办公楼计算书

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本设计是按照毕业设计要求编写的毕业设计。题目为“某某城区

办公楼设计”。内容包括建筑设计、结构设计.

办公楼是公共建筑，其规范要求比较严格，能体现处建筑和结构

设计的很多重要的方面，选择办公楼建筑和结构设计，从而掌握办公

楼设计的基本原理，妥善解决其功能关系，满足使用要求。

框架结构的设计始于欧美，二十世纪厚得到了世界各地大范围的

使用，其结构建筑平面布置灵活，使用空间大。延性较好。其具有良

好的抗震能力。对办公楼有重要建筑结构非常适用。能满足其较大的

使用面积要求。

框架结构的研究，对于建筑的荷载情况，分析其受力，采用不同

的方法分别计算出各种荷载作用下的弯矩、剪力、轴力，然后进行内

力组合，挑选出最不利的内力组合进行截面的承载力计算，保证结构

有足够的强度和稳定性。在对竖向荷载的计算种采用了弯矩分配法，

对水平荷载采用了D值法，对钢筋混凝土构件的受力性能，受弯构件

的正截面和斜截面计算都有应用。

本结构计算选用一根框架为计算单元，采用手算的简化计算方

法，其中计算框架在竖向荷载下的内力时使用的弯距二次分配法，不

但使计算结果较为合理，而且计算量较小，是一种不错的手算方法。

本设计主要通过工程实例来强化大学期间所学的知识，建立一个完整

的设计知识体系，了解设计总过程，通过查阅大量的相关设计资料，

提高自己的动手能力。

这次设计是在结构教研室各位老师的悉心指导下完成的，在此向

你们表示衷心的感谢！

鉴于水平有限，设计书中还存在不少缺点甚至错误，敬请老师批

评和指正。

相关设计依据：

⑴.《建筑地基设计规范》GB50007-2001

(2).《混凝土结构设计规范》GB500010-2002

⑶.《建筑结构荷载规范》GB50009-2001

⑷、《建筑抗震设计规范》GB500011-2001

⑸.《砌体结构设计规范》GB50003-2001

（6）.《房屋建筑制图统一标准》CVT50001-2001

⑺.《建筑结构制图标准》、G5/T50105-2001

⑻.《建筑设计防火规范》GB50045-1995

⑼.有关标准图集、相关教科书和及相关规定。

第1章设计基本资料

§1.1初步设计资料

一.工程名称：XX城区办公楼。

二.工程概况：建筑面积8500m2,建筑总高为26.15电主体大

楼为七层，裙房为六层，室内外高差为0.45m

三.温度：最热月平均28℃,最冷月平均—5℃;

极端最高温度38℃,极端最低温度为一1L5℃.

四.相对湿度：年平均34%

五.相对风向：北风，基本风压0.35Wfn2.

六.雨雪条件：最大积雪深度0.25cm,雪荷载0.30Kb叱行。

七.年降雨量870mmo

八.水文资料：经勘探未发现地下水

九.地质条件：

1.地震烈度：本工程地震设防烈度为8度，近震，

场地类型：n类。

2.地质资料：见表1一1

表1一1地质资料

基底埋深（⑪土层厚度（ni）岩上名称地基上静荷载标准值

(Kpa)

2.202.20杂填土100

8.005.80粉质粘土140

16.208.20粘土160

20.704.50中密的细砂一

25.004.30基岩一

十.材料使用：

1.混凝土：梁柱板均使用C30混凝土。

2.钢筋：纵向受力钢筋采用热轧钢筋HRB335,其余采用热轧钢

筋HPB235o

3.墙体：

a.外纵墙采用240厚灰砂砖（18耶/rf）,一侧墙体为水刷石墙

面（0.5KMztif），一侧为20mm厚抹灰（17口^^）；

b.内隔墙采用200厚蒸压粉煤灰加气碎砌块（5.5@口窃），两

侧均为20nm厚抹灰。

c.卫生间隔墙采用200厚蒸压粉煤灰加气碎砌块（5.5KW））,

两侧贴瓷砖（0.）。

d.女儿墙采用240厚加气碎砌块（5.5KTW）两侧均为200厚

抹灰，墙高900mm,

4.窗：均为钢框玻璃窗（0.45@0rf）

5.门：除大门为玻璃门（0.45耶布），办公室均为木门

（10.2Kbpm）.

