论文总字数：81613字
摘 要
此次毕业设计的任务是完成南京市秦淮区科技馆一号楼的结构设计，共4层，总建筑面积4502m2。包含一榀手算框架KJ-4，并附手算和电算的比较。主要建筑功能为综合办公，地上4层，无地下室。房屋总高度14.7m，室内外高差0.45m，首层层高3.9m，其余各层层高3.6m。结构形式为钢筋混凝土框架结构，地基基础形式为桩基础。
本设计主要对此综合楼的一榀框架进行设计。主要内容有：工程概况介绍；结构平面选型及截面估算；结构荷载计算；屋面板及次梁受力计算；水平地震计算及位移计算；风载作用计算；恒、活载计算；内力组合；梁柱截面设计；基础设计；楼梯设计；手算与电算的比较。
关键词： 框架结构 结构设计 抗震设计
Abstact
No.1 Office Building of i-Park, Nanjing Qinhuai District
Guan MeiJian
Supervisor：Pro. Xu Wengping
This project is the design of multifunctional building of No.1 office building of i-Park, Nanjing Qinhuai District. This building is an 4-floor frame (without cellar).The frame No.4 is designed by manual calculating. This building is 14.7m in all (from the outdoor ground to cornice). The structure form of this building is reinforced concrete frame, and the foundation is pile foundation.
In this design, the calculating is mainly focused on the design of frame No.4. This design mainly contains: brief introduction of this building; structure selection and cross-section estimation; structural load calculation; stress and section design of the floor and secondary beam; level of seismic calculation and displacement calculation; beam section design; base design; stair design; comparison of manual and computer aided calculation.
Keywords: frames, structure design, anti-seismic design
目录
1 工程概况 1
1.1 工程地质条件 1
1.2 气象资料 1
1.3 抗震设防烈度 1
1.4 材料 1
2 结构平面布置 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 3
3 荷载计算 5
3.1 恒载标准值计算 5
3.2 活载标准值计算 6
4 竖向作用下框架荷载计算 7
4.1 竖向恒载作用下的计算 8
4.2 竖向活载作用下的计算 14
5 水平作用下框架内力计算及位移分析 16
5.1 地震作用下的位移验算及内力分析 16
5.2 风荷载作用下的位移验算及内力计算 24
6 楼板屋盖设计 26
6.1 楼板设计及计算 26
6.2 屋面板设计及计算 33
7 竖向作用下框架内力计算 36
7.1 恒载作用下内力计算 36
7.2 活载作用下内力计算 47
8 内力组合 57
8.1 荷载效应组合 57
8.2 梁内力组合 57
8.3 柱内力组合 63
9 梁截面设计 67
9.1 选择最不利组合内力 67
9.2 正截面受弯承载力计算 68
9.3 斜截面受剪承载力计算 75
10 柱截面设计 77
10.1 正截面受弯承载力计算 77
10.2 斜截面受剪承载力计算 83
11 次梁计算 85
11.1 次梁荷载计算 85
11.2 次梁计算简图 85
11.3 次梁正截面受弯承载力计算 86
11.4 次梁受剪承载力计算 87
11.5 屋面次梁荷载计算简化 87
12 基础设计 89
12.1 设计条件 89
12.2 基础设计 89
12.3 基础拉梁设计 95
13 楼梯设计 97
13.1 楼梯梯段斜板设计 97
