目录
1.设计依据 (3)
2.结构选型与构件布置 (4)
2.1．选型 (4)
2.1.1 结构承重方案选择 (4)
2.1.2主要构件选型 (4)
2.2.计算单元确定 (4)
2.3.各构件截面估算 (5)
2.3.1梁截面估算 (5)
2.3.2柱截面尺寸估算 (6)
2.3.3板厚度估算 (6)
2.4一榀框架相计算简图 (6)
3.荷载计算： (7)
3.1恒荷载标准值计算 (7)
3.2活荷载标准值计算 (9)
3.3计算、绘制竖向荷载受荷图 (9)
3.3.1竖向荷载作用下的计算简图 (9)
3.3.2竖向荷载的计算 (9)
3.3.3框架在竖向荷载作用下的受荷总图 (12)
3.4.水平荷载风荷载标准值计算 (13)
3.4.1风荷载标准值计算 (13)
3.4.2风荷载作用下的位移验算 (13)
4．内力计算 (14)
4.1风荷载下的内力计算 (14)
4.1.1框架柱反弯点位置计算 (15)
4.1.2框架剪力与柱端弯矩标准值计算 (15)
4.1.3风荷载作用下梁端弯矩、剪力及柱轴力的计算 (16)
4.1.4风荷载作用下框架的内力图 (17)
4.2竖直荷载的内力计算 (18)
4.2.1恒载作用下各层弯矩初步计算 (18)
4.2.2恒载作用下不平衡弯矩分配 (21)
4.2.3恒载作用下的跨中弯矩 (23)
4.2.4恒载作用下各跨的剪力和柱轴力计算 (24)
4.2.5活荷载作用下弯矩初步计算 (26)
4.2.6活载作用下的不平衡弯矩分配 (29)
4.2.7活荷载下的跨中弯矩 (31)
4.2.8竖向活载作用下各跨的剪力和柱轴计算 (33)
4.2.9弯矩调幅计算 (34)
5.框架内力组合 (35)
5.1框架弯矩的再次调幅 (35)
5.2框架梁由可变荷载效应控制的内力组合 (37)
5.3框架梁由永久荷载效应控制的内力组合 (41)
5.4框架梁在正常使用极限状态下的内力组合 (44)
5.5.框架柱由可变荷载效应控制的内力组合 (48)
5.6.框架柱由永久荷载效应控制的内力组合 (53)
6.截面设计与配筋计算 (54)
6.1梁正截面计算 (54)
6.2斜截面配筋计算 (57)
6.3裂缝宽度验算 (57)
6.4框架柱截面设计 (61)
7. 现浇板的设计 (64)
7.1板的计算简图 (64)
7.2板的选择 (65)
7.3荷载计算及板的配筋 (66)
8 .楼梯的计算 (71)
8.1梯段板的设计 (71)
8.2平台板设计 (72)
8.3平台梁设计 (73)
9. 桩基础设计 (74)
9.1荷载资料 (74)
9.2选择持力层并确定桩断面尺寸、长度 (75)
9.3单桩承载力设计值的确定 (75)
9.4桩根数和桩布置 (76)
9.5桩基受力验算 (77)
9.5.1单桩受力验算 (77)
9.5.2桩基沉降 (77)
9.6桩身结构设计 (77)
9.7承台计算 (77)
9.7.1各桩桩顶反力计算 (77)
9.7.2柱对承台板冲切验算 (78)
9.7.3角桩冲切，按下式计算： (79)
9.7.4抗剪切计算 (79)
10. 电算 . . . . .. . . . .. . . . .. . . . . .. . . . . .. . . .. . . . . . 81
11. 电算和手算的比较. . . . .. . . . .. . . . . .. . . . . .. . . .. . . . . . 94
1.设计依据
1.建筑名称：温翔中学行政办公楼
2.建筑物所在地：温州市区
3.工程设计资料：建筑总高度26.100m，共6层，主体为6层，每层层高3.6m,室内外高差0.450m。
3.设防烈度：6度
4.场地土类别：III类
5.基本风压：0.60kN/m2
6.地基的地质资料如下(自然底面标高3.8，道路标高4.5)：
7.材料选用：混凝土采用C25、C30。
钢筋：纵向受力钢筋采用热扎钢筋HRB335、其余采用热扎钢筋HPB235一级钢筋。
墙体：外墙、内隔墙采用混凝土粘土砖，重度r=18KN/㎡
窗：铝合金门窗，r=0.40KN/㎡
门：木门，r=0.20KN/㎡
2.结构选型与构件布置
2.1．选型
2.1.1 结构承重方案选择
根据该房屋建筑功能要求以及建筑施工的布置图，本工程确定采用框架承重方案，框架梁、柱布置见结构平面布置图纸。
主体结构共六层，层高均为3.6m。