§1.2结构选型

--结构体系选型：采用钢筋混凝土现浇框架结构体系。

二.屋面结构：采用现浇混凝土肋型屋盖，刚柔性结合的屋面，

屋面板厚100mm,

三.楼面结构：采用现浇混凝土肋型屋盖，板厚100nm

四.楼梯结构：采用钢筋混凝土梁式楼梯。

五.天沟：采用现浇天沟。

第2章结构布置及计算简图

§2.1结构布置及梁，柱截面尺寸的初选

§2.1.1梁柱截面尺寸初选

主体结构共7层，局部6层，层高均为3.6m,内外墙的做法：内

墙做法：内外墙均砌240厚空心砌块砖，门窗详见门窗表，楼层屋盖

均为现浇钢筋碎结构。

板厚取100mmh=100mm>—~2222=75

4040

一.梁截面尺寸的估算：

1.BC跨：

⑴・主梁：>6000mm

h=\-—\L^750mm500〃〃〃，取600mm

1812；

b=(；j乙=300/n/n200mm,取300mm

故框架横纵梁的截面尺寸为bXh=300mmx600mm

(2).次梁：I^6000mm

〃=[5-333mm500〃?〃？，取400™,

b取250mm

故框架次梁的截面尺寸为bXh=250mmx400mm

2.8跨：

⑴.主梁：42400mm

h=\——=300mm200mm,取450mm

1812J

&=f——JL=225mm150mm,取250mm

故框架梁的截面尺寸为bXh=250mmx450mm

表2-1估算梁的截面尺寸（mm）及各层混凝土强度等级

层数混凝土横梁（bxh）纵梁次梁

强度等级BC,DE跨CD跨(bxh)(bXh)

1~7C30300X600250X450300X600250X450

二.柱截面尺寸的估算

框架柱截面尺寸根据柱的轴压比限制，按下式计算：

1.柱组合的轴压比设计值按照公式1—1计算：

N=（3Fgn（1—1）

式中：

£：为考虑地震作用组合后柱轴力压力增大系数，边柱取1.3,等跨

内柱取L2,不等跨取1.25;

F：为按照简支状态计算柱的负荷面积；

g：为折算后在单位面积上的重力荷载代表值，近似取14KT0H2;

