建筑結(jié)構(gòu)CAD課程設(shè)計(jì)

1、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)江城學(xué)院建筑結(jié)構(gòu) CAD課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課程名稱： 建筑結(jié)構(gòu) CAD任課教師： 丁紅星專業(yè)：土木工程姓名：王宏陽學(xué)號(hào)：1110080230地質(zhì)工程與科學(xué)學(xué)部第 1 章 設(shè)計(jì)基本資料1.1 工程概況本建筑為 5 層框架結(jié)構(gòu)，抗震設(shè)防烈度 7 度，二類場(chǎng)地，框架等級(jí)為 3 級(jí)， 周期折減系數(shù)取 0.7，按一組計(jì)算。基本風(fēng)壓為 0.4KN/m2,場(chǎng)地類別為 C 類，梁 板柱混凝土均取 C30，梁柱主筋選筋 HRB400，板筋選 HPB235。框架彎矩調(diào)幅 系數(shù)為 0.85，結(jié)構(gòu)重要性為 1。各層建筑平面圖、門窗表如附錄 2 所示，一至 五層結(jié)構(gòu)層高分別為 5.5m（從基礎(chǔ)頂面算起， 包括地

2、下部分 1m）、3.0m、3.0m、 3.0m、3.0m。各層梁柱布置及尺寸見結(jié)構(gòu)平面圖，各層采用現(xiàn)澆樓板，板厚取 100mm。建筑圖及結(jié)構(gòu)平面布置圖見課本附錄 2.本地區(qū)地區(qū)基本雪壓 So=0.45kN/m2，基本風(fēng)壓 0=0.40kN/m2 ，地面粗糙 度為 B 類。地勢(shì)較平坦，地表下土層分布較不均勻，分為四層：第一層 0.8m 雜填土；第二層 0.8-1.8m粉土層，地基承載力 160kPa；第三層 1.8-4.3m 粘土層， 地基承載力 210kPa；第四層為淤泥質(zhì)黏土，地基承載力特征值為 95 kPa。冬季 室外平均最低氣溫 -5 ，全年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|南風(fēng)。地下靜止水位距室外地面 8.

3、0m，水質(zhì)對(duì)建筑物無腐蝕作用，冬季土壤冰凍深度為2m。墻采用普通空心磚砌筑，用 M5 混合砂漿。 ±0.000以下地面墻體采用普通燒結(jié)煤矸石磚， M7.5 水泥砂漿砌筑。內(nèi)粉刷為混合沙漿底，紙筋灰面，厚 20mm。外粉刷為 1：3 水 泥沙漿底，厚 20mm， 涂刷白色丙烯酸涂料。樓面做法：樓板頂面為 20mm 厚水泥沙漿找平， 5mm 厚 1：2 水泥沙漿加 罩面 ；樓板底面為 15mm 厚紙筋面石灰抹底，涂刷乳膠漆。屋面做法： 采用屋面找坡法， 在屋面采用膨脹珍珠巖粉與水泥砂漿以一定 比例參合形成 3%坡度，然后上鋪膨脹珍珠巖保溫板，最后 1：2 水泥砂漿找平 20mm,三氈四油

4、防水層，撒綠豆沙保護(hù)。門窗做法：門為木門，窗為鋁合金窗。1.2 結(jié)構(gòu)選型本工程采用框架結(jié)構(gòu) ,結(jié)構(gòu)采用橫向承重體系。 樓面采用現(xiàn)澆混凝土樓面 ,板厚度 為 100mm,按雙向板布置。第 2 章 結(jié)構(gòu)布置及計(jì)算簡(jiǎn)圖2.1 結(jié)構(gòu)布置及梁 ,柱截面尺寸的初選樓蓋及屋蓋均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)， 樓板厚度取 100mm。梁截面高度 按跨 度的 1/12 1/8 估算 ,由此估算的梁截面尺寸分別為: 框架梁尺寸為300mm×600mm。柱的截面尺寸按軸壓比限值公式進(jìn)行估算，確定矩形區(qū)柱截 面尺寸為 500mm× 500mm，弧形區(qū)柱截面尺寸為 450mm× 450mm。一至

