摘 要

此计算书是针对武汉理工大学土木工程与建筑学院土木工程专业2015级毕业设计“青菱小区2#住宅设计”所做的书面成果。本住宅楼为六层钢筋混凝土框架结构。

在“建筑设计部分”中，我将设计初期的几个建筑方案分别从各个方面对它们进行比较，在建筑老师的建议与指导下确定最终的方案，进而确定具体的建筑所需要的材料，构造以及大样做法。

在“结构设计部分”中，首先用一个半月的时间先用建筑结构设计软件PKPM进行整体结构建模计算；根据建模计算结构运用Tssd结构绘图及计算工具绘制全套结构施工图和部分结构构件计算。然后再用一个多月的时间选取有代表性的一榀框架分别运用弯矩分配法、分层法、D值法、底部剪力法计算该框架在竖向荷载、水平荷载、地震作用下的内力并进行内力组合和框架配筋设计。此外，还进行了结构方案中的楼梯设计，其中完成梯段板，平台板，平台梁等构件的内力计算、配筋计算以及施工图绘制。最后再根据工程地质资料，确定本结构采用柱下独立基础，并确定基础配筋。

结构设计过程中这样既掌握了PKPM软件的基本应用，同时能对大学四年所学的知识有一个很好的总结应用。最后将手算与电算的结果进行对比以及分析，能让自己对框架结构的受力有一个更明确的了解。

关键词：土木工程；框架结构；建筑设计；结构设计

Abstract

This calculation book is aimed at Wuhan University of Technology Civil Engineering and Architecture School of Civil Engineering Grade 2015 graduation design "Qingling District 2 # Housing Design" written results. This residential building is a six-story reinforced concrete frame structure.

In the "Architectural Design part", I compare several architectural schemes in the early stage of the design from various aspects, determine the final scheme under the advice and guidance of the architecture teacher, and then determine the materials needed for the specific building. Construction and large practices.

In the "structural design part", firstly, the whole structure is modeled and calculated with the building structure design software PKPM for one and a half months. According to the modeling and calculation structure, the Tssd structure drawing and calculation tool is used to draw a full set of structural construction drawings and some structural members calculation. Then, for more than a month, a representative frame is selected to calculate the internal force of the frame under vertical load, horizontal load and earthquake by using moment distribution method, delamination method, D value method and bottom shear method, respectively. The internal force combination and frame reinforcement design are carried out. In addition, the stair design in the structural scheme is carried out, in which the internal force calculation, reinforcement calculation and construction drawing of the ladder plate, platform beam and other members are completed. Finally, according to the engineering geological data, it is determined that the structure adopts the independent foundation under the column, and the reinforcement of the foundation is determined.

In the process of structural design, we not only master the basic application of PKPM software, but also have a good summary and application of the knowledge learned in the past four years. Finally, by comparing and analyzing the results of manual calculation and computer calculation, we can have a clearer understanding of the force of the frame structure.

Key Word: civil engineering；reinforced concrete frame structure；Architectural design；Structure design

