商业办公楼建筑设计、结构设计毕业设计计算书

1、商业办公楼建筑设计、结构设计 摘要：本毕业设计由胡尚瑜老师作为指导老师，指导学生梁睿完成此次毕业设计。该设计是一栋钢筋混凝土框架结构的综合办公楼，建筑高度21.8m（从地面标高到主体结构檐口高度），建筑面积约5000m2，设计使用年限50年，丙类建筑，主体部分采用六层框架结构。遵循先建筑、后结构、再基础的设计过程，根据任务书和指导书的要求完成的建筑、结构设计。建筑图包括平面图、正立面、侧立面及各详图。结构设计时紧密结合建筑设计，力求经济合理，造型美观。结构分析的重点在于框架内力及构件承载力满足要求。考虑毕业设计的特殊要求，以手算为主、电算为辅。计算书包括计算说明、结构计算书（包括楼板计算、连续

2、次梁计算、框架计算、基础和楼梯计算）。关键词：多层建筑；框架结构；商业办公楼。commercial office building design, structural designstudent: rui liang instructor: hu shangyuabstract：the graduation designed by hu shangyu teacher as instructor， students liang rui complete the graduation projectthe design is a reinforced concrete frame struct

3、ure office building，building height 21.8m ( from ground level to the main structure of the eaves height )，construction area of about 5000 m2，design life of 50 years，building class c ，main part of the structure is six-story frame。first building , post-structuralism , and then based design process , a

4、ccording to the mission statement and instructions to complete the requirements of the building, structure design . building plans including floor plans , facade , side elevation and the detail . closely integrated structural design architectural design , and strive to economic rationality and beaut

5、iful shape. framework for structural analysis focuses on internal force and component capacity to meet the requirements . consider the special requirements of graduation to hand calculations based , electronic data supplement. calculations including calculations show that structural calculations ( i

6、ncluding slab calculations, continuous secondary beam calculation , calculation framework , infrastructure and stairs calculation ) .keywords:multi-story building ; framework ; commercial office building. 第一章 结构计算总说明4第二章 结构计算书52.1楼盖结构计算52.1.1双向板计算62.1.2连续梁计算172.2框架结构计算212.2.1框架荷载计算212.2.2框架梁柱相对线刚度计算

7、222.2.3风荷载作用下框架内力计算222.2.4地震荷载作用下框架内力计算252.2.5水平荷载作用下框架的抗侧移验算252.2.6竖向荷载作用下框架内力计算302.2.7横向框架内力组合372.2.8框架结构截面设计382.3基础设计及计算632.3.1基础底面积和底面积尺寸确定632.3.2基础抗冲切承载力计算652.3.3基础底板配筋652.4楼梯设计及计算672.4.1楼梯布置672.4.2内力及配筋计算：68鸣谢72第一章 结构计算书总说明本毕业设计结构计算书主要内容有：一、楼盖结构计算本设计采用了弹性理论方法和塑性内力重分布方法两种计算方法对楼盖的梁板结构进行了结构分析和计算，

8、并根据计算结果进行配筋构造设计。二、 框架结构计算 本设计采用人工计算的方法对所选取的一榀框架进行了结构计算，主要进行了框架荷载计算、框架内力计算、框架荷载效应组合和框架截面设计等。三、基础结构计算 本设计基础选用柱下独立基础，主要对框架结构计算中所选取的一榀框架的柱下独立基础进行了结构计算和设计。注：本结构计算和设计除某些方面具体注明外，其余均按新规范要求进行计算和设计。第二章 结构计算书2.1、楼盖结构计算设计资料 本办公楼楼盖结构采用现浇钢筋混凝土楼盖，楼面面层为花岗岩楼面，轻钢龙骨吊顶,卫生间的设计为坐式。楼板为100mm厚(走廊为80mm厚)钢筋混凝土楼板,板采用c20混凝土,其他采

