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2015级毕业设计所做的书面成果。本次毕业设计的内容为钢筋混凝土框架结构办公楼，建筑面积约为4333，拟建建筑物共六层，分为建筑和结构两部分。

在“建筑设计部分”中，根据设计任务书的要求，综合考虑使用功能、施工、材料、建筑设备、建筑艺术及经济等,着重解决建筑布置与各种细部构造。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4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。

基础部分的设计，根据提供的地质资料，基础形式采用柱下独立基础，并进行了桩身的设计及验算。

关键词：钢筋混凝土框架；建筑设计；结构设计 ；独立基础。

Abstract

This calculation book is a written achievement for the graduation design of Grade 2015 of Civil Engineering Major, School of Civil Engineering and Architecture, Wuhan University of Technology. The content of this graduation project is reinforced concrete frame structure office building, the building area is about 4333, the proposed building has six stories, divided into two parts: building and structure.

In the "Architectural Design Section", according to the requirements of the design task sheet, comprehensive consideration is given to the use of functions, construction, materials, construction equipment, architectural art and economy, with emphasis on solving the architectural layout and various detailed structures. I will compare several architectural schemes at the beginning of the design from various aspects, then determine the final scheme, and then determine the specific building structure, practice and materials.

In the structural design part, the transverse frame of the fourth axis is selected as the task of manual calculation, and the final scheme is selected, then the specific load is determined. Loads include constant load, live load, left and right wind load, left and right seismic action. According to the load, the internal force of beam-column-slab is calculated, and then the control internal force of each section is obtained after combination. Finally, the reinforcement of each component is calculated.

In addition, the staircase design in the structural scheme is also carried out, which completes the internal force calculation, reinforcement calculation and construction drawing of the ladder plate, platform plate, platform beam and other components. According to engineering geological data, the structure adopts independent foundation under column.

According to the geological data provided, the design of the foundation part adopts the independent foundation under the column, and the design and checking calculation of the pile body are carried out.

Key words: reinforced concrete frame; architectural design; structural design; independent foundation.

