摘 要

本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“益阳市某中学教学楼”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，主要针对设计初期的几个建筑方案从各个方面对他们进行比较，并确定最终的方案，确定其具体的建筑构造，做法和材料。

在结构设计部分中，首先确定第④轴的横向框架作为本次手算的任务，并最终选择方案，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，然后计算梁柱板与内力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室内楼梯设计，完成梯段板，平台板，平台梁等构件的内力计算和配筋计算及施工图绘制。根据工程地质资料，结构采用独立基础

结构设计过程中前30天的时间是先用建筑结构设计软件PKPM对整个结构进行计算，然后在后一个月的时间里选一榀具有代表性的框架进行手算，这样既使自己掌握了PKPM软件的基本应用，同时能是自己对本科四年所学的东西有一个很好的回顾。并把手算与电算的结果进行对比，使自己对框架结构的受力有一个更明确的目的。

关键词：框架结构；内力计算；内力组合；抗震设计；PKPM

Abstract

This calculation is a written result of the 2015 graduated design of the civil engineering major of the College of Civil Engineering and Architecture of Wuhan University of Technology, “Yiyang City Middle School Teaching Building”. The teaching building is a five-story reinforced concrete frame structure.

In the architectural design section, several architectural schemes at the beginning of the design are compared to each other in various aspects, and the final scheme is determined to determine its specific building structure, practices and materials.

In the structural design part, first determine the transverse frame of the 4th axis as the task of this hand calculation, and finally select the plan to determine the specific load, including constant load, live load, wind load, earthquake action, calculation The beam-column plate is combined with the internal force to obtain the control internal force of each section, and finally the reinforcement calculation of each component is performed.

In addition, the interior staircase design in the structural scheme was also carried out, and the internal force calculation, reinforcement calculation and construction drawing of the ladder plate, platform plate, platform beam and other components were completed. According to engineering geological data, the structure adopts an independent basis

    In the first 30 days of the structural design process, the entire structure was calculated using the building structure design software PKPM, and then a representative frame was selected for hand calculation in the next month, so that even if you mastered PKPM. The basic application of the software can also be a good review of what I have learned in my four years. And the hand calculation is compared with the results of the computer, so that I have a clearer purpose on the force of the frame structure.

Key Word: frame structure; internal force calculation; internal force combination; seismic design; PKPM

目录

摘 要 I

Abstract II

目录 III

第1章 绪论 1

1.1工程概况 1

1.3设计依据 1

1.4结构选型 2

1.5结构缝设置 2

1.6地基与基础 2

第2章 结构选型 3

2.1 结构平面布置 3

2.2 框架结构承重方案的选择 3

2.3 计算单元选取 3

2.4 梁、柱截面尺寸的初步估计 7

2.4.1 梁截面初选（④轴） 7

2.4.2 柱截面初选（③轴） 7

2.2.3板截面尺寸 8

2.3基础埋深 8

第3章 侧移刚度的计算 9

3.1 梁线刚度的计算 9

3.2 柱线刚度ic的计算 9

3.3 相对线刚度计算 10

第4章 恒荷载作用 11

4.1 恒荷载标准值计算 11

4.2 恒载作用下框架的所受荷载 12

4.2.1框架梁所受的恒荷载 13

4.2.2柱所受的恒荷载 15

4.3 恒载作用下框架的内力计算 17

第5章 活荷载作用 25

5.1活荷载标准值 25

5.2活载作用下框架所受荷载 25

5.2.1屋面与楼面所受的活荷载 25

5.2.2柱所受的活荷载 27

5.3 活载作用下框架的内力计算 29

第6章 风荷载作用 34

6.1 风荷载标准值 34

6.2 侧移刚度D 36

6.3 风荷载作用下框架侧移计算 36

6.4 框架柱的剪力分配计算 37

6.5 框架柱反弯点高度的计算 38

6.6 框架柱端的剪力弯矩及梁端的弯矩计算 39

第7章 水平地震荷载作用 43

7.1 重力荷载代表值的计算 43

7.1.1顶层重力荷载代表值 43

7.1.2二~五层重力荷载代表值 43

7.1.3底层重力荷载代表值 43

7.2 水平地震作用力的计算（基底剪力法） 44

7.3 水平地震作用下框架的侧移验算 45

7.4 水平地震作用下框架内力计算（D值法） 46

第8章 荷载和内力组合 50

8.1弯矩调幅 50

8.2内力调整 54

8.2.1梁内力调整 54

8.2.2柱内力调整 57

8.3内力组合 60

8.3.1梁的内力组合计算 60

8.3.2框架梁组合的剪力设计值 77

8.3.4 柱的内力组合计算 77

8.3.5 柱的剪力组合设计值 77

第9章 梁、柱截面设计 78

9.1梁截面设计 78

9.1.1内力组合和步骤 78

9.1.2设计参数 78

9.1.3配筋计算 78

9.2柱截面设计 85

9.2.1内力组合和步骤 85

9.2.2设计参数 86

9.2.3配筋计算 86

第10章 板的配筋 97

10.1.1 荷载设计值 97

10.1.2 内力计算 98

第11章 基础设计 103

11.1设计参数 103

11.2基础梁 103

11.3 B、C轴柱独立基础 103

11.3.1荷载计算 103

11.3.2基础底面尺寸 104

11.3.3基础立面尺寸 105

11.3.4基础配筋 106

第12章 楼梯设计 108

12.1设计参数 108

12.2梯段板设计 108

12.3斜梁设计 109

12.4平台板设计 110

12.5平台梁设计 111

13 PKPM电算说明 113

13.1 电算步骤 113

13.2 手算、电算结果对比分析 121

13.3 结构施工图说明 122

结束语 123

致 谢 124

参考文献 125

第1章 绪论

1.1工程概况

本设计为湖南益阳市箴言中学教学楼，主要包括建筑设计和结构设计两部分。

建筑设计主要包括平面设计、立面设计和剖面设计。所设计教学楼（不包含散水和台阶）长81.6m，宽18.3m，高23.55m，占地面积为1429.02（不包含散水和台阶），建筑面积为7145.1m2。层数5层，层高3.9m，室内外高差0.45m。外墙厚240mm，内墙厚200mm，女儿墙高1.40m，墙厚240mm，屋面为上人屋面。

结构设计包括框架设计、构件设计以及基础设计等，其中，框架采用纵横向承重布置，基础采用钢筋混凝土柱下独立基础。