论文总字数：35019字

摘 要

本工程为实际应用课题，地点在江苏句容，为句容某电子科技园职工公寓A楼设计。结构为5层钢筋混凝土框架，层高均为3.6 m，建筑面积为3818m²。工程总平面图及标准层柱网布置图见附图。

本工程结构设计采用多层钢筋混凝土框架结构，基本步骤为：结构计算简图的确定；荷载计算；内力分析；内力组合；梁、柱截面配筋、板的设计、楼梯的设计、基础的设计以及结构施工图的绘制等。其中，内力计算考虑以下四种荷载作用，即恒荷载、活荷载、风荷载以及地震作用；柱、板的设计采用弹性理论；梁的设计采用塑性理论；楼梯选用板式楼梯；基础选用十字交叉条形基础。在进行截面抗震设计时，遵循了强剪弱弯，强柱弱梁，强节点弱构件的设计原则，且满足构造要求。

关键词:框架结构 地震作用 内力 设计 配筋

ABSTRACT

This project is the practical application of the subject, located in Jurong, Jiangsu, Jurong, an electronic science and technology park workers apartment A floor design. The structure is 5 story reinforced concrete frame, the storey is 3.3 m, the building area is 3818m2. The total project plan and standard layer column layout see fig..

Reinforced concrete frame structure is adopted in this engineering. The design includes determination of structure calculating diagram; calculation of load; analysis of internal force; combination of internal force; reinforcement for beams and columns; the design of slab, stair and basement; the drawing of structural working plan. Dead load, live load, wind load and earthquake action are considered. The design of beams is based on plastic analysis. Slab stair and strip foundation are selected in this design. In the seismic design, the design principle of “strong column and weak beam, strong shear and weak bending, strong joint week member” is obeyed. And the cross-section can meet the demand of construction.