5、五層的 混凝土等級(jí)為 C30。樓蓋及屋蓋均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，樓板厚度取 100mm。梁截面高度按梁跨度的 1/121/8 估算，寬度取截面高度的 1/31/2，各 層梁截 面尺 寸及混 凝土強(qiáng)度 等級(jí) 見表 3-1 。 C30 混凝 土（fc=14.3N/mm2， ft=1.43N/mm2）。層次混凝土等級(jí)邊跨梁（ b×h）中跨梁（ b×h）25C30250×600300×5001層C30250×600300×500表 2-1 各層梁截面尺寸及混凝土強(qiáng)度等級(jí)單位： (mm×mm)柱截面尺寸的估算fcA柱截面尺寸可根據(jù)柱

6、子的軸壓比限值 N 確定 10A N ， N BFgEn fc ( n)(2-1)式(2-1)中 N 為軸壓比設(shè)計(jì)值， B 為考慮地震作用時(shí)柱軸力增大系數(shù)，邊柱 取 1.3，不等跨柱取 1.25，等跨柱取 1.2， F 為按支剪狀態(tài)計(jì)算的柱子的負(fù)載面 積。gE為折算在單位面積上的重力荷載代表值 (1215kN/mm2)。n 為驗(yàn)算截面以 上的樓層層數(shù)， Ac 為柱子的截面面積， f c為混凝土軸心抗壓設(shè)計(jì)值。因柱選用、三級(jí)分別為C30 混凝土，故 fc=14.3N/mm。柱子的軸壓比限值，0.7、0.8、0.9。查得本建筑的抗震等級(jí)為四級(jí)，保守起見，取柱子的軸壓比限值為 0.9，其中 hc 4

7、00mm， bc 350mm。由公式 (4-1)得第一層柱截面面積為：邊柱： Ac(1.3×1/2×7.2×3900×15×5 14.3× 0.9 106364 mm2中柱： Ac1.3×1/2×7.22.1× 3900×15×5 14.3×0.9 126818 mm2圖 4-1 框架計(jì)算簡(jiǎn)圖如取柱截面為正方形，則邊柱和中柱截面 326mm 和 356mm。據(jù)上述計(jì)算結(jié)果并綜合考慮其他因素，本設(shè)計(jì)柱截面尺寸取值如下：矩形區(qū)：弧形層：500mm× 500mm圓柱 r=

8、500mm頂層柱的形心作為框架柱的軸線； 梁軸線取至板底， 25 層柱高度為層高，即 3.0m；底層柱高從基礎(chǔ)地面至一層板底，即 5.1m。2.1 結(jié)構(gòu)布置3 根據(jù)建筑圖布置結(jié)構(gòu)圖第一標(biāo)準(zhǔn)層第二標(biāo)準(zhǔn)層圖 2-1 結(jié)構(gòu)平面布置圖注：邊跨梁（ b×h） 250×600 中跨梁（ b×h） 300×500輸入樓面恒載和活荷載：樓層參數(shù)的確定：確認(rèn)信息存盤退出第 3 章 重力荷載代表值的計(jì)算3. 1 荷載計(jì)算邊跨框架梁自重： 梁側(cè)側(cè)粉： 小計(jì)：屋面及樓面恒荷載計(jì)算1.不上人屋面框架梁線荷載標(biāo)準(zhǔn)值保溫層： 150 厚水泥蛭石0.1550.75kN/m 2保護(hù)層：

