摘 要

本设计为长沙某大学教学楼的设计,该教学楼高21.45m，总建筑面积约为6000m²。

本设计主要包括建筑设计和结构设计两部分。建筑设计包括：平面设计、立面设计及剖面设计。结构设计包括：结构选型，梁、柱等构件尺寸的确定，重力荷载计算，横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算，水平地震作用下横向框架内力分析，竖向荷载作用下横向框架内力分析，内力组合及截面设计、楼板设计、楼梯设计和基础设计。其中，基础设计又包括基础选型、基础平面布置、地基承载力计算等。

在设计的过程中我严格按照专业相关规范及有关规定进行设计，设计过程中采用的计算方法均是参照有关规范或图集和其他参考书籍。

关键词：混凝土结构，框架结构，结构计算，内力分析，截面设计

Abstrct

This design is aimed at college students’ learning in Changsha,This building high 21.45m,the total floor space is about 6000m².

This design mainly includes the architectural design and the structural design.The architectural design includes the plane design,elevation design and section design while the structure design includes the style,the size of beams and pillars etc,the calculation of gravity load,the calculation of internal force and lateral displacement under the action of the horizontal wind load,the internal force analysis of the crosswise frame in the function of the horizontal earthquakes,the vertical load.And also includes the dint combine,section design and,foundation design and stair design.Foundation design consists of type layout and calculation of Foundation.

During the whole,I follow the specifications strictly and do the calculation carefully referring to the specifications and atlas or other books.

Key words:concrete construction,frame structure,structural calculation,internal force analysis,section design.

目录

第1章 绪论1

1.1 工程概况1

1.2 设计主要依据1

1.3 结构方案设计及结构布置1

1.4 构件材料选择1

1.5 荷载种类2

1.6 抗震变形验算2

1.7 内力计算步骤及组合2

1.7.1 竖向荷载下的内力计算步骤2

1.7.2 水平荷载下的内力计算步骤2

1.7.3 内力组合方法2

1.8 基础选型3

第2章 梁、柱截面尺寸及计算简图4

2.1 结构平面布置图4

2.2 梁、柱截面尺寸的估算5

2.3 基础选型与埋置深度6

2.4 框架计算简图6

第3章 框架结构侧向刚度计算7

3.1 框架梁、柱线刚度计算7

3.2 框架侧向刚度计算8

第4章 重力荷载及水平荷载计算10

4.1 重力荷载计算10

4.1.1 屋面及楼面的永久荷载标准值10

4.1.2 屋面及楼面的可变荷载标准值10

4.1.3 梁、柱、墙、门、窗等重力荷载计算10

4.2 重力荷载代表值12

4.2.1 底层重力荷载代表值12

4.2.2 二层重力荷载代表值12

4.2.3 三、四层重力荷载代表值13

4.2.4 顶层重力荷载代表值13

4.3 水平地震作用计算及剪重比验算14

4.3.1 自振周期14

4.3.2 水平地震作用计算及剪重比验算14

4.4 风荷载计算16

第5章 水平荷载作用下框架结构分析18

5.1 水平地震作用下框架结构侧移验算18

5.2 水平地震作用下框架结构内力计算（D值法）18

5.3 风荷载作用下框架结构侧移验算22

5.4 风荷载作用下框架结构内力计算22

第6章 竖向荷载作用下框架结构内力分析26

6.1 计算单元及计算简图26

6.2 竖向荷载计算27

6.2.1 恒载计算27

6.2.2 活载计算29

6.3 内力计算30

6.3.1 计算杆端弯矩分配系数30

6.3.2 计算杆件固端弯矩31

6.3.3 计算杆端弯矩31

6.3.4 计算跨中弯矩36

6.3.5 梁端剪力及柱轴力计算38

第7章 内力组合44

7.1 弯矩调幅44

7.2 内力调整46

7.2.1 恒载作用下46

7.2.2 活载作用下46

7.2.3 地震作用下47

7.2.4 风荷载作用下47

7.3 梁控制截面的内力组合49

7.4 柱控制截面内力组合57

第8章 梁、柱、板截面设计65

8.1 梁截面设计65

8.1.1 梁正截面受压承载力计算65

8.1.2 梁斜截面受剪承载力计算68

8.1.3 梁裂缝验算68

8.2 柱截面设计70

8.2.1 柱正截面受压承载力计算70

8.2.2 柱斜截面受剪承载力计算72

8.3 框架梁柱节点核心区截面抗震验算75

8.4 板截面设计76

8.4.1 楼面板设计76

第9章 楼梯计算78

9.1 楼梯梯段斜板设计79

9.1.1 荷载计算79

9.1.2 截面设计79

9.2 平台板设计80

9.2.1 荷载计算80

9.2.2 截面设计80

9.3 平台梁设计81

9.3.1 荷载计算81

9.3.2 截面设计81

9.4 构造措施82

9.4.1 锚固长度82

9.4.2 平台梁构造82

第10章 基础计算83

10.1 基础梁设计83

10.2 C柱独立基础设计83

10.2.1 荷载计算83

10.2.2 基础底面尺寸的确定84

10.2.3 基础立面尺寸的确定84

10.2.4 基础高度84

10.2.5 基础配筋的计算85

10.3 D、E双柱联合基础设计86

10.3.1 荷载计算86

10.3.2 双柱联合基础尺寸的确定87

10.3.3 双柱联合基础内力计算87

10.3.4 双柱联合基础高度验算87

10.3.5 基础配筋的计算88

结论89

参考文献90

致谢91

1. 绪论

1.1 工程概况

表1.1 工程概况

1.2 设计主要依据

1. 国家及湖南省现行的有关结构设计规范、规程及规定。
2. 本工程各项批文及甲方单位要求
3. 本工程的活载严格按《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）执行。

1.3 结构方案设计及结构布置

钢筋混凝土框架结构是由梁、柱通过节点连接组成的承受竖向荷载和水平荷载的结构体系，墙体起维护和隔断作用。框架结构可以使建筑平面布置得相对灵活，广泛应用于各种民用建筑中。因此，本次设计的大学教学楼采用钢筋混凝土框架结构。