KEYWORDS： frame；action of earthquake；internal force；design；reinforcement

目录

摘 要 1

ABSTRACT 2

目录 1

第1章 设计资料 4

1.1 设计标高 4

1.2 气象资料 4

1.3 工程地质与水文地质资料 4

1.4 抗震烈度 4

1.5 活荷载 4

1.6 所用材料 4

第二章 结构布置及计算简图 5

2.1 结构布置 5

2.2 确定计算简图 5

2.3梁、柱截面尺寸 5

2.4材料强度等级 6

第三章 荷载计算 7

3.1屋面横梁竖向线荷载标准值 7

3.2楼面横梁竖向线荷载标准值 8

3.3屋面框架节点集中荷载标准值：（图3-2） 8

3.4楼面框架节点集中荷载标准值：（图3-3） 9

3.5风荷载 10

3.6地震作用 11

3.6.1建筑物总重力荷载代表值G_i的计算 11

3.6.2地震作用计算： 12

第四章 框架内力计算 16

4． 1恒载作用下的框架内力 16

4.1.1弯矩分配系数 16

4.1.2杆件固端弯矩 18

4.1.3节点不平衡弯矩 19

4.1.4内力计算 19

4.2活载作用下的框架内力 23

4.2.1梁固端弯矩： 23

4.4.3.本工程考虑四种最不利组合。在此，只计算活载满跨布置情况下的内力。 24

4.4.5.内力计算： 24

4.3风荷载作用下的位移、内力计算 27

4.4地震作用下横向框架的内力计算 32

4.4.1 0.5（雪 活）重力荷载作用下横向框架的内力计算 32

4.4.2地震作用下横向框架的内力计算 36

第五章 框架内力组合 41

5.1例题计算 41

第六章 框架梁柱截面设计 51

6.1例题计算 51

第七章 楼梯结构计算设计 60

7.1梯段板计算 60

7.1.1.荷载计算 60

7.1.2.内力计算 61

7.2休息平台板计算 61

7.2.1荷载计算 61

7.2.2内力计算 62

7.3梯段梁TL1计算 62

7.3.1.荷载计算 62

7.3.2.内力计算 62

7.3.3配筋计算 62

第八章 现浇楼面板设计 64

8.1求支座中点最大弯矩 64

8.2 A区格 65

8.2.1求跨内最大弯矩M_X（A），M_y（A） 65

8.2.2求支座中点固端弯矩， 65

8.3 F区格 66

8.3.1求跨内最大弯矩M_X（F），M_y（F） 66

66

8.3.2.求支座中点固端弯矩， 66

第九章 基础设计 68

9.1荷载计算 68

9.2确定基础底面积 69

9.2.1 A柱： 69

9.2.2 B柱 70

9.3基础结构设计（混凝土选用C30） 71

9.3.1荷载设计值 71

9.3.2 A柱： 71

9.3.3（B-C)柱基 73

第十章 PKPM软件在框架结构设计中的应用 76

10.1软件分析结果展示 76

10.2软件分析结果与手算结果分析比较 84

第1章 设计资料

本设计为三跨五层的钢筋混凝土框架结构，主要设计资料如下：

1.1 设计标高

室内设计标高±0.000，室内外高差1200。

1.2 气象资料

基本风压：0.40kN/m² ，地面粗糙度为B类；

基本雪压：0.35 kN/m²

1.3 工程地质与水文地质资料

地基承载力特征值f_ak=120 kPa，土层类型为粉质粘土，Ⅱ类建筑场地。地下水位埋深为3.0～4.0 m，年变幅约1.0 m，地下水无侵蚀性。

1.4 抗震烈度

抗震设防烈度为7度，地震分组为第一组，二级抗震要求。

1.5 活荷载

屋面活荷载：0.7 /；

走廊、楼梯活荷载：3.5 /，其它楼面活荷载：2.0 /。

1.6 所用材料

混凝土C30: f_c=14.3N/mm²，f_t=1.43N/mm²；

HPB300级钢筋:f_y=270N/mm²； HRB400级钢筋: f_y=360N/mm²。

第二章 结构布置及计算简图

2.1 结构布置

平面布置如图2-1所示。

图2-1 结构平面布置

2.2 确定计算简图

本工程框架的计算简图假定底层柱下端固定于基础，按工程地质资料提供的数据，查《抗震规范》可判断该场地为Ⅱ类场地土，地质条件较好，初步确定本工程基础采用柱下独立基础，挖去所有杂填土，基础置于第二层粉质粘土层上，基底标高为设计相对标高–2.10 m。柱子的高度底层为：h₁ = 3.6 2.1–0.5 = 5.2m（初步假设基础高度0.5 m），二～四层柱高为h₂～h₄ = 3.6 m。柱节点刚接，横梁的计算跨度取柱中心至中心间距离，三跨分别为：l = 6800、3000、6800。计算简图见图2-2。

2.3梁、柱截面尺寸

(1)框架柱：均为500 mm×500 mm；

(2)梁：横向框架梁AB跨、CD跨：250 mm×600 mm, BC跨：250 mm×400

图 2-8 计算简图

2.4材料强度等级

混凝土：均采用C30级

受力钢筋采用HRB400钢筋，箍筋采用HPB300钢筋。

第三章 荷载计算

本例题以⑧轴线横向框架为计算分析对象。

3.1屋面横梁竖向线荷载标准值

a）恒载作用下结构计算简图 b）活载作用下结构计算简图

图 3-1 计算简图

（1）恒载（图3-1a）

屋面恒载标准值：

35厚架空隔热板 0.035×25 = 0.875 kN/m²

防水层 0.4 kN/m²

20厚1:3水泥砂浆找平层 0.02×20 = 0.4 kN/m²

120(100)厚钢混凝土现浇板 0.12×25 = 3 kN/m²

（AB，CD跨板厚取120；

BC跨取100） (0.10×25 = 2.5 kN/m²)

12厚纸筋石灰粉平顶 0.012×16 = 0.192 kN/m²

屋面恒载标准值： 4.87 kN/m²

（4.37kN/m²）

梁自重

边跨AB、CD跨： 0.25×0.6×25 = 3.75 kN/m

梁侧粉刷： 2×（0.6-0.12）×0.02×17 = 0.33 kN/m

4.08 kN/m

中跨BC跨： 0.25×0.4×25 = 2.5 kN/m

梁侧粉刷： 2×（0.4-0.1）×0.02×17 = 0.19 kN/m

2.69 kN/m

作用在顶层框架梁上的线恒荷载标准值为：

梁自重： g_5AB1 = g_5CD1 = 4.08 kN/m，g_5BC1 = 4.08 kN/m

板传来的荷载： g_5AB2 = g_5CD2 = 4.87×4.56= 22.40 kN/m

g_5BC2 = 4.37×3.0 = 13.11 kN/m

（2）活载（图3-1b）

作用在顶层框架梁上的线活荷载标准值为：

q_5AB = q_5CD = 0.7×4.6 = 3.22 kN/m

q_5BC = 0.7×3.0 = 2.1 kN/m

3.2楼面横梁竖向线荷载标准值

（1）恒载（图3-1a）

25厚水泥砂浆面层 0.025×20 = 0.50 kN/m²

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