建筑工程课程设计

西南交通大学建筑工程课程设计 钢筋混凝土框架结构设计计算说明书

班级 05土木14 姓名 成 辉 学号 20050400 指导老师 潘家鼎

2008年12月 建筑工程课程设计

1 目 录 第一章 课程设计任务书---------------------------------------------------------------------------------------1 一、设计题目-------------------------------------------------------------------------------------------------1 二、设计计算内容-------------------------------------------------------------------------------------------2

第二章 设计计算---------------------------------------------------------------------------------------------------2 一、绘制典型框架计算简图--------------------------------------------------------------------------------2 二、框架梁柱截面尺寸的确定-----------------------------------------------------------------------------3 三、竖向荷载作用下典型框架的内力计算-------------------------------------------------------------3 四、水平地震作用下典型框架内力计算----------------------------------------------------------------6 五、内力组合与配筋------------------------------------------------------------------------------------------10 附图 建筑工程课程设计

2 第一章 课程设计任务书 一、设计题目 1、房屋结构概况

某七层办公楼为钢筋混凝土全现浇框架结构，其平面柱网布置见图1，○2~○7轴线对应的

框架立面见图2。

图1 柱网平面布置图（mm） 图2 框架立面图 2、设计参数说明

（1） 结构层高方案：本课程设计采用方案3，层高H1=5.4m ，H2=3.3m ，H3

=4.0m 。

（2）荷载方案 建筑工程课程设计 3 方案 楼屋面恒载 （KN/m2楼屋面活载 ） （KN/m2

横墙荷载

） （KN/m） 外纵墙荷载

（KN/m）

内纵墙荷

载 （KN/m）

楼面 屋面 楼面 走廊 屋面 二、三层 四至七层 二至七层 屋面以上 二至七层

2 4.8 5.3 2.0 2.5 2.0 14.5 16.5 19.0 15.5 14.0 注： 1）楼面层恒载中已计入楼屋面面层，结构层即楼屋面板及顶棚抹灰或吊顶重，但未计入梁的自重。 2）内外纵墙荷载已计及门、窗及相关装饰、粉刷、贴面，且忽略结构层高差别的影响。 3）荷载方案2，为上人屋面方案，屋面以上外纵墙荷载为屋面女儿墙荷载。 4）一层墙对框架结构内力无影响，未列入。 （3）混凝土强度等级 本设计混凝土强度等级为Ｃ３０。 （４）抗震设防烈度 本设计抗震设防烈度设定三种，即７度、7度半、8度，建筑抗震规范中没有“7度半”一词，本处作形象表述，指规范中基本加速度为0.15g的地区，其水平地震影响系数最大值αmax=0.12者。对于抗震设防烈度为7度半的框架结构，其框架抗震等级仍按7度确定。

本课程设计抗震设防烈度取7度半。 （5）设计地震分组 本设计采用三组地震分组：第一组、第二组和第三组中的第一组。 （6）建筑场地类别 本设计选定两种场地类别：Ⅰ类、Ⅱ类。本课程设计采用Ⅰ类。 二、本课程设计计算的内容 1、绘制典型框架计算简图； 2、确定典型框架梁、柱截面尺寸； 3、竖向荷载作用下典型框架的内力计算； 4、水平地震荷载作用下典型框架的内力计算； 5、典型框架梁、柱截面内力组合； 6、典型框架梁、柱截面配筋组合； 7、绘制典型框架一至二层施工图。

第二章 设计计算 一、绘制典型框架计算简图 取④轴线所对应的横向框架作为典型框架进行计算。 楼屋面活载计算：边梁 q1

=2×2.0KNm⁄×1.9m=7.6KNm⁄ ,

过道 q2=2×2.5×1.8=9.0KNm⁄ .

楼屋面恒载计算：边梁 g1

=2×4.8×1.9=18.24KNm⁄ ，

过道 g2

=2×5.3×1.8=9.54KNm⁄ 。

梁的自重：g3

=25×0.25×0.6=3.75KNm⁄ 。 建筑工程课程设计 4 图3 横向框架计算简图（mm） 二、框架梁、柱截面尺寸的确定 1、梁的截面尺寸：梁高 hb=�110~118�l=(630~350)mm,取hb=600mm ;

梁宽 bb=�12~13�hb=200~300mm ，取bb

=250mm 。

所以横梁的截面尺寸：250×600mm ；纵梁的尺寸：250×500mm 。 2、柱子的尺寸：边柱取550×550mm，中柱取600×600mm。 3、板厚：取h=100mm。

