【文章內(nèi)容簡介】 ............................... 89 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 V 附 錄 ................................................................................................................................... 90 附錄 1 外文原文 ...................................................................................................................... 90 附錄 2 外文翻譯 .....................................................................................................................100 附錄 3 任務(wù)書 ........................................................................................................................107 附錄 4 開題報告 .................................................................................................................... 114 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 6 摘要 本工程為沈陽市某中學(xué)教學(xué)樓工程，根據(jù)設(shè)計任務(wù)書以及有關(guān)資料，結(jié)構(gòu)形式為現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，主體結(jié)構(gòu)為 4 層，總建筑面積約 4600m2。該設(shè)計包括建筑、結(jié)構(gòu)兩大部分。本冊說明書僅為結(jié)構(gòu)部分的設(shè)計計算書，主要設(shè)計內(nèi)容有：結(jié)構(gòu)選型，確定截面尺寸，計算重力荷載代表值。結(jié)構(gòu)抗震計算，利用頂點位移法計算結(jié)構(gòu)自振周期、利用底部剪力法計算水平地震作用以及水平地震作用下該框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力。利用彎矩二次分配法計算該框架結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下的內(nèi)力。內(nèi)力組合，利用最不利內(nèi)力組合確定梁柱截面設(shè)計。樓蓋、樓梯、基礎(chǔ)設(shè)計。用 PKPM 電算程序?qū)蚣芙Y(jié)構(gòu)進行計算。除此之外，根據(jù)計算結(jié)果還繪制了圖紙（框架、基礎(chǔ)、樓梯、樓板配筋圖），圖紙利用 PKPM 電算結(jié)果和 CAD 繪制。 關(guān)鍵詞 ： 框架結(jié)構(gòu)，地震作用，內(nèi)力組合，截面設(shè)計 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 7 Abstract The design is on the teaching building in Shenyang city. The structure adapts reinforced concrete frame structure according to the design assignment and the relative data, the principal part contains 4 floors, the total architectural areas is about 4600 square design includes architecture, structure, the explaining book is just about the calculation of the structure part, and the primary content have choose the structure type, confirm the section size, and calculate the representation value of gravity load, seismic calculation of structure, calculate the natural period of vibration with the topic displacement method and calculate the earthquake action and structural internal force with equivalent bottom shear method,calculate the internal force of frame structure in the vertical load by moment distributive method,internal force bination, use the most disadvantageous internal force Combination to design the beam and column,structure design of floor, stair and foundation,calculate the frame structure with PKPM program. In addition, frame, foundation, stair and floor configure drawing were plotted according to calculated result by plotted by CAD and PKPM. Key words: Frame structure, Earthquake action, Internal force bination, Design of section 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 8 第 1 章 工程概況 工程簡介 沈陽市某中學(xué)教學(xué)樓工程，建筑面積約為 4600m2，本工程擬建層數(shù)為四層，框架結(jié)構(gòu)。 地質(zhì)、水文及氣象資料 場地、地質(zhì)情況：場地平坦、無障礙物，經(jīng)地質(zhì)、文物勘探，地質(zhì)良好，地下無古代建筑，地基土為粘性土為主，建筑場地類別為 Ⅱ 類，地基土為粘性土為主，地基承載力特征值為 160 kN/m2。 基本雪壓： 。 基本風(fēng)壓為 。 抗震設(shè)防烈度 ： 按 7 度近震設(shè)防， 第一組， 設(shè)計基本地震加速度 。 