摘 要

本结构设计计算书是本人于2020年大四上学期针对武汉理工大学土木工程与建筑学院土木工程专业2016级毕业设计“鑫立公司办公楼设计”所写。

在建筑设计阶段， 根据已有的房屋建筑学知识以及各种规范和基本的建筑制图要求，再加上自己的理解，进行建筑设计图的绘制

在结构设计阶段，先通过学习PKPM软件。利用PKPM软件对结构进行建模处理，并不断完善自己设计的结构。然后阅读规范，利用tssd软件绘制结构施工图。

在手算阶段，选择一榀框架进行手算。利用已学的知识完成计算书并熟悉各个计算方法。

整个过程下来会学习到很多新知识，也会对之前学的知识得到一个新的巩固。

关键词：土木工程；钢筋混凝土框架结构；建筑设计；结构设计

Abstract

This structural design calculation sheet is written by myself in the first semester of the senior year of 2020 for the 2016 graduation design of civil engineering major of School of civil engineering and architecture of Wuhan University of technology, "office building design of Xinli company".

In the architectural design stage, according to the existing housing architectural knowledge, various specifications and basic architectural drawing requirements, plus their own understanding, to draw architectural design drawings.

In the structural design stage, first by learning PKPM software. PKPM software is used to model the structure, and constantly improve the structure designed by ourselves. Then read the specification, use TSSD software to draw the structural construction drawing.

In the stage of manual calculation, a frame is selected for manual calculation. Use the learned knowledge to complete the calculation and be familiar with each calculation method.

In the whole process, we will learn a lot of new knowledge and consolidate the previous knowledge.

Key Word: Civil engineering； Reinforced concrete frame structure；Architectural design；Structure design.

