摘 要

建筑业发展至今，越来越多的多层和高层结构建筑出现在人们眼前，而钢筋混凝土框架结构则是主要形式。人们喜欢用这种结构形式，是因为它承重主要靠梁柱而不是墙，所以在布置房间格局样式的时候限制更少。虽然这种结构形式也有一些缺点，但总的来说还是利大于弊的。

我这次要设计的主体即是钢筋混凝土框架结构。它是位于北京市海淀区的一个大学生活动中心，这是一栋6层建筑，首层4.2m，其它层3.3m，总建筑面积3400m²，抗震设防烈度为8度，属于第2类建筑场地。

这次设计主要有确定计算简图、荷载统计、内力计算内力组合、梁柱截面设计、楼梯设计楼面板设计和基础设计。这次设计让我巩固了以前所学的知识，并灵活运用于各个方面，也是工作的前一次练兵。

关键词：多层和高层；钢筋混凝土；框架结构

abstract

With the development of construction industry，More and more multi-storey and high-rise buildings appear in front of people.Reinforced concrete frame structure is the main form. People prefer this form of structure because it carries more weight on beams and columns than on walls, so it is less restrictive in the layout of rooms. Although this kind of structure form also has some disadvantages, but in general still has the advantage outweighs the harm.

The main body that I want to design this time is reinforced concrete frame structure. It is a college student activity center in Haidian District of Beijing. It is a six-story building with 4.2m on the first floor, 3.3 m on the other floor, with a total building area of 3400m2. The seismic fortification intensity is 8 degrees, which belongs to the second kind of building site.

This design mainly includes the definite calculation diagram, the load statistics, the internal force calculation combination, the Liang Zhu section design, the staircase design floor panel design and the foundation design. This design allowed me to consolidate my previous kNowledge and apply it flexibly to all aspects of my work.

Keywords: multistory and high-rise; reinforced concrete; frame structure

目 录

第1章 绪论 5

第2章 工程概况 6

2.1设计题目：某大学大学生活动中心建筑结构设计 6

2.2建筑规模 6

2.3建筑技术条件 6

2.3.1.气象条件 6

2.3.2.工程地质条件 6

2.3.3.材料 6

第3章 结构计算简图 7

3.1柱梁板截面估算 7

3.1.1柱 7

3.1.2梁 7

3.1.3现浇板 8

3.1.4材料强度等级 8

3.2计算简图 8

第4章 荷载计算 9

4.1屋面横梁竖向线荷载标准值 9

4.1.1永久荷载 9

4.1.2活荷载 10

4.2楼面横梁竖向荷载标准值 10

4.2.1永久荷载 10

4.2.2活荷载 10

4.3屋面框架节点集中荷载标准值 11

4.3.1永久荷载 11

4.3.2活荷载 11

4.4楼面框架节点集中荷载标准值 11

4.4.1永久荷载 11

3.4.2活载 12

4.5风荷载 12

4.6地震作用 13

4.6.1建筑物总重力代表值Gi计算 13

4.6.2地震作用计算 15

第5章 内力计算 19

5.1恒载作用下的框架内力 19

5.1.1弯矩分配系数 19

5.1.2杆件固端弯矩 20

5.1.3节点不平衡弯矩 21

5.1.4内力计算 22

5.2活载作用下的框架内力 27

5.2.1梁固端弯矩 27

5.2.2纵梁偏心引起柱端附加弯矩 28

5.2.3最不利组合 28

5.2.4各节点不平衡弯矩 28

5.2.5活载内力计算 30

5.3风荷载作用下的内力计算 49

5.4地震作用下横向框架内力计算 55

5.4.1 0.5（雪 活）重力荷载作用下横向框架内力计算 55

5.4.2地震作用下横向框架的内力计算 61

第6章 框架内力组合 66

第7章 框架梁柱截面设计 76

第8章 楼梯结构设计 93

8.1梯段板计算 93

8.1.1荷载计算 93

8.1.2内力计算 93

8.2休息平台板计算 94

8.3梯段梁TL1计算 94

8.3.1荷载计算 95

8.3.2内力计算 95

8.3.3配筋计算 95

第9章 现浇楼面板设计 96

9.1跨中最大弯矩 96

9.2求支座中点最大弯矩 96

9.3 A区格 97

9.3.1求跨内最大弯矩Mx（A）My（A） 97

9.3.2求支座中点固端弯矩Mx（A）My(A) 97

9.4 B区格 98

9.4.1求跨内最大弯矩Mx（B）My（B） 98

9.4.2求支座中点固端弯矩Mx（B）My(B) 99

第10章 基础设计 100

10.1荷载计算 100

10.2确定基础底面积 101

10.2.1 A柱 101

10.2.2 B、C柱 101

10.2.3 D柱 102

10.2.4抗震验算 102

10.3基础结构设计 103

10.3.1荷载设计值 103

10.3.2 A柱 104

10.3.3 BC柱基 104

10.3.4 D柱 106

参考文献 107

致 谢 108

第1章 绪论

毕业设计是每个大学生在毕业前都要经历的一次练兵，它能让我们巩固以前所掌握的相关知识，并把他们运用到实际中来，同时因为基本需要自己独立完成，所以对于我们发现问题，独立思考问题和解决问题的能力提升很大。

