性系数为1.0，抗震设防烈度为7度，地震分组为第二组，构造类型框架，耐火级别二级，屋面防水级别Ⅲ级，使用年限50年。
气象条件：本地主导风向，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% 。
其她条件：
（1）建筑构造安全级别为二级，构造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. 建筑重要用材及构造规定
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. 构造总信息
楼层及楼层参数表
自然层序号
构造层序号
构件原则层号
层高
1
1
1
4.2
2-6
2
2
3.3
3.1 恒荷载计算
（1）屋面框架梁线荷载原则值：
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）楼面荷载原则值
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）楼面框架梁荷载原则值
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
普通状况下主梁经济跨度为5～8m。；框架构造主梁截面高度为跨度1/10～1/18；梁净跨与截面高度之比不适当不大于4。梁截面宽度为梁高1/3～1/2，且不适当不大于200mm，梁截面高宽比不适当不不大于4。
可采用250mm×500mm截面梁。
4.2 柱截面估算及选用
矩形截面柱边长，抗震设计时不适当不大于300mm；圆柱截面直径不适当不大于350mm；柱截面高宽比不适当不不大于3。
则可取柱截面为400mm×400mm。
5. 原则层构造布置图
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.重要分析成果
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梁线刚度计算
在计算框架梁截面惯性矩I时考虑楼板影响。在框架梁梁端节点附近，梁受负弯矩，顶部楼板受拉，楼板对梁截面抗弯刚度影响较小；而在框架梁跨中，楼板处在受压，楼板对梁截面抗弯刚度影响较大。本工程是现浇楼盖，中框架取I=2I0，且要比对某些为中间框架，故梁线刚度计算如表3-1所示
表3-1 框架梁线刚度
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柱线刚度计算
框架柱线刚度计算如表3-2所示
表3-2 框架柱线刚度
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

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

7.3.4框架柱剪力计算

层号
水平荷载
层剪力

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

层号
()
()
K

y
K

y
6
0.149
-0.15
0
0
0
-0.15
0.417
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
0
0
0
1.0
0.532
0.73
0
0
0
0.73
7.3.5各板反弯点高度比

7.3.6各层柱端弯矩
层号
()
()

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
0
3.97
99.78
36.33

7.4侧移验算

7.5轴压比和剪重比

底层轴压比

顶层轴压比

8.总结与体会
8.1列出所做内容大体操作流程及重要技术思路
PMCAD:绘制网格—网格生成—形成网点—构件定义—梁柱断面—楼层定义—换原则层—梁、柱布置—本层信息（本层修改）—荷载定义—楼层组装
SETWE:PMCAD—接PM生成数据—构造分析—构件配筋—次梁及内力配筋—成果分析及检查。
8.2列出遇到问题及解决办法
（1）在输入楼面荷载时，无法输入到原则层上。应当先添加恒活组合，在楼层组装时将原则层与相应楼面荷载组合即可。
（2）当进行板施工图时无法对的出图，应当先进行楼板计算，然后逐间配筋即可。
（3）在SATWE8计算中浮现错误，应当先进行接PM生成数据，并进行必要设立，才干对的进行分析计算。

参照文献
[1] 陈兴义.房屋建筑学. 郑州：郑州大学出版社，
[2] 吕西林.高层建筑构造.武汉：武汉理工大学出版社，
[3] 王社良.抗震构造设计.武汉：武汉理工大学出版社，
[4] 梁兴文.混凝土构造基本原理.重庆：重庆大学出版社，
[5] 龙驭球，包世华．构造力学I．北京：高等教诲出版社，
[6] 中华人民共和国住房和城乡建设部.混凝土构造设计规范GB50010-.北京：中华人民共和国建筑工业出版社，
[7] 工程建设原则化协会.建筑构造荷载规范［S］.北京：中华人民共和国建筑工业出版社，