摘 要

该计算书是对武汉理工大学土建学院土木工程2015级的毕业设计内容，即昆明市幸福小区住宅楼设计撰写的结果。本住宅为五层钢筋混凝土框架结构。

在建筑设计中，主要根据老师给出的建筑设计要求，再通过查找《住宅设计规范》和网上资料，确定建筑布置，进而确定其具体的建筑构造，做法和材料，从而定下最终的建筑方案。

结构设计中前一个月，即手算一榀框架前，是先用PKPM软件对整个结构进行三维建模计算，对自己的结构有初步的了解，并进行改进。从而使自己能够熟悉PKPM操作。

老师给出计算第轴线的横向框架作为手算任务，首先选择结构方案，初步设计梁、柱截面；然后确定其具体所受的荷载，其中包括恒荷载，活荷载，风荷载，地震作用；再通过弯矩二次分配法计算在恒、活荷载作用下横向框架内力，通过D值法、底部剪力法计算在风荷载、地震作用下横向框架内力；再进行组合后得到各截面的控制内力，最后进行各构件（梁、板和柱）的配筋计算。

此外，还进行了楼梯设计，完成梯段板，平台板，平台梁等的荷载、内力和配筋计算及施工图绘制。根据工程地质资料，采用柱下独立基础，确定基础埋深，验算持力层承载力，再进行基础的底面面积和配筋计算。

最后将手算与电算的结果进行对比，了解手算与电算之间的误差来源，这对于大学四年所学的知识有一个很好的总结应用，为毕业后的就业或升学都有着许多的好处。

关键词：住宅楼；钢筋混凝土框架结构；荷载计算；内力组合；配筋计算

Abstract

This paper is aimed at Wuhan University of Technology Civil Engineering and Architecture School of Civil Engineering Grade 2015 graduation design "Kunming Happiness District Residential Building Design" written results. This residential building is a five-story reinforced concrete frame structure.

In the architectural design, mainly according to the architectural design requirements given by the teacher, and then by looking up the "Design code for residential buildings" and online, determine the architectural layout, and then determine its specific architectural structure, practices and materials. In order to determine the final building plan.

In the first month of structural design, that is, before calculating a frame, we first use PKPM to carry out three-dimensional modeling and calculation of the whole structure, have a preliminary understanding of our own structure, and improve it. So that you can familiarize yourself with PKPM operations.

The teacher gives the transverse frame of the calculation of axis as the task of this manual calculation, selects the structural scheme, designs the cross section of beam and column, and then determines the specific load, including constant load, live load, wind load and seismic action. Then the internal force of transverse frame under constant and live load is calculated by moment quadratic distribution method, and the internal force of transverse frame under wind load and earthquake is calculated by D value method. Finally, the reinforcement of each member (beam, slab and column) is calculated.

In addition, the stair design is carried out, and the load, internal force and reinforcement calculation and construction drawing of the ladder plate, platform beam and other members are completed. According to the engineering geological data, using the independent foundation under the column, the buried depth of the foundation is determined, the bearing capacity of the bearing layer is checked, and then the bottom area and reinforcement of the foundation are calculated.

Finally, the results of manual calculation and computer calculation are compared to understand the source of error between manual calculation and computer calculation, which has a good summary and application of the knowledge learned in four years of college, and has a lot of benefits for employment or further study after graduation.

Key Word: residential building; reinforced concrete frame structure; load calculation; internal force combination; reinforcement calculation

