论文总字数：245431字

摘 要

本次毕业设计的任务是完成宝应县白田综合服务中心A座的结构设计。宝应县白田综合服务中心A座（以下简称中心）位于江苏省宝应县白田中路东侧，主要功能为超市、菜场及影院。本工程总建筑面积约为15000㎡，共五层，局部三层。

本设计主要是对中心的框架结构进行设计。计算书内容包括：结构平面布置、荷载计算、屋楼盖设计及配筋、框架受力分析、框架内力组合及配筋、楼梯设计、基础设计。本次毕业设计过程如下：首先确定结构布置方案，再对结构屋盖进行设计。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。整榀框架设计完成这后，又进行了板式楼梯和桩基础的设计。板式楼梯设计包括梯段板、平台梁和平台板的设计；基础的设计包括了对一榀框架进行桩基础和承台的设计。手算工作结束后，运用PKPM工程软件进行整栋建筑的电算工作，完善手算没有计算的部分的设计工作。同时，通过电算对手算结果进行修正、校核，比较并发现错误并分析误差存在的原因。最后利用PKPM电算计算结果绘制了结构的部分施工图。

关键词：结构设计 钢筋混凝土 框架结构

The Structural Design of Baitian Comprehensive Service Center Building A of Baoying County

Name：Dai Xuanao Student ID：05111239

Supervisor Pro. Cao Shuangyin

Abstact

The graduation project for me is the structural design of Baitian comprehensive service center building A of Baoying county(hereinafter referred to as the Center A). The Center A is located at east side of Baiian Mid Road of Baoying county, with the total built-up area of 15000 m², used as supermarket, food market and cinema. The Center A includes 5 floors, whereas locally 3.

The main part of the design is for the frame structure of the Center A. The structural calculations include: the structural layout, load calculation, the design and reinforcement of the roof, the force analysis of frame structure, the combination of internal forces and the reinforcement of the frame, the design of stairs and the design of foundation. The process of the design of the Center A is as follows: First the layout of the structure is determined. Second the design of roof is done. Third, the internal forces of the frame under the vertical loads (dead load and live load) are calculated. Next internal forces under the wind load and the seismic force are calculated. After the internal forces under all sorts of loads are available, the combination of internal forces can be conducted by using the Excel software, the purpose of which is to find the most adverse internal force of members so that we can make out the cross-section design and the corresponding reinforcement. After this, the slab stairs and pile foundation are designed. The design of slab stairs includes designing of step board, landing girder and landing slab; The design of foundation includes the pile design and the pile cap design of the frame. After hand computation part is finished, the software PKPM is used to compute all the structure to improve the hand-based calculations. Besides, the result of PKPM is also used to check the hand-calculated part, and to make comparisons to find out mistakes and the causes of the differences between computing and hand-calculation. Finally, construction drawings are made according to the computing result of PKPM.

