摘 要

设计题目为某大学七层大学生活动中心建筑结构设计。总建筑面积为3400m2 (plusmn;5％)。建筑层数为7层。

第一步:结构方案的选择。该项目所选择的材料为钢筋混凝土。目前国内对于钢筋混凝土的力学特性研究的各方面都较为成熟，且我国的主要建筑材料均以钢筋混凝土为主。所选择的结构形式为钢筋混凝土框架结构。因为其可使用空间大，便于布置。在布置的时候在满足使用要求和安全性的情况下对称规则均匀地布置。按轴压比初步确定柱截面，按梁跨比初步确定梁截面。

第二步:确定计算简图。通过手算进行分析，简化计算模型和受力模型。

第三步:荷载统计。分别统计恒荷载、活荷载、风荷载和地震荷载。其中，将风荷载转化为沿楼高度变化地分布荷载，地震荷载用底部剪力法进行计算。

第四步:内力计算。在竖向荷载的作用下，结构产生的内力(用分层法计算或者运用结构力学求解器求解，本设计中使用分层计算法)。在水平荷载的作用下，结构产生的内力(用D值法或者运用结构力学求解器求解，本设计中使用D值法)。

第五步:内力组合。分别考虑在承载力极限状态的情况下和正常使用的极限状态进行内力组合。

第六步:截面设计。根据内力计算组合的结果，对梁、板、柱的截面尺寸进行最终确定，并设定配筋情况。

第七步:设计楼梯和基础。

第八步:绘制结构施工图。在充分考虑规范所规定的构造要求的情况下，绘制结构施工图。

关键词：大学生活动中心；内力组合；配筋

Abstract

The design topic is the architectural structure design of a university#39;s seven-storey college student activity center. The total building area is 3400m2 (plusmn; 5%). The building has seven floors.

Step 1: structural scheme selection. The material chosen for this project is reinforced concrete. At present, all aspects of the research on the mechanical properties of reinforced concrete in China are relatively mature, and the main building materials in China are mainly reinforced concrete. The selected structure is a reinforced concrete frame structure. Because its can use a space to be big, facilitate decorate. In the layout, symmetrical rules are evenly arranged in the case of satisfying the use requirements and safety. The section of column is preliminarily determined according to axial compression ratio and beam span ratio.

Step 2: determine the schematic diagram. The calculation model and force model are simplified by hand calculation.

Step 3: load statistics. Statistics of constant load, live load, wind load and earthquake load. Where, the wind load is converted into the load distributed along the height of the building, and the seismic load is calculated by the bottom shear method.

Step 4: internal force calculation. Under the action of vertical load, the internal force generated by the structure (calculated by layering method or by using structural mechanics solver, which is used in this design). The internal force generated by the structure under the action of horizontal load (solved by d-value method or structural mechanics solver, d-value method is used in this design).

Step 5: internal force combination. The combination of internal forces under the limit state of bearing capacity and the normal limit state is considered respectively.

Step 6: section design. According to the result of internal force calculation, the section size of beam, plate and column is finally determined and the reinforcement is set.

Step 7: design the stairs and foundation.

Step 8: draw structural working drawings. Draw the construction drawings with full consideration of the construction requirements specified in the code.

Key word：College Student Activity Center；Internal force combination ；Reinforcement