三、竖向荷载作用下典型框架的内力计算 1、竖向荷载的计算 表2.1 竖向荷载计算（单位：KN/m） 层号 楼屋面恒载 楼屋面活载 梁自重 横墙重 荷载组合1.2g+1.4q 边梁 过道 边梁 过道 边梁 边梁 过道 7 15.41 11.93 6.42 5.63 3.75 0 31.98 26.70 6 15.41 11.93 6.42 5.63 3.75 16.5 51.78 26.70 5 15.41 11.93 6.42 5.63 3.75 16.5 51.78 26.70 4 15.41 11.93 6.42 5.63 3.75 16.5 51.78 26.70 3 15.41 11.93 6.42 5.63 3.75 16.5 51.78 26.70 2 15.41 11.93 6.42 5.63 3.75 14.5 49.38 26.70 1 15.41 11.93 6.42 5.63 3.75 14.5 49.38 26.70 注：表中梯形荷载和三角形荷载已转换成均布荷载。

梯形荷载：q′=(1−2α2+α3)q ,三角形荷载：q′=58q 。 建筑工程课程设计 5 2、梁柱线刚度的计算 梁的惯性矩：Ib

=112bh3=112×0.25×0.63=4.5×10−3m4 ,

边梁的线刚度：ib1=EIbl=30×106×4.5×10−36.3=42.86×103KN∙m ,中间横梁线刚度：ib2

=

75KN∙m 柱子的惯性矩：边柱Ic

=112bh3=112×0.55×0.553=7.63×10−3KN∙m，

底层线刚度：ic1=EIch=30×106×7.63×10−35.4=42.39×103KN∙m，中间层线刚度：ic2

=EIch=

69.36KN∙m，顶层线刚度：ic3=EIch=57.23KN∙m。

中柱Ic=112bh3=112×0.6×0.63=10.8×10−3KN∙m ，得线刚度ic1

′=60×103KN∙m，

ic2′=98.18×103KN∙m，ic3

′=81×103KN∙m。

图4 梁柱的相对线刚度 图5 修正后的梁柱相对线刚度 3、恒载活载作用下框架内力计算 采用分层法进行计算:由于结构具有对称性，故取半边结构进行计算。 表2.2 七层框架弯矩内力计算（单位：KN∙m） 层号7654321边跨固端弯矩105.8171.3171.26171.26171.26163.3163.3中跨固端弯矩28.8428.8428.83628.83628.83628.8428.84

各层的弯矩分层计算如下图： 建筑工程课程设计 6

七层弯矩分配 六层弯矩分配 五四三层弯矩分配

二层弯矩分配 一层弯矩分配

图6 竖向荷载作用内力图 建筑工程课程设计

7 4、框架柱轴力计算 横向框架柱中，除上述由楼板及框架横梁上恒载和活载经框架横梁在框架柱中产生的轴力外，框架柱中轴力还应包括： （1）楼屋面恒载和活载通过双向板传给纵向框架梁对柱引起的压力； （2）纵向框架梁自重及其上外纵墙、内纵墙经纵向框架梁对柱引起的压力； （3）对于各层柱的下端截面尚有柱自重产生的轴力。

表2.3 竖向荷载作用下柱子轴力计算表（单位：KN） 层数 纵梁荷载 外纵墙 荷载 内纵墙

荷载 楼面恒载 楼面活载 自重 合计 横梁荷载 总轴力

7层 边柱 11.87 58.9 19.13 7.22 30.25 154.288 100.74 255.028 中柱 11.87 37.26 17.57 36.00 126.75 148.8 275.55

6层 边柱 11.87 72.2 17.33 7.22 30.25 168.088 263.85 586.226 中柱 11.87 53.2 37.26 17.57 36.00 190.59 359.97 677.32

5层 边柱 11.87 72.2 17.33 7.22 30.25 168.088 426.96 917.424 中柱 11.87 53.2 37.26 17.57 36.00 190.59 571.14 1079.08

4层 边柱 11.87 72.2 17.33 7.22 30.25 168.088 590.07 1248.622 中柱 11.87 53.2 37.26 17.57 36.00 190.59 782.31 1480.85

3层 边柱 11.87 72.2 17.33 7.22 30.25 168.088 753.18 1579.82 中柱 11.87 53.2 37.26 17.57 36.00 190.59 993.48 1882.61

2层 边柱 11.87 72.2 17.33 7.22 30.25 168.088 908.73 1903.458 中柱 11.87 53.2 37.26 17.57 36.00 190.59 1197.09 2276.814

1层 边柱 11.87 72.2 17.33 7.22 40.838 180.793 1064.28 2033.131 中柱 11.87 53.2 37.26 17.57 48.60 205.71 1400.7 2686.138 注：对典型框架，可忽略两侧纵向框架梁传递的荷载间差异以及对柱偏心的影响，由此引起的压力按轴力计；由双向板上恒载、活载通过纵向框架梁引起的横向框架柱的轴力，可直接按纵向框架梁的负载面积计。