Keywords : structural design reinforced concrete frame

目录

一、设计资料 1

1.1工程概况 1

1.1.1工程名称 1

1.1.2工程地点 1

1.2建筑资料 1

1.3其他设计资料 1

1.3.1水文地质资料 1

1.3.2气象资料 2

1.3.3抗震设防烈度 2

1.3.4材料 2

二、结构方案分析 2

2.1结构选型 2

2.2结构布置 3

2.3截面尺寸估算 3

2.3.1板厚估算 3

2.3.2主梁尺寸估算 3

2.3.3次梁尺寸估算 3

2.3.4柱截面尺寸估算 4

三、荷载计算 4

3.1恒荷载计算 4

3.1.1屋面恒荷载 4

3.1.2楼面恒载 5

3.1.3 墙自重 6

3.1.5 柱自重 9

3.2 活荷载计算 10

3.2.1 屋面及楼面活荷载标准值 10

3.2.2屋面雪荷载标准值 10

3.2.3 风荷载 10

四、屋盖、楼盖设计 11

4.1 屋面板设计 11

4.1.1 单向板设计 14

4.1.2 双向板设计 15

4.2楼面板设计 23

4.3 屋盖次梁设计 29

4.3.2 次梁CL1设计 31

4.3.2 次梁CL2设计 34

4.3.2 次梁CL3设计 36

4.3.4 次梁CL4设计 38

4.3.5 井字梁JZL设计 40

4.3.6次梁CL5、CL6设计 47

4.4 一层楼盖次梁设计 48

4.4.1 次梁CL7设计 49

4.4.2 次梁CL8设计 51

4.4.3 次梁CL9设计 54

4.4.4 次梁CL10、CL11设计 56

4.5 二层楼盖次梁设计 56

4.5.1 次梁CL12设计 57

4.5.2 次梁CL13设计 60

4.5.3 次梁CL14设计 62

4.5.4 次梁CL15设计 64

4.5.5 次梁CL16设计 67

4.6 三层楼盖次梁设计 69

五、 竖向荷载下框架内力计算 70

5.1 框架计算简图 70

5.2 恒荷载计算 71

5.2.1 屋面层恒荷载计算 71

5.2.2 楼面层恒荷载计算 72

5.2.3横向框架传来集中荷载 73

5.3恒荷载作用下框架内力计算 80

5.3.1杆件分配系数计算 80

5.3.2固端弯矩计算 80

5.3.3弯矩分配法计算各杆端弯矩 81

5.3.4梁跨中弯矩计算 81

5.3.5梁剪力计算 81

5.3.6柱轴力计算 81

5.3.7恒荷载作用下内力图 81

5.4 活荷载计算 85

5.4.1 屋面层活荷载计算 85

5.4.2 楼面层活荷载计算 86

5.4.3横向框架传来集中荷载 87

5.5 活荷载下框架内力计算 93

5.5.1可变荷载的不利布置 93

5.5.2固端弯矩计算 93

5.5.3弯矩分配法计算各杆端弯矩 94

5.5.4梁跨中弯矩计算 94

5.5.5梁剪力计算 94

5.5.6柱轴力计算 94

5.5.7活荷载作用下内力图 94

六、风荷载作用下框架内力计算 104

6.1风荷载作用下的内力计算 104

6.2 风荷载作用下的侧移计算 107

6.3 绘制风荷载作用下框架的内力图 107

6.3.1风荷载作用下弯矩图 108

6.3.2风荷载作用下梁剪力图 109

6.3.3风荷载作用下柱轴力图 110

七、水平地震作用下框架内力计算 111

7.1 重力荷载代表值计算 111

7.1.1 屋顶层重力荷载代表值 111

7.1.2楼面层重力荷载代表值 113

7.2 水平地震作用计算 115

7.2.1 框架梁柱线刚度计算 115

7.2.2 抗侧刚度计算 116

7.2.3 结构基本自振周期计算 119

7.2.4 纵向水平地震作用计算 120

7.2.5 纵向水平地震作用下内力计算 121

7.3 水平地震作用下框架的内力图 123

7.3.1水平地震作用下框架弯矩图 124

7.3.2水平地震作用下框架梁剪力图 125

7.3.3水平地震作用下框架柱轴力图 126

八、内力组合 127

8.1 框架梁内力组合 127

8.1.1 内力换算和梁端负弯矩调幅 127

8.1.2 荷载效应组合 131

8.2 框架柱内力组合 136

8.2.1 框架柱在各种荷载下的内力值 136

8.2.2 荷载效应组合 141

九、截面设计 146

9.1 框架梁截面设计 146

9.1.1 框架梁正截面受弯设计 146

9.1.2 框架梁斜截面受剪设计 151

9.1.3 框架梁裂缝宽度验算 158

9.2 框架柱截面设计 165

9.2.1 框架柱正截面设计 165

9.2.2 框架柱斜截面设计 184

十、 楼梯设计 189

10.1 一层梯段板设计 192

10.1.1 确定斜板厚度 192

10.1.2 荷载计算 192

10.1.3 荷载效应组合 192

10.1.4 内力计算 193

10.1.5 配筋计算 193

10.2 平台板设计 194

10.2.1 荷载计算 194

10.2.3 荷载效应组合 194

10.2.4 内力计算 194

10.2.5 配筋计算 195

10.3 一层平台梁设计 195

10.3.1 荷载计算 195

10.2.2 荷载效应组合 196

10.3.3内力计算 196

10.3.4 正截面配筋计算 196

10.3.5斜截面配筋计算 196

10.4 平台柱设计 197

10.5 其余层楼梯 197

十一、 基础设计 197

11.1 地勘资料 197

11.2 基础选型 199

11.2.1 基础选型 199

11.2.2 桩顶作用效应计算 199

11.2.3 单桩承载力计算 201

11.2.4 各柱基础设计 202

11.3 基础连梁设计 209

11.3.1 梁高估算 210

11.3.2 基础连梁正截面计算 210

十二、手算与电算PKPM比较 211

12.1 结构周期比较 211

12.2 底层柱轴力在恒载作用下的比较 211

12.3 框架梁弯矩比较 212

致谢 215

参考文献 216

附录 217

附录1 结构设计信息 217

附录2 周期、振型、地震力 231

附录3 结构位移 243

附录4 力矩分配表 252

一、设计资料

1.1工程概况

1.1.1工程名称

宝应县白田综合服务中心A座

1.1.2工程地点

江苏省宝应县白田中路东侧

1.2建筑资料

宝应县白田综合服务中心A座位于江苏省宝应县白田中路东侧，主要功能为超市、菜场及影院。本工程总建筑面积约为15000㎡，共五层，局部三层。建筑总高度为22.20m（屋面完成面），层高4.5m，局部4.2m，室内外最大高差0.75m，最小高差0.15m。建筑高度≤50m。

1.3其他设计资料

1.3.1水文地质资料

1）、拟建场地位于古泻湖微倾斜水网平原地貌单元。区域地质构造较稳定，无不良地质现象分布，适宜进行本工程建设。

2）、50.0以内各土层水平向土质较为稳定，垂向土质有差异。

3）、场地对工程有直接影响的地下水为孔隙潜水，承压水对本工程建设影响不大。勘察期间孔隙潜水稳定地下水位为2.96m，历史最高地下水位为4.00m,近3～5年最高水位为3.50m,据区域水文地质资料反映，地下水位变化幅度标高为：4.00m～2.00m。场地内地下水对混凝土、钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性,土对混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性，土对钢筋混凝土结构中钢筋具微腐蚀性；地下水、土对钢结构具微腐蚀性。

1. 、场地地震基本烈度为6度，工程建设可不考虑砂土液化问题。建筑的场地类别为Ⅲ类，地段类别为一般地段，场地特征周期为0.65s。

1.3.2气象资料

考虑50年一遇的风荷载与雪荷载，由《建筑结构荷载规范》GB50009-2012得到基本风压：ω₀=0.40kN/㎡（50年一遇）；地面粗糙度为B类；基本雪压：s₀=0.35kN/㎡（50年一遇）。

1.3.3抗震设防烈度

根据《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010）,宝应县地区抗震设防烈度为六度（0.05g），设计地震分组为第三组；本建筑抗震设防类别为乙类（重点设防类），框架抗震等级为三级。建筑的场地类别为Ⅲ类，地段类别为一般地段，场地特征周期为0.65s。

1.3.4材料

混凝土强度等级：梁、柱采用C40；楼板采用C30。

混凝土轴心抗压强度设计值：C30-14.3N•mm^-2；C40-19.1N•mm^-2

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