论文总字数：98002字
摘 要
本工程为南京市栖霞中学办公楼项目。该项目位于南京市栖霞区，采用钢筋混凝土框架结构。主体结构共6层，底层层高为4.2m，二到六层层高为3.3m，建筑总长55.44m，总宽17.64m，总建筑高度21.6m，总建筑面积5768m2。室内外高差0.45m。
首先进行了结构布置方案设计，初步确定了框架梁、柱和楼板等主要结构构件的截面尺寸和基础形式，然后对结构楼盖进行设计计算，重点对框架中轴框架进行了结构设计计算（手算），计算框架在竖向荷载（恒荷载及活荷载）、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软件进行内力组合，找出最不利的一组或几组内力组合，从而对该榀框架的梁柱截面进行截面设计与配筋。该建筑中的楼梯采用现浇板式楼梯，在对楼梯的设计中完成了对平台板，梯段板，平台梁、柱等构件的内力和配筋计算。结构基础采用的是人工挖空桩基础，桩基础设计包括了对基础连梁、桩以及桩承台的设计。另外，运用PKPM软件对手算结果进行电算校核，完善手算没有涉及部分的设计工作。同时，比较手算与电算的误差，并分析原因。最终在计算结果之上绘制了8张施工图。
关键词：结构设计 框架结构 钢筋混凝土
Nanjing Qixia High School Office Building Structural Design
Name: Gong Laikai Student ID:05112601
Supervisor: Pro.Ding Youliang
Abstract
The final year project for me is the frame structure design of the Nanjing Qixia High School Office Building. It is a reinforced concrete frame structure, which has six floors. The story height of the first floor is 4.2m and that of the other floors is 3.3m.The buildings’ total length is 55.44m, the total width is 17.64m, the total height is 21.6m, and the total construction area is about 5768m2.
The purpose of the design is mainly to do the structure design for the frames of axis 4. After the array of the structure is determined, firstly I determine the dimensions of the cross-sections of beams, columns and floors. Secondly, I calculate the internal force of the frame under the vertical loads (dead load and live load) and the wind load, as well as 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 one or several sets of the most adverse internal force of members. Then I make out the cross-section design of beams and columns. Slab stairs is used in this structure. The design of the stairs includes calculating the internal force and reinforcing components such as landing slab, step board and landing girder. In the end, concrete pile foundation needs design, including the design of foundation beam, pile and platform on piles.
Then, the results is checked by software PKPM, including finding out differences between them and analyzing the reasons. What’s more, software PKPM is used to improve the part ignored in hand computation. Finally, there are 8 construction drawings based on the calculation results in all.
Keywords: Structural design Frame structure Reinforced concrete
目录
第1章 设计资料 7
