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摘 要

根据最新建筑结构设计规范及行业其他相关标准，以安全性、适应性、耐久性为原则对常州市（7度区）淹城初级中学综合楼进行整体结构设计并手算一榀框架。上部结构根据建筑功能及其他因素采用钢筋混凝土框架结构体系，下部结构根据地勘报告采用独立基础。

结构设计通过手算对③号轴一榀框架进行受力分析，利用PKPM对结构整体进行建模电算分析。结构设计内容主要包括：结构方案确定、结构荷载确定、结构整体计算、构件内力计算、构件配筋计算及结构施工图绘制等。计算荷载与内力时，手算采用弯矩二次分配法、D值法与底部剪力法，电算采用有限元法和振型分解反应谱法；手算忽略楼梯对主体结构刚度的影响，电算采用楼梯参与整体计算与不参与计算的包络结果。对比一榀框架手算结果与电算结果发现，竖向荷载与水平荷载作用下框架内力计算结果有一定误差。

关键词：中学综合楼；框架结构；结构设计；独立基础；滑动支座楼梯

Abstract

According to the latest architectural structure design code and other relevant standards of the industry, the overall structure design of the comprehensive building of the primary middle school in Yancheng primary school in Changzhou (7 degree area) is carried out on the principle of safety, adaptability and durability, and a frame is calculated manually. The superstructure adopts reinforced concrete frame structure system according to the building function and other factors, and the substructure adopts independent foundation according to the geological survey report.

In structural design, a frame of axis 3 is analyzed by manual calculation, and the whole structure is modeled and analyzed by PKPM. The content of structural design mainly includes: Determination of structural scheme, determination of structural load, overall calculation of structure, calculation of internal force of components, calculation of reinforcement of components and drawing of structural construction drawing and so on. When calculating the load and internal force, the second distribution method of bending moment, the D value method and the bottom shear force method are used in the manual calculation, and the finite element method and the mode decomposition response spectrum method are used in the computer calculation; Manual calculation ignores the influence of stairs on the stiffness of the main structure, and computer calculation adopts the envelope results of stairs participating in the overall calculation and not participating in the calculation. By comparing the results of manual calculation with that of computer calculation, it is found that there are some errors in the calculation results of internal forces of the frame under vertical and horizontal loads.

Key words: middle school complex building; frame structure;structural design;independent foundation; sliding bearing stairs

目录

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 结构选型与布置 2

2.1结构选型与材料 2

2.1.1结构选型 2

2.1.2材料 2

2.2结构平面布置 2

2.2框架梁柱截面尺寸估算 5

2.1.1框架梁截面尺寸估算 5

2.1.2框架柱截面尺寸估算 5

2.1.3板厚估算 6

第三章 荷载计算 7

3.1楼（屋）面荷载 7

3.2填充墙自重荷载 8

3.3梁自重 8

3.4柱自重 9

第四章 框架内力分析计算 10

4.1竖向荷载作用下内力计算 10

4.1.1框架计算简图 10

4.1.2恒载作用下框架内力计算 11

4.1.3活载作用下框架内力计算 23

4.2风荷载作用下内力计算 31

4.2.1风荷载计算 31

4.2.2柱抗侧刚度修正 31

4.2.3反弯点高度修正 33

4.2.4柱剪力及梁柱端弯矩计算 33

4.2.5梁端剪力及柱轴力计算 34

4.2.6风荷载作用下框架侧移计算 35

4.3 水平地震作用下内力计算 36

4.3.1重力荷载代表值计算 36

4.3.2结构整体抗侧刚度计算 38

4.3.3结构基本自振周期 39

4.3.4横向水平地震作用力计算 40

4.3.5水平地震作用下横向单榀框架内力计算 40

4.2.6水平地震作用下框架侧移计算 42

4.3.7水平地震作用下框架内力图 43

第五章 梁柱内力组合 45

5.1设计内力 45

5.1.1控制截面 45

5.1.2竖向可变荷载的最不利布置 45

5.1.3设计内力的修正 45

5.1.4梁端弯矩调幅 45

5.1.5内力组合 46

5.1.6荷载组合 46

5.2框架梁内力组合 46

5.2.1框架梁弯矩调幅 46

5.2.2框架梁内力修正 51

5.2.3框架梁内力组合 54

5.3框架柱内力组合 61

第六章 截面设计 70

6.1框架梁截面设计 70

6.1.1框架梁抗震要求 70

6.1.2框架梁正截面受弯承载力计算 70

6.1.3框架梁斜截面受剪承载力计算 73

6.2 框架柱截面设计 76

6.2.1 框架柱抗震要求 76

6.2.2框架柱正截面设计 76

6.2.3框架柱斜截面设计 80

第七章 楼梯设计 84

7.1梯段板设计 84

7.2平台板设计 85

7.3平台梁设计 86

第八章 基础设计 87

8.1地质资料 87

8.2基础选型 87

8.3基础设计 87

8.1.1基础顶部荷载计算 87

8.1.2基础配筋计算 88

第九章 手算与 PKPM 电算结果对比 90

9.1结构周期对比 90

9.2层间位移对比 90

9.3恒载作用下底层柱标准轴力比较 90

9.4活载作用下底层柱标准轴力比较 90

第十章 BIM建模 91

10.1Revit的说明及作用 91

10.2建模过程 91

致 谢 95

参考文献 96

附录 97

第一章 设计资料

1.1工程概况

设计题目：R21常州市淹城初级中学综合楼结构设计（一）

建筑层数：5层

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