摘 要

本设计主要讲述了贵州轮胎股份有限公司办公大楼设计的设计过程，它为钢筋混凝土框架结构。共五层，底层层高4.4米，其他层层高均为3.3米。建筑物总高度为17.6米。

该办公大楼在设计计算中参考了较多的相关书目，并且严格按照建筑设计规范来完成建的。其主要分为两大部分：

第一部分为建筑设计。建筑设计是在总体规划的前提下，根据任务书的要求，综合考虑基地环境，使用功能，结构施工，材料设备，建筑设计及建筑艺术问题，解决建筑物的使用功能和空间的安排。依据建筑物的概念，建筑方针的原则，完成了拟建办公大楼以下几方面的设计：建筑布局，基本单元设计，公共部分设计，空间组合设计，屋面设计，建筑立面设计等等。

第二部分为结构设计。结构设计由荷载计算，框架结构的受力分析，计算和设计，楼板设计，楼梯设计和基础设计等组成。该建筑的抗震设防烈度为6度，抗震等级为三级，考虑水平地震作用和风荷载对横向框架的影响，采用反弯点法计算内力。竖向荷载作用下，横向框架内力计算采用分层法计算，而内力组合比较了竖向荷载组合和竖向荷载与地震力组合时对框架梁，柱产生的不利影响，取两者中较大值对框架梁，柱进行截面设计。

关键词：钢筋混凝土；框架；结构设计

ABSTRACT

This paper illustrates the process of designing the office building of Guizhou Tyre Corparation Company.It is five -layer reinforced concrete frame. It has five stories, the height of the first storey is 4.40 meters, and the height of other stories are all 3.3 meters. The height of the whole building is 17.60 meters.

When designing the building, various reference books are consulted, and the building is finished according to the design specification of the building strictly. This design is divided into two major parts:

The first part is the architectural design. The architectural design is on the premise of master plan, according to the request of task book, considering the base environment synthetically, the function of use, the structure constructs, material equipment, architectural design and artistic question of the building , solve the function of use of the building and arrangement in the space. Whether according to concept design of building, principle policy of building,the design should finish the following aspects. The overall arrangement of the building , the elementary cell is designed, the public part is designed, the space is made up and designed, the roofing is designed, the elevation design of the building and etc..

The second part is structural design. Structural design is consisted by calculation of wind load ,design of frame, stair design, board design with the foundation designing etc. making up. Should build provide fortification against earthquakes earthquake intensity 6 , antidetonation grade for being tertiary , consider horizontal earthquake function impact on horizontal frame and apply the method of for force calculate ,Vertical to load function, horizontal frame internal force calculate and adopt the method of to assign France, and internal force make up vertical to is it make up and not vertical to load with earthquake strength setting a roof beam in place to frame