2.1.2主要构件选型
1.梁、板、柱结构形式：现浇钢筋混凝土结构
2.墙体采用：普通粘土砖重度为18KN/m
3.墙体厚度：外墙、内墙：240mm
4.基础采用：柱下独立基础
2.2. 计算单元确定
框架计算简图如下图所示。取顶层柱的形心线作为框架柱的轴线；梁轴线取至板底，
2～6层柱高度即为层高，取3.6m，底层柱高度从基础顶面至一层板底，即
H1=3.6+0.45+0.6=4.65m。
图2-1框架的计算简图
2.3.各构件截面估算
2.3.1梁截面估算
楼盖及屋盖均采用现浇混凝土结构，楼板厚度取120mm。梁截面高度按梁跨度的1/12～1/8估算，其混凝土强度等级为：设计强度C30（f c =14.3N/mm2，f t=1.43N/mm2）。所取一榀框架梁跨度较接近为（5700mm,3000mm,5700mm）,
取L=5700mm,h=(1/8-1/12)B=712.5mm～475mm，取h=600mm,
b=(1/2～1/3)h=300mm～200mm,取b=240mm。
梁净跨与截小于4面的高度之比不宜，梁截面的宽度不宜小于200.
故满足则主要框架梁初选截面尺寸为：b×h=240mm×600mmm。
梁截面尺寸(mm)及各层混凝土强度等级
b
2.3.2柱截面尺寸估算
框架结构的抗震等级为4级，轴压比限值［u N］=0.9(查表可知)，各层重力荷载代表值近似取12KN/m2,由建筑图可知，边柱及中柱的负载面积分别为7.2×2.850m2和7.2×3.350m2,N/Acfc ≥0.9，N=（1.1～1.2）Nv
边柱：A C≥（1.2×7.2×2.85×12×103×6）/(0.9×14.3)=137757mm2
中柱: A C≥（1.2×7.2×4.35×12×103×6）/(0.9×14.3)=210260mm2
本设计柱截面取值500mm×500mm
柱线刚度
i C计算表
h=（1/3～1/4）L，h取120mm
2.4一榀框架计算简图
取5轴中A～E轴为一榀框架，如图所示：
图2-2 计算简图的相对线刚度
3.荷载计算：
3.1.恒荷载标准值计算
1.屋面
4mm 厚APP 卷材防水层0.350kN/m2 20mm 厚水泥砂浆找平层0.02×20=0.400 kN/m2 120mm 厚水泥膨胀珍珠岩0.12×10=1.200 kN/m2 20mm 厚板底抹灰0.02×17=0.340 kN/m2 120mm 厚钢筋混凝土0.120×25=3.000kN/m2 __________________________________________________________________________________________ 恒载小计 5.290kN/m2 2.楼面（走廊楼面做法一样）
30mm 现制水磨石0.6500kN/m2 120mm 钢筋混凝土0.12×25=3.000kN/m2 20mm 混合砂浆0.02×17=0.340kN/m2 __________________________________________________________________________________________ 恒载小计 3.990 kN/m2 3.梁自重
边横梁 b×h=240mm×600mm
梁自重: 25×0.24×（0.6-0.12）=2.880KN/m
抹灰层: 10mm厚混合砂浆 (0.6-0.12+0.24)×2×0.01×17=0.245KN/m __________________________________________________________________________________________
恒载小计 3.125KN/m
中间梁(次梁) b×h=240mm×500mm
梁自重: 25×0.24×(0.5-0.12)=2.28KN/m
抹灰层: (0.5-0.12+0.24)×2×0.02×17=0.211KN/m
__________________________________________________________________________________________
恒载小计 2.491KN/m
基础梁: b×h=240mm×500mm
梁自重: 25×0.24×0.5=3.000KN/m
