论文总字数：325604字

摘 要

本次毕业设计的对象是南京市高淳区桠溪镇已建的一栋中心卫生院的主楼部分，其主体结构共六层层，其中1F层高 4.0m，2 F 层高4.4m，3F-5F层高3.7m，6F层高4.0m，建筑物总高度为23.5m，建筑面积为1181平方米。采用钢筋混凝土框架结构，共计三跨，柱下独立基础。

本计算书的主要内容包含如下部分：

工程概况；

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；

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；

水平结构体系设计：

包括楼盖设计与屋盖设计；

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。

楼梯设计；

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。

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。

本设计最终完成九张施工图。

[关键词] 钢筋混凝土 框架 结构设计

The Structure Design of a central hospital

in Nanjing yaxi town gaochun district

[Abstract]

The object of this graduation design is the main part of a central hospital which had been built in Nanjing yaxi town gaochun district. Its main structure has six layers in all, the height of 1F is 4.0m, the height of 2F is 4.4m, the height of 6F is 4.0m and the others are all 3.7m. The height of the whole building is 23.5m, and the Construction area is 1181 square metres. Reinforced concrete frame structure which has a tatal of three spans will be applied in this building, and independent under-post foundation is also will be used.

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 nine 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 5

1.1设计条件 5

1.1.1工程概况 5

1.1.2其他设计条件 5

1.2结构选型和布置 6

1.2.1结构选型和布置 6

1.2.2主要构件的截面尺寸估算 8

第二章 水平结构体系设计 10

2.1楼盖设计 10

2.1.1楼面板荷载计算 10

2.1.2楼面板弯矩设计值（按弹性理论计算） 11

2.1.3楼面板截面设计 15

2.1.4楼面板裂缝宽度与挠度验算 19

2.1.5楼面次梁设计 25

2.2屋盖设计 32

2.2.1屋面板荷载计算 33

2.2.2屋面板弯矩设计值（按弹性理论计算） 33

2.2.3 屋面板截面设计 36

2.2.4屋面板裂缝宽度与挠度验算 39

2.2.5屋面次梁设计 42

第三章 竖向结构体系分析模型 44

3.1计算单元 44

3.2计算简图 44

3.2.1结构形式 44

3.2.2轴线尺寸 44

3.2.3 截面特征 44

3.3 荷载计算 45

3.3.1 永久荷载 46

3.3.2 可变荷载 51

3.3.3 风荷载 53

3.3.4 地震作用 54

第四章 横向框架在竖向荷载作用下的内力计算 58

4.1横向框架在永久荷载作用下的内力计算 58

4.2横向框架在可变荷载作用下的内力计算 68

4.3横向框架在重力荷载代表值作用下的内力计算 75

第五章 横向框架在风荷载作用下的内力计算和位移计算 76

5.1柱的修正抗侧刚度 76

5.2反弯点高度计算 76

5.3横向框架在风荷载作用下的内力计算 77

5.4横向框架在风荷载作用下的侧移计算 79

第六章 横向框架在水平地震载作用下的内力计算和位移计算 82

6.1横向框架在水平地震作用下的内力计算 82

6.2横向框架在水平地震作用下的侧移计算 87

七、梁柱构件设计 88

7.1内力组合 88

7.1.1荷载效应组合 88

7.1.2控制截面及最不利内力 88

7.2截面设计 122

7.2.1梁截面设计 122

7.2.2柱截面设计 129

第八章 楼梯设计 145

8.1底层楼梯设计 145

8.1.1结构布置 145

8.1.2内力计算与截面设计 146

8.2其余各层楼梯设计 149

第九章 基础设计 149

9.1设计条件 149

9.1.1地质条件 149

9.1.2基础选型 149

9.2基础设计 150

9.2.1基础的构造 150

9.2.2基础承载力计算 150

9.2.3基础拉梁设计 152

第十章 电算校核 154

10.1电算结构设计信息 154

10.2手算结果与电算结果的比较 157

10.2.1结构自振周期 157

10.2.2竖向荷载作用下结构的内力 158

10.2.3水平荷载作用下结构的内力 160

10.2.4结构内力组合与截面配筋 162

致谢 164

参考文献 165

附件：电算计算书 166

第一章 结构方案分析

1.1设计条件

1.1.1工程概况

本工程为南京桠溪中心卫生院工程，其位于南京市高淳区桠溪镇老桠路南侧、赵村西侧。该项目总建筑面积12162，该项目建筑层数为地上六层，地下一层，另附二层裙楼，考虑到该项目的工程量过大， 经导师讨论，现本人只负责计算其地上六层部分框架， 建筑面积为1181，总高度23.5m。 根据《建筑地基基础设计规范》^[11]第3.0.1 条划分，该工程地基基础设计等级为丙级；根据《建筑工程抗震设防类别标准》（GB50223-2008）^[12]有关规定该工程设防类别为乙类。

1.1.2其他设计条件

1. 水文地质资料

根据由江苏南京地质工程勘察院提供的 《南京市桠溪中心卫生院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/，以下为粘土层，天然重度为18KN/，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。

1. 气象条件

基本风压值：ω₀=0.40 kN/，地面粗糙度为B类；基本雪压值：s₀=0.65 kN/。

1. 抗震设防烈度

根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）^[10]附录 A 确定南京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；已知建筑场地类别为Ⅲ类，场地设计特征周期为0.45s；框架抗震等级为三级。

1. 材料

混凝土强度等级选用：梁、板、三四五层柱 C30，一二层柱C40。

钢筋等级选用：梁、柱主筋选用 HRB400，箍筋选用 HPB300，板受力钢筋选用 HRB335，构造钢筋采用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。

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。

根据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2011）^[9]附录 A可知各材料自重：钢筋混凝土—25kN/；石灰砂浆—17 kN/；水泥砂浆—20 kN/；水泥石灰焦渣砂浆—14kN/；矿渣水泥—14.5 kN/；八层作法防水层—0.4kN/水磨石地面—0.65kN/；V型轻钢龙骨吊顶—0.25 kN/ 砼空心小砌块—11.8 kN/。

1. 可变荷载取值

楼面均布活荷载：

屋面均布活荷载：

注：风荷载组合值系数、频遇值系数和准永久值系数分别为0.6、0.4和0.0

1.2结构选型和布置

1.2.1结构选型和布置

1. 竖向承重结构

考虑到该卫生院各层包含了办公室、活动室、手术室、各类诊室、器材储物室以及大厅等多种形式的房间，所以要选用能够便于灵活布置房间大小并且能提供较大使用空间的结构体系。从建筑的抗震角度来看，该卫生院为乙类建筑，抗震等级为三级，抗震设防烈度为7度，查建筑抗震规范可知，框架结构的最大高度为55米，而该建筑的高度只有23.5m，满足要求。此外，钢筋混凝土框架结构较其他结构体系而言，还具有施工方便，成本较小的优点。

综合考虑建筑的功能要求、安全性、施工条件和经济性，竖向承重结构体系选用钢筋混凝土框架结构。

1. 水平承重结构

框架结构的柱网尺寸，首先要满足生产工艺和其他使用功能的要求，其次是满足建筑平面功能的要求，此外，平面应尽可能简单规划、受力合理，使各构件跨度合理、内力分布均衡。本次课程设计的柱网见下图。每层主次梁的布置主要依据上层空间的划分和墙体的位置，所有的楼盖均采用现浇形式，各层楼盖布置见图1.2.1至图1.2.4。

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