〃：为验算截面以上楼层层数；

2.框架柱验算

N

——<0.8（1-2）

由计算简图2-1可知边柱和中柱的负载面积可知：

中柱：（6+6）/2义（6+2.4）/2=6x4.2m2

边柱：（6+6）/2X6/2^7.2X3m2

边柱:A,21.2N/A=（1.2x1.3x7.2x3x14x1000x7）/14.3x0.8=190321.6机机2

2

中柱:Ac>l.2N/fc=（1.2x1.25x6x4.2x14x1000x7）/14.3x0.8=222041.95mm

根据上述计算结果，并综合考虑其他因素，取柱截面为正方形，

初步估计柱的尺寸为600mmx600mm=360000mm2>222041.95wm2,为

计算简便中柱和边柱的尺寸相同，均为600mmx600mm。

故初选柱的尺寸为600mmx600mm；

图2—1边柱和中柱的负荷面积简图

§2.1.2结构布置

如图2-2所示：

L1L1L1L1L1

1—1一111一—1一1

L112L1L2L1L2L1L2L1L2L112L112L1L2L112L

HL1L1L1L1L1L1L1L1LI

111111

L3L3L3L3L3L3L3L3U

111,L1

L1L11L11L11L11L11L11L1

L112L1L2L1L2L1L1L2L112L1L2L1L2L112L

II—111111

L1L1L1L1L1L1L1L1

图2-2结构平面布置图

注：梁的尺寸：

L=300mmx600mm,

L=250mmx400mm,

L=250mmx450mm

边柱、内柱的尺寸均为：600mmx600mm

§2.2框架结构的计算简图

300米600250*4503c10米600

o000

H0s

09

n米9

H0

2O0

300米60050米45300^6009

。

。88£i2

。0

9999

包

米

米

米e

0。0

。000

992O9s

300^60050米45300*6009

§888g

9999

米

米

米

米e

。888

。92O9

9300*60050^45300*6009

088Si

c9

HH米e

m8

2O9

300—50米43300^600

so00i

0。

99

米

nn米e

0。

00

2O99

300米60050*45300*600

HS000

9000

99

米

米

9米9

S。08

9。

S2O90

300米60050*45300*6009

9888。

999

米

米

米

米

。

。88In

。0

99

99Ln

寸

7

7777

J000240CI)600。

©©©

图2-3框架结构梁，柱尺寸

注：

室内外高差0.45m,基础埋深0.5叫h=0.45+0.5+3.6=4.55m

第3章重力荷载代表值的计算

§3.1荷载计算

§3.1.1屋面及楼面恒荷载计算

一•屋面

防水层（刚性）30厚C20细石混凝土1.0KTH12

找平层（柔性）三毡四油油铺小石子0.4Wfii2

找平层：15厚水泥砂浆0.015mX20KN//M3=0.3W（n2

找坡层：40厚水泥石灰砂浆3%。找平0.04mX14KN/疝=0.56W（n2

保温层：80厚矿渣水泥0.08mX14.5KN/m3-1.16KN/ftf

结构层：100厚现浇钢筋混凝土板0.ImX25KN//H3=2.5Wh2

抹灰层：10厚混合砂浆0.OlmX17KN/〃广=0.17KN^2

合计6.09Wh2

二.各层走廊楼面：水磨石楼面：

106m面层

20mm水泥砂浆打底0.65Wn2

素水泥砂浆结合层一道

结构层：100厚现浇钢筋混凝土板0.ImX25KN/,d=2.

抹灰层：10厚混合砂浆0.OlmX17KN/w3=0.17Wh2

合计：2.67KNHn2

三.标准层楼面：大理石楼面

大理石面层，水泥砂浆擦缝

30厚1:3干硬性水泥砂浆面上撒2厚素水泥1.16IWn2

水泥浆结合层一道

结构层：100厚现浇钢筋混凝土板0.ImX25KN/,”3=2.5Wil2

抹灰层：10厚混合砂浆0.OlmX17KN//M3=0.17KSH12

合计：3.83KN/ftf

四.楼梯，水泥砂浆楼面

构造层：0.5IWH2

结构层：100厚现浇钢筋混凝土板0.ImX25KN/,〃3=2.5KTW

抹灰层：10厚混合砂浆0.OlnlX17KN/〃7=0.17KN^2

合计：3.17

§3.1.2.屋面及楼面活荷载计算

--根据《荷载规范》查得：

上人屋面：2.OKb0n2

楼面：2.OWfn2办公楼)

走廊：2.5Wfn2

二.雪荷载

Sk=l.Ox0.3Win2=0.3KT5tf

屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，两者取大者.

