1、大学学士学位论文 - I - 大学教学楼设计 摘 要 本设计为 大学校园内的多层教学楼 ，设计为 50 年的基准期，二级安全等级，抗震设防烈度为 7 度。该教学楼名为教学楼，教学楼采用钢筋混凝土框架结构，楼（屋）面、梁、板、柱全都是现浇混凝土，基础所用的是独立基础 。过程分为建筑还有结构设计两个过程。建筑设计以“功能适用、经济合理、造型美观、环境相宜”的理念，而且还要考虑到防火、水、温度、用电方面和甲方方面的需要，尽可能最大限度的利用建筑内的空地及框架结构的优势来设计，结构方面有空间内力分析及其计算，其计算结果较为准确，梁柱施工图运用的是 平面表示法。手动计算框架内容为荷载汇集、内力及内力组合
2、计算、配筋计算。 结构设计以“安全、经济、适用、耐久”的理念，进行了竖向荷载汇集，内力计算，内力组合，风荷载地震作用验证与计算，板、梁、柱、楼梯等结构构件的设计。设计中应用了大学里所学的知识，查询设计规范与标准，应用专业计算软件。本设计依据了国家相应规范和标准，完成了毕业设计任务书所要求的建筑设计和结构设计 。 关键词 多层教学楼； 框架结构 ；建筑设计；结构 设计 ； 抗震设计 大学学士学位论文 - II - Zhixing Teaching Building Design University Abstract The design for the multicampus teaching
3、 building of , designed for 50 year base period, a secondary level of security, seismic intensity of 7 degrees. The teaching building named knowing and teaching building, knowing and teaching building of reinforced concrete frame structure, building (house) plane, beams, plates and columns are all c
4、oncrete, the foundation used is independent basis. There are structural design process is divided into two processes building. Architectural design with “feature is available, economical, attractive appearance, environmentally sound“ concept, but also take into account the needs of fire, water, temp
5、erature, electrical aspects and aspects of the Party, as far as possible to maximize the use of space within the building and benefits framework to design, structure and space analysis of internal force calculation, the results are more accurate, beams construction plans to use the plane representat
6、ion. Manually calculate the frame content is loading collection, internal force and internal force calculation Reinforcement. Structure designed to “safe, economical and suitable, durable“ concept, were pooled vertical load, calculate the internal forces, internal force wind load earthquake verifica
7、tion and calculation, plate, beams, columns, stairs and other structural elements of the design. The design of the application of knowledge, query design codes and standards the university learned, application of professional calculation software. The design basis of the corresponding national norms
8、 and standards, completed the architectural and structural design 大学学士学位论文 - III - graduate design assignment requires. Keywords: Multi-storey school building, frame structure, architectural design, structural design, seismic design 大学学士学位论文 - IV - 目 录 摘 要 . I Abstract . II 第 1 章 绪论 . - 1 - 1.1 课题背景
9、 . - 1 - 1.2 研究意义 . - 1 - 第 2 章 大学教学楼设计 . - 2 - 2.1 项目简介 . - 2 - 2.2 设计条件 . - 2 - 2.3 设计内容 . - 2 - 2.4 参考资料目录 . - 4 - 第 3 章 建筑设计 . - 5 - 3.1 平面设计 . - 5 - 3.1.1 使用部分的平面设计 . - 5 - 3.1.2 辅助房间的平 面设计 . - 5 - 3.1.3 建筑内交通部分的设计 . - 5 - 3.2 剖面设计 . - 5 - 3.2.1 层数与层高 . - 5 - 3.2.2 体型和立面设计 . - 6 - 3.3 相关技术设计 .