9、用c30混凝土，hpb235级钢筋,梁中纵向受力钢筋采用hrb335级钢筋,箍筋采用hpb235级钢筋。此建筑楼板、走廊的活荷载标准值取2.5kn/m2(荷载分项系数为1.4),楼梯的活荷载标准值取3.5kn/m2（荷载分项系数为1.4），其余房间的活荷载标准值取2.0kn/m2(荷载分项系数为1.4)结构布置选择第三层结构平面进行设计,楼面板的布置如下图(图中尺寸单位为mm):(1)楼板(100mm厚)楼面铺20mm厚水磨石地板 0.65kn/0.02m=0.013 kn/100mm厚钢筋混凝土楼板 25kn/0.10m=2.5 kn/ 轻钢龙骨吊顶 0.2 kn/小计 =2.713 kn/

10、恒载标准值: =2.713 kn/恒载设计值: g=1.23.713=3.256 kn/活载标准值: =2.5 kn/活载设计值: q=1.42.5=3.5 kn/荷载设计值: p=g+q=3.256+3.5=6.756 kn/(2)走廊(80mm厚)楼面铺20mm厚水磨石地板 0.65kn/0.02m=0.013 kn/80mm厚钢筋混凝土楼板 25kn/0.08m=2.0 kn/ 轻钢龙骨吊顶 0.2 kn/小计 =2.21 kn/恒载标准值: =2.21 kn/恒载设计值: g=1.22.21=2.652 kn/活载标准值: =2.5 kn/活载设计值: q=1.42.5=3.5 kn/

11、荷载设计值: p=g+q=2.21+3.5=5.71 kn/2.1.1、双向板计算（1）按弹性理论设计, 对不同类型的板区格进行编号分类(见板布置图),在本设计中楼盖边梁对板的作用视为铰支座，内支座视为固定。将多区格双向板简化为单区格的双向板计算.1）、荷载计算楼面板荷载:100mm厚钢筋混凝土楼板:g=1.23.713=3.256 kn/q=1.42.5=3.5 kn/g+q/2=3.256+3.5/2=5.006 kn/q/2=1.75 kn/g+q=3.256+3.5=6.756 kn/走廊楼面板荷载:80mm厚钢筋混凝土楼板:g=1.22.21=2.652 kn/q=1.42.5=3.

12、5 kn/g+q/2=2.652+3.5/2=4.402 kn/q/2=1.75 kn/g+q=2.652+3.5=6.152 kn/2）、计算跨度,为计算方便,取板的支承中心线间的距离作为计算长度,结果总是偏安全.即=.3）、荷载布置方式:求某板跨中最大弯距时,采用棋盘式布置活荷载;求支座最大弯距时,采取活荷载满布方式.4）、内力计算跨中最大弯距为在g+q作用下的弯距值与q/2作用下的跨中弯距之和.根据划分板的形式查课本的附表8进行双向板计算,考虑双向弯曲对两个方向板带弯距值的影响采用以下式子计算=+,=+混凝土的泊松比=0.2,板的计算中为短边或简支边方向, 为长边方向.下面以b1板为例进

13、行弯矩计算, 板的计算示意图如图所示：弯距计算:=3300mm，=7200mm，/=3300mm/7200mm=0.46,查表的: =0时 =(0.05595.006+0.09651.75) kn/ =4.886 kn.m/m=(0.00795.006+0.01741.75) kn/ =0.762 kn.m/m=0.2时 =4.886 kn.m/m+0.20.762 kn.m/m=5.038 kn.m/m=0.762 kn.m/m+0.24.886 kn.m/m=1.739 kn.m/m支座: =0.11796.756 kn.m/m=8.674 kn.m/m=0.07866.756 kn.m/

14、m=5.783 kn.m/m5）、配筋计算:板跨内及支座取截面有效高度=80mm, =70mm,即可近似按计算钢筋截面面积.平行于方向的跨中弯矩=5.038 knmas 20mm =5.038/0.95210(100-20)=315.66 实配钢筋： 8150 (as 335)平行于 方向的跨中弯矩=1.739 kn.m/mas 30mm =1.739/0.95210(100-30)=124.53 实配钢筋： 8200 (as 251) 沿 方向的支座弯矩=8.674 kn.m/mas 20mm =8.674/0.95210(100-20)=543.48 实配钢筋： 10140 (as 561

15、) 沿 方向的支座弯矩=5.783 kn.m/mas 30mm =5.783/0.95210(100-30)=414.1 实配钢筋： 10180 (as 436)各区格板分别计算的弯距值如下表1:表1区格b1b2/3.3m/7.2m=0.53.3m/7.2=0.5跨中计算简图=(0.05595.006+0.09651.75) kn/ =4.886 kn.m/m(0.04085.006+0.09651.75)kn/=4.063kn.m/m=(0.00795.006+0.01741.75) kn/ =0.762 kn.m/m(0.00285.006+0.01741.75)kn/=0.484 kn.

