四层框架结构设计计算书实例

多层框架设计实例

某四层层框架结构，建建筑平面图、剖剖面图如图1所示，试采采用钢筋混凝凝土全现浇框框架结构设计计。

1．设设计资料

（1）设设计标高：室室内设计标高高±0.0000相当于绝对对标高4.4000m，室内外高高差600mm。

（2）墙墙身做法：墙墙身为普通机机制砖填充墙墙，M5水泥砂浆砌砌筑。内粉刷刷为混合砂浆浆底，纸筋灰灰面，厚20mm，“803”内墙涂料两两度。外粉刷刷为1：3水泥砂浆底底，厚20mm，马赛克贴贴面。

（3）楼楼面做法：顶顶层为20mm厚水泥砂浆浆找平，5mm厚1：2水泥砂浆加“107”胶水着色粉粉面层；底层层为15mm厚纸筋面石石灰抹底，涂涂料两度。

（4）屋屋面做法：现现浇楼板上铺铺膨胀珍珠岩岩保温层（檐檐口处厚100mm，2%自两侧檐口口向中间找坡坡），1：2水泥砂浆找找平层厚20mm，二毡三油油防水层。

（5）门门窗做法：门门厅处为铝合合金门窗，其其它均为木门门，钢窗。

（6）地地质资料：属属Ⅲ类建筑场地地，余略。

（7）基基本风压：（地地面粗糙度属属B类）。

（8）活活荷载：屋面面活荷载，办办公楼楼面活活荷载，走廊廊楼面活荷载载。图1某多层框框架平面图、剖剖面图

2．钢钢筋混凝土框框架设计

（1）结结构平面布置置如图2所示，各梁梁柱截面尺寸寸确定如下。

图2结构平面面布置图

边跨（AB、CD）梁：取

中跨（BC）梁：取

边柱（A轴、D轴）连系梁梁：取

中柱（B轴、C轴）连系梁梁：取

柱截面面均为

现浇楼楼板厚100mm。

结构计计算简图如图图3所示。根据据地质资料，确确定基础顶面面离室外地面面为500mm，由此求得得底层层高为为4.3m。各梁柱构构件的线刚度度经计算后列列于图3。其中在求求梁截面惯性性矩时考虑到到现浇楼板的的作用，取（为为不考虑楼板板翼缘作用的的梁截面惯性性矩）。

边跨（AB、CD）梁：

（其他他梁、柱的线线刚度计算同同上，略）

图33结构计算简简图

（图中中数字为线刚刚度）

（2）荷荷载计算

1）恒恒载计算

①屋面面框架梁线荷荷载标准值：：

20mmm厚水泥砂浆浆找平

1000厚～140厚（2%找坡）膨胀胀珍珠岩

1000厚现浇钢筋筋混凝土楼板板

15mmm厚纸筋面石石灰抹底屋面恒荷载

边跨（AB、CD）框架梁自自重

梁侧粉粉刷

中跨（BC）框架梁自自重

梁侧粉粉刷

因此，作作用在屋顶框框架梁上的线线荷载为：

②楼面面框架梁线荷荷载标准值

荷载计计算同上（略略），作用在在中间层框架架上的线荷载载为：

③屋面面框架节点集集中荷载标准准值

边柱连连系梁自重

梁侧粉粉刷

1m高高女儿墙自重重

墙侧粉粉刷

连系梁梁传来屋面自自重

顶层边边节点集中荷荷载

中柱连连系梁自重

梁侧粉粉刷

连系梁梁传来屋面自自重

顶层中节点集中中荷载

④楼面面框架节点集集中荷载标准准值(荷载计算方方法同上,具体计算过过程略)

