摘 要

本设计的主要内容是进行一长沙市雨花区某中学教学楼的建筑设计与结构设计，完成该工程主体结构计算，以及相关建筑施工图与结构施工图的绘制。建筑层数为五层，底层层高为5.0m，标准层层高均为3.9m，建筑面积约5300 m²。

本设计知对结构方案中第轴的横向框架进行结构设计。采用分层法计算竖向恒荷载和活荷载作用下的结构内力以及利用值法计算在风荷载和水平地震作用下的结构内力；其次，对各种情况下的内力进行组合，选取最不利的内力组合进行框架梁柱截面的配筋计算；楼、屋面板的设计均按弹性理论计算，楼梯形式采用整体板式楼梯；最后，利用软件对教学楼整体进行结构的设计，利用软件绘制了框架结构施工图。

关键词：；结构设计；；配筋计算。

Abstract

The main contents of this paper is to design the architecture and structure of a teaching building, calculate the main structure of the project, and draw the relevant construction drawings and construction drawings. The building has five floors, the height of the bottom floor is 5.0 meters and other floors are 3.6 meters. The whole construction area is about 5300 m².

This paper just design the structural of the sixth axis transverse frame . The internal force of structure under vertical constant load and live load is calculated by layer method and the internal forces of structures under wind and horizontal earthquakes are calculated by the D method. Secondly, I will combine the internal forces in each case, and select the most unfavorable combination of internal forces to calculate the reinforcement of frame beam and column section. The design of building and roof board is calculated according to elastic theory, and stair adopts integral plate form . Finally, PKPM software is used to design the overall structure of the teaching building, and AutoCAD software is used to draw the construction drawing of frame structure.

Key words: frame structure; structural design; internal force combination; reinforcement calculation

目录

摘要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 选题意义 1

1.2 工程概况 1

1.3 变形缝的设置 1

1.4 荷载种类 1

1.5 侧移控制要求 2

第2章 梁、柱截面尺寸及计算简图 3

2.1 梁柱截面尺寸的估算 3

2.1.1 梁 3

2.1.2 柱 3

2.2 基础选型与埋置深度 4

2.3 框架计算简图 4

2.4 结构平面布置图 5

第3章 框架结构侧向刚度计算及侧向刚度比验算 6

3.1 框架梁、柱线刚度计算 6

3.2 框架侧向刚度计算 7

3.3 横向框架侧向刚度比验算 9

第4章 荷载计算及风荷载侧移验算 10

4.1 荷载计算 10

4.1.1 恒载标准值计算 10

4.1.2 活荷载标准值计算 12

4.1.3 竖向荷载下框架受荷总图 13

4.2 风荷载计算 20

4.2.1 风荷载计算 20

4.2.2 风荷载作用下的侧移验算 22

第5章 内力计算 24

5.1 恒载标准值作用下内力计算 24

5.1.1 恒载作用下框架的弯矩计算 24

5.2 恒荷载作用下内力分析 24

5.2.1 计算杆端弯矩分配系数 25

5.2.2 恒荷载作用下框架的剪力计算 28

5.2.3 恒荷载作用下框架的轴力计算 32

5.3 活荷载作用下内力分析 33

5.3.1 计算杆端弯矩分配系数 34

5.3.2 活载作用下框架的弯矩计算 35

5.3.3 活荷载作用下框架的剪力计算： 38

5.4 水平地震作用计算 42

5.4.1 水平地震作用下框架的内力及侧移计算 42

5.4.2 横向框架侧移刚度计算 45

5.4.3 自震周期的计算 45

5.4.4 水平地震作用及楼层地震剪力计算及位移验算 46

5.4.5 水平地震作用下位移验算 48

5.5 水平地震作用下的框架内力计算 48

5.5.1 计算原则 48

5.5.2 底层梁柱受水平地震荷载内力计算 48

5.6 风荷载作用内力 57

第6章 内力组合 64

6.1 弯矩调幅 64

6.2 内力调整 66

6.3 内力组合 71

第7章 梁、柱、截面设计 84

7.1 梁截面设计 84

7.1.1 设计参数： 84

7.1.2 一层梁截面设计 84

7.1.3 二层梁截面设计 89

7.1.4 三、四、五层梁截面设计 93

7.2 柱截面设计 93

7.2.1 设计大值步骤 93

7.2.2 一层边柱 94

7.2.3 一层中柱 98

7.2.4 二层边柱 102

7.2.5 二层中柱 105

7.3 节点设计 109

第8章 现浇板设计 112

8.1 荷载计算 112

8.1.1 恒载 112

8.1.2 活载 112

8.1.3 教室部分荷载设计值 113

8.1.4 走廊部分荷载设计值 113

8.1.5 板（3000x6600）配筋计算 113

8.1.6 板（3000x6000）配筋计算 115

8.1.7 板（3300x7800）配筋计算 116

8.1.8 板（3300x7800）配筋计算 118

第9章 柱下基础设计 120

9.1 基础梁设计 120

9.2 D柱独立基础设计 120

9.2.1 荷载计算 120

9.2.2 基础底面尺寸的确定 121

9.2.3 基础立面尺寸的确定 122

9.2.4 基础配筋的计算 123

9.3 B柱独立基础设计 125

9.3.1 荷载计算 125

9.3.2 基础底面尺寸的确定 125

9.3.3 基础立面尺寸的确定 126

9.3.4 基础配筋的计算 128

第10章 楼梯设计 130

10.1 梯段板设计 130

10.1.1 荷载计算 130

10.1.2 截面设计 131

10.2 斜梁设计 131

10.2.1 荷载计算 131

10.2.2 截面设计 132

10.3 平台板设计 133

10.3.1 荷载计算 133

10.3.2 截面设计 133

10.4 平台梁设计 134

10.4.1 荷载计算 134

10.4.2 截面设计 134

第11章 电算、手算结果比较与分析 136

结论 139

参考文献 140

附录 A 工程概况 142

A.1 气象条件 142

A.2 工程地质条件 142

A.2.1 地形地貌概况 142

A.3 技术条件 143

A.4 其他设计条件 143

致谢 144

绪论

选题意义

作为一个马上要步入社会和工作岗位的毕业生，本科毕业设计是对于大学年专业学习的反映。在这次设计过程中，涉及到了《混凝土结构设计》、《建筑与桥梁抗震设计原理》、、《高等建筑结构》等土木专业课的专业知识。学生在毕设老师的帮助指导下，需要独立的设计一项具体实际工程，并解决设计中所遇到的各种问题，这要求我们要具体查每一个设计规范、国家标准。同时，我们还需要用到许多专业软件，编辑文档需要word以及excel；绘制建筑施工图和结构施工图等时需要用到CAD和天正以及电算所需的PKPM软件。这也是一种技能的学习与应用。因此，毕业设计对于我们每一个毕业生来讲都是一次严峻的挑战，同时也是一个展现身手与实力的好机会。我们要好好利用这次毕业设计来巩固我们的基础和专业知识，为我们步入社会奠定基础。

工程概况

见附录A。

变形缝的设置

为了消除和减小由于温度变化、地基不均匀沉降等因素对结构造成的不利影响，我们可以在结构中设置伸缩缝、沉降缝以及抗震缝把结构分隔成相对独立的个体。

对于，应尽量只设置抗震缝，做到三缝合一。

荷载种类

外部荷载分为恒载和活载两类。其中恒载主要包括结构；而活载主要由楼屋面活荷载、、风荷载等组成。