摘 摘
要 要
本工程为某高校学生公寓楼，主体为 5 层钢筋混凝土框架结构，层高 3.3 米，建筑物总高度为 21.3 米，总建筑面积要求达到 4723.2 平方米，每间 4 至 6 人要求设计，有独立的卫生间和阳台，最大能满足 900 人入住。
本次毕业设计中，第一部分设计是结构部分的设计，在这部分设计中，首先进行的是结构选型,根据各结构体系的优缺点，及本工程的实际情况，在符合经济的条件下，采用钢筋混凝土框架结构体系。其次进行结构平面布置，根据荷载情况，在满足结构受力合理，荷载传递简捷、梁宜拉通，避免凌乱，及满足建筑要求和方便施工等原则下，进行纵、横向梁布置，并根据规范和经验公式，进行主次梁截面初步估算。手算第四轴框架上的荷载，用 PK 计算其内力并配筋。在设计过程中，广泛采用天正、Auto CAD 绘图软件来辅助绘图。
在整个设计过程中，严格遵循相关的专业规范的要求，参考相关资料和有关最新的国家标准规范，对设计的各个环节进行综合全面的科学性考虑。总之，适用、安全、经济、使用方便是本设计的原则。设计合理可行的建筑结构方案是现场施工的重要依据。
本设计书包括如下部分：
1． 工程概况； 2． 楼盖设计； 3． 荷载计算； 4． 框架结构的受力分析、计算和设计； 5． 桩基础设计。
关键词
钢筋混凝土，框架，结构设计
University student"s dormitory structural designe
By : ZhangZhifeng
NO: 0600060222 Instructs teacher: ZhengJunxing
Xijing University
[Abstract] This is a student"s dormitory of a University l in the Xi’an newly developed area. Its function is provides the residence for the school student. It is a multi-layer reinforced concrete frame. It has five stories, the height of the first storey is 3.3 meters, and the height of other stories are all 3.3 meters. The height of the whole building is 18.5 meters.
The total floor space is 4723.2 square meters . One room can live four students, has the independence the bathroom and the balcony. Altogether can live 440 people.
This paper includes the following parts: 1. The survey of the program. 2. The design of the floor slab. 3. The calculation of the load. 4.The mechanical analysis， calculation and design of the frame. 5. The design of the pile base.
[Keywords]
Reinforced concrete, frame, the design of the structure
目
录
第一章 工程概况
................................................................................................................................. 1 第二章 楼盖设计
................................................................................................................................. 2 2.1 设计资料
................................................................................................................................. 2 2.2 楼盖盖的结构平面布置图 ..................................................................................... 2 2.3 板的设计
................................................................................................................................. 2 2.4 次梁的设计
............................................................................................................................ 5 第三章 框架结构布置及计算简图
................................................................................................. 7 3.1 梁柱尺寸
................................................................................................................................. 7 3.2 计算简图
................................................................................................................................. 7 3.3 梁柱线刚度
............................................................................................................................ 8 第四章 恒荷载内力计算
................................................................................................................... 8 4.1 恒荷载计算
............................................................................................................................ 8 4.2 恒荷载作用下内力计算
.................................................................................................... 10 第五章 活荷载内力计算
................................................................................................................. 16 5.1 活荷载计算
.......................................................................................................................... 16 5.2 活荷载作用下内力计算
.................................................................................................... 17 第六章 风荷载内力计算
................................................................................................................. 21 6.1 风荷载计算
.......................................................................................................................... 21 6.2 内力计算
............................................................................................................................... 22 第七章 地震作用内力计算
............................................................................................................. 25 7.1 重力荷载代表值计算
........................................................................................................ 25 7.2 水平地震作用计算
