某大学学生宿舍框架结构(参考模板)
钢筋混凝土结构
课程设计指导书
李双营
2012.12
1 多层混凝土结构课程设计任务书
1.1设计任务
1.1.1设计题目：某大学学生宿舍框架结构设计
1.1.2设计条件
7层钢筋混凝土框架结构学生宿舍，设计使用年限为50年，其建筑平面图和剖面图分别如图1-1、图1-2所示，L1=5.4m（5.7m、6m），H1=4.2m（4.5m）。楼面和屋面采用现浇钢筋混凝土肋形楼盖结构；屋面采用柔性防水，屋面构造层的恒载标准值为3.24 kN/㎡；屋面为上人屋面，活荷载标准值为2.0kN/㎡（3kN/㎡、4kN/㎡）；楼面构造层的恒载标准值为 1.56kN/㎡；楼面活荷载标准值为2.0kN/㎡（2.5kN/㎡、3kN/㎡）；墙体采用灰砂砖，重度γ=18kN/m3，外墙贴瓷砖，墙面重0.5kN/㎡，内墙面采用水泥粉刷，墙面重0.36kN/㎡；木框玻璃窗重0.3kN/㎡,木门重0.2kN/㎡；混凝土强度等级和钢筋级别请自行选择。建设地点位于某城市郊区，底层为食堂，层高5.0m，2～7层为学生宿舍，层高4.2m，室
ω=0.5kN/㎡（0.45kN/㎡、内外高差0.6m，基础顶面标高-1.500m。基本风压
0.4kN/㎡）。试对该结构进行结构设计，不考虑抗震设防。
图1-1 标准层平面图
1.1.2 设计内容
（1）确定构件截面尺寸、材料选用；
（2）荷载计算；
（3）对一榀框架进行内力分析、计算及组合；
（4）框架构件截面设计。
图1-2 I—I剖面图
1.1.3设计成果
（1）设计计算说明书一份
课程设计计算说明书应装订成册，要求打印（严禁复印），应包括以下内容：
1）封面：包括课程设计名称、学院（系）及专业名称、学生姓名、学号、班级、指导教师姓名，以及编写日期等。
2）目录：应注意与设计计算书相对应，尽量细致划分、重点突出。
3）课程设计任务书
4）课程设计计算书：课程设计计算书主要记录全部的设计计算过程，应完整、清楚、整洁、正确。计算步骤要条理清楚，引用数据要有依据，采用计算图表和计算公式应注明其来源或出处，构件编号、计算结果（如构件截面尺寸、配筋等）应与图纸表达一致，以便核对。当采用计算机计算时，应在计算书中注明所采用的计算机软件名称及代号，计算机软件必须经过审定（或鉴定）才能在工程设计中推广应用，电算结果应经分析认可。荷载简图、原始数据和电算结果应整理成册，与手算计算书统一整理。选用标准图集时，应根据图集的说明，进行必要的选用计算，作为设计计算书的内容之一。计算书中图表及公式必须打印。
5）参考文献：列出主要的参考文章、书籍等。
6）封底
（2）结构施工图，主要包括：
1）标准层结构平面布置图；
2）横向框架配筋图。
设计图纸要求：依据国家制图标准《房屋建筑制图统一标准》（CB／T 50001－2001）和《建筑结构制图标准》（GB／T 50105－2001），采用铅笔或CAD绘图，设计内容满足规范的要求，图面布置合理，表达正确，文字规范，线条清楚，达到施工图要求。凡不符合《房屋建筑制图统一标准》和《建筑结构制图标准》，图纸表达不清、不正确、结构构造关系混乱和文字不规范者，一律返工重画。1.1.4设计参考进度及要求
第一天：布置设计任务，阅读设计任务书、指导书及设计例题，复习有关课程内容。确定建筑结构平面布置图草图；
第二天：进行结构设计参数计算；
第三天：进行框架内力计算及内力组合；
第四天：进行框架截面设计计算及绘制配筋草图，
第五天、第六：绘制结构平面布置图、计算框架配筋图；
第七天：整理计算书；
1.1.5参考资料
（1）李汝庚、张季超主编. 混凝土结构设计[M]. 北京：中国环境科学出版社，2002.
（2）中华人民共和国标准. 混凝土结构设计规范GB 50010-2002[S].
（3）孙香红、李红主编. 实用混凝土结构设计[M]. 西安：西北工业大学出版社，2008.
