摘 要

此计算书是针对“武汉市设计工程学院2#教学楼设计”所做的计算书。本教学楼为五层钢筋混凝土框架结构。由于疫情影响，本次毕业设计都是在家中进行的。

在“建筑设计部分”中，我在家用了两周时间将建筑设计完成，在老师线上帮助下进行更改，并且通过查找民用设计规范以及防火规范来确定每个房间以及楼梯的设计，最终确定了建筑设计图以及材料布置。

在“结构设计部分”中，首先选定第3轴的横向框架作为此计算书手算的任务，选择方案，然后确定具体所受的荷载。荷载涵盖着恒荷载，活荷载，风荷载，以及地震作用，根据荷载计算梁柱板的内力，再进行内力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。

然后我还进行了结构方案中的楼梯设计，其中完成对楼梯的内力计算、配筋计算以及施工图绘制。根据工程地质资料以及设计指导书，结构采用柱下独立基础。

整个手算完成过后，我脑袋里有了清晰的设计结构的思路。然后我开始学习用建筑结构设计软件PKPM对整个结构进行电算，知道大致的设计流程，并且建立模型开始电算。最后我将pkpm计算结果与手算结果进行对比，虽然会有些许误差，但是最终的设计仍然是满足各项要求的。

关键词：土木工程；钢筋混凝土；框架结构；结构设计

Abstract

This calculation sheet is for "Wuhan Design and Engineering College 2# teaching building design". The teaching building is a five story reinforced concrete frame structure. Due to the impact of the epidemic, this graduation project is carried out at home.

In the "architectural design part", I spent two weeks at home to complete the architectural design, make changes with the help of the teacher online, and determine the design of each room and stair by looking up the civil design specifications and fire prevention specifications, and finally determine the architectural design drawing and material layout.

In the "structural design part", the third axis transverse frame is selected as the task of the manual calculation of this calculation sheet, the scheme is selected, and then the specific load is determined. The load includes dead load, live load, wind load, and earthquake action. The internal force of beam column plate is calculated according to the load, and then the internal force is combined to get the control internal force of each section, and finally the reinforcement calculation of each component is carried out.

In addition, I also designed the stairs in the structural scheme, which completed the internal force calculation, reinforcement calculation and construction drawing of the stairs. According to the engineering geological data and design instructions, the structure adopts the independent foundation under the column.

After the whole calculation, I have a clear idea of design structure in my head. Then I began to learn how to use PKPM to calculate the whole structure, know the general design process, and build a model to start the calculation. At last, I compare the result of PKPM calculation with that of manual calculation. Although there are some errors, the final design still meets the requirements.

Key words: Civil Engineering; reinforced concrete; frame structure; structural design

目 录

第1章 绪论 1

第2章 设计资料 2

2.1 工程名称 2

2.2 工程概况 2

2.3 建筑等级 2

2.4 设计荷载 2

2.5 抗震设防 2

2.6 地质资料 2

2.7 材料选用 2

第3章 结构选型 3

3.1 柱网布置 3

3.2 计算单元选取 3

3.3 梁、柱截面尺寸的初步估计 3

3.3.1 梁截面初选（3轴） 3

3.3.2 柱截面初选（3轴） 4

第4章 侧移刚度的计算 5

第5章 框架计算 6

5.1 竖向荷载作用下内力计算 6

5.1.1 恒荷载计算 6

5.1.2 活荷载计算 7

5.2 风荷载 18

5.2.1 风荷载作用下框架内力计算 18

5.2.2 风荷载作用下框架内力计算（D值法）及内力图绘制 18

5.2.3 框架柱的剪力分配计算 20

5.2.4 框架柱反弯点高度的计算 21

5.2.5 框架柱端的剪力、弯矩及梁端的弯矩的计算 22

5.3 水平地震荷载作用 24

5.3.1 重力荷载代表值的计算 24

5.3.2 水平地震作用力的计算（基底剪力法） 25

5.3.3 水平地震作用下框架的侧移验算 26

5.3.4 水平地震作用下框架内力计算（D值法） 26

第6章 荷载和内力组合 30

6.1 框架梁组合的剪力值 30

6.2 梁的内力组合 30

6.2.1 梁的内力组合计算 30

6.2.2 框架梁组合的剪力设计值 36

6.3 柱的内力组合表 37

6.3.1 柱的内力组合计算 37

6.3.2 柱的剪力设计值 45

第7章 框架梁、柱配筋 46

7.1 框架横梁配筋 46

7.2 框架柱配筋 51

7.2.1 正截面受弯承载力计算 51

7.2.2 斜截面受剪承载力计算 58

第8章 板的配筋 59

8.1 双向板计算 59

8.2 荷载设计值 59

8.3 内力计算 59

第9章 楼梯设计 64

9.1 设计参数 64

9.2 楼梯板计算 64

9.3 平台板计算 65

9.4 楼梯梁计算 66

第10章 基础设计 69

10.1 地基基础设计等级 69

10.2 确定基底尺寸 69

10.3 地基承载力验算 69

10.4 基础受冲切承载力验算 70

10.5 基础底板配筋计算 71

10.6 确定基底尺寸 73

10.7 地基承载力验算 73

10.8 基础受冲切承载力验算 73

10.9 基础底板配筋计算 74

结束语 77

参考文献 78

致谢 79

第1章 绪论

毕业设计是实践性教学中的最后一个环节。旨在培养我们综合应用所学理论、知识和技能解决实际问题的能力。在老师的指导下，我们选定课题进行工程设计和研究，包括设计、计算、绘图及合理化建议等，最后提交一份报告。这个过程为我们以后进入工作岗位打下坚实的专业素质基础。

这次我的设计题目是武汉市设计工程学院2#教学楼设计，就此次的设计题目，以及结合任务书所定的各项条件，选择框架结构来进行设计。我的设计从确定建筑平面图开始，指导书规定该教学楼是五层教学楼，底层4.5m，标准层4.2m，为上人屋面，通过建筑老师的指导和自己本人查找规范，确定我自己的建筑平面图；接着就开始进行结构计算，我首先开始地是手算。我选取的是3轴线为一榀框架，通过计算一榀框架的内力，风荷载，抗震荷载，接着进行内力组合，选取最不利组合进行配筋设计，最终确定梁板柱的配筋，以及楼梯，基础的配筋。然后我用pkpm软件进行电算，通过建立一个五层楼的模型，并且输入荷载，得到该结构的施工图，以及各部分的计算结果，并和手算结果进行对比，误差在合理范围内。

这是大学最后一门课程设计，也就是毕业设计，我深刻的感受到这次的设计与前几个学期课程设计的不同，之前的全是对一个学期所学知识的汇总来进行设计，这次毕业设计不同，是是对我们大学四年所有专业课知识的汇总，要求自己完完整整的设计出一个建筑，要求比前几次要高许多，最初看到选题时感觉自己无从下手，经过各方面的了解和查阅资料，我知道了大致的设计流程，并且在设计过程中查阅各种规范以及专业书上面的知识，既是回顾又是巩固，自己进步了很多，为自己以后的发展打下了坚实的基础。

第2章 设计资料

2.1 工程名称

武汉市设计学院2#教学楼设计

2.2 工程概况

建筑总高度为24.3m，共5层，首层层高为4.5m，其余各层层高为4.2m，楼梯间出屋面高3m。室内外高差为540mm，底层室内设计标高为±0.000。建筑总面积为4800m²。

2.3 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。

2.4 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B类。