四层框架结构全手算.docx

1、四层框架结构全手算四层框架结构全手算 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，试采用钢筋混凝土全现浇框架结构设计。1设计资料 （1）设计标高：室内设计标高 0.000相当于绝对标高 4.400m，室内外高差600mm。（2）墙身做法：墙身为普通机制砖填充墙，M5 水泥砂浆砌筑。内粉刷为混合砂浆底，纸筋灰面，厚 20mm，“803”内墙涂料两度。外粉刷为 1：3 水泥砂浆底，厚20mm，马赛克贴面。（3）楼面做法：顶层为 20mm 厚水泥砂浆找平，5mm 厚 1：2水泥砂浆加“107”胶水着色粉面层；底层为 15mm 厚纸筋面石灰抹底，涂料两度。（4）屋面做法：现浇楼

2、板上铺膨胀珍珠岩保温层（檐口处厚 100mm，2%自两侧檐口向中间找坡），1：2水泥砂浆找平层厚 20mm，二毡三油防水层。（5）门窗做法：门厅处为铝合金门窗，其它均为木门，钢窗。（6）地质资料：属类建筑场地，余略。（7）基本风压：（地面粗糙度属 B类）。（8）活荷载：屋面活荷载，办公楼楼面活荷载，走廊楼面活荷载。图 1 某多层框架平面图、剖面图 2钢筋混凝土框架设计 （1）结构平面布置如图 2所示，各梁柱截面尺寸确定如下。图 2 结构平面布置图 边跨（AB、CD）梁：取 中跨（BC）梁：取 边柱（A轴、D 轴）连系梁：取 中柱（B轴、C 轴）连系梁：取 柱截面均为 现浇楼板厚 100mm。结

3、构计算简图如图 3所示。根据地质资料，确定基础顶面离室外地面为500mm，由此求得底层层高为 4.3m。各梁柱构件的线刚度经计算后列于图 3。其中在求梁截面惯性矩时考虑到现浇楼板的作用，取（为不考虑楼板翼缘作用的梁截面惯性矩）。边跨（AB、CD）梁：（其他梁、柱的线刚度计算同上，略）图 3 结构计算简图 （图中数字为线刚度）（2）荷载计算 1）恒载计算 屋面框架梁线荷载标准值：20mm 厚水泥砂浆找平 100厚140 厚（2%找坡）膨胀珍珠岩 100厚现浇钢筋混凝土楼板 15mm 厚纸筋面石灰抹底 屋面恒荷载 边跨（AB、CD）框架梁自重 梁侧粉刷 中跨（BC）框架梁自重 梁侧粉刷 因此，作用

4、在屋顶框架梁上的线荷载为：楼面框架梁线荷载标准值 荷载计算同上（略），作用在中间层框架上的线荷载为：屋面框架节点集中荷载标准值 边柱连系梁自重 梁侧粉刷 1m 高女儿墙自重 墙侧粉刷 连系梁传来屋面自重 顶层边节点集中荷载 中柱连系梁自重 梁侧粉刷 连系梁传来屋面自重 顶层中节点集中荷载 楼面框架节点集中荷载标准值(荷载计算方法同上,具体计算过程略)中间层边节点集中荷载：中间层中节点集中荷载：恒荷载作用下的结构计算简图如图 4所示：图 4图 5 2）活荷载计算 活荷载作用下的结构计算简图如图 5所示。图中各荷载值计算如下：3）风荷载计算 风荷载标准值计算公式为 因结构高度小于 30m，可取；对

5、于矩形截面；可查荷载规范，当查得的 时，取。将风荷载换算成作用于框架每层节点上的集中荷载，计算过程如表 1 所示。表 1为一榀框架各层节点的受风面积，计算结果如图 6 所示。表 1风荷载计算 层次 A/Pw/kN 1 1.0 1.3 13.4 1.10 0.55 10.14 9.64 2 1.0 1.3 10.2 1.01 0.55 12.48 8.92 3 1.0 1.3 7.0 1.00 0.55 12.48 8.92 4 1.0 1.3 3.8 1.00 0.55 13.65 9.76 图 6 风荷载作用下的计算简图 (3)内力计算 1）恒荷载作用下的内力计算 恒荷载（竖向荷载）作用下的

6、内力计算采用分层法（具体计算过程略），在恒荷载作用下结构的弯矩图、剪力图和轴力图见图 7图 9。图 7 在恒荷载作用下结构的弯矩图（单位：）图 8 在恒荷载作用下结构的剪力图（单位：kN）图 9 在恒荷载作用下结构的轴力图（单位：kN）2）活荷载作用下的内力计算 活荷载作用下的内力计算也采用分层法，考虑到活荷载分布的最不利组合，各层楼层活荷载布置可能如图 10所示的几种组合形式。计算结果见图 10（仅表示出标准层在活荷载作用下的弯矩图）。图 10标准层在活荷载作用下的弯矩图 (3)活荷载作用下的内力计算 活荷载作用下的结构计算简图见图 6，内力计算采用 D值法，计算过程见图11。风荷载作用下框

7、架弯矩图如图 12所示，框架轴力图和剪力图如图 13 所示。剪力各层分配（单位：kN）各柱反弯点及柱端弯矩（单位：kN）图 11 D值法计算过程 图 12 在风荷载作用下结构的弯矩图（单位：）图 13 图 14 在风荷载作用下结构的剪力图、轴力图（单位：kN）(4)内力组合 根据内力计算结果，即可进行框架各梁柱各控制截面上的内力组合，其中梁的控制截面为梁端、柱边及跨中。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 给出了第二层梁的内力组合过程；柱则分为边柱和中柱（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。

8、表 3给出了二层柱的内力组合过程。表 2二层梁内力组合 第 表 3第二层柱内力组合 A B M71.45 kN mM107.95 kN mM75.79 kN m V103.69 kNV108.02 kN 图 15梁 AB的最不利组合内力 （5）截面计算 1）梁的设计 以第二层梁 AB为例，其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。C20 时，梁的混凝土保护层最小厚度为 30mm。故设，则，。对于梁端，不考虑现浇混凝土板的作用。梁端 A：（满足要求）选用 3 16，。梁端 B：计算公式同上，计算过程略。计算结果：选用 3 16，。对于梁中截面，考虑

9、混凝土现浇板翼缘受压，按 T形梁计算。翼缘计算宽度取 属于第一类型的 T形截面。（满足要求）选用 3 20，。斜截面强度计算 取较大设计剪力 V108.02 kN。验算截面尺寸 （截面符合要求）验算是否需要计算配置箍筋 故需要配置箍筋。若选用 8200,（满足要求）配箍率 最小配箍率（满足要求）2）柱的设计 以第二层 A轴线柱为例。其最不利组合如图 16所示。A 4M60.59 kN m V500.06 kN A 3M63.70 kN m V500.06 kN 图 16柱 A 4 A 3 的最不利组合内力 柱的截面尺寸为 300mmx450mm。受力纵筋的计算 柱的计算长度 柱端 A 4：；先按大偏心受压情况计算 选用 2 16，。柱端 A 3：计算公式同上，计算过程略。计算结果：选用 2 16，。抗剪强度计算 。故可按构造要求配置箍筋，取 8200。Welcome To Download!欢迎您的下载，资料仅供参考！