摘 要

本设计是金工实习楼建筑结构设计。根据设计的要求，本工程的主体结构和一般金工实习楼一样，为整体现浇混凝土框架结构，并采用柱下独立基础。

第一阶段，完成建筑设计。首先根据该金工实习大楼的使用功能确定该建筑的布局并完成建筑平面、立面、剖面施工图设计。

第二阶段，完成结构设计。首先根据建筑的设计部分、场地的地质条件来实现确定结构布置方案的目的（上部结构为框架结构以及柱下独立基础）。然后选取一榀典型框架进行主体结构的设计计算并完成上部结构施工图设计（标准层结构平面布置图、框架配筋图、标准层平面配筋图）。紧接着还需进行基础设计、楼梯设计以及相应图纸（柱下独立基础图、楼梯设计图）的绘制。

其中，运用软件包括AutoCAD、天正建筑、word、探索者、PKPM、、excel、结构力学求解器等等。

关键词：金工实习大楼；框架结构；钢筋混凝土结构；结构设计

Abstract

The design of the project is the metalworking building construction structure design. According to the design’s requirements, the main structure of this project is the overall cast-in-place concrete frame structure and use the independent base under the column just like those common ones.

In the first stage, the architectural design is finished. First of all, the layout of the building is determined according to the function of the metalworking building.And then the the building plane’s design,facade’s design as well as section construction’s design are completed.

In the second stage, the structural design is finished. First of all, the scheme of structural arrangement is determined according to the part of architectural design, site geological conditions (The upper structure is the frame structure and the bottom structure is independent base under the column). And then a typical framework for the design calculation of main structure is selected and the construction design of the upper structure are completed, including standard layer’s structural layout plan and frame reinforcement drawing. After that foundation’s design and staircase’s design are finished. Finally, the corresponding working drawings are completed including the drawing of the column’s independent base and graphic design stairs.

Besides, several softwares are used during the process of completing this design, including AutoCAD, Tianzheng construction, word, TArch, PKPM, excel, SM Solver, etc.

Key words: Metalworking Building；frame structure；reinforced concrete structure；structural design

目 录

第1章 绪论 1

第2章 设计资料 2

第3章 结构选型及梁柱截面尺寸估算 3

3.1结构选型 3

3.2梁柱截面尺寸估算 3

3.2.1板厚估算 3

3.2.2梁截面尺寸估算 3

3.2.3柱截面尺寸估算 4

第4章 确定计算简图 5

4.1确定框架计算简图 5

4.2框架梁柱线刚度计算 5

第5章 荷载统计 7

5.1 竖向荷载统计 7

5.1.1恒载标准值计算 7

5.1.2活载标准值计算 8

5.1.3框架荷载统计 9

5.2风荷载标准值计算 13

5.3风荷载作用下的位移验算 14

5.3.1 柱抗侧移刚度计算 14

5.3.2 风荷载作用下的框架侧移验算 14

5.4 水平地震作用计算 15

5.4.1各层重力代表值计算 15

5.4.2结构的自振周期估算 15

5.4.3水平地震作用标准值 16

第6章 内力计算 19

6.1恒载标准值作用下框架内力计算（分层法） 19

6.1.1分配系数 19

6.1.2 杆端弯矩的计算 21

6.1.3 恒荷载作用下的内力图（分层法） 23

6.2横向风荷载作用下的框架内力计算（D值法） 25

6.2.1各柱反弯点位置 25

6.2.2 各柱剪力和梁柱端弯矩的计算 25

6.2.3 各框架柱轴力和梁端剪力的计算 27

6.2.4 风荷载作用下的内力图（D值法） 27

6.3 活荷载作用下的框架内力图（电算） 29

6.4 地震作用下的框架内力图（电算） 31

6.5 恒荷载作用下的内力图（电算） 34

6.6 风荷载作用下的内力图（电算） 36

第7章 内力组合 39

7.1 竖向荷载的弯矩调幅 39

7.2 内力组合 39

第8章 截面设计与配筋计算 40

8.1框架柱截面设计 40

8.1.1轴压比验算 40

8.1.2截面尺寸复核 40

8.1.3正截面受弯承载力计算 41

8.1.4垂直于弯矩作用平面的受压承载力验算 49

8.1.5斜截面受剪承载力计算 50

8.1.6裂缝宽度验算 53

8.2框架梁截面设计 55

8.2.1正截面受弯承载力计算 55

8.2.2斜截面受剪承载力计算 58

8.2.3裂缝宽度验算 60

第9章 基础设计 62

9.1地质资料 62

9.2荷载计算 63

9.3初步选择基底尺寸 64

9.4验算持力层承载力 65

9.5基地净反力设计值 67

9.6基础抗冲切验算 67

9.7底板配筋计算 71

第10章 楼梯设计 76

10.1 梯段板和梯段斜梁的设计 76

10.1.1基本资料 77

10.1.2荷载计算 78

10.1.3配筋计算 78

10.1.4配筋结果 79

10.1.5裂缝宽度验算 79

10.2休息平台板的设计 80

10.2.1基本资料 81

10.2.2 配筋计算 81

10.3梯口梁的设计 82

10.3.1 基本资料 82

10.3.2 荷载计算 83

10.3.3内力及配筋 83

结束语 84

参考文献 85

附录 86

致谢 87

第1章 绪论

本设计为金工实习楼建筑结构设计，本次毕业设计的目的在于结合我们过去三年多学习所得的知识，在老师的指导下完成对这一建筑的结构设计，并且借此熟悉房屋建筑结构设计的全过程。毕业设计是对我们大学所学知识的巩固和检验。在完成毕业设计过程中，除了巩固过去所学知识以外，还使得我们有更多时间去进行自主学习，提升了自我学习的能力，例如查阅各类文献和阅读相关规范，而且还提高英语能力比如查看外文文献并运用。此外，还锻炼了团队工作能力和协作精神，更重要的是通过毕业设计熟悉掌握了天正建筑、Word、AutoCAD、Excel、PKPM、探索者等软件，为以后的工作打下扎实基础。

随着时间推移和科技的发展，国内外的建筑结构设计也在发生着变化，如在结构形式上朝着新型结构发展；在施工的工艺上国外各种工业化建筑体系又有了新的发展；在施工技术上国外预制装配化建筑的施工技术向大型化、体系化方向发展；在研究方向上，朝着低碳化、智能化、绿色化的方向发展。

虽然近几年来，我国多种新兴结构形式越来越常见，如玻璃钢结构，钢结构等等，一些大型的建筑可能会使用筒体结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构等，但是实际上在我国大部分的工程结构都是采用钢筋混凝土建造的，如水坝内部结构、船坞平台等。钢筋混凝土结构应用范围仍旧非常广泛，而且目前在中国，钢筋混凝土结构是应用最广的基础结构形式之一。因此，此毕业设计具有代表性，且和现实工程紧密相关，这样便可为以后的工作打下扎实基础。

第2章 设计资料

1.工程名称：金工实习大楼建筑