__________________________________________________________________________________________
恒载小计 3.000KN/m
4.柱自重
各层柱: b×h=500mm×500mm
柱自重: 25×0.5×0.5=6.250KN/m
10mm4面抹灰层: 0.5×4×0.01×17=0.340KN/m
__________________________________________________________________________________________
恒载小计 6.590KN/m
5 0.6m高的女儿墙
女儿墙自重： 0.6×18×0.24=2.592 KN/m
墙面粉刷： 0.02×0.6×2×17=0.408 KN/m
天沟自重 2.13KN/m
__________________________________________________________________________________________
恒载小计 5.130KN/m
6 墙自重
外墙为240采用普通粘土砖，外墙面刷漆，内墙面为20mm 厚抹灰，则外墙单位
墙面重力荷载为：
18×0.24+17×0.02=4.66 kN / m2
内墙为240厚普通粘土砖，两侧均为20mm 厚抹灰，则内墙单位面积重力荷载
为：
18×0.24+17×0.02×2=5.00kN / m2。
木门单位面积重力荷载为0.2 kN / m2；
铝合金窗单位面积重力荷载取 0.4 kN / m2；
3.2活荷载标准值计算
屋面及楼面可变荷载标准值
不上人屋面均布活荷载标准值: 0.5KN/m
楼面活荷载标准值: 2.0KN/m
走廊楼面活荷载标准值 2.5KN/m
屋面雪荷载标准值: S k=u r×S0=0.2KN/m
屋面活荷载与雪荷载不同时考虑,两者中取大值
3.3.计算、绘制竖向荷载受荷图
3.3.1竖向荷载作用下的计算简图
根据结构平面布置图，选定5轴线一榀框架作为计算单元，如下图所示：
3-1 5轴线一榀框架计算单元
作用竖向荷载下框架在架受荷总图计算：
楼面荷载分配按双向板进行荷载等效分配：短向分配：5aq/8
长向分配：［1-2(a/2b)2+(a/2b)3］aq
3.3.2竖向荷载的计算
1.A-B轴间框架梁
屋面板传荷载：
恒载： 5.29KN/m2×1.8×［1-2(1.8/5.7)2+(1.8/5.7)3］×2=15.845KN/m
活载: 0.5KN/m2×1.8×［1-2(1.8/5.7)2+(1.8/5.7)3］×2=1.498KN/m
楼面板传荷载：
恒载： 3.990KN/m2×1.8×［1-2(1.8/5.7)2+(1.8/5.7)3］×2=11.952KN/m
活载: 2.0KN/m2×1.8×［1-2(1.8/5.7)2+(1.8/5.7)3］×2=5.990KN/m
梁自重: 3.125KN/m
内墙自重：5×3.1=15.5KN/m
A-B轴间框架梁均布荷载为:
屋面梁: 恒载=3.125+15.845=18.97KN/m ,活载=1.498KN/m
楼面梁: 恒载=3.125+11.952+15.5=2=30.577KN/m ,活载=5.990KN/m 2.B-C轴间框架梁
屋面板传荷载：
恒载： 5.29KN/m2×1.5×5/8×2=9.919KN/m
活载: 0.5KN/m2×1.5×5/8×2=0.938KN/m
走廊楼面板传荷载：
恒载： 3.99KN/m2×1.5×5/8×2=7.481KN/m
活载: 2.5KN/m2×1.5×5/8×2=4.688KN/m
梁自重:2.491KN/m
B-C轴间框架梁均布荷载为:
屋面梁: 恒载=2.491+9.919=12.410KN/m ,活载=0.938KN/m
楼面梁: 恒载=2.491+7.481=9.972KN/m ,活载=4.688KN/m
3.A轴柱纵向集中荷载计算
顶层柱:
恒载：
女儿墙自重：5.13×7.2=36.936KN
梁自重： 3.125×（7.2-0.5）+2.491×（5.7-0.5）/4×2=27.414KN
板传荷载： 15.845×5.7×4/2+5.29×5/8×1.8×7.2=88.007
