论文总字数：219280字

摘 要

此次结构设计过程中，首先进行了结构布置方案的设计，初步确定了框架结构主要构件的截面尺寸以及基础形式。然后重点对⑥轴框架进行了结构设计计算，计算了框架在竖向荷载（恒荷载和可变荷载）、风荷载以及地震作用下的结构内力。运用Excel进行内力组合，并判别应使用的设计内力后，对该榀框架的梁柱截面进行了配筋设计。除此之外还对结构的基础和楼梯进行了设计计算。最后运用PKPM软件对结构的手算结构进行了电算校核，完善了手算中未涉及的部分设计工作。同时比较手算与电算的误差，分析原因，并在计算结果的基础上，绘制了施工图。

关键词： 框架结构 钢筋混凝土 结构设计

The structural design of laboratory building for Zhenjiang New District Hospital

Name:Wang manya Student ID:05111522

Supervised by Ding youliang and Yang jianping

Abstract:

The final year project for me is the design of the laboratory building for Zhenjiang New District Hospital. It is a concrete frame structure,which has five floors.The story height of every floor is 3.6m. The building’s total length is 62.9m,total width is 19.8m, total construction area is 1235.52m².

In this design process, first, I designed the structural layout program,initially identified the sectional dimension of the main components and selected the bade form according to the ground conditions.Then, I started to do the structure design of the 6^th axis, which is the main part of the program. I calculated the internal force of the frame under vertical loads , wind load and the seismic force. After calculating the combination of internal force by using Excel software, I made out the cross-section design of beams and columns. Except for that, this design report also includes the design of the foundation and stairs. In the end, 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. Then finally all the construction drawings are based on the calculation results.