1.1.6成绩评定
（1）课程设计的成绩构成
课程设计的成绩由三部分构成，各部分成绩所占比例如下：设计成果（包括设计计算书和设计图纸）占50％；设计过程（包括设计态度和创新精神）占30％；设计答辩（包括自述情况和回答问题情况）占20％。
l）设计成果
设计成果包括：概念是否清楚；设计条理是否清晰；设计方案是否正确、合理；设计方案的确定是否经过充分论证；设计参数的选择是否正确；设计计算部分是否完整、正确；设计图纸是否满足施工图的要求；设计计算书是否符合规范、内容是否完整、书写是否清楚、层次是否分明；文字是否流畅；手绘和计算机绘图是否合理搭配运用。
2）设计过程
设计过程包括：设计的进度是否符合要求；能否按时完成规定的设计任务；对待设计技术问题是否具有严谨的科学态度；是否具有求实与探索创新精神；能否主动学习；是否遵守纪律。
3）设计答辩
设计答辩包括：自述表达是否清楚；自述内容是否完整；回答问题是否完整、准确；分析问题、解决问题的能力如何；是否具有一定的应变能力。
（2）课程设计的成绩评定标准
课程设计成绩分优、良、中、及格、不及格五个等级。
1）优：设计思路清晰，结构方案良好。设计参数选择正确，选择依据充分，设计计算内容完整，正确无误。设计图纸满足工程制图要求，表达内容满足课程
设计要求，正确无误。图面整洁，布局合理。设计计算书规范、完整，语言表达逻辑性强，书写清晰，有条理。设计态度端正。
2）良：设计思路清晰，结构方案合理。设计参数选择正确，选择依据较充分，设计计算内容完整、正确。设计图纸能满足工程制图要求，表达内容能满足课程设计要求。图面较整洁，布局较好。设计计算书规范、完整。语言表达逻辑性较强，书写清晰，有条理。设计态度端正。
3）中：设计思路较清晰，结构方案基本合理。设计参数选择基本正确，主要参数的选择有依据。设计计算内容完整，有少量错误。设计图纸主要内容满足工程制图要求，表达内容满足课程设计要求。图面基本整洁。设计计算书较规范，内容完整。语言表达有一定的逻辑性，书写整齐。设计态度基本端正。
4）及格：设计思路基本清晰，结构方案基本合理。主要设计参数选择正确。设计计算内容基本完整，有一些错误。设计图纸基本满足工程制图要求，表达内容基本满足课程设计要求。图画基本整洁。设计计算书基本规范，内容基本完整，语言表达有一定的逻辑性，书写整齐。设计态度基本端正。
5）不及格：设计思路不清晰，结构方案不合理。关键设计参数选择有错误。设计计算内容不完整，计算有明显错误。设计图纸基本满足工程制图要求，设计图纸表达内容不满足课程设计要求。设计计算书不规范，内容不完整。设计态度不端正。
2 .计算书
某大学7层学生宿舍楼，采用钢筋混凝土框架结构，没有抗震设防要求，设计年限为50年，试设计该结构(限于篇幅，本例仅介绍轴框架结构的设计)。
2.1设计资料
7层钢筋混凝土框架结构学生宿舍，设计使用年限为50年，其建筑平面图和剖面图分别如图1-1、图1-2所示，L1=6m，H1=4.5m。
(1)设计标高：室内设计标高土0.000相当于绝对标高4.400m，室内外高差600mm。
(2)墙身做法：墙体采用灰砂砖，重度 =18kN/m3，外墙贴瓷砖，墙面重0.5kN/
㎡，内墙面采用水泥粉刷，墙面重0.36kN/㎡。
(3)楼面做法：楼面构造层的恒载标准值为 1.56kN/㎡；楼面活荷载标准值为2.5kN/㎡。
(4)屋面做法：屋面采用柔性防水，屋面构造层的恒载标准值为3.24 kN/㎡；屋面为上人屋面，活荷载标准值为2.0kN/㎡。
(5)门窗做法：木框玻璃窗重0.3kN/㎡,木门重0.2kN/㎡。
(6)地质资料：位于某城市的郊区，底层为食堂，层高4.5m,2~7层位学生宿舍
。
(7)基本风压：4.00=ω 2m kN 。
(8)材料选择：混凝土强度等级C35，钢筋级别HRB400和HPB300。
图1-1 建筑平面图
图1-2 建筑剖面图
2.2 结构布置及结构计算简图的确定
结构平面布置如图2-1所示。各梁柱截面尺寸确定如下：
图2-1 结构平面布置图
边跨(AB 、CD 跨)梁： mm l l h )1000~7.666(800012
1)121~81(=?==， 取mm h 1000=；h b )3
1~21(=，取mm b 400=。
边柱和中柱(A 轴、B 轴、C 轴)连
系梁：取mm mm h b 500250?=?；
中柱截面均为
mm mm h b 600500?=?，边柱截
面均为mm mm h b 500450?=?现
浇楼板厚mm 120。
结构计算简图如图3-59所
示根
据地质资料，确定基础顶面
标高为mm 1500-，由此求得底层
层高为mm 5.6。各梁柱构件的线
刚度经计算后列于图2-2。其中
在求梁截面惯性矩时考虑到现浇
楼板的作用，取02I I =（0I 为考
虑楼板翼缘作用的梁截面惯性矩）。 图 2-2
结构计算简图：单位；×10-3E （m 3）
AB 、BC 跨梁：
)(1033.80
.814.01212333m E E i -?=???
=
中柱： 上部各层柱)(1000.25.46.05.0121333
m E E i -?=???=
底层柱)(1038.15
.66.05.0121333m E E i -?=???
=
边柱： 上部各层柱)(1004.15.45.045.0121333
m E E i -?=???=
底层柱)(1072.05
.65.045.0121333
m E E i -?=???