__________________________________________________________________________________________
恒载小计 152.357KN
活载：
纵梁传来的荷载： 0.5×5/8×1.8×7.2=4.05KN
次梁传来的荷载： 1.498×5.7/4×2=4.269KN
__________________________________________________________________________________________
活载小计 8.319KN
标准层柱:
恒载：
外墙自重：4.66×(（7.2-0.5）×（3.6-0.6）-2.1×2.1×2）+0.4×2.1×2.1
×2=56.093
内墙自重：5×（5.7-0.5）×(3.6-0.5)/4×2=40.300KN
梁自重： 3.125×（7.2-0.5）+2.491×（5.7-0.5）/2=27.414KN
板传荷载： 11.952×5.7/2+3.99×5/8×1.8×7.2=66.382KN
__________________________________________________________________________________________
恒载小计 190.189KN
活载：
纵梁传来的荷载： 2×5/8×1.8×7.2=16.2KN
次梁传来的荷载： 5.990×5.7/4×2=17.071
__________________________________________________________________________________________
活载小计 33.271KN
基础顶面恒载
外墙自重：4.66×(（7.2-0.5）×（4.65-0.6-0.5）-2.1×2.1×2）+0.4×2.1×2.1×2=71.509KN
内墙自重：5×（5.7-0.5）×(3.6-0.5)/4×2=40.300KN
基础梁自重：3×（7.2-0.5）+3×（5.7-0.5）/4×2=30.15KN
__________________________________________________________________________________________
恒载小计 141.959KN
4.B轴柱纵向集中荷载计算
顶层柱:
恒载：
梁自重： 3.125×（7.2-0.5）+2.491×（5.7-0.5）/2=27.414
板传荷载：15.845×5.7/4×2+5.29×5/8×1.8×7.2+5.29×1.5×［1-2(1.5/7.2)2+(1.5/7.2)3］×7.2=140.696
__________________________________________________________________________________________
恒载小计 168.110KN
活载：
纵梁传来的荷载：0.5×5/8× 1.8×7.2+0.5× 1.5×［1-2(1.5/7.2)2+(1.5/7.2)3］×7.2=9.03KN
次梁传来的荷载：1.498×5.7/4×2=4.2694KN
__________________________________________________________________________________________
活载小计 13.299KN
标准层柱:
恒载：
墙自重：5×(5.7-0.5)×(3.6-0.5)/4×2+5×（(7.2-0.5)×(3.6-0.6)-2.1×1.0
×2）+0.2×1.0×2.1×2=122.656
梁自重： 3.125×（7.2-0.5）+2.491×（5.7-0.5）/2=27.414KN
板传荷载：11.952×5.7/4×2+3.99×5/8×1.8×7.2+3.99×1.5×［1-2(1.5/7.2)2+(1.5/7.2)3］×7.2=106.123
__________________________________________________________________________________________
恒载小计 256.193KN
活载：
纵梁传来的荷载： 2×5/8×1.8×7.2+2.5×1.5×［1-2(1.5/7.2)2+(1.5/7.2)3×7.2=41.100
