摘 要

本毕业设计工程是重庆市奉节县某中学综合教学楼，包括其建筑设计和结构设计两部分内容。

建筑设计是建筑物在建造之前，在总体规划的前提下，根据设计任务书要求，综合考虑建筑物语周围环境、建筑物的使用功能、流水交通、及经济适用性等问题，依据相关设计规范来确定设计方案，做出建筑的结构形式、平立剖面设计及特征部位的细部大样设计。把施工过程和使用过程中所存在的或可能发生的问题，事先作好通盘的设想，拟定好解决这些问题的办法、方案，用图纸和文件表达出来。使建成的建筑物充分满足使用者和社会所期望的各种要求及用途。

结构设计是在建筑物初步设计的基础上确定结构方案；选择合理的结构体系；进行结构布置，并初步估算，确定结构构件尺寸，进行结构计算使其满足其安全适用要求。在确定框架布局之后，我先进行了层间荷载代表值的计算，然后利用顶点位移法求出自振周期，进而按底部剪力法计算水平荷载（地震荷载、风载）的作用，求出在水平荷载作用下的结构内力（弯矩、剪力、轴力）。接着计算竖向荷载（恒载及活荷载）作用下的结构内力，并利用Excel 找出最不利的一组或几组内力组合，选取最安全的结构计算配筋。此外还进行了基础，楼板及楼梯的设计，利用PKPM电算软件对整体结构进行分析，并绘制相关的结构施工图。

关键词：框架结构 荷载计算 内力计算 抗震设计 PKPM

Abstract

The graduation project is a comprehensive teaching building of a middle school in Fengjie County of Chongqing City, including the two parts of its architectural design and structural design.

The architectural design is the premise of the overall planning before the construction of the building. Based on the requirements of the design mission book, the building is integrated with the surrounding environment of the building language, the function of the building, the traffic flow, and the economic applicability. The building design is based on relevant design specifications. Determine the design plan, make the structure of the building, the profile design of the vertical section and the detailed design of the features. In the construction process and the use of existing or possible problems, make a comprehensive plan in advance, to develop a solution to these problems, programs, using drawings and documents to express. The completed buildings are fully satisfied with the various requirements and uses expected by users and society.

Structural design is based on the preliminary design of the building to determine the structure of the program; choose a reasonable structure system; the structure of the layout, and preliminary estimates, determine the size of structural components, structural calculations to meet its safety requirements. After determining the layout of the frame, I first calculated the representative values ​​of the load between the layers, then calculated the natural period using the vertex displacement method, and then calculated the effect of the horizontal load (seismic load, wind load) according to the bottom shear method. Structural internal forces (bending moment, shear force, axial force) under the action of horizontal loads. Then calculate the structural internal forces under vertical load (durable load and live load), and use Excel to find the most unfavorable group or groups of internal force combinations, and select the safest structure to calculate the reinforcement. In addition, the design of the foundation, floor slabs and stairs was also carried out. The overall structure was analyzed using PKPM calculation software and related construction drawings were drawn.

Keywords: frame structure；load calculation；internal force calculation；seismic design； PKPM

