摘 要

该文本为土木工程专业毕业设计的手算计算书成果。

本设计为腾远建筑设计事务所办公楼设计，使用用途为办公楼，结构形式为多层框架结构，地上六层，无地下室，总建筑面积为5381.60 m²，建筑高度为21.90 m。本设计主要内容包括建筑设计与结构设计两部分。

建筑设计包括首层、二层、标准层建筑平面图，屋顶平面图，建筑正立面、左立面、背立面、右立面图，剖面图，楼梯、卫生间，部分节点大样图以及相关的设计说明、门窗表及门窗大样。

结构设计包括框架设计、梁板柱的配筋计算、基础配筋计算和楼梯设计。前期选取一榀框架进行手算；后期运用PKPM软件进行建模并对结构整体进行计算，根据PKPM计算结果，利用TSSD软件绘制了梁板柱、楼梯、基础施工图。

本计算书着重取一榀横向框架计算，详细地完成了该榀框架的一系列计算，包括结构布置、尺寸预估、刚度计算、荷载计算、荷载作用下结构内力计算和侧移验算、内力组合找出最不利内力、配筋计算、楼梯及柱下独立基础设计等内容。其中设计涉及到底部剪力法、D值法、弯矩二次分配法、顶点位移法、塑性铰线法等方法，严格依据《建筑结构荷载规范》GB50009-2012、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010、《建筑抗震设计规范》GB50011-2010（2016年版）等规范取值计算。

关键词：建筑设计；结构设计；框架结构；内力

Abstract

This paper is the result of the manual calculation book for graduation design of civil engineering specialty.

This design is designed for Tengyuan Architectural Design Office Building . It is used for office building. The structure is multi-storey frame structure with six floors above ground and no basement. The total building area is 5381.60 m² and the building height is 21.90 m. The main content of this design includes two parts: architectural design and structural design.

Architectural design includes the first floor, second floor and standard floor building plan, roof plan, building facade, left facade, back facade, right facade plan, section plan, staircase, toilet, elevator detailed plan, part of node block diagram and related design instructions, doors and windows table and doors and windows outline.

Structural design includes frame design, reinforcement calculation of beam, slab and column, reinforcement calculation of foundation and staircase design. In the early stage,Select a frame to do manual calculation. Then PKPM software was used to model and calculate the whole structure. According to the results of PKPM calculation, TSSD software was used to draw the construction drawings of beams, slabs, stairs and foundations.

This calculation book focuses on the calculation of a transverse frame, and completes a series of calculation of the frame in detail, including structure layout, size prediction, stiffness calculation, load calculation, structural internal force calculation under load and lateral displacement check calculation, internal force combination to find the most disadvantageous internal force, reinforcement calculation, staircase and column independent foundation design, etc. Among them, the design involves bottom shear method, D value method, second moment distribution method, vertex displacement method, plastic hinge method and other methods. It is calculated strictly according to the code of load code for building structures GB50009-2012, code for design of concrete structures GB50010-2010 and code for seismic design of buildings GB50011-2010 (2016 edition).

Key words：Architectural design; Structural design; Frame structure; Internal force

