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摘 要

根据宿舍楼设计规范和其它相关标准，以及设计要求和提供的地质资料，设 计该框架结构教学楼。 按照先建筑后结构，先整体布局后局部节点设计步骤设计。主要内容包括：设计资料、建筑设计总说明、建筑的平面、立面、剖面图设计说明，以及其它部分的设计说明；结构平面布置及计算简图确定、荷载计算、内力计算、内力组合、主梁截面设计和配筋计算、框架柱截面设计和配筋计算、次梁截面设计配筋计算、楼板和屋面设计、楼梯设计，基础设计等。其中附有风荷载作用下的框架弯矩、剪力和轴力图；纵向和横向地震荷载作用下的框架弯矩、剪力和轴力图；恒荷载和活荷载作用下的框架弯矩、剪力和轴力图以及梁柱的内力组合表。

关键词：框架结构；内力组合；重力荷载代表值；现浇钢筋混凝土结构；地震力

ABSTRACT

According：to building design specifications and other relevant standards and design requirements and provide geological data, the design of the framework of the classroom building. After the first building in accordance with the structure and layout of the overall after the first local node design steps design. Main contents include : design, architectural design of the total shows that the construction of the plane, Facade, profile design specifications, , and other parts of the design; structural layout and schematic calculation of identification, load, stress, the combination of internal forces, Main beam reinforcement design and calculation, frame-section design and reinforcement, meeting beam reinforcement design, floor and roof design, stair design, infrastructure design. Enclosing wind load under the framework moment, shear and axial bid; vertical and horizontal seismic loads under the framework of the moment, shear and axial bid; Constant load and live load under the framework moment, shear and axial trying to internal forces and the combination of beam-column table.

Key words: portal frame construction; endogenic force combination; Gravity load charecter value; cast-in-place reinforced concrete structure; seismic force

目 录

第一章 结构选型和布置………………………………………………………1

1.1工程概况及设计资料…………………………………………………… 1

1.2结构选型和结构布置…………………………………………………… 1

第二章 计算简图及荷载计算…………………………………………………4

2.1确定计算简图…………………………………………………………… 4

2.2 材料强度等级……………………………………………………………4

2.3 构件截面尺寸初估………………………………………………………5

2.4荷载计算………………………………………………………………… 5

第三章 框架内力计算…………………………………………………………16

3.1恒载作用下的框架内力计算…………………………………………… 16

3.2活载作用下的框架内力………………………………………………… 25

3.3 风荷载作用下内力计算…………………………………………………43

3.4地震作用下横向框架的内力计算……………………………………… 47

第四章 框架内力组合…………………………………………………………57

第五章 框架梁柱截面设计……………………………………………………71

第六章 楼体结构计算设计……………………………………………………88

6.1梯段板计算……………………………………………………………… 89

6.2休息平台板计算………………………………………………………… 90

6.3 梯段梁TL1计算…………………………………………………………90

第七章 现浇楼面板设计………………………………………………………92

7.1荷载计算………………………………………………………………… 93

7.2配筋计算………………………………………………………………… 95

第八章 基础设计………………………………………………………………97

8.1 荷载计算…………………………………………………………………97

8.2确定基础底面积………………………………………………………… 98

8.3 抗震验算…………………………………………………………………100

8.4 地基变形验算……………………………………………………………101

8.5基础结构设计…………………………………………………………… 103

第九章 PKPM软件验算…………………………………………………………108

第一章 结构选型和布置

1.1工程概况及设计资料

1.1.1工程概况

本毕业设计“南京市某高校1号宿舍楼设计”为有实际工程应用需求的课题。其工程地点位于江苏省南京市，抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g，设计地震分组为第一组。建筑场地长宽约46m×18m，建筑面积约5000m²，为三跨六层钢筋混凝土规则框架。根据勘察报告，工程场地Ⅱ类。

