土木工程专业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/2m，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=900~600mm2h =（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cN 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321.2541.31141031900000.814.3A C mm ⨯⨯⨯⨯==⨯ 边柱 321.2528141031290000.814.3A 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=20I ，而且两边对称！计算取一半计算，所以 AB 跨梁：3-4AB 0.25m (0.6m)1I 27.1410E KN m 12 6.3mc c E ⨯=⨯⨯⨯=⨯⋅ BC 跨梁：34BC 0.25m 0.4m 1I 2 2.610KN m 123C E ⨯=⨯⨯⨯=⨯⋅（） 底层柱：37240.5m 0.5m 1I 3.010KN/m 3.7210KN m 12 4.2⨯=⨯⨯⨯=⨯⋅底柱（） 3740.5m 0.5m 1I 3.010 4.710KN m 12 3.3m ⨯=⨯⨯⨯=⨯⋅标柱（） 取 1.0I =标注，则其余各杆的相对线刚度分别为：I 0.79=底柱 Iab 0.1= bc I 0.55=5.竖向荷载荷载计算5.1计算单元计算单元及板上的竖向荷载传递示意图如下所示：图5.1 板荷载示意图5.2恒荷载计算5.2.1屋面框架梁线荷载标准值：屋面恒荷载（上人）kN m 保护层：30mm厚细石混凝土22⨯0.03＝0.662kN m 防水层：SBS改性沥青防水卷材0.42kN m 找平层：20mm厚1:3水泥砂浆20⨯0.02＝0.42kN m 找坡层：1:8水泥陶粒平均厚50mm 14⨯0.05＝0.702kN m 保温层：50mm厚聚苯乙烯泡沫塑料板0.5⨯0.05＝0.0252kN m 结构层：100mm厚现浇钢筋混凝土板25⨯0.10＝2.52kN m 板底抹灰：10mm厚水泥石膏砂浆14⨯0.01＝0.142kN m 合计： 4.832梁自重AC L ：b ×h=250 ×800梁自重： 25kN/3m ×0.25m ×(0.8m-0.1m)=4.38kN/m 抹灰层：10厚混合砂 0.01m ×[(0.8m-0.1m)×2+0.25m]×17kN/3m =0.28kN/m 合计： 4.66kN/m CD L ：b ×h=250mm ×400mm梁自重： 25kN/3m ×0.25m ×(0.4m-0.1m)=1.88kN/m 抹灰层：10厚混合砂0.01m ×[(0.4m-0.1m)×2+0.25m]×17kN/ 3m =0.14kN/m 合计： 2.02kN/m 因此，作用在顶层框架梁上的线荷载为：3.34kN/m 6AC1=g 2.02kN/m 6CD1=g 3ab23bc239.12kN/m g g == 5.2.2中间层楼面框架梁线荷载标准值：25mm 硬木地板： 0.22kN m 地板格栅： 0.22kN m 20mm 厚水泥砂浆找平层： 20×0.02＝0.42kN m 100mm 厚现浇钢筋混凝土板： 25×0.10＝2.52kN m 10mm 厚水泥石膏砂浆打底： 14⨯0.01＝0.142kN m 合计： 3.442kN m AB 、CD 跨填充墙自重： 0.24 3.3-0.61811.67kN/m ⨯⨯=（） 墙面粉刷 0.02-0.617 1.26kN/m ⨯⨯=（3.3） 合计： 12.93kN/m 因此，作用在中间层框架梁上的线荷载为：=AB1g 4.66+12.93=17.59N/m BC1g 2.02kN/m =12.74kN/m 10.722.02g CD1=+= AB2BC2g g 3.448.127.82kN/m ==⨯= 5.2.3屋面框架节点集中荷载标准值：边柱连系梁自重： 0.250.88.12540.5kN ⨯⨯⨯= 粉刷： 0.010.8-0.128.117 2.27kN ⨯⨯⨯⨯=（）1.2米高120女儿墙自重： 0.12×18×1.2×8.1=17.5kN 抹灰层：10厚混合砂 0.02×1.2×17×8.1=4.42kN连系梁传来屋面自重1111117.27.27.27.2 4.8362.6kN 222222⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯⨯=（） 合计： 127kN 因此，顶层边节点A 集中荷载为：3A G 127kN =B 边柱连系梁自重： 0.250.48.12520kN ⨯⨯⨯=粉刷： 0.010.4-0.128.1170.31kN ⨯⨯⨯⨯=（） 连系梁传来屋面自重：118.137.28.1 4.83205.4kN 22⨯⨯+⨯⨯⨯=（） 合计： 226.57kN 因此，作用在顶层中节点B 集中荷载为：3G 226.57kN B =5.2.4中间层楼面框架节点集中荷载标准值：A 边柱连系梁自重： 40.5kN 粉刷： 2.27kN 塑钢门、窗自重： 3⨯2.4⨯0.45= 3.24KN 门窗上下墙体自重 0.24⨯5.1⨯0.9⨯18= 19.83KN 粉刷： 0.01⨯2⨯5.1⨯0.9⨯17=0.78kN 窗两侧墙体自重： 2.4⨯3.3⨯5.1⨯18= 72.71KN 粉刷： 2⨯0.01⨯3.3⨯5.1⨯17= 5.72KN 框架柱自重： 0.5⨯0.5⨯25⨯3.3=20.63KN 粉刷： 0.49kN 170.013.20.9=⨯⨯⨯ 连系梁传来楼面自重 62.6KN 合计： 226kN 因此，中间层边节点A 集中荷载为：A G 226kN =中节点B连系梁自重：20KN粉刷： 1.17KN 窗两侧墙体自重： 2.4⨯3.3⨯5.1⨯18= 72.71KN 粉刷：2⨯0.01⨯3.3⨯5.1⨯17= 5.72KN 框架柱自重：0.5⨯0.5⨯25⨯3.3=20.63KN 粉刷：0.49kN⨯⨯⨯0.9=170.013.2连系梁传来楼面自重205KN 合计：300kN 因此，中间层节点B集中荷载标准值为：28.05kNG=B恒荷载作用下的结构计算简图如下图5所示。