河南理工大学招待所高层结构设计.doc

高层建筑结构课程设计设计说明书题 目：河南理工大学招待所结构设计姓 名： 程留全 班 级： 土木本13-4班 学 号： 321307020116 指导教师： 王永贵 2015年 1 月 16 日河南理工大学课程设计任务书专业班级 建筑工程2011-02班 学生姓名 孙鹏飞 一、题目 河南理工大学招待所结构设计 二、主要任务与要求1、基本资料：六层框架结构，柱网尺寸：开间尺寸4.0m，进深尺寸轴线5.4m，轴线轴线2.7m，层高：首层4.2m,二六层3.3m。2、设计内容：对一榀框架梁、柱或一片剪力墙进行如下设计：.确定构件（梁、柱）截面尺寸及计算简图；.进行荷载计算；.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）；.内力组合；.框架梁、柱或剪力墙截面设计；.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 河南理工大学招待所结构设计 指导教师 年 月 日目 录1.工程概况及设计条件2.建筑主要用材及构造要求3.结构总信息3.1恒荷载计算3.2活荷载计算4.梁柱断面类型4.1梁断面估算及选用4.2柱截面估算及选用5.标准层结构布置图5.1网格示意图5.2梁柱布置6.荷载6.1楼面荷载6.2梁上荷载6.3水平地震作用7.主要分析结果7.1恒荷载作用下7.2楼面活荷载作用下7.3水平地震作用下7.4侧移验算7.5轴压比和减重比8.一榀框架梁、柱的配筋图9.总结与分析9.1列出所做内容的大致操作流程及主要技术思路9.2列出遇到的问题及解决的办法10.参考文献。摘 要本工程为河南理工大学招待所，建筑物占地面积648m2, 总建筑面积3888m2，总长为48m,总宽为13.5m。自然层数为6层,一层层高4.2m,二六层层高为3.3米，建筑高度为21.3m。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，结构类型框架，耐火等级二级，屋面防水等级级，使用年限50年。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。屋面活荷载0.5kN/m2，走廊楼面活荷载2.0kN/m2。墙体做法：采用加气混凝土砌块，M5混合砂浆砌筑，内粉刷为混合沙浆底，纸筋灰面，厚20mm，“803”内墙涂料两度。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15mm厚纸筋面石灰抹底，涂刷乳胶漆。屋面做法：现浇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水泥沙浆找平厚20mm,三毡四油防水层,撒绿豆砂保护。门窗做法：门为木门，窗为铝合金门窗。 关键词：框架结构 ，结构分析，抗震设计1. 工程概况及设计条件本工程为河南理工大学招待所，建筑物占地面积648m2, 总建筑面积3888m2，总长为48m,总宽为13.5m。自然层数为6层,一层层高4.2m,二六层层高为3.3米，建筑高度为21.3m。工程地质资料：（1）地表以下0.8m为杂填土，其下为粘性土，地基承载力标准值fK =230 kN/m2,土质均匀。（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：类场地土。本工程采用框架结构,结构采用横向承重体系。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：0.3kN/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% 。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，结构类型框架，耐火等级二级，屋面防水等级级，使用年限50年。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：采用加气混凝土砌块，M5混合砂浆砌筑，内粉刷为混合沙浆底，纸筋灰面，厚20mm，“803”内墙涂料两度。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15mm厚纸筋面石灰抹底，涂刷乳胶漆。屋面做法：现浇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水泥沙浆找平厚20mm,三毡四油防水层,撒绿豆砂保护。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1114.22113.33 1 13.34 1 13.35 1 13.36 2 23.33.1 恒荷载计算（1）屋面框架梁线荷载标准值： 三毡四油绿豆砂 0.4kN/m2100140厚（2%找坡）膨胀珍珠岩 （0.1+0.14）/2*7=0.84kN/m2100mm厚现浇钢筋混凝土楼板 0.125=2.5kN/m215mm纸筋石灰抹底 0.01516=0.24kN/m2小计：屋面恒荷载： 3.98kN/m2（2）女儿墙施加在屋面梁的荷载：0.6m高女墙自重 0.60.2419=2.74kN/m粉刷 0.60.02216=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 0.02520=0.5kN/m2100mm厚现浇钢筋混凝土楼板 0.125=2.5kN/m215mm厚纸筋石灰抹底 0.01516=0.24kN/m2小计：楼面恒荷载 3.24kN/m2（4）楼面框架梁荷载标准值 墙体自重 3.30.206=3.84kN/m小计：连系梁传来楼面自重 3.84kN/m3.2活荷载计算屋面活荷载：0.5kN/m2 楼面活荷载：2.0 KN/m24. 