16、m/m=4.886 kn.m/m+0.20.762 kn.m/m=5.038 kn.m/m4.063kn.m/m+0.20.484 kn.m/m=4.160kn.m/m=0.762 kn.m/m+0.24.886 kn.m/m=1.739 kn.m/m0.484kn.m/m+0.24.063 kn.m/m=1.297kn.m/m支座计算简图=0.11796.756 kn.m/m=8.674 kn.m/m0.08366.756 kn.m/m=6.151 kn.m/m=0.07866.756 kn.m/m=5.783 kn.m/m0.05696.756 kn.m/m=4.186 kn.m/m区格b

17、3b4/3m/7.2m=0.4（取0.5）3.3m/4.2m=0.79跨中计算简图(0.04084.402+0.09651.75) kn/=3.113 kn.m/m(0.03145.006+0.05731.75)kn/=2.804kn.m/m(0.00284.402+0.01741.75)kn/=0.385 kn.m/m(0.01215.006+0.03201.75)kn/=1.269 kn.m/m3.113kn.m/m+0.20.385 kn.m/m=3.19 kn.m/m2.804kn.m/m+0.21.269 kn.m/m=3.059 kn.m/m0.385kn.m/m+0.23.113

18、 kn.m/m=1.008 kn.m/m1.269kn.m/m+0.22.804 kn.m/m=1.830kn.m/m支座计算简图0.08366.152 kn.m/m=4.629 kn.m/m0.07286.756 kn.m/m=5.356 kn.m/m0.05696.152 kn.m/m=3.15 kn.m/m0.0576.756 kn.m/m=4.194kn.m/m区格b5b6/3.3m/4.2m=0.793m/4.2m=0.71 跨中计算简图(0.02765.006+0.05691.75) kn/=2.589 kn.m/m(0.03114.402+0.0671.75)kn/=2.287

19、kn.m/m(0.01415.006+0.03311.75) kn/=1.399 kn.m/m(0.01174.402+0.02981.75)kn/=0.933 kn.m/m2.589kn.m/m+0.21.399 kn.m/m=2.801 kn.m/m2.287kn.m/m+0.20.933 kn.m/m=2.474 kn.m/m1.399kn.m/m+0.22.589 kn.m/m=1.917 kn.m/m0.933kn.m/m+0.22.287 kn.m/m=1.390kn.m/m支座计算简图0.06996.756 kn.m/m=5.143 kn.m/m0.07286.152 kn.m/

20、m=3.549kn.m/m0.05686.756 kn.m/m=4.179 kn.m/m0.05686.152 kn.m/m=3.145 kn.m/m区格b7b8/33m/7.2m=0.46（取0.5）3m/7.2m=0.42 (取0.5)跨中计算简图(0.0405.006+0.09651.75) kn/=4.020 kn.m/m(0.044.402+0.09651.75)kn/=3.105kn.m/m(0.00385.006+0.01741.75) kn/=0.539 kn.m/m(0.00384.402+0.01741.75)kn/=0.425 kn.m/m4.020kn.m/m+0.20

21、.539 kn.m/m=4.129 kn.m/m3.105kn.m/m+0.20.425 kn.m/m=3.19kn.m/m0.539kn.m/m+0.24.020kn.m/m=1.343 kn.m/m0.425kn.m/m+0.23.105 kn.m/m=1.046kn.m/m支座计算简图0.08296.152 kn.m/m=5.554 kn.m/m0.07256.152 kn.m/m=4.254 kn.m/m0.0576.152 kn.m/m=3.818 kn.m/m0.05706.152 kn.m/m=3.156 kn.m/m区格b9b10/33m/6m=0.5533m/6m=0.55

