摘 要

本结构设计计算书是本人针对武汉理工大学土木工程与建筑学院土木工程专业2016级毕业设计“东星城3#住宅楼设计”所做的书面成果。此次设计的住宅楼为7层钢筋混凝土框架结构。设计过程在专业上分为建筑设计和结构设计，结构设计是此次的重点部分。

在“建筑设计部分”中，主要根据建筑制图的基本要求、民用建筑设计基本规定和要求、建筑面积计算规定、建筑无障碍设计、民用建筑节能设计、多层民用建筑防火设计、建筑专业施工图设计文件审查内容要求为参考进行的建筑结构设计。

在“结构设计部分”中，首先选定第⑨轴的横向框架作为此计算书手算的任务，然后确定具体所受的荷载，包括恒荷载，活荷载，左右风荷载，地震作用，其中利用弯矩二次分配法进行竖向恒载的内力计算，利用分层法进行活载的内力计算，利用D值法进行风荷载的内力计算，底部剪力法进行水平地震荷载的内力计算。

此外，还进行了结构方案中的楼梯设计，其中完成梯段板、平台板、梯梁、平台梁等构件的内力计算、配筋计算以及施工图绘制。根据工程地质资料和经济性，结构采用柱下独立基础。

结构设计过程中前30天的时间先用建筑结构设计软件PKPM对整个结构进行电算，然后根据电算结果，利用画图软件探索者TSSD进行结构设计图的绘制，然后在后面一个月的时间里选一榀具有代表性的框架进行手算。这样既掌握了PKPM、TSSD软件的基本应用，同时也能对大学四年所学的知识进行一个很好的总结应用。

关键词：土木工程；毕业设计；钢筋混凝土框架结构；建筑设计；结构设计

Abstract

This structural design calculation book is my written result for the 2016 graduate design of Dongxing City 3 # Residential Building Design for the Civil Engineering Major of Wuhan University of Technology. The residential building designed this time is a 7-story reinforced concrete frame structure. The design process is professionally divided into architectural design and structural design. Structural design is the key part of this time.

In the "Architectural Design Part", it is mainly based on the basic requirements of architectural drawing, basic regulations and requirements of civil building design, building area calculation regulations, building barrier-free design, civil building energy-saving design, multi-storey civil building fire protection design, professional construction drawing The review content of the design document requires the design of the building structure as a reference.

In the "Structural Design Section", first select the transverse frame of the ⑨ axis as the manual calculation task of this calculation book, and then determine the specific loads received, including constant load, live load, left and right wind load, seismic action, and use The bending moment secondary distribution method is used to calculate the internal force of vertical dead load, the layered method is used to calculate the internal force of live load, the D value method is used to calculate the internal force of wind load, and the bottom shear method is used to calculate the internal force of horizontal seismic load.

In addition, the stair design in the structural scheme was also carried out, in which the internal force calculation, reinforcement calculation and construction drawing of members such as slab plates, platform plates, ladder beams and platform beams were completed. According to engineering geological data and economics, the structure uses an independent foundation under the column.

     In the first 30 days of the structural design process, first use the building structure design software PKPM to calculate the entire structure, and then use the drawing software explorer TSSD to draw the structural design drawings according to the calculation results, and then in the following month Choose a representative frame for hand calculation. This not only masters the basic application of PKPM and TSSD software, but also can make a good summary of the knowledge learned in the four years of university.

Key Word: civil engineering; graduation design; reinforced concrete frame structure; architectural design; structural design