目录

1.绪论7

1.1.设计题目：某大学七层大学生活动中心建筑结构设计7

1.2.建筑规模7

1.3.建筑计算条件7

1.3.1.气象条件7

1.3.1.工程地质条件7

1.3.1.材料7

2.计算简图以及预估截面尺寸8

2.1.计算简图8

2.2.柱截面尺寸9

2.3.梁截面尺寸10

3.荷载统计11

3.1.屋面横梁竖向线荷载标准值（七层）11

3.1.1.恒荷载11

3.1.2.活荷载11

3.2.楼面横梁竖向线荷载标准值（一到六层）11

3.2.1.恒荷载11

3.2.2.活荷载12

3.3.屋面框架节点集中荷载标准值（七层）12

3.3.1.恒荷载12

3.3.2.活荷载13

3.4.楼面框架节点集中荷载标准值（五、六层）13

3.4.1.恒荷载13

3.4.2.活荷载13

3.5.楼面框架节点集中荷载标准值（二到四层层）13

3.5.1.恒荷载13

3.5.2.活荷载14

3.6.楼面框架节点集中荷载标准值（一层）14

3.6.1.恒荷载14

3.6.2.活荷载15

3.7.风荷载16

3.8.地震荷载17

3.8.1.集中于各楼层处的质点重力荷载代表值G17

3.8.1.地震作用计算19

4.内力计算23

4.1.恒载作用下的框架内力23

4.1.1.弯矩分配系数23

4.1.2.杆件固端弯矩25

4.1.3.节点不平衡弯矩27

4.1.4.内力计算27

4.2.活载作用下的框架内力33

4.2.1.梁固端弯矩33

4.2.2.纵梁偏心引起柱端附加弯矩33

4.2.3.最不利组合33

4.2.4.各节点不平衡弯矩35

4.3.风荷载作用下的内力计算41

4.4.地震荷载作用下的内力计算47

4.4.1.（雪 活）X0.5的重力荷载作用下横向框架的内力计算47

4.4.2. 地震荷载作用下横向框架的内力计算54

5.内力组合59

6.梁柱截面设计68

7.楼梯结构设计86

7.1.一、二层楼梯设计86

7.1.1.梯段板计算86

7.1.2.平台板计算87

7.1.3.梯段梁TL1计算87

7.2.三到七层楼梯设计88

7.2.1.梯段板计算88

7.2.2.平台板计算89

7.2.3.梯段梁TL1计算90

8.现浇楼面板设计91

8.1.跨中最大弯矩91

8.2.支座中点最大弯矩91

8.3.A区格92

8.4.B区格92

9.基础设计94

9.1.荷载计算94

9.2.基础底面积95

9.2.1.A柱95

9.2.2.B柱95

9.2.3.抗震验算96

9.3.基础结构设计96

9.3.1.荷载设计值96

9.3.2.A柱97

9.3.3.B-C柱基98

10.结束语100

11.中外文参考文献101

12.致谢102

1. 绪论
   1. 设计题目：某大学七层大学生活动中心建筑结构设计

该建筑位于上海市杨浦区，为某大学七层大学生活动中心建筑结构，结构型式为钢筋混凝土框架结构。

• 1. 建筑规模

总建筑面积： 3400m2 (plusmn;5％) （可根据图纸修改）

层数： 7层(含屋顶间)，一层和二层为活动室，3-7层为办公区。

层高： 首层和二层为4.2 m，其它层3.3m。

• 1. 建筑计算条件
     1. 气象条件

（1）温度：最热月平均28.8℃ 最冷月平均3.0℃

极端最高温度39.4℃ 极端最低温度－18.1℃

（2）相对湿度：最热月平均79％

（3）主导风向：全年为西北风，夏季为东南风，基本风压＝0.3kN/m2

（4）雨雪条件：年降雨量1250mm 日最大降雨量370mm

最大积雪深度320mm 基本雪压＝0.3 kN/m2

（5）土壤冻结深度：天然地面以下0.5m

• • 1. 工程地质条件

（1）土层分布：自然地表以下0.5m为杂填土，填土下层为3m厚砂质粘土，再下为砾石层。

（2）土层承载力标准值：砂质粘土＝250 kN/m2

砾石层＝400 kN/m2

（3）地下水位：地表以下2.5m，无侵蚀性。

（4）抗震设防烈度：7度，设计基本地震加速度值为0.10g，Ⅱ类建筑场地。

• • 1. 材料

（1）各类材料供应充分，品种齐全。

（2）墙体材料：粉煤灰加气混凝土砌块，蒸压灰砂砖，M5混合砂浆。

（3）预制构、配件采用本地生产的标准件。

1. 计算简图以及预估截面尺寸
   1. 计算简图

图 1.1建筑平面图

本工程横向框架计算单元取图1.1中第⑤榀框架所示范围，在绘制框架的计算简图时，假定底层柱的下端固定于基础按照工程概况所提供的数据，得该场地为地质条件较好，初步确定采用柱下独立基础，将杂填土挖去，基础放置于砂质粘土层上，基底标高为设计相对标高-1.0m。初步假设基础高度为0.5。

