摘 要

本计算书是针对武汉理工大学土木工程与建筑学院土木工程专业2012级毕业设计“武汉市天门中学教学楼设计”所做的书面成果。本教学楼为六层钢筋混凝土框架结构。

本次毕业设计首先绘制完整的建筑施工图，然后运用PKPM建模、运行、生成数据，最后根据生成的数据配置钢筋。手算在电算之后进行，本计算书对一榀框架进行了详细的设计，从柱、梁、板的截面的选取、内力计算、配筋到楼梯的设计、基础的布置，都有详细的说明。计算书选取了⑥轴作为计算框架，计算恒载、活载和风压下，各种内里组合下的不利荷载对结构的影响，并根据这些最大内力进行配筋。

手算的计算结果和电算存在一定误差，通过对误差的分析，能更明确地掌握结构的受力。

关键词：教学楼、毕业设计、钢筋混凝土框架结构、抗震、独立柱基

目 录

绪 论 ……………………………………………………………………………………………………………………………………….5

1 设计资料 …………………………………………………………………………………………………………………………..……6

1.1 工程名称…………………………………………………………………………………………………............................6

1.2 工程概况…………………………………………………………………………………………………………………………….6

1.3 建筑等级…………………………………………………………………………………………………………………………….6

1.4 设计荷载…………………………………………………………………………………………………………………………….6

1.5 抗震设防…………………………………………………………………………………………………………………………….6

1.6 气象资料…………………………………………………………………………………………………………………………….6

1.7 地质资料…………………………………………………………………………………………………………………………….6

1.8 材料选用…………………………………………………………………………………………………………………………….7

2 结构选型…………………………………………………………………………………………………………………………………7

2.1 柱网布置…………………………………………………………………………………………………………………………….7

2.2 框架结构承重方案的选择………………………………………………………………………………………………….7

2.3 计算单元选取……………………………………………………………………………………………………………………..7

2.4 梁、柱截面尺寸的初步估计……………………………………………………………………………………………10

2.4.1 梁截面初选（⑥轴）……………………………………………………………………………………………………10

2.4.2 柱截面初选（⑥轴）………………………………………………………………………………………………….10

3 侧移刚度的计算…………………………………………………………………………………………………………………….12

3.1 梁线刚度ib的计算（I=2I0) …………………………………………………………………………………………..13

3.2 柱线刚度ic的计算(I=I0)………………………………………………………………………………………………… 13

3.3 相对线刚度计算………………………………………………………………………………………………………………13

4 恒荷载作用下内力计算…………………………………………………………………………………………………….16

4.1 恒荷载标准值计算…………………………………………………………………………………………………………..16

4.2 恒载作用下框架的所受荷载……………………………………………………………………………………………18

4.2.1框架梁的恒载…………………………………………………………………………………………………………………..19

4.2.2柱纵向集中恒荷载计算……………………………………………………………………………………………………22

4.3 恒载作用下框架的内力计算……………………………………………………………………………………………24

5活荷载标准值计算…………………………………………………………………………………………………………………31

5.1活荷载标准值………………………………………………………………………………………………………………………31

5.2活载作用下框架所受荷载…………………………………………………………………………………………………..31

5.2.1屋面活载………………………………………………………………………………………………………………………….31

5.2.2柱的集中力……………………………………………………………………………………………………………………….32

5.2.3楼面活载………………………………………………………………………………………………………………………….33

5.2.4柱的集中力……………………………………………………………………………………………………………………….33

5.3 活载作用下框架的内力计算……………………………………………………………………………………………34

6 风荷载作用……………………………………………………………………………………………………………………………38

6.1 风荷载标准值…………………………………………………………………………………………………………………..38

6.2 侧移刚度D……………………………………………………………………………………………………………………….40

6.3 风荷载作用下框架侧移计算……………………………………………………………………………………………40

6.4 框架柱的剪力分配计算……………………………………………………………………………………………………41

6.5 框架柱反弯点高度的计算………………………………………………………………………………………………..42

6.6 框架柱端的剪力弯矩及梁端的弯矩计算…………………………………………………………………………43

7 水平地震荷载作用………………………………………………………………………………………………………………..45

7.1 重力荷载代表值的计算……………………………………………………………………………………………………45

7.1.1顶层重力荷载代表值……………………………………………………………………………………………………….45

7.1.2标准层重力荷载代表值……………………………………………………………………………………………………45

7.1.3二层重力荷载代表值……………………………………………………………………………………………………….46

7.1.4底层重力荷载代表值……………………………………………………………………………………………………….46

7.2 水平地震作用力的计算（基底剪力法）………………………………………………………………………..46

7.3 水平地震作用下框架的侧移验算…………………………………………………………………………………….48

7.4 水平地震作用下框架内力计算（D值法）……………………………………………………………………..49

8 荷载和内力组合 ………………………………………………………………………………………………………………….52

8.1 梁的内力组合……………………………………………………………………………………………………………………54

8.1.1梁的内力组合计算……………………………………………………………………………………………………………54

8.1.2框架梁组合的剪力设计值………………………………………………………………………………………………..57

8.2 柱的内力组合表……………………………………………………………………………………………………………….58

8.2.1 柱的内力组合计算………………………………………………………………………………………………………..58

8.2.2 柱的剪力设计值………………………………………………………………………………………………………………66

9 框架梁、柱配筋……………………………………………………………………………………………………………………67

9.1 框架横梁配筋…………………………………………………………………………………………………………………..67

9.2 框架柱配筋……………………………………………………………………………………………………………………….70

10 板的配筋……………………………………………………………………………………………………………………………75

10.1 双向板计算……………………………………………………………………………………………………………………..75

10.1.1 荷载设计值………………………………………………………………………………………………………………….76

10.1.2 内力计算……………………………………………………………………………………………………………………..76

11 楼梯设计……………………………………………………………………………………………………………………………..79

11.1 设计参数 ………………………………………………………………………………………………………………………..79

11.2 楼梯板（AT-1）计算………………………………………………………………………………………………………80

11.3 平台板计算……………………………………………………………………………………………………………………..81

11.4 梯梁计算………………………………………………………………………………………………………………………..82

11.5 平台梁计算……………………………………………………………………………………………………………………..82

12 基础设计……………………………………………………………………………………………………………………………..84

12.1 地基基础设计等级…………………………………………………………………………………………………………84

12.2 确定基底尺寸(以边柱⑥-A、⑥-B为例)……………………………………………………………………..84

12.3 地基承载力验算……………………………………………………………………………………………………………..85

12.4 基础受冲切承载力验算……………………………………………………………………………………………….…85

12.5 基础底板配筋计算………………………………………………………………………………………………………….86

12.6 确定基底尺寸……………………………………….………………………………………………………………………87

12.7 地基承载力验算……………………………………………………………………………………………………………88

12.8 基础受冲切承载力验算………………………………………………………………………………………….…….88

12.9 基础底板配筋计算…………………………………………………………….…………………………………………89

13 手算与电算的误差分析………………………………………………………….…………………………………………91