整理西南交通大學(xué)框架結(jié)構(gòu)課程設(shè)計指導(dǎo)書

1、精品文檔歷點攵魚大墓房屋建筑課程設(shè)計多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計廖指導(dǎo)教師：班級：學(xué)生姓名：學(xué)號：設(shè)計時間：西南交通大學(xué)土木工程學(xué)院建筑工程系精品文檔精品文檔鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)課程設(shè)計指導(dǎo)書一、題目多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計二、目的掌握現(xiàn)澆多層框架結(jié)構(gòu)方案布置、荷載分析、框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析、內(nèi)力組合、框架梁、柱和節(jié)點設(shè)計。通過該課程設(shè)計，能綜合運用結(jié)構(gòu)力學(xué)和鋼筋混凝土基本構(gòu)件的知識，掌握結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本程序和方法。三、設(shè)計任務(wù)1 .工程概況某鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，功能為辦公樓，共M層，層高Hm,室內(nèi)外高差為0.6m,基礎(chǔ)頂面至室外地面距離Am?？蚣芷矫嬷W(wǎng)布置見圖1所示，選擇典型一根框架進行計2 .設(shè)

2、計資料(1) 氣壓條件基本雪壓K(kN/m2),基本風(fēng)壓W(kN/m2),具體見分組，地面粗糙度類別為B類,不上人屋面。(2) 抗震設(shè)防：考慮抗震設(shè)防，設(shè)防烈度為I度，分區(qū)：三組，場地：二類。(3) 主要建筑做法：構(gòu)件尺寸根據(jù)相關(guān)要求確定：屋面做法：20mm厚板底抹灰，鋼筋混凝土板厚具體見分組，120mm水泥膨脹珍珠巖保溫層找坡，20mm厚水泥砂漿找平層，4mm厚SBS卷材防水層。精品文檔精品文檔樓面做法：20mm厚板底抹灰，鋼筋混凝土板厚120mm,30mm厚水磨石面層。梁柱表面采用20mm厚抹灰。墻體做法：外墻用240mm普通磚砌體，內(nèi)外層抹灰20mm。內(nèi)墻用200mm混凝土空心砌塊，兩側(cè)

3、抹灰20mm。不考慮門窗開洞，內(nèi)外墻均按滿布考慮。(4) 荷載取值：鋼筋硅容重25kN/m3,水泥膨脹珍珠巖砂漿15kN/m3,水泥砂漿容重20kN/m3,石灰砂漿17kN/m3,SBS卷材防水層0.3kN/m2,水磨石自重0.65kN/m2。恒載分項系數(shù)為1.2,活荷載具體見分組，分項系數(shù)1.3。(5) 材料：梁混凝土強度等級為C30,柱為C40o受力鋼筋采用II級鋼。4 .設(shè)計任務(wù)手算出各樓層的恒載，給出計算過程，查規(guī)范得到各樓層活荷載；給出豎向荷載的力學(xué)計算簡圖：其中活載采用滿跨布置；確定出完整的地震計算參數(shù)；分別給出恒載、活荷載(雪荷載)、地震作用、風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力計算結(jié)果簡圖，包括

4、梁柱彎矩圖、剪力圖、軸力圖(可用電算)；內(nèi)力組合，包括：梁端和跨中截面，柱上下端截面；側(cè)移驗算；梁柱配筋計算；畫出底層梁柱配筋圖(3號圖，與任務(wù)書一起裝訂，作為附件)。5 .設(shè)計相關(guān)重要參考1、結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(1) 結(jié)構(gòu)平面布置：結(jié)構(gòu)設(shè)計者應(yīng)根據(jù)建筑的使用和造型的要求，確定一個相對合理的結(jié)構(gòu)布置方案。結(jié)構(gòu)布置基本原則為結(jié)構(gòu)受力合理；傳力體系簡單明確。結(jié)構(gòu)平面布置內(nèi)容包括框架梁、柱布置；非框架梁布置；樓、屋面板布置；以及其它構(gòu)件布置?？蚣艿牟贾每筛鶕?jù)具體情況選擇采用：橫向承重體系一豎向荷載主要由橫向框架梁承擔，用縱向連系梁連接各幅橫向框架?？v向承重體系一豎向荷載主要由縱向框架梁承擔，用橫向連系梁連

