南京建邺区新城科技园生物研究所框架结构设计

论文总字数：267034字

摘 要

本次毕业设计的任务是完成南京建邺区新城科技园生物研究所大楼的结构设计。该工程主体结构共5层，底层层高为3.9m,其余各层均为3.6m，房屋总高度18.75m，室内外高差0.45m，建筑面积4920m²。采用混凝土框架结构。

本设计主要是对研究所大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，再进行板式楼梯和独立基础的设计。楼梯设计包括梯段板（梯段梁）、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。最后利用手电算计算结果绘制结构的施工图。

关键词：结构设计 钢筋混凝土 框架结构

Structure Design Of Institute of Biology Building

in the New Necnology Centre, Jianye, Nanjing

Name：Shang ze Student ID：05111525

Supervisor Pro: Xu wen ping

Abstract

The final year project for me is the design of institute of Biology Building in the New technology Center, Jianye, Nanjing.The main structure of this project includes 5 floors . The height of ground floors is 3.9m,the others is 3.6m，indoor and outdoor height 0.45m.The total building height is 18.75m while the area is 4920m².Reinforced concrete frame structure is applied in this project.

The purpose of the design is mainly to do the design in the frame construction of the south building of Information Center project. 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(step beam), 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  frame construction reinforced concrete  

目录

第一部分 设计资料 7

1.1工程概况 7

1.1.1 工程名称 7

1.1.2 建筑概况 7

1.2基本数据 7

1.2.1抗震要求 7

1.2.2气象条件 7

1.2.3岩土工程勘察土层报告 7

1.3材料选用和建筑做法 7

第二部分 结构选型与布置 8

2.1结构选型 8

2.2 结构布置 8

2.3 初估截面尺寸 8

2.3.1 梁截面 8

2.3.2 框架柱截面 9

2.3.2 板尺寸初估 11

2.4 横向框架（KJ-4）计算简图 11

2.4.1 框架跨度的确定 11

第三部分 荷载计算 12

3.1恒荷载标准值计算 12

3.1.1屋面恒载 12

3.1.2楼面标准层荷载 13

3.1.3梁自重 13

3.1.4柱自重 13

3.1.5 墙自重 14

3.2 活载标准值计算 14

3.2.1屋面楼面活载 14

3.2.2楼面活载 14

3.2.3屋面雪荷载标准值 14

3.2.4风荷载计算 14

第四部分 楼盖和屋盖设计 15

4.1楼面资料 15

4.2 楼面板设计 16

4.2.1 楼面板计算简图 16

4.2.2弯矩计算 17

4.2.3 配筋计算 19

4.3屋面板设计资料 22

4.4屋面板设计 23

4.4.1屋盖平面结构布置图 23

4.4.2弯矩计算 23

4.4.3 配筋计算 26

4.5楼面次梁设计 28

4.5.1 次梁CL1设计 28

4.5.2 CL2的计算 31

4.5.3 CL3的计算 33

4.5.4 CL4的计算 35

4.6 屋顶次梁设计 37

4.6.1次梁CL1设计 37

4.3.2次梁CL2设计 39

4.3.2次梁CL3设计 41

4.6.4次梁CL4设计 43

第五部分 框架内力计算 45

5.1 框架计算简图 45

5.2 竖向荷载计算 46

5.2.1 恒荷载计算 46

5.2.2 楼（屋）面活荷载计算 48

5.2.3 重力荷载代表值计算 49

5.3 竖向荷载作用下的内力计算 50

5.3.1 恒荷载作用下 50

5.3.2 活荷载作用下 62

5.3.3 重力荷载代表值框架内力计算 91

5.4 风荷载作用下的内力计算 100

5.4.1 风荷载计算 100

5.4.2 柱的修正抗侧刚度 101

5.4.3 修正反弯点高度计算 101

5.4.4 内力计算 102

5.4.5风荷载内力图 105

5.4.6 风荷载作用下的侧移计算 106

5.5 地震作用下的内力计算 107

5.5.1 重力荷载代表值计算 107

5.5.2 横向框架水平地震作用计算 108

5.5.3 横向框架水平地震作用下内力计算 111

5.5.4 地震作用内力图 113

第六部分 梁、柱内力组合 115

6.1 框架梁内力组合 115

6.1.1 框架梁内力非抗震组合 116

6.1.2 框架梁内力抗震组合 116

6.2 框架柱内力组合 123

6.2.1 框架柱内力非抗震组合 123

6.2.2 框架柱内力抗震组合 124

第七部分 梁、柱截面设计 132

7.1 框架梁截面设计 132

7.1.1 设计条件 132

7.1.2 构造要求 132

7.1.3 正截面受弯承载力计算 132

7.1.4 斜截面受剪承载力及剪压比验算 133

7.2 框架柱截面设计 134

7.2.1 设计条件 134

7.2.2 构造要求 134

7.2.3 正截面受弯承载力计算及轴压比验算 134

7.2.4 斜截面受剪承载力及剪压比验算 135

第八部分 楼梯设计 149

8.1 设计资料 149

8.2梯段板设计 149

8.3平台板设计 150

8.4平台梁设计 150

8.5 平台柱设计 151

第九部分 基础设计 152

9.1设计条件 152

9.1.1基础上部作用效应 152

9.1.2工程地质情况 152

9.2基础设计 153

9.2.1基础选型 153

9.2.2地基承载力修正 153

9.2.3基础尺寸估算 153

9.2.4验算基础尺寸 153

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