四層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書實(shí)例

1、四層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書實(shí)例多層框架設(shè)計(jì)實(shí)例    某四層框架結(jié)構(gòu)，建筑平面圖、剖面圖如圖1所示，試采用鋼筋混凝土全現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。    1設(shè)計(jì)資料    （1）設(shè)計(jì)標(biāo)高：室內(nèi)設(shè)計(jì)標(biāo)高±相當(dāng)于絕對(duì)標(biāo)高，室內(nèi)外高差600mm。    （2）墻身做法：墻身為普通機(jī)制磚填充墻，m5水泥砂漿砌筑。內(nèi)粉刷為混合砂漿底，紙筋灰面，厚20mm，“803”內(nèi)墻涂料兩度。外粉刷為1：3水泥砂漿底，厚20mm，馬賽克貼面。  

2、;  （3）樓面做法：頂層為20mm厚水泥砂漿找平，5mm厚1：2水泥砂漿加“107”膠水著色粉面層；底層為15mm厚紙筋面石灰抹底，涂料兩度。    （4）屋面做法：現(xiàn)澆樓板上鋪膨脹珍珠巖保溫層（檐口處厚100mm，2%自兩側(cè)檐口向中間找坡），1：2水泥砂漿找平層厚20mm，二氈三油防水層。    （5）門窗做法：門廳處為鋁合金門窗，其它均為木門，鋼窗。    （6）地質(zhì)資料：屬類建筑場(chǎng)地，余略。    （7）基本

3、風(fēng)壓：（地面粗糙度屬b類）。    （8）活荷載：屋面活荷載，辦公樓樓面活荷載，走廊樓面活荷載。圖1 某多層框架平面圖、剖面圖    2鋼筋混凝土框架設(shè)計(jì)    （1）結(jié)構(gòu)平面布置如圖2所示，各梁柱截面尺寸確定如下。 圖2 結(jié)構(gòu)平面布置圖     邊跨（ab、cd）梁：取    中跨（bc）梁：取    邊柱（a軸、d軸）連系梁：取

4、60;   中柱（b軸、c軸）連系梁：取    柱截面均為    現(xiàn)澆樓板厚100mm。    結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖3所示。根據(jù)地質(zhì)資料，確定基礎(chǔ)頂面離室外地面為500mm，由此求得底層層高為。各梁柱構(gòu)件的線剛度經(jīng)計(jì)算后列于圖3。其中在求梁截面慣性矩時(shí)考慮到現(xiàn)澆樓板的作用，?。椴豢紤]樓板翼緣作用的梁截面慣性矩）。    邊跨（ab、cd）梁：     

5、0;  （其他梁、柱的線剛度計(jì)算同上，略）    圖 3 結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖    （圖中數(shù)字為線剛度）    （2）荷載計(jì)算    1）恒載計(jì)算    屋面框架梁線荷載標(biāo)準(zhǔn)值：    20mm厚水泥砂漿找平    100厚140厚（2%找坡）膨脹珍珠巖    10

6、0厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板    15mm厚紙筋面石灰抹底屋面恒荷載    邊跨（ab、cd）框架梁自重    梁側(cè)粉刷    中跨（bc）框架梁自重    梁側(cè)粉刷    因此，作用在屋頂框架梁上的線荷載為：             

7、;       樓面框架梁線荷載標(biāo)準(zhǔn)值    荷載計(jì)算同上（略），作用在中間層框架上的線荷載為：                    屋面框架節(jié)點(diǎn)集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值    邊柱連系梁自重    梁側(cè)粉刷 

8、;   1m高女兒墻自重    墻側(cè)粉刷    連系梁傳來屋面自重     頂層邊節(jié)點(diǎn)集中荷載    中柱連系梁自重    梁側(cè)粉刷    連系梁傳來屋面自重    頂層中節(jié)點(diǎn)集中荷載    樓面框架節(jié)點(diǎn)集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值(荷載計(jì)算方法同上,具

9、體計(jì)算過程略)    中間層邊節(jié)點(diǎn)集中荷載：    中間層中節(jié)點(diǎn)集中荷載：    恒荷載作用下的結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖4所示：     圖4圖5    2）活荷載計(jì)算    活荷載作用下的結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖5所示。圖中各荷載值計(jì)算如下：          &

