高层建筑结构设计课程设计

目录

一、课程设计性质及目的

多层框架结构课程设计是土木工程专业重要的实践性教学环节，学生运用所学的框架结构设计的专业知识进行课程设计实践，巩固和进一步掌握多层框架结构设计的知识，并为今后毕业设计做必要准备。通过课程设计使学生掌握结构设计从收集资料、方案比较、设计理论、设计计算、绘图的全过程，培养学生的工程结构设计能力。

2.建筑设计说明

2.1设计简介

建筑设计是在总体规划的前提下，根据任务书的要求综合考虑基地环境，使用功能，结构施工，材料设备，建筑经济及建筑艺术等问题。着重解决建筑物内部各种使用功能和使用空间的合理安排，建筑与周围环境，与各种外部条件的协调配合，内部和外表的艺术效果。各个细部的构造方式等。创造出既符合科学性又具有艺术的生产和生活环境。

建筑设计在整个工程设计中起着主导和先行的作用，除考虑上述各种要求以外，还应考虑建筑与结构，建筑与各种设备等相关技术的综合协调，以及如何以更少的材料，劳动力，投资和时间来实现各种要求，使建筑物做到适用，经济，坚固，美观，这要求建筑师认真学习和贯彻建筑方针政策，正确学习掌握建筑标

准，同时要具有广泛的科学技术知识。

2.2建筑设计方案

2.2.1建筑平面设计图

2.2.2建筑设计做法

上人屋面做法：考虑屋顶上人的需要，采用女儿墙边天沟内排水沟，双坡排水；屋面做法由下至上依次为钢筋混凝土屋面板（100mm），聚苯乙烯泡沫塑料保温板（50mm），1:8水泥陶粒找坡层（平均厚80mm），1:3水泥砂浆找平层（20mm），SBS改性沥青防水卷材，细石混凝土（30mm）。

女儿墙构造柱：女儿墙应设置构造柱，构造柱间距不宜大于4m，构造柱应伸至女儿墙顶并与现浇钢筋混凝土压顶整浇在一起。

墙体做法：外墙体均采用蒸压粉煤灰加气混凝土砌块，外墙厚240mm，白色乳胶粉刷外墙面，水泥粉刷内墙面；内墙为蒸压粉煤灰加气混凝土砌块，厚240mm，双面水泥粉刷。

楼面做法：25mm硬木地板，地板格栅，20mm厚水泥砂浆找平层，100mm 厚现浇钢筋混凝土板，10mm厚水泥石膏砂浆打底。

楼梯做法：楼梯采用混凝土板式楼梯。

散水做法：散水的坡度为4%，40厚C20细石混凝土，撒1：2水泥黄砂压实抹光，120厚碎石或碎砖灌M2.5混合砂浆，每隔10m设伸缩缝一道，墙身与散水设10宽，沥青砂浆嵌缝，散水面宽600。

2.2.3材料选用

混凝土：主体框架结构采用C30混凝土

钢筋：纵向受力钢筋采用热轧钢筋HRB400，其余采用热轧钢筋HPB300；

墙体：内外墙采用普通砖，其尺寸240mm×115mm×53mm，查《荷载规范》得γ=18 kN/m3；窗：钢塑门窗，γ=0.45 kN/m3；门：木门，γ=0.2kN/m3；

活荷载：上人屋面均布活荷载标准值1.1kN/2

m，楼面活荷载标准值2kN/㎡。

3.结构布置

3.1结构选型

结构体系选型：采用钢筋混凝土现浇框架结构体系。

屋面结构：采用现浇钢筋混凝土上人防水屋面。

楼面结构：全部采用现浇钢筋混凝土楼盖。

楼梯结构：采用现浇钢筋混凝土板式楼梯。

图3.1结构布置图

3.2构件拟定尺寸

3.2.1板截面尺寸拟定

根据《钢筋混凝土结构设计规范》，板按塑性理论计算，本设计板厚取h=100mm 。

3.2.2梁截面尺寸拟定

梁截面高度按跨度的1/8~1/12进行估算，梁截面宽度取梁高的1/2~1/4。本方案中所计算的一榀框架框架主梁跨度分别为7200和8100。

所以主梁截面高度：1h =（1/8~1/12）×7200=900~600mm

2h =（1/8~1/12）×8100=675~1012mm

取1h =800mm ，1b =250mm ；

次梁截面均取250mm ×400mm 。

3.2.3柱截面尺寸拟定

柱截面尺寸可根据式c

N f ][N A c μ≥估算。该框架结构的抗震等级为二级，其轴压比限值8.0][N =μ；各层的重力荷载代表值近似取14-2m KN ⋅，由图可知边柱及中柱的负载面积分别为8.1x7.2/2=28和(8.1x7.2+3x8.1)/2=41.31，取1.25=β，n=3，由公式可得第一层柱截面面积为

中柱

321.2541.31141031900000.814.3

A C mm ⨯⨯⨯⨯==⨯ 边柱 321.2528141031290000.814.3

A C mm ⨯⨯⨯⨯==⨯ 根据上述计算结果并综合考虑其它因素，架柱截面尺寸取值均为500500mm ⨯。

4.框架计算简图及线刚度计算

4.1确定框架计算简图（图4.1）

框架计算单元如图4.1所示，取一榀框架计算。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，底层柱高为4.20m，其余各层柱高从楼面算至上一层楼面(即层高)，故均为3.30m。

图4.1 计算简图及梁柱线刚度

4.2框架梁柱线刚度计算

对于中框架梁取I=2

I，而且两边对称！计算取一半计算，所以

AB跨梁：

3

-4

AB

0.25m(0.6m)1

I27.1410E KN m

12 6.3m

c c

E

⨯

=⨯⨯⨯=⨯⋅

BC跨梁：

3

4

BC

0.25m0.4m1

I2 2.610KN m

123

C

E

⨯

=⨯⨯⨯=⨯⋅

（）

底层柱：

3

724

0.5m0.5m1

I 3.010KN/m 3.7210KN m

12 4.2

⨯

=⨯⨯⨯=⨯⋅底柱

（）