摘 要

本计算书对某栋六层办公楼进行了结构设计。结构体系采用框架结构，材料主要选用钢筋混凝土，柱采用C40级混凝土，其余构件均采用C30级混凝土，结构所用钢筋型号有两种：HPB300与HRB400；本书对办公楼一榀进行了结构设计（轴号④），在作用分析阶段详细考虑了各构件所受重力及传力情况，效应分析阶段考虑了恒、活荷载及风荷载与地震效应，并依据最不利原则进行了效应组合。根据组合结果，进行梁、柱、板、楼梯和柱下条形基础的设计与验算，并与PKPM结果进行对比分析，使设计结果更具安全性、合理性和科学性。

本次设计主要采用的原理与方法有：计算地震荷载时采用底部剪力法；计算恒、活荷载内力时采用弯矩分配法，并依据塑性分析思路进行控制截面弯矩调幅；水平荷载作用下的内力计算采用D值法；在梁、柱截面设计中充分考虑地震作用下“强柱弱梁”、“强剪弱弯”等设计思路；板的设计采用塑形理论中的极限平衡法；柱下条形基础采用倒梁法等。

设计结果表明：在考虑地震作用的影响下，塑性分析的思路不仅贴近结构效应的真实情况，而且与弹性思路相比更具经济优势。

本文的特色：立足于基本概念，与最新规范接轨，采用塑性分析思路进行结构设计最优解。

关键词：框架结构；办公楼；地震作用；塑形分析；柱下条形基础

Abstract

In this calculation book, the structural design of a six-storey office building is carried out. Frame structure is adopted in the structural system, with reinforced concrete as the main material, C40 concrete as the column and C30 concrete as the rest of the members. There are two types of reinforcement used in the structure: HPB300 and HRB400. In this book, the structural design of one office building is carried out (axle number 4). The gravity and force transmission of each component are considered in detail in the action analysis stage, and the effect analysis stage is taken into account. Considering the effects of constant and live loads, wind loads and earthquakes, the effects are combined according to the most disadvantageous principle. According to the combined results, the design and checking calculation of strip foundation under beams, columns, slabs, stairs and columns are carried out, and the results are compared with those of PKPM, so that the design results are more safe, reasonable and scientific.

The main principles and methods used in this design are: the bottom shear method is used in calculating seismic load; the moment distribution method is used in calculating internal forces under constant and live loads, and the moment amplitude of cross-section is controlled according to the plastic analysis idea; the D value method is used in calculating internal forces under horizontal loads; the strong column and weak beam and the strong shear and weak bending under seismic action are fully considered in the cross-section design of beams and columns. ” The design ideas include limit equilibrium method in plastic theory, inverted beam method for strip foundation under column, etc.

The design results show that under the influence of earthquake, the idea of plastic analysis is not only close to the real situation of structural effect, but also has more economic advantages than that of elastic method.

The characteristics of this paper are: based on the basic concepts, in line with the latest specifications, the plastic analysis method is used to optimize the structural design.

Key words: frame structure; office building; earthquake action; plastic analysis; strip foundation under column

