摘 要

在本次毕业设计中，我的任务是设计一个小学----洪山区第二小学。

从开始的小学的建筑大小，到各功能区的大小，都需要通过建筑设计规范，根据小学需要的功能进行设计，利用天正绘出建筑图。之后，我们通过自己设计的建筑图，通过PKPM进行结构设计，并通过探索者软件进行施工图的绘制。

而本计算书是在以上的基础上，选取建筑中具有代表性的一榀框架进行手算。

我选取了⑧轴横向框架作为本次手算的内容。首先通过查找资料，确定本次设计的设计资料，为以后的计算做准备。其次初步确定了柱和梁的尺寸，以及他们的线刚度。之后进行荷载统计，包括恒载、活载、风载以及地震荷载，并计算这些荷载对选取框架的内力作用，包括弯矩，剪力和轴力。通过以上计算对内力进行组合，找到其最不利组合，据此进行梁、柱和板的配筋计算。然后进行楼梯设计，包括楼梯板、平台板和平台梁的计算和配筋。最后进行基础的设计，包括基础的尺寸大小、地基承载力验算、基础受冲切验算以及配筋计算。

关键词：毕业设计，小学，框架结构，抗震设计，基础设计

Abstract

In the design of this graduation, my task was to design a----second in Hongshan district elementary s chools.

From the beginning of the primary school building size, the size of the Ribbon, and required a design specification, designed according to the functionality needed in primary schools, day was drawing building plans. We through the building plans of your own design, structure design with PKPM and construction Drawing Explorer software.

This calculation is based on the above, typical of a selection of building frame by hand.

I selected the h axis horizontal framework as the contents of this manual. Start by looking up the information, determine the design of design information, preparing for subsequent calculations. Then determined the size of columns and beams, as well as their stiffness. After the load statistics, including dead load, live load, wind load, earthquake load, and calculates the load on the selected internal forces of frameworks, including bending moment, shear and axial force. Through these calculations to combine forces, find the worst combination, and plate of reinforcement calculation of beam and column. And stair design, including stairs, platform peace beam calculations and reinforcement. Last basic design, including size, based on the Foundation bearing capacity calculation, basic punching shear calculation and reinforcement.

