论文总字数：227450字

摘 要

本工程为江苏省盐城市建湖县科技研发中心大楼结构设计。主体结构为12层框架剪力墙结构（不含机房层），总建筑面积11913m²。设计使用年限为50年。本工程所处地区抗震设防烈度6度，设计基本地震加速度0.05g，设计地震分组为三组，抗震设防类别为丙类。地基基础设计等级为乙级，建筑物耐火等级为二级。建筑场地类别：Ⅲ类。主体结构采用钢筋混凝土剪力墙结构，其中框架抗震等级三级，剪力墙抗震等级三级。

本工程设计主要包含以下几个方面：首先进行了结构布置方案设计，初步确定了框架梁、柱和楼板等主要结构构件的截面尺寸和基础形式，其次对楼盖等水平结构体系进行设计计算。重点对结构中5轴线框架进行了结构设计计算（手算），计算框架在竖向荷载（恒载及满布活荷载）、水平作用（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，进行内力组合，找出最不利的一组或几组内力组合，从而对该榀框架的梁柱截面进行截面设计与配筋。该建筑中的楼梯采用现浇板式楼梯，在对楼梯的设计中完成了对平台板、梯段板、平台梁等构件的内力和配筋计算。结构基础采用的是预应力混凝土管桩，桩基础设计包括了对桩以及承台的设计验算。另外，运用PKPM软件对手算结果进行电算校核，并分析了手算与电算误差的产生原因。最终，在计算结果之上，绘制了15张施工图。

关键词：钢筋混凝土、框架剪力墙结构、结构设计

Abstact

This project is a building structure design of Science technology research and development center，which located in Yancheng City. The main structure is 12 storey frame shear wall structure excluding machine room. It’s construction area is 11913m²_. The design service life is 50 years. The intensity of seismic fortification in this area is 6 degrees, the basic seismic acceleration is 0.05g, the design seismic grouping is three, and the seismic fortification category is class C. The grade of foundation design is grade B, and the fire resistance rating of buildings is two. Construction site category: Ⅲclass. The main structure is reinforced concrete shear wall structure, of which the earthquake resistance rating of the frame is three, and the shear wall's seismic grade is three.

This design mainly includes the following aspects: firstly,do the structural arrangement design,and tentatively identify the cross-section dimensions of major structural elements of the framework,such as beams, columns and slabs,and the form of basis.Then the horizontal structural system was calculated.Next,calculate the internal force of the frame under the vertical loads (dead load and live load) and the horizontal effects (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 one or several sets of the most adverse internal force of members.Then the cross-section design of beams and columns was make out .Slab stairs is used in this structure.The design of the stairs includes calculating the internal force and reinforcing of components as landing slab,step board and landing girder.In the end,concrete pile foundation is designed,which contains the design of foundation beam,pile and platform on piles.Then,the results is checked by software PKPM,including analyzing the causes of those differences between them.There are 13 construction drawings based on the calculation results in all.