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跨度为58m。；框架结构主梁截面高度为跨度的1/101/18；梁净跨与截面高度之比不宜小于4。梁截面宽度为梁高的1/31/2，不宜小于200mm，梁截面高宽比不宜大于4。本结构最大跨度为5.4m处，可采用250mm400mm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400mm400mm。5.标准层结构布置图5.1网格示意图 5.2梁柱布置第一、二、三结构标准层6.荷载6.1楼面荷载楼面恒荷载和活荷载（一层）屋面恒荷载和活荷载（顶层）6.2梁上荷载一层梁上荷载顶层梁上荷载6.3水平地震作用7.主要分析结果7.1恒荷载作用下7.2楼面活荷载作用下7.3水平地震作用下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mmI0=1/12bhic=EI/hAB跨5.4 0.250.40.00130.69BC跨2.71.38CD跨5.40.697.3.2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（mm）层高h（m）Ic=1/12bchc3ic=EIc/hABCD2-60.40.43.30.002118.114.214.2注：C25混凝土E=2.8107kN/ m7.3.3柱抗侧刚度计算层号柱编号icKD2-6A18.10.380.16319120742B18.11.140.367180C18.11.140.367180D18.10.380.1631911A14.20.490.40386418740B14.21.460.575506C14.21.460.575506D14.20.490.4038647.3.4框架柱剪力计算层号水平荷载层剪力615150.1540.3462.315.19518330.1540.3465.0811.42416490.1540.3467.5516.95313620.1540.3469.5521.4529710.1540.34610.9324.5716770.2060.29415.8622.64层号()()KyKy60.380.150000.181.140.3570000.35750.380.290000.291.140.4070000.40740.380.350000.351.140.450000.4530.380.440000.441.140.4570000.45720.380.5600-0.030.531.140.500000.5010.490.7550000.7550.570.7150000.7157.3.5各板反弯点高度比7.3.6各层柱端弯矩层号()()60.5941.376.251.1786.1111.0150.9574.8611.901.34315.3422.3541.1558.7216.191.48525.1730.7631.45213.8717.641.50832.3438.4421.84820.2015.871.6540.5440.5413.17150.2916.323.00367.9927.107.3.7各层梁端弯矩层号()66.253.673.676.257.347.34513.279.499.4913.2718.9818.98421.0515.3715.3721.0530.7430.74326.3621.2021.2026.3642.4042.40229.7424.2924.2929.7448.5848.58136.5222.5522.5536.5245.1045.10经过比较，手算所得结果与计算机所得结果在误差范围内基本一致7.4侧移验算7.5轴压比和剪重比 一层轴压比检验 顶层轴压比检验8总结与分析9.1列出所做内容的大致操作流程及主要技术思路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-换标准层-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-结构分析-构件配筋-次梁及内力配筋-结果分析及检查。9.2列出遇到的问题及解决的办法.PKPM输入荷载时候会把荷载计算错误，导致几个小时的工作前功尽弃，在计算梁间荷载时错将半间荷载多算了一遍；.计算书流程不了解，通过截图并运用软件小技巧改变背景颜色及线性颜色将有关图片颜色变深，并插入文档；.运用D值法计算水平地震作用时出现个别小错误后经仔细检查后改正。参考文献1中华人民共和国国家标准，建筑结构荷载规范GB50009-2001S.北京：中国建筑工业出版社，2002年2中华人民共和国国家标准，混凝土结构设计规范GB50010-2002S. 北京：中国建筑工业出版社，2002年3中华人民共和国国家标准，建筑抗震设计规范GB50011-2001S. 北京：中国建筑工业出版社，20024中华人民共和国国家标准，建筑地基基础设计规范GB50007-2002S. 北京：中国建筑工业出版社，2002年5建筑构造通用图集S.华北地区建筑设计标准化办公室，西北地区建筑设计标准化办公室6梁兴文、史庆轩、童岳生编著，钢筋混凝土结构设计M.北京：科学技术文献出版社，1991年.69-917建筑结构手册S.成都：四川科技出版社,1994年898J建筑构造通用图集S.北京：清华大学出版社 9地基及基础M. 中国建筑工业出版社， 2002年7月.115-16910混凝土结构M. 中国建筑工业出版社， 2001年6月.69-10911龚思礼主编，建筑抗震设计手册S.北京：中国建筑工业出版社 ，2002年8月12中华人民共和国国家标准，建筑防火规范（GBJ16-87）S.北京：中国建筑工业出版社，1999年13中华人民共和国国家标准，建筑施工手册S（第二版）.北京：中国建筑工业出版社，1999年