论文总字数：178444字

摘 要

本次毕业设计的任务是完成融水苗族自治县第三小学2#教学综合楼的设计。项目地址位于融水县第三小学校园内，拟建教学综合楼设计高5F，结构形式采用钢筋混凝土框架结构，总建筑面积4087.31。主体房屋高度为，架空层层高4.2m，第一层层高4.2m，第二层至第五层层高3.6m，室内外高差0.45m。建筑高度≤50m，结构方案定为钢筋混凝土框架结构，岩土勘察报告建议基础采用独立柱基础。

本工程选取钢筋混凝土框架结构作为结构类型。设计流程如下：结构的选型与结构的布置、结构分析、构件设计、PKPM电算校核、绘制结构图。对规则部分的框架结构至少进行两个楼面（标准层、屋面）、一榀框架、一个楼梯、一个基础的设计计算。由于受到手算的限制，一些复杂的不规则建筑并不适合作为毕业设计题目，所以我只进行了规则部分的手算，不规则部分进行电算。

手算工作结束后，运用PKPM 工程软件进行整栋建筑的建模及电算分析工作。并将电算结果与手算结果进行比较，通过电算对手算结果进行修正、校核，发现错误并分析误差存在的原因。最后利用手电算计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、PKPM结构计算

Ⅱ

Abstract

The task of this graduation project is to complete the design of the 2# teaching building in the third primary school of Rongshui Miao Autonomous County. The project address is located in the third primary school campus of Rongshui County. The proposed teaching building is designed to be 5F high. The structure is reinforced concrete frame structure with a total construction area of 4087.31m^2. The total height of the main building is 4.2m in the first floor, 3.6m in the second to fifth floors, and 0.45m in indoor and outdoor. The height of the building is ≤50m. The structural plan is set as the reinforced concrete frame structure. The recommended foundation for the geotechnical investigation report is the independent column foundation.

This project selects the reinforced concrete frame structure as the structure type. The design process is as follows: structure selection and structure layout, structure analysis, component design, PKPM calculation, and drawing structure diagram. The frame structure of the rule part is composed of at least two floors (standard floor, roof), a frame, a staircase, and a basic design calculation. Due to the limitation of hand calculations, some complicated irregular buildings are not suitable as graduation design topics, so I only carried out the calculation of the rules part, and the irregular parts were calculated.

After the hand calculation work, the PKPM engineering software was used to carry out modeling and computer analysis of the entire building. The computerized results are compared with the hand-calculated results, and the results are corrected and checked by the calculation of the opponent's calculation results, and the errors are found and the reasons for the errors are analyzed. Finally, the partial construction drawing of the structure is drawn by using the result of the calculation of the chiral calculation.

KEY WORDS: structural design, reinforced concrete, frame structure, PKPM structure calculation

