某大学学生活动中心框架结构课程设计.doc
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1、课程设计(论文)题 目 名 称 某大学学生活动中心框架结构设计 课 程 名 称 高层建筑结构设计 学 生 姓 名 学 号 系 、专 业 城市建设系土木工程(房建方向) 指 导 教 师 2011年 9月 30 日课程设计(论文)任务书年级专业2008级土木房建本科学生姓名学 号218题目名称某大学学生活动中心框架结构设计设计时间第56周课程名称高层建筑结构设计课程编号设计地点教学1A404一、 课程设计(论文)目的了解多、高层建筑结构的结构体系及各种体系特点及应用范围;熟悉掌握风荷载及地震作用的计算方法;掌握框架结构的内力及位移计算方法,理解框架结构内力分布及侧移变形的特点及规律;学会框架结构的
2、配筋计算及构造要求。二、 已知技术参数和条件某大学学生活动中心楼,建筑面积约4500m2,无地下室,地上6层,采用柱下独立基础,钢筋混凝土框架结构,平面体型为矩形,开间尺寸和房间进深依据具体情况而定。如附图所示,图中所绘柱网尺寸只是其中一种,每个学生按照各自学号选择计算所用的柱网尺寸。首层层高3.9m,其余层高为3.3m,不考虑抗震设计。其他材料做法见附属资料三、 任务和要求任务:掌握多层及高层框架结构设计的基本方法,根据给定的建筑资料和技术参数,运用框架结构设计理论知识,通过一榀框架梁柱荷载、内力、位移计算,编写计算书一份;绘制一榀框架配筋施工图A3纸机绘图或A2手绘图1张。要求:1根据设计
3、内容编写结构配筋据计算设计说明书A4纸,能掌握一定结构施工图的表达技能;对高层建筑设计中的基本假定有初步了了解,并会使用一般的手算方法;能够了解高层结构的受力性能、变形特点和设计原则2施工图应有必要的说明,内容包括:工程概况;设防烈度,抗震等级;材料说明;钢筋的锚固长度,搭接长度取值;必要的其他注意事项等。注:1此表由指导教师填写,经系、教研室审批,指导教师、学生签字后生效;2此表1式3份,学生、指导教师、教研室各1份。四、参考资料和现有基础条件(包括实验室、主要仪器设备等)1沈蒲生编著高层建筑结构设计中国建筑工业出版社第1版 20062沈蒲生编著高层建筑结构设计例题中国建筑工业出版社第版20
4、053梁兴文,史庆轩主编土木工程专业毕业设计指导科学出版社 20024沈蒲生主编,梁兴文副主编混凝土结构设计高等教育出版社第2版2006五、进度安排2011.9.18:结构平面布置、梁柱尺寸确定、荷载计算2011.9.189.24:竖向荷载作用下的内力计算分层法;水平荷载作用下的内力计算D值法9.249.26:内力组合、配筋计算9.279.28:手绘图或机绘图9.299.30:继续修改施工图、整理计算书9.30:整理课程设计成果六、教研室审批意见教研室主任(签字): 年 月 日七|、主管教学主任意见 主管主任(签字): 年 月 日八、备注指导教师(签字):贺海斌 学生(签字):附加资料:基本条
5、件:某大学学生活动中心,建筑面积约3200m2,无地下室,地上6层,采用柱下独立基础,钢筋混凝土框架结构,平面体型为矩形,开间尺寸和房间进深依据具体情况而定。如图所示,图中所绘柱网尺寸只是其中一种,每个学生按照各自学号选择计算所用的柱网尺寸。首层层高3.9m,其余层高为3.3m。设计资料:(1)气象资料:基本风压0.3KN/m2,基本雪压0.3KN/m2。(2)抗震设防:非抗震设计。(3)工程地质资料:II类场地,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:黄土状土:地下水在地表下5.5m(4)主要建筑做法:屋面做法:(可自己根据房屋建筑学课程的介绍,选定屋面做法)二毡三油撒绿豆沙
6、15mm厚1:3水泥砂浆找平30mm(最薄处)1:8水泥焦渣找坡冷底子油热沥青各一道20mm厚1:3水泥砂浆找平40mm钢筋混凝土整浇层预应力混凝土多孔板楼面做法:(或根据需要,自己选定楼面做法)水磨石地面(10mm面层、20mm水泥砂浆打底);细石混凝土整浇层35mm厚,预应力空心楼板、铝合金龙骨吊顶外纵墙做法:2.1m高钢框玻璃窗,门窗洞口尺寸可自定;窗下900mm高240mm厚粘土砖墙,外墙面为水刷石,内墙面为20mm粉刷。(5)材料:混凝土C30,钢筋HRB400,箍筋HPB235级三、设计内容及成果要求1、确定梁、柱截面尺寸及框架计算简图2、荷载计算与侧移计算3、荷载作用下的内力分析