目录

第1章 绪论 8

1.1 目的及意义（含国内外的研究现状分析） 8

1）研究意义 8

2）国内外相关研究情况 9

1.2 设计的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施 9

(1)研究的主要内容 9

(2)研究的方案、方法 10

（3）研究主要措施 11

第2章 结构设计 11

2.1 自然条件 11

2.1.1 基本风压 11

2.1.2 基本雪压 12

2.1.3 地震影响 12

2.1.4 拟建工程地质情况 12

2.2 结构体系 13

2.3 框架结构体系布置 13

2.4 结构设计主要参数 13

第3章 梁柱截面尺寸估计 14

3.1梁、柱材料基本性能 14

3.2框架梁截面尺寸的确定 15

3.3框架柱截面尺寸的确定 15

1. 根据层高确定框架柱截面尺寸 15

2. 根据柱轴压比估算框架柱截面尺寸 15

3. 按构造要求确定框架柱截面尺寸 16

3.4抗震等级 16

第4章 荷载计算 17

4.1恒荷载标准值计算 17

1. 屋面 17

2. 标准层楼面 17

3. 卫生间 17

4. 梁自重 18

5. 柱自重 18

6. 外纵墙自重 18

7. 内墙自重 19

4.2活荷载标准值计算 19

1. 屋面和楼面活荷载标准值 19

2. 雪荷载 20

4.3竖向荷载作用下框架荷载计算 21

4.3.1 BC轴间框架梁 21

4.3.2 CD轴间框架梁 22

4.3.3 DE轴间框架梁 22

4.3.4 B轴柱集中荷载的计算 22

4.3.5 C轴柱纵向集中荷载的计算 23

4.3.6 D轴柱纵向集中荷载的计算 24

4.3.7 E轴柱纵向集中荷载的计算 24

4.4风荷载计算 26

4.5地震作用 28

第5章 内力计算 34

5.1恒荷载标准值作用下的内力计算 34

5.2 活荷载标准值作用下的内力计算 38

5.3 风荷载作用下框架内力计算 42

5.4地震荷载作用下框架内力计算 45

第6章 内力组合 48

6.1内力转换 48

6.2横向框架梁内力组合（一般组合） 49

6.3横向框架梁内力组合（考虑地震作用组合） 52

6.4横向框架柱内力组合（一般组合） 54

6.5横向框架柱内力组合（考虑地震作用组合） 57

第7章 框架梁柱的设计 61

7.1 框架梁截面设计 61

7.1.1 正截面受弯承载力计算 61

7.1.2 斜截面受剪承载力计算 69

7.1.3框架梁纵筋的锚固长度 76

7.2 框架柱截面设计 77

7.2.1 轴压比验算 77

7.2.2柱端弯矩的调整 78

7.2.3框架柱正截面承载力计算 80

7.2.4 框架柱斜截面承载力计算 86

7.3构件裂缝宽度验算 91

7.3.1 框架梁 91

7.3.2 框架柱 93

第8章 板的计算 95

8.1荷载计算 95

8.2截面设计 96

（一） 弯矩计算 96

1. 边区格板B4 96

2. 中间区格板B7 96

（二） 配筋计算 97

第9章 楼梯计算设计 99

9.1 设计资料 99

9.2 梯段板设计 99

（一） 荷载计算 100

（二） 内力计算 100

（三） 配筋计算 101

9.3 平台板计算（PTB1） 101

（一） 荷载计算 101

（二）内力计算 102

（三）配筋计算 102

9.4 平台梁（TL1） 102

（一） 荷载计算 102

（二）内力计算 102

（三）配筋计算 103

第10章 地基基础设计 104

10.1 基本概况 104

10.2基础埋深及尺寸的确定 104

10.3 地基承载力验算 106

（一） 地基承载力特征值修正值计算 106

（二） 地基承载力计算 107

（三） 地基承载力抗震验算 108

（四） 地基变形验算 109

10.4 基础内力计算 109

10.5 基础梁设计 113

10.6 基础底板设计 115

（一） 柱与基础交接处斜截面受剪承载力的验算 115

（二） 翼缘抗弯强度计算 115

（三） 底板分布筋设计 116

参考文献 117

致谢 118

第1章 绪论

1.1 目的及意义（含国内外的研究现状分析）

1）研究意义

本设计具有重要意义：

1)通过本次设计实例熟悉并能够综合运用大学四年所学的课程和专业知识,能够独立的解决实际工程问题。如房屋的功能布置要求，建筑概念设计的原则，建筑抗震设计的要求，梁、柱、板等构件的设计与配筋要求，以及利用计算机软件和工具绘制建筑和结构施工图。

2)本次毕业设计，使我学会查阅规范与图集；通过实例提高查阅相关的规范和资料的动手能力能够初步熟悉规范，锻炼我的团队协作精神、独立工作能力、动手能力、计算机应用能力等综合素质，为今后从事土木工程设计与施工奠定基础。

2）国内外相关研究情况

随着生活质量的不断提高，人们对工作及居住环境有了更高的要求。那就是“高效、舒适、便利” 的工作、学习或居住的建筑环境。办公建筑作为20世纪和21世纪头20年最重要的建筑类型之一，它的现状和发展趋势更是值得关注的。

 现代办公楼建筑通过对传统办公楼模式的革命性创新，应用生态节能等高科技，不仅创造了更加舒服的室内物理环境，而且引入空中景观中庭和社会功能，创造了更加人性化、令人愉快的工作环境，空间也变得流动和富于趣味，强调精神化的需求，是社会学意义上的进化。

未来办公楼建筑的发展趋势是明显的：随着高科技手段和建筑技术的提高，未来办公楼将向着绿色生态和节能的方向发展。建筑形态会更加多样化，功能构成会更加丰富，更加强调人性化和令人身心愉悦的空间环境创造。随着社会的进一步发展，生态主义、智能化、人性化、个性化、现代化、功能复合化办公建筑的设计理念将是今后现代办公楼的发展趋势。

办公楼建筑设计时应充分考虑适应性、灵活性、高效性和人性化的设计理念，以充分展示建筑功能与建筑形象的亲和力与开放性，做到人及建筑与环境的和谐共处、永续发展，创造亲切宜人的建筑形象和舒适自然的办公环境。

框架结构作为办公建筑重要的结构形式之一，近年来在世界各地又有了很大的发展，许多城市普遍兴建了包括商场、住宅、旅馆、办公楼和多功能建筑等各种类型的框架结构建筑。办公楼结构设计采用采用框架结构，是由于框架结构能够提供较大的室内空间，平面布置较灵活，延性较好、方便施工承载力大、结构自重轻、抗震性能好、建造的工业化程度高等优点。因此框架结构体系在办公设施中的应用已越来越广泛。

1.2 设计的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施

(1)研究的主要内容

建筑设计部分

1）建筑设计说明；

2）底层平面图（1：100） ；

3）标准层平面图（1：100） ；

4）楼梯平面图及剖面图（1：100）  ；

5）立面图（正立面、背立面及侧立面）（1：100） ；

6）部分详图及节点图。

结构设计部分

结构计算：

采用手算的方法对混凝土结构框架在各种荷载作用下的内力分析和不利组合，以及构件设计，并最终采用结构力学结构力学求解器、pkpm软件进行校核比对和分析。此外，还包括，现浇楼板的配筋计算、基础设计计算及楼梯等设计计算。

包括计算可能遇到的各种荷载、现浇楼板的配筋计算、基础设计计算及楼梯设计计算，

施工图：

1）基础平面图（1：100）

2）楼梯的模板及配筋图（1：20）

3）楼屋面平面结构布置图（1：100）

4）梁、柱模板配筋大样图

5）部分其他结构详图

(2)研究的方案、方法

上部结构形式为钢筋混凝土框架结构，楼（屋）盖为现浇梁板式楼盖（房间跨度大），楼梯为现浇梁板式楼梯(楼梯水平投影大于3m)。

1)分析研究选题，设计前明确设计的条件和设计要求；

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