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 9 第 2 章 結(jié)構(gòu)布置及梁柱截面尺寸確定 結(jié)構(gòu)布置及計算簡圖 結(jié)構(gòu)平面形狀宜簡單、規(guī)則、對稱，剛度和承載力分布均勻，不應(yīng)采用嚴重不規(guī)則的平面形狀。結(jié)構(gòu)的主要抗側(cè)力構(gòu)件應(yīng)對稱布置，盡量使結(jié)構(gòu)的剛心與質(zhì)心重合，避免地震時引起結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)及局部應(yīng)力集中。結(jié)構(gòu)平面布置如下圖所示。 圖 結(jié)構(gòu)平面布置圖 結(jié)構(gòu)的豎向布置應(yīng)使體型規(guī)則、均勻，避免有較大的外挑和內(nèi)收，質(zhì)量沿高度方向均勻分布，結(jié)構(gòu)的承載力和剛度宜自下而上逐漸的減小，避免抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度和承載力突變。本結(jié)構(gòu)整體采用一字型，在中間樓梯間處設(shè)置變 形縫，將結(jié)構(gòu)分為兩個一字型。橫向、豎向均較為簡單、規(guī)則。 計算簡圖用框架的軸線表示，框架柱的底部與基礎(chǔ)頂面固接。 2～ 4 層柱的計算高度即為層高，取 ；底層柱的計算高度從基礎(chǔ)頂面到一層樓板底面，室內(nèi)外高差為 ，基礎(chǔ)埋深 ，獨立基礎(chǔ)階高度取 ，即 h=++=。 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 10 圖 橫向框架計算簡圖 梁柱截面尺寸初定 根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》第 ，梁的截面尺寸，宜符合下列各項要求： (1)截面寬度不宜小于 200mm； (2)截面高寬比不宜大于 4； (3)梁凈跨與截面高度之比不宜小于 4。 主梁尺寸 框架結(jié)構(gòu)中梁截面高度 h 一般取計算跨度的 1/12～ 1/8，當(dāng)梁的負載面積較大或荷載較大時宜取上限值。同時為防止梁產(chǎn)生脆性破壞，梁的凈跨與截面高度之比不宜小于 4。梁的截面寬度可取梁高的 1/3～ 1/2，同時不應(yīng)小于 250mm。 主梁截面尺寸的確定： 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 11 橫向框架梁： h=(1/12～ 1/8 ) 7200=600～ 900（ mm），取 600mm b=(1/3～ 1/2) 600=200～ 300（ mm），取 250mm 縱向框架梁： h=(1/12～ 1/8) 5400=450～ 675（ mm），取 600mm b=(1/3～ 1/2) 600=200～ 300（ mm），取 250mm 走道梁： h=(1/12～ 1/8) 3000=250～ 375（ mm)，為了施工方便，取 600mm b=(1/3～ 1/2) 600=200～ 300（ mm），取 250mm 綜上所述，在本設(shè)計中，梁截面尺寸初選如下； 橫向框架主梁的截面尺寸為（ 250 600） mm，走廊梁由于走廊的跨度較小，為了防止梁的脆性破壞，規(guī)定 梁高宜不大于 1/4 凈跨，即 h0≤ 2500/4=625mm，截面尺寸為（ 250600） mm，縱向框架主梁的截面尺寸為（ 250 600） mm。 次梁尺寸 次梁： h=(1/18～ 1/12)L=(1/18～ 1/12) 7200=400～ 600（ mm） 則次梁的高度取 400mm。梁截面寬度可取 (1/3～ 1/2)梁高，則取次梁的截面尺寸為 200 mm 400mm。 框架柱截面尺寸 框架柱的截面尺寸一般根據(jù)軸壓比限值按下列公式估算： nFgN E?? ? ?c NcNA f?? 其中 N—— 柱組合的軸壓力設(shè)計值； β—— 考慮地震作用組合后柱軸壓力增大系數(shù)，邊柱取 ,不等跨內(nèi)取 ,等跨內(nèi)柱??； gE—— 折算在單位建筑面積上的重力荷載代表值，可根據(jù)實際計算，也可近似取 12～15 kN/m2； 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 12 n—— 驗算截面以上樓層層數(shù)； F—— 按簡支狀態(tài)計算的柱的負載面積； Ac—— 柱截面面積； [μN]—— 框架柱軸壓比限值，對一級、二級、三級、四級抗震等級分別取 、 、 ； fc—— 混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值； 由表可知本工程抗震等級為三級，軸壓比限值 [μN]=，各層重力荷載代表值近似取 kN/m2，柱的負荷面積如圖所示。 圖 柱負載面積示意圖 中柱的負載面積： (+) = 2m 邊柱的負載面積： = 2m 為了方便施工取邊柱與中柱的截面相同，因此取兩者較大值 F= 2m 中柱： ? ? 3 21 . 2 5 2 7 . 5 4 1 3 1 0 41 4 7 2 7 2 . 7 30 . 8 5 1 4 . 3c NcNA m mf? ? ? ? ?? ? ?? 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 13 1 4 7 2 7 2 .7 3 3 8 3 .7 6ca m m?? 如取柱截面為正方形，根據(jù)上述計算結(jié)果并綜合考慮其他因素，本設(shè)計柱的截面尺寸為 ? ?450 450 mm? 。 樓板尺寸設(shè)計 按跨高比條件：樓板厚度 b=(1/45～ 1/40) 5400=120～ 135 (mm)。 對于現(xiàn)澆樓板要求 h≥80mm，厚 120mm。 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 14 第 3 章 荷載計算 屋面及樓面荷載 屋面荷載（不上人） 1） 恒載： 附加層 中南標(biāo)屋 1 m 結(jié)構(gòu)層 120厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 25 3 kN m?? 裝飾層 中南標(biāo)頂 m 合計 m 梁自重 25 k N m? ? ? 作用在頂層框架梁上的線恒載標(biāo)準(zhǔn)值為： 梁自重 m 板傳來的荷載 g4AB=g4CD= = /Nm? g4BC=5 .4 2 3 =1 4 .7 6 k /Nm? 2）活載： 作用在頂層框架梁上的線活載標(biāo)準(zhǔn)值為： q4AB=q4CD= 0. 5 5. 4= 2. 7k /Nm? q4BC= 3=1 .5k /Nm? 樓面荷載 1）恒載： 中南標(biāo)樓 10 m 120 厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 25 3 kN m?? 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 15 中南