摘 要

本设计完成了学生宿舍建筑结构的设计,结构形式为钢框架。本设计首先完成学生宿舍建筑结构的结构选型和结构布置，然后选取一榀框架作为设计对象，由人工完成荷载统计和有关内力的计算，通过结构设计软件PKPM来进行相关结果的校核，再人工进行内力的组合，完成上部结构、基础和楼梯的设计；采用天正建筑和AutoCAD完成了建筑和结构施工图的绘制。本设计严格依据建筑行业最新规范进行设计，设计过程合理，设计原理明确，整个设计过程对自身专业能力的检验和提高具有重要的指导意义。

关键词：钢结构；框架结构；结构设计；施工图

Abstract

This design has completed the student dormitory building structure design and the structural form is the steel frame. This design first completes the structure selection and the structure arrangement of the student dormitory building structure and then a frame is chosen as the design object, and the load statistics and the calculation of the internal forces are completed artificially. This design uses the structural design software PKPM to verify the relevant results and completes the combination of internal force artificially and completes the design of the superstructure, foundations and stairways；This design uses Tangent Software and AutoCAD to complete the drawing of the building and the structure shop drawing. This design is strictly based on the latest code of the construction industry. The design process is reasonable and the design principle is clear. The whole design process has important guiding significance for the inspection and improvement of our own professional ability.

Key Words：Steel structure；Frame structure；structural design；shop drawing

目 录

第1章 绪论 1

第2章 基本资料 2

2.1 工程概况 2

2.2 设计资料 2

2.2.1 气象资料 2

2.2.2 地质资料 2

2.2.3 地震资料 2

2.2.4 材料信息 3

2.2.5 建筑资料 3

第3章 结构布置和荷载统计 4

3.1 结构布置 4

3.2 截面初选 4

3.2.1 框架梁 4

3.2.2 框架柱 4

3.2.3 楼板 4

3.3 荷载统计 4

3.3.1 可变荷载取值 4

3.3.2 永久荷载取值 5

3.3.3 竖向荷载作用下框架受荷图 7

3.3.4 框架侧移刚度计算 14

3.3.5 水平地震作用 15

3.3.6 风荷载标准值计算 20

第4章 内力计算 22

4.1 水平地震作用下框架的内力计算 22

4.1.1 D值法计算的内力图 22

4.1.2 电算的内力图 26

4.2 风荷载作用下框架的内力计算 27

4.3 恒载作用下框架的内力计算 29

4.3.1 分配系数的计算 29

4.3.2 梁柱剪力计算 32

4.3.3 跨间弯矩计算 33

4.3.4 梁柱轴力计算 34

4.3.5 分层法计算的内力图 35

4.3.6 电算的内力图 37

4.4 活载作用下框架的内力计算 38

第5章 内力组合 41

5.1 框架梁内力组合 41

5.2 框架柱内力组合 41

第6章 构件截面验算 47

6.1 框架梁 47

6.2 框架柱 48

6.3 节点抗震验算 51

第7章 节点设计 53

7.1 底层A轴处节点 53

7.2 底层B轴处节点 55

7.3 底层C轴处节点 58

第8章 基础设计 61

8.1 A轴柱独立基础设计 61

8.1.1 基础尺寸及埋置深度的确定 61

8.1.2 基底压力计算 62

8.1.3 地基承载力验算 63

8.1.4 基础高度验算 63

8.1.5 基础板底配筋 64

8.2 B、C轴柱联合基础设计 65

8.2.1 基础尺寸及埋置深度的确定 65

8.2.2 计算基础内力 66

8.2.3 基础高度验算 66

8.2.4 配筋计算 68

第9章 楼梯设计 70

9.1 梯段板设计 70

9.1.1 基本资料 70

9.1.2 荷载计算 71

9.1.3 内力计算 72

9.1.4 配筋计算 72

9.2 平台板设计 72

9.2.1 基本资料 72

9.2.2 荷载计算 72

9.2.3 配筋计算 73

9.3 平台梁设计 74

9.3.1 荷载计算 74

9.3.2 截面设计 75

结束语 76

参考文献 77

致谢 78

第1章 绪论

通过进行学生宿舍建筑结构的设计，我们可以得到专业知识和工作能力方面的综合训练，不仅提高了我们的专业能力，而且对我们的工作态度和个人素质的培养方面也有一定的帮助能够培养我们独立分析并解决实际问题的能力，我们在设计过程中遇到的问题要求我们进行思考并解决，需要我们独立地获取新知识，以达到培养我们独立解决问题能力的目的；锻炼我们收集和查阅资料的能力，培养我们严肃认真的科学态度以及团队合作精神，以达到锻炼我们工作能力的目的；同时能够使我们学会运用所学理论知识解决工程实际问题，从而使我们认识到自身存在的不足之处，确定以后的努力方向。

国内外钢结构结构形式发展迅速，主要有大跨度、空间钢结构等。我国钢结构形式需要发展钢结构住宅，以迎合越来越大的住房需求。现阶段的钢结构的设计方法还是概率极限状态设计法，但是这个方法还仅仅是近似的概率极限状态设计法，钢结构设计方法还需进一步改进和完善。另外，在钢结构标准化加工制造方面，我国与外国还有很大的差距。现阶段，钢结构所用材料绝大部分为工厂标准化、系列化、批量化生产，而我国这种系统化模式还没有实现。传统的结构设计手段还是利用CAD、PKPM等传统软件进行结构设计，现在BIM技术越来越受到重视，成为国内外研究的主流方向。

学生宿舍建筑钢结构的设计完成了结构的选型和布置，并绘制了建筑设计图；运用手算和电算完成了内力计算并进行了内力的组合；最后完成了主体结构的设计，包括梁、柱的截面验算和节点的设计，进行了基础和楼梯的设计，绘制了相应的结构施工图。

第2章 基本资料

2.1工程概况

本工程为拟建在某市的5层钢框架宿舍楼，总建筑面积为，标准层层高为。楼盖采用压型钢板现浇钢筋混凝土楼板，基础为柱下独立基础。

2.2设计资料

2.2.1气象资料

基本风压为 ,基本雪压为，地面粗糙度为B类。

2.2.2地质资料

地层分布为表层杂填土，厚约0.8米；粘性土互层，厚1.22.0米；亚粘土、粘土互层，厚度2.0米；亚粘土，厚度3.03.4米。地下水为潜水，埋深超过米。场地（岩）土物理力学指标的标准值见表2.1。表层杂填土层承载力低，不宜作为建筑地基持力层；粘性土互层可以作为建筑地基持力层；亚粘土、粘土互层和亚粘土层也可以作为建筑地基持力层。