论文总字数：222820字

摘 要

本次毕业设计的对象是江苏泗阳已建的一栋移动综合楼，其主体结构共六层，有两层裙楼，层顶部建有设备层。其中1F层高 5.4m，2F、3F 层高4.5m，4F、5F层高4.2m，6F层高8.4m，设备层层高4.5m，建筑物总高度为35.7m。采用钢筋混凝土框架结构，设柱下独立基础。

本计算书的主要内容包含如下部分：

1. 工程概况；
2. 方案设计：

包括结构选型、结构布置和主要构件的截面尺寸估算；

1. 结构分析：

即计算结构在各种作用下的效应，其核心问题是计算模型的确定，包括计算简图和采用的计算理论；

1. 水平结构体系设计：

包括楼盖设计与屋盖设计；

1. 竖向结构体系设计：

以一榀横向框架为例，计算其在竖向荷载、风荷载、地震作用下的效应，并进行荷载效应组合，取最不利内力进行梁柱截面设计。

1. 楼梯设计；
2. 基础设计：

以一个柱下独立基础为计算示例，并进行基础拉梁的设计。

1. 电算校核：

用 PKPM 软件建立相应模型，进行电算校核，并分析电算结果与手算结果的差异。

本设计最终完成十六张施工图。

[关键词] 钢筋混凝土 框架 结构设计

The Structure Design of a mobile central building

in Siyang,Jiangsu

[Abstract]

The object of this graduation design is a mobile central building which had been built in Siyang, Jiangsu. Its main structure has six layers and one device layer in all, the height of 1F is 5.4 m, the height of 2F and 3F is 4.5m, the height of 4F and 5F is 4.2m and 6F are 8.4 m. The height of device layer is 4.5m. The height of the whole building is35.7m. Reinforced concrete frame structure with independent under-post foundation.

The content of this calculation includes the following parts:

1. The survey of the program, such as the general situation of the engineering and its geologic and climate conditions.
2. The preliminary design, including the selection and layout of the structure, the section size of main component estimations.
3. The analysis of the structure, to determine the bending moments, shears, and axial forces in the structure. The core problem is the determination of calculation model, containing calculation diagram as wel as theory of computation.
4. Calculation of the level structural system, including the floor and roof design.
5. Calculation of the vertical structural system. Taking one common horizontal framework as examples, calculate the effect under the action of vertical load, wind load and earthquake, and then combinate the load effects ,select the most adverse internal force to carry on the design of column section and beam section.
6. Design of the staircase.
7. Design of the pile base. Calcuate one of the independent under-post foundations and one of the foundation beams.
8. Computer check. Use PKPM software to establish the corresponding model, carry on the computer check and analyse the difference between manual and computer results.

There are 16 construction drawings with specifications besides this paper.