5、接各板縱向框架。雙向承重體系一縱、橫向框架梁均要承擔樓板傳來的豎向荷載，有抗震設(shè)防要求的房屋宜采用此方案。非框架梁一般優(yōu)先布置于墻下和較重設(shè)備下，然后再根據(jù)精品文檔精品文檔樓板的大小和框架承重體系布置。(2) 構(gòu)件的材料及施工方法：框架結(jié)構(gòu)梁、板、柱混凝土等級不低于C20,目前框架梁、柱混凝土等級通常采用C30及以上。多層框架結(jié)構(gòu)梁、板、柱常采用相同的混凝土等級；高層框架結(jié)構(gòu)梁、板、柱常采用不同的混凝土等級。梁、柱主筋常采用熱軋II級鋼筋；箍筋常采用熱軋I級鋼筋；現(xiàn)澆板、樓梯構(gòu)件及非主結(jié)構(gòu)構(gòu)件常采用熱軋I級鋼筋。在抗震設(shè)防區(qū)，全現(xiàn)澆框架被廣泛采用，也可采用現(xiàn)澆裝配整體式框架。(3) 構(gòu)件截面估

6、算：梁高hb:主、次梁交接時，主梁梁高一般比次梁梁高大50mm以上。框架梁、非框架主梁hb=(1/8-1/12)l(l為梁的跨度)連系梁、次梁hb=(1/12-1/15)l(l為梁的跨度)梁寬bb:框架梁和主梁梁寬一般不小于250mm；次梁梁寬一般不小于200mm。bb=(1/2-1/3)hb框架柱截面尺寸：框架柱截面尺寸一般按軸壓比估算；但不小于300mm<300mm(考慮抗震時要求更高，查教材或者規(guī)范)。軸力N可按柱受荷面積以板面綜合荷載12/M2-14/M2計算；柱面積A按下式算出后可適量放大1.11.2倍。N/Afc00.9(三級框架)現(xiàn)澆板厚度：連續(xù)板h=(1/30-1/40)

7、l0;懸臂板h=(1/10-1/12)l0;l0為板跨。(4) 結(jié)構(gòu)平面布置簡圖：以上結(jié)果還應(yīng)在結(jié)構(gòu)計算書中繪制結(jié)構(gòu)平面布置簡圖來表達；其圖樣可參照例圖一。2、框架結(jié)構(gòu)計算簡圖(1) 計算單元：在較為簡單規(guī)整的工程設(shè)計中，通常是將結(jié)構(gòu)簡化為一系列平面框架進行內(nèi)力分析和側(cè)移計算，不考慮空間工作影響，計算單元寬度取相鄰開間各一半。豎向荷載計算時，要注意相關(guān)支承構(gòu)件的傳力路線。(2) 框架計算模型：框架的桿件一般取其截面形心軸線表示；桿件間的連接用節(jié)點表示；對于全現(xiàn)澆和現(xiàn)澆整體式框架各節(jié)點視為剛接點；桿件的長度用節(jié)點間的距離表示；框架柱在基礎(chǔ)頂面處為固接。通常的處理方法為：框架跨度取柱軸線間距。當部

8、分框架柱截面形心不在軸線上時，通常采用力的平移原理來處理荷載，而不改變框架計算跨度。二層及二層以上框架層高取建筑層高；底層框架層高取基礎(chǔ)頂面至二層框架梁面精品文檔精品文檔間的距離，若基礎(chǔ)頂面標高暫時確定時，也可近似取底層層高加1.0米。各跨跨度相差不超過10%時，可視為等跨框架；斜梁斜度不超過1/8時，可視為水平梁；基礎(chǔ)頂面標高相差不超過1.0米時，可視為等標高。各桿件的線剛度：梁的原始慣性矩Io按梁矩形截面計算，Io=bbhc3/12。梁的計算慣性矩Ib按梁與板的連接方式確定，對于現(xiàn)澆裝配整體式框架梁的中框架梁Ib=1.5Io;邊框架梁Ib=1.2Ioo對于全現(xiàn)澆框架梁的中框架梁Ib=2.0

