贵州省凯里市某办公楼设计 姓名：赵家顺 学号：200815020072 班级：土木（2）班 指导教师：白晓冬 设计结构：框架结构 设计内容： 1、手算一榀框架 2、用PKPM电算 3、画结构施工图 4、画建筑施工图

手算目录 1、结构的选型和布置 2、框架计算简图 3、荷载计算 4、竖向荷载作用下框架内力简图 5、水平地震作用计算及内力、位移分析 6、风荷载作用下的位移验算及内力分析 7、用D值法计算竖向荷载作用下框架结构内力 8、内力组合 9、构件截面设计 10、基础设计 11、楼梯设计 12、办公楼平面布置图

1、结构的选型和布置 1.1 结构选型 根据办公楼功能的要求，为使建筑平面布置灵活，获得较大的使用空间，本结构设计采用钢筋混泥土框架结构体系。 1.2 结构布置 根据建筑功能要求及建筑物可用的占地平面地形，横向尺寸较短，纵向尺寸较长，故把框架结构横向布置，即采用横向框架承重方案，施工方案采用梁、板、柱整体现浇方案，基础采用柱下独立基础。 1.3 初估截面尺寸 1.3.1 梁截面尺寸的确定 梁截面高度可以取h=(1/10-1/18)L，L为梁跨度；为了防止梁发生剪切脆性破坏，h不宜大于1/4梁净跨。梁截面宽度可以取(1/2-1/3)h。且不宜小于200mm，选定梁截面尺寸为250 mm×600mm 1.3.2 柱尺寸确定 框架柱的尺寸由柱的轴压比小于轴压比限值的要求： N/bhf=N/Af≤0.8 其中，b、h为柱的长度和宽度，f为混泥土强度，N按底层中柱的负荷面积考虑。柱尺寸为600mm×600mm 1.3.3 楼板厚度 楼板为现浇双向板，根据经验板厚取100mm。

1.2 框架计算 1.2.1 计算简图说明 本设计基础选用柱下独立基础，基础顶面标高为-0.300m 取 4轴上的一榀框架计算，室外地坪标高为-0.300m，一层，二层，三层的高度为4.500m,楼梯间出屋面的高度为3.000m。 1.2.2 框架梁柱截面特征 由构件的几何尺寸，截面尺寸和材料强度，利用结构力学有关截面惯性矩及线刚度的概念计算梁柱截面的特性。分中框架梁、边框架梁进行计算。计算公式为： i=EI/L 考虑整体现浇梁板结构中，板对梁的有利作用，对中框架取I=2i, 对边框架取I=1.5i。 i为矩形截面框架梁的惯性矩。 1.3 荷载计算 荷载的取值分为恒载和活载，若考虑功能分格可以灵活布置的隔墙或考虑二次装修荷载，设计之初隔墙位置或装修位置不确

定时，可将非固定隔墙的自重取每延米墙重的1/3作为楼面活载的附加值计入，附加值小于1.0kN/㎡ 1.3.1 恒载标准值计算 主要有上人层面恒载、楼面恒载、梁自重、柱自重、墙自重 1.3.2 活载标准值计算 主要包括屋面及楼面活载、屋面雪荷载标准值、风荷载。 1.4竖向荷载作用下框架受载总图计算 当结构布置确定以后，荷载的传递路径就已确定，从我们的设计中可以看出：屋盖布置的梁格将板划分为单向板体系，由此可知板面均布荷载传给纵向次梁及纵向框架梁，纵向次梁及纵向框架梁的荷载以集中力的方式传给横向承重的框架主梁，为计算方便，将框架主梁的自重简化为集中荷载， 1.4.1 顶层梁柱 1、恒载计算 板→次梁/框架梁→横框架梁 2、活载计算

1.4.2 标准层梁柱 1.4.3 底层梁柱 1.4.4 底层荷载计算 1.5 水平地震作用计算及内力、位移分析 水平地震作用在房屋的纵向和横向，本例以横向水平地震作用的计算为例，对于高度不超过40m，以剪切变形为主，且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构，可采用底部剪力法的简化方法计算水平地震作用。分别计算各楼层梁、板、柱的重量，各楼层墙体的重量，然后按以楼层为中心上下各半个楼层的重量集中于该楼层的原则计算各质点的重力荷载代表值。 水平地震作用计算还涉及结构的自振周期，本例采用假想顶点位移法确定。 水平地震作用内力及位移分析均采用D值法进行。 1.5.1 重力荷载标准植计算 1、各层梁柱板自重标准值 2、各层墙自重标准值计算 1.5.2 重力荷载代表值计算

1.5.5 横向自振周期计算 1.5.4 横向框架侧移刚度计算 边柱：K=(ib2+ib4)/2ic 重力荷载代表值G取结构和构件自重标准值和各可变荷载组合值之各，各可变荷载组合值系数取 雪荷载：0.5 楼面活载：0.5 1.5.3 等效总重力荷载代表值 Geq =0.85∑Gi 1.5.4 横向框架侧移刚度计算 一般层： 边柱：K=(ib2+ib4)/2ic 中柱：K=(ib1+ib2+ib3+ib4)/2ic 1.5.5 横向自振周期计算 1、把楼梯间顶层重力荷载代表值折算到结构的顶层 Ge =Gi ×（1+3/2 ×hi/h)

结构顶点假想侧移计算 计算公式如下： VGi=∑Gk ∆ui= VGi/∑Di uT=∑∆uk T1=1.7ΨTuT1/2 1.5.6 水平地震作用及楼层地震剪力计算 α1=(Tg/T1) 0.9αmax Geq =0.85∑Gi 1.5.7水平地震作用下位移验算

