高层建筑结构设计课程设计学习资料.docx
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1、高层建筑结构设计课程设计精品文档高层建筑结构课程设计某5层框架学生宿舍楼结构,地震设防烈度为8度(第一组),0类场地,结构抗震等级为三级,底层层高为3.6m,标准层层高为3.3,横向轴线间距3m,A、B轴线之间间距为6m,混凝土强度等级均为C30,所有受力及箍筋均采用三级钢筋,室内外高差均为0.3m,基础顶距室外地面高度均为0.5m,max=0.08,Tg=0.35s。基本雪压S0=0.6KN/m2,,基本风压0=0.35KN/m2。1、构件材料及尺寸 框架板的厚度。除顶层板进行加厚外,其余板厚均为100mm。 框架梁截面尺寸。框架梁的截面尺寸根据承受竖向荷载的大小、梁的跨度、框架的间距等因素
2、综合考虑确定。一般来说,主梁截面高度按梁跨度的1/121/8估算,次梁截面高度按梁跨度的1/181/12估算;梁截面的宽均按梁截面高的1/31/2估算,且要考虑抗震设计的要求;有时为方便布筋,尽量使用一轴线上的主梁截面宽度相等。梁截面的尺寸具体见表。梁截面尺寸层次混凝土强度等级横梁(b*h)纵梁(b*h)次梁(b*h)AB跨BC跨、CD跨横向纵向15C30300*600300*400250*550250*500250*450 框架柱的截面尺寸。边柱:AcGnS/cfc=12*103*5*6*3*1.25*1.1/0.85*14.3=1.22*105mm2中柱:AcGnS/cfc=12*103*
3、5*6*4.2*1.25*1/0.85*14.3=1.56*105mm2为了方便计算与施工以及满足刚度要求,柱截面设为正方形,通长等截面,所有柱的截面尺寸取为500mm*500mm。2、框架侧移刚度计算2.1 框架结构计算简图基础选择独立基础,根据地质资料,基础埋深在黏土层,埋深为2.6m。由于底层柱较长,为了满足抗侧刚度的要求,在室内地面以下0.5m处设置地圈梁,因此底层柱高为h=3.3+0.5-0.1=3.8m。结构计算简图如图:2.2 梁柱线刚度计算梁的线刚度ib=EcIb/l0其中,Ec为混凝土弹性模量;l为梁的计算跨度;Ib为梁截面惯性矩。本结构为现浇式楼板,故考虑楼板的影响,梁的线
4、刚度计算过程见下表;横梁线刚度ib计算表层次类别Ec/(*104N/mm2)bb/mmhb/mmI0/(*109mm)l/mm(EcI0/l)/(*1010N*mm)(1.5EcI0/l)/(*1010N*mm)(2EcI0/l)/(*1010N*mm)1边横梁AB跨3.03006005.460002.74.055.4CD跨3.03004001.630001.62.43.2走道梁BC跨3.03004001.6240023425边横梁AB跨3.03006005.460002.74.055.4CD跨3.03004001.630001.62.43.2走道梁BC跨3.03004001.62400234
5、柱的线刚度ic=EcIc/h0其中Ic为柱的截面惯性矩,h为框架柱的计算高度。柱的线刚度计算过程见下表;柱线刚度ic计算表类别层次Ec/(*104N/mm2)h/mmbC/mmhc/mmIc/(*109mm4)(EcIc/h)/(*1010N*mm)Z-11338005005005.2084.3425333005005005.2084.572.2 柱侧移刚度D值计算柱的侧移刚度D值按式(5-14)计算,式中为柱侧移刚度修正系数,它反映了节点转动降低了柱的抗侧移能力,根据框架结构的不同层次和不同位置确定梁柱线刚度比K,从而确定的值,进而求得不同位置柱的抗侧移刚度Di值。再将不同情况下同层框架柱侧
6、移刚度相加,即得框架各层间总侧移刚度Di的值。再将不同情况下同层框架柱侧移刚度相加,即得框架各层间总侧移刚度Di,具体过程见下表;层次位置KDiDi25中框架边柱A20.590.2311582139490A3A60.590.2311582C2C50.440.189064D60.350.157554中框架中柱B20.770.2814100B3B60.770.2814100C60.350.157554边框架边柱A10.590.2311582A70.590.2311582C10.440.189064D70.350.157554边框架中柱B10.770.2814100B70.770.2814100C7
7、0.350.1575541中框架边柱A20.620.2411477 138687A3A60.620.2411477C2C50.460.199087D60.370.167652中框架中柱B20.540.2210521B3B60.540.2210521C60.420.178130边框架边柱A10.620.2411477A70.620.2411477C10.460.199087D70.370.167652边框架中柱B10.540.2210521B70.540.2210521C70.460.199087由表可见,1/2=30.7,所以该框架结构为规则框架。3. 重力荷载代表值计算 重力荷载代表值计算包
8、括屋面及楼面永久荷载标准值、屋面及楼面可变荷载标准值、梁柱重力荷载以及墙体重力荷载的计算。下面分别从这几个方面进行计算。 3.1 屋面及楼面永久荷载标准值屋面(不上人):30mm厚细石混凝土保护层 220.03=0.66kN/m2三毡四油防水层 0.4kN/m220mm厚混合水泥砂浆找平层 200.02=0.75kN/m2150mm厚水泥蛭石保温层 50.15=0.75kN/m2130mm厚钢筋混凝土板 250.13=3.25kN/m220mm厚抹灰 170.02=0.34kN/m2合计 5.80kN/m214层楼面:瓷砖地面(包括水泥粗砂打底) 0.55kN/m2100mm厚钢筋混凝土板 2
9、50.1=2.5kN/m220m厚灰 170.02=0.34kN/m220mm厚水泥砂浆找层 200.02=0.4kN/m2合计 3.79kN/m23.2 屋面及楼面可变荷载标准值不上人屋面均布荷载标准值 0.5kN/m2楼面活荷载标准值 2.0kN/m2屋面雪荷载标准值 sk=rs0=1.00.2=0.2kN/m2其中,r为屋面雪分布系数,取为1.0。3.3 梁、柱重力荷载计算梁、柱可根据截面尺寸、材料容重及粉刷等计算出单位长度上的重力荷载,计算过程见下表。梁、柱重力荷载标准值计算表格层次构件bhglinGi/kN/kN1柱KZ-10.50.5251.16.88423632.501491.2
10、7主梁KL-10.250.55251.053.60933382.55251.053.609616KL-20.30.6251.054.55.57173.25KL-30.30.4251.053.152757.65251.053.152.52次梁L-10.250.45251.052.9539118.060.250.45251.052.9531L-20.250.5251.053.2865127.2625柱KZ-10.50.5251.16.883.523553.841412.61主梁和首层一样,GI=382.55+173.25+57.65=613.45613.45次梁和首层一样,GI=118.06+12
11、7.26=245.32245.32注:1.表中为考虑梁、柱的粉刷层重力荷载而对其重力荷载的增大系数; g表示单位长度构件重力荷载;n为构件数量;表示材料容重,kN/m3; li表示构件长度,m;Gi表示构件重力荷载标准值。 2.梁长度取净长,柱长度取层高。3.4 墙体重力荷载标准值计算墙体为240mm厚的黏土空心砖,外墙面贴瓷砖(0.5kN/m2) 内墙面为20mm厚的抹灰,则外墙单位墙面重力荷载为:0.5+150.24+170.02=4.44kN/m2内墙为240mm厚的黏土空心转,两侧均为20mm厚的抹灰则内墙单位面积重力荷载为:150.24+170.022=4.28kN/m2考虑到门窗洞
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