论文总字数：54682字

摘 要

根据教学楼设计规范和其它相关标准，以及设计要求和提供的地质资料，设计该框架结构教学楼。 按照先建筑后结构，先整体布局后局部节点设计步骤设计。主要内容包括：设计资料、建筑设计总说明、建筑的平面、立面、剖面图设计说明，以及其它部分的设计说明；结构平面布置及计算简图确定、荷载计算、内力计算、内力组合、主梁截面设计和配筋计算、框架柱截面设计和配筋计算、次梁截面设计配筋计算、楼板和屋面设计、楼梯设计，基础设计等。其中附有风荷载作用下的框架弯矩、剪力和轴力图；纵向和横向地震荷载作用下的框架弯矩、剪力和轴力图；恒荷载和活荷载作用下的框架弯矩、剪力和轴力图以及梁柱的内力组合表。

关键词：框架结构 抗震设计 荷载计算 内力计算 计算配筋

Abstract

According to the steps of building first, structure first, overall layout then local node design. The main contents include: design data, general description of architectural design, design description of plane, elevation and section drawings of buildings, and design description of other parts; determination of structural layout and calculation sketch, load calculation, internal force calculation, internal force combination, cross section design of main girder and reinforcement calculation, cross section design and distribution of frame columns. Reinforcement calculation, secondary beam section design and reinforcement calculation, floor and roof design, staircase design, foundation design, etc. There are frame moment, shear force and axial force diagrams under wind load, frame moment, shear force and axial force diagrams under longitudinal and transverse seismic loads, frame moment, shear force and axial force diagrams under constant and live loads, and internal force combination tables of beams and columns.

Key Words: Frame structure; seismic design; Load calculation; Calculation of internal force; Calculation reinforcement

目录

Abstract

第二章 结构选型与布置

2.1. 工程概况

2.2. 荷载取值

第三章 确定计算简图

3.1. 确定计算简图

3.2. 梁、柱截面尺寸

3.3. 材料强度等级

3.4. 荷载计算

第四章 框架内力计算

4.1. 恒载作用下的框架内力

4.2. 活载作用下的框架内力

4.3. 风荷载作用下内力计算

4.4. 地震作用下横向框架的内力计算

第五章 框架内力组合

第六章 框架梁柱截面设计

第七章 楼梯结构设计

7.1. 梯段板计算

7.2. 休息平台板计算

7.3. 梯段梁TL1计算

第八章 现浇楼面板设计

8.1. 跨中最大弯矩

8.2. 求支座中点最大弯矩

8.3. A区格

8.4. E区格

第九章 基础设计

9.1. 荷载计算

9.2. 确定基础底面积

9.3. 地基变形验算

9.4. 基础结构设计

第十章 预应力混凝土梁

10.1. 截面参数

10.2. 预应力筋数量估计

10.3. 预应力筋的布置

10.4. 正截面承载力计算

10.5. 预应力损失计算

10.6. 斜截面承载力计算

10.7. 抗裂验算

10.8. 局部承压验算

结构选型与布置

工程概况

本毕业设计题目为实际工程应用课题。本工程位于江苏省徐州市，为中学教学楼。实际工程的建筑层数为六层，建筑平面长宽约55m×19m，建筑高度约22m。结构形式为钢筋混凝土框架结构。建筑结构安全等级为二级，设计使用年限为50年；建筑场地类别为Ⅱ类，地基基础设计等级为丙级；建筑抗震设防类别为重点设防类（即乙类），抗震设防烈度为7度(基本地震加速度为0.10g)，设计地震分组为第二组。