Keywords: reinforced concrete, frame, the design of the structure

目录

第1章 工程概况 1

1.1. 设计依据 1

1.2. 设计基本内容 1

第2章 结构选型 2

2.1. 柱网布置 2

2.2. 框架结构承重方案选择 2

2.3. 计算单元选取 2

2.4. 梁、柱截面尺寸的初步估计 4

2.4.1. 梁截面初选 4

第3章 侧移刚度的计算 5

3.1. 梁线刚度计算 5

3.2. 柱线刚度计算 5

3.3. 相对线刚度计算 5

第4章 荷载计算 7

4.1. 恒荷载标准值计算 7

4.2. 活荷载标准值计算 8

4.2.1. 屋面和楼面活荷载标准值 8

4.3. 竖向荷载下框架受荷 10

4.3.1. A—B轴间框架梁 10

4.3.2. B—C轴间框架梁 11

4.3.3. C—D轴间框架梁 11

4.3.4. A轴柱纵向集中荷载的计算 12

4.3.5. B轴柱纵向集中荷载的计算 13

4.3.6.C轴柱纵向集中荷载的计算 13

4.3.7. D轴柱纵向集中荷载的计算 14

4.4. 风荷载计算 15

4.4.1. 风荷载计算 15

4.4.2. 风荷载作用下的位移验算： 16

4.5. 地震荷载计算 19

4.5.1. 各层重力荷载代表值计算 19

4.5.2. 各楼层地震力计算 20

4.5.3. 地震作用下侧移验算 21

第5章 恒荷载作用下内力计算 22

5.1. 节点分配系数计算 23

5.2. 梁的固端弯矩 23

5.3. 恒荷载作用下框架内力计算 24

5.3.1. 固端弯矩第一次分配 24

5.3.2. 节点不平衡弯矩二次分配 26

5.4. 恒荷载作用下框架内力图 31

第6章 活载作用下的内力计算 34

6.1. 计算分配系数 34

6.2. 梁的固端弯矩 35

6.3. 活荷载作用下框架内力计算 35

6.3.1. 固端弯矩第一次分配 35

6.3.2. 节点不平衡弯矩二次分配 37

第7章 风荷载、地震荷载作用下的内力计算 42

7.1. 风荷载作用下内力计算（D值法） 42

7.1.1. 框架柱反弯点计算 43

7.1.2. 框架柱端的剪力弯矩及梁端的弯矩计算 44

7.1.3. 框架梁端剪力及柱轴力计算 45

7.2. 水平地震荷载作用下内力计算（D值法） 48

7.2.1. 框架柱反弯点计算 48

7.2.2. 框架柱端的剪力弯矩及梁端的弯矩计算 48

第8章 荷载和内力组合 53

8.1. 梁截面弯矩调幅 53

8.2. 内力组合 55

8.2.1. 组合方法 55

8.2.2. 梁内力组合计算 56

8.2.3. 梁端剪力设计值计算 64

8.2.4. 柱的内力组合计算 65

8.2.5. 柱截面剪力设计值计算 77

第9章 配筋计算 78

9.1. 材料选择 78

9.2. 梁配筋计算 78

9.2.1. 梁截面配筋计算 79

9.2.2. 梁斜截面配筋计算 83

9.2.3. 裂缝宽度验算 86

9.3. 柱配筋计算 88

9.3.1. 柱轴压比验算 88

9.3.2. 截面尺寸复核 89

9.3.3. 正截面受弯承载力计算 89

9.3.4. 斜截面受弯承载力计算 94

9.3.5. 柱裂缝宽度验算 99

第10章 楼板设计 100

10.1. 基本资料 100

10.2. 内力计算 100

10.2.1. 荷载设计值 100

10.2.2. 内力计算 100

10.3. 配筋计算 103

第11章 楼梯设计 104

11.1. 基本资料 104

11.2. LT1计算 105

11.2.1. 计算过程 105

11.2.2. 跨中挠度验算 106

11.2.3. 裂缝宽度验算 107

11.3. LT2计算 107

第12章 基础设计 108

12.1. 基本资料 108

12.2. B、C、D柱下独立基础设计 113

结束语 114

参考文献 115

致谢 116

工程概况

设计依据

办公楼内设资料室、档案室，可容纳30人左右的会议室等；每层均设卫生间。办公区域考虑部分开敞式办公，建筑立面体现简介风格。

1. 建筑面积4000m2左右，共5层，底层层高4.4m，其余层高3.3 m
2. 结构形式设计为框架结构，其地基基础设计等级为乙级，其建筑结构安全等级为二级，
3. 本工程设计的使用年限50年
4. 抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度为0.1g，设计地震分组为第一组，抗震设防类别为丙类建筑，框架抗震等级为四级。
5. 风荷载：基本风压0.30KPa，C类地区；基本雪压0.3 0KPa。

设计基本内容

（A）必须设有资料室、档案室、会议室。

（B）屋面采用非上人屋面。

（C）走廊及楼梯的设置必须满足防火要求。

（D）绘制建筑施工图。

结构选型

柱网布置

本办公大楼标准层柱网布置如图2.1所示：

图2.1 柱网布置图

框架结构承重方案选择

竖向荷载的传力途径：楼板上所承载的的荷载直接传到次梁，然后由次梁传至主梁，接着由主梁传递到框架柱，最后传至地基。

计算单元选取

框架结构的计算单元如下图所示，取3轴上的一榀框架计算（相邻两个柱距的各取1/2宽，作为计算单元）。

假定框架柱底部嵌固在基础的顶面，且框架梁与柱刚接。由于各层柱的截面尺寸保持不变，因此框架梁的长度等于柱截面轴心线之间的距离。底层柱高从基础的顶面算至一层楼面，基顶标高根据地质条件、室内外高差的因素，定为－0.800m，二层楼面标高为3.300m,故底层柱高为4.400m。其余各层柱高都是从楼面开始计算至上一层楼面，故均为3.3m。

框架结构的计算单元简图如图2.2所示

图2.2框架结构计算简图

梁、柱截面尺寸的初步估计

梁截面初选

主梁: 取h=700mm

取b=300mm

柱截面尺寸的初步选择

顶层柱尺寸 按轴压比要求计算，由公式 ：

（2-1）

β-- 考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数,本设计取边跨柱取1.3，等跨内柱取1.2；

F--按简支状态计算柱的负载面积；

--为折算在单位面积上的重力荷载代表值，近似的取（12～15）kN/m²；

n--为验算截面以上的楼层层数。

注：[]为框架柱轴压比限值，本方案为二级抗震等级，查《建筑抗震设计规范GB50011− 2010》取0.90。

是混凝土轴心抗压强度设计值，C30 混凝土的为14.3N/mm²。

对于底层中柱：

边柱≥

中柱

综合以上计算结果并考虑其它因素取边柱和中柱截面为600mm×600mm。

梁分别取为250mm×500mm（BC轴）,300mm×700mm（AB、CD轴）。

侧移刚度的计算

在框架结构的设计中，现浇楼板的板可以增大梁的有效翼缘，从而增大梁的有效刚度，最终减少框架的侧移。将这一有利的作用考虑在内，在做梁的截面惯性矩的计算时候，对于边框架取中框架取（为梁的截面惯性矩）

梁线刚度计算

梁采用C30混凝土，。