次梁传来的荷载：5.990×5.7/4×2=17.072KN
__________________________________________________________________________________________
活载小计 58.172KN
基础顶面恒载
内墙自重：5×(5.7-0.5)×(3.6-0.5)/4×2+5×（(7.2-0.5)×(3.6-0.6)-2.1×1.0×2）+0.2×1.0×2.1×2=122.656
基础梁自重：3×（7.2-0.5）+3×（5.7-0.5）/4×2=30.15KN
__________________________________________________________________________________________
恒载小计 152.806KN
3.3.3框架在竖向荷载作用下的受荷总图
3-2 竖向荷载作用下的受荷总图
3.4.水平荷载风荷载标准值计算
3.4.1风荷载标准值计算
作用在屋面梁和楼面梁节点处的集中风荷载标准值，根据 W k =βZ μs μZ W 0(h i +h j )B/2
其中W 0=0.6KN/m 2
(基本风压)，μZ →风压变化系数。 地面粗糙度C 类 μs →风载体型，查得μ
s1
=0.8（迎风面）和μs2= －0.5（背风面）∴μs =1.3
βZ →风振系数，H
H i Z
Z ?+
=μεγβ1(H i 为第i 层距离室外地面高度，H 为建筑物高
度)∵H=22.65＜30m ，∴βZ =1.0 h i →下柱高，h j →上柱高，对顶层为女儿墙高度2倍。取⑥轴上B ～D 轴进行计算，则迎风面宽度B=7.2m 。
集中风荷载标准值W k /KN
3.4.2风荷载作用下的位移验算 1. 第2-6层D 值计算
∑D=68716
2. 第1层D 值计算
∑D=46320
3.轴上一榀框架侧移刚度D值（N/mm）
4.风荷载作用下的框架侧移计算△μj/h
层间最大侧位移，1/ 2446>1/550(满足要求)
4．内力计算
4.1风荷载下的内力计算
框架在风荷载作用下（从左到右吹）的内力分析，采用D值法（改进的反弯点法），其计算步骤和结果如下：
其步骤为：
1.求各柱反弯点处的剪力值
2.求各柱反弯点高度
3.求各柱的杆端弯矩及梁端弯矩
4.求各柱的轴力和梁剪力 4.1.1框架柱反弯点位置计算
A 轴框架柱反弯点的位置
B 轴框架柱反弯点的位置
中柱处梁：()
l
l b t b b
c
c
l
r b b
i M M M i i =
++；()r
r b
t
b
b
c c l
r
b b
i M M M i i =
++
边柱处梁：()b t c c b M M M =+总 梁端剪力，按公式l r
b b
b M M V l
+=
计算
梁端轴力，按公式()n
l r
i b b k i
N V
V ==
-∑计算，i N 为柱在
i 层的轴力，以受压为正。
4.1.2框架剪力与柱端弯矩标准值计算
4.1.3梁端弯矩、剪力及柱轴力的计算
4.1.4风荷载作用下框架的内力图
3-3 风荷载作用下框架弯矩图
3-4风荷载作用下梁端剪力及柱轴力图
4.2竖直荷载的内力计算
4.2.1恒载作用下各层弯矩初步计算
1.顶层弯矩计算
M AB=1/12 g‘边l边2=1/12×18.970×5.72=51.361 KN.m
M BC=1/3 g‘中l中2=1/3×12.410×1.52=9.308 KN.m
M CB=1/6 g‘中l中2=1/6×12.410×1.52=4.654 KN.m
A轴
μ下柱=0.9/(0.9+1.04)=0.464
μ右梁=1.04/(0.9+1.04)=0.536
B轴
μ下柱=0.9/(0.9+1.04+1.15)=0.291
μ左梁=1.04/(0.9+1.04+1.15)=0.337
μ右梁=1.15/(0.9+1.04+1.15)=0.332
顶层弯矩分配计算过程表
下柱右梁左梁下柱右梁
0.464 0.536 0.337 0.291 0.372
-51.360 51.360 -9.308 1/2
??→-4.654 23.831 27.529 1/2
??→13.764
-9.405 1/2
←??-18.810 -16.243 -20.764 1-??→20.764 4.364 5.041 1/2