这次设计是位于北京市海淀区的一个大学生活动中心，他的主要结构形式是钢筋混凝土框架结构，这个设计需要以前所学大量知识相助，同时也要查阅大量相关资料，才能完成。相信这次设计能让我们得到很大提升。

毕业设计既是对我们四年所学知识的一次总结和考验，又是我们踏向社会的第一次实战演练。这一次的毕业设计中，我们要合理的运用自己四年来所学到的理论知识来解决毕业设计中遇到的各种问题，对于不懂的要及时查阅资料，询问同学、老师。同时对于各种建筑问题要严格按照规范来，多翻阅规范来让自己的设计更为合理。在这次毕业设计中，我们要在指导老师的指导下，独立的完成一项工程设计，这与我们以前所做的一些设计并不一样，这一次的设计更为全面，对我们各项能力的提升更为明显。它培养的是我们的综合能力以及设计创新意识等，这些对我们以后的工作是非常重要的。同时这也是对我们视野的一次开扩，通过它我们可以提前了解实际工程，并培养我们对以后工作的兴趣。

目前在中国，钢筋混凝土为应用最多的一种结构形式，同时它的应用范围也是越来越广，无论是在地下还是地上，甚至是在海洋中，许多的工程建筑物都是用钢筋混凝土建造，钢筋混凝土结构中钢筋承受拉力，混凝土承受压力，与其他结构相比较，它更加坚固，同时又拥有良好的耐久性和耐火性，成本也更低。虽然钢筋混凝土结构也有很多未解决的问题，如钢筋锈蚀与混凝土的冻融循环会对破坏混凝土的结构造成损伤。当钢筋锈蚀时，锈迹扩展，使混凝土开裂并使钢筋与混凝土之间的结合力丧失。但是总的来说钢筋混凝土结构是利大于弊的。

第2章 工程概况

2.1设计题目：某大学大学生活动中心建筑结构设计

该建筑位于北京市海淀区，抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度值为0.20g。为某高校大学生活动中心，结构型式为钢筋混凝土框架结构。结构平面图如图2.1所示。

2.2建筑规模

总建筑面积： 3400m² (±5％) （根据图纸可修改）

层数： 6层(含屋顶间)

层高： 首层4.2m，其它层3.3m。

2.3建筑技术条件

2.3.1 气象条件

（1）温度：最热月平均28.8℃,最冷月平均3.0℃

极端最高温度39.4℃,极端最低温度－18.1℃

（2）相对湿度：最热月平均79％

（3）主导风向：全年为西北风,夏季为东南风,基本风压＝0.3kN/m²

（4）雨雪条件：年降雨量1250mm,日最大降雨量370mm

最大积雪深度320mm,基本雪压＝0.3 kN/m²

（5）土壤冻结深度：天然地面以下0.5m

2.3.2 工程地质条件

（1）土层分布：自然地表以下0.5m为杂填土，填土下层为3m厚砂质粘土，再下为砾石层。

（2）土层承载力标准值：砂质粘土＝250 kN/m²

砾石层＝400 kN/m²

（3）地下水位：地表以下2.5m，无侵蚀性。

（4）抗震设防烈度：8度，Ⅱ类建筑场地。

2.3.3 材料

（1）各类材料供应充分，品种齐全。

（2）墙体材料：粉煤灰加气混凝土砌块，蒸压灰砂砖，M5混合砂浆。

（3）预制构、配件采用本地生产的标准件。

图2.1 底层平面图

第3章 结构计算简图

3.1柱梁板截面估算

由《建筑抗震设计规范》GB50011-2010表6.1.2，查得抗震等级为2级。

3.1.1柱

由图纸，柱为矩形截面柱，抗震等级为2级且层数超过2层，柱子界面尺寸不宜小于400mm。柱的剪跨比宜大于2。柱截面长边与短边的边长比不宜大于3。柱轴压比在抗震等级为2级的框架结构限值为0.75。初步估算柱截面面积满足

