某钢筋混凝土多层框架结构设计

1、某钢筋混凝土多层框架结构设计计算书 班 级： 学生姓名： 学 号： 指导教师：1、 工程概况与设计条件（一）、工程概况与结构选型1、 该工程为某办公楼，地面以上为2层办公楼，首层层高3.6m，标准层层高为3.6m，室内外地面高差为0.45m，建筑物总高度为3.62+0.45=7.65m，建筑物沿X方向的宽度为33m，沿Y方向的宽度为11.4m。2、 根据建筑的使用功能，房屋的高度和层数，地址条件，结构材料以及施工技术等因素综合考虑，抗侧力结构拟采用现浇钢筋混凝土框架结构体系。（二）、设计依据本工程依据下列现行国家标准或行业标准进行结构设计：1、建筑结构可靠度设计统一标准GB50068-2001

2、2、建筑结构荷载规范（2012 版）GB50009-20123、建筑工程抗震设防分类标准GB50223-20084、建筑抗震设计规范（2012版）GB50011-20105、混凝土结构设计规范GB50010-20106、高层建筑混凝土结构技术过程JGJ3-2010（三）、设计的基本条件1.建筑结构的设计使用年限、安全等级及建筑抗震设防类别本工程为普通多层民用办公楼，属于一般的建筑物。根据建筑结构可靠度设计统一标准GB50068-2001 第1.0.5 条，结构的设计使用年限为50 年。按照建筑结构可靠度设计统一标准GB50068-2001 第1.0.8 条和第7.0.3 条，建筑结构的安全等级

3、为二级，结构重要性系数0 =1.0。根据建筑工程抗震设防分类标准GB50223-2008 第3.0.2 条和3.0.3 条，建筑抗震设防类别为标准设防类，简称丙类；地震作用和抗震措施按本地区抗震设防烈度的要求进行设计。建筑室外地面至檐口的高度为3.62+0.45=7.65m，高宽比为7.65/14.1=0.543 4满足钢筋混凝土框架结构七度设防烈度最大高宽比要求。2.雪荷载根据建筑结构荷载规范（2012版）GB50009-2012 建筑物所在地区的基本雪压北京地区的基本雪压s0 =0.40 KN/m3.风荷载（1） 基本风压根据建筑结构荷载规范（2012 版）GB50009-2012 建筑物

4、所在地区的基本风压北京地区的基本风压s0=0.45 KN/m（2） 地面粗糙度建筑结构荷载规范（2012版）GB50009-2012 第8.2.1 条规定，本工程位于有密集建筑群的城市市区，地面粗糙度类别为C 类。（四）、混凝土结构的环境类别根据混凝土结构设计规范GB50010-2010 环境类别为 类环境。 2、 主要结构材料（一）、钢筋本工程梁、柱的主筋采用HRB400 级，其余钢筋均采用HPB300 级，钢筋的强度设计值与弹性模量按照混凝土结构设计规范GB50010-2010 第4.2.3 条和第4.2.4 条的规定采用，见表1表1 钢筋的强度设计值与弹性模量 钢筋种类符号f y （ N

5、 / mm ）f y （ N / mm ）Es= (3.0 105 N / mm )HPB3002702702.1HRB4003603602.0（二）、混凝土在本工程中，结构各楼层采用混凝土强度等级的情况参见表2。混凝土强度设计值与弹性模量按照混凝土结构设计规范GB5000102010 第4.1.1 条和第4.1.5 的规定采用,见表3。阻尼比=0.05表2 结构各楼层采用混凝土强度等级情况部 位梁柱楼板底层C30C30C30二层-三层C30C30C30表3 混凝土强度设计值与弹性模量混凝土强度等级fc (N/mm)ft(N/mm)Ec (104 N/mm)C3014.31.433.00（3）

6、 、结构混凝土耐久性的要求 按照混凝土结构设计规范GB5000102010 第3.5.2 条的规定，结构混凝土应符合表4 的要求。环境类别一类最大水灰比0.65最小水泥用量（kg/m ）225最大氯离子含量(%)1.0最大碱含量（kg/m ）不限制3、 、结构布置及计算简图（一） 结构布置1、截面尺寸的初步确定（1）. 梁截面尺寸各梁截面尺寸确定如下：跨（AB、BC）梁：取 次梁：取 （2）.板厚边跨长短边之比按双向版设计双向板 取当为屋面板时取 2、 柱截面尺寸由轴压比限值按下列公式估算：为框架柱轴压比限值，根据建筑抗震设计规范GB50011-2010第6.3.6条=0.85。（抗震等级为三