7、4、荷载组合与内力组合5、选取一榀框架梁、柱截面配筋计算,写出计算书1份,并统一格式A4打印和封面。6、绘制框架结构模板配筋配筋图(手工绘制2图12张)四、设计时间:2周五、设计柱网尺寸选择:按学号顺序选取各自对应的柱网尺寸,不得雷同,否则不予通过。具体见下表(单位:mm)学 号(根据学号总位数和末尾数字选择)开间尺寸进深尺寸轴轴轴位数1位,学号偶数3600570021005700位数1位,学号奇数3900570024005700位数2位,学号末尾04200570027005700位数2位,学号末尾13000570030005700位数2位,学号末尾23300480021004800位数2位,
8、学号末尾33600480024004800位数2位,学号末尾43900480027004800位数2位,学号末尾54200480030004800位数2位,学号末尾63600450021004500位数2位,学号末尾73900450024004500位数2位,学号末尾83300600024006000位数2位,学号末尾93600600027006000位数3位,学号末尾03900600030006000位数3位,学号末尾14200510021005100位数3位,学号末尾23000510024005100位数3位,学号末尾33300510027005100位数3位,学号末尾4360051003
9、0005100位数3位,学号末尾53900540021005400位数3位,学号末尾64200540024005400位数3位,学号末尾73000540027005400位数3位,学号末尾83300540030005400位数3位,学号末尾93000600021006000课程设计(论文)评阅表学生姓名 学 号 系 城市建设系 专业班级 题目名称 某大学学生活动中心框架结构设计 课程名称 高层建筑结构设计 一、学生自我总结 学生签名: 年 月 日二、指导教师评定评分项目平时表现出勤计算书图纸综合成绩权 重10104040单项成绩指导教师评语: 指导教师(签名): 年 月 日某大学学生活动中心框
10、架结构设计计算书1、 确定框架计算简图框架的计算单元如图1.1所示,取轴上的一榀框架计算。假定框架柱嵌固于基础顶面,框架梁与柱刚接。由于各层柱的截面尺寸不变,故梁跨等于柱截面形心轴线之间的距离。底层柱高从基础顶面算至二层楼面,基顶标高根据地质条件、室内外高差,定为-0.5m,二层楼面标高为3.9m,故底层柱高为4.4m。其余各层柱高从楼面算至上一层楼面(即层高),均为3.3m。由此可绘出框架的计算简图,如图1.2所示。图1.1 结构平面布置图2、 框架梁柱的线刚度计算梁柱截面尺寸估算:对于横向梁,hb=(1/81/14)L0=675429mm,取500mm;bh=(1/21/4)hb=2501
11、25mm,取200mm;对于纵向梁,跨度小于5400mm,但为了增强结构整体纵向抗侧刚度,纵向梁截面尺寸也取200mm500mm。对于柱截面,bc=hc=(1/121/18)Hc=367244mm,取柱截面为400mm400mm。对于中框架梁,取I=1.5I0左边跨梁:i左边梁=EI/l=3.0107kN/m21.51/120.20.53/5.4=1.74104kN.m中跨梁:I中跨梁=EI/l=3.0107kN/m21.51/120.20.53/3.0=3.14104kN.m右边跨梁:i右边梁=EI/l=3.0107kN/m21.51/120.20.53/5.4=1.74104kN.m底层柱
12、:i底层柱=EI/h=3.0107kN/m21/120.44/4.4=1.45104kN.m其余各层柱:i余柱= EI/h=3.0107kN/m21/120.44/3.3=1.94104kN.m令i余柱=1.0,则其余各杆件的相对线刚度为:i,左边梁=(1.74104kN.m)/(1.94104kN.m)=0.90i,中跨梁=(3.14104kN.m)/(1.94104kN.m)=1.62i,底层柱=(1.45104kN.m)/(1.94104kN.m)=0.75框架梁柱相对线刚度如图1.2所示,作为计算各节点杆端弯矩分配系数的依据。图1.2 计算简图3、 荷载计算1.恒荷载标准值(1)屋面1