9、40 厚配筋 C25 細(xì)石砼0.042220.88kN/m 2找平層： 20 厚 1:3 水泥沙漿200.020.4kN/m 2防水層： SBS(3+3)改性瀝青卷材20.4kN/m 2找坡層： 100 厚 1:8 水泥陶粒14 0.101.40kN/m 2結(jié)構(gòu)層： 100 厚現(xiàn)澆混凝土板0.10252.5kN/m 2板底抹灰： 10mm0.011720.17kN/m 2屋面恒荷載：6.81kN/m20.3 0.6 25 4.50kN/m2 (0.6 0.1) 0.02 17 0.326kN/m4.826kN/m中跨框架梁自重：0.3 0.4 252.5kN/m梁側(cè)粉刷：2 (0.4 0.1)

10、 0.02 170.2kN/m小計(jì)：2.70kN/m因此，作用在梁上 （頂層 ）線荷載為：g5AB1g 5CD14.826kN/mg5 AB2g5 CD26.813.9 26.559kN/mg AB2 3.59 3.914.001kN/mg BC2 3.59 2.79.693kN/m2.樓面框架梁線荷載標(biāo)準(zhǔn)值大理石面層：0.15 280.42kN/m 225 厚水泥沙漿面層：0.025 2020.50kN/m 2100厚現(xiàn)澆混凝土板：0.10 2522.5kN/m 210 厚板底抹灰：0.01 170.17kN/m 2樓面恒荷載：23.59kN/m 2邊框架梁及梁粉刷：4.826kN/m邊跨填

11、充墻自重：0.19 (3.6 0.6) 6.03.42kN/m墻面粉刷：0.02 (3.6 0.6) 2 172.04kN/m小計(jì)：5.46kN/m中跨框架梁及其粉刷：2.7kN/m因此，作用在中間層框架梁上的線荷載為：g AB1 10.466kN/mg BC1 2.7kN/mg AB 3.59 3.9 14.001kN/mg BC2 3.59 2.7 9.693kN/m3.屋面框架節(jié)點(diǎn)集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值邊柱連系梁自重：0.30.63.9259.75kN內(nèi)側(cè)粉刷：0.02 (0.60.1)3.9170.398kN外貼大理石：0.30.63.9281.494kN900高女兒墻自重：0.93.90.3

12、6.06.32kN內(nèi)面粉刷水泥：0.90.023.9201.40kN外貼大理石面層：0.9 0.0253.9282.46kN連系梁傳來屋面自重：3.91.956.81/ 251.79kN頂點(diǎn)邊節(jié)點(diǎn)集中荷載：G5A G5D 73.612kN中柱連系梁自重： 粉刷： 連系梁傳來屋面自重：0.3 0.4 3.9 25 9.75kN0.02 (0.4 0.1) 2 3.9 17 0.80kN (3.9 2.7 3.9) 1.35 6.81/ 2 46.887kN3.9 1.95 6.81/ 2 51.79kN頂點(diǎn)中節(jié)點(diǎn)集中荷載：4.樓面框架節(jié)點(diǎn)集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值 邊柱連系梁自重： 內(nèi)粉刷外大理石： 鋼窗自

13、重： 窗下墻體自重： 內(nèi)粉刷： 外大理石： 窗邊墻體自重： 內(nèi)粉刷： 外大理石： 連系梁傳來樓面自重： 中間層邊節(jié)點(diǎn)集中荷載： 中柱連系梁自重： 粉刷： 內(nèi)縱墻自重： 粉刷： 扣除門洞重加上門重： 連系梁傳來樓面自重：G5B G5C 109.227kN9.75kN1.892kN0.45 2.1 2.7 2.55kN0.29 0.9 (3.9 0.45) 6.0 7.45kN0.9 (3.9 0.45) 0.02 17 1.06kN0.9 (3.9 0.45) 0.025 28 2.17kN0.7 2.1 0.29 6.0 3.53kN0.7 2.1 0.02 17 0.50kN0.7 2.1