22、(取0.5)跨中计算简图(0.03985.006+0.08921.75) kn/=3.870 kn.m/m(0.03855.006+0.08921.75)kn/=3.799 kn.m/m(0.00425.006+0.02101.75) kn/=0.629 kn.m/m(0.00565.006+0.0211.75)kn/=0.705 kn.m/m3.870kn.m/m+0.20.629 kn.m/m=3.996 kn.m/m3.799kn.m/m+0.20.705 kn.m/m=3.94kn.m/m0.629kn.m/m+0.23.870kn.m/m=1.403kn.m/m0.705kn.m/m

23、+0.23.799 kn.m/m=1.465kn.m/m支座计算简图0.08276.756 kn.m/m=6.084 kn.m/m0.08146.756 kn.m/m=5.989 kn.m/m0.0576.756 kn.m/m=4.194 kn.m/m0.05716.756 kn.m/m=4.201 kn.m/m区格b11/3m/6m=0.5跨中计算简图(0.044.402+0.09651.75) kn/=3.105 kn.m/m(0.00384.402+0.01741.75) kn/=0.412 kn.m/m3.105kn.m/m+0.20.412 kn.m/m=3.187 kn.m/m0.

24、412kn.m/m+0.23.105kn.m/m=1.033kn.m/m支座计算简图0.08296.152 kn.m/m=4.59 kn.m/m0.0576.152 kn.m/m=3.156 kn.m/m由以上表知道板间支座弯距并不平衡,故取相临板的支座弯距和的平均值.b1-b2支座: =(8.674+6.151)=7.413b2-b3支座: =(6.151+4.629)=5.390b1-b4支座: =(5.783+4.194)=4.989b2-b5支座: =(4.186+4.179)=4.183b3-b6支座: =(3.15+3.145)=3.148b4-b5支座: =(5.356+5.14

25、3)=5.250b5-b6支座: =(5.143+3.549)=4.346b6-b8支座: =(3.145+3.156)=3.151b5-b7支座: =(4.179+3.818)=3.999b2-b4支座: =(4.186+4.194)=4.190b2-b7支座: =(6.151+5.554)=5.853b8-b11支座: =(3.156+3.156)=3.156b7-b10支座: =(3.818+4.201)=4.010b2-b9支座: =(4.186+4.194)=4.190b9-b10支座: =(6.084+5.989)=6.037b10-b11支座: =(4.59+5.989)=5.2

26、69连续双向板的截面配筋计算见表2和表3(按弹性理论计算)板跨内及支座取截面有效高度=80mm, =70mm,即可近似按计算钢筋截面面积.中间区格板考虑板的内拱作用弯距减少20.表2 跨中弯距配筋计算截面()m(kn.m)as()配筋实用as()跨中b1805.038315.668130387701.739124.538200251b2804.1600.8208.528200251701.29792.888200251b3803.1900.8159.908200251701.00863.168200251b4803.0590.8153.338200251701.830114.668200251

27、b5802.8010.8140.408200251701.917124.018200251b6802.4740.8124.018200251701.3900.879.628200251b7804.1290.8206.978200251701.3430.876.948200251b8803.1900.8159.908200251701.0460.879.748200251b9803.9960.8200.38200251701.4030.880.378200251b10803.9400.8197.498200251701.4050.880.498200251b11803.1870.8159.748

28、200251701.0330.859.188200251表3 支座弯距配筋计算截面()m(kn.m)as()配筋实用as()支座支b1-b2支座807.413464.4710200479b2-b3支座805.390351.948140402b1-b4支座804.989312.598150335b2-b5支座804.183262.098180279b3-b6支座803.148197.248200251b4-b5支座805.250328.958150335b5-b6支座804.346272.308180279b6-b8支座803.151197.438200251b5-b7支座803.999250.

29、568200251b2-b4支座804.190262.538180279b2-b7支座805.853366.738130387b8-b11支座803.156197.748200251b7-b10支座804.010251.258180279b2-b9支座804.190262.538180279b9-b10支座806.037378.2610200251b10-b11支座805.269330.1310200393验算表中板的配筋率=max(160或192)上表中所有配筋面积都大于192,因此满足要求。2.1.2、连续梁的计算连续梁的布置如下图粗实线所示,计算方法采用了塑性理论方法(内力重分布法).（