目 录

第1章 绪论 1

1.1 设计理念 1

1.2 设计依据 1

第2章 工程概况 3

2.1 工程项目名称 3

2.2 工程水文地质条件 3

2.2.1 地质条件 3

2.2.2 水文条件 3

2.3 其他设计条件 3

2.4 设计资料 4

第3章 结构方案选型及结构布置 5

3.1结构方案 5

3.2结构布置 5

3.2.1 结构平面布置图 5

3.2.2 框架柱 5

3.2.3 框架梁 6

3.2.4 板 7

3.2.5 基础 7

3.2.6 框架结构计算简图 7

第4章 框架刚度计算 9

4.1 框架梁、柱线刚度计算 9

4.2 框架侧向刚度计算 9

第5章 荷载计算 11

5.1 竖向荷载统计 11

5.1.1 楼（屋）面恒荷载 11

5.1.2 楼（屋）面活荷载 11

5.1.3 其他构件自重 12

5.1.4 竖向荷载统计表 12

5.2 板导荷方式 13

图5.1 板荷载导荷方式 13

5.3 竖向荷载计算 14

5.3.1 框架梁竖向荷载取值 14

5.3.2 框架柱集中荷载取值 14

5.3.3 框架竖向荷载分布图 15

5.4 风荷载计算 15

5.4.1 风荷载作用 15

5.4.2 风荷载作用下框架侧移验算 18

5.5 水平地震荷载计算 19

5.5.1 重力荷载代表值 19

5.5.2 基本自振周期的计算 21

5.5.3 水平地震作用计算 22

5.5.4 地震作用剪重比和侧移验算 24

第6章 内力计算 27

6.1 竖向荷载作用下框架内力计算 27

6.1.1 竖向恒荷载作用下框架内力计算 27

6.1.1 竖向活荷载作用下框架内力计算 36

6.2 风荷载作用下框架内力计算 43

6.2.1 框架柱剪力计算 43

6.2.2 框架柱端弯矩计算 43

6.2.3 粱端弯矩及梁剪力计算 44

6.2.4 框架柱轴力计算 46

6.3 水平地震作用下框架内力计算 49

6.3.1 框架柱剪力计算 49

6.3.3 粱端弯矩及梁剪力计算 51

6.3.4 框架柱轴力计算 51

第7章 内力组合 55

7.1 弯矩调幅 55

7.2 梁柱控制截面内力 56

7.2.1 梁控制截面内力 57

7.2.2 柱控制截面内力 60

7.2.3 梁柱控制截面内力汇总 60

7.3 内力组合 64

7.3.1 框架梁内力组合 65

7.3.2 框架柱内力组合 65

7.4 内力调整 65

7.4.1 框架梁的内力调整 65

7.4.2 框架柱的内力调整 66

第8章 梁、板、柱截面设计 94

8.1 梁截面设计 94

8.1.1 梁正截面受弯承载力计算 94

8.1.2 梁斜截面设计计算 97

8.2 柱截面设计 100

8.2.1 柱设计内力选择 100

8.2.2 设计步骤 100

8.2.3 轴压比验算 100

8.2.4 正截面设计 101

8.2.5 斜截面设计 105

8.3 板截面设计 107

8.3.1 设计资料 107

8.3.2 荷载计算 108

8.3.3 内力计算 108

8.3.4 配筋计算 109

第9章 基础设计 113

9.1 基础梁 113

9.2 B（E）柱独立基础设计 113

9.2.1 荷载计算 113

9.2.2 基础底面尺寸的确定 114

9.2.3 基础立面尺寸的确定 115

9.2.4 抗冲切验算 116

9.2.5 配筋计算 118

9.3 C、D双柱联合基础设计 120

9.3.1 荷载计算 120

9.3.2 双柱联合基础尺寸的确定 122

9.3.3 双柱联合基础尺寸的内力计算 122

9.3.4 双柱联合基础抗冲切验算 123

9.3.5 配筋计算 123

第10章 楼梯设计 125

10.1 梯段板设计 125

10.1.1 荷载计算 125

10.1.2 截面设计 126

10.2 平台板设计 126

10.2.1 荷载计算 126

10.2.2 截面设计 127

10.3 平台梁设计 128

10.3.1 荷载计算 128

10.3.2 截面设计 128

10.4 构造措施 129

10.4.1 锚固长度 129

10.4.2 平台梁构造 129

第11章 手算和电算结果对比分析 130

11.1 电算结果分析 130

11.1.1 指标汇总 130

11.1.2 层间位移角 130

11.1.3 轴压比 131

11.2 手算电算结果对比分析 132

结 语 134

参考文献 135

致 谢 137

第1章 绪论

1.1 设计理念

作为城市第三产业重要载体的办公楼，在城市经济体发挥着不可或缺的作用，办公楼经济所占的比重也在快速增加，办公楼在城市中的地位与作用也越来越大。正是因为办公楼在今后城市发展中的地位越来越重要、意义越来越大，以及办公楼设计的人性化发展，让我对这个行业增加了很大的信心和兴趣，如此选择了办公楼设计作为毕业设计题目。

本设计办公楼的结构形式采用普遍使用的钢筋混凝土框架结构。本着“安全、适用、经济、美观”的设计原则，在满足设计任务书下达的要求下，结合设计指导书，完成了本次设计。建筑设计部分以实践和观察为出发点，调研当地同类型建筑，并查阅相关规范、标准及文献，对交通、采光、防火、疏散等进行分析研究，确定合理的建筑设计方案，运用天正建筑绘图软件完成建筑部分图纸的绘制。结构设计部分主要是先进行结构选型、柱网布置以及梁柱截面的估算，再运用PKPM建筑结构计算软件计算整体的受力是否合理，对计算结果进行分析，反复调整模型，直到结果满足要求，达到理想的效果，最后导出施工图，运用TSSD绘图软件对施工图进行修改和完善。本毕业设计还包括手算一榀具有代表性的框架，先进行荷载统计计算，然后进行内力计算、内力组合，再进行梁、板、柱截面设计，最后进行基础的设计计算；在计算过程中，竖向荷载作用下框架的内力计算采用的是弯矩二次分配法，水平荷载作用下框架的内力计算采用的是D值法，地震荷载作用的计算采用的底部剪力法；设计过程涉及《房屋建筑学》、《结构力学》、《混凝土结构设计》、《基础工程》、《建筑抗震设计原理》、《高层建筑结构》等专业课程的基础知识，以及各种相关规范、标准、图集的查阅，整个设计内容涵盖整个本科四年所学的知识，将所学知识系统化、整体化和实践化了。

通过此次毕业设计，综合性地运用几年内所学的知识去分析、解决问题，在设计过程中，使自己所学知识得到梳理和运用，它既是一次检阅，又是一次锻炼，更是一次视野的开拓，技能的提升。

1.2 设计依据

《总图制图标准》GBT 50103 - 2010