摘 要

本次设计所涉及的工程是位于某市的四层酒店。设计一共分为两个阶段：建筑施工图设计以及结构设计。建筑施工图设计中利用绘图软件（Auto-CAD）绘制相关平面立面布置图。结构设计中利用专业知识采用传统的手算方法以及计算机辅助计算（例如：PKPM）的现代设计方法共同结合进行设计、计算。

结构设计中应充分考虑安全性的要求，同时也要尽量满足可靠性、耐久性、适用性的要求。故本次设计采用钢筋混凝土框架结构的结构形式，其中楼梯采用板式楼梯，基础的形式则为柱下独立基础。在初步确定梁柱尺寸及其布置情况后，应充分考虑并计算结构在竖向荷载、地震荷载、风荷载等作用下的内力响应，依次设计框架的梁、柱，楼梯，基础等结构。

关键词：建筑设计；结构设计；框架结构；计算机辅助设计

Abstract

This design project is a four-storey hotel located in a certain city. The design is divided into two phases: architectural construction drawing design and structural design. In the construction drawing design, the drawing software (Auto-CAD) is used to draw the relevant plane layout and the facade layout. In the design of structural, the traditional manual calculation method and the modern design method of computer-aided calculation (for example, PKPM) are combined to design and calculate.

Safety requirements should be fully considered in the structural design, while reliability, durability, and applicability should also be met as much as possible. Therefore, this design adopts reinforced concrete frame structure, in which the stairs adopt the slab staircase, and the foundation form is the independent foundation under the column. After initially determining the size of the beam and its arrangement, the internal force response of the structure under vertical loads, seismic loads, wind loads, etc. should be fully considered and calculated, and the beams, columns, stairs, foundations and other structures of the frame should be designed in turn.

Key Words：architectural design; structural design; frame structure; computer aided design