[Keyword] reinforced concrete frame the design of the structure

目录

第一章 结构方案分析 1

1.1设计条件 1

1.1.1工程概况 1

1.1.2其他设计资料 1

1.2结构选型与结构布置 2

1.2.1竖向承重结构 2

1.2.2 水平承重结构 2

1.2.3 基础结构 5

1.3构件截面尺寸估算 5

1.3.1梁 5

1.3.2柱 5

1.3.3 板 6

第二章 水平结构体系设计 7

2.1楼面板设计 7

2.1.1楼面永久荷载计算 7

2.1.2楼面板弯矩计算 8

2.1.3楼面板截面设计 15

2.1.4楼面板裂缝宽度验算 19

2.1.5楼面板挠度验算 25

2.1.6楼面次梁设计 27

2.2屋盖设计 31

2.2.1屋面永久荷载计算 32

2.2.2屋面板弯矩计算 32

2.2.3屋面板截面设计 35

2.2.4屋面板裂缝宽度验算 37

2.2.5屋面板挠度验算 39

2.2.6屋面次梁设计 41

第三章 竖向结构体系分析 42

3.1计算单元 42

3.2计算简图 42

3.3竖向荷载计算 44

3.3.1荷载统计 44

3.3.2竖向永久荷载计算 44

3.3.3竖向可变荷载计算 47

3.4水平风荷载计算 48

3.5竖向荷载作用下内力计算 49

3.5.1永久荷载作用下内力计算 49

3.5.2可变荷载作用下内力计算 55

3.6风荷载作用下内力计算 59

3.7风荷载作用下侧移计算 61

3.8内力组合与侧移二阶效应 61

第四章 结构抗震验算 76

4.1水平地震作用计算 76

4.1.1重力荷载代表值计算 76

4.1.2楼层抗侧刚度计算 78

4.1.3结构自振周期计算 81

4.1.4楼层地震剪力计算 81

4.2地震作用下内力计算 82

4.2.1一榀框架上地震作用 82

4.2.2地震作用下内力计算 83

4.3内力组合及设计内力调整 84

4.3.1组合要求 84

4.3.2框架梁 84

4.3.3框架柱 85

4.4变形验算 90

第五章 梁柱构件设计 92

5.1 框架梁设计 92

5.1.1 框架梁正截面承载力计算 92

5.1.2 框架梁斜截面承载力计算 99

5.1.3 框架梁裂缝宽度验算 104

5.1.4 框架梁挠度验算 108

5.2 框架柱设计 110

5.2.1 框架柱正截面承载力计算 110

5.2.2 框架柱斜截面承载力计算 119

第六章 楼梯设计 121

6.1结构布置 121

6.2内力计算与截面设计 121

6.2.1梯段板设计 121

6.2.2 平台板设计 122

6.2.3 平台梁设计 123

第七章 基础设计 125

7.1设计条件 125

7.2 基础设计 125

7.2.1 基础的构造 125

7.2.2 基础承载力计算 126

7.2.3 基础拉梁设计 129

第八章 电算校核与调整 131

10.1电算结构设计信息 131

10.2 手算结果与电算结果的比较 134

10.2.1 结构自振周期 134

10.2.2 恒载作用下结构的内力标准值比较 135

10.2.3 风荷载作用下结构的内力标准值比较 143

10.2.4 地震作用下结构的内力标准值比较 147

10.3 结构调整 150

参考文献 152

附件：电算计算书 153

第一章 结构方案分析

1.1设计条件

1.1.1工程概况

本次毕业设计的任务是完成江苏泗阳某移动综合楼的结构设计。该综合办公楼共有6层，建筑总高度为35.7m，1~2层建有裙楼。结构方案初步定为钢筋混凝土结构，基础采用柱下独立基础。

1.1.2其他设计资料

（1）水文地质资料

根据由江苏江苏泗阳地质工程勘察院提供的《江苏泗阳某移动综合楼工程岩土工程详细勘察报告》，拟建场地属长江漫滩地貌单元。场地地势平坦、开阔，难以发生滑坡、崩塌不良地质作用，为Ⅲ类建筑场地，处于可进行建设的一般地段。地下水及地下水以上土层对钢筋混凝土结构不具腐蚀性。

天然地面以下0.5m深度内为耕植土，天然重度为16KN/m3，以下为粘土层，天然重度为18KN/m³，其地基承载力特征值=180KN/(，该土层层厚约10m，可作地基持力层；该场地丰水期地下最高水位为地表以下6m。

（2）气象资料

基本风压值：=0.40kN/m²，地面粗糙度为 B 类；基本雪压值：=0.65 kN/m²。

（3）抗震设防类度

根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)附录 A 确定江苏泗阳地区的抗震设防烈度为 7 度，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度 0.10g；由地质勘测结果 查上述规范知建筑场地类别为Ⅲ类，无液化土层，场地设计特征周期为 0.45s；框架抗震等级为二级。

（4）材料

混凝土强度等级选用：C30。

钢筋等级选用：梁、柱主筋选用 HRB400，板受力钢筋选用 HRB335，箍筋与构造筋选用HPB300。

屋面做法：钢筋混凝土现浇板，20mm 石灰砂浆抹底，20mm 水泥砂浆找平，40mm 水 泥石灰焦渣砂浆 3‰找坡，80mm 矿渣水泥保温层，八层作法防水层（三毡四油上铺小石子）。

楼面做法：钢筋混凝土现浇板，20mm 石灰砂浆抹底，20mm 水泥砂浆找平，水磨石面层，V型轻钢龙骨吊顶。

砌体：采用MU7.5砼小型空心砌块，尺寸190×190×390，墙厚200mm，双面抹灰墙体共重3.6 KN/m²。

砂浆：地面以下砌体用M5.0水泥砂浆，地面以上砌体用Mb5.0砌块专用砂浆。

铝合金窗重：不带窗枝时重0.35 KN/m²；带窗枝时重0.7 KN/m²；木门重0.3 KN/m²。

（5）可变荷载取值

查建《筑结构荷载规范》GB50009-2012各楼、屋面均布活荷载标准值及其组合值、频遇值和准永久值系数见表1.1.

表1.1可变荷载取值

1.2结构选型与结构布置

1.2.1竖向承重结构

该移动综合楼各楼层包含了门厅、营业厅、餐厅、大会议室、活动室、消防水池等需要大空间的房间，以及办公室、值班室、小会议室、卫生间等小尺度的房间，因此要选择能够提供足够空间且便于灵活布置的竖向承重结构。从建筑抗震角度上看，该综合楼为乙类建筑，江苏泗阳抗震设防烈度为7度，建筑场地为Ⅲ类，查《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)可得，框架结构试用的最大高度为50m，而本综合楼的建筑高度为35.7m，满足要求。钢筋混凝土框架结构除有布置灵活、可以形成大的使用空间的特点外，还有施工简便，较经济的优点。综合考虑建筑的功能性、安全性和经济性，竖向承重结构选用钢筋混凝土框架结构。

1.2.2 水平承重结构

工程中柱网的布置由建筑功能决定，柱网布置在满足使用功能的基础上应使结构受力合理，方便施工。本例中柱网的布置见图 1.1。结构屋盖部分采用井字梁以满足大跨度设计，其他采用双向板肋梁。考虑墙下布梁等因素，楼盖的结构平面布置如图 1.1 、图 1.2、图1.3、图1.4和图1.5所示，除电梯井外其他开洞均未表示。 此外，现浇框架结构伸缩缝的最大间距为 55m，大于本结构的平面尺度，即无需设伸缩缝。

其中，井字梁与柱子采取“抗”的方法，把与柱子相连的井字梁设计成大井字梁，其它的井字梁套嵌其中，形成大井字梁套小井字梁的结构形式。楼面荷载经小井字梁传递给大井字梁，再由大井字梁传递给柱子。在这种方案中，由于存在大小井字梁的分格，使板及小井字梁的截面取值可以更为经济合理；而大井字梁将小井字梁传来的荷载向两向传递，相应地减轻了短向大井字梁所承受的荷载压力。屋面荷载主要经由大井字梁直接传给柱子，亦减少了对井字梁周边框架梁的抗扭刚度要求，使整层结构自重得以减轻。

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