论文总字数：114603字

摘 要

本次毕业设计的题目是“B15某高校教学楼结构设计（二）”。B15某高校教学楼的建筑总高度为17.1米，共四层，底层层高4.5米，其他层层高均为4.2米，总建筑面积为6000平方米。本建筑采用钢筋混凝土现浇框架结构体系，基础采用桩基础，抗震设防烈度为度，设计基本地震加速度值为 0.15g，场地土类别为Ⅱ类，设计地震分组为Ⅰ组。

本设计主要是对B15某高校教学楼框架结构进行设计。计算书内容包括：结构平面布置、荷载计算、屋盖设计及配筋、框架内力计算、框架内力组合及配筋、楼梯设计、基础设计、手算电算比较分析。在通过PKPM电算确定结构布置方案的合理性之后，首先对结构屋盖进行设计。然后，计算框架在竖向荷载（恒载及活荷载）作用下产生的结构内力，计算框架在风荷载和地震作用下的结构内力。在确定各种荷载作用下框架产生的内力之后，利用Excel对各种工况下的内力进行内力组合，从中找出最不利的内力组合进行截面的设计和配筋。整榀框架设计完成后，再进行梁式、板式楼梯和独立基础及条形基础的设计。楼梯设计包括梯段板、平台梁和平台板的设计；基础的设计包括了对基础及基础梁的设计。手算部分结束后，根据PKPM电算结果，完善手算没有涉及部分的设计工作。同时，比较手算与电算结果的误差，并分析原因。最后结合手算和电算的结果绘制结构的部分施工图。

关键词：结构设计；钢筋混凝土；框架结构；内力计算

The Structural Design B15 of Teaching building

In Colleges and Universities

Abstract

The graduation project is “The Structural Design B15 of Teaching building in Colleges and Universities”. It is a four-floor building and the overall height of the building is 17.1meters.The bottom storey is 4.5 meters and the other storeys are 4.2 meters.The teaching building"s total construction area is 6000 square meters. The building is cast reinforced concrete frame system, based on pile foundation.The seismic intensity is 7 degrees, the basic design earthquake acceleration is 0.15g, site soil category is groupⅡand design earthquake is group I .

The purpose of the design is mainly to do the design in the B15 of Teaching building in Colleges and Universities. Calculations include: the structural layout, load calculation, designing and reinforcing of the roof, the analysis of frame stress, the combination of internal forces and reinforcing of the frame, stairs design and foundation design. After the array of the structure is determined by the PKPM software, the roof design is commenced firstly. Secondly, the internal force of the frame under the vertical loads (dead load and live load) will be calculated, then calculate the internal force under the wind load and the seismic force. After computing the internal force under all sorts of loads, the combination of internal force can be made by using the Excel software, whose purpose is to find the most adverse internal force of members. Then the cross-section design of the frame will be made out. After the design of the whole frame is completed, slab or beam stairs and single footing are designed. The design of slab(beam) stairs includes designing of step board, landing girder and landing slab; The design of pile foundation includes designing of the footing and the foundation beam. After hand computation is completed, software PKPM is used to improve the part ignored in hand computation. What’s more, the result of hand computation is checked by software PKPM , find out errors and analysis the causes of those differences between them. Finally, production drawings based on the calculation results will be finished.

Keywords: Structural Design; Reinforced Concrete;Frame Structures;Calculation of Internal Force

