办公楼结构设计手算计算书

1 结构设计说明

1、结构方案选取

选择合理的抗侧力结构体系，进行合理的结构或构件布置，使之具有较大的抗侧刚度和良好的抗风、抗震性能，是结构设计的关键。同时还须综合考虑建筑物高度、用途、经济及施工条件等因素。

1.1竖向框架承重体系选取

框架结构体系：由梁、柱构件通过节点连接而成，其具有建筑平面布置灵活、造型活泼等优点，可以形成较大的使用空间，易于满足多功能的使用要求。在结构受力性能方面，框架结构属于柔性结构，自振周期长，地震反应较小，经合理设计可具有较好的延性性能。其缺点是结构的抗侧刚度较小，在地震作用下侧向位移较大。

1.2横向框架承重体系选取

常见的横向承重体系包括：现浇楼盖、叠合楼盖、预制板楼盖、组合楼盖等。现浇楼盖可分为肋梁楼盖、密肋楼盖、平板式楼盖和无粘结预应力现浇平板楼盖等。肋梁楼盖结构具有良好的技术经济指标，可以最大限度地节省混凝土和钢筋的用量，能充分发挥材料的作用，结构整体性好，抗震性能好，且结构平面布置灵活，易于满足楼面不规则布置、开洞等要求，容易适用各种复杂的结构平面及各种复杂的楼面荷载。

1.3纵、横向混合承重体系选取

在纵、横两个方向布置主梁以承担楼面荷载，就构成了纵、横向混合框架承重方案。纵、横向混合框架承重方案具有较好的整体性，为空间受力体系。

本设计为六层的多层结构，根据功能使用性进行结构布置。经各方案比较筛选，本工程选用框架结构的纵、横向承重体系。

2、楼梯方案的选择

整体式楼梯按照结构形式和受力特点不同，可分为板式楼梯、梁式楼梯、剪刀式楼梯和圆形楼梯、螺旋楼梯等。其中，应用较为经济的、广泛的是板式楼梯和梁式楼梯，剪刀式楼梯、圆形楼梯和螺旋式楼梯属于空间受力体系，外观美

观，但结构受力复杂，设计与施工较困难，用钢量大，造价高，在实际中应用较少。

梁式楼梯由踏步板、斜梁、平台板和平台梁组成。踏步板支承于两端的斜梁上，斜梁可设在踏步下面，也可设在踏步上面。根据梯段宽度大小，梁式楼梯的梯段可采用双梁式，也可采用单梁式。一般当梯段水平投影跨度大于3m时，用梁式楼梯较经济。

本设计结构中的楼梯采用梁式楼梯。

3 建筑材料的选择

梁柱、基础、楼梯均采用C30的混凝土，用以提高整个结构的强度。由于施工工艺的改进，技术的提高，提高混凝土的强度不会引起整个结构的造价大幅提高。

4 基础形式选取

本设计的基础形式选取边柱采用柱下独立基础。多层框架结构的基础，一般有柱下独立基础、条形基础、十字形基础、片筏基础，必要时也可采用箱形基础或桩基等。

基础类型的选择，取决于现场的工程地质条件、上部结构荷载的大小、上部结构对地基上不均匀沉降及倾斜的敏感程度以及施工条件等因素，还应进行必要的技术经济比较。

5 结构布置计算

根据该房屋的使用功能及建筑设计的要求，进行了建筑平面、立面及剖面设计。楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚度为100mm。

一般情况下，框架结构是一个空间受力体系。为方便起见，常常忽略结构纵向和横向之间的空间联系，忽略各构件的扭转作用，将纵向框架和横向框架分别按平面框架进行分析计算。由于通常横向框架的间距相同，作用于各横向框架上的荷载相同，框架的抗侧刚度相同，因此，各榀横向框架都将产生相同的内力与变形，结构设计时一般取中间有代表性的一榀横向框架进行分析即可。

2 结构选型及布置

2.1楼层结构平面布置

本次设计采用全现浇钢筋混凝土框架结构，结构平面布置简图见附图。本次毕业设计结构计算要求手算一榀框架。针对本办公楼的建筑施工图纸，选择第六榀横向框架为手算对象。本计算书除特别说明外，所有计算、选型、材料、图纸均为第六榀框架数据。梁、柱、板的选择如下：

1、梁的有关尺寸

（1）横向框架梁：

h=(1/10~1/18)L=(1/10~1/18)×6.3m=0.35~0.63m，取h=0.6m

b=(1/2~1/3)h=(1/2~1/3)×0.6m=0.2~0.3m，取b=0.3m

中间框架梁由于跨度较小，截面尺寸取为b×h=0.3m×0.3m

（2）纵向框架梁：

h=(1/10~1/18)L=(1/10~1/18)×4.5m=0.25~0.45m

b=(1/2~1/3)h=(1/2~1/3)×(0.25~0.45)m=0.08~0.23m

结合建筑中墙身的情况，取b×h=0.3m×0.3m

2、柱的选择

（1）底层框架柱：

h=(1/6~1/12)H=(1/6~1/12)×3.9m=(0.33~0.65)m

h取0.45m，b×h=0.45m×0.45m

（2）标准层框架柱：

h=(1/6~1/12)H=(1/6~1/12)×3.6m=(0.3~0.6)m

h取0.45m，b×h=0.45m×0.45m

3、板的选择

采用全现浇板，在部分跨度较大处加设次梁；可根据荷载以及梁的尺寸确定板的厚度为100mm。

2.2楼梯结构布置

采用板式楼梯。具体情况见第六章楼梯设计及楼梯结构布置图。

2.3基础平面布置

本次设计采用筏板基础，具体的尺寸及配筋将由第七章的基础设计确定。

3 框架结构计算简图

3.1 计算任务

计算作用于6号轴线的恒载、活载、风荷载以及由这些荷载引起的各层梁、柱的内力。恒载、活载作用下梁端弯矩计算要求采用弯矩两次分配法，风载作用下的内力计算要求采用D 值法。

3.2 计算简图的确定

该房屋主体结构共6层，一层层高3.9m ，二到六层层高3.6m 。取柱的形心线作为框架柱的轴线，梁的轴线取至板底，该框架结构的计算简图如图下图所示。

屋盖和楼盖均采用现浇钢筋混凝土结构，板厚度取100mm 。梁截面高度按跨度的1/10~1/18估算，而且梁的截面尺寸应满足承载力、刚度以及延性的要求。梁截面宽度可取1/2~1/3梁高，同时不宜小于1/2柱宽，且不应小于250mm 。

1、梁、柱的计算高（跨）度

梁的跨度：取轴线间距，即边跨梁为6.3m ，中间跨为2.4m ；

底层柱高：设基础底面标高为3m ，基础高度为1m ，则底层柱高

3.9m+3.0m －1.0m=5.9m ；

其他层柱高：取层高，即为3.6m 。框架几何尺寸如图1。

2、框架计算简图

框架在竖向荷载作用下，可忽略节点侧移，按刚性方案设计。在水平荷载作用下，不能忽略节点侧移，按弹性方案设计。

相对线刚度计算如下：

柱线惯性矩：I C = 4a /12=40.454m /12=0.00344m

底层柱线刚度：

i c1=E c I c /H=(30×910N/m ²×0.00344m )/5.9m=1.73×710N •m