14、0.025 28 1.03kN3.9 1.95 3.59/ 2 20.902kN GA GD 57.234kN 9.75kN0.80kN3.45 (3.6 0.6) 0.19 6.0 12.24kN3.45 (3.6 0.6) 2 0.02 17 7.04kN2.1 1.0 (1.88 0.2) 3.53kN(3.9 1.2) 1.35 3.59/ 2 18.759kN3.9 1.95 3.59/ 2 20.902kN中間層中節(jié)點(diǎn)集中荷載：GB GC 65.961kN3. 1 活荷載計(jì)算1.屋面活荷載取活荷與雪荷中的較大值q5AB q5CD 0.5 3.9 1.95kN/mq5BC 0.5 2

15、.7 1.35kN/m1P5A P5D3.9 1.95 0.5 2 3.851kN21P5B P5C(3.9 1.2) 1.35 0.5 3.851 7.245kN22.樓面活荷標(biāo)準(zhǔn)值取 2.0kN/m ，走道取 2.5kN/mqAB qCD 2.0 3.9 7.8kN/mqBC 2.5 2.7 6.75kN/m1PA PD3.9 1.95 2.0 15.21kNA D 2 1PB PC(3.9 1.2) 1.35 2.5 15.21 36.225kNB C 2 將上面計(jì)算的數(shù)據(jù)導(dǎo)入 pkpm中，確定導(dǎo)荷方式 : A第 1 荷載標(biāo)準(zhǔn)層： 樓面恒載樓面活載：樓面導(dǎo)荷方式：第 4 章 用 PK 進(jìn)

16、行結(jié)構(gòu)分析與計(jì)算以及畫施工圖生成框架文件和連梁文件恒載：活載:配筋剪力計(jì)算：配筋計(jì)算書 :配筋圖：風(fēng)荷載：基本風(fēng)壓 0.4kN/ 左風(fēng)：右風(fēng)：恒載圖：彎矩包絡(luò)圖：恒載剪力圖：左風(fēng)彎矩圖：右風(fēng)彎矩圖：排架施工圖：連續(xù)梁繪圖：柱施工圖：數(shù)據(jù)檢查：數(shù)據(jù)修正：檢查各層幾何平面：檢查各層荷載作用：空間線條：文本文件幾何數(shù)據(jù)：結(jié)構(gòu)內(nèi)力與配筋計(jì)算：分析結(jié)果圖形和文本顯示：各層梁、柱、墻標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)力圖：梁彈性撓度與墻邊緣構(gòu)件圖：第 6 章用 SAT-8 進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析與計(jì)算SATWE數(shù)據(jù)前處理：特殊構(gòu)件定義：數(shù)據(jù)檢查結(jié)果：結(jié)果內(nèi)力配筋計(jì)算：第 7 章用 TAT 進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析與計(jì)算 生成 TAT數(shù)據(jù)：TAT數(shù)據(jù)檢查結(jié)構(gòu)內(nèi)力，配筋計(jì)算：第 8 章用 SATWE進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析與計(jì)算接 PM生成 SATWE數(shù)據(jù)：結(jié)構(gòu)內(nèi)力配筋計(jì)算：PMCAD截取計(jì)算榀并劃分單元：生成彈塑性靜力分析模型數(shù)據(jù)：彈塑性靜力分析：經(jīng)驗(yàn)總結(jié)與體會(huì)經(jīng)過這次 pkpm 的計(jì)算機(jī)繪圖，通過老師和同學(xué)對(duì)我的幫助，我學(xué)到了很多東西。首先，通過這次設(shè)計(jì)，對(duì)框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)知識(shí)有了更進(jìn)一步的理解。本次設(shè) 計(jì)對(duì)已有建筑施工圖基礎(chǔ)上完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過樓板次梁設(shè)計(jì)計(jì)算、框架的設(shè) 計(jì)計(jì)算、樓梯等構(gòu)件的設(shè)計(jì)，對(duì)所學(xué)的專業(yè)知識(shí)進(jìn)行了全面的再學(xué)習(xí)，并對(duì)其 加以綜合運(yùn)用，收獲實(shí)在很大。經(jīng)過這次設(shè)計(jì)熟悉了建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)步驟和過 程，基本掌握