1.1 工程概况 7
1.2 抗震要求 7
1.3 气象条件 7
1.4 岩土工程勘察土层报告 7
1.5 材料选用 7
第2章 结构选型与布置 8
2.1 结构选型 8
2.2 结构布置 8
2.3 初估截面尺寸 8
2.3.1 板截面初估 8
2.3.2 截面初估 8
2.3.3 柱截面初估 9
第3章 荷载标准值计算 11
3.1 竖向荷载计算 11
3.1.1 永久荷载计算 11
3.1.2 可变荷载计算 15
3.2 风荷载计算 15
第4章 混凝土楼盖设计 17
4.1 楼面板设计 17
4.1.1 楼面板计算简图 17
4.1.2 弯矩计算 18
4.1.3 配筋计算 19
4.2 顶层楼盖设计 22
4.2.1 楼盖计算简图 22
4.2.2 楼盖弯矩计算 23
4.2.3 楼盖配筋计算 23
4.3 标准层次梁设计 25
4.3.1 次梁A（CL1）内力计算 25
4.3.2 次梁B（CL3）内力计算 28
4.3.3 次梁C、D（CL2）内力计算 31
4.4 顶层次梁设计 34
第5章 竖向荷载下框架内力计算 38
5.1 框架计算简图 38
5.2 竖向荷载计算 39
5.2.1 永久荷载 39
5.2.2 楼（屋面）可变荷载 42
5.3 竖向荷载作用下的内力计算 43
5.3.1 永久荷载作用下 43
5.3.2 可变荷载作用下 49
第6章 风荷载作用下内力计算 54
第7章 水平地震作用下框架内力计算 57
7.1 重力荷载代表值计算 57
7.1.1 屋顶层重力荷载代表值计算 57
7.1.2 第2-5层重力荷载代表值计算 58
7.1.3 底层重力荷载代表值计算 58
7.2 水平地震作用计算 59
7.2.1 框架梁柱线刚度计算 59
7.2.2 基本自振周期计算 59
7.2.3 水平地震作用计算 60
7.3 横向水平地震作用下内力计算 61
7.3.1 地震剪力的分配 61
7.3.2 横向框架水平地震作用下内力计算 62
7.3.3 地震荷载作用下的内力图 63
第8章 梁柱内力组合 64
8.1 框架梁内力组合 64
8.1.1 框架梁非抗震内力组合 64
8.1.2 框架梁抗震内力组合 65
8.2 框架柱内力组合 65
8.2.1 框架柱非抗震内力组合 65
8.2.2 框架柱抗震内力组合 65
8.3 考虑侧移二阶效应 78
第9章 梁柱截面设计 79
9.1 框架梁截面设计 79
9.1.1 框架梁正截面设计 79
9.1.2 框架梁斜截面设计 81
9.1.3 框架梁裂缝宽度验算 81
9.1.4 框架梁挠度验算 81
9.2 框架柱截面设计 85
9.2.1 框架柱正截面设计 85
9.2.2 框架柱斜截面设计 86
第10章 楼梯设计 90
10.1 梯段板设计 90
10.1.1 梯段板布置 90
10.1.2 荷载计算 90
10.1.3 内力计算 91
10.1.4 配筋计算 91
10.2 平台板PB1设计 92
10.2.1 平台板布置 92
10.2.2 荷载计算 92
10.2.3 内力计算 92
10.2.4 配筋计算 92
10.3 平台板PB2设计 93
10.3.1 平台板布置 93
10.3.2 荷载计算 93
10.3.3 内力计算 93
10.3.4 配筋计算 93
10.4 平台梁设计 93
10.4.1 平台梁布置 93
10.4.2 荷载计算 94
10.4.3 正截面受弯承载力计算 94
10.4.4 斜截面受弯承载力计算 94
第11章 基础设计 95
11.1 场地工程地质条件 95
11.2 基础布置 96
11.3 地基计算 97
11.3.1 地基承载力修正 97
11.3.2 基地压力计算 97
11.4 基础梁内力计算 97
11.5 基础梁截面设计 98
11.5.1 肋梁正截面承载力计算 98
11.5.2 肋梁斜截面承载力计算 98
11.5.3 肋梁抗冲切验算 99
11.5.4 翼板的抗弯承载力计算 99
11.5.5 翼板抗冲切验算。 99
第12章 手算与电算的比较 100
12.1 结构基本周期 100
12.2 层间位移 100
12.3 底层柱底轴力 101
12.4 框架梁配筋 101
致谢 102
参考文献 103
设计资料
工程概况
本建筑为南京市栖霞中学办公楼，位于南京市栖霞区，采用钢筋混凝土框架结构，主体结构共6层，底层层高为4.2m，二到六层层高为3.3m，建筑总长54.6m，总宽17.64m，总建筑高度21.6m，总建筑面积5765.76m2。室内外高差0.45m。本工程建筑结构安全等级为二级，结构设计使用年限为50年。
抗震要求
根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010），拟建场地设防烈度为7度（第一组），设计基本地震加速度值为0.10g。水平地震影响系数最大值0.08，建筑的场地土类别为Ⅱ类。
气象条件
（1）基本风压： w0 = 0.4kN/m （R=50 年），地面粗糙度类别为C类。
（2）基本雪压： s0 = 0.65kN/m （R=50 年）。
岩土工程勘察土层报告
本工程依据建筑勘察设计院提供的南京市栖霞中学办公楼勘察报告。地基基础设计等级为丙级。
材料选用
（1）混凝土
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