目 录

第1章 绪论 1

1.1设计的目的及意义 1

1.2国内外研究现状 1

1.3工程概述 1

1.4预期目标 2

第2章 荷载计算 3

2.1标准层永久荷载 5

2.1.1恒荷载标准值计算 5

2.1.2楼面板荷载传递 6

2.1.3梁荷载传递 7

2.1.4标准层恒荷载作用下受力统计 10

2.2顶层永久荷载 10

2.2.1恒荷载标准值计算 10

2.2.2楼面板荷载传递 11

2.2.3梁荷载传递 12

2.2.4恒荷载作用下受力图 14

2.3标准层活荷载 16

2.3.1活荷载标准值计算 16

2.3.2楼面板荷载传递 16

2.3.3梁荷载传递 17

2.3.4标准层活荷载作用下受力统计 19

2.4顶层活荷载 19

2.4.1活荷载标准值计算 19

2.4.2楼面板荷载传递 19

2.4.3梁荷载传递 20

2.4.4活荷载作用下受力图 22

2.5风荷载 24

2.6截面尺寸初核算 25

2.6.1框架梁 25

2.6.2框架柱 25

2.7 地震作用 25

2.7.1重力荷载代表值计算 25

2.7.2水平地震作用计算 26

第3章 内力计算 29

3.1恒荷载作用下的框架内力计算 29

3.2活荷载作用下框架内力计算 37

3.3风荷载作用下的框架内力计算 38

3.4地震作用下的框架内力计算 41

第4章 内力组合 43

4.1弯矩调幅 43

4.2荷载组合形式 43

4.3框架梁内力组合 44

4.4框架柱内力组合 44

第5章 梁柱截面设计 45

5.1材料强度 45

5.2 梁截面设计 45

5.3柱截面设计 45

5.4 节点核心区验算 45

5.5 实际配筋表 46

第6章 楼梯设计 48

6.1 梯段板计算 49

6.1.1荷载统计 49

6.1.2内力计算 49

6.1.3配筋计算 49

6.2休息平台板计算 50

6.2.1荷载计算 50

6.2.2内力计算 50

6.2.3配筋计算 50

6.3平台梁 51

6.3.1荷载计算 51

6.3.2内力计算 51

6.2.3配筋计算 51

第7章 基础设计 53

7.1工程地质条件 53

7.1.1底层分布 53

7.1.2地下水情况 53

7.1.3工程地质条件评价 53

7.2 荷载计算 54

7.3确定基础底面积 54

7.3.1 A、D柱基础底面积 54

7.3.2 B、C柱基础底面积 56

7.3.3抗震验算 57

7.4 地基变形验算 57

7.5基础结构设计 58

7.5.1荷载统计 58

7.5.2 A、D柱基础结构设计 58

7.5.3 B、C柱基础结构设计 60

第8章 楼板设计 63

参考文献 64

附录A 梁柱内力组合 65

附录B配筋计算 70

致谢 80

第1章 绪论

1.1设计的目的及意义

建筑结构设计涉及了很多个方面的知识，基本涵盖了本科阶段所学习的重要课程，如材料力学、结构力学、工程结构抗震、混凝土结构设计、土力学与基础工程等。毕业设计是对大学本科阶段所学专业知识的一次系统性的检查，对自己生疏的知识点进行巩固和完善。同时学会掌握计算机辅助软件（天正建筑、PKPM等）的使用方法，利用计算机辅助结构设计，借助计算机强大的计算能力，使得结构设计变得更加迅速快捷，通过计算机来计算结构设计中繁复的步骤。

毕业设计以小组为单位进行，一起解决在设计过程中所遇到的各种各样的问题，培养一种自我学习、小组学习的能力，模仿未来步入社会的一种工作状态，作为从学校到社会的一个过渡环节。毕业设计期间的管理模式也不同于平时在校的学习生活，没有了平时固定的课程安排，时间的安排更加自由，这对于我们的自控能力也是一种考察。我们所做出的成果也可以从侧面反映出我们对于毕业设计的态度和对自己的要求，毕业设计对于学生能力培养的意义是其他理论课程所不能替代的。

1.2国内外研究现状

建筑的建设方式在发生着很大的变化，装配式建筑可以大大缩短现场作业的时间，因为减少了原有的现浇作业环节，提高了生产效率^[1]。装配式建筑在发达国家已经有几十甚至上百年的历史，但在我们国家还没形成特别成熟的产业，且在区域间也存在着很大的差别，其中华东地区相比其他区域有较大的优势^[2]。近年来，国家也大力推动装配式建筑的发展，出台了各种补贴政策，也把装配式建筑作为我国建筑发展的未来方向^[3]。欧美等发达国家已经根据自身的具体情况，制定了一套非常完善成熟的工程标准，且在装配式建筑抗震能力的研究上也有了重大突破^[4][5]。除此之外，新型混凝土也在不断研究发展中，混凝土与不同材料搭配从而形成更高强度的结构，如向混凝土中添加煤灰、硅粉和椰子纤维来提高混凝土的表现能力^[6]。

1.3工程概述

该工程为拟建在某市的多层酒店，总建筑面积约为 8000平方米，总建筑高度为 13.5米，建筑层数为4层，标准层层高为 3.0 米，抗震设防烈度为 7度，基本地震加速度为 0.10g ，第二组。基本风压为0.30kN/㎡ ,基本雪压为0.50kN/㎡ ，地面粗糙度为B类，基础场地类别为Ⅱ类，建筑重要性类别为丙类，使用年限为50年。

1.4预期目标

完成建筑施工图的设计、框架内力的计算、结构设计图的绘制并熟练掌握PKPM、AUTO CAD、结构力学求解器等计算机辅助软件。

图1. 1 标准层平面图

第2章 荷载计算

该框架结构梁柱布置设计规则，故选取k轴框架进行计算,计算简图如图2.1所示，楼层高均为3m，底层柱从基础顶面算至二层楼板顶为4m，荷载计算简图结构尺寸都与此图相同。

