中国人民解放军某部队教学区二期工程结构设计

论文总字数：127821字

摘 要

本工程为中国人民解放军某部队教学楼，位于安徽省六安市舒城县七里站，主要使用功能为教学用房。主楼房屋高度20.20米（指室外地面至檐口）。室内外高差0.6米，地上5层，地下0层。自下而上首层高为4.2米，二~五层为4米。本工程结构体系为钢筋混凝土框架结构。设计使用年限为50年。安全等级为二级。

首先进行了结构布置方案，初步确定了框架梁和框架柱的截面尺寸，然后对结构楼盖进行设计计算。重点对③号框架进行手算，计算框架在竖向荷载，风荷载和地震作用下的内力。确定各种荷载下的结构内力后进行了内力组合，找出最不利的内力组合方式，再对该框架进行梁和柱的截面设计与配筋。该建筑中楼梯采用了现浇板式楼梯，完成了对平台板、梯段板、平台梁、柱等构件的内力和配筋计算。基础采用的是人工挖孔桩基础。另外，运用PKPM 软件对手算结构进行电算校核，完善手算没有涉及部分的设计工作。同时，比较手算与电算的误差，并分析原因。最终，在计算结果之上，绘制了11 张施工图。

关键词：结构设计 框架结构 钢筋混凝土

Frame Structure Design of the Second Phase Project of one Troops of the PLA

Name: Ai Zi Mai Ti Student ID: 05115522

Supervised by Gang Wu, Dong Wu and Zeyang Sun

Abstract

The final year project is the frame structure design of the teaching building (Phase Ⅱ) for the People's Liberation Army of China one troops , witch located in Qili Station, Shucheng County, Lu'an City, Anhui Province. The height of the main building is 20.20 meters . The indoor and outdoor height difference is 0.6 meters, 5 floors above ground and 0 floors underground. The bottom height of the first floor is 4.2 meters, and the second to fifth floors are 4 meters. The structural system of the project is a reinforced concrete structure. The design life is 50 years. Security level is two.

The purpose of the design is mainly to do the structure design for the frames of axis 3. When the array of the structure is determined, firstly, roof is designed. Secondly, calculate the internal force of the frame under the vertical loads (dead load and live load) and the wind load, also 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 one or several sets of the most adverse internal force of members. Then make out the cross-section design of beams and columns. Slab stairs is used in this structure. The design of the stairs includes calculating the internal force and reinforcing such components as landing slab, step board and landing girder. In the end, Prestressed concrete pile foundation needs designing, which contains the design of foundation beam, pile and platform on piles. Then, the results is checked by software PKPM, including finding out differences between them and analyzing the reasons. What's more, software PKPM is used to improve the part ignored in hand computation. Finally, there are 11 construction drawings based on the calculation results in all.

Keywords: structural design frame structure reinforced concrete

目 录

第一章结构设计基本信息 9

1.1工程概况. 9

1.2 自然条件 9

1.3 岩土工程勘查图层报告 9

1.4 材料选用 9

第二章 结构平面布置 10

2.1 结构选型 10

2.2 结构布置 10

2.3 初步估算截面尺寸 11

2.3.1 梁截面尺寸初估 11

2.3.2 楼板截面初步估算 12

2.3.3 柱截面估算 12

2.4 横向框架计算简图 13

2.4.1 框架跨度的确定 13

2.4.2 框架柱高度的确定 13

2.4.3 一榀框架计算简图 14

第三章 荷载计算 15

3.1 恒载计算 15

3.1.1 屋面荷载计算 15

3.1.2 楼面荷载计算 15

3.1.3 梁自重计算 16

3.14 柱自重计算 17

3.1.5 墙自重计算 17

3.2 活荷载计算 17

3.2.1 楼面、屋面活荷载计算 17

3.2.2 雪荷载计算 18

3.2.3 风荷载计算 18

第四章 楼盖设计 20

4.1 楼面资料 20

4.2 楼面板设计 21

4.2.1 楼面板计算简图 21

4.2.2 弯矩计算 22

4.2.3 配筋计算 25

4.3 楼面次梁设计 30

4.3.1 次梁一设计 31

4.3.2 其余单跨次梁设计计算 34

4.3.3 连续次梁七计算 37

第五章 框架结构内力计算 40

5.1框架计算简图 40

5.2竖向荷载计算 41

5.2.1 恒载计算 41

5.2.2 活荷载计算 47

5.2.3重力荷载代表值计算 51

5.3 竖向荷载下的内力计算 52

5.3.1 恒载作用下内力计算 52

5.3.2 活荷载下的内力分析 57

5.3.3 重力荷载代表值作用下的内力分析 71

5.4 风荷载作用下的内力分析 76

5.4.1 风荷载计算 76

5.4.2 修正柱的抗侧刚度 77

5.4.3 修正反弯点高度计算 78

5.4.4 内力计算 78

5.4.5 风荷载内力图 80

5.5 地震作用下内力计算 82

5.5.1 计算各层的重力荷载代表值 82

5.5.2 横向框架水平地震作用计算 84

5.5.3 横向框架水平地震作用下内力计算 87

第六章 梁、柱内力组合 91

6.1 框架梁内力组合 91

6.2 框架柱内力组合 100

第七章 梁、柱截面设计 108

7.1 框架梁截面设计 108

7.1.1 设计参数 108

7.1.2 正截面承载力验算 108

7.1.3 斜截面承载力计算 109

7.2 框架柱截面设计 115

7.2.1 设计参数 115

7.2.2 构造要求 115

7.2.3 正截面受弯承载力计算及轴压比验算 115

7.2.4 斜截面受剪承载力及剪压比验算 117

第八章 基础设计 125

8.1 基础设计资料 125

8.2 基础设计 125

8.2.1基础选型 125

8.2.2 桩顶作用效应计算 125

8.2.3 单桩承载力计算 126

8.2.4 桩基础设计 126

第九章 楼梯设计 130

9.1 设计资料 130

9.2 梯段板设计 130

9.2.1 计算简图的确定 130

9.2.2 荷载计算 130

9.2.3 内力计算 130

9.2.4 截面设计 131

9.3 平台设计 131

9.3.1 计算简图的确定 131

9.3.2 荷载计算 131

9.3.3 内力计算 132

9.3.4 截面设计 132

9.4 平台梁设计 132

9.4.1 确定计算简图 132

9.4.2 荷载计算 132

9.4.3 内力计算 133

9.4.4 截面设计 133

9.5 平台柱设计 133

第十章 手算与电算PKPM电算比较 134

10.1 结构周期比较 134

10.2 层间位移比较 134

10.3 底层柱轴力设计值比较 134

10.4 框架梁和底层柱配筋面积 135

参考文献………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….134

致谢 137

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