9、Io;邊框架梁Ib=1.5I0O柱的計算慣性矩Ic按實際截面計算，Ic=bchc3/12。梁的線剛度ib=EIb/l;柱的線剛度ic=EIc/h;框架內(nèi)力計算時可采用相對線剛度以簡化計算。3、荷載計算(1) 豎向荷載恒荷載：包荷載即結(jié)構(gòu)及建筑裝飾材料自重等，可按構(gòu)件的設(shè)計尺寸與材料自重計算。常用材料的重力密度可查閱建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2012);樓面活荷載：樓面均布活荷載可查閱建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2012);屋面活荷載：不上人屋面均布活荷載取0.5KN/M2;當施工荷載較大時，按實際荷載取用。上人屋面均布活荷載取1.5KN/M2;當屋面兼作其它用途時，應(yīng)按實際荷載取

10、用。在計算框架梁及節(jié)點上的豎向荷載時，各傳力構(gòu)件均按簡支考慮。(2) 水平荷載：一般僅考慮水平地震荷載，手算時可采用D值法，電算時可以用振型分解反應(yīng)譜方法計算。本次課程設(shè)計分別按七度和八度抗震設(shè)防、II類場地、近震考慮。集中于i質(zhì)點的重力荷載代表值Gi,Gi按建筑抗震設(shè)計規(guī)范第5.1.3條規(guī)定計算，其中構(gòu)件自重標準值為與該質(zhì)點相鄰樓層各取一半層高范圍內(nèi)的所有構(gòu)件自重標準值之和。n結(jié)構(gòu)等效總重力荷載Geq,Geq=0.85G,G=£Gi。id結(jié)構(gòu)基本自振周期Ti,結(jié)構(gòu)基本自振周期采用頂點位移法計算。=1.78、怎,其精品文檔精品文檔中結(jié)構(gòu)基本自振周期折減系數(shù)00=(0.60.7);Ag

11、為相當于重力荷載代表值大小的水平荷載作用下結(jié)構(gòu)的頂點位移，頂點位移以米為單位。水平地震影響系數(shù)為，按建筑抗震設(shè)計規(guī)范(GBJ50011-201。第5.1.4條計算。底部總剪力標準值FEk=0dGeqo樓層水平地震力標準值Fi=(GiHi/ZGjHj)FEk(1-),不為頂部附加地震系數(shù)，按建筑抗震設(shè)計規(guī)范中表5.2.1計算。屋頂水平地震力標準值為Fn+WFEk。4、框架結(jié)構(gòu)計算(1) 內(nèi)力計算(采用手算時)豎向荷載作用下的內(nèi)力計算：豎向荷載作用下的內(nèi)力計算采用彎矩二次分配法計算，該方法就是將各節(jié)點的不平衡彎矩同時進行分配和傳遞，并以二次分配為限。具體計算方法可參照高層結(jié)構(gòu)設(shè)計原理教材P144。

12、當采用對稱結(jié)構(gòu)時，應(yīng)注意節(jié)點條件的改變以及分配系數(shù)的調(diào)整。豎向活荷載考慮滿布，其跨中彎距應(yīng)乘(1.11.2)放大系數(shù)。豎向荷載最終計算結(jié)果應(yīng)分別繪制框架彎矩圖、剪力圖和軸力圖。水平荷載作用下的內(nèi)力計算：水平荷載作用下的內(nèi)力計算采用D值法。最終計算結(jié)果應(yīng)分別繪制框架彎矩圖、剪力圖和軸力圖。柱抗側(cè)移剛度D=a(12ic/h2)。柱抗側(cè)移剛度影響系數(shù)a按高層結(jié)構(gòu)設(shè)計原理教材中表3.5計算。柱的反彎點高度y=(”產(chǎn)針箋)h。其中革為標準反彎點高度比，查閱高層結(jié)構(gòu)設(shè)計原理教材中表3.6;巾為上、下層梁線剛度變化時，柱的反彎點高度比修正值，查閱高層結(jié)構(gòu)設(shè)計原理教材中表3.8;罩、率分別為上、下層層高與本層

