四层框架结构设计计算书实例

多层框架设计实例某四层框架结构、建筑平面图、剖面图如图1所示，试图采用钢筋混凝土全现浇框架结构设计。1 .设计资料(1)设计海拔：室内设计海拔0.000相当于绝对海拔4.400m、室内外高低差600mm。(2)墙体的做法：墙壁是用普通的结构砖填补墙壁，用M5水泥砂浆建造的。 内涂层为混合砂浆底、纸筋灰面、厚度20mm、“803”内壁涂料2度。 表面是1:3水泥砂浆的底部，厚度20mm，马赛克。(3)大楼的做法：最上层将厚度20mm的水泥砂浆平整，在厚度5mm的水泥砂浆中加入“107”粘接剂着色粉的表面层，底层以15mm厚纸的筋面石灰为底，涂了2次涂料。(4)屋顶的制作方法：现在在地板上铺上膨胀珠光体保温层(檐口的厚度为100mm，从2%的两侧檐口中找坡)，1:2水泥砂浆的厚度为20mm，寻找双毡三油防水层。(5)门窗的做法：大厅为铝合金门窗，其他均为木门、钢窗。(6)地质资料：类建筑场地，馀略。(7)基本风压：(地面粗糙度为b级)。(8)活载荷：屋顶活载荷、办公楼地板活载荷、走廊地板活载荷。图2是图1多层框架的俯视图、剖视图2 .钢筋混凝土框架设计(1)如结构平面布局图2所示，各梁柱的截面尺寸确定如下。图3是图2结构平面布局图边缘跨度(AB、CD )光束：取中间跨距(BC )梁：取边柱(a轴、d轴)连接梁：取出中柱(b轴、c轴)连接梁：拆除柱截面均为地板的厚度是100mm。结构计算的概略图如图3所示。 地质资料表明，基础顶面距室外地面500mm，由此求出下层高度为4.3m。 计算各梁构件的线刚度如图3所示。 其中，计算梁截面的惯性力矩时，考虑当前板的作用(不考虑板凸缘的作用的梁截面的惯性力矩)。边缘跨度(AB、CD )光束：(其他梁、柱的线刚度计算相同，省略)图3结构计算概略图(图中数字为线刚性)(2)负荷计算1 )恒负荷计算屋顶框架梁线载荷基准值：20mm厚水泥砂浆的调平100厚140厚(2%坡口)膨胀珍珠岩百厚钢筋混凝土楼板把15mm厚的筋面石灰涂在底部屋顶的恒定负荷边跨(AB、CD )框架梁自重往梁上抹油漆中跨(BC )框架梁自重往梁上抹油漆因此，作用于屋顶框架梁的线载荷如下：大厦框架梁线载荷标准值载荷计算相同(省略)，作用于中间层框架的线载荷如下所示屋顶框架节点集中载荷标准值边柱连系梁的自重往梁上抹油漆一米高的女儿墙自重把墙壁一侧油漆一下连接梁传来了屋顶的自重顶级边节点集中载荷中柱连接梁的自重往梁上抹油漆连接梁传来了屋顶的自重顶层节点集中载荷地板框架节点集中负荷基准值(负荷计算方法相同，省略具体的计算过程)中间层边节点的集中载荷：中间层节点集中载荷：恒负荷下的结构计算概略图如图4所示图4图52 )活载荷计算活荷载作用下的结构计算概略图如图5所示。 图中的每个载荷值计算如下3 )风荷载计算风荷载的标准值计算如下由于结构高度小于30m，可对所需矩形截面检查载荷规范，检查时采用。 将风荷载换算成作用于框架各层节点的集中荷载，计算过程如表1所示。 表1显示了构架各层节点的风面积，计算结果如图6所示。表1风荷载计算阶层A/Pw/kN11.01.313.41.100.5510.149.6421.01.310.21.010.5512.488.9231.01.37.01.000.5512.488.9241.01.33.81.000.5513.659.76图7是基于图6风荷载的计算概略图(3)内力计算1 )恒载荷作用下的内力计算恒负荷(垂直负荷)的内力计算采用分层法(具体计算过程略)，恒负荷结构的弯矩图、剪切力和轴力如图7图9所示。图7恒定载荷下的结构的弯曲角图(单位：)图8恒定载荷下的结构剪切力(单位： kN )图9恒定载荷作用下结构轴的图示(单位： kN )2 )活载荷引起的内力计算活载荷的内力计算也采用了层次法，考虑到活载荷分布最不利的组合，各楼层的活载荷配置可以考虑如图10所示的几种组合形式。 计算结果如图10所示(仅显示标准层的活载荷引起的弯曲角图)。图10是标准层活载荷的弯曲角图(3)活载荷作用下的内力计算活荷载下的结构计算概略图如图6所示，内力计算采用d值法，计算过程如图11所示。 风荷载下框架的弯曲角图如图12所示，框架轴的力和剪切力如图13所示。剪力各层分配(单位： kN )各柱的反弯曲点及柱端力矩(单位： kN )图11值法计算步骤图12风荷载作用下的结构的弯曲角图(单位：)图13图14风荷载作用下结构的剪切力、轴向力(单位： kN )(4)内力的组合根据内力的计算结果，可以在框架的每个梁柱的每个控制截面上组合内力。 其中，梁的控制截面为梁端、柱端及跨距。 由于对称性，每层有5个控制截面，即图14中的1、2、3、4、5号截面，表2表示第二层梁的内力组合过程的柱分为侧柱和中心柱(a柱、b柱)，每层有2个控制截面，以图14的第二层为例，控制截面为3 表3显示了双柱内力的组合过程。表2双梁内力的组合表3第二层柱内力的组合m=-71.45 knmm=107.95 knmm=-75.79 knmV=103.69 kNV=-108.02 kN(5)截面计算1 )梁的设计以第二层梁AB为例，最不利的组合内力如图15所示。正截面强度计算：梁的截面尺寸为500mmx250mm。在C20的情况下，梁的混凝土保护层的最小厚度为30mm。所以，如果你这样做的双曲馀弦值。关于梁端，没有考虑混凝土板的作用。梁端a :(符合要求)选项316。梁端b :计算公式相同，计算过程微乎其微。 计算结果：选项316。关于梁中的截面，考虑混凝土现浇板法兰的压力，用t形梁计算。法兰计算宽度属于第一类型的t形截面。(符合要求)选项320。斜截面强度计算取较大的设计剪切力V=-108.02 kN。管理截面尺寸(截面满足要求)管理是否需要计算钢筋有必要配置星盘。 选择8200时(符合要求)配合率最小夹紧率(满足要求)2 )柱子的设计以第二层a的轴线柱为例。 其最不利的组合如图16所示。a4m=60.59公里V=500.06 kNA 3M=63.70 kNmV=