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 工程概况与设计资料 1

1.1 工程名称 1

1.2 工程概况 1

1.3 设计资料 1

1.3.1 工程地质资料 1

1.3.2 材料 2

第二章 结构布置与简图 3

2.1 截面尺寸估算 3

2.1.1框架横梁截面尺寸估算 3

2.1.2框架纵梁截面尺寸估算 3

2.1.3 框架次梁截面尺寸估算 3

2.1.4楼板、屋面板厚估算 4

2.1.5框架柱尺寸截面估算 4

第三章 荷载计算 6

3.1恒载计算 6

3.1.1楼屋面恒载 6

3.1.2 墙自重 7

3.1.3梁间荷载 7

3.2活荷载计算 8

第四章 竖向荷载下的框架内力计算 9

4.1框架计算简图 9

4.2屋面恒载计算 9

4.2.1梁、柱重 9

4.2.2 横向框架承受的竖向荷载标准值 10

4.3 活荷载计算 14

4.3.1 横向框架承受的竖向荷载标准值 14

4.3.2 横向框架在竖向活载作用下的计算简图 15

4.4 横向框架在恒载作用下的内力计算 16

4.4.1线刚度 16

4.4.2相对线刚度 17

4.4.3弯矩分配系数 17

4.4.4 梁端弯矩调幅 22

4.4.5 梁剪力计算 22

4.4.6柱轴力计算 23

4.4.7 恒载下框架内力图绘制 23

4.5 横向框架在活载作用下的内力计算 25

4.5.1分层法计算梁、柱端弯矩 25

4.5.2 梁端弯矩调幅 28

4.5.3 梁剪力计算 29

4.5.4 柱轴力计算 29

4.5.5 活载下框架内力图绘制 29

第五章 水平地震作用下框架内力计算 31

5.1 重力荷载代表值计算 31

5.1.1 屋面层重力荷载代表值 31

5.1.2 第三层重力荷载代表值 32

5.1.3 第二层重力荷载代表值计算 34

5.1.4 底层重力荷载代表值 35

5.2 水平地震作用计算 35

5.2.1 梁柱刚度的计算 35

5.2.2自振周期及地震影响系数 37

5.2.3 横向水平地震作用的计算 37

5.2.4水平地震作用下内力计算 39

5.3 水平地震作用内力图绘制 40

第六章 风荷载作用下的框架内力计算 42

6.1 风荷载计算及简图 42

6.2 风荷载作用下的计算 43

6.2.1 梁柱线刚度计算 43

6.2.3 柱的反弯点高度计算 44

6.2.4 柱端弯矩、剪力的计算 44

6.2.5 梁端弯矩、剪力和柱轴力的计算 45

6.3 风荷载作用下框架的内力图 46

第七章 内力组合 48

7.1 控制截面选取 48

7.2 非抗震截面内力组合 48

7.3 抗震截面内力组合 50

第八章 构件配筋计算 53

8.1 非抗震截面计算 53

8.1.1 梁正截面设计 53

8.1.2 梁斜截面抗剪设计 54

8.2 非抗震柱截面计算 55

8.2.1 柱截面内力组合 55

8.2.2 非抗震柱正截面设计 55

8.3 抗震梁截面计算 58

8.3.1 抗震梁正截面设计 58

8.3.2 抗震梁斜截面设计 58

8.4 抗震柱截面计算 60

8.4.1 抗震柱截面内力调整 60

8.4.2 抗震柱截面内力组合 60

8.4.3 抗震柱截面配筋 61

8.4.4 抗震柱斜截面配筋 62

第九章 楼梯设计 64

9.1 标准层楼梯设计 64

9.1.1 楼梯梯段斜板设计 65

9.1.2 平台板设计 67

9.1.3 平台梁设计 68

9.2 底层楼梯设计 70

9.2.1 楼梯梯段斜板设计 71

9.2.2 平台板设计 73

9.2.3 平台梁设计 75

9.3 梯柱设计 76

9.3.1 设计原则 76

9.3.2 荷载计算 76

9.3.3 内力计算 76

9.3.4 配筋计算 77

第十章 基础设计 78

10.1中柱柱下桩基础 78

10.1.1 承台及桩 78

10.1.2 单桩承载力验算 78

10.1.3 承台设计 79

10.1.4 桩配筋设计 81

10.2 边柱下基础设计 81

10.2.1 承台及桩 81

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