目录

摘 要 1

Abstract 2

绪 论 1

第1章 设计资料 2

1.1 工程名称 2

1.2 工程概况 2

1.3 建筑等级 2

1.4 设计荷载 2

1.5 抗震设防 2

1.7 地质资料 3

1.8 材料选用 3

第2章 结构选型 4

2.1 柱网布置 4

2.2 框架结构承重方案的选择 4

2.3 计算单元选取 4

2.4 梁、柱截面尺寸的初步估计 7

2.4.1 梁截面初选（⑨轴） 7

2.4.2 柱截面初选（⑩轴） 8

第3章 侧移刚度的计算 10

3.1 梁线刚度i_b的计算（I=2I₀) 10

3.2 柱线刚度i_c的计算(I=I₀) 10

3.3 相对线刚度计算 10

第4章 恒荷载作用下内力计算 12

4.1 恒荷载标准值计算 12

4.2 恒载作用下框架的所受荷载 13

4.2.1框架梁的恒载 14

4.2.2柱纵向集中恒荷载计算 18

4.3 恒载作用下框架的内力计算 21

第5章 活荷载标准值计算 29

5.1活荷载标准值 29

5.2活载作用下框架所受荷载 29

5.2.1屋面与楼面活载 30

5.2.2柱的集中力 33

5.3 活载作用下框架的内力计算 35

第6章 风荷载作用 42

6.1 风荷载标准值 42

6.2 侧移刚度D 44

6.3 风荷载作用下框架侧移计算 44

6.4 框架柱的剪力分配计算 46

6.5 框架柱反弯点高度的计算 47

6.6 框架柱端的剪力、弯矩及梁端的弯矩的计算 48

第7章 水平地震荷载作用 53

7.1 重力荷载代表值的计算 53

7.1.1顶层重力荷载代表值 53

7.1.2一~六层重力荷载代表值 53

7.2 水平地震作用力的计算（基底剪力法） 53

7.3 水平地震作用下框架的侧移验算 55

7.4 水平地震作用下框架内力计算（D值法） 56

第8章 荷载和内力组合 62

8.1 梁的内力组合 63

8.1.1梁的内力组合计算 63

8.1.2框架梁组合的剪力设计值 72

8.2 柱的内力组合表 72

8.2.1 柱的内力组合计算 72

8.2.2 柱的剪力设计值 80

第9章 框架梁、柱配筋 82

9.1 框架横梁配筋 82

9.2 框架柱配筋 86

第10章 板的配筋 92

10.1 双向板计算 92

10.1.1 荷载设计值 92

10.1.2 内力计算 93

第11章 楼梯设计 104

11.1 设计参数 104

11.2 楼梯板计算 104

11.3 平台板计算 106

11.4 楼梯梁计算 108

第12章 基础设计 112

12.1 地基基础设计等级 112

12.2 确定基底尺寸 112

12.3 地基承载力验算 112

12.4 基础受冲切承载力验算 113

12.5 基础底板配筋计算 114

12.7 地基承载力验算 116

12.8 基础受冲切承载力验算 117

12.9 基础底板配筋计算 118

结束语 120

参考文献 121

致谢 122

绪 论

土木工程这个学科本身有很强的实践性，对本科生实践操作能力的要求较高，本次毕业设计让我们将大学所学的知识运用到实际中，是大学生涯中最重要的一个学习过程。目前结构计算已经广泛使用PKPM、盈建科等计算软件，计算也越来越方便、精确，但是电脑毕竟只是一个工具，其中的程序只会按照原有的设定逐步计算，而实际工程往往情况各不相同，电脑始终不能代替人进行设计，如果设计者没有一个清晰的结构概念，强烈依赖计算机的结果，那么造成的结构概念知识的退化将会日益严重，实际中也有因电算出现问题导致的工程事故。电算结果往往还要联系实际进行调整和复核，这样就要求设计者必须掌握结构设计原理，清楚计算的步骤，拥有对结构的整体概念。所以本次毕业设计不仅要求我们掌握PKPM建模计算的基本操作，还需要手算计算一榀框架，熟悉设计流程，总结我们所学的专业知识。

本次毕业设计的题目是“东星城3#住宅楼设计”，在结构设计时先进行结构选型，柱网布置，梁柱各截面的估算，再用PKPM软件建模计算整体的受力，不断调整后根据PKPM的电算结果，绘出整套的施工图纸，包括梁、柱、板、楼梯、基础的平法施工图。手算过程中选取一榀有代表性的框架进行近似计算，包括荷载统计和计算、内力计算、内力组合及配筋计算，具体为：采用分层法计算竖向荷载作用下的框架内力，采用D值法计算风荷载作用下的框架内力，采用底部剪力法计算水平地震荷载作用下的结构内力，根据以上计算所得到的详细内力数值，选取各个截面的最不利截面并进行荷载组合，依据各种组合标准来计算各个构件的配筋计算。毕业设计的所有任务不仅涵盖了大学四年学到的所有知识，也要求我们学习使用更先进的软件，对我们将来走向社会岗位是一个很好的思维以及专业素质的训练。

第1章 设计资料

1.1 工程名称

东星城3#住宅楼设计

1.2 工程概况

1.3 建筑等级

1.4 设计荷载

1.5 抗震设防

1.6 气象资料

（1）主导风向：夏季：东南风；冬季：东北风。