10、- 6 - 3.3.1 防火疏散设计 . - 6 - 3.3.2 构造设计 . - 6 - 第 4 章 结构设计 . - 7 - 4.1 工程概况 . - 7 - 4.2 结构选型及布置 . - 7 - 4.3 截面尺寸的选择 . - 8 - 4.4 基本假设和计算简图 . - 8 - 4.4.1 主体结构柱网布置 . - 8 - 4.4.2 主体结构计算简图 . - 9 - 4.5 计算模型的简化 . - 9 - 4.6 荷载汇集 . - 10 - 4.6.1 竖向荷载 . - 10 - 4.6.2 活荷载 . - 11 - 4.6.3 水平荷载 . - 11 - 4.7 风荷载作用下框架内
11、力计算 . - 12 - 4.7.1 计算各梁柱的线刚度 . - 12 - 大学学士学位论文 - V - 4.7.2 计算各柱抗侧移刚度 . - 13 - 4.7.3 各柱剪力计算 . - 14 - 4.7.4 确定反弯点高度比 . - 14 - 4.7.5 计算柱端弯矩 . - 14 - 4.7.6 计算梁端弯矩 . - 16 - 4.7.7 计算梁支座剪力及柱轴力 . - 16 - 4.8 水平地震作用下框架结构内力计算 . - 16 - 4.8.1 水平地震作用基本公式 . - 16 - 4.8.2 计算重力荷载代表值和结构的基本自震周期 . - 17 - 4.8.3 水平地震作用计算
12、. - 19 - 4.8.4 水平地震作用下框架内力计算 . - 21 - 4.9 竖向荷载作用下框架梁上荷载计算 . - 21 - 4.9.1 各层框架上荷载计算 . - 22 - 4.9.2 竖向荷载作用下框架计算简图 . - 24 - 4.9.3 竖向荷载作用下框架梁固端弯矩 . - 25 - 4.10 竖向荷载作用下结构内力计算 . - 26 - 4.10.1 框架梁弯矩计算 . - 26 - 4.10.2 框架梁剪力计算 . - 26 - 4.10.3 框架柱弯矩计算 . - 26 - 4.10.4 框架柱轴力计算 . - 26 - 4.11 梁内力组 合与配筋计算 . - 26 -
13、 4.11.1 组合原理 . - 26 - 4.11.2 内力组合 . - 27 - 4.11.3 梁正截面承载力计算 . - 33 - 4.11.4 梁斜截面承载力计算 . - 37 - 4.12 框架柱内力组合与配筋计算 . - 37 - 4.12.1 内力组合 . - 37 - 4.12.2 配筋计算 . - 38 - 4.13 楼板配筋计算 . - 40 - 4.13.1 楼板配筋设计方法 . - 40 - 4.13.2 区格板配筋计算 . - 41 - 4.14 次梁设计计算 . - 42 - 4.14.1 次梁截面设计 . - 42 - 4.14.2 内力计算 . - 42 - 4
14、.15 基础设计 . - 43 - 4.15.1 设计依据 . - 43 - 4.15.2 计算信息 . - 43 - 4.15.3 计算参数 . - 45 - 大学学士学位论文 - VI - 4.15.4 计算作用在基础底部弯矩值 . - 45 - 4.15.5 验算地基承载力 . - 46 - 4.15.6 基础冲切验算 . - 46 - 4.15.7 基础受剪承载力验算 . - 47 - 4.15.8 柱下基础的局部受压验算 . - 47 - 4.15.9 基础受弯计算 . - 47 - 4.15.10 计算配筋 . - 47 - 4.16 楼梯设计 . - 48 - 4.16.1 楼梯
15、设计计算 . - 48 - 4.16.2 楼梯斜板设计 . - 48 - 4.16.3 平台板设计 . - 50 - 4.16.4 平台梁设计 . - 51 - 结论 . - 53 - 致谢 . - 54 - 参考文献 . - 55 - 附录 A 英文文献 . - 56 - 附录 B 英文文献翻译 . - 63 - 附录 C . - 67 - 大学学士学位论文 - 1 - 第 1章 绪论 1.1 课题背景 多层框架结构由于该结构比其他结构有较大的承载能力、它的重量也不重、具有较好的抗震性能、工业化程度高的一些优 点，而且适用于不同类型的工艺需求，对于现在我们国家来说比较实用，而且很常见，它的实
16、用性也被大家所认可。 既然比较普遍，而且被多用，所以更值得我们去研究，并且在实践过程中要严谨，实际的设计过程中，必须根据当地相关的规范要求进行设计，当然在设计过程中肯定会遇到各种问题，这些问题对结构设计人员进行探讨、分析和研究是有意义的。 1.2 研究意义 根据指导老师杨老师布置的任务。此次毕业任务为多层教学楼。 我拟在 大学校园内的一幢教学楼，命名为教学楼建筑面积约为6327 2m ， 5 层框架结构，主体材料采用钢筋混凝土，外墙采用砌块外贴保温苯板。 了解多层框架结构在实际生活中的使用用途，设计过程，设计要求，回顾自己大学所学课程，知识点，学会结合各科运用到实际中，并且独立思考，解决问题，
