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摘 要

由于框架结构的优点是建筑平面布置灵活，易于满足设置大空间的要求，立面处理也易于满足建筑艺术的要求，与其他结构相比，它是造价较低的一种结构体系。建筑物的外型由单一的矩形发展到了现在的L形、U形、弧形、原型等很多形状。建筑物的体型也由单一体型发展到了单元组合体型和复杂体型。因此，多层工业、民用和公共建筑均采用了框架结构体系。

本设计主要对结构方案中横向第11榀框架进行了结构设计。在确定框架平面布置方式之后，首先进行了层间荷载标准值的计算，接着采用分层法计算得出竖向恒荷载和活荷载作用下的结构内力。然后，利用D值法求出在水平风荷载作用下的结构内力（弯矩、剪力、轴力）。其次，对各种情况下的内力进行了组合，选取最安全的结果进行框架梁、框架柱截面的配筋计算。然后，对浅基础的结构进行了设计。最后，利用PKPM和CAD软件绘制了框架结构的施工图。

关键词： 框架结构；分层法；浅基础；结构设计；配筋

Abstract：Because of the advantages of frame structure of the building layout is flexible, easy to satisfy the requirements set large space, facade processing also easy to meet demand, the art of architecture, frame structure is a low cost structure compared with other structures. The figuration of the building changes from the single rectangular to L-shaped, U-shaped, arc, prototypes etc. The bodily form changes from single building to the unit combination shape size and complex shape. Therefore, the frame structure is adopted in multi-layer industrial and civil and public buildings.

The 11th horizontal frame structure is designed in this design. After determining the frame layouts, the standard values of loads acting on the structure are calculated firstly. Then the internal forces of the structure caused by vertical constant load and live load are calculated by stratified sampling method. Then, the structural internal forces (moment, shear force and axial force).due to horizontal wind load is calculated by using a D value method. Secondly, the internal forces under various circumstances are combined. The security results are selected to calculate the reinforcement of frame beams and frame column. Then, the structure of the shallow foundation is designed. Finally, the shop drawing of the frame structure is drawn by PKPM and CAD software.

   Key words：Frame structure；Layering method；Shallow foundation；Structure Design；Reinforcement

目录

第1章 工程概况 2

第2章 计算简图 4

第3章框架内力计算 22

第4章 框架内力组合 39

第5章 框架梁，柱截面设计 42

第6章 楼梯结构设计计算 50

第7章 现浇楼面板设计 56

第8章 基础设计 59

第1章 工程概况

1.1 设计有关资料

建筑地点：盐城市

建筑类型：三层教学楼，框架填充墙结构。

建筑介绍：建筑面积约3400，楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土框架结构，楼板厚度取120mm，填充墙采用加气混凝土砌块。

气象：

（1） 温度：最热月平均26.6^oC, 最冷月平均-16.6^oC,夏季极高气温42.7^oC, 冬季极低气温-26^oC。年平均气温12.9^oC。冬季采暖室外温度-8^oC,设计采暖天数140天。

