南京外国语学校国际学校小学部教学楼4轴框架结构设计

论文总字数：267414字

摘 要

本次毕业设计的题目是南京外国语学校国际学校小学部教学楼项目。南京外国语学校国际学校小学部教学楼平面呈L型，总建筑面积约4200平方米，占地面积为1100平方米，共四层。

本设计主要是对小学部教学楼4轴框架结构进行设计。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。在结构布置方案确定之后，首先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柱下独立基础的设计。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单柱独立基础的埋深验算、基础高度验算、配筋计算。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，发现错误并分析误差存在的原因。最后利用手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

Nanjing Foreign Language School International School

Teaching Building Stuctural Design

Name：Meng Zhe Student ID：05111422

Supervisor Pro. QIN wei hong

Abstact

The final year project for me is the design of the teaching building of Nanjing Foreign Language School International School. The plan of the teaching building is L, with the total covered area of ​​4200 m². The teaching building includes 4 floors.

The purpose of the design is mainly to do the design in the frame construction of the mian building. 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. When the array of the structure is determined, firstly do the roof design. Secondly, I calculate the internal force of the frame under the vertical loads (dead load and live load), 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 I make out the cross-section design of the frame. After the design of the whole frame is completed ，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 independent foundation includes designing of the depth, the height of the foendation and the computing reinforcing quantity. After hand computation is completed, software PKPM is used to computing to improve the part included 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, there are also production drawings based on the calculation results.

Keywords : structural design  frame construction reinforced concrete

目录

一、 设计资料 5

1.1 工程名称 5

1.2 建筑资料 5

1.3 其他设计资料 5

1.3.1 水文地质资料 5

1.3.2 气象资料 5

1.3.3 抗震设防烈度 5

1.3.4 材料 5

二、结构方案分析 6

2.1 结构选型 6

2.2 结构布置 6

2.3 初估截面尺寸 6

2.3.1 板厚估算 6

2.3.2 主梁尺寸估算 6

2.3.3 次梁尺寸估算 6

2.3.4 柱截面尺寸估算 7

三、荷载计算 8

3.1 恒荷载计算 8

3.1.1屋面恒载 8

3.1.2楼面恒载 8

3.1.3 墙自重 8

3.1.4 梁自重 9

3.1.5 柱自重 10

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 12

4.1 屋面板设计 12

4.1.1 单向板设计 13

4.1.2 双向板设计 14

4.2 楼面板设计 18

4.2.1 双向板设计 18

4.3 屋盖次梁设计 23

4.3.1 梁CL1设计 24

4.3.2 梁CL2设计 26

4.3.3 梁CL3设计 29

4.3.4 梁CL3S设计 31

4.3.5 梁CL4设计 33

4.3.6 梁CL5设计 35

4.3.7 梁CL6设计 37

4.3.8 梁CL7设计 40

4.3.9 梁CL8设计 42

4.3.10 次次梁CCL1设计 44

4.3.11 次次梁CCL2设计 46

4.4 标准层楼盖次梁设计 49

4.4.1 梁BCL1设计 50

4.4.2 梁BCL2设计 52

4.3.3 梁BCL3设计 54

4.3.4 梁BCL3S设计 56

4.3.5 梁BCL4设计 58

4.4.6 梁BCL5设计 60

4.4.7 梁BCL6设计 62

五、竖向荷载下框架内力计算 65

5.1 框架计算简图 65

5.2 恒荷载计算 66

5.2.1 屋面层恒荷载计算 66

5.3 恒荷载下框架内力计算 70

5.3.1 杆件分配系数计算 70

5.3.2 固端弯矩计算 71

5.3.3 分层法计算梁、柱端弯矩 72

5.3.4 跨中弯矩计算 77

5.3.5 梁剪力计算 79

5.3.6 柱轴力计算 80

5.3.7 恒载下框架内力图绘制 81

5.4 活荷载计算 84

5.4.1 屋面层活荷载计算 85

5.2.2 标准层恒荷载计算 86

5.5 活荷载下框架内力计算 87

5.5.1 可变荷载布置方式Ⅰ 91

5.5.2 可变荷载布置方式Ⅱ 103

六、风荷载作用下框架内力计算 115

6.1风荷载作用下的内力计算 115

6.2 风荷载作用下的侧移计算 117

6.3 绘制风荷载作用下框架的内力图 118

6.3.1 框架梁弯矩 118

6.3.2 框架柱弯矩图 119

6.3.3 框架柱轴力图 120

6.3.4 框架梁剪力图 121

七、水平地震作用下框架内力计算 122

7.1 重力荷载代表值计算 122

7.1.1 屋顶层重力荷载代表值 122

7.1.2 第三层重力荷载代表值计算 122

7.1.3 第二层重力荷载代表值 123

7.1.4 底层重力荷载代表值 123

7.2 水平地震作用计算 124

7.2.1 框架梁柱线刚度计算 124

7.2.2 侧移刚度D计算 124

7.2.3 结构基本自振周期计算 127

7.2.4 纵向水平地震作用计算 127

7.2.5 纵向水平地震作用下内力计算 128

7.3 水平地震作用下框架的内力图 130

7.3.1 框架梁弯矩图 131

7.3.2 框架柱弯矩图 132

7.3.3 框架柱轴力图 133

7.3.4 框架梁剪力图 134

八、内力组合 135

8.1 框架梁内力组合 135

8.1.1 内力换算和梁端负弯矩调幅 135

8.1.2 荷载效应组合 142

8.2 框架柱内力组合 147

8.2.1 框架柱在各种荷载下的内力值 147

8.2.2 框架柱荷载组合 150

九、截面设计 154

9.1 框架梁截面设计 154

9.1.1 框架梁正截面受弯设计 154

9.1.2 框架梁斜截面受剪设计 156

9.1.3 框架梁裂缝宽度验算 160

9.2 框架柱截面设计 162

9.2.1 框架柱正截面设计 162

9.2.2 框架柱斜截面设计 175

十、楼梯设计 179

10.1 设计资料 179

10.1.1 结构布置 179

10.2 内力计算与截面设计 180

10.2.1 梯段板 180

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