13.2 平台板设计 99
13.3 平台梁设计 100
14 手算与电算的比较 103
14.1 结构基本周期 103
14.2 地震作用效应 103
14.3 梁内力 104
14.4 层间位移 104
14.5 底层柱轴力设计值 105
参考文献 106
致谢 107
工程概况
本次毕业设计的任务是完成秦淮区软件园一号楼的结构设计，共4层。其中KJ-4为手算的一榀框架。主要建筑功能为综合办公，地上4层，无地下室。房屋总高度14.7m，室内外高差0.45m，底层层高3.90m，其余各层层高3.60m。结构形式为钢筋混凝土框架结构，地基基础形式为桩基础。
工程地质条件
根据地质勘探报告，场区范围内地下水位高程为，场地环境地质条件为湿润区湿、很湿的弱透水土层，对混凝土具有微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋在干湿交替时具有弱腐蚀性。地基基础设计等级乙级。
气象资料
基本风压：
基本雪压：
抗震设防烈度
工程建设场地位于南京，查抗震规范可知，该地区抗震设防烈度为7度，设计基本抗震加速度值，建筑场地土类别为二类，场地特征周期，框架抗震等级为丙类三级抗震，设计地震分组为第一组。
材料
梁板柱均选用C35，梁板柱钢筋均选用HRB400，箍筋选用HRB400。
结构平面布置
结构选型
根据此工程为综合楼的使用功能特点，主体结构采用现浇钢筋混凝土框架结构。此结构中的主要受力构件为刚接的梁及柱，他们被用来传递竖向及水平荷载，墙体起到内部空间的分割作用，适用于综合楼的结构形式和使用要求。本工程为4层结构，建筑高度为14.7米。此外，南京市抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.1g，使用钢筋混凝土结构既满足了经济上的要求，又符合技术条件。
结构布置
首层结构布置图
其余层结构布置图
根据此建筑物的功能要求及结构体系，拟采用纵横向框架承重方案，使得建筑在横向和纵向都有较大的抗侧刚度，有较好的整体工作性能。工程中柱网的布置由建筑施工图大致确定后，同时考虑到工程经济性、结构传力途径清晰简明、方便施工等特点，最终布置如上图。施工采用板梁柱整体现浇的方案；楼梯整体现浇。
初步估算截面尺寸
- 主梁估算：
高度为 的跨度，取h =700mm ;
宽度为 的梁高，取b = 300mm.
- 次梁估算：
高度为 的跨度，取h =600mm;
宽度为 的梁高，取b = 250mm.
- 板厚度估算:
由板布置可知，最大的板长宽比为2，采用双向板计算。
板厚由h / 50 估算，且大于80mm（由抗规三级规定）即最大板的短边长3000/ 50 = 60 lt; 80, 考虑到房屋隔音和舒适性的问题，板厚取120mm。
- 柱截面尺寸估算:
底层中柱轴力估算：根据经验楼面荷载取12kN/m2 ，负荷面积7800×7800，取配筋率
N = 1.2
A = 2
若柱截面采取正方形，则边长可取边柱500mm，中柱600mm；
校核框架柱截面尺寸是否满足构造要求：
1).矩形截面柱的边长，抗震设计时不小于300mm，满足要求。
2).柱剪跨比宜大于2，
。
满足要求。
3).为避免发生剪切破坏，柱净高与截面长边之比宜大于4 。
柱净高,
柱净高与截面长边之比
满足要求.
4).柱截面高宽比不宜大于3，本设计为正方形柱，故满足。
荷载计算
恒载标准值计算
屋面恒载
结构层：120mm厚钢筋混凝土
20mm混合砂浆天平抹灰
找坡层：50mm水泥石灰焦渣砂浆（2.5‰）
找平层：:20 mm厚1:2水泥砂浆
防水层：二毡三油
保温层：100mm厚膨胀珍珠岩
小计：
楼面标准层荷载
20mm厚混合砂浆天平抹灰
120mm钢筋混凝土结构层
25mm水泥砂浆面层
小计： 3.82
卫生间恒载
板面装修荷载
蹲位折算荷载
找平层：15mm厚水泥砂浆
结构层：120mm厚现浇钢筋混凝土板
抹灰层：10mm厚混合砂浆
防水层
小计： 取
梁自重
- 主梁L1（）
主梁自重：
纵向主梁侧粉刷：
小计：
- 次梁L2（）
次梁自重：
纵向次梁侧粉刷：
小计：
柱自重
- 中柱 =600mm×600mm
柱自重：
抹灰层：
小计：
- 边柱 =500mm×500mm
柱自重：
抹灰层：
小计：
墙自重
外墙厚均为空心砖砌块，面载为（含双面粉刷）。
内墙均为厚加气混凝土砌块，面载为。
女儿墙为200mm厚空心砖砌块，高度1m，面载为（含双面粉刷）。
楼梯恒载
按面载为
活载标准值计算
屋面及楼面活载
查荷载规范得：不上人屋面为；办公楼会议室楼面活荷载为； 卫生间楼面为；走廊楼面为，楼梯为。
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