Acgt;=Nc/（u×fc）

Nc：考虑地震荷载组合时柱的轴力设计值，进行初步估算，Nc=C×N。

C：弯矩对框架柱轴力的影响，中柱扩大系数取1.1，边柱1.2。

u：轴压比，柱轴压比不宜超过《建筑抗震设计规范》GB50011-2010的规定。

N=n×（12~14）kN/m×S,S为该柱承担的楼面荷载面积，近似按1/2柱距划分；n为计算柱以上的楼层数。

取柱截面尺寸为450mm×450mm。

C30的fc为14.3N/mm2。

取D轴与8轴交接中柱验算：N=5×12×（1.2 6.9/2）×（10.8/2）=1506.6kN。Nc=1.1×1297350=1657260N。

450mm×450mm=202500mm2gt;Acgt;=1657260/（0.75×14.3）=154523.077mm2

取C轴与18轴交接边柱验算：N=5×12×（4/2）×（6.9/2）=414kN。

Nc=1.2×414000=496800N。

450mm×450mm=202500mm2gt;Acgt;=496800/（0.75×14.3）=46321.68mm2

满足要求。

3.1.2梁

h=（1/12~1/8）l，b=（1/3.5~1/2）h，bgt;=bc/2，gt;=250mm；

其中h为梁截面高度，b为梁截面高度，bc为柱截面宽度，l为梁的跨度。

取横向框架梁AB、CD跨：250mm×600mm

BC跨：250mm×400mm

框架纵梁、承重梁：h=（1/12~1/8）l；非承重梁：（1/8~1/15）l；

取框架纵梁为250mm×500mm。

3.1.3现浇板

连续单向板板厚hgt;=l/30，连续双向板厚hgt;=l/40，hgt;=80；其中l为板的短边跨度。

板厚均取120mm

3.1.4材料强度等级

混凝土均采用C30混凝土，受力钢筋采用HRB400钢筋,箍筋采用HPB300钢筋。

3.2计算简图

本工程为Ⅱ类建筑场地，自然地表以下0.5m为杂填土，填土下层为3m厚砂质粘土，再下为砾石层。采用柱下独立基础，挖去所有杂填土，基础置于第二层厚砂质粘土层，基础埋深为1.m，室内外高差为0.5m，则柱子底层高h1=4.2 0.5 1=5.7m。2层至6层柱高为3.3m。柱节点刚接，横梁的计算跨度取两柱中心线至中心的间距离，三跨的计算跨度分别为：L=6000mm、2400mm、6900mm。以7轴线横向框架为计算分析对象，计算简图如下：

图3.1 计算简图

第4章 荷载计算

以14轴横向框架为计算分析对象

4.1屋面横梁竖向线荷载标准值

图4.1 永久荷载作用下结果计算简图

图4.2 活载作用下结构计算简图

4.1.1永久荷载

屋面永久荷载标准值

35mm厚架空隔热板 0.035×25=0.875kN/m2

防水层 0.4kN/m2

20mm厚1：2.5水泥砂浆找平层 0.02×20=0.4kN/m2

120mm厚钢筋混凝土现浇板 0.12×25=3kN/m2

12mm厚纸筋石灰粉平顶 0.012×16=0.192kN/m2

屋面永久荷载标准值 4.867kN/m2

梁自重

边跨AB、CD跨 0.25×0.6×25=3.75kN/m

0.25×0.69×25=4.31N/m

梁侧粉刷 2×（0.6-0.12）×0.02×17=0.33kN/m

2×（0.69-0.12）×0.02×17=0.39kN/m

4.08（4.7）kN/m

中跨BC跨 0.25×0.4×25=2.5kN/m

梁侧粉刷 2×（0.4-0.1）×0.02×17=0.19kN/m

2.69kN/m

作用在顶层框架梁上的线恒荷载标准值为

梁自重 g6AB1=4.08kN/m，g6CD1=4.7kN/m，g6BC1=2.69kN/m

板传来的荷载 g6AB2=g6CD2=4.867×4=19.468kN/m

g6BC2=4.867×2.4=11.68kN/m

4.1.2活荷载

作用在顶层框架梁上的线活荷载标准值为 q6AB=q6CD=0.7×4=2.8kN/m

q6BC=0.7×2.4=1.68kN/m

4.2楼面横梁竖向荷载标准值

4.2.1永久荷载

25mm厚水泥砂浆面层 0.025×20=0.5kN/m2

120mm厚钢混凝土现浇板 0.12×25=3kN/m2

12厚板底粉刷 0.012×16=0.192kN/m2

楼面永久荷载标准值 3.692kN/m2

边跨（AB、CD跨）框架梁自重 4.08（4.7）kN/m

中跨（BC跨）梁自重 2.69kN/m

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