§3.1.3.梁，柱，墙，门窗重力荷载的计算

一.梁自重：

1.边横梁，纵梁：bXh=300mmx600mm

梁自重：2.5KN/m3X0.3mx(0.6m-0.lnj)=3.75KN/fif

抹灰层10厚混合砂浆：

0.OlmX[(0.6m-0.lnj)X2+0.25m\X17KN/m3=0.221KW2

合计：3.975Wfil2

2.中横梁：bXh=250mmx450mm

梁自重：25KN/m3X0.25mX(0.45m-0.luj)=2.1875Kb0n

抹灰层10厚混合砂浆：

0.OlmX[(0.45m-0.Inj)X2+0.25m]X17KN//H3=0.1615Wfil2

合计：3.17KTH12

3.次梁：bXh=250mmx400mm

梁自重：25KN/，/x0.25mX(0.4n^0.Inj)-2.188Wm

抹灰层10厚混合砂浆：

0.OlmX［（0.4x0.1gX2+0.25间X17KN//n3=0.1445KNHn2

合计：2.3325KN//

4.基础梁：bXh=250mmx400mm

梁自重：25KN/m3X0.25mX0.4由2.5Wm

二.柱自重：

1.柱：bXh=250mmx400mm

柱自重：25KN//n3X0.6mX0.6m=9Kb0n

抹灰层10厚混合砂浆：0.OlmX0.6mx4X17KN//M3=0.408KSJ/ftf

合计：6.408KN/舒

2.构造柱：bXh=240询X240nlm

柱自重：25KN/加x0.24mX0.23gL44Wm

抹灰层10厚混合砂浆：

0.OlmX0.24mX0.24mX2x17KN//M3-0.16W（n2

合计：1.6KN/fif

三.外纵墙自重：

标准层

纵墙：1.3mx0.24mX18KN/zn3-3.89Kb0n

铝合金窗：0.35Wth2x1.8go.63Wm

水刷石外墙面：（3.6gl.8瑜X0.5KNHn2=0.9Wm

水泥粉刷那墙面：（3.6吐1.8nj）X0.36KNkfn2=0.648Kls/n

合计：7.794KN/於

底层：

纵墙(4.55n^l.8go.6x0.4的X0.24mX18KNW=7.56Wm

铝合金窗：0.35IWh2x1.8由0.63Wm

水刷石外墙面：(3.6n^l.8瑜X0.5KNkfn2=0.9KT0n

石灰粗沙刷那墙面：(3.6m-l.8mX0.36Wfii2=0.648Kls/n

合计：9.738KTH12

四.内墙自重：

标准层

纵墙：(3.6ko.6nj)X0.24mx18KN/m3-12.96Kb0n

水泥粉刷内墙面：3.Omx0.36KSJ/fifx2=2.16Wm

合计：15.12KNXn2

底层：

纵墙：(4.55m-0.6nj)X0.24mX18KN/m3=17.064Wm

水泥粉刷内墙面：3.95mx0.36KN/itfx2=2.844KH4n

合计：19.908KSJ/ftf

五.内隔墙自重：

标准层：

内隔墙：(3.6m-0.6瑜X0.24mX9.6KN//n3-7.2Kb0n

水泥粉刷内墙面：(3.6x0.6nj)X0.36Wfti2X2=4.32Kb0n

合计：11.52KSH12

底层：

内隔墙：(4.55m-l.8n^l.0的X0.25mX9.6KN//=4.2Kb0n

水泥粉刷内墙面：(4.55m-l.8m-l.0晒X0.36Wtil2X2=1.26KT^m

合计：5.46KJSplii2

第4章框架侧移刚度的计算横向框架梁柱的线刚度计算

§4.1框架梁柱的线刚度计算

§4.1.1框架梁柱的线刚度计算

框架梁柱的相对线刚度如图4-1所示，作为计算各节点弯矩分

配的依据.

在框架结构中，现浇楼板的楼可以作为梁的有效翼缘，增大梁的

有效翼缘，增大梁的有效刚度，减少框架的侧移。为考虑这一有利的

作用，在计算梁的截面惯性矩的时候，对于中框架取I=2L(I。为梁

的截面惯性矩)

I0=bh，12(4-1)

梁采用C30混凝土，E,=3.0x10]kN/点

O

由于左跨梁=右跨梁：

i边梁=EI/I^.0xl07^/7?j2x2x-^x0.3mx(0.6m)3/6=5.4xl04/m4

中跨梁：

i中跨梁=EI/L^.OxlO7^//?/2x2x—xO.25/nx(O.45/n)3/6=1.9X104/m4

12

底层柱：(—E轴)

i底柱=£1~3。><1。7胡/〃取2*3><(。.6〃，)4/4.55〃，=712—

其余各层柱：(B-E轴)

i余柱：=EI/L^3.OxlO7^V//«2x2x—x(0.6m)4/3.6m=9xl04/m4

令i余柱=L0,则其余各杆件的相对线刚度为：

5.4xl04/ffl4

i边梁==0.609

9xl04/m4

1.9x10'/

i中跨梁==0.211

9xl04/m4

i底柱=

9

CO

c__)

9

CO

CD

9

E

CO

9

CO

9

­

co

9

CO

cz>

LO

LO

b

图4-1框架梁柱的相对线刚度

§4.1,2.梁柱的线平均刚度比

一•底层

(4-2)

(4-3)

2+k

由公式(4-2)、(4-3)可求梁柱线刚度为：

丁0.609

1.B,E梁柱线刚度攵为:k=-------=0.76

0.801

D=a.0.457xl2x7.121xl04

0：5+^=0457=18863.212(

2+kh24.552

2.GD梁柱的线刚度E为：1=吗：：211=1.024

O.oOl

0.5+k八”，rI2i0.504X12X7.121X104«

a=——=0.504o=a,xT=---------------------=20803(KTW

c2+kch24.552

二.标准层：

%=£kb/\kc(4-4)

a=—(4—5)

2+攵

由公式(4—2)、(4-3)可求梁柱线刚度为：

LB,E梁柱的线刚度上为：=0.609

2x1

t12?0.233xl2x7.121xl04

a<=—==0.233O=axT==19416.667(KWH

2+kh23.62

(0.609+0.211)

2.C.D梁柱的线刚度1为：i=

2x1

a=-^—=0.291c12z0.291xl2x9xl04

D=ax—==24231.678(

2+kch23.62

故横向框架的侧移刚度见表4-1,4-2

表4一1横向框架2〜7层D值

构件名称D值(KWP数量ZD(WMi

B柱19416.66710194166.67

C柱24231.67810242316.78

D柱24231.67810242316.78

E柱19416.66710194166.67

Z872966.9

表4-2横向框架首层D值

构件名称D值(KWP数量ZD(WMi

B柱18863.21210188632.12

C柱2080310208030

D柱2080310208030

E柱18863.21210188632.12

E793324.24

表4-3横向框架顶层D值

构件名称D值（数不ZD(WM)