13、層高不同時，柱的反彎點高度比修正值，查閱高層結(jié)構(gòu)設(shè)計原理教材中表3.9。在確定丁、聿、初時，要注意反彎點移動方向。采用D值法計算水平荷載作用下的內(nèi)力可參考高層結(jié)構(gòu)設(shè)計原理教材中例3.4。 也可列表計算。例表一：各柱剪力計算精品文檔精品文檔(1)*層剪力V系數(shù)3層，41ZFin)=*2層441ZFi1一)=*DDA3A2B3B2C3C2A2A1B2B1C2C1k=£ib/2ic廿4(2+k)D=0c(12ic/h2)V=(D/ZD)SFi(KN)(2)底層剪力V系數(shù)底層kFi)=*JDDA1A0B1B0C1C0k=Zib/ic«c=Q.5+ky(2+k)D=%(12ic;h2

14、)V=(d/ZD應(yīng)Fi(KN)例表二:柱反彎點高度y層數(shù)三層(m=3,n=3,h=3.6m)柱號k丫0%丫1“2“3匕yA3A2B3B2C3C2層數(shù)二層(m=3,n=2,h=3.6m)A2A1B2B1精品文檔精品文檔C2C1層數(shù)一層(m=3,n=1,h=4.6m)A1A0B1B0C1C0采用電算時參照手算要求提供的數(shù)據(jù)，從計算結(jié)果中提取相應(yīng)數(shù)據(jù)組表。（2） 側(cè)移驗算一般多層框架結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下的側(cè)移僅考慮總體剪切變形，可用D值法計算,注意此時的D值應(yīng)是結(jié)構(gòu)真實的D值，而不象內(nèi)力計算那樣采用相對值。層間位移Aui=Vi/2Dji,其中，Vi為第i層剪力標準值，頂點位移u=2Ui。層間位移限制

15、：（Aui/h）<1/450（輕質(zhì)隔墻）；（Aui/h）<1/500（砌體填充墻）。頂點位移限制：u/H01/550（輕質(zhì)隔墻）；u/H01/650（砌體填充墻）。其中，h、H分別為層高和建筑總高。例表三：側(cè)移驗算層間相對側(cè)移和頂點側(cè)移agzFinDDjijmAuj=£Fi/zD/j層(Wjh(m)相對值限值3層12層1層頂點（3） 內(nèi)力組合控制截面和最不利內(nèi)力：梁的控制截面為兩端支座截面和跨中截面，支座截面最不利內(nèi)力為可能出現(xiàn)的+Mmax、-Mmax及|Vmax|；跨中截面最不利內(nèi)力為可能出現(xiàn)的+Mmax、HMmaxo梁跨中最大彎矩值可近似用跨中彎矩值代替，在配筋時適量

16、增加配筋量。柱的控制截面為柱兩端截面，采用對稱配筋時，其最不利內(nèi)力有三種：（1）、IMmax及相應(yīng)的N、V。（2）、Nmax及相應(yīng)的M、V。（3）、Nmin及相應(yīng)的M、V。在最不利內(nèi)力組合時，對水平地震荷載，應(yīng)考慮左震和右震。豎向荷載作用下的梁端負彎矩調(diào)幅：對于裝配整體式框架，負彎矩調(diào)幅系數(shù)B（0.70.8）;對于現(xiàn)澆整體式框架，負彎矩調(diào)幅系數(shù)B二（0.80.9）。梁端負彎矩減小后，梁跨中正彎矩應(yīng)按平衡條件相應(yīng)增大。荷載效應(yīng)組合：。精品文檔精品文檔參考教材3-8節(jié)；各桿件的控制截面內(nèi)力組合應(yīng)列表計算，內(nèi)力組合表可參照例表，也可自行設(shè)計表格。例表四：內(nèi)力組合表橫梁內(nèi)力組合表桿件號A2B2B2C2