Key words: frame structure reinforced concrete structural design

目 录

第一章 设计资料 1

1.1工程概况 1

1.1.1工程名称 1

1.1.2建筑概况 1

1.2基本数据 1

1.2.1抗震要求 1

1.2.2气象条件 1

1.2.3场地地质条件 1

第二章 结构选型与布置 2

2.1结构选型 2

2.2结构布置 2

2.3主要构件截面尺寸估算 3

2.3.1梁截面 3

2.3.2框架柱截面尺寸估算 4

2.3.3板厚估算 6

第三章 荷载计算 7

3.1恒载计算 7

3.1.1屋面荷载 7

3.1.2楼面荷载 7

3.1.3 梁自重 8

3.1.4 柱自重 8

3.1.5 墙自重 8

3.2活荷载计算 9

3.2.1屋面活载 9

3.2.2楼面活载 9

3.2.3雪荷载 10

3.2.4风荷载 10

第四章 楼盖设计 12

4.1 楼面资料 12

4.2楼面板设计 12

4.2.1楼面板计算简图 12

4.2.2弯矩计算 13

4.2.3配筋计算 17

4.3 楼面次梁设计 20

4.3.1井字楼盖次梁设计 20

4.3.2非井字梁计算 33

第五章 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恒荷载计算 39

5.2.2楼（屋）面活荷载计算 42

5.2.3重力荷载代表值计算 46

5.3竖向荷载作用下的内力计算 48

5.3.1恒荷载作用下 48

5.3.2可变荷载作用下 58

5.3.3重力荷载作用下 86

5.4风荷载作用下的内力计算 97

5.4.1风荷载计算 97

5.4.2柱的修正抗侧刚度 98

5.4.3修正反弯点高度计算 98

5.4.4内力计算 99

5.4.4风荷载内力图 101

5.4.5风荷载作用下的侧移计算 103

5.5地震作用下的内力计算 103

5.5.1重力荷载代表值计算 103

5.5.2横向框架水平地震作用计算 107

5.5.3横向框架水平地震作用下内力计算 110

第六章 梁、柱内力组合 115

6.1框架梁内力组合 116

6.1.1框架梁内力非抗震组合 116

6.1.2框架梁内力抗震组合 116

6.2框架柱内力组合 117

6.2.1框架柱内力非抗震组合 118

6.2.2框架柱内力抗震组合 118

第七章 梁、柱截面设计 137

7.1 框架梁截面设计 137

7.1.1设计条件 137

7.1.3正截面受弯承载力计算 138

7.1.4斜截面受剪承载力及剪压比验算 138

7.1.5裂缝宽度验算 139

7.1.6挠度验算 140

7.2框架柱截面设计 149

7.2.1设计条件 149

7.2.2正截面受弯承载力计算及轴压比验算 149

7.2.3斜截面受剪承载力及剪压比验算 151

第八章 基础设计 164

8.1基础设计资料 164

8.2基础设计 164

8.2.1基础上部作用效应 164

8.2.2 A、D轴柱下基础设计 164

8.2.3 B、C轴柱下基础设计 167

8.3基础拉梁设计 169

8.3.1确定基础梁截面尺寸 169

8.3.2基础梁正截面受弯承载力计算 169

第九章 楼梯设计 171

9.1 设计资料 171

9.2 梯段板设计 171

9.2.1 计算简图的确定 171

9.2.2荷载计算 171

9.2.3 内力计算 171

9.2.4截面设计 172

9.3 平台板设计 172

9.3.1 计算简图的确定 172

9.3.2荷载计算 172

9.3.3 内力计算 173

9.3.4 截面设计 173

9.4 平台梁设计 174

9.4.1计算简图的确定 174

9.4.2荷载计算 174

9.4.3内力计算 175

9.4.4 截面设计 175

9.5平台柱设计 176

第十章 手算与PKPM电算比较 177

10.1结构基本周期比较 177

10.2层间位移比较 177

10.3底层柱轴力标准值比较 178

10.4框架梁和底层柱配筋面积 178

参考文献 180

致 谢 181

附件 182

第一章 设计资料

1.1工程概况

1.1.1工程名称

镇江新区医院实验楼

1.1.2建筑概况

本建筑为镇江新区医院实验楼，采用钢筋混凝土框架结构，共五层，每层层高3.6m，建筑总长62.9m，总宽度为19.8m，室内外高差0.3m。基础埋深初步定为-0.75m。

镇江新区实验楼的设计使用年限为50年；结构安全等级为二级；地基基础设计等级为丙级；建筑耐火等级为二级；屋面防水等级为二级。

1.2基本数据

1.2.1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，建筑场地土类别为Ⅲ类，框架抗震等级为三级。

1.2.2气象条件

基本风压：

基本雪压：

1.2.3场地地质条件

拟建场地浅部为填土，填土厚度为1.0米，。

填土以下为工程地质性能较好的粉质粘土层，。

因整体结构较为简单，地质条件亦大致可以满足受力要求，初步选用柱下独立基础作为基础形式。

第二章 结构选型与布置

2.1结构选型

根据建筑功能的要求，为使建筑平面布置灵活，获得较大的使用空间，本结构设计采用钢筋混凝土框架结构体系。

2.2结构布置

根据建筑功能要求及建筑物可用的占地平面地形，柱网布置成长方形，采用纵横向框架双向承重方案，该方案具有较好的整体工作性能。结构标准层平面布置图如下图2-1（a）和2-1（b）所示。施工方案采用梁、板、柱整体现浇方案，楼梯采用整体现浇板式楼梯。

图2-1(a) 标准层结构布置图

图2-1(b) 屋面结构布置图

2.3主要构件截面尺寸估算

本工程结构形式为现浇钢筋混凝土框架结构，建筑抗震设防类别为丙类，处于7度抗震设防地区，房屋总高度为21.5m，查《建筑抗震规范（GB50011-2010）》可知本工程结构抗震等级为三级。各层梁柱板均采用C35混凝土，钢筋均采用HRB400级钢筋。

2.3.1梁截面

1. 主梁

主梁的高度和宽度分别按和来选取。本工程中框架主梁跨度有4种，。

取。

为方便施工，统一选取截面宽度为300mm，考虑到连续梁各跨的线刚度应大致相同，则将3m跨度的主梁尺寸进行调整。。

1. 次梁

次梁的高度和宽度分别按和来选取。

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