目录

第一章 设计条件 8

1.1 工程名称 8

1.2 建筑设计资料 8

第二章 结构选型与布置 9

2.1 结构体系 9

2.2 结构布置 9

2.3 主要构件截面尺寸估计 9

2.3.1 板厚估计 9

2.3.2 梁截面尺寸估计 9

2.3.3 柱截面尺寸估计 10

2.3.4 最终尺寸确定 11

第三章 荷载计算 12

3.1 恒载计算 12

3.1.1 屋面恒载 12

3.1.2 楼面荷载 13

3.1.3 墙自重 13

3.1.4 梁自重 15

3.1.5 柱自重 16

3.2 活荷载计算 16

3.2.1 屋面及楼面活荷载标准值 16

3.1.2 屋面雪荷载标准值 16

3.1.3 风荷载 17

第四章 楼盖、屋盖计算 18

4.1 楼面板计算 18

4.1.1双向板内力设计值 19

4.1.2 截面配筋 19

4.1.3 裂缝宽度和挠度验算 19

4.2 屋面板设计 25

4.2.1 双向板内力设计值 26

4.2.2 截面配筋 27

4.2.3 裂缝宽度与挠度验算 27

4.3 楼面次梁设计 33

4.3.1 连续梁设计计算 33

4.3.2 其余楼面连续次梁设计计算 36

4.4 屋盖次梁设计 37

第五章 竖向荷载下框架内力计算 40

5.1 框架计算简图 40

5.2 恒载计算 41

5.2.1 屋面层恒载计算 41

5.2.2 标准层恒载计算 42

5.3 恒载下框架的内力计算 44

5.3.1 杆件分配系数计算 44

5.3.2 固端弯矩计算 45

5.3.3 各层梁的弯矩分配与传递 46

5.3.4 各层梁和柱的最终弯矩 48

5.3.5 各层梁跨中弯矩 50

5.3.6 各层梁端剪力 51

5.3.7 各层柱轴力 52

5.4 竖向活载计算 54

5.4.1 屋面层活载计算 54

5.4.2 标准层活载计算 54

5.5 活载下框架内力计算 55

5.5.1 固端弯矩计算 56

5.5.2 各层弯矩分配与传递 57

5.5.3 各层梁和柱的最终弯矩 57

5.5.4 各层梁跨中弯矩 65

5.5.5 各层梁端剪力 68

5.5.6 各层柱轴力 69

第六章 风荷载的作用下框架内力计算 72

6.1 柱的修正抗侧刚度 72

6.2 柱的修正反弯点高度 72

6.3 风荷载下框架内力计算 73

6.3.1 框架左侧风荷载下内力计算 73

6.3.2 框架右侧风荷载下内力计算 75

6.4 风荷载下框架侧移计算 76

第七章 水平地震作用下的结构内力计算 78

7.1 结构各层的重力荷载代表值 78

7.1.1 屋盖重力荷载代表值 78

7.1.2 三至五层重力荷载代表值 78

7.1.3 二层重力荷载代表值 79

7.1.4 一层重力荷载代表值 79

7.2 框架柱等效线刚度 80

7.3 结构自振周期 82

7.4 横向水平地震 83

7.4.1 地震影响系数计算 83

7.4.2 各层水平地震作用标准值、楼层地震剪力及层间位移 83

7.5 横向框架在水平地震作用下的内力 84

7.5.1 柱修正反弯点高度 84

7.5.2 框架内力计算 85

第八章 内力组合 88

8.1 框架梁内力组合 88

8.1.1 设计内力修正与梁端弯矩调幅 88

8.1.2 荷载效应非抗震组合 92

8.1.3 荷载效应抗震组合 95

8.2 框架柱内力组合 98

8.2.1 框架柱在各种情况下的内力 98

8.2.2 框架柱内力组合 101

第九章 框架梁截面设计 108

9.1 框架梁构造要求 108

9.2 框架梁正截面受弯设计 108

9.3 框架梁裂缝宽度验算 110

9.4 框架斜截面受剪设计 113

9.4.1 非抗震设计 113

9.4.2 抗震截面设计 114

第十章 框架柱截面设计 116

10.1 框架柱正截面设计 116

10.1.1 框架柱非抗震截面设计 117

10.1.2 框架柱抗震截面设计 122

10.2 框架柱斜截面设计 128

第十一章 楼梯设计 129

11.1 底层楼梯设计 129

11.1.1 梯段板设计 129

11.1.2 平台板设计 130

11.1.3 平台梁设计 131

11.2 标准层楼梯设计 132

11.2.1梯段板设计 132

11.2.2 平台板设计 133

11.2.3 平台梁设计 134

第十二章 基础设计 137

12.1 设计资料 137

12.2 基础选型 137

12.3 基础设计 138

12.3.1 材料选择 138

12.3.2地基承载力 138

12.3.3 基础计算 139

第十三章 电算与手算的结果对比 141

13.1 结构周期比较 141

13.2 结构位移比较 141

13.3 底层柱轴力设计值比较 141

13.4 框架梁配筋面积比较 142

参考文献 144

致谢 145

附录 146

第一章 设计条件

1.1 工程名称

融水苗族自治县第三小学2#教学综合楼项目

1.2 建筑设计资料

融水苗族自治县第三小学2号教学综合楼的设计使用年限为50年；建筑工程等级为三级；抗震设防烈度为7度；地基基础设计等级为二级地基（中等复杂地基）；建筑物耐火等级为二级。

基本风压：（50年一遇）；地面粗糙度为B类；主导风向为西北风，风载体形系数为1.5；基本雪压：0（50年一遇）。

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