荷载取值

按《建筑结构荷载规范》GB5009-2012采用。

基本风压：0.35kN/m2

基本雪压：0.30kN/m2

3、工程地质资料

根据勘测报告，拟建场地地势平坦，表面为杂填土；无液化土层分布，地下水位在天然地面以下7m，对钢筋混凝土无侵蚀性。

经勘察查明，根据地层的沉积特点和物理力学特性自上而下共可划分为3层，各土层描述如下：

①层：素填土，灰褐色，主要成分为粉质粘土。该层土场地普遍分布，约0.7m厚。

②层：粉质粘土。该层土场地普遍分布，约5.7m厚。

③层：密卵石，该层土本次钻探未钻穿。

本工程采用柱下独立基础，基础持力层位于第2层粉质粘土，地基承载力特征值fak=247kPa。

4、施工技术条件

本工程由大型建筑工程公司承建，设备齐全，技术良好。水、电供应由建设单位保证。

5、材料供应

确定计算简图

确定计算简图

本工程横向框架计算单元取。。。。。，框架的计算简图假定底层柱下端固定于基础，按工程地质资料提供的数据，查《建筑抗震设计规范》GB50011-2010（2016版）可判断该场地为Ⅱ类场地土，地质条件好 ，初步确定本工程基础采用柱下独立基础，挖去所有杂填土，基础置于第二层粉质黏土层上，基础标高为设计相对标高-2.10m（图）。柱子的高度底层为：=3.6 2.1-0.5=5.2m（初步假定基础高度0.5m），二至六层柱高为~=3.6m。柱节点刚接，横梁的计算跨度取两柱中心线至中心的间距离，三跨的计算跨度分别为l=8100mm、3000mm、8100mm。

梁、柱截面尺寸

1. 框架柱：均为500mm×500mm
2. 梁：横向框架梁AB跨、CD跨：250mm×700mm，BC跨：250mm×500mm。纵向框架梁：250mm×600mm。
3. 板厚：均为120mm。

材料强度等级

混凝土采用C30级；受力钢筋采用HRB400钢筋，箍筋采用HPB300钢筋。

荷载计算

以⑨轴线横向框架为计算分析对象。

1. 屋面横向梁竖向线性荷载标准值
2. 永久荷载

屋面永久荷载标准值

35mm厚架空隔热板 0.035×25=0.875KN/

防水层 0.4KN/

20mm厚1：2.5水泥砂浆找平层 0.02×20=0.4KN/

120mm厚钢筋混凝土现浇板 0.12×25=3KN/

12厚纸筋石灰粉平顶 0.012×16=0.192KN/

屋面永久荷载标准值 4.87KN/

梁自重

边跨AB、CD跨 0.25×0.7×25=4.38KN/m

梁侧粉刷 2×（0.7-0.12）×0.02×17=0.39KN/m

4.77kN/m

中间BC跨 0.25×0.50×25=3.13KN/m

梁侧粉刷 2×（0.5-0.1）×0.02×17=0.27KN/m

3.40KN/m

作用在顶层框架梁上的线恒荷载标准值为

梁自重 =4.77KN/m,=3.40KN/m

板传来的荷载 ==4.87×4.8=23.38KN/m

=4.87×3.0=14.61KN/m

1. 活荷载

作用在顶层框架梁上的线活荷载标准值为

==0.7×4.8=3.36KN/m

=0.7×3.0=2.1KN/m

1. 楼面横梁竖向荷载标准值
2. 永久荷载

25mm厚水泥砂浆面层 0.025×20=0.50KN/

120mm厚钢筋混凝土现浇板 0.12×25=3KN/

12厚板底粉刷 0.012×16=0.192KN/

楼面永久荷载标准值 3.692KN/

边跨（AB，CD跨）框架梁自重 4.77KN/m

中跨（BC跨）梁自重 3.40KN/m

作用在楼面层框架梁上的线恒荷载标准值为

梁自重 ==4.77KN/m

=3.40KN/m

板传来荷载 ==3.692×4.8=17.72KN/m

=3.692×3=11.08KN/m

1. 活荷载

楼面活荷载

==2.5×4.8=12.0KN/m

=3.5×3=11.5KN/m

1. 屋面框架节点集中荷载标准值
2. 永久荷载

边跨纵向框架梁自重 0.25×600×4.8×25=18.00KN

粉刷 2×（0.60-0.12）×0.02×4.8×17=1.57KN

1.3m高女儿墙 1.3×4.8×2.36=14.73KN

粉刷 1.3×2×0.02×4.8×17=4.24KN

纵向框架梁传来屋面自重 0.5×4.8×0.5×4.8×4.87=28.05KN

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