13、5mm厚1:3水泥沙浆面层:0.015 20=0.3 kN/30mm厚1:8水泥焦渣找坡:0.03 14=0.52 kN/20mm厚1:3水泥沙浆面层:0.02 20=0.4 kN/40mm厚钢筋混凝土整浇层:0.0425=1.0 kN/120mm厚预应力混凝土多孔板(按轻质混凝土考虑):0.1219=2.28 kN/ 合计 4.50 kN/(2)楼面水磨石地面(10mm厚面层、20mm水泥砂浆打底):0.65 kN/35mm厚细石混凝土:0.035 25=0.875 kN/120mm厚1:3水泥沙浆面层:0.02 20=0.4 kN/40mm厚钢筋混凝土整浇层:0.0425=1.0 kN/1
14、20mm厚预应力空心楼板(按轻质混凝土考虑):0.1219=2.28 kN/ 铝合金龙骨: 0.3 kN/ 合计 4.105 kN/(3)外纵墙线荷载(根据窗地比的要求,取窗宽为1.5m)二层及其上楼层:900mm高普通砖墙:190.90.24=4.10 kN/m2.1m高钢框玻璃窗:0.95 kN/m水刷石: 0.75 kN/m20mm厚粉刷层:0.020.920=0.36 kN/m 合计 6.16 kN/一层:普通砖墙:19(4.4-2.1)0.24=10.488 kN/m2.1m高钢框玻璃窗:0.95 kN/m水刷石: 0.75 kN/m20mm厚粉刷层:0.020.920=0.36 k
15、N/m 合计 12.548kN/(4)外横墙线荷载:二层及其上楼层:193.30.24=15.048 kN/m一层:194.40.24=20.064 kN/m(5)梁自重 混凝土重:250.20.5=2.5 kN/m10厚抹灰重: 0.204kN/m 合计 2.704 kN/m(6)柱自重混凝土重:250.40.4=4.0 kN/m10厚抹灰重: 0.272kN/m 合计 4.272 kN/m2.活荷载标准值(1)屋面和楼面活荷载标准值根据荷载规范查得:上人屋面2.0kN/,教室楼面取2.0 kN/,考虑该活动中心的实际使用情况,取2.5 kN/。(2)雪荷载Sk=1.00.3 kN/=0.3
16、 kN/,屋面活荷载与雪荷载不同时考虑,两者中取大值。3.竖向荷载下框架受荷总图(1)轴间框架梁该结构楼盖和屋盖采用装配整体式方案,板受力按单向板考虑。屋面板传荷载:恒载:4.53.3/22=14.85 kN/m活荷载:23.3/22=6.6kN/m楼面板传荷载:恒载:4.1053.3/22=13.55 kN/m活荷载:2.53.3/22=8.25kN/m、,轴间框架梁均布荷载为:屋面梁:恒载:2.704+14.85=17.554kN/m活荷载由板传来,大小为6.6kN/m楼面梁:恒载:2.704+13.55=16.254kN/m活荷载由板传来,大小为8.25kN/m轴柱纵向集中荷载的计算顶层
17、柱:女儿墙自重(做法:墙高1100mm,100mm的混凝土压顶,10厚粉刷层):0.241.119+250.10.24+(1.22+0.24)0.17=6.06 kN/m天沟自重(琉璃瓦+现浇天沟,图1.3):图1.3 现浇天沟尺寸琉璃瓦自重:1.051.1=1.16kN/m现浇天沟自重:25(0.60+(0.20-0.080))0.08+(0.6+0.2)(0.5+0.36)=2.13kN/m 合计 3.29kN/m轴柱纵向集中荷载的计算顶层柱恒载=女儿墙+梁自重+板传荷载=(6.06+3.29)2.4+2.437(3.3-0.4+2.4)+17.552.4=78.94kN顶层柱活载=板传活
18、载=7.82.4=18.72 标准层柱恒载=墙自重+梁自重+板传荷载=5.162.7+2.704(3.3-0.4+2.7)+13.552.7=65.66kN标准层柱活载=板传荷载=8.252.7=22.28kN基顶恒载=12.5482.7+2.704(2.9+2.7)=49.02kN轴柱纵向集中荷载的计算顶层柱恒载=14.854.2+2.704(2.9+4.2)=81.57kN顶层柱活载=板传活载=6.64.2= 27.72kN标准层柱恒载=13.554.2+2.704(3.3-0.4+4.2)=76.11 kN标准层柱活载=8.254.2=34.65kN基顶恒载=2.704(2.9+4.2)
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