??→ 2.521
-0.425 1/2
←??-0.849 -0.733 -0.938 1-??→0.938 0.197 0.228 1/2
??→0.114
-0.038 -0.033 -0.042 1-
??→0.042 28.392 -28.392 48.061 -17.009 -31.052 17.090 顶层弯矩图如下：
4-1 恒载作用下顶层弯矩图
M AB=1/12 g‘边l边2=1/12×30.577×5.72=82.787 KN.m
M BC=1/3 g‘中l中2=1/3×9.97×1.52=7.479 KN.m
M CB=1/6 g‘中l中2=1/6×9.97×1.52=3.740 KN.m
A轴
μ下柱=0.9/(0.9+1.04+0.9)=0.317
μ上柱=0.9/(0.9+1.04+0.9)=0.317
μ右梁=1.04/(0.9+1.04+0.9)=0.366
B轴
μ下柱=0.9/(0.9+1.04+1.15+0.9)=0.226
μ上柱=0.9/(0.9+1.04+1.15+0.9)=0.226
μ左梁=1.04/(0.9+1.04+1.15+0.9)=0.26
μ右梁=1.15/(0.9+1.04+1.15+0.9)=0.288
标准层弯矩分配计算过程表
上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁
0.317 0.317 0.366 0.260 0.226 0.226 0.288
-82.787 82.787 -7.479 1/2
??→-3.740 26.243 26.243 30.300 1/2
??→15.150
-11.760 1/2
←??-23.519 -20.444 -20.444 -26.052 1-??→26.052 3.728 3.728 4.304 1/2
??→ 2.152
-0.280 1/2
←??-0.560 -0.486 -0.486 -0.620 1-??→0.620 0.089 0.089 0.102 1/2
??→0.051
-0.013 -0.012 -0.012 -0.015 1-
??→0.015 30.060 30.060 -60.120 76.048 -20.941 -20.941 -34.165 22.947
4-2 恒载作用标准层弯矩图
M AB=1/12 g‘边l边2=1/12×30.577×5.72=82.787 KN.m
M BC=1/3 g‘中l中2=1/3×9.97×1.52=7.479 KN.m
M CB=1/6 g‘中l中2=1/6×9.97×1.52=3.740 KN.m
A轴
μ下柱=0.77/(0.9+1.04+0.77)=0.284
μ上柱=0.9/(0.9+1.04+0.77)=0.332
μ右梁=1.04/(0.9+1.04+0.77)=0.384
B轴
μ下柱=0.77/(0.9+1.04+1.15+0.77)=0.199
μ上柱=0.9/(0.9+1.04+1.15+0.77)=0.233
μ左梁=1.04/(0.9+1.04+1.15+0.77)=0.270
μ右梁=1.15/(0.9+1.04+1.15+0.77)=0.298
底层弯矩分配计算过程表
上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁
0.332 0.284 0.384 0.270 0.233 0.199 0.298
-82.787 82.787 -7.479 1/2
??→-3.740 27.485 23.512 31.790 1/2
??→15.895
-12.312 1/2
←??-24.625 -21.250 -18.149 -27.179 1-??→27.179 4.088 3.497 4.728 1/2
??→ 2.364
-0.319 1/2
←??-0.638 -0.551 -0.470 -0.704 1-??→0.704 0.106 0.091 0.123 1/2
??→0.061
-0.017 -0.014 -0.012 -0.018 1-
??→0.018 31.679 27.099 -58.778 75.828 -21.815 -18.632 -35.380 24.162
4-3 恒载作用下底层弯矩图