论文总字数：205955字

摘 要

安徽合肥职业技术学校教学楼位于安徽省合肥市，该教学楼平面呈矩形，共 5 层，1层除门厅、传达室之外，主要为教室和教师休息室；2-5 层为标准层，主要为教室和教师休息室。房屋高度为 18.60m（指室外地面至主要屋面高度），室内外高差 0.6m。房屋总长度 46.4m，房屋总宽度20.3m。

本设计主要是对中心框架结构进行设计。计算书的内容包括：结构平面布置、荷载计算、楼盖设计及配筋、框架内力计算、框架内力组合及配筋、楼梯设计、基础设计、手算电算比较分析。在通过 PKPM 电算确定结构布置方案的合理性之后，首先对结构屋楼盖进行设计。然后，计算框架在竖向荷载（恒载及活荷载）作用下产生的结构内力，计算框架在风荷载和水平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，利用 Excel 表格对各种工况下的内力进行内力组合，从中找出最不利的内力组合进行截面设计和配筋。整榀框架设计完成后，再进行板式楼梯和独立基础的设计。楼梯设计包括梯段板、平台梁和平台板的设计。手算部分结束后，根据 PKPM 电算结果，完善手算没有涉及部分的设计工作。最后主要根据电算计算结果绘制结构施工图。

关键词：钢筋混凝土，框架，结构，内力，设计

THE STRUCTURAL DESIGN OF DORMITORY OF HEFEI

INTERNATIONAL FOREIGN LANGUAGE SCHOOL

Abstract

The building of Anhui vocational and technical school is located in Hefei in Anhui province. The plane view of this project is rectangular, the five-story building serves as classroom and lounge in the first floor in addition to the hallway and reception office. Two to five floor are used as classroom for students and lounge for teachers. And the height of building is 18.60m (from outdoor ground to roof), level difference is 0.60m. The total length and width of building are 46.4m and 20.3m.

The primary purpose of this case is to design the frame construction. Calculations ranging from the structure layout, load calculation, floor design and reinforcement, internal force analysis of frame structure, combination of internal forces and reinforcement of the frame to the stair and foundation design. After the layout of the structure is determined by the PKPM, the slab design is commenced firstly. Secondly, the internal force of the frame under the vertical loads (dead load and live load) will be calculated, then consider the internal force under the wind force and the seismic action. After computing the internal force under all sorts of loads, the combination of internal force can be made by using the Excel, which is utilized to find out the most adverse internal force combination. Then the cross-section design of the frame will be made out. After the accomplishment of the whole frame design, slab stairs and single footings are designed. The design of slab stairs includes designing of step board, landing girder and landing slab; The design of independent foundation includes designing of the footing and the foundation beam. After hand computation is completed, PKPM is used to improve the part ignored in hand computation. Moreover, the result of hand computation is checked by software PKPM , find out errors and analysis the causes of those differences between them. Finally, production drawings mainly based on the computerized calculation results will be accomplished.