............................................................................................................. 26 7.3 一榀框架内力计算
............................................................................................................. 28 第八章 内力组合
............................................................................................................................... 31 8.1 梁内力组合
.......................................................................................................................... 31 8.2 柱内力组合
.......................................................................................................................... 34 第九章 截面设计
............................................................................................................................... 37 9.1 梁截面设计
.......................................................................................................................... 38 9.2 柱截面设计
.......................................................................................................................... 41 第十章 基础设计
............................................................................................................................... 52 10.1 边柱基础
............................................................................................................................. 52 10.2 中柱基础
............................................................................................................................. 55 参考文献
............................................................................................................................................... 57 致谢 ……………………………………………………………………………………5
第 一 章
工程概况
本工程为西安某高校学生宿舍。工程为五层现浇钢筋混凝土框架结构。
工程所在地抗震设防烈度为 8 度，设计基本地震加速度为 0.20g，设计地震分组为第一组，场地类别为Ⅱ类。
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，80～160 厚（3%找坡）膨胀珍珠岩保温层，四层作法防水层（一毡二油上铺小石子）。
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。
墙身做法：由普通砖砌筑而成，普通砖自重 18kN/m 3 ，厚度 240mm。
门窗做法：门为木门，自重 0.2 kN/m 2 ，窗为钢窗玻璃窗，自重 0.4 kN/m 2 。
活荷载：上人屋面均布活荷载标准值 2.0kN/m2，楼面活荷载标准值 2.0kN/m2。
常年主导风向为东北风，基本风压 0.35KN/ m 2 ，基本雪压 0.2KN/ m 2 ,室外计算温度 t=-8℃-32℃ 年降水量：634.0mm，日最大降水量 92.3mm
地基情况：表面为 0.5 米原耕种土。下为湿陷性黄土，地耐力标准值为2/ 150 m kN f k
本设计计算书包括楼盖、框架主体结构、基础部分的计算和设计。
第 二 章
楼盖设计
2.1 设计资料 1）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。
2）楼面荷载：均布活荷载标准值 2kN/m 2
3）材料：混凝土强度等级为 C30；梁内受力纵筋为 HRB335，其余为 HPB235 钢筋 2.2 楼盖 盖的结构平面布置图
见图 2-1
图 2-1 楼盖结构平面布置图
2.3 板的设计（弹性理论）
1）荷载计算 活荷载标准值：
2.0 kN/m 2
恒荷载标准值：
水磨石面层 0.65 kN/m 2
20 厚水泥砂浆找平 0.02×20=0.40kN/m 2
100mm 厚钢筋混凝土楼板 0.1×25=2.5kN/m 2
20mm 厚石灰砂浆抹底 0.02×17=0.34kN/m 2
小计 3.89 kN/m 2
荷载设计值 g=1.2×3.89=4.67kN/m 2
，q=1.4×2.0=2.8kN/m 2 q/2=1.4kN/m 2 ，g+q/2=6.07kN/m 2 ，g+q=7.47kN/m 2）弯矩计算 弯矩值计算表 表 2-1
A B C D l 01
(m) 2.4 3.6 2.4 3..6 l 02
(m) 7.2 7.2 7.2 7.2 l 01 /l 02
0.33 0.50 0.33 0.50 m 1
(0.04+0.2×0.0038) ×6.07×2.4 2 + (0.0965+0.2×0.0174) ×1.4×2.4 2 =2.248 (0.0397+0.2×0.0042) ×6. 07×3.6 2 + (0.0212+0.2×0.0862) ×1.4×3.6 2 =3.923 (0.0400+0.2×0.0038) ×6.07×2.4 2 + (0.0205+0.2×0.0880) ×1.4×2.4 2 =1.749 (0.04+0.2×0.0038) ×6.07×3.6 2 + (0.0559+0.2×0.0079) ×1.4×3.6 2 =4.121 m 2
(0.0038+0.2×0.04) ×6. 07×2.4 2 + (0.0174+0.2×0.0965) ×1.4×2.4 2 =3.05 (0.0042+0.2×0.0397) ×6.07×3.6 2 + (0.0862+0.2×0.0212) ×1.4×3.6 2 =2.607 (0.0038+0.2×0.0400) ×6. 07×2.4 2 + (0.0880+0.2×0.0205) ×1.4×2.4 2 =1.160 (0.0038+0.2×0.04) ×6.07×3.6 2 + (0.0079+0.2×0.0559) ×1.4×3.6 2 =1.236 m’ 1
-0.0829×7.47×2.4 2 = -3.600 -0.0829×7.47×3.6 2 = -8.101 -0.0829×7. 47×2.4 2 = -3.600 -0.0829×7. 47×3.6 2 = -8.101 m’ 2
-0.0570×7. 47×2.4 2 = -2.476 -0.0570×7. 47×3.6 2 = -5.570 -0.0570×7.47×2.4 2 = -2.476 -0.0570×7.47×3.6 2 = -5.570
3）截面设计 截面有效高度：假定选用 Φ8 钢筋，则 l 01 方向跨中截面的 h 01 =80mm；l 02 方向跨中截面的 h 02 =70mm；支座截面 h 0 =80mm。
最小配筋率 ρ smin =0.27%，则 A smin =0.27%×1000×100=270mm 2
截面设计时取用的弯矩设计值：中间跨的跨中截面及中间支座截面减小 20%；边跨跨中截面及楼板边缘算起的第二个支座截面处，当 lb/l0<1.5 时减小 20%，当 l b /l 0 =1.5～2.0 时减小 10%；楼板的角区格不折减。
为了便于计算，近似取 γ=0.95，y 0sf 95h . 0mA 计算过程见下表 楼面板配筋计算表 表 2-2
跨中截面 h 0
(mm) m (kN∙m) A s
(mm 2 ) 配筋 实配 A s
(mm 2 ) A l 01 方向 80 0.8×2.248=1.798 112.66 Φ8@180 279 l 02 方向 70 0.8×0.713=0.570 40.82 Φ8@180 279 B l 01 方向 80 3.923 245.80 Φ8@180 279 l 02 方向 70 2.607 186.68 Φ8@180 279 C l 01 方向 80 1.749 109.59 Φ8@180 279 l 02 方向 70 1.160 83.06 Φ8@180 279 D l 01 方向 80 4.121 329.68 Φ8@150 335 l 02 方向 70 1.236 86.52 Φ8@180 279 支座截面 h 0 (mm) m (kN∙m) A s
(mm 2 ) 配筋 实配 A s
(mm 2 ) A-A 80 -0.8×2.476=-1.981 124.12 Φ8@180 279 A-B 80 -5.570 349.00 Φ8@140 359 A-C 80 -2.476 ...