目录

第1章 绪论 1

1.1设计摘要 1

1.2工程概况 1

1.3设计依据 1

1.4结构选型 2

1.5结构缝设置 2

1.6地基与基础 2

1.7建筑平面规则性 2

第2章 梁、柱、板截面尺寸和计算简图 4

2.1结构平面布置图 4

2.2梁、柱、板截面尺寸 5

2.2.1梁截面尺寸 5

2.2.2柱截面尺寸 5

2.2.3板截面尺寸 6

2.3基础埋深 6

2.4框架计算简图 6

第3章 框架刚度计算 8

3.1梁、柱线刚度 8

3.2框架侧向刚度 9

3.3横向框架侧向刚度比验算 11

第4章 重力荷载和水平荷载计算 13

4.1重力荷载标准值 13

4.1.1屋面和楼面永久荷载标准值 13

4.1.2屋面和楼面可变荷载标准值 13

4.1.3梁、柱重力荷载标准值 13

4.1.4墙体重力荷载标准值 14

4.2重力荷载代表值 14

4.3水平地震作用计算 16

4.3.1结构自振周期 16

4.3.2水平地震影响系数 16

4.3.3水平地震作用标准值 17

4.4风荷载作用计算 18

第5章 水平荷载作用下框架结构分析 22

5.1水平地震作用 22

5.1.1剪重比和侧移验算 22

5.1.2内力计算 23

5.2风荷载作用 27

5.2.1侧移验算 27

5.2.2内力计算 27

第6章 竖向荷载作用下框架结构分析 31

6.1计算单元简图 31

6.2荷载计算 31

6.2.1恒载计算 31

6.2.2活载计算 35

6.3内力计算 39

6.3.1恒载内力 39

6.3.2活载内力 47

第7章 内力组合 54

7.1弯矩调幅 54

7.2内力调整 56

7.3内力组合 67

第8章 梁、柱、板截面设计 92

8.1梁截面设计 92

8.1.1内力组合和步骤 92

8.1.2设计参数 92

8.1.3配筋计算 92

8.2柱截面设计 104

8.2.1内力组合和步骤 104

8.2.2设计参数 104

8.2.3配筋计算 104

8.3双向板配筋 118

8.3.1设计参数 118

8.3.2内力计算 118

8.3.3配筋计算 119

8.4节点设计 120

第9章 基础设计 124

9.1设计资料 124

9.2基础梁 124

9.3C、D轴柱独立基础 124

9.3.1荷载计算 124

9.3.2基础底面尺寸 125

9.3.3基础立面尺寸 126

9.3.4基础配筋 127

第10章 楼梯设计 130

10.1设计参数 130

10.2梯段板设计 130

10.3斜梁设计 131

10.4平台板设计 133

10.5平台梁设计 134

第11章 结论与误差分析 137

11.1结论 137

11.2 误差分析 137

致谢 139

第1章 绪论

1.1设计摘要

本设计为重庆市奉节县某中学综合教学楼，主要内容包括建筑设计和结构设计。

建筑设计包括平面、立面和剖面设计。该教学楼占地面积为1096.20m²（不包含散水和台阶）长63.00m，宽17.40.m，高15.30m，建筑面积为6577.2m²。共6层，首层高4.00m，2~6层高3.60m。室内外高差0.45m。内墙厚200mm，外墙厚250mm，女儿墙高1.20m，墙厚250mm，屋面为上人屋面。

结构设计包括框架设计、荷载计算、内力组合、梁柱板设计、楼梯设计和基础设计等，框架采用钢筋混凝土纵横向框架承重布置方案，基础采用钢筋混凝土柱下独立基础。

1.2工程概况

本工程为钢筋混凝土框架结构，填充墙采用加气混凝土砌块。设计使用年限为50年，防火等级为二级，建筑安全等级为二级，地面粗糙度为B类。

依据《建筑结构荷载规范》GB50009-2012，重庆市奉节县地区基本雪压S₀=0.35kN/m²，基本风压ω₀=0.35kN/m²。

依据《建筑抗震设计规范》GB50011-2010（正式版），本建筑按抗震设防烈度六度第三组，设计基本地震加速度值为0.10g，抗震等级为四级。

Ⅱ类场地，地表下土层分布均匀，地基承载力特征值ƒ_ak=220kPa。

1.3设计依据

1.4结构选型

本综合教学楼采用钢筋混凝土框架结构，由节点连接的梁、柱结构体系承受水平及竖向荷载，墙体起围护和隔断作用，具有室内空间大、建筑平面布置灵活等优点。

框架为纵横向承重，横向框架与纵向框架均设置主梁承担竖向荷载，楼板为现浇板，荷载直接传递给主梁。

1.5结构缝设置

1.6地基与基础

1.7建筑平面规则性

依据抗震规范关于建筑平面规则性指导意见，本设计建筑平面规则。

第2章 梁、柱、板截面尺寸和计算简图

2.1结构平面布置图

图2.1-a 1~6层梁、柱结构布置图（单位：mm）

2.2梁、柱、板截面尺寸

2.2.1梁截面尺寸

由，得梁截面尺寸取值如下表。

表2.2.1 1~4层梁截面尺寸（单位：mm）

注：框架梁截面宽度、高宽比、跨高比符合《混凝土结构设计规范》GB50010-2010第11.3.5