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2013级毕业设计“英才中学食堂设计”所做的书面成果。本教学楼为五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，然后确定最终的方案，进而确定具体的建筑构造、做法以及材料。

在“结构设计部分”中，首先选定第轴的横向框架作为此计算书手算的任务，并最终选择方案，然后确定具体所受的荷载。荷载包括恒荷载，活荷载，左右风荷载，左右地震作用，根据荷载计算梁柱板的内力，再进行组合后得到各截面的控制内力，最后进行各构件的配筋计算。

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。根据工程地质资料，结构采用柱下独立基础。

结构设计过程中前30天的时间先用建筑结构设计软件PKPM对整个结构进行电算，然后在后面一个月的时间里选一榀具有代表性的框架进行手算。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，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；毕业设计；钢筋混凝土框架结构；建筑设计；结构设计

Abstract

This statement is in Wuhan University of Technology Institute of civil engineering and architecture, civil engineering professional 2013 class graduation design "Ying Cai Junior High School Canteen design" written works.This teaching building is five story reinforced concrete frame structure.

In the "architectural design", I will design several construction schemes respectively, from all aspects to compare them, and then determine the final solution, and then determine the concrete building structure, method and materials.

In the "structural design", first select the transverse frame of the axis as the calculations of hand calculation task, and the final option, then determine the specific by load.Load, including dead load, live load, about wind load, about earthquake, according to the load calculation of internal force of plate beam column, and then mix get control of the cross section of the internal forces. Finally, each component of the reinforcement calculation.

In addition, the design of the stairs is also carried out, which completes the internal force calculation, the reinforcement calculation and the drawing of the construction drawing of the ladder section board, the platform plate, the platform beam and so on.According to the engineering geological data, the structure adopts the independent foundation under the column.

Structure in the design process of 30 days before the time first with building structure design software PKPM the entire structure to calculate the electricity, and in the month ahead of time selected a pin is representative of the framework are hand count.This has not only mastered the basic application of PKPM software, but also to the University of four years of knowledge has a good summary of the application.Finally, the results of hand calculation and the calculation of the comparison, so that they can have a more clear understanding of the structure of the frame.

Key Word: civil engineering；Graduation design；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 7

2．4．1 梁截面初选（③轴） 7

2．4．2 柱截面初选（③轴） 8

第3章 结构选型 10

3．1 梁线刚度ib的计算（I=2I0) 10

3．2 柱线刚度ic的计算(I=I0) 10

3．3 相对线刚度计算 10

第4章 恒荷载作用下内力计算 12

4．1 恒荷载标准值计算 12

4．2 框架结构承重方案的选择 13

4．2．1 框架梁的恒载 14

4．2．2 柱纵向集中恒荷载计算 21

4．3 恒载作用下框架的内力计算 24

第5章 活荷载标准值计算 36

5．1 活荷载标准值 36

5．2 活载作用下框架所受荷载 36

5．2．1 屋面与楼面活载 36

5．2．2 柱的集中力 38

5．3 活载作用下框架的内力计算 40

第6章 风荷载作用 46

6．1 风荷载标准值 46

6．2 侧移刚度D 46

6．3 风荷载作用下框架侧移计算 48

6．4 框架柱的剪力分配计算 50

6．5 框架柱反弯点高度的计算 51

6．6 框架柱端的剪力弯矩及梁端的弯矩计算 52

第7章 水平地震荷载作用 57

7．1 重力荷载代表值的计算 57

7．1．1 顶层重力荷载代表值 57

7．1．2 四~五层重力荷载代表值 57

7．1．3 三层重力荷载代表值 57

7．1．4 二层重力荷载代表值 58

7．1．5 底层重力荷载代表值 58

7．2 水平地震作用力的计算（基底剪力法） 58

7．3 水平地震作用下框架的侧移验算 60

7．4 水平地震作用下框架内力计算（D值法） 61

第8章 荷载和内力组合 67

8．1 梁的内力组合 69

8．1．1 梁的内力组合计算 69

8．1．2 框架梁组合的剪力设计值 76

8．2 柱的内力组合表 78

8．2．1 柱的内力组合计算 78

8．2．2 柱的剪力设计值 84

第9章 框架梁、柱配筋 87

9．1 框架横梁配筋 87

9．2 框架柱配筋 90

第10章 板的配筋 99

10．1 双向板计算 99

10．1．1 荷载设计值 100

10．1．2 内力计算 101

第11章 楼梯设计 106

11．1 设计参数 106

11．2 楼梯板计算 106

11．3 平台板计算 108

11．4 楼梯梁计算 110

第12章 基础设计 113

12．1 地基基础设计等级 113

12．2 确定基底尺寸 113

12．3 地基承载力验算 113

12．4 基础受冲切承载力验算 114

12．5 基础底板配筋计算 115

12．6 确定基底尺寸 117

12．7 地基承载力验算 117

12．8 基础受冲切承载力验算 118

12．9 基础底板配筋计算 119

结束语 122

参考文献 123

致谢 124

绪 论

土木工程这个学科本身有很强的实践性，本次毕业设计能让我们将大学所学的知识运用到实际中，从而得到锻炼。虽然说目前计算机的应用很广泛，且各类设计程序也不断更新，使设计周期变得越来越短，计算也越来越方便简单，但是电脑毕竟只是一个工具，其中的程序只会按照原有的设定逐步计算，而实际工程往往情况各不相同，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，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，还需要手算一榀框架，从而对所学的专业知识有更好地了解。

本次毕业设计的题目是英才中学食堂设计，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，手算时选取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

英才中学食堂设计

1.2 工程概况

建筑总高度为18.9m，共5层，首层层高为4.9m，二层层高为4.1m，其余各层层高为3.3m，楼梯间出屋面高3.3m。室内外高差为450mm，底层室内设计标高为±0.000。建筑总面积为5425m²。

1.3 建筑等级

建筑物的耐久等级为二级，耐火等级为一级，防水等级为二级。

1.4 设计荷载

基本风压：0.35KN/m²，采用50年一遇的风压值 ,地面粗糙度为C类。