目 录

绪论 1

第1章 工程概述 2

1.1工程简介 2

1.2工程地质及水文气象条件 2

1.2.1地质资料 2

1.2.2地震资料 2

1.2.3气象条件 2

1.3材料选用 2

第2章 建筑设计 3

2.1设计说明 3

第3章 结构设计 5

3.1框架结构承重方案的选择 5

3.2柱网布置 5

3.3计算单元选取 5

3.4框架梁柱截面尺寸计算 8

3.4.1框架梁截面尺寸的确定 8

3.4.2框架柱截面尺寸的确定 12

3.5框架梁柱线刚度计算 13

3.5.1梁线刚度的计算（₀） 13

3.5.1柱线刚度的计算 13

3.5.3相对线刚度计算 13

第4章 荷载计算 15

4.1恒荷载标准值的计算 15

4.2竖向恒荷载作用下框架荷载计算 19

4.2.1竖向恒荷载作用下框架主梁荷载计算 19

4.2.2竖向恒荷载作用下框架柱荷载计算 27

4.3活荷载标准值的计算 31

4.4竖向活荷载作用下框架荷载计算 31

4.4.1竖向活荷载作用下框架主梁荷载计算 31

4.4.2竖向活荷载作用下框架柱荷载计算 36

4.5风荷载计算 38

4.5地震作用 38

4.5.1重力荷载代表值 38

4.5.2计算方法 40

4.5.3自振周期的计算（采用能量法计算自振周期） 40

第5章 内力计算 44

5.1恒荷载标准值作用下的内力计算 44

5.1.1各跨梁的固端弯矩计算 44

5.1.2各节点的分配系数计算 46

5.1.3计算过程 47

5.2活荷载标准值作用下的内力计算 52

5.2.1各跨梁的固端弯矩计算 52

5.2.2各节点的分配系数计算 53

5.2.3计算过程 54

5.3风荷载作用下框架内力计算 58

5.4地震作用下框架内力计算 62

5.5水平荷载作用下侧移的近似计算 63

5.6手电算恒载误差分析 66

第6章 内力组合 68

6.1内力转换 68

6.2荷载基本组合 68

6.2.1一般荷载组合 68

6.2.2考虑地震作用效应组合 68

6.3控制截面及最不利内力 69

6.3.1框架梁控制截面最不利内力组合 69

6.3.2框架柱控制截面最不利内力组合 69

第7章 框架梁柱设计 80

7.1框架梁截面设计（以第四层为例） 80

7.1.1正截面受弯承载力计算 80

7.1.2斜截面受剪承载力计算 86

7.1.3框架梁纵筋的锚固长度 89

7.2框架柱截面设计 89

7.2.1轴压比验算 89

7.2.2柱端弯矩的调整 89

7.2.3框架柱正截面承载力计算 90

7.2.4框架柱斜截面承载力计算 100

7.3构件裂缝宽度验算 102

7.3.1框架梁 102

7.3.2框架柱 104

7.4梁柱节点 106

7.4.1核芯区受剪验算 106

7.4.2核芯区水平截面校核 107

7.4.3核芯区箍筋构造要求 107

第8章 板的计算 108

8.1板的布置 108

8.2荷载计算 110

8.3截面计算 110

8.3.1弯矩计算 110

8.3.2配筋计算 114

第9章 楼梯计算 118

9.1设计资料 118

9.2梯段板设计 118

9.3平台板计算 123

9.4平台梁计算 125

第10章 地基基础设计 128

10.1基本概况 128

10.2基础埋深确定 128

10.3地基承载力验算 128

10.3.1地基承载力特征值修正值计算 128

10.3.2初步选择基底尺寸 128

10.3.3地基承载力验算 129

10.3.4地基承载力抗震验算 130

10.3.5地基变形验算 131

10.4基础梁的设计 131

10.5柱下单独基础设计 131

10.5.1基底净反力计算 131

10.5.2基础截面抗冲切验算 132

10.5.3配筋计算 134

结束语 137

参考文献 138

致谢 139

绪论

土木工程（结构方向）学科具有较强的实践性，有了足够的工程实践，才能显现新的问题。本次毕业设计包括了毕业实习、建筑方案设计和结构方案设计三个环节，让我们将大学四年所学的知识内容应用到实际中，从而可以得到极大锻炼。毕业设计主要的内容还是结构设计，其目的是让我们深入了解如今结构设计工作的内容。且让我们认识到，虽然现在计算机在结构设计的应用十分广泛，如PKPM和盈建科等，且这类的设计程序不断地更新换代，来使其更加符合实际情况、更加经济且使设计周期变得越来越短，让工程师们使用起来也越来越方便，但是我们不能单单只知道怎么使用软件，因为电脑毕竟只是一个工具，这些软件只会按照其原有的程序一步一步计算，而实际工程往往情况各不相同，且有时候操作也会出现错误，所以电算还要根据实际情况进行调整和复核，这样就要求我们必须了解每一个计算步骤，知道每个步骤的原理，这样才能根据情况随机应变。因此本次毕业设计要求我们熟悉PKPM三维建模计算结构的操作，并且知道其原理，还需要手算一榀框架，从而了解电算与手算的误差来源，从而巩固大学所学的专业知识。

本次毕业设计的题目是昆明市幸福小区住宅楼设计，首先进行建筑方案的设计，这要根据《住宅设计规范》与任务要求进行设计。然后再进行结构设计，先进行结构的选型，柱网布置，梁、柱截面的估算，再用PKPM软件三维建模计算，看结构整体的受力情况，不断调整梁柱截面，使其满足经济性，然后再绘出整套的施工图纸，包括梁柱板配筋图、楼梯大样和基础布置图等。手算任务为选取一榀具有代表性的框架进行计算，包括恒、活、风荷载和地震作用的计算、在荷载作用下的内力计算，内力计算时一般采用弯矩二次分配法计算竖向荷载（恒、活）作用下的框架内力，D值法计算风荷载作用下的框架内力，底部剪力法计算地震作用下的框架内力，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（梁、板、柱、楼梯和基础）的配筋计算。毕业设计蕴含了大学四年所学到的所有内容，对我们的知识体系进行了总结和应用，以更好地适应毕业后的工作或升学。

第1章 工程概述

1.1工程简介

本工程为昆明市幸福小区住宅楼，场地平整，总层数为五层。其余各标准层的层高均为。每层两个单元，由一个小套，两个中套，一个大套组成。小套面积，中套，大套。根据场区高程的实测数据及规划部门的相关材料，确定首层室内外高差为，底层室内设计标高。建筑总面积为。

1.2工程地质及水文气象条件

1.2.1地质资料

地基持力层在地下-1.0m处，该层土体为粉土（黏粒含量小于10%），地基承载力特征值；地下水较发育，水位受海水潮汐影响，平均水位在地面以下1.25～2.2m。最大冻土层深度为0.5m。

1.2.2地震资料

建筑物所在地区抗震设防烈度为7度，Ⅱ类建筑场地，设计基本地震加速度为0.1g，设计分组为第一组，框架抗震等级为三级。地震参数：，。

1.2.3气象条件

基本雪压0.4kPa，基本风压0.55kPa，地面粗糙度为B类。

1.3材料选用

1.混凝土：梁、板、柱和基础均为C30；

2.墙体：外墙采用250 mm厚加气混凝土砌块，分户墙采用200 mm厚加气混凝土砌块，内墙采用150 mm厚加气混凝土砌块；

3.钢筋：梁、板、柱纵筋：HRB400级（Ⅲ级）；

基础钢筋：HRB400级（Ⅲ级）；

箍筋：HRB400级（Ⅲ级）；

第2章 建筑设计

以上是毕业论文大纲或资料介绍，该课题完整毕业论文、开题报告、任务书、程序设计、图纸设计等资料请添加微信获取，微信号：bysjorg。

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