底层柱高度为

2层柱高度为

3到7层柱高度为

梁、柱节点刚接，梁计算跨度取两柱中心线距离，三跨尺寸分别为6900mm、2400mm、6900mm。

混凝土强度等级C40，

受力钢筋：HRB400

箍筋：HRB300

图 1.2计算简图

• 1. 柱截面尺寸

一、二、三级抗震等级且层数超过2层时，最小截面尺寸不小于400

柱的剪跨比大于2

柱截面长短边边长比小于3

抗震等级定为二级,轴压比取0.75

由公式

(2.1)

得：

一、二层为一组，按照一层计算

角柱：

边柱1：

边柱2：

中柱：

三、四、五层为一组，按照三层计算

角柱：

边柱1：

边柱2：

中柱：

六、七层为一组，按照六层计算

角柱：

边柱1：

边柱2：

中柱1：

中柱2：

取：

表 2.1柱截面尺寸

层数	其他柱	9、10轴与C轴相交处边柱 2与D轴相交处边柱
			1、2	550mm550mm	400mm400mm
3、4、5	450mm450mm	400mm400mm
6、7	450mm450mm	400mm400mm

• 1. 梁截面尺寸

AB、CD跨：250mmtimes;600mm；BC跨：250mmtimes;400mm；纵向框架梁：250mmtimes;500mm

1. 荷载统计
   1. 屋面横梁竖向线荷载标准值（七层）
      1. 恒荷载

屋面恒荷载标准值

35mm厚架空隔热板

防水层

20mm厚1：2.5水泥砂浆找平层

120（100）mm厚钢混凝土现浇板

(AB，CD跨板厚取120m；BC跨取100mm)

12mm厚纸筋石灰粉平顶

屋面永久荷载标准值

梁自重

边跨AB、CD跨

梁侧粉刷

中跨BC跨

梁侧粉刷

作用在顶层框架梁上的线恒荷载标准值为

梁自重

板传来的荷载

• • 1. 活荷载

作用在顶层框架梁上的线活荷载标准值为

• 1. 楼面横梁竖向线荷载标准值（一到六层）
     1. 恒荷载

25mm厚水泥砂浆面层

120 (100) mm厚钢混凝土现浇板

12厚板底粉刷

楼面永久荷载标准值

边跨(AB, CD跨)框架梁自重

中跨(BC跨)梁自重

作用在楼面层框架梁上的线恒荷载标准值为

梁自重

板传来荷载

• • 1. 活荷载

楼面活荷载

• 1. 屋面框架节点集中荷载标准值（七层）
     1. 恒荷载

边跨纵向框架梁自重

粉刷

1.3m高女儿墙

粉刷

纵向框架梁传来屋面自重

顶层边节点集中荷载

中柱纵向框架梁自重

粉刷

纵向框架梁传来屋面自重

顶层中节点集中荷载

• • 1. 活荷载
  1. 楼面框架节点集中荷载标准值（五、六层）
     1. 恒荷载

边柱纵向框架梁自重

粉刷

墙体自重

粉刷

纵向框架梁传来楼面自重

中间层边节点集中荷载

柱传来集中荷载

框架柱自重

中柱纵向框架梁自重

粉刷

内墙自重(忽略门窗按墙重量计算)

粉刷

纵向框架梁传来楼面自重

中间层中节点集中荷载

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