目录

绪 论 1

第1章 设计资料 2

1.1 工程名称 2

1.2 工程概况 2

1.3 建筑等级 2

1.4 设计荷载 2

1.5 抗震设防 2

1.6 气象资料 2

1.7 地质资料 2

1.8 材料选用 3

第2章 结构选型 4

2.1 柱网布置 4

2.2 框架结构承重方案的选择 4

2.3 计算单元选取 4

2.4 梁、柱截面尺寸的初步估计 8

2.4.1 梁截面初选（轴） 8

2.4.2 柱截面初选（轴） 8

第3章 侧移刚度的计算 11

3.1 梁线刚度i_b的计算（I=2I₀) 11

3.2 柱线刚度ic的计算(I=I₀) 11

3.3 相对线刚度计算 11

第4章 恒荷载作用下内力计算 13

4.1 恒荷载标准值计算 13

4.2 恒载作用下框架的所受荷载 15

4.2.1框架梁的恒载 15

4.2.2柱纵向集中恒荷载计算 22

4.3 恒荷载作用下框架的内力计算 26

第5章 活荷载标准值计算 38

5.1活荷载标准值 38

5.2活载作用下框架所受荷载 38

5.2.1屋面与楼面活载 38

5.2.2柱的集中力 44

5.3 活载作用下框架的内力计算 47

5.3.1采用力矩分配法计算活载作用框架弯矩 47

第6章 风荷载作用 55

6.1 风荷载标准值 55

6.2 侧移刚度D 57

6.3 风荷载作用下框架侧移计算 57

6.4 框架柱的剪力分配计算 58

6.5 框架柱反弯点高度的计算 59

6.6 框架柱端的剪力、弯矩及梁端的弯矩的计算 60

第7章 水平地震荷载作用 64

7.1 重力荷载代表值的计算 64

7.1.1顶层重力荷载代表值 64

7.1.2二~六层重力荷载代表值 64

7.1.3底层重力荷载代表值 65

7.2 水平地震作用力的计算（基底剪力法） 65

7.3 水平地震作用下框架的侧移验算 67

7.4 水平地震作用下框架内力计算（D值法） 67

第8章 荷载和内力组合 72

8.1 内力转换 73

8.2 荷载基本组合 74

8.2.1一般荷载组合计算 74

8.2.2地震作用效应组合计算 74

8.3控制截面及最不利内力 75

8.3.1框架梁控制截面最不利内力组合 75

8.3.2框架柱控制截面最不利内力组合 75

第9章 框架梁柱配筋设计 91

9.1 框架梁截面设计 91

9.1.1正截面受弯承载力计算 91

9.1.2 斜截面受剪承载力计算 96

9.1.3框架梁纵筋的锚固长度 101

9.2框架柱截面设计 101

9.2.1轴压比验算 101

9.2.2柱端弯矩的调整 102

9.2.3框架柱正截面承载力计算 102

9.2.4框架柱斜截面承载力计算 113

9.3构件裂缝宽度验算 116

9.3.1框架梁 116

7.3.2框架柱 119

第10章 板的配筋 121

10.1 双向板布置 121

10.2荷载计算 123

10.3截面计算 124

10.3.1弯矩计算 124

第11章 楼梯设计 132

11.1 设计参数 132

11.2 楼梯板计算 132

11.3 平台板计算 135

11.4 楼梯梁计算 136

第12章 基础设计 139

12.1 地基基础设计等级 139

12.2 地基承载力验算 139

12.2.1地基承载力特征值修正值计算 139

12.2.2初步选择基底尺寸 139

12.2.3 地基承载力验算 140

12.2.4 地基承载力抗震验算 141

12.3 柱下独立基础设计 141

12.3.1基底净反力计算 141

12.3.2 截面截面抗冲切验算 142

12.3.3 基础底板配筋计算 144

结束语 147

参考文献 148

致谢 149

绪 论

土木工程是一门实践性很强的学科，这次毕业设计能让我们将大学四年里所学的知识联合实际工程进行综合运用，从而加强我们对书本理论知识的理解。在本次的毕业设计中，我们不仅要学会电算，还要进行手算一榀框架。计算机在土木工程领域应用十分广泛，各种设计软件极大方便了设计人员进行结构的复杂计算，计算也越来越方便简单，计算周期也极大缩短，但是计算机毕竟只是一个工具，其中的程序只会按照原有的设定逐步计算，而实际工程的情况往往比较复杂，所以电算结果还要联系实际进行调整和复核，这样就要求设计者必须了解每一个计算步骤，具有扎实的理论知识，能根据情况随机应变。所以本次毕业设计不仅要求我们掌握PKPM建模计算的基本操作，运用Tssd绘图软件进行梁、板、柱的结构施工图图纸的绘制，还需要手算一榀框架，对大学期间所学知识进行串联运用。

本次毕业设计的题目是青菱小区2#住宅设计，在结构设计时先进行结构选型，柱网布置，梁柱各截面的估算，再用PKPM软件建模计算整体的受力，不断调整后绘出整套的施工图纸，手算时一榀有代表性的框架进行计算，包括荷载计算、内力计算、内力组合及配筋计算，具体为：分层法计算竖向荷载作用下的框架内力，D值法计算风荷载作用下框架内力，底部剪力法计算地震荷载作用下框架内力，然后进行内力组合获得各控制截面的内力，最后进行各个构件的配筋计算。毕业设计的所有任务涵盖了大学四年学到的所有知识，需要我们进行系统的总结和应用。

第1章 设计资料

1.1 工程名称

青菱小区2#住宅设计。

1.2 工程概况

建筑总高度为，共六层，各层层高均为，楼梯间出屋面高。室内外高差为，底层室内设计标高为。

1.3 建筑等级

建筑物的耐久等级为级，耐火等级为级，防水等级为级。

1.4 设计荷载

基本风压：，采用年一遇的风压值，地面粗糙度为类。

基本雪压：，采用年一遇的雪压值。

1.5 抗震设防

本工程建筑抗震设防类别为乙类,抗震设防烈度为度，设计基本地震加速度值为，设计地震分组为第一组，场地土类型为中软场地土,建筑场地类别为Ⅲ类,建筑的设计特征周期为。框架抗震等级为三级。

1.6 气象资料

（1）主导风向：夏季：东南风；冬季：东北风。

（2）风速：冬季平均，夏季平均，最大风速。

（3）气温：最热月平均温度 ，最冷月平均温度为。

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