目录

绪 论 5

第1章 设计资料 6

1.1 工程名称 6

1.2 工程概况 6

1.3 建筑等级 6

1.4 设计荷载 7

1.5 抗震设防 7

1.6 气象资料 7

1.7 地质资料 7

1.8 材料选用 7

1.9 总平面设计 7

1.10 主要房间设计 7

1.11 辅助房间设计 8

1.12 交通联系空间的平面设计 8

1.13 剖面设计 8

1.14 立面设计 8

第2章 结构选型 9

2.1 柱网布置 10

2.2 框架结构承重方案的选择 10

2.3 计算单元选取 10

2.4 梁、柱截面尺寸的初步估计 13

2.4.1 梁截面初选（4轴） 13

2.4.2 柱截面初选（4轴） 13

第3章 梁、柱相对线性刚度的计算 16

3.1 梁、柱相对线性刚度计算 16

3.2 相对线刚度计算 16

第4章 恒荷载作用下内力计算 18

4.1 恒荷载标准值计算 18

4.2 恒载作用下框架的所受荷载 20

4.2.1框架梁的恒载 20

4.2.2柱纵向集中恒荷载计算 22

4.3 恒载作用下框架的内力计算 25

4.3.1 恒载作用下的固端弯矩计算 30

4.3.2 恒载作用下框架的剪力计算 31

4.3.3 恒载作用下框架的轴力计算 32

第5章 活荷载标准值计算 36

5.1活荷载标准值计算 36

5.2框架梁线荷载计算 36

5.2.1屋面与楼面活载 36

5.2.2活载作用下各柱的集中荷载 39

5.3 活载作用下框架的内力计算 41

第6章 风荷载作用 50

6.1 风荷载标准值 50

6.2 侧移刚度D 51

6.3 风荷载作用下框架侧移计算 52

6.4 框架柱的剪力分配计算 53

6.5 框架柱反弯点高度的计算 54

6.6 风荷载作用下框架内力计算 55

第7章 水平地震荷载作用 60

7.1 重力荷载代表值的计算 60

7.1.1顶层重力荷载代表值 60

7.1.2二~六层重力荷载代表值 60

7.1.3底层重力荷载代表值 60

7.2 水平地震作用力的计算（底部剪力法） 60

7.3 水平地震作用下框架的侧移验算 62

7.4 水平地震作用下框架内力计算（D值法） 63

第8章 荷载和内力组合 70

8.1 梁的内力组合 72

8.1.1 梁的内力组合计算 72

8.1.2 框架梁组合的剪力设计值 76

8.2 柱的内力组合 77

8.2.1 框架柱的内力组合计算 77

8.2.2 抗震组合下框架柱柱端弯矩计算 81

8.2.3 抗震组合框架柱的剪力设计值 82

第9章 框架梁、柱配筋 83

9.1 框架横梁配筋 83

9.2 框架柱配筋 91

第10章 板的配筋 101

10.1 双向板计算 101

10.1.1 荷载设计值 102

10.1.2 内力计算 102

第11章 楼梯设计 105

11.1 设计参数 105

11.2 楼梯板计算 105

11.3 平台板计算 106

11.4 楼梯梁计算 107

第12章 基础设计 109

12.1 地质资料 109

12.2 独立基础设计 109

12.2.1 确定基底尺寸 109

12.2.2 地基承载力验算 110

12.2.3 基础受冲切承载力验算 110

12..2.4 基础底板配筋计算 111

12.3 联合基础设计 112

12.3.1 确定基础底面尺寸 112

12.3.2 基础受冲切承载力验算 112

12.3.3 基础底板配筋计算 114

结束语 113

参考文献 114

致谢 115

绪 论

随着框架结构的发展，建筑物的高度也在不断的升高，当建筑物高度增加时，水平荷载对结构起的作用将越来越大，普通的砌体结构已经不能满足高度要求，因此，框架结构就出现了，框架结构的材料主要是钢筋和混凝土，通过把钢筋和混凝土粘接在一起，形成承重的框架结构。通过梁、柱组成的结构体系作为建筑的竖向承重结构，并同时承受水平荷载，它平面布置灵活，能形成较大的空间，受到大家的关注。

同时人们需求的提高，居住环境不断的改变，目前，在许多中等城市及一些小城市也都已建造了高层建筑。在我国，高层建筑以采用钢筋混凝土为主，近年来，不仅建造高度在增长，建筑体型和结构体系也愈益多样化，而且在50层左右的建筑中，已开始采用钢结构，这些都体现了我国建造高层建筑的技术水平有了的发展和提高。

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。

此次设计的内容为达成科技孵化基地综合楼设计。建筑场地条件良好，建筑面积4333平方米左右，层数6层。结构形式采用钢筋混凝土框架结构，由上述基本条件进行方案设计。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，根据初定模型进行手算，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。通过对一榀框架的设计，充分了解了荷载的传力过程、框架各部分的作用，以及整个框架结构的受力性能。本设计虽然简单，但包括的内容很全面，除框架只计算了一榀以外，其余的设计均很全面，包括屋面板、楼面板、以及基础和楼梯，通过对这些结构的设计，已经可以充分了解整个建筑结构，以及对整个结构设计的过程，同时也把我们学习的内容全部贯穿到一起，为我们将来走上工作岗位打下了基础。

第1章 设计资料

1.1 工程名称

达成科技孵化基地综合楼设计

1.2 工程概况

建筑总高度为19.8m，共6层，层高3.3m，室内外高差为450mm，底层室内设计标高±0.000。建筑总面积为4335.75m²。

1.3 建筑等级

建筑物耐久等级为二级，耐火等级为二级，建筑物等级为二级，设计使用年限50年。

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。

基本雪压：0.50KN/m²，采用50年一遇的雪压值

1.5 抗震设防

本工程建筑抗震设防类别均为丙类，抗震设防烈度7度，设计基本地震加速度值为0.1g，设计地震分组为第一组，建筑场地类别为III类，建筑的设计特征周期为0.45s。框架抗震等级为三级，抗震构造措施为三级，内力调整及其他为三级。

1.6 气象资料

（1）温度：年平均气温17 ^oC，极端最高气温40 ^oC，最低-6 ^oC

（2）相对湿度：年平均相对湿度77.5%；

（3）基本风压：基本风压：0.35kN/m²，主导风向：夏季东南风，冬季西北风，采用50年一遇的风压值，地面粗糙度C类；

（4）基本雪压：0.25kN/m²，采用50年一遇的雪压值；

（5）最大降雨量：60 mm/h。

1.7 地质资料

地质水文情况：场地平坦，周围无相邻建筑物。自上而下土层分布情况为：粉质黏土（Qal pl），褐黄色，可塑，湿，含褐色铁锰氧化物结核，该层未穿透，fak=250kPa，ES=7.7Mpa。场地土15m深度范围内无液化土层。地面下深度20m范围内土层的等效剪切波速vse=205m/s，覆盖层厚度超过50m。

1.8 材料选用

（1）混凝土：梁，板采用C30，柱采用C30，基础层及二层柱采用C40

（2）墙体： 内外墙均采用240mm厚加气混凝土砌块

（3）钢筋: 柱、梁纵筋:HRB400级（Ⅲ级））

板钢筋：HRB400级（Ⅲ 级）

箍筋：HRB300级（Ⅲ 级）

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