混凝土和砌体结构设计优秀课程设计.doc
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1、混凝土和砌体结构设计课程设计多层框架结构设计指导老师: 张蕾春 班 级: 11土木(2)班 学生姓名: 施迎宁 学 号: Xf11220222 设计时间: .5.7-6.5 浙江理工大学科技和艺术学院建筑系混凝土和砌体结构设计课程设计一、目 掌握现浇多层框架结构方案部署、荷载分析、框架结构内力分析、内力组合、框架梁、柱和节点设计。经过该课程设计,能综合利用结构力学和钢筋混凝土基础构件知识,掌握结构设计基础程序和方法。二、设计任务1.工程概况 本工程为钢筋混凝土框架结构体系,共三层,层高3.6m,室内外高差为0.45m,基础顶面至室外地面距离0.5m。框架平面柱网部署见图1所表示,选择经典一榀框
2、架进行计算。框架梁、柱、屋面板、楼面板全部现浇。2. 设计资料(1)气压条件 基础雪压0.3 kN/m2 ,基础风压0.4 kN/m2,地面粗糙度类别为B类。不上人屋面,屋面活荷载0.5kN/m2。(2)抗震设防:不考虑抗震设防。(3)关键建筑做法:构件尺寸:梁:250X550;柱:600X600屋面做法:20mm厚板底抹灰,钢筋混凝土板厚90mm,120mm水泥膨胀珍珠岩保温层找坡,20mm厚水泥砂浆找平层,4mm厚SBS卷材防水层。楼面做法:20mm厚板底抹灰,钢筋混凝土板厚90mm,30mm厚水磨石面层。梁柱表面采取20mm厚抹灰。 (4)荷载取值:钢筋砼容重25 kNm3,水泥膨胀珍珠
3、岩砂浆15 kNm3,水泥砂浆容重20kNm3,石灰砂浆容重17kNm3,SBS卷材防水层0.30kN/m2,水磨石自重0.65kN/m2。恒载分项系数为1.2,活荷载3.5 kN/m3,分项系数1.4。(5)材料:混凝土强度等级为C30。受力钢筋采取三级钢。依据地质资料,确定基础顶离外地面为500mm,由此求得底层层高为4.55m。各梁柱构件线刚度经计算后列于图中。其中在求梁截面惯性矩时考虑到现浇板作用,取I=2I0(I0为不考虑楼板翼缘作用梁截面惯性矩)。AB、CD跨梁: BC跨梁: 上部结构各层柱:底层柱:结构计算简图图中数字为线刚度,单位:X三、荷载计算1、恒荷载计算(1)屋面框架梁线
4、荷载标准值:20mm厚板底抹灰: 90mm厚钢筋混凝土板: 120mm水泥膨胀珍珠岩保温层找坡: 20mm厚水泥砂浆找平层: 4mm厚SBS卷材防水层: _屋面恒荷载: 框架梁自重: 梁侧粉刷: _ 所以,作用在屋顶框架梁上线荷载为:(2) 楼面框架梁线荷载标准值20mm厚板底抹灰: 90mm厚钢筋混凝土板: 30mm厚水磨石面层: _楼面恒荷载: 框架梁自重及梁侧粉刷: 所以,作用在中间层框架梁上线荷载为:(3) 屋面框架节点集中荷载标准值 边柱连系梁自重: 粉刷: 边柱连系梁传来屋面自重: 边柱次梁自重: 粉刷: _顶层边节点集中荷载: 中柱连系梁自重: 粉刷: 中柱连系梁传来屋面自重:
5、_ 顶层中节点集中荷载: (4)楼面框架节点集中荷载标准值边柱连系梁自重: 粉刷: 边柱连系梁传来楼面自重: 框架柱自重: 粉刷: _顶层边节点集中荷载: 中柱连系梁自重: 粉刷: 中柱连系梁传来屋面自重: 框架柱自重: 粉刷: _ 顶层中节点集中荷载: (5)恒荷载作用下结构计算简图恒荷载作用下结构计算简图 2、活荷载计算(1)屋面活荷载计算 活荷载作用在顶层屋面上线荷载为: (2)楼面活荷载计算 活荷载作用在楼面上线荷载为: 5)活荷载作用下结构计算简图活荷载作用下结构计算简图3、风荷载计算风压标准值计算公式: 因结构高度,可取;对于矩形平面;可按线性插入法求得。将风荷载换算成作用于框架每
6、层节点上集中荷载,计过程如表1所表示。表中z为框架节点至室外地面高度,A为一榀框架各层节点受风面积,计算结果图所表示。层次z (m)3211.01.01.01.31.31.311.47.84.21.0392110.450.450.4512.9625.9228.087.58215.16316.427 风荷载计算 表1四、 内力计算 1、恒荷载作用下内力计算恒载(竖向荷载)作用下内力计算采取分层法。计算中柱线刚度取框架柱实际线刚度0.9倍。梁上分布荷载由矩形和梯形两部分组成,在求固端弯矩时可直接依据图示荷载计算,也依据固端弯矩相等标准,先将梯形分布荷载及三角形分布荷载,化为等效均布荷载。把梯形荷载
7、转化作等效均布荷载 (1)顶层 结构内力可用弯矩分配法计算并可利用结构对称性去二分之一结构计算。各杆固端弯矩为: 顶层弯矩计算。弯矩分配法计算内力过程如表:(单位:kNm)0.4880.5110.1550.1480.697A-1A-BB-AB-2B-CC-B-48.0248.02-5.81-2.9023.4324.5412.27-4.22-8.44-8.06-37.9734.4352.062.161.08-0.16-0.16-0.750.7525.48-25.5452.77-8.22-44.5335.82顶层分层法弯矩计算结果(2)中间层 结构内力可用弯矩分配法计算并可利用结构对称性去二分之一
8、结构计算。各杆固端弯矩为: 中间层弯矩计算。弯矩分配法计算内力过程如表:(单位:kNm)0.3280.3280.3440.1350.1290.1290.607A-1A-5A-BB-AB-2B-6B-CC-B-34.8234.82-4.476-2.23811.4211.4211.985.99-2.46-4.91-4.69-4.69-22.0522.050.810.810.850.43-0.06-0.06-0.060.260.2612.2312.23-25.4536.27-4.75-4.75-26.78620.072中间层分层法弯矩计算结果(3)底层底层弯矩计算。弯矩分配法计算内力过程如表:(单位
9、:kNm)0.2930.3450.3620.1380.1120.1310.619A-1A-5A-BB-AB-2B-3B-CC-B-34.8234.82-4.476-2.23810.212.0112.606.30-2.53-5.06-4.10-4.80-22.6822.680.740.870.920.46-0.06-0.05-0.060.280.2810.9412.88-23.8336.46-4.15-4.86-27.43620.722底层层分层法弯矩计算结果二次分配不平衡弯矩: 标准层传给顶层弯矩分配: 0.4880.5110.1550.1480.697A-1A-BB-AB-2B-CC-B4.
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