目 录

绪 论 - 1 -

第一章 设计资料 - 2 -

1.1工程名称 - 2 -

1.2工程概况 - 2 -

1.3建筑等级 - 2 -

1.4设计荷载 - 2 -

1.5抗震设防 - 2 -

1.6气象资料 - 2 -

1.7地质资料 - 2 -

1.8材料选用 - 3 -

第二章 结构选型 - 4 -

2.1柱网布置 - 4 -

2.2框架结构承重方案的选择 - 4 -

2.3计算单元的选取 - 4 -

2.4梁、柱截面尺寸的初步估计 - 8 -

2.4.1梁截面初选（③轴） - 8 -

2.4.2柱截面初选（③轴） - 9 -

第三章 侧移刚度的计算 - 11 -

3.1梁线刚度i_b的计算（I=2I₀） - 11 -

3.2 柱线刚度i_c的计算(I=I₀) - 11 -

3.3 相对线刚度计算 - 12 -

第四章 恒荷载作用下内力计算 - 14 -

4.1恒荷载标准值计算 - 14 -

4.2恒载作用下框架的所受荷载 - 16 -

4.2.1框架梁的恒载 - 16 -

4.2.2柱纵向集中恒荷载计算 - 20 -

4.3恒载作用下框架的内力计算 - 22 -

第五章 活荷载标准值计算 - 34 -

5.1活荷载标准值 -34-

5.2活载作用下框架所受荷载 -34-

5.2.1屋面与楼面活载 - 34 -

5.2.2 柱的集中力 - 36 -

5.3活载作用下框架的内力计算 - 37 -

5.3.1采用力矩分配法计算活载作用框架弯矩 - 37 -

第六章 风荷载作用 - 49 -

6.1风荷载标准值 - 49 -

6.2 抗侧刚度D - 53 -

6.3风荷载作用下框架侧移计算 - 53 -

6.4 框架柱的剪力分配计算 - 54 -

6.5 框架柱反弯点高度的计算 - 57 -

6.6 框架柱端的剪力、弯矩及梁端的弯矩的计算 - 59 -

第七章 水平地震荷载作用 - 65 -

7.1重力荷载代表值的计算 - 65 -

7.1.1顶层重力荷载代表值 - 65 -

7.1.2一~五层重力荷载代表值 - 65 -

7.2 水平地震作用力的计算（基底剪力法） - 66 -

7.3 水平地震作用下框架的侧移计算 - 69 -

7.4 水平地震作用下框架内力计算（D值法） - 69 -

第八章 荷载和内力组合 - 78 -

8.1 梁的内力组合 - 80 -

8.1.1梁的内力组合计算 - 80 -

8.1.2框架梁组合的剪力设计值 - 90 -

8.2 柱的内力组合表 - 90 -

8.2.1 柱的内力组合计算 - 90 -

8.2.2柱的剪力设计值 - 97 -

第九章 框架梁、柱配筋 - 98 -

9.1 框架横梁配筋 - 98 -

9.2 框架柱配筋 - 102 -

第十章 板的配筋 - 117 -

10.1双向板按极限平衡法的计算 - 117 -

10.2双向板的截面设计与构造要求 - 118 -

10.2.1双向板厚度 - 118 -

10.2.2截面的弯矩设计值 - 118 -

10.2.3截面有效高度 - 118 -

10.2.4配筋计算 - 119 -

第十一 章 楼梯设计 - 125 -

11.1计算说明 - 125 -

11.1.1梯段板 - 125 -

11.1.3平台梁 - 126 -

11.2梯段板设计 - 127 -

11.2平台板计算（PTB1） - 128 -

11.4平台梁计算（TL1） - 130 -

第十二章 地基基础设计 - 132 -

12.1地基设计原则 - 132 -

12.1.2地基设计的基本要求 - 132 -

12.1.3设计荷载取值规定 - 132 -

12.2地基基础设计等级 - 132 -

12.3确定基础尺寸（以边柱③-D、③-A为例） - 132 -

12.3 地基承载力验算 - 133 -

12.4 基础受冲切承载力验算 - 133 -

12.5 基础底板配筋计算 - 135 -

12.6 确定基底尺寸 - 138 -

12.7 地基承载力验算 - 138 -

12.8 基础受冲切承载力验算 - 139 -

12.9 基础底板配筋计算 - 143 -

十三 手算电算分析对比 - 146 -

十四 结语 - 147 -

参考文献 - 148 -

绪 论

土木工程的核心就是基础设施的建设，则其对本科生实践操作能力的要求可想而知。毕业设计最深层次的目的是对我们大学四年间的知识进行归纳与整理分析，从而使我们未曾接触过实际项目的学生与结构设计初步接轨。虽热说现代科技的飞跃发展，师德如今建筑结构设计师的工作负担大大减轻，但是如果设计者没有一个清晰的结构概念，强烈依赖计算机的结果，那么造成的结构概念知识的退化将会日益严重，没有任何人可以保证说计算机不会出现错误，起码设计师能够从概念上去分析，计算结果的大致方向以及趋势！认识到这一点我们就逐渐明白，无论外界如何，我们始终还是需要动用我们的双手去理解和分析这一个个计算过程。且本毕业设计不仅仅要求掌握目前应用比较广泛的结构分析软件PKPM的建模及计算方法，还需进行手动计算，从而使所学知识进一步得到巩固和理解，加深印象，触类旁通。

学生毕业设计的选题“鑫立公司办公楼设计”，在导师的带领下，我们创新出奇，结合学生自学能力强、上手能力快，但是结构概念不清晰，结构设计程序不了解的现实情况下，我们小组先进行了电算！在电算过程中熟悉规范、看懂图集、借助建筑设计软件PKPM，我们还可以对我们的结构进行大胆的优化设计，再者，根据SATWE的计算结果分析，我们探索者结构的受力原因以及构件受力的合理程度，完成梁、柱、板、楼梯、基础的平法施工图。手算过程我们小组成员则根据自己电算的结果分析自行选择一榀框架进行荷载统计，本设计计算过程主要采用弯矩二次分配法计算恒载作用下的结构内力，通过分层法计算活载作用下的结构内力，通过D值法计算风载作用下的结构内力，通过底部剪力法计算水平地震作用下的结构内力，其次，根据以上计算所得到的详细内力数值，选取各个截面的最不利截面并进行荷载组合，跟组各种组合标准来计算各个构件的配筋。毕业设计是一个使我们本科生将所有专业知识融合运用的过程，对我们将来走向社会岗位是一个很好的思维以及专业素质的训练。

第一章 设计资料

1.1工程名称

鑫立公司办公楼

1.2工程概况

建筑总高度：21.6m，总共6层，包括首层在内各层层高均为3.6m，楼梯间出屋面高3.6m。室内外高差为450mm，底层室内设计标高为。建筑总面积为4803.72。

1.3建筑等级

建筑耐久等级:二级；耐火等级：一级；防水等级：二级。

1.4设计荷载

基本风压：0.35KN/，采用50年一遇的风压值，地面粗糙程度为C类。