图2. 1 框架计算简图

计算单元如下图所示，阴影部分为计算单元，根据《建筑结构荷载规范》双向板的梯形荷载和三角形荷载可转化为均布荷载^[7]：

图2. 2 荷载传递示意图

短边等效均布荷载：

长边等效均布荷载：

由于平面结构对称，主要计算1、2、3、4号板荷载。

图2. 3 K轴框架计算单元示意图

图2. 4 板荷载传递路线

板荷载向梁传递路线说明，所有板均为双向板，如图2.4所示。

2.1标准层永久荷载

2.1.1恒荷载标准值计算

（1）标准层楼面荷载

20mm厚木地板 格栅

30mm厚格栅

135mm厚现浇钢筋混凝土板

15mm厚板底抹灰

合计

（2）次梁自重

次梁自重（）

10mm厚混合砂浆抹灰层

合计

（3）主梁自重

主梁自重（）

10mm厚混合砂浆抹灰层

合计

（4）柱自重

柱自重（）

10mm厚混合砂浆抹灰层

合计

（5）内墙自重

200mm厚内墙（陶粒空心砌块）

10mm厚混合砂浆抹灰层

合计

（6）外墙自重

240mm厚外墙(除去窗高1m墙 2m高窗)

2m高全景玻璃窗

水刷石外墙

水泥粉刷内墙

合计

2.1.2楼面板荷载传递

板荷载的传递路线图如图2.4所示，主要计算1、2、3、4号板的荷载。

（1）1号板

短边等效均布荷载：

长边等效均布荷载：=

（2）2号板

长边等效均布荷载：=

短边等效均布荷载：

(3)3号板

长边等效均布荷载：

短边等效均布荷载：

（4）4号板

长边等效均布荷载：=短边等效均布荷载：

2.1.3梁荷载传递

梁FK、GB、KL、EG、AB处有内墙，AE处有外墙，近似于简支梁的荷载传递路线，用支反力转化作用在梁上的集中荷载。

（1）对于KL梁

2号板传递荷载：

3号板传递荷载：

内墙荷载：

次梁自重：

合计

（2）对于梁FO：

2、3板传荷载加KL梁荷载：

梁自重：

内墙荷载：

1板传荷载：

合计

(3)对于BG梁：

2、3板传荷载加KL梁荷载：

梁自重：

内墙荷载：

4板传荷载：

合计

(4)对于AE梁：

1板传荷载：

外墙荷载：

梁自重：

合计

2.1.4标准层恒荷载作用下受力统计

由对称关系可得A、B、C、D点的板传集中荷载和AB、BC、CD段的板传均布荷载

柱对基础集中荷载

2.2顶层永久荷载

2.2.1恒荷载标准值计算

（1）屋面荷载

油毡防水层（三毡四油）

30mm厚细石混凝土刚性防水层

20mm厚找平层

80mm厚矿渣水泥保温层

135mm厚现浇钢筋混凝土板

15mm厚板底抹灰

钢屋架

6.3mm石板瓦屋面

合计

（2）次梁自重

次梁自重（）

10mm厚混合砂浆抹灰层

合计

（3）主梁自重

主梁自重（）

10mm厚混合砂浆抹灰层

合计

2.2.2楼面板荷载传递

（1）1号板

短边等效均布荷载：

长边等效均布荷载：=

（2）2号板

长边等效均布荷载：=

短边等效均布荷载：

(3)3号板

长边等效均布荷载：

短边等效均布荷载：

（4）4号板

长边等效均布荷载：=短边等效均布荷载：

2.2.3梁荷载传递

梁之间的荷载传递近似于简支梁的荷载传递路线，用支反力转化作用在梁上的集中荷载。

（1）对于KL梁

2号板传递荷载：

3号板传递荷载：

次梁自重：

合计

（2）对于梁FO：

2、3板传荷载加KL梁荷载：

梁自重：

1板传荷载：

合计

(3)对于BG梁：

2、3板传荷载加KL梁荷载：

梁自重：

4板传荷载：

合计

(4)对于AE梁：

1板传荷载：

梁自重：

合计

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