30、1）、估计梁截面尺寸 ,取500,因b不能小于200,故b取250bh=250300mm（2）、荷载设计值线荷载:板传来恒载 2.713 kn/3.3m1.2= 10.743kn/梁自重 25 kn/（0.5-0.12）m0.25m1.2= 1.35kn/梁侧抹灰 17kn/(0.5-0.12)m0.02m1.22 = 0.147kn/纵隔墙自重19 kn/3.6m0.24m0.61.2=11.820 kn/恒载设计值 =10.743kn/ 梯形荷载 g=1.35kn/+0.147kn/+11.820kn/=13.317 kn/ 均布荷载 活载设计值 2.5 kn/3.3m1.4=11.55k

31、n/ 梯形荷载 把梯形荷载转化为均布荷载 恒载:10.74kn/(1-20.330.33+0.330.330.33)=8.79 kn/ 活载: 5.78kn/(1-20.330.33+0.330.330.33)=4.73kn/ 即 g18.79 kn/+13.317 kn/22.107 kn/m q14.73 kn/m g= g1+ q1=26.84kn/m, 把三角形荷载化为均布荷载后计算简图如下(3)内力计算由于跨距不同，所以次梁的弯矩计算用弯矩分配法求得（具体过程在过程材料里面）。弯矩分配图如下：(4)内力汇总截面a支座a-b跨中b支座b-c跨中c支座c-d跨中d支座d-e跨中左右左右左

32、右m(knm)0115.2-117.438.9-78.881.9-105.315.5v(kn)75.8-112.865.5-47.292.9-100.380.5-截面e支座e-f跨中f支座f-g跨中g支座g-h跨中h支座左右左右左右m(knm)-105.381.9-78.838.9-117.4115.20v(kn)-80.5100.3-92.947.2-65.5112.8-75.8(4) 截面承载力计算1) 次梁跨中截面按t形截面进行计算，其翼缘宽度取两者中的较小值（取最大跨轴线间距7.2m计算） 取较小值，判断t型截面类型：取h0=500-30=470mm， 则： 117.4knm属于第一类

33、梯形截面。2) 支座截面按矩形截面计算，均按一排钢筋考虑，取h0=350-30=320mm3) 次梁正截面受弯承载力计算楼面次梁正截面受弯承载力计算截面位置m(knm)(跨中)或b（支座）（mm2）选配钢筋实配钢筋面积(mm2)a-b跨中115.22.40.0150.0150.9928234181017b支座-117.40.250.1490.1620.9199064181017b-c跨中38.92.40.0050.0050.997277214308c支座-78.80.250.1000.1060.947590414615c-d跨中81.92.40.0110.0110.994584414615d支

34、座-105.30.250.1330.1430.9288044181017d-e跨中15.52.80.0020.0020.999110210804e支座-105.30.250.1330.1430.9288044181520e-f跨中81.92.40.0110.0110.994584414615f支座-78.80.250.1000.1060.947590414615f-g跨中38.92.40.0050.0050.997277214308g支座-117.40.250.1490.1620.9199064181017g-h跨中1112.40.0150.0150.99282341810174）次梁斜截面受

35、剪承载力计算由表得最大剪力，所以，所以几面尺寸满足要求。箍筋按照构造要求，按符合要求。2.2、框架结构计算2.2.1、框架荷载计算一、屋面荷载计算1、恒荷载标准值：现浇40厚细石混凝土 220.04=0.88kn/捷罗克防水层（厚8mm） 0.10kn/20厚1：3水泥砂浆找平 200.02=0.40kn/膨胀珍珠岩砂浆找坡（平均厚140mm） 140.14=1.96kn/100厚钢筋混凝土屋面板 250.10=2.50kn/10厚纸浆石灰泥粉平 160.01=0.16kn/轻钢龙骨吊顶 0.2kn/合计 6.2kn/2、活荷载标准值： 按上人屋面，取2.0kn/二、楼面荷载（1）、办公室楼面

