建筑结构概念设计大作业指导书

建筑结构概念设计

课程大作业

指 导 书

（适用于2010级土木工程专业）

嘉兴学院建筑工程学院

2012年11月

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一、课程大作业的目的和任务

建筑结构概念设计是高等学校土木工程专业建筑工程方向的一门专业课。其内容涉及结构选型、结构受到总的作用、竖向体系和水平体系三大部分。

课程大作业的目的和任务是：通过课程大作业，使学生掌握建筑结构概念设计的基本原理与方法，培养学生具有一定工程结构概念设计计算能力。

课程大作业是对学生综合素质与工程实践能力的全面锻炼。着重培养学生综合分析和解决问题的能力，以及严谨、扎实的工作作风，是后续毕业设计的全面演练，同时为将来走上工作岗位，顺利完成相关设计任务奠定坚实基础。

二、课程大作业的能力培养要求

（1）建模能力：具有基本结构设计概念，将常见建筑结构简化为结构动力学计算简图的能力。 （2）设计能力：能使用抗震设计规范、规程、设计手册和设计图集，进行常规建筑结构的概念设计及编制必要的设计说明书。

（3）制图能力：具有绘制结构设计施工图纸的能力。

三、设计要求

（1）时间要求 下发任务书至课程结束前1周上交成果。一般不少于2周；

（2）任务要求 在教师指导下，独立完成给定的设计任务，编写出符合要求的设计说明书，并绘制必要的施工图。

（3）知识和能力要求 能综合应用所学知识与技能，分析和解决工程实际问题；学会依据设计任务进行资料收集和整理，能正确运用工具书，掌握抗震结构设计程序、方法和技术规范；培养工程设计计算、理论分析、技术文件编写的能力。

四、考核与成绩评定

课程大作业成绩，与课程设计成绩评定方法相同。依据平时考勤、设计成果质量、答辩成绩评定。 （1）平时考查：主要检查学生的出勤情况、学习态度、是否独立完成设计等几方面。 （2）设计成果的检查：着重检查设计图纸和说明书的完整性和正确性。

（3）成绩的评定要按课程的目的要求：突出学生独立解决工程实际问题的能力和创新性的评定。 （4）课程设计的成绩按百分制评定。凡大作业成绩不及格者，课程必须重修。 考核标准如下

实践环节名称 考 核 内 容 荷载计算项目齐全，取值正确，荷载组合恰当； 计算简图选取正确，计算方法选择恰当； 说明书（50分） 所选用结构材料的品种、规格型号、标号齐全、准确； 构件设计正确、合理 书写格式正确，计算书整洁、规范。 按规定完成了应画的结构施工图； 施工图符合任务书要求、符合制图标准、设计符合有关规范； 设计图纸（50分） 图面布置均匀，图面整洁，线型使用恰当，线条规整； 尺寸、标高等数据标准齐全，字体工整，符合规范要求； 投影关系正确，能满足施工要求 2

考核单元

题： 工程概况：

某教学楼位于8度烈度区，设计基本地震加速度为0.2g；场地为II类；总层数为10层，底层一层层高5.5m，二层5m，其他层为4.1m，总高为5.5+5+8*4.1=43.3m；整个结构为现浇，本题中不考虑风荷载作用；楼面荷载计算中，雪载、使用荷载取50%，永久荷载取100%。