∆ui= Vi/∑Dij ui=∑∆uk θe= ∆ui/hi 1.5.8水平地震作用下的框架内力计算 由 Vi= ∑Fk 求得框架第i层的层间剪力 Vi 后，i层j柱分配的剪力Vij及该柱上、下端的弯矩Miju和Miju 别按下列各式计算： 柱端剪力： Vij= (Dij/∑Dij)Vi 下端弯矩： Miju= Vijyh 上端弯矩： Miju= Vij(1-y)h 然后 画弯矩图、剪力图以及轴力图

1.7 用D值法计算竖向荷载作用下的框架结构内力 1.7.1恒载作用下的内力分析 1.7.2活载作用在第一跨的内力分析 1.7.3活载作用在第二跨的内力分析 1.7.4活载作用在第三跨的内力分析 1.7.5重力荷载代表值作用下的内力分析 1.8内力组合 1. 用于承载力计算的框架梁由可变荷载效应控制的基本组合 此组合恒载、（楼面）活载和风载的荷载分向系数分别为1.2、1.4、1.4；（楼面）活载和风载的组合系数分别为0.7、0.6；内力组合值均乘以r0 =1.0为简化计算取1.2SGk+1.4Ψc(SQk+SWk)进行组合

2. 用于承载力计算的框架梁由永久荷载效应控制的基本组合 此组合恒载、（楼面）活载的荷载分向系数分别为1.35、1.4；（楼面）活载的组合系数分别为0.7；内力组合值均乘以r0 =1.0；计算1.35SGk+1.4×0.7Ψc(SQk+SWk)进行组合 3. 用于承载力计算的框架A柱由可变荷载效应控制的基本组合 此组合恒载、（楼面）活载和风载的荷载分向系数分别为1.2、1.4、1.4；（楼面）活载和风载的组合系数分别为0.7、0.6；内力组合值均乘以r0 =1.0为简化计算取1.2SGk+1.4Ψc(SQk+SWk)进行组合 V=(Mu+Mb)/H

4. 用于承载力计算的框架A柱由永久荷载效应控制的基本组合 此组合恒载、（楼面）活载和风载的荷载分向系数分别为1.35、1.4；（楼面）活载和风载的组合系数分别为0.7；计算取1.35SGk+1.4×0.7×SQk进行组合 V=(Mu+Mb)/H 5. 用于承载力计算的框架B柱由可变荷载效应控制的基本组合 此组合恒载、（楼面）活载和风载的荷载分向系数分别为1.2、1.4、1.4；（楼面）活载和风载的组合系数分别为0.7、0.6；内力组合值均乘以r0 =1.0为简化计算取1.2SGk+1.4Ψc(SQk+SWk)进行组合 V=(Mu+Mb)/H 6. 用于承载力计算的框架B柱由永久荷载效应控制的基本组合

7. 用于承载力计算的框架梁考虑地震作用效应与其他荷载效应其本组合 重力荷载代表值水平地震作用的荷载分向系数分别为1.2、1.0、1.3；内力组合值均乘以调整系数rRE=0.75(弯矩）和0.85（剪力）；弯矩M取1.2SGE+1.3×SEhk或1.0SGE+1.3×SEhk进行组合 ；剪力V=rRE[ήvb(Ml+Mr)/Ln+VGb] 8. 用于承载力计算的框架A柱考虑地震作用效应与其他荷载效应其本组合 重力荷载代表值和水平地震作用的荷载分向系数分别为1.2、1.0、1.3；内力组合值均乘以调整系数rRE=0.8(弯矩和剪力）；弯矩M取1.2SGE+1.3×SEhk进行组合 ；剪力V=ήvb(Ml+Mr)/Ln

1.9 构件截面设计 9. 用于承载力计算的框架B柱考虑地震作用效应与其他荷载效应其本组合 重力荷载代表值和水平地震作用的荷载分向系数分别为1.2、1.0、1.3；内力组合值均乘以调整系数rRE=0.8(弯矩和剪力）；弯矩M取1.2SGE+1.3×SEhk进行组合 ；剪力V=ήvb(Ml+Mr)/Ln 10.基顶荷载在抗震和非抗震作用下的标准值组合及设计值组合 1.9 构件截面设计 1.9.1 梁截面设计 1.选取最不利内力组合 2.正截面受弯承载力计算 3.斜截面计算 4.裂缝宽度验算 5.主梁吊筋计算

1.9.1 框架柱截面设计 1.非抗震设计 （1）.轴压比验算 （2）.截面尺寸复核 （3）.正截面受弯承载力计算 （4）.垂直于弯矩作用平面的受压承载力计算 （5）裂缝宽度验算 2.抗震设计 （1）具体计算过程详抗震斜截面受剪承载力计算表 （2）.强节点弱构件设计 （3）.节点核心区受载承载力验算

1.10 基础设计 1.基础尺寸及埋置深度 1.10.1 非抗震设计 （1）.按构造要求初步确定基础尺寸 （2）.按轴心受压基础初步估算基础底面积 （3）.计算基底内力 第一组内力组合、第二组内力组合、第三组内力组合 2.基础高度验算 3.配筋计算 1.10.2 抗震设计

1.11 楼梯设计 1.楼梯几何参数 2.荷载计算 3.斜截面受剪承载力计算 4. 正截面受弯承载力计算 5.裂缝验算

大学本科的学习生活即将结束。在此，我要感谢所有曾经教导过我的老师和关心过我的同学，他们在我成长过程中给予了我很大的帮助。本设计能够顺利完成，要特别感谢我的指导老师，感谢各位老师的关心和帮助。 最后向所有关心和帮助过我的人表示真心的感谢。