17、截回A2跨中B2左B2左跨中C2內(nèi)力種類MVMMVMVMMV恒載活«左J右震/一、力一二“內(nèi)力組合亙舌具體組合公式具體組合公式具體組合公式具體組合公式注：豎向荷載作用下的梁端彎矩調(diào)幅可在此表中進行。*層柱內(nèi)力組合表桿件號AiAjBkBi截回上端下端剪力上端下端剪力內(nèi)力種類MNMNVMNMNV恒載活荷載左J右震為力1合活Mmax具體組合公式具體組合公式Nmax具體組合公式具體組合公式Nmin具體組合公式具體組合公式抗震組合Mmax具體組合公式具體組合公式Nmax具體組合公式具體組合公式精品文檔精品文檔Nmin具體組合公式具體組合公式（4） 桿件截面設(shè)計當?shù)卣鸷奢d不參與組合時，ts<

18、;R,本此課設(shè)中T=1；當?shù)卣鸷奢d參與組合時,SWR/他，承載力抗震調(diào)整系數(shù)和按建筑抗震設(shè)計規(guī)范中表5.4.2取用。在梁各截面最不利內(nèi)力相差不大時，可有選擇的進行梁截面配筋計算。在進行柱截面配筋計算時，應(yīng)盡量利用偏心距對截面承載能力的影響來選擇最不利內(nèi)力，一般情況下，多層框架結(jié)構(gòu)僅需計算底層和頂層柱控制截面的配筋。結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計時，還應(yīng)考慮截面延性設(shè)計時的各種內(nèi)力調(diào)整。構(gòu)件截面配筋可自行設(shè)計表格進行列表計算。4、主要參考資料建筑抗震設(shè)計規(guī)范混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范高層結(jié)構(gòu)設(shè)計原理（彭偉版）高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計（方鄂華版）6 .設(shè)計任務(wù)書內(nèi)容排版順序及格式1、封面（統(tǒng)一采用任務(wù)書版式）2、目

19、錄3、課程設(shè)計報告書3.1 設(shè)計資料（參考任務(wù)書）3.2 荷載計算3.2.1 荷載標準值計算3.2.2 荷載標準值布置簡圖3.3 結(jié)構(gòu)計算簡圖的確定（只需一根框架）3.4 內(nèi)力計算（可電算，可手算，要求給出每一種荷載工況下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力圖）3.5 內(nèi)力組合（要求給出內(nèi)力組合計算過程）3.6 截面設(shè)計3.6.1 梁的截面配筋計算精品文檔精品文檔3.6.2 柱的截面配筋計算3.7 截面設(shè)計配筋圖繪制4、參考文獻資料（除任務(wù)書指定外，可自行另行添加）7 .設(shè)計任務(wù)進度安排第10周：布置設(shè)計任務(wù)，閱讀設(shè)計任務(wù)書、指導(dǎo)書及設(shè)計例題，復(fù)習(xí)有關(guān)課程內(nèi)容。確定課程設(shè)計總體思路；第11周：進行結(jié)構(gòu)荷載計算，確定計算

20、簡圖；第12周：進行框架內(nèi)力計算及內(nèi)力組合；第13周：進行框架內(nèi)力計算及內(nèi)力組合；第14周：進行框架截面設(shè)計計算及繪制配筋草圖；第15周：進行框架截面設(shè)計計算及繪制配筋草圖；第16周：繪制結(jié)構(gòu)平面布置圖（取一層）、框架配筋圖（取一層）；第17周：整理計算書，提交課程設(shè)計報告；8 .成績評定（1） 課程設(shè)計的成績構(gòu)成課程設(shè)計的成績由三部分構(gòu)成，各部分成績所占比例如下：設(shè)計成果（包括設(shè)計計算書和設(shè)計圖紙）占70%;設(shè)計過程（包括設(shè)計態(tài)度和創(chuàng)新精神）占30%;設(shè)計成果包括：概念是否清楚；設(shè)計條理是否清晰；設(shè)計方案是否正確、合理；設(shè)計方案的確定是否經(jīng)過充分論證；設(shè)計參數(shù)的選擇是否正確；設(shè)計計算部分是否