17、还有学习的能力，增强自己画图，设计，识图的能力，对 CAD 软件的熟悉操作，对建筑设计的深层认识，对结构设计过程更加深刻理解，增强自己手算能力与准确性，学会理论与实践相结合的过程，对PKPM 软件的学习，通过点算与手算的对比，认识自己的不足，端正学习态度，增强自我认知力。 大学学士学位论文 - 2 - 第 2章 大学教学楼设计 2.1 项目简介 项目名称：多层高校教学楼 ;项目地点： 该工程是位于大学校园内的一多层教学楼，因学校的扩招计划，满足教学要求，方便学生有一个更舒适的学习环境，在校园内的一空地，建一 5 层钢筋混凝土框架结构教学楼，建筑总面积为 6327 2m ，内设有阶梯教室，多媒体
18、教室，办公室，会议室，制图教室等。 2.2 设计条件 1.总体要求 建筑总面积 6000 7000m2 5%， 4-6 层，建筑等级级，耐火等级不低于 级。 2.建筑及结构设计基本条件 1)主导风向：夏季为南、西南； 2)冬季室外采暖计算温度 -26； 3)标准冻结土深度 -2.0m； 4)场地平坦、地下无障碍物； 5)地质资料另附； 6)基本风压与基本雪压按建筑结构荷载规范（ GB50009 2001）取用； 7)抗震设防烈度按 7 度设计，场地类别为类，设计地震分组为第二组，用于设计基本地震加速度为 0.15g。 3.房间组成及要求 为便于管理，同类型用房应适当集中（同层或竖向集中），连接
19、体之间可采用错层等布局型式，层间交错屋顶可用为上层课间休息及防火疏散用场地。 2.3 设计内容 （一） 时间安排 毕业 设计共十四周，按工作量划分，建筑设计 4/14，结构设计 8/14，施工或地基设计 2/14。 （二） 内容要求 1毕业设计论文摘要（中、外文各一页） 大学学士学位论文 - 3 - 2目录 3建筑设计内容 1)总平面图 1： 1000 1： 5000（位置及环境设计适当） 2)平面图（有关各层） 1： 100 1： 200（应注明房间名称及单元局部放大） 3)立面图 2 个 1： 100 1： 200 4)剖面图 2 个 1： 100 5)建筑详图 3 个 1： 10 1：
20、20 6)建筑说明书若干项（包括总体布局说明） 通过上述建筑施工图将有关建筑构造等表述 清楚。 4结构设计内容 结构体系为钢筋混凝土框架结构 考虑风载及地震作用，电算完成框架结构的内力分析，用手算定性校核其计算结果的正确性，完成一榀框架结构的配筋计算和其配筋图绘制。 完成一部楼梯及一个雨蓬（主要雨蓬）的内力分析以及配筋计算和配筋图。 结构设计说明和结构设计计算书。 框架结构内力分析及配筋计算以电算为主，手算校核为辅。 5图纸数量要求： 建筑施工图和结构施工图不少于 6 8 张 6地基基础设计 确定基础型式 (1) 若采用桩基础要求完成： 合理确定桩的类型，桩长及截面 尺寸，确定承台底面标高。
21、计算单桩承载力 确定桩的数量及其布置，计算群桩承载力及验算群桩地基强度与变形。 进行单桩荷载验算及单桩结构设计。 预估承台尺寸，进行承台抗剪、抗冲切验算及配筋验算。 绘制图纸 1 2 张，包括以下内容 基础平面图，包括群房基础方案布置图。 桩及承台配筋及构造详图。 编写施工说明。 (2)若采用筏板基础要求完成： 合理确定基础的底面积及筏板截面尺寸 用简化弹性地基梁法或弹性板法及其它数值分析方法计算基底反力和筏板内力与变形。 进行软弱下卧层验算及地基变形验算 大学学士学位论文 - 4 - 进行筏板抗剪、抗冲切验算及配筋计算 绘制图纸 1 2 张，包括以下内容 基础平面布置图，包括裙房基础方案布置
22、图和沉降缝构造方案图。 配筋及剖面构造详图。 编写施工说明 (3) 若采用柱下条型基础及交叉梁基础要求完成： 合理确定基础的底面积 用简化分析法或弹性地基梁的分析方法分析基础的内力，进行基础的纵、横向配筋，对基础进行剖面设计。 进行软弱下卧层强度验算 计算相邻柱中心点的沉降差 绘制图纸 1 2 张，包括以下内容 基础平面图，如有相邻裙房，应考虑主体基础与相邻群房基础间的关系，基础梁布置图。 绘制基础的纵向、横向剖面图。 编写施工说明。 2.4 参考资料目录 1房屋建筑学 2建筑设计资料集（一）（二）（三）集或新编有关分册 3有关建筑、结构及基础构造图集 4建筑施工制图标准 5建筑钢筋混凝土及砌体结构 6建筑结构荷载规范（ GB50009-2012） 7 建筑地基基础设计规范（ GB50007 2011） 8 混凝土结构设计规范（ GB50010 2010） 9砌体结构设计规范（ GB50003-2011） 10施工手册中国建筑工业出版社 11建筑施工中国建筑工业出版社 12建筑施工技术 13模板计算手册 14高层建筑施工手册中国建筑工业出版社 15建筑结构抗震设计规范（ GB50011 2010） 16高层建筑混凝土 结构技术规程（ JGJ3 2010） 17混凝土密肋及井式楼盖设计手册中国建筑工业出版社
