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摘 要

本建筑位于江苏省常州市境内，地上5层，无地下室，选用钢筋混凝土框架结构进行设计。在确定框架布局之后进行屋楼盖板设计，包括板配筋及部分次梁配筋计算。本设计重点选取一榀框架进行手算设计，计算竖向荷载下、风载下以及地震作用下结构内力，在确定各种荷载下结构产生的内力后，进行内力组合，并选取最不利组合进行构件承载力计算与配筋计算。本建筑选用板式楼梯，进行梯段板、平台板、梯梁设计。基础选用独立基础，涉及基础埋深、尺寸、配筋等计算。

此外，本设计运用PKPM工程软件进行电算，将电算结果与手算结果进行对比分析，对手算结果进行校核、修正。电算结果完善了手算未涉及的部分，本设计利用电算结果完成了部分结构施工图的绘制。

关键词：结构设计，钢筋混凝土，框架结构

Abstract

This building is located in Changzhou city, Jiangsu province, with 5 floors above ground and no basement. Reinforced concrete frame structure was selected for design. After determining the structural layout, the design of the roof and the floor is carried out, including the calculation of floor reinforcement and part of secondary beams reinforcement. The main content of this design is to select a truss frame for manual calculation. After the internal force of the frame under vertical load, wind load and seismic action are calculated, internal force combinations are carried out and the most unfavorable combination is selected for component bearing capacity calculation and reinforcement calculation. This design uses slap stairs, involving the step board, the platform board, the ladder beam calculation. Independent foundation is chosen as the type of the foundation, which involves calculation of depth, size and reinforcement.

In addition, the software PKPM is used in this design to perform electronic calculation. The results of electronic calculation and manual calculation are compared and analyzed, and the manual calculation is checked and corrected. The part not involved in the manual calculation is completed by the software. This design uses the result of the electrical calculation to complete part of the structure construction drawing.

KEY WORDS: structural design, reinforced concrete, frame construction

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 设计条件 1

1.1 工程名称 1

1.2 设计资料 1

第二章 方案设计 2

2.1 结构选型 2

2.2 结构布置 2

2.3 主要构件截面尺寸初估 3

2.3.1 板厚估算 3

2.3.2 梁截面尺寸估算 3

2.3.3 柱截面尺寸估算 3

第三章 荷载计算 5

3.1 恒载计算 5

3.1.1 屋面荷载 5

3.1.2 楼面荷载 5

3.1.3 墙自重 6

3.1.4 梁自重 6

3.1.5 柱自重 7

3.2 活荷载 7

3.2.1 屋面及楼面活荷载标准值 7

3.2.2 雪荷载 7

3.2.3 风荷载 7

第四章 楼盖、屋盖设计 9

4.1 楼面板计算 9

4.1.1 楼面板内力计算 9

4.1.2 楼面板配筋计算 9

4.2 楼面次梁计算 21

4.2.1 单跨次梁1设计 21

4.2.2 连续次梁2设计 23

4.3 屋面板计算 25

4.3.1 屋面板内力计算 25

4.3.2 屋面板配筋计算 25

4.4 屋面次梁计算 30

4.4.1 单跨次梁1设计 30

4.4.2 连续次梁2设计 32

第五章 竖向荷载下框架内力计算 34

5.1 框架计算简图 34

5.2 恒载计算 35

5.2.1 屋面恒载计算 35

5.2.2 楼面恒载计算 36

5.3 恒荷载下框架内力计算 38

5.3.1 杆件分配系数 38

5.3.2 固端弯矩计算 39

5.3.3 各层梁的弯矩分配与传递 40

5.3.4 各层梁、柱的最终弯矩 40

5.3.5 各层梁跨中弯矩 40

5.3.6 各层梁端剪力 45

5.3.7 各层柱轴力 45

5.4 活荷载计算 47

5.4.1 屋面活荷载计算 47

5.4.2 楼面活荷载计算 48

5.5 活荷载下框架内力计算 49

5.5.1 固端弯矩计算 50

5.5.2 各层梁的弯矩分配与传递 51

5.5.3 各层梁、柱的最终弯矩 51

5.5.4 活载Ⅰ下框架内力 58

5.5.5 活载Ⅱ下框架内力 61

第六章 风荷载作用下框架内力计算 66

6.1 柱的修正抗侧刚度 66

6.2 柱的修正反弯点高度 66

6.3 框架内力计算 67

6.4 风荷载下层间侧移 70

第七章 水平地震作用下框架内力计算 72

7.1 重力荷载代表值计算 72

7.2 框架柱等效线刚度 73

7.3 结构自振周期 74

7.4 横向水平地震作用力 74

7.5 横向框架在水平地震作用下内力 75

第八章 内力组合 79

8.1 框架梁内力组合 79

8.1.1 内力修正及弯矩调幅 79

8.1.2 荷载效应非抗震组合 79

8.1.3 荷载效应抗震组合 88

8.2 框架柱内力组合 92

8.2.1 荷载效应非抗震组合 92

8.2.2 荷载效应抗震组合 102

第九章 框架梁、柱、节点设计 108

9.1 框架梁 108

9.1.1 框架梁构造要求 108

9.1.2 框架梁正截面承载力计算 108

9.1.3 框架梁斜截面承载力计算 114

9.2 框架柱 117

9.2.1 框架柱正截面设计 117

9.2.2 框架柱斜截面设计 125

9.3 框架节点 126

9.4 罕遇地震下变形验算 129

9.4.1 罕遇地震作用下楼层弹性地震剪力 129

9.4.2 楼层屈服强度系数 129

9.4.3 弹塑性层间位移 129

第十章 楼梯设计 134

10.1 底层楼梯设计 134

10.1.1 梯段板TB1 134

10.1.2 平台板PB1 135

10.1.3 平台梁TL1 135

10.1.4 梯段板TB2 136

10.1.5 平台板PB2 137

10.1.6 平台梁TL2 138

10.1.7 平台板PB3 139

10.2 标准层楼梯设计 139

第十一章 基础设计 140

11.1 基础设计资料 140

11.2 基础内力组合 140

11.3 基础选型 141

11.4 基础设计 141

11.4.1 基础材料 141

11.4.2 基础埋深 141

11.4.3 地基承载力特征值 141

11.4.4 A、D轴基础设计 141

11.4.5 B、C轴基础设计 143

11.5 电算补充 144

第十二章 手算与电算结果校核 145

12.1 结构周期比较 145

12.2 结构位移比较 145

12.3 底层柱轴力设计值比较 145

致谢 147

参考文献 148

附录 PKPM计算书 149

设计条件

工程名称

常州市住宅小区输电检修中心综合楼混凝土框架结构设计

设计资料

此住宅小区输电检修中心综合楼位于江苏省常州市境内，为地上5层混凝土框架结构，无地下室。建筑±0.000建筑±0.000标高相当于黄海高程16.100米，室内外高差为0.35m。一层层高为5.2m，二～五层层高均为3.6m。建筑总为19.6m。结构形式采用钢筋混凝土框架结构，现需对此楼进行结构设计。

此结构设计的原始条件及数据如下：

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