= 各节点梁的线刚度与柱的线刚度比均大于3
2.3荷载计算
1.恒荷载计算
(1)屋面框架梁线荷载标准值：
屋面构造层的恒载标准值 3.24 kN/㎡ 120mm 厚现浇钢筋混凝土楼板 20.32512.0m kN =?
224.6m kN
屋面恒荷载
边跨(AB 、BC 跨)框架梁自重 m kN 0.102500.14.0=??
梁侧粉刷 m kN 6.01702.0)12.00.1(2=??-?
m kN 6.10
因此，作用在顶层框架梁上的线荷载为：
m kN g g BC AB 6.101717==
m kN g g BC AB 44.37624.62727=?==
(2)楼面框架梁线荷载标准值
楼面构造层的恒载标准值 1.56 2m kN
120mm 厚现浇钢筋混凝土楼板 2
0.32512.0m kN =?
256.4m kN
边跨框架梁及梁侧粉刷 m kN 6.10
边跨填充墙自重 灰砂砖m kN 12.1518)0.15.4(24.0=?-?
墙
粉刷m kN 52.236.0)0.15.4(2=?-?
m kN 64.17
作用在中间层框架梁上的线荷载为：
m kN g g BC AB 24.2811==
m kN g g BC AB 36.27656.422=?==
(3)屋面框架节点集中荷载标准值
边柱连续梁自重 kN 75.1825650.025.0=???
粉刷 kN 56.11762)12.050.0(02.0=???-?
m 9.0高女儿墙自重 kN 44.1918620.09.0=???
粉刷 kN 67.3176202.09.0=????
连续梁传来屋面自重 kN 16.5624.662
1621=???? 顶层边节点集中荷载 kN G G C A 58.9977==
D 、
E 连续梁自重 kN 75.1825650.025.0=???
粉刷 kN 56.11762)12.050.0(02.0=???-?
连续梁传来屋面自重kN 37.8224.664.12
124.6621621=???+????
顶层D 、E 节点的集中荷载 kN G G E D 68.10277==
中柱连续梁自重 kN 75.1825650.025.0=???
粉刷 kN 56.11762)12.050.0(02.0=???-?
连系梁传来屋面自重 kN 42.5224.664.1=??
顶层中节点集中荷载 kN G B 73.727=
(4)楼面框架节点集中荷载标准值
边柱连系梁自重 kN 75.18
粉刷 kN 56.1
木窗自重 kN 59.23.04.26.3=??
墙体面积 []279.10)4.26.3()0.15.4()45.06(mm =?--?-
墙体自重 kN 61.461879.1024.0=??
外墙贴瓷砖 kN 4.55.079.10=?
内墙粉刷 kN 88.336.079.10=?
框架柱自重 kN 31.25255.45.045.0=???
粉刷 kN 38.1175.402.095.0=???
连系梁传来楼面自重 kN 04.4156.462
1621=???? 中间层边节点集中荷载 kN G G C A 36.146==
D 、
E 柱连系梁自重 kN 75.18
粉刷 kN 56.1
内纵墙自重 kN 92.611820.0)5.05.4()2.15.06(=??-?--
粉刷 kN 7.1121702.0)5.05.4()2.15.06(=???-?--
门重 kN 58.02.04.22.1=??
连系梁传来楼面自重 kN 19.6056.464.12
156.4621621=???+???? 中间层D 、E 节点集中荷载 kN G D 54.154=
kN G E 34.80=
边柱连系梁自重 kN 75.18
粉刷 kN 56.1
墙体、粉刷、门自重 kN 2.74
框架柱自重 kN 75.33255.46.05.0=???
粉刷 kN 68.1175.402.01.1=???
连系梁传来楼面自重 kN 3.3856.464.1=??
中间层中节点集中荷载 kN G B 08.168=
(5)恒荷载作用下的结构计算简图
恒荷载作用下结构计算简图如图3-1所示。
2．楼（屋）面活荷载计算
楼面活荷载作用下结构计算简图如图3-61所示。图中各计算荷载值如下：
顶层
均布m
kN p p CE AD 1260.277=?==
集中载kN p p C A 180.262162177=????=
= kN p p E D 4.260.264.12
10.262162177=???+????== kN p B 8.160.264.17=??=
中间层
均布m kN p p CE AD 1565.2=?==
集中载kN p p C A 5.225.262
1621=????== kN p p E D 335.264.12
15.2621621=???+????== kN p B 215.264.1=??=
图3-1 恒荷载作用下结构计算简图
图3-2 楼面活荷载作用下结构计算简图
3.风荷载计算
风压标准计算公式为
因结构高度H=32m>30m ，故z β按荷载规范求；对于矩形平面3.1=s μ；z μ可
查荷载规范。将风荷载换算成作用于框架每层节点上的集中荷载，计算过程如表
3-3所示。表中z 为框架节点至室外地面的高度，A 为一榀框架各层节点的受风
面积，计算结果如图3-4所示。
表3-3 风荷载计算 层风振体型系高度z 变化系
基本风受风风荷载 作用