Keywords: graduation, primary school, frames, seismic design, base design

目 录

绪 论 - 1 -

1 设计资料 - 2 -

1.1 工程名称 - 2 -

1.2 工程概况 - 2 -

1.3 建筑等级 - 2 -

1.4 设计荷载 - 2 -

1.5 抗震设防 - 2 -

1.6 气象资料 - 2 -

1.7 地质资料 - 3 -

1.8 材料选用 - 3 -

2 结构选型 - 4 -

2.1 柱网布置 - 4 -

2.2 框架结构承重方案的选择 - 4 -

2.3 计算单元选取 - 4 -

2.4 梁、柱截面尺寸的初步估计 - 7 -

2.4.1 梁截面初选（⑧轴） - 7 -

2.4.2 柱截面初选（⑧轴） - 7 -

3 - 8 -

3.1 梁线刚度i_b的计算（I=2I₀) - 9 -

表3.1 梁线刚度 - 9 -

3.2 柱线刚度ic的计算(I=I₀) - 9 -

3.3 相对线刚度计算 - 9 -

4 恒荷载作用下内力计算 - 12 -

4.1 恒荷载标准值计算 - 12 -

4.2 恒载作用下框架的所受荷载 - 14 -

4.2.1框架梁的恒载 - 14 -

4.2.2柱纵向集中恒荷载计算 - 19 -

4.3 恒载作用下框架的内力计算 - 24 -

5活荷载标准值计算 - 35 -

5.1活荷载标准值 - 35 -

5.2活载作用下框架所受荷载 - 35 -

5.2.1屋面与楼面活载 - 35 -

5.2.2柱的集中力 - 37 -

5.3 活载作用下框架的内力计算 - 40 -

6 风荷载作用 - 47 -

6.1 风荷载标准值 - 47 -

6.2 侧移刚度D - 49 -

6.3 风荷载作用下框架侧移计算 - 49 -

6.4 框架柱的剪力分配计算 - 51 -

6.5 框架柱反弯点高度的计算 - 52 -

6.6 框架柱端的剪力弯矩及梁端的弯矩计算 - 53 -

7 水平地震荷载作用 - 58 -

7.1 重力荷载代表值的计算 - 58 -

7.1.1顶层重力荷载代表值 - 58 -

7.1.2五层重力荷载代表值 - 58 -

7.1.3三-四层重力荷载代表值 - 58 -

7.1.4二层重力荷载代表值 - 59 -

7.1.5底层重力荷载代表值 - 59 -

7.2 水平地震作用力的计算（基底剪力法） - 59 -

7.3 水平地震作用下框架的侧移验算 - 61 -

7.4 水平地震作用下框架内力计算（D值法） - 61 -

8 荷载和内力组合 - 67 -

8.1 梁的内力组合 - 69 -

8.1.1梁的内力组合计算 - 69 -

8.1.2框架梁组合的剪力设计值 - 72 -

8.2 柱的内力组合表 - 73 -

8.2.1 柱的内力组合计算 - 73 -

8.2.2 柱的剪力设计值 - 75 -

9 框架梁、柱配筋 - 76 -

9.1 框架横梁配筋 - 76 -

9.2 框架柱配筋 - 80 -

10 板的配筋 - 90 -

10.1 双向板计算 - 90 -

10.1.1 荷载设计值 - 91 -

10.1.2 内力计算 - 92 -

11 楼梯设计 - 97 -

11.1 设计参数 - 97 -

11.2 楼梯板（LT-1）计算 - 97 -

11.3 平台板计算 - 99 -

11.4 平台梁计算 - 100 -

12 基础设计 - 106 -

12.1 地基基础设计等级 - 106 -

12.2 确定基底尺寸 - 106 -

12.3 地基承载力验算 - 106 -

12.4 基础受冲切承载力验算 - 107 -

12.5 基础底板配筋计算 - 108 -

结束语 - 111 -

致谢 - 113 -

绪 论

在本次的毕业设计中，整个建筑都需要我们从头到尾，亲力亲为。不仅需要设计这个建筑，画出建筑图，还需要我们利用PKPM对其进行结构设计，并绘制施工图，更需要我们手算一榀框架。随着社会的发展，便于我们设计的软件越来越多，越来越便捷，并且在不断地发展中。我相信将来的软件不仅会与时俱进，不断根据土木这一学科的发展而不断改善，更会越来越精确、更方便。但是我们作为将来的结构设计师，不能过于依赖电算，更应深刻地理解结构受力的原理，这样才能够做出更为安全经济的结构。

基于此，手算的意义便体现出来了。我们通过手算一榀框架，更加巩固和了解了四年学到的知识，更加了解了结构的受力特点。本毕业设计的题目是洪山区第二小学。在电算的部分，在利用PKPM进行结构设计后，除了满足轴压比和配筋要求外，还应满足整体的平扭比，位移比，如果存在不合理的地方，需要对梁柱进行调整；而在手算的部分，我们需要通过分层法进行恒载和活载的内力计算，通过D值法进行风载的内力计算，通过底部剪力法进行地震荷载的内力计算。

在本次设计中，让我对以前的知识有了更加系统的掌握，并且学会了PKPM等软件的使用。通过本次设计，受益匪浅。

1 设计资料

1.1 工程名称

洪山区第二小学

1.2 工程概况

建筑总高度为21.5m，共5层，第一层层高6.2m，第二层至第四层层高3.8m，第五层层高3.9m，楼梯间出屋面高3.3m。室内外高差为450mm，底层室内设计标高±0.000。建筑总面积为5750m²。

1.3 建筑等级

建筑物耐久等级为二级，耐火等级为一级，防水等级为二级。

1.4 设计荷载

基本风压：0.35KN/m²，采用50年一遇的风压值，地面粗糙度C类。

基本雪压：0.50KN/m²，采用50年一遇的雪压值。

1.5 抗震设防

本工程建筑抗震设防类别均为丙类,抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g，设计地震分组为第一组，场地土类型为中软场地土,建筑场地类别为II类,建筑的设计特征周期为0.35s。框架抗震等级为四级。

1.6 气象资料

（1）主导风向：夏季：东南风；冬季：东北风。

（2）风速：冬季平均2.8m/s，夏季平均2.6m/s，最大风速21.3m/s。

（3）气温：最热月平均温度28^oC，最冷月平均温度为1 ^oC。

（4）极端最高温度为41.2 ^oC，极端最低温度为－14.5 ^oC。

（5）相对湿度：最热月平均78％，最冷月平均75％。

（6）降水：平均年降雨量1224.6mm，最大暴雨强度58mm/h，最大降雨量357.4mm，最大积雪深度313mm。

1.7 地质资料

本工程建筑场地划分为Ⅱ类，工程建筑场地土层至上而下分述为：素填土：以粘土组成，夹中压缩性土，厚度0.3-1.8m，承载力特征值fak=110kPa；粉质粘土：半干湿，密实，可塑，厚度1.8-15.3m，承载力特征值fak=380kPa。施工时应做好防排水，回填时采用不透水材料分层夯实。

1.8 材料选用

（1）混凝土：梁为C35、板为C30，柱为C30、基础为C35

（2）墙体： 外墙、内墙均采用200mm厚加气混凝土砌块

（3）钢筋: 柱、梁纵筋:HRB400级（Ⅲ级）