（2）相对湿度：最热月平均75%

（3）主导风向：全年西北，夏季东南，基本风压0.45MPa

（4）雨雪条件：降雨量：616.6mm/年，每小时最大降雨量：64.5 mm/小时，最大降雨强度：15cm，最大冻土深度：53mm。

工程地质条件：

（1）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0.5m厚。

②层：粉质粘土，褐色、褐黄色。该层土场地普遍分布，约5.2m厚。

③层：粉质粘土，棕黄色，坚硬。该层土本次钻探未钻穿。

（2）基础型式及持力层：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=280KPa。

（3）本工程地下水埋深为10m左右，地下水对钢筋混凝土结构不具侵蚀性。

（4）场地无液化涂层，建筑场地类别为Ⅱ类。

屋面活荷载：不上人屋面0.5

屋面活载0.5，雪载0.35，风载0.45，楼面活载2.0。

1.2 柱网与层高

本教学楼采用柱距为4.5m的内廊式小柱网，边跨为6.6m，中间跨为3m，层高取3.6m，如下图1-1所示。

图1-1 结构平面布置图

1.3 屋面及楼梯的结构选型

屋面结构：采用现浇钢筋混凝土肋形屋盖

楼梯结构：采用钢筋混凝土板式楼梯

1.4 确定框架计算简图

取10轴上的一榀框架计算，假定框架柱嵌固于基础顶面，框架梁与柱刚接。

第2章 计算简图

2.1梁柱截面尺寸确定

2.1.1 梁柱截面尺寸的初步确定

框架梁：mm

取梁尺寸 b=300mm h=600m

横梁 ： h=300mm b=500mm

建筑总高度小于30m现浇框架结构，设防烈度7度近震，查抗震设计规范，该框架为四级抗震，最大轴压比1.0。暂定柱子尺寸400mm×400mm。

2.1.2 框架梁柱的线刚度计算

混凝土C30，；

现浇框架结构梁惯性矩为：

中框架梁，边框架梁，线刚度

中跨梁：i中

边跨梁：i右

A~B轴底层柱：i底层柱

A~B轴其余层柱：i其余层柱

令余柱线刚度为1.0，则其余各杆件的相对线刚度为：

i左跨梁；

i中跨梁

i右跨梁;

i底柱

框架梁柱的相对线刚度如图2-1所示，作为计算各节点杆端弯矩分配系数的依据。

图2-1 计算简图及相对线刚度

表2-1 梁线刚度计算

部位	断面 b×h（mm）	跨度 L（m）	矩形截面惯性矩Io	边跨梁		中跨梁
主梁	0.3×0.6	6.6	5.4	8.1	4.05	10.8	5.4
次梁	0.3×0.5	3.0	3.13	4.7	2.14	6.26	2.85

表2-2 柱线刚度计算

层数	层高 (m)	柱号	柱根数							楼层 D
3	3.6	1	20	2.53	0.558	1.94	1.102	1.193	23.86	61.676
		2	20	4.00	0.667			1.426	28.52
		3	4	1.90	0.487			1.041	4.164
		4	4	3.00	0.600			1.283	5.132
2	3.6	1	20	2.53	0.558	1.94	1.102	1.193	23.86	61.676
		2	20	4.00	0.667			1.426	28.52
		3	4	1.9	0.487			1.041	4.164
		4	4	3.00	0.600			1.283	5.132
1	5.1	1	20	2.53	0.669	1.51	0.66	0.667	13.34	61.676
		2	20	4.00	0.750			0.747	14.94
		3	4	1.9	0.615			0.613	2.452
		4	4	3.00	0.700			0.698	2.792

表2-3 中框架柱侧移刚度D值

层次
1	16.74	0.920	1.107	2.214
2	8.63	0.812	1.736	3.472
3	8.63	0.812	1.736	3.472

1层：=2.214，2层：=3.472，3层：=3.472

2.2 荷载计算

2.2.1 恒载标准值

1. 屋面

屋面恒荷载 4.07 kN/m²

2 .各层走廊楼面、标准层楼面

合计 2kN/m²

3. 梁自重

混凝土板自重 25 kN/m

横梁自重

尺寸 b×h=300mm×500mm

抹灰层 10厚混合砂浆 0.01×[(0.5-0.12)×2 0.3]×17=0.18kN/m

合计 3.03kN/m

纵梁自重

尺寸 b×h=300mm×500mm

2 5×0.3×(0.5-0.12)=2.85kN/m

抹灰层 10厚混合砂浆 0.01×[(0.5-0.12) ×2 0.35)]×17=0.18kN/m

合计 3.03kN/m

基础梁自重b×h=300mm×500mm ： 25×0.3×0.5=17.5kN/m

4 .柱自重

尺寸 b×h=400mm×400mm

25×0.4×0.4=4kN/m

抹灰层：10厚混合砂浆 0.01×0.5×4×17=0.272kN/m

合计 4.272kN/m

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