10、#160;                         3）風(fēng)荷載計(jì)算    風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算公式為    因結(jié)構(gòu)高度小于30m，可??；對(duì)于矩形截面；可查荷載規(guī)范，當(dāng)查得的時(shí)，取。將風(fēng)荷載換算成作用于框架每層節(jié)點(diǎn)上的集中荷載，計(jì)算過程如表1所示。表1為一榀框架各層節(jié)

11、點(diǎn)的受風(fēng)面積，計(jì)算結(jié)果如圖6所示。     表1風(fēng)荷載計(jì)算層次a/pw/kn1234  圖6 風(fēng)荷載作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖    (3)內(nèi)力計(jì)算    1）恒荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算    恒荷載（豎向荷載）作用下的內(nèi)力計(jì)算采用分層法（具體計(jì)算過程略），在恒荷載作用下結(jié)構(gòu)的彎矩圖、剪力圖和軸力圖見圖7圖9。  圖7 在恒荷載作用下結(jié)構(gòu)的彎矩圖（單位：）   圖8 在恒

12、荷載作用下結(jié)構(gòu)的剪力圖（單位：kn）圖9 在恒荷載作用下結(jié)構(gòu)的軸力圖（單位：kn）     2）活荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算    活荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算也采用分層法，考慮到活荷載分布的最不利組合，各層樓層活荷載布置可能如圖10所示的幾種組合形式。計(jì)算結(jié)果見圖10（僅表示出標(biāo)準(zhǔn)層在活荷載作用下的彎矩圖）。圖10標(biāo)準(zhǔn)層在活荷載作用下的彎矩圖     (3)活荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算    活荷載作用下的結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖見圖6，內(nèi)力計(jì)

13、算采用d值法，計(jì)算過程見圖11。風(fēng)荷載作用下框架彎矩圖如圖12所示，框架軸力圖和剪力圖如圖13所示。 剪力各層分配（單位：kn）各柱反彎點(diǎn)及柱端彎矩（單位：kn） 圖11 d值法計(jì)算過程 圖12 在風(fēng)荷載作用下結(jié)構(gòu)的彎矩圖（單位：）             圖13              

14、0;                         圖14在風(fēng)荷載作用下結(jié)構(gòu)的剪力圖、軸力圖（單位：kn）    (4)內(nèi)力組合    根據(jù)內(nèi)力計(jì)算結(jié)果，即可進(jìn)行框架各梁柱各控制截面上的內(nèi)力組合，其中梁的控制截面為梁端、柱邊及跨中。由于對(duì)稱性，每層有5個(gè)控制截面，即圖

15、14中的1、2、3、4、5號(hào)截面，表2給出了第二層梁的內(nèi)力組合過程；柱則分為邊柱和中柱（即a柱、b柱），每個(gè)柱每層有兩個(gè)控制截面，以圖14中第二層為例，控制截面為3、4號(hào)截面。表3給出了二層柱的內(nèi)力組合過程。表2二層梁內(nèi)力組合 表3第二層柱內(nèi)力組合m kn·mm kn·mm kn·mv knv kn    （5）截面計(jì)算    1）梁的設(shè)計(jì)    以第二層梁ab為例，其最不利的組合內(nèi)力如圖15所示。    

16、正截面強(qiáng)度計(jì)算：    梁的截面尺寸為500mmx250mm。    c20時(shí)，梁的混凝土保護(hù)層最小厚度為30mm。    故設(shè)，則，    。    對(duì)于梁端，不考慮現(xiàn)澆混凝土板的作用。    梁端a：    （滿足要求）    選用316，。   

17、; 梁端b：計(jì)算公式同上，計(jì)算過程略。計(jì)算結(jié)果：    選用316，。    對(duì)于梁中截面，考慮混凝土現(xiàn)澆板翼緣受壓，按t形梁計(jì)算。    翼緣計(jì)算寬度取    屬于第一類型的t形截面。（滿足要求）    選用320，。    斜截面強(qiáng)度計(jì)算    取較大設(shè)計(jì)剪力v kn。   

18、 驗(yàn)算截面尺寸            （截面符合要求）    驗(yàn)算是否需要計(jì)算配置箍筋        故需要配置箍筋。若選用8200,        （滿足要求）    配箍率    最小配箍率（滿足要求）    2）柱的設(shè)計(jì)    以第二層a軸線柱為例。其最不利組合如圖16所示。    a 4m kn·m    v