KEY WORDS: Reinforced Concrete , Frame Structure , Structural Design

目录

摘要 Ⅰ

Abstact Ⅱ

第一章 结构设计基本资料 1

1.1 工程概况 1

1.2 工程地质条件 1

1.3 气象资料 1

1.4 抗震设防 2

1.5 材料选用 2

第二章 结构方案 3

2.1 结构选型 3

2.2 结构平面布置 3

2.3 截面尺寸估算 4

2.3.1 楼板厚度估算 4

2.3.2 柱尺寸估算 4

2.3.3 梁尺寸估算 8

2.3.4 剪力墙尺寸估算 9

第三章 荷载计算 10

3.1 工程做法概况 10

3.2 荷载计算 10

3.2.1 部分荷载标准值 10

3.2.2 恒荷载计算 10

3.2.3 活荷载计算 12

第四章 楼盖设计 14

4.1 标准层楼面荷载计算 14

4.2 计算跨度的选取 15

4.3 单向板设计 15

4.3.1 板弯矩基本组合值 15

4.3.2 板正截面受弯承载力计算和配筋 15

4.4 双向板设计 16

4.4.1 板弯矩基本组合值 16

4.4.2 双向板的正截面受弯承载力计算与配筋 18

4.5 次梁设计 24

第五章 竖向荷载下的内力分析 42

5.1 计算简图 42

5.2 恒载作用下的框架内力计算 43

5.2.1 屋面层恒载计算 43

5.2.2 楼层恒载计算 44

5.2.3 恒载作用下框架内力计算 49

5.2.4 内力图的绘制 62

5.3 活载作用下的框架内力计算 66

5.3.1 活载计算 66

5.3.2 活载下的框架内力计算 69

5.3.3 内力图绘制 80

第六章 水平荷载下的内力分析 84

6.1 水平地震作用下的内力计算 84

6.1.1 重力荷载代表值 84

6.1.2 地震作用计算 90

6.1.3 内力图绘制 107

6.2 风荷载及内力计算 111

6.2.1 内力图绘制 117

第七章 内力组合 121

7.1 框架梁、柱内力组合 121

7.1.1 各工况下5轴框架梁、框架柱内力标准值 122

7.1.2 框架梁非抗震内力组合 130

7.1.3 框架梁抗震内力组合 133

7.2 框架柱内力组合 138

7.2.1 框架柱非抗震内力组合 138

7.2.2 框架柱抗震内力组合 143

第八章 构件设计 149

8.1 框架梁截面设计 149

8.1.1 设计条件 149

8.1.2 构造要求 149

8.1.3 正截面受弯承载力 150

8.1.4 斜截面受剪承载力 152

8.1.5 主梁裂缝宽度验算 154

8.2 框架柱截面设计 157

8.2.1 设计条件 157

8.2.2 构造要求 157

8.2.3 正截面受弯承载力 158

8.2.4 斜截面受剪承载力 176

8.3 剪力墙截面设计 176

8.3.1 设计条件 176

8.3.2 截面设计 177

第九章 楼梯设计 180

9.1 设计资料 180

9.2 梯段板的设计 180

9.2.1 计算简图 180

9.2.2 荷载计算 180

9.2.3 内力计算 180

9.2.4 截面设计 181

9.3 平台板设计 181

9.3.1 计算截面的确定 181

9.3.2 荷载计算 181

9.3.3 内力计算 181

9.3.4 截面设计 181

9.4 平台梁设计 182

9.4.1 计算截面的确定 182

9.4.2 荷载计算 182

9.4.3 内力计算 182

9.4.4 截面设计 183

第十章 基础设计 184

10.1 基础设计 184

10.1.1 基础作用效应计算 184

10.1.2 单桩竖向承载力特征值计算 185

10.1.3 桩基础设计 186

10.1.4 承台受冲切承载力计算 187

10.1.5 承台受剪承载力计算 188

10.1.6 承台受弯承载力计算 188

第十一章 手算与PKPM电算比较 189

11.1 结构周期比较 189

11.2 水平作用力比较 189

11.3 水平作用下手、电算层间位移比较 190

11.4 底层柱手、电算轴力设计值比较 191

11.5 框架梁弯矩设计值比较 191

致谢 194

参考文献 195

附录 196

结构设计基本资料

工程概况

本工程为盐城市建湖县科技研发中心大楼结构设计。主体结构为12层框架剪力墙结构（不含机房层），1层层高5.5m，2层、12层层高5米，3至11层层高4m，房屋总高度为52.25米（室外地面至主要屋面高度），机房层层高4m。总建筑面积11913m²。主体结构采用钢筋混凝土框架剪力墙结构体系。设计使用年限为50年，设计基准期为50年。框架柱为钢筋混凝土柱、楼面板、屋面板均为现浇，基础采用桩基。具体平面布置见建筑平面布置图。

工程地质条件

由勘探资料可知，相关设计参数如下：

表1-1 场地土层地址资料

气象资料

风荷载标准值：0.45kN/m²（50年一遇），雪荷载标准值0.35kN/m²（50年一遇），地面粗糙度为B类。

抗震设防

本工程所处地区抗震设防烈度6度，设计基本地震加速度0.05g，设计地震分组为三组，抗震设防类别为丙类。地基基础设计等级为乙级，建筑物耐火等级为二级。建筑场地类别：III类，特征周期T_g＝0.65s。

材料选用

混凝土强度选用：梁、板材料等级采用C30混凝土，柱、墙材料等级采用C40混凝土。

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