1.1.2设计资料

1.气象资料

(1)基本风压值： 0.40kN/m²

(2)基本雪压值： 0.65kN/m²

2.工程地质资料

(1)经勘察查明，根据地层的沉积特点和物理力学特性自上而下共可划分为3层，各土层描述如下：

①层：人工杂填土，kPa,MPa，层厚1m。

②层：粉质粘土，kPa,MPa，层厚3.5m。

③层：密卵石，该层土本次钻探未钻穿。

(2)基础型式及持力层：本工程采用柱下独立基础；基础持力层位于第2层。

(3)本工程地下水埋深为3米左右，地下水对钢筋混凝土结构不具侵蚀性。

(4)建筑场地类别:Ⅱ类（特征周期0.45s）。

3.施工技术条件

本工程由大型建筑工程公司承建，设备齐全，技术良好。水、电供应由建设单位保证。

4.材料供应

三材及一般材料能按计划及时供应。

1.2结构选型和结构布置

1.2.1结构选型

本工程选用钢筋混凝土框架结构。

1.2.2结构布置

1.平面布置

本工程为多层建筑，建筑高度较小，考虑建筑设计方案和抗震设防要求等因素，本工程柱网平面选用矩形内廊式布置，采用横向框架承重方案，其优点是简单，规则，对称有利于抗震和施工。

2.立面布置

本工程共6层，各层均为3.6米，共计21.6米，女儿墙高0.6米。室内地坪标高为，室内外高差为0.45米。

3.柱网布置及次梁设置

按照任务书要求，考虑建筑使用功能和结构经济性，本工程柱网布置为：横向三跨，跨度分别为7.5米、2.0米、7.5米；纵向10跨，跨度均为4米。根据建筑设计要求，为满足房间分隔要求以及合理设置楼板的经济跨度，本工程楼面需设置次梁。本工程的平面布置图如下（图1-1）：

图1-1 平面布置图

4.缝的设置

本工程地质条件良好，地质均匀，所以本工程可以不设沉降缝。本工程共长40米，正好等于现浇钢筋混凝土框架结构应设置伸缩缝的最大间距，故可不设置伸缩缝。本结构平面为矩形，房屋沿高度方向无错层，房屋各部分的刚度、高度和重量相差不大，故不设抗震缝。

5.基础方案

本工程建设场地和地基条件较好，荷载分布均匀，建筑层数小于7层，根据《建筑地基基础设计规范》规定，该建筑的地基属于丙级地基，本工程采用桩基础；基础持力层位于第3层密卵石，地基承载力特征值。

6.楼梯方案

根据建筑设计方案以及结构的经济性，本工程采用现浇板式平行双跑楼梯。

第二章 计算简图和荷载计算

2.1确定计算简图

本工程横向框架计算单元取图1-1中斜线部分所示范围，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，该场地为Ⅱ类场地土，地质条件较好，初步确定该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-1.8m。柱子的高度底层为：3.6 1.8-0.55=4.85m（初步假设基础高度为0.55m），其余各层均为3.6m。柱节点刚接，横梁的计算跨度取柱中心至中心间的距离，三跨分别为7.5m、2m、7.5m。计算简图见图2-1。

图2-1 计算简图

2.2 材料强度等级

混凝土：均采用C30级混凝土

受力钢筋采用HRB400钢筋，箍筋采用HPB300钢筋。

2.3 构件截面尺寸初估

2.3.1柱截面尺寸初估

框架柱截面尺寸应根据公式估算。式中：，负荷面积×(12~14) kN/m²×层数，为轴压比，可根据规范查出。

本结构中，边柱和中柱负荷面积分别为(43.75）m² ，（44.75）m²，层数为6层，其轴压比限值=0.85，C30混凝土=14.3N/mm²。

边柱：

Nc=1.2×4×3.75×14×6=1512 kN

=124393.25mm²

中柱：

Nc=1.1×4×4.75×14×6=1755.6 kN

=144434.39mm²

取柱截面为正方形，考虑到施工、计算简便以及安全因素，取柱子尺寸为：

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