B柱19416.6678155333.36

C柱24231.6788193853.42

D柱24231.6788193853.42

E柱19416.6678155333.36

Z698373.568

第5章横向水平作用下荷载作用下框架内力和侧移计算

§5.1水平地震作用下结构各层的总重力荷载代表值计算

§5.1.1.墙自重

外纵墙：采用240厚灰砂砖18KN4n\一侧水刷石墙面lO.SKWi,

另一侧为20mm厚的抹灰(17KW),

则墙面单位面积的重力荷载为：

18KN/机3x0.24机+17KN/〃户x0.02加+Q.5KN/m*12=5.16KN/m2

-••底层：

1.B轴线上的纵墙面积：

(4.55/M-0.6/n)x[(6—0.6)/?2x8]—[1.8/nxl.8/nxl4]=125.25m2

2.E轴线上纵墙的面积：

(4.55m-0.6m)x[(6-0.6)mx9]-[1.8mx1.8mxlO+0.9mx0.9mx4]

+1.8mx0.9mx4=153.09/n2

3.5-22轴线上纵墙的面积：

(4.55m-0.6m)x[(6-0.6)mx4]--85.32m2

合计：125.25m2+153.09m2+85.32m2=365.69m2

则底层外墙自重为：5.16KN//x363.69/=1876.64KN

二.标准层：

1.B轴线上的纵墙面积：

(3.6m-0.6m)x[(6-0.6)mx9]

-[1.8mx1.8mx14+3.6mxl8m+1.2mx1.8/7?x2]=89.64m2

2.E轴线上纵墙的面积：

(3.6m—0.6/n)x[(6—0.6)/nx9]

-[1.8/22X1.8/7?x9+0.9mx0.9/nx4+1.8/nx0.9m+0.9mx1.5mx2]=110.16m2

3.5〜14轴线上纵墙的面积：

(3.6m-0.6m)x[(6-0.6)mx4]=64.8m2

合计：89.64m2+110.16/+64.8m2=264.6m2

则标准层外墙自重为：5.16KN/m2X264.6m2=1365.336KN

三.顶层：

1.B轴线上的纵墙面积：

[(3.6/n—0.6/n)x(6-0.6)-x7]-(1.8//?xl.8/??xl1)=77.38m2

2.E轴线上纵墙的面积：

(3.6w-0.6m)x[(6-0.6)wx7]-[1.8mxl.8,nxl0+0.9/MX1.8w]=79.38w2

3.5〜14轴线上纵墙的面积：

(3.6m-0.6/?j)x[(6-0.6)mx4]=64.8m2

合计：77.76m2+79.58m2+64.8m2=221.94m2

则顶层外墙自重为：5.16KN/m2X221.94m2=1145.21KN

四.内隔墙

采用200厚蒸压加气碎砌块(5.5KDW)，两侧均为20ram厚抹

灰，墙面单位面积荷载为：

5.5KN/m3x0.2m+\7KN/mix0.02/"x2=1.78KN/

1.底层：

(1).C轴线上的横墙面积：

(4.55m—0.6m)x[(6—0.6)?nx7]-\\mx2.5znx14]=114.31m2

(2).D轴线上横墙的面积：

(4.55m-0.6/n)x(6m-0.6〃?)一0.8机x2.5x4-1机x2.5"?x8=99.98〃/

⑶.*E轴线上横墙的面积：

(4.55ZH-0.6m)x(6-0.6)mx4+(4.55m—0.4m)x(6m-0.48m)x6=481.428m2

22

合计;481.428m+114.31/+99.98/=695718w

则底层内隔墙自重为：1.78KN/m2XX695.718/=1238.38KN

2.标准层：

(1).C轴线上的横墙面积：

(3.6加-0.6〃?)x(3.6〃z-0.6机)x9-1〃ZX2.5〃？X10-0.9机x0.9机x4=117.56"/

(2).D轴线上横墙的面积：

(3.6/n-0.6m)x[(6-0.6)/?tx9]-

[1.8nzx1.8/nx9+0.9mx0,9mx4+1.8mx0.9m+0.9mx1,5mx2]=110.16/n2

⑶.B-E轴线上横墙的面积：

(3.6/n-0.6m)x(6-0.6);〃xl6+(3.6m-0Am)x(6-0.48)〃?x6=396.648m2