第一步、确定结构方案与结构布置

一、建筑结构体系选型 (一) 合理选用结构材料

建筑结构材料是形成结构的物质基础，根据不同结构类型的特点，正确选用材料，就成为经济合理地选型的一个重要方面。按材料分类的结构类型如下：

砌体结构体系

按建筑材料分类的结构类型 钢筋混凝土结构体系 钢结构体系

钢——混凝土组合结构体系 (二) 合理选择结构受力体系

现代建筑中，建筑物的造型可划分为两大类：多层及高层建筑、单层大跨度建筑，按结构受力形式分类，常用的结构体系大体如下：

混合结构体系 框架结构体系

多层及高层建筑 剪力墙结构体系(包括框架——剪力墙、全剪力墙结构) 筒体结构体系(包括框筒、筒中筒、成束或组合筒体结构) 巨型结构体系

单层大跨度建筑 平面结构体系：门式刚架、薄腹梁结构、桁架结构、拱结构 空间结构体系：壳体结构、网架结构、悬索结构、膜结构 框架结构体系

多层与小高层常采用框架结构体系。 (1)框架结构体系的特点：框架是由梁、柱构件通过节点连接形成的骨架结构，框架结构的特点是由梁、柱承受竖向和水平荷载，墙仅起维护作用。其整体性和抗震性均好于混合结构，且平面布置灵活，可提供较大的使用空间，也可构成丰富多变的立面造型。框架结构可通过合理的设计，使之具有良好的延性，成为“延性框架”。在地震作用下，这种延性框架具有良好的抗震性能。

(2)钢筋混凝土框架：钢筋混凝土框架按其施工方法可分为：现浇框架、装配式框架及装配整体式框架三种。

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地震区框架结构宜优先考虑选择现浇框架结构体系，其次是装配整体式框架结构体系，现已很少采用装配式框架结构体系；非地震区的框架结构则可以根据施工条件等因素具体选定。

(3)钢框架：钢框架的受力骨架为钢梁、钢柱，根据梁柱连接型式可分为半刚接框架和刚接框架。钢框架的抗震性能优于钢筋混凝土框架；钢梁、钢柱相对混凝土梁、柱截面较小，增大了有效使用面积；钢框架自重较轻，大大降低了基础造价；且施工周期短，具有良好的综合经济效益。钢框架多用于办公楼、旅馆、商场等公共建筑。

(4)框架结构体系选用限值：框架结构体系的抗侧刚度主要取决于梁柱的截面尺寸，一般梁柱截面惯性矩较小，在水平荷载作用下的侧向变形较大，抗侧移能力较弱，属较柔结构。当层数较多、侧向荷载较大时，为满足侧向刚度和强度要求，需加大截面，很不经济。而且高度增加时，框架结构顶点位移和层间相对位移较大，使得非结构构件(如填充墙、建筑装饰、管道设备等)在地震时破坏较严重。因此，框架结构的最大高度受到限制。

钢筋混凝土框架结构的合理层数是6～15层，最经济是10层左右；规范规定不超过12层的钢结构房屋可采用钢框架结构；框架结构高宽比不宜超过表1-2的限值；抗震等级见表1—3所示。

表1-1 建筑结构体系适用的最大高度（m） 结 构 体 系 框 架 钢筋混 凝土结 框架——剪力墙 构 和框架——筒体 现 浇 剪 力 墙 钢结构 现 浇 装配整体 现 浇 装配整体 无框支墙 部分框支墙 框 架 框架——支撑 框架——剪力墙 非抗震 抗 震 设 防 设防 6 度 度 8 度 9 度 60 50 130 100 140 120 110 240 60 50 130 100 140 120 110 220 55 35 120 90 120 100 110 220 45 25 100 70 100 80 90 200 25 不应采用 50 不应采用 60 不应采用 50 140

表1-2 高宽比限值

结 构 体 系 框 架 钢筋混 框架——剪力墙 凝土结 和框架——筒体 构 剪 力 墙 二、结构布置

结构体系确定后，应当密切结合建筑设计进行结构总体布置，使建筑物具有良好的造型和合理的传力路线。

建筑结构的总体布置，是指其对高度、平面、立面和体型等的选择，除应考虑到建筑使用功能、建筑美学要求外，在结构上应满足强度、刚度和稳定性要求。地震区的建筑，在结构设计时，还应保证建筑物具有良好的抗震性能。设计要达到先进合理，首先取决于清晰合理的概念，而不是仅依靠力学分析来解决。

非抗震 抗 震 设 防 设防 6、7 度 8 度 9 度 5 7 8 7 4 6 7 6 3 5 6 5 — 4 4 4 4