KEY WORDS : reinforced concrete, frame, construction, internal forces, design

目 录

摘要 …………………………………………………………………………………………Ⅰ

Abstract …………………………………………………………………………………… Ⅱ

摘要 3

Abstract 4

一、设计资料 1

1.1工程名称 1

1.2 工程概况 1

1.3 基本数据 1

二、结构方案的选型和布置 2

2.1结构选型 2

2.2结构布置 2

2.3 初步估算截面尺寸 2

2.3.1 板厚度估算 2

2.3.2 梁截面尺寸估算 2

2.3.3 柱截面尺寸估算 3

三、荷载标准值计算 5

3.1 竖向荷载计算 5

3.1.1 永久荷载计算 5

3.2 风荷载计算 10

四、混凝土楼盖、屋盖设计 12

4.1 设计资料 12

4.2 楼面板设计 12

4.2.1 楼面资料 12

4.2.2 单向板设计 12

4.2.3 双向板设计 14

4.3 楼面次梁设计 20

4.3.1 次梁CL1 20

4.3.2 次梁CL2 22

4.3.3 次梁CL3 26

4.4 屋面板设计 29

4.2.1 屋面资料 29

4.4.2 双向板设计 29

五、框架内力计算 34

5.1 框架计算简图 34

5.1.1 框架梁柱截面特征值 34

5.2 竖向恒荷载计算 35

5.2.1 屋面层恒荷载计算 35

5.2.2 标准层恒荷载计算 36

5.3 恒荷载下框架内力计算 37

5.3.1 各杆件分配系数计算 37

5.3.2 固端弯矩计算 38

5.3.3 分层法计算梁、柱端弯矩 38

5.3.4 跨中弯矩计算 42

5.3.5 框架梁剪力计算 42

5.3.6 柱轴力计算 43

5.3.7 永久荷载作用下框架内力图 43

5.4 活荷载计算 47

5.4.1 屋面层活荷载计算（取活荷载与雪荷载中的大值） 48

5.4.2 标准层活荷载计算 48

5.5 活荷载下框架内力计算 49

5.5.1 固端弯矩计算 50

5.5.2 分层法计算梁、柱端弯矩 50

5.5.3 跨中弯矩计算 54

5.5.4 框架梁剪力计算 54

5.5.5 柱轴力计算 56

5.5.6 可变荷载作用下框架内力图 56

5.6 风荷载作用下的内力计算 60

5.6.1 柱的修正抗侧刚度计算 60

5.6.2 柱的修正反弯点高度 60

5.6.3 风荷载作用下的内力计算 62

5.6.4 风荷载作用下框架侧移计算 65

5.6.5 风荷载作用下框架内力图 65

5.7 水平地震作用下的内力计算 68

5.7.1 重力荷载代表值的计算 68

5.7.2 横向框架水平地震作用计算 70

5.7.3 横向框架水平地震作用下的内力计算 74

5.7.4 横向框架水平地震作用下内力图 76

六、梁柱内力组合 80

6.1 框架内力组合 80

6.1.1 框架梁的非抗震内力组合 81

6.1.2 框架梁抗震内力组合 81

6.2 框架柱内力组合 81

6.2.1 框架柱非抗震内力组合 81

6.2.2 框架柱抗震内力组合 81

七、梁柱截面设计 108

7.1 框架梁截面设计 108

7.1.1 设计条件 108

7.1.2 构造要求 108

7.1.3 正截面受弯承载力计算 108

7.1.4 斜截面受剪承载力及剪压比验算 112

7.2 框架柱截面设计 115

7.2.1 设计条件 115

7.2.2 构造要求 115

7.2.3 正截面受弯承载力计算 115

7.2.4 斜截面受剪承载力及剪压比验算 124

八、楼梯设计 127

8.1 设计资料 127

8.2 1#楼梯结构布置 127

8.2.1 梯段板设计 127

8.2.2 平台板设计 129

8.2.3 平台梁设计 130

8.3 2#楼梯结构布置 132

8.3.1 梯段板设计 132

8.3.2 平台板设计 133

8.3.3 平台梁设计 134

九、基础设计 136

9.1 基础设计资料 136

9.2 基础设计 136

9.2.1 基础上部作用效应 136

9.2.2 A、D 号基础设计，按A设计 137

9.2.3 B、C 号基础设计，按B设计 138

9.2.4 弯矩最大组合对A、D号柱设计，按A 号柱设计 140

9.2.5 弯矩最大组合对B、C 号基础设计，按B设计 141

9.3 基础拉梁设计 143

9.3.1 确定基础梁截面尺寸 143

9.3.2 基础梁正截面受弯承载力计算 143

十、手算与电算比较 145

10.1 结构基本周期 145

10.2 层间位移 145

10.3 底层柱底轴力 145

10.4 框架梁配筋 146

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