“莘庄科技产业园孵化器及加速器”1#楼框架混凝土结构设计

论文总字数：223484字

摘 要

本次毕业设计的题目是新建“莘庄科技产业园孵化器及加速器”工程项目。该工程主体结构共5层，底层结构层高4.2m，以上各层为3.6m，顶层为弧形屋顶，建筑高度为18m，建筑面积为1171.3。本工程采用混凝土框架结构。

本设计过程主要是对工程框架结构进行设计。计算书内容包括以下几部分：结构平面布置、荷载计算、屋顶设计、框架内力计算、框架内力组合及配筋、楼梯设计、基础设计、电算与手算结果对比分析。在经过仔细考虑建筑的使用功能和使用要求的基础上，对建筑进行合理的结构布置，然后进行结构楼面设计，之后是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的设计和配筋。屋顶设计完成之后，再进行板式楼梯设计，楼梯设计包括梯段板，平台梁和平台板的设计；接着是基础设计，基础设计包括对基础和基础梁的设计。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，根据电算结果和手算结果的对比分析，总结原因。最后利用对比分析结果，进行结构施工图的绘制工作。

关键词：结构设计 钢筋混凝土 框架结构

Structure Design Of the New Incubator and Accelerator of the technological Industrial Park in ShenZhuang

Name: Tang Jianfeng Student ID:05111113

Supervisor Pro:Shu Ganping

Abstract

The final year project for me is the design of the new incubator and accelerator of the technological industrial park in Shen Zhuang. The main structure of this project includes 5 floors. The story height of total floors is 3.6m, 3.6m, 3.6m, 3.6m, 3.6m respectively. The building height is 18m while the area is 1171.3m².Reinforced concrete frame structure is applied in this project.

The purpose of the design is mainly to do the design in the frame construction of the new incubator and accelerator of the technological industrial park in Shen Zhuang. Calculations include: the structural layout, load calculation, designing and reinforcing of the roof, the analysis of frame stress, the combination of internal forces and reinforcing of the frame, stairs design and foundation design. After the array of the structure is determined by the PKPM software, the roof design is commenced firstly. Secondly, the internal force of the frame under the vertical loads (dead load and live load) will be calculated, then calculate the internal force under the 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 the most adverse internal force of members. Then the cross-section design of the frame will be made out. After the design of the whole frame is completed, slab or beam stairs and single footing are designed. The design of slab(beam) stairs includes designing of step board(step beam), landing girder and landing slab; The design of pile foundation includes designing of the footing and the foundation beam. After hand computation is completed, software PKPM is used to improve the part ignored in hand computation. What’s more, 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 based on the calculation results will be finished.

Keywords : structural design frame construction reinforced concrete

目录

新建“莘庄科技产业园孵化器及加速器”工程结构设计 1

内容摘要 1

第一部分：工程概况 1

1.1建筑做法 1

1.1.1设计标高 1

1.1.2墙体 1

1.1.3楼面 1

1.1.4屋面做法 2

1.1.5门窗 2

1.1.6地质资料 2

1.1.7材料 2

1.1.8设计荷载 3

第二部分：结构选型与布置 4

2.1结构体系 4

2.2截面尺寸 5

2.2.1柱截面估算 5

2.2.2梁截面估算 5

2.2.3板厚度估算 6

第三部分 荷载计算 7

3.1 楼面永久荷载作用标准值： 7

3.2卫生间永久荷载作用标准值： 7

3.3 阳台永久荷载作用标准值 7

3.4 楼面可变荷载作用标准值： 8

3.5 梁自重 8

3.6 柱自重 8

3.7 墙自重 9

第四部分 楼面设计 10

4.1 四层楼板归类 10

4.2四层楼板双向板内力和配筋计算（按塑性方法计算内力）： 11

4.3 四层楼板单向板内力和配筋计算 19

4.4 五层楼板归类 23

4.5 楼面板裂缝宽度与挠度计算 33

4.6 楼面次梁设计 34

第五部分：竖向荷载作用下框架的内力计算 104

5.1框架计算简图 104

5.2 永久作用 106

5.2.1 永久作用计算 106

5.2.2 永久荷载作用下内力计算 113

5.2.3 永久荷载作用下的内力图 121

5.3 活载作用 124

5.3.1 可变荷载作用计算 124

5.3.2 可变荷载作用下的内力计算 127

5.3.3 可变荷载不利布置情况1的内力图 135

5.3.4 可变荷载作用不利布置情况2的内力图 144

第六部分 风荷载作用下框架的内力计算 147

6.1 水平风荷载计算 147

6.2 风荷载作用下的内力计算 151

6.3 风荷载作用下的侧移计算 162

第七部分 地震作用下框架内力计算 163

7.1重力荷载代表值 163

7.2 水平地震作用计算 167

7.2.1 框架梁柱线刚度计算 167

7.2.2结构基本自振周期计算 170

7.2.3 纵向水平地震作用计算 170

7.2.4 横向水平地震作用下内力计算 172

第八部分 内力组合 176

8.1 框架梁内力组合 176

8.1.1 框架梁非抗震组合 177

8.1.2 框架梁的抗震组合见表8-2 181

8.2 框架柱内力组合 184

8.2.1 框架柱的非抗震组合见表8-3 185

8.2.2 框架柱抗震内力组合见表8-4 189

第九部分 截面设计 193

9.1框架梁截面设计 193

9.1.1 框架梁正截面设计 193

9.1.2 框架梁斜截面受剪计算 197

9.2 框架柱截面设计 199

9.2.1 框架柱正截面受弯承载力计算 199

9.2.2 斜截面受剪承载力及剪跨比计算 205

9.2.3 验算体积配箍率 209

第十部分 楼梯设计 210

10.1 楼梯设计（板式楼梯，以1#楼梯为例） 210

第十一部分 楼盖钢结构设计 215

11.1 屋面荷载： 屋面均布永久荷载采用0.5，屋面做法采用0.5mm厚钢板加上500mm厚岩棉保温层，再加上0.5mm厚下钢板 215

第十二部分 基础设计 218

12.1 桩基础的构造 218

12.2 桩基持力层的选用 218

12.3 桩的承载力计算 218

12.4 桩的数量及布置 218

12.5 桩顶作用效应验算 219

12.6 承台设计 219

12.7 基础拉梁设计 222

第十三部分 手算结果与PKPM电算结果对比 223

13.1 结构基本周期比较 223

13.2 层间位移比较 223

13.3 底层柱轴力设计值比较 224

13.4 框架梁配筋面积 224

致 谢 225

【参考文献】 226

附录 227

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