论文总字数：192383字

摘 要

本次设计是“R21常州市淹城初级中学实验楼A栋结构设计（二）”。该建筑结构形式为钢筋混凝土框架结构，建筑平面呈L形布局，横向三跨，纵向七跨。该建筑主体结构5层，总长为45.9m，总宽为31.2m，底层层高4.2m，二至五层层高为3.9m，不上人屋面，室内外高差0.3m。

该建筑设计使用年限为50年，结构安全等级为一级，抗震设防类别为乙类，地基基础设计等级为乙级。工程所在地为常州市淹城，地震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.10g，设计地震分组为第一组，场地类别为Ⅲ类，地面粗糙程度为B类，设计中考虑抗震设计。

本次手算设计内容包括：结构平面布置、荷载计算、一榀边框架受力计算（荷载工况主要包括：恒荷载、活荷载以及地震荷载）、框架内力组合、框架梁柱截面配筋设计、楼梯设计以及基础设计。

为了确保手算设计的准确性，我们借助专业软件PKPM对整个建筑进行电算设计，一方面是对手算设计内容未设计部分的补充，另一方面也是对手算结果的校核，寻找误差并分析其产生的原因，最后结合两者绘制完整的施工图。

关键词：框架结构设计；一榀边框架手算；PKPM电算

Abstract

This design is " The Structural Design R21 of a Yancheng Junior High School Laboratory Building A (Two) in Changzhou". The structural form of the building is reinforced concrete frame structure. The building plane is L-shaped layout, with three horizontal spans and seven vertical spans. The total length of the building is 45.9 meters and the total width is 31.2 meters. The main structure has 5 floors, with the floor height of 4.2 meters on the ground floor and 3.9 meters on the second to fifth floors, and inaccessible roof. The height difference between indoor and outdoor is 0.3 meters.

The design life of this building is 50 years. The structural safety grade is Grade 1. The seismic precautionary category is Class B. The foundation design grade is B. The location of the project is Yancheng, in Changzhou. The seismic precautionary intensity is 7 degrees. The design basic acceleration of ground motion is 0.10g. The design seismic grouping is group I. The site category is class III. The ground roughness is class B. And the seismic design is considered in the design.

The hand calculation design includes: the plane layout of the structure, load calculation, analysis of one-bay side frame under constant load, live load and seismic load, the combination of internal forces, design of cross section, stairs and the foundation.

In order to ensure the accuracy of the design, we use PKPM to carry out computer design of the whole building. On the one hand, it is to supplement the design which are not included in our calculation by hand, and on the other hand to check the hand calculation results. Then to find the errors and analyze the reasons. Finally, to combine them to draw the complete construction drawings.

Key words: design of frame structure; calculation of one-bay side frame; PKPM calculation

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 设计资料 1

1.1 工程概况 1

1.2 设计资料 1

第二章 结构材料、布置及截面初设计 2

2.1 结构材料 2

2.2 结构平面布置 2

2.3构件截面尺寸初设计 5

2.3.1 框架梁截面尺寸初选 5

2.3.2 次梁截面尺寸初选 6

2.3.3 框架柱截面尺寸初选 7

2.3.4 板厚初设计 8

第三章 荷载计算 9

3.1 屋面荷载标准值 9

3.2楼面荷载标准值 9

3.2.1 楼面恒荷载标准值 9

3.2.2 楼面活荷载标准值 10

3.2.3 卫生间楼面恒荷载标准值 10

3.3 墙面荷载标准值 10

3.3.1 外墙面恒荷载标准值 10

3.3.2 内墙面恒荷载标准值 11

3.3.3 卫生间内墙面恒荷载标准值 11

3.3.4 女儿墙及走廊矮墙墙面恒荷载标准值 11

第四章 框架内力分析计算 12

4.1 竖向荷载作用下框架内力计算 12

4.1.1 框架计算简图 12

4.1.2 次梁承受的竖向荷载标准值 14

4.1.3 纵向框架梁承受的竖向荷载标准值 19

4.1.4 横向框架梁承受的竖向荷载标准值 26

4.1.5 框架柱承受的竖向荷载标准值 31

4.1.6 框架节点附加弯矩 37

4.1.7框架内力计算 42

4.2 水平地震作用下框架内力计算 66

4.2.1 重力荷载代表值 66

4.2.2 框架梁柱线刚度计算 74

4.2.3 结构自振周期计算 80

4.2.4 横向水平地震作用计算 80

4.2.5 水平地震作用下横向单榀边框架内力计算 82

4.2.6 水平地震作用下横向单榀边框架内力图 84

第五章 梁柱内力组合 89

5.1 设计内力 89

5.1.1 控制截面 89

5.1.2 竖向荷载的最不利布置 89

5.1.3 最不利内力组合 89

5.1.4 荷载组合 89

5.2 框架梁内力组合 89

5.2.1 框架梁内力修正 89

5.2.2 框架梁内力组合 89

5.2.3 剪力设计值调整 93

5.3 框架柱内力组合 95

5.3.1 框架柱内力组合 95

5.3.2 柱端内力设计值调整 95

第六章 框架截面设计 105

6.1 框架梁截面设计 105

6.1.1 框架梁正截面受弯承载力计算 105

6.1.2 框架梁斜截面受剪承载力计算 108

6.1.3 主梁附加横向钢筋计算 110

6.2 框架柱截面设计 111

6.2.1 框架柱正截面受弯承载力计算 111

6.2.2 框架柱斜截面受剪承载力计算 118

第七章 楼梯设计 121

7.1 梯段板设计 121

7.1.1 底层梯段板设计 121

7.1.2 2~4层梯段板设计 122

7.2 平台板设计 123

7.2.1 平台板PB-1设计 123

7.2.2 平台板PB-2设计 125

7.3 平台梁设计 126

7.3.1 平台梁TL-1设计 126

7.3.2 平台梁TL-2设计 127

7.3.3 平台梁TL-3设计 129

7.3.4 平台梁TL-4设计 130

7.4 梯柱设计 131

7.4.1 梯柱TZ-1设计 131

7.4.1 梯柱TZ-2设计 132

7.4.1 梯柱TZ-3设计 133

第八章 基础设计 134

8.1 地质资料 134

8.2 基础选型 134

8.3 基础设计 134

8.3.1 柱KZ15独立基础计算 134

8.3.2 柱KZ13独立基础计算 136

8.3.3 柱KZ38独立基础计算 138

8.4 基础连梁设计 140

8.4.1 基础连梁高度估算 140

8.4.2 基础连梁荷载 140

8.4.3 基础连梁配筋 141

第九章 手算结果与PKPM电算结果对比 142

9.1 结构周期对比 142

9.2 层间位移比比较 142

9.3 底层柱轴力比较 142

9.4 框架梁配筋比较 143

致谢 144

参考文献 145

第一章 设计资料

1.1 工程概况

淹城初级中学实验楼A栋位于江苏省常州市武进区。建筑平面呈L形布局，主体结构5层，总长为45.9m，总宽为31.2m，底层层高4.2m，二至五层层高为3.9m，不上人屋面，室内外高差0.3m。该建筑结构形式为钢筋混凝土框架结构，横向三跨，纵向七跨。

1.2 设计资料

建筑设计使用年限为50年，结构安全等级为一级，抗震设防类别为乙类（重点设防类），地基基础设计等级为乙级。地震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.10g，设计地震分组为第一组，场地类别为Ⅲ类，设计特征周期0.45s，地面粗糙度类别为B类，环境类别为二a类，框架抗震等级为二级。

基本风压：（50年一遇）。

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