江宁高新园兴宁南路小学教学楼结构设计

论文总字数：207985字

摘 要

工程位于江苏省南京市江宁区高新园兴宁南路，采用钢筋混凝土框架结构，主体结构共5层，建筑总长度为 66.40m，建筑总面积为 9110.18m²。建筑为五层，顶层层高 4.0m， 其余各层为 3.6m，屋顶最高点的高度为 26.95m。室内外高差为 450mm。

本设计首先进行的是结构选型，在确定采用钢筋混凝土框架结构后，再进行结构布置方案的设计，初步选定了框架柱、梁和楼板等主要结构构件的截面尺寸和基础形式，然后对结构屋盖和楼盖金新设计计算。本结构设计的重点——对框架结构中轴框架进行了手算设计计算，首先计算框架在竖向荷载（恒荷载及活荷载）、风荷载和地震力作用下的结构内力。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。结构基础采用的是预应力混凝土管桩基础，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对手算结果进行电算校核，并分析了手算与电算误差的产生原因。最终，在计算结果之上，绘制了11张施工图。

关键词： 框架结构 钢筋混凝土 结构设计

Frame Structure Design Of The Teaching building for Xinning Nan Street of Jiangning District

Student：Wang Bo Number：05114112

Supervision：Lv Lingyi Wang Dong Huang Ye

ABSTRACT

The project is located in the north of Xinning Nan Street of Jiangning District in Nanjing city. It is a reinforced concrete frame structure, which has five stories. The top layer-storey is 4.0 m and the others are all 3.6m. The total length is 66.40m, total width 24.3m, total height 26.95, total construction area 9110.18m².

The purpose of the design is mainly to do the structure design for the frames of axis . 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) and the wind load, also 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 such components as landing slab, step board and landing girder. In the end, Prestressed concrete pile foundation needs designing, which contains the design of foundation beam, pile and platform on piles. Then, the results is checked by software PKPM, including analyzing the causes of those differences between them. There are 11 construction drawings based on the calculation results in all.

Keywords： Frame Construction, Reinforced concrete, Structure Design

目 录

第一部分 设计资料

1.1 工程概况 1

1.1.1 工程名称 1

1.1.2 建设地点 1

1.1.3 建设单位 1

1.2 建筑设计资料 1

1.3 基本数据 1

1.3.1抗震要求 1

1.3.32气象条件 1

1.3.3 岩土工程勘察土层报告 2

第二部分 结构方案的选型及框架布置

2.1 结构选型 2

2.2 结构布置 2

2.3 构件尺寸 2

2.3.1板 3

2.3.2框架梁 3

2.3.3框架柱 3

第三部分 荷载标准值计算

3.1 竖向荷载计算 3

3.1.1 永久荷载计算 3

3.1.2 可变荷载计算 5

3.2 水平荷载计算 6

3.2.1 风荷载计算 6

第四部分 楼盖设计

4.1 楼面资料 7

4.2 楼面板设计 7

4.2.1楼面板计算简图 7

4.2.2弯距计算 9

4.2.3单向板 11

4.2.4配筋计算 11

4.2.5楼板裂缝宽度验算 13

4.2.6楼板挠度验算 14

4.3 屋面板设计 14

4.3.1屋面资料 14

4.3.2屋面板计算简图 14

4.3.3单向板 16

4.3.4双向板配筋计算 17

4.3.5单向板配筋计算 18

4.3.6屋面板裂缝宽度验算 18

4.3.7屋面板挠度验算 20

4.4 楼面次梁设计 21

4.4.1次梁CL-1（标准层） 21

4.4.2次梁CL-1（顶层） 23

4.4.3次梁CL-2（标准层） 25

4.4.4次梁CL-2（顶层） 27

4.4.5次梁裂缝宽度验算 29

4.4.6次梁挠度验算 29

第五部分 框架内力计算

5.1框架计算简图 30

5.1.1 计算简图说明 30

5.1.2 框架梁柱截面特征值 30

5.2 竖向荷载计算 32

5.2.1恒荷载计算 32

5.2.2楼（屋）面可变荷载计算 37

5.3竖向荷载作用下的内力计算 41

5.3.1永久荷载作用下 41

5.3.2可变荷载作用下 55

5.4 风荷载作用下的内力计算 79

5.4.1柱的修正抗侧刚度表 79

5.4.2 修正反弯点高度计算 80

5.4.3 内力计算表格 82

5.4.4 风荷载内力图 84

5.5 地震作用下的内力计算 86

5.5.1重力荷载代表值计算 86

5.5.3纵向框架水平地震作用下内力计算 91

第六部分 梁、柱内力组合

6.1框架梁内力组合 97

6.1.1框架梁内力非抗震组合 98

6.1.2框架梁内力抗震组合 98

6.2框架柱内力组合 110

6.2.1 柱内力非抗震组合 110

6.2.2 框架柱内力抗震组合 116

第七部分 梁、柱截面设计

7.1 框架梁截面设计 122

7.1.1 设计条件 122

7.1.2 构造要求 122

7.1.3 正截面受弯承载力计算 123

7.1.4 斜截面受剪承载力及剪压比验算 124

7.2 框架柱截面设计 131

7.2.1 设计条件 131

7.2.2 构造要求 131

7.2.3 正截面受弯承载力验算及轴压比验算 131

7.2.4 斜截面受剪承载力及剪压比验算 140

第八部分 基础设计

8.1基础设计资料 144

8.2 基础设计 145

8.2.1 基础选型 145

8.2.2 桩顶作用效应计算 145

8.2.3 单桩承载力计算 146

8.2.4 柱基础设计 146

8.3 基础连梁设计 153

8.3.1 梁高的估算 153

8.3.2 基础连梁正截面计算 154

第九部分 楼梯设计

9.1设计资料 155

9.2 底层楼梯的结构设计 155

9.2.1梯段板设计 155

9.2.2平台板设计 157

9.2.3平台梁计算 158

9.2.3平台柱设计 159

第十部分 手算与电算比较

10.1 结构基本周期 160

10.2 位移 160

10.3 底层柱轴力设计值 160

10.4 框架梁配筋面积 161

致 谢 160

【参考文献】 164

附件 165

第一部分 设计资料

1.1 工程概况

1.1.1 工程名称

南京市江宁高新园兴宁南路小学教学楼

1.1.2 建设地点

南京市江宁高新园兴宁南路

1.1.3 建设单位

南京方山森林公园管理有限公司

1.2 建筑设计资料

江宁高新园兴宁南路小学教学楼，建筑场地在南京市江宁区，建筑功能为教学楼。建筑总长度为 66.40m，建筑总面积为 9110.18m²。建筑为五层，顶层层高 4.0m， 其余各层为 3.6m，屋顶最高点的高度为 26.95m。室内外高差为 450mm。

1.3 基本数据

1.3.1抗震要求

工程所在地抗震设防烈度为7度，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度为0.10g，场地类别为Ⅲ类，框架抗震等级为三级。

1.3.2气象条件

基本风压：ω₀＝0.4kN/m²

基本雪压：S₀=0.65 kN/m²

1.3.3 岩土工程勘察土层报告

表格1-1岩土勘察报告