中石油南京分公司研发中心设计-三跨五层钢筋混凝土规则框架

  一、课题名称：
中石油南京分公司研发中心设计
本工程为实际应用课题，地点在江苏南京市，为中石油南京分公司研发中心设计。建筑场地长宽约35m×15m，建筑面积约2600m2，为三跨五层钢筋混凝土规则框架，标准层层高3.6m，主要跨度6.5 m。建筑结构安全等级为二级，设计使用年限为50年。
二、项目研究背景：
所要编写的方案是中石油南京分公司的框架结构的建筑设计。
1、工程地质资料.[6]
（1）建筑场地天然地面绝对标高25 m。天然地面下厚0.55m左右为人工杂填土，地基承载力标准值fak=65KPa，Es=1.8MPa，；其下为1.25m粉质粘土，fak=200KPa，Es=5.8MPa，qsa=50KPa；然后为粉砂，厚7～10m，fak=256KPa，Es=11.5MPa，qsa=87KPa。地下水位位于地表下0.75m，无侵蚀性。
（2）基础形式：根据场地工程地质特征及拟建建筑物结构荷载特征，建议采用柱下独立基础。
2、结构和场地地震效应[3]
（1）本工程为多层框架结构，建筑结构的安全等级为二级。
（2）拟建场地抗震设防烈度7度，设计基本地震加速度值为0.10g，设计地震分组为第一组，特征周期为0.35s。
（3）工程场地Ⅱ类。
（4）按“建筑工程抗震设防分类标准”，本工程为丙类建筑。
3、基本风压、基本血压和荷载取值[1]
（1）基本风压：0.35KN/m2
（2）基本雪压：0.40KN/m2
三、本设计课题的意义
(1)建筑设计部分：[7]
主要是根据建筑功能的要求，进行建筑物的平面、立面和剖面设计，并绘制相应的建筑施工图。
对于框架结构，在结构建筑特点方面：它是由钢筋混凝土梁、柱、节点及基础为主框，加上楼板、填充墙、屋盖所组成的结构形式，楼板和横梁连在一起，横梁和柱通过节点连为一体，形成承重结构，将荷载传至基础，力的传递路线比较明确。对于整个房屋全部采用这种结构形式的称为框架结构或纯框架结构。框架可以是等跨或不等跨的，也可以是层高相同或不完全相同的，有时因房屋布局和空间使用要求等原因，也可能要在某层抽柱或某跨抽梁，形成缺梁、缺柱的框架。墙体是填充墙，仅起围护和分隔作用，所以框架结构的最大特点是承重构件与围护构件有明确分工，建筑物的内外墙处理
十分灵活，应用范围很广，因此能为建筑提供灵活的使用空间。
(2)结构设计部分：[5][2]
根据确定的建筑设计图纸，进行结构方案的选择，结构平面的布置，选择结构材料及其强度级别，确定结构构件截面尺寸，进行结构构件内力分析及截面承载能力计算，在此基础上，分别完成基础平面布置图、结构平面布置图、框架配筋图、楼梯配筋图等主要结构设计施工图，并编制毕业设计说明书。
建筑设计包括建筑总平面及建筑平面简图、立面图、剖面图和节点祥图。用AUTOCAD进行出图。建筑设计要满足建筑使用功能和外观要求。
结构设计包括结构布置，构件截面尺寸的选择及其材料标号的选择，基础形式的选择等。
在结构受力性能方面：框架结构构件截面较小，因此框架结构的承载力和刚度都较低，它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁，楼层越高，水平位移越慢，高层框架在纵横两个方向都承受很大的水平力，所以框架结构属于柔性结构，自振周期较长，地震反应较小，经过合理的结构设计可以具有较好的延性性能。
作为一个即将土木工程专业毕业的本科生，毕业设计是大学阶段尤为重要的一个环节。通过毕业设计，复习和巩固以前所学知识，把主要课程联系成一个完整的体系，了解整个建筑物建筑、结构设计的全过程，有系统地综合运用所学的基础理论和专业知识，来解决工程实际问题，达到加强技能性培养的目的；熟悉有关设计计算方法，培养进行调查研究、查阅文献、收集资料以及使用本专业各种规范和手册的能力；锻炼设计、计算、绘图、概算、运用技术资料撰写论文的能力，培养独立思考、独立进行工程设计的能力，为毕业后的工作打下坚实的基础。
摘要
本文为中石油南京分公司研发中心设计计算书。该楼建筑面积2600平方米左右，根据建筑设计、抗震方面等的要求，确定合理的结构形式和结构布置方案，确定框架、基础的形式。根据要求采用了钢筋混凝土结构。
本设计中选取一榀主框架以及楼面及屋面板进行截面设计及配筋计算。首先框架布局确定各构件尺寸，进行恒载、活载及风荷载的统计。然后采用分层法进行竖向荷载作用下的结构内力计算，水平荷载采用D值法进行计算。之后进行内力组合分析，找出最不利的一组内力，进行构件计算。楼板采用弹性理论设计，并进行桩基础的配筋设计。除此之外，还进行了楼梯的设计计算。最后，根据计算结果，按照相应的构造要求，绘制了结构施工图，并写出了相应的设计说明。
本设计的特点之一，运用了大学四年所学过的很多理论，计算中多种计算方法得到体现，如D值法，弯矩分配法，分层法等，使自己掌握了多方面的知识。
关键词：框架结构结构设计内力计算弹性理论荷载钢筋混凝土
目录
第一章结构选型与布置1
1.1工程概况1
1.2设计资料1
1.2.1气象资料1
1.2.2水文地质资料1
1.2.3结构和场地地震效应2
1.2.4荷载资料3
1.3结构选型与结构布置4
1.3.1结构选型4
1.3.2结构布置4
第二章计算简图及荷载计算5
2.1确定计算简图5
2.2构件材料选择5
2.3构件截面尺寸估算6
2.3.1框架柱截面初估6
2.3.2框架梁截面初估6
2.3.3楼板厚度初选7
2.4荷载计算7
2.4.1屋面横梁竖向线荷载标准值7
2.4.2楼面横梁竖向线荷载标准值8
2.4.3屋面框架节点集中荷载标准值10
2.4.4屋面框架节点集中荷载标准值11
2.4.5风荷载13
2.4.6地震作用15
第三章框架内力计算19
3.1恒载作用下框架内力计算19
3.1.1弯矩分配系数19
3.1.2杆件固端弯矩20
3.1.3节点不平衡弯矩21
3.1.4内力计算21
3.2活载作用下框架内力计算25
3.2.1梁固端弯矩25
3.2.2纵梁偏心引起柱端附加弯矩26
3.2.3最不利组合情况26
3.2.4各节点不平衡弯矩29
3.2.5内力计算37
3.3风荷载作用下框架内力计算42
3.4地震作用下横向框架内力计算43
3.4.1 0.5 (雪+活）重力荷载作用下横向框架的内力计算43
3.4.2地震作用下横向框架的内力计算47
第四章框架内力组合48