中间层层边节点集中中荷载：

中间层层中节点集中中荷载：

恒荷载载作用下的结结构计算简图图如图4所示：

图4图图5

2）活活荷载计算

活荷载载作用下的结结构计算简图图如图5所示。图中中各荷载值计计算如下：

3）风风荷载计算

风荷载载标准值计算算公式为

因结构构高度小于30m，可取；对对于矩形截面面；可查荷载载规范，当查查得的时，取取。将风荷载载换算成作用用于框架每层层节点上的集集中荷载，计计算过程如表表1所示。表1为一榀框架架各层节点的的受风面积，计计算结果如图图6所示。

表1风风荷载计算层次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6风荷载作作用下的计算算简图

(3))内力计算

1）恒恒荷载作用下下的内力计算算

恒荷载载（竖向荷载载）作用下的的内力计算采采用分层法（具具体计算过程程略），在恒恒荷载作用下下结构的弯矩矩图、剪力图图和轴力图见见图7～图9。

图7在恒荷载载作用下结构构的弯矩图（单单位：）

图8在恒荷载载作用下结构构的剪力图（单单位：kN）图9在恒荷载载作用下结构构的轴力图（单单位：kN）

2）活活荷载作用下下的内力计算算

活荷载载作用下的内内力计算也采采用分层法，考考虑到活荷载载分布的最不不利组合，各各层楼层活荷荷载布置可能能如图10所示的几种种组合形式。计计算结果见图图10（仅表示出出标准层在活活荷载作用下下的弯矩图）。图10标准层在在活荷载作用用下的弯矩图图

(3))活荷载作用用下的内力计计算

活荷载载作用下的结结构计算简图图见图6，内力计算算采用D值法，计算算过程见图11。风荷载作作用下框架弯弯矩图如图12所示，框架架轴力图和剪剪力图如图13所示。

剪力各层分配（单单位：kN）各柱反弯弯点及柱端弯弯矩（单位：：kN）

图11D值法法计算过程

图12在风荷荷载作用下结结构的弯矩图图（单位：）

图13

图14在风荷载作用下下结构的剪力力图、轴力图图（单位：kN）

(4))内力组合

根据内内力计算结果果，即可进行行框架各梁柱柱各控制截面面上的内力组组合，其中梁梁的控制截面面为梁端、柱柱边及跨中。由由于对称性，每每层有5个控制截面面，即图14中的1、2、3、4、5号截面，表2给出了第二二层梁的内力力组合过程；；柱则分为边边柱和中柱（即A柱、B柱），每个柱每层有两个控制截面，以图14中第二层为例，控制截面为3、4号截面。表3给出了二层柱的内力组合过程。表2二层梁内力力组合表3第二层柱内内力组合M＝－71.445kN··mM＝107.995kN··mM＝－75.799kN·mmV＝103.669kNVV＝－108.002kN

（5）截截面计算

1）梁梁的设计

以第二二层梁AB为例，其最最不利的组合合内力如图15所示。

①正截截面强度计算算：

梁的截截面尺寸为500mmmx250mmm。

C200时，梁的混混凝土保护层层最小厚度为为30mm。

故设，则则，

。

对于梁梁端，不考虑虑现浇混凝土土板的作用。

梁端AA：

（满足足要求）

选用3316，。

梁端BB：计算公式式同上，计算算过程略。计计算结果：

选用3316，。

对于梁梁中截面，考考虑混凝土现现浇板翼缘受受压，按T形梁计算。

翼缘计计算宽度取

属于第第一类型的T形截面。（满足要求）

选用3320，。

②斜截截面强度计算算

取较大大设计剪力V＝－108.002kN。

验算截截面尺寸

（截面面符合要求）

验算是是否需要计算算配置箍筋

故需要要配置箍筋。HYPERLINK"mailto:若选用φ8@200"若选用φ8@200,

（满足足要求）

配箍率率

最小配配箍率（满足足要求）

2）柱柱的设计

以第二二层A轴线柱为例例。其最不利利组合如图16所示。

A44M＝60.599kN·mm

V＝5500.066kN

A33M＝63.700kN·mm

V＝5500.066kN

柱的截截面尺寸为300mmmx450mmm。

①受力力纵筋的计算算

柱的计计算长度

柱