21、完整、正確；設(shè)計圖紙是否滿足施工圖的要求；設(shè)計計算書是否符合規(guī)范、內(nèi)容是否完整、書寫是否清楚、層次是否分明；文字是否流暢；手繪和計算機繪圖是否合理搭配運用。設(shè)計過程包括：設(shè)計的進度是否符合要求；能否按時完成規(guī)定的設(shè)計任務(wù)；對待設(shè)計技術(shù)問題是否具有嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度；是否具有求實與探索創(chuàng)新精神；能否主動學(xué)習(xí)；是否遵守紀律。（2） 課程設(shè)計的成績評定標準課程設(shè)計成績分優(yōu)（學(xué)90）、良（8089）、中（7079）、及格（6069）、不及格五個等級。1）優(yōu)：設(shè)計思路清晰，結(jié)構(gòu)方案良好。設(shè)計參數(shù)選擇正確，選擇依據(jù)充分，設(shè)計計算內(nèi)容完整，正確無誤。設(shè)計圖紙滿足工程制圖要求，表達內(nèi)容滿足課程設(shè)計精品文檔精品文檔

22、要求，正確無誤。圖面整潔，布局合理。設(shè)計計算書規(guī)范、完整，語言表達邏輯性強，書寫清晰，有條理。設(shè)計態(tài)度端正。2）良：設(shè)計思路清晰，結(jié)構(gòu)方案合理。設(shè)計參數(shù)選擇正確，選擇依據(jù)較充分，設(shè)計計算內(nèi)容完整、正確。設(shè)計圖紙能滿足工程制圖要求，表達內(nèi)容能滿足課程設(shè)計要求。圖面較整潔，布局較好。設(shè)計計算書規(guī)范、完整。語言表達邏輯性較強，書寫清晰，有條理。設(shè)計態(tài)度端正。3）中：設(shè)計思路較清晰，結(jié)構(gòu)方案基本合理。設(shè)計參數(shù)選擇基本正確，主要參數(shù)的選擇有依據(jù)。設(shè)計計算內(nèi)容完整，有少量錯誤。設(shè)計圖紙主要內(nèi)容滿足工程制圖要求，表達內(nèi)容滿足課程設(shè)計要求。圖面基本整潔。設(shè)計計算書較規(guī)范，內(nèi)容完整。語言表達有一定的邏輯性，書寫

23、整齊。設(shè)計態(tài)度基本端正。4）及格：設(shè)計思路基本清晰，結(jié)構(gòu)方案基本合理。主要設(shè)計參數(shù)選擇正確。設(shè)計計算內(nèi)容基本完整，有一些錯誤。設(shè)計圖紙基本滿足工程制圖要求，表達內(nèi)容基本滿足課程設(shè)計要求。圖畫基本整潔。設(shè)計計算書基本規(guī)范，內(nèi)容基本完整，語言表達有一定的邏輯性，書寫整齊。設(shè)計態(tài)度基本端正。5）不及格：設(shè)計思路不清晰，結(jié)構(gòu)方案不合理。關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)選擇有錯誤。設(shè)計計算內(nèi)容不完整，計算有明顯錯誤。設(shè)計圖紙基本滿足工程制圖要求，設(shè)計圖紙表達內(nèi)容不滿足課程設(shè)計要求。設(shè)計計算書不規(guī)范，內(nèi)容不完整。設(shè)計態(tài)度不端正。精品文檔精品文檔樓層數(shù)M層高H(m)基礎(chǔ)頂至地面A(m)基本雪壓K(kN/m2)基本風(fēng)壓地震設(shè)防烈度Ia(mm)b(mm)c(mm)d(mm)學(xué)號姓名63.30.50.70.38270054005400390020100004蘇鏡超3.90.50.70.38270054005400390020100190程業(yè)一4.20.50.70.38270054005400390020100294柳春63.31.00.30.57270045005400360020100516莫雄深3.91.00.30.57270045005400360020100535李陽4.21.00.30.57270045005400360020100536翟旭63.30.80.70.77