36、1、恒荷载标准值：水磨石地面（10mm面层，20mm水泥砂浆打底） 0.65kn/100厚钢筋混凝土屋面板 250.10=2.50kn/10厚纸浆石灰泥粉平 160.01=0.16kn/轻钢龙骨吊顶 0.2kn/合计 3.51kn/2、活荷载标准值： 按“办公楼”一栏取，取2.0kn/ （2）、过道楼面：1、恒荷载标准值：水磨石地面（10mm面层，20mm水泥砂浆打底） 0.65kn/80厚钢筋混凝土屋面板 250.08=2kn/10厚纸浆石灰泥粉平 160.01=0.16kn/轻钢龙骨吊顶 0.2kn/合计 3.01kn/2、活荷载标准值： 按“走廊”一栏取，取2.5kn/ 三、梁柱自重1、

37、横向框架梁（600300）：0.25（0.6-0.1）25+（0.6-0.1）0.0220=3.95kn/m2、纵向框架梁（600300）：0.25（0.6-0.1）25+（0.6-0.1）0.0220=3.95kn/m3、次梁（500250）：0.25（0.5-0.1）25+（0.5-0.1）0.0220=2.66kn/m4、框架柱（600500）： 0.60.5252.20.0220=8.38kn/m四、门窗自重1、门：除底层大门为玻璃门外，其余均为木门。木门自重：0.2kn/。2、窗：均采用塑钢玻璃窗。窗自重：0.3kn/。2.2.2、框架梁柱相对线刚度计算一、框架柱惯性矩一、 框架梁的

38、惯性矩矩形截面惯性矩：对中框架梁为三、各层框架梁线刚度各层框架梁线刚度框架梁位置-轴框架梁-轴框架梁-轴框架梁跨度l（mm）660030006600线刚度各层框架柱线刚度框架柱位置顶层框架柱标准层框架柱底层框架柱层高h（mm）360036004600线刚度五、各杆件相对线刚度以-轴框架梁线刚度相对值为1，则可算得各杆件相对线刚度值，注于下图中。2.2.3、风荷载作用下框架的内力计算一、风荷载标准值计算 荷载相同，取轴框架计算水平风荷载。1、基本参数 得，地面粗糙度为c。风载体形系数和。按照c类粗糙度查的风压高度系数在3.6m、7.2m、10.8m、14.4m、18.0m、21.6m处分别为0.

39、74、0.74、0.74、0.74、0.80、1.03,。2、风荷载标准值计算：由确定风荷载受力图二、风荷载作用下的框架内力计算1、各梁柱相对线刚度梁、柱位置-跨梁-跨梁-跨梁顶层柱标准层柱底层柱相对线刚度i0.45510.4550.8330.8330.6522、各柱的剪力值（d值法）风荷载做用下各柱的剪力值层数柱号 (kn)第6层a6（d6）0.5460.2140.178()1.132()1.75b6（c6）1.7470.4660.388()3.80第5层a5（d5）0.5460.2140.178()1.132()2.90b5（c5）1.7470.4660.388()6.35第4层a4（d4

40、）0.5460.2140.178()1.132()3.99b4（c4）1.7470.4660.388()8.71第3层a3（d3）0.5460.2140.178()1.132()5.15b3（c3）1.7470.4660.388()11.08第2层a2（d2）0.5460.2140.178()1.132()6.15b2（c2）1.7470.4660.388()13.45底层层数柱号 (kn)第1层a1（d1）0.5460.1300.108()0.540()10.76b1（c1）1.7470.1940.162()16.143、各柱反弯点高度根据总层数m，该柱所在层数n，梁柱线刚度比，查表得到标准

41、反弯点系数y0；根据上下横梁线刚度比值i查得修正值y1；根据上下层高度变化查得修正值y2、y3；各层反弯点高度yh=(y0+y1+y2+y3)h 。风荷载作用下各柱反弯点高度层数第六层 (m=6,n=6,h=3.6m)柱号y0y1y2y3yh=(y0+y1+y2+y3)h(m)a6（d6）0.5460.2510-0.800.9b6（c6）1.7470.3910-0.801.4层数第五层 (m=6,n=5,h=3.6m)a5(d5)0.5460.351010101.26b5(c5)1.7470.441010101.58层数第四层 (m=6,n=4,h=3.6m)a4(d4)0.5460.401010101.44b4(c4)1.7470.451010101.62层数第三层 (m=6,n=3,h=3.6m)a3(d3)0.5460.451010101.62b3(c3)1.7470.491010101.76层数第二层 (m=6,n=2,h=3.6m)a2(d2)0.5460.51010101.