7、级）框架柱的负荷面积内每平米按14kN/m2初估角柱： 边柱： 中柱： 一、二、三级框架结构柱截面的宽度和高度当超过2层时不宜小于400mm，取验算剪跨比，避免形成短柱： 满足要求3、 计算简图根据结构平面布置确定框架计算简图，计算简图用梁、柱的轴线表示，梁、柱轴线取各自的形心线；因梁板整浇，取板底为梁轴线。对于底层柱的下端一般取至基础顶面，北京地区土壤冻结深度取0.7m，承台厚度取400mm,承台底面在冰冻线以下200mm,基础埋深d=0.7+0.2-0.4=0.5m,底层柱高h=3.9+0.45+0.5-0.1=4.75m, 计算简图如下图1：图1 计算简图1. 屋面荷载（为不上人屋面）屋

8、盖恒载：4.65KN/屋面活载：0.5 kN/m2屋面雪荷载：0.35KN/2. 楼面荷载楼面恒载：30mm厚水磨石地面 0.65 100mm厚钢筋砼现浇板 0.1025=2.520mm厚板底抹灰 0.0217= 0.34 Gk=gk=3.49楼面活载：卫生间： 2.0 kN/m2 办公室： 2.0 kN/m2 走廊、楼梯： 2.5 kN/m23. 梁、柱、墙重力荷载1）梁重：（考虑梁上抹灰，取梁自重26kN/m3） 主 梁： 260.30.6=4.68kN/m 次 梁： 260.200.40=2.08kN/m2）柱：（考虑到柱子抹灰，取柱子自重26kN/m3） 各 层：260.40.4 =4

9、.16kN/m3）墙重：内墙200厚陶砾混凝土：60.2=1.2kN/m2 外墙300厚陶砾混凝土: 60.3=1.8kN/m2二层楼 面：主 梁：纵 梁：次 梁：柱 子： 活 载： = + 一层楼 面：主 梁：纵 梁：次 梁：柱 子： 活 载： =+一、 框架侧移刚度计算现浇钢筋砼梁：边框架梁=1.5I0 中框架梁=2I0梁采用30混凝土，C3.0104 N/柱采用C30混凝土，CI0=1/12bh3(mm4) /横梁线刚度计算过程见表4，柱线刚度计算过程见表5表4 横梁线刚度计算类别层次边横梁12走道梁12表5 柱线刚度计算表层次1360023600柱的侧移刚度计算过程见表6，表7表6框架

10、柱侧移刚度D值（）层数KcDijKcDijD22.27530.5322 8771.4 8.7921 0.8147 13427.1 266382.211.08540.5138 6648.4 9.5427 0.8700 11257.4 214870.1将上述不同情况下同层框架柱侧移刚度相加，即得框架各层层间侧移刚度Di，见表8表7 横向框架层间侧移刚度（）层数12Di266381.8266381.84）验算剪重比 水平地震作用计算时，结构各楼层对应于地震作用标准值的剪力应符合下式要求： 式中：第层对应于水平地震作用标准值的楼层剪力；水平地震剪力系数，查建筑抗震设计规范表5.2.5，7度0.10g楼

11、层最小地震剪力系数0.016。 第层重力荷载代表值。验算过程见表9表9 剪重比验算/kN比较/kN、 874.829 69.503 大于 1104.677 71.516 大于5）水平地震作用下的位移验算水平地震作用下框架结构的层间位移和顶点位移按下式确定 层间弹性位移角，计算过程见表10表10 横向水平地震作用下的位移验算层数2874.829 266382.23 3.284 8.425 36001/1096 11104.677 214870.13 5.141 5.141 52001/1011 由表10可见 ，最大层间弹性位移角发生在第1层，其值为1/1263梁的截面限制条件满足20.33320

12、.4990.85(2)柱正截面承载力验算C30混凝土： 级钢筋： 截面尺寸： 为了避免柱脚过早屈服，三级框架底层柱下端截面弯矩设计值应乘以增大系数1.3。A柱：取20mm和偏心方向截面尺寸的较大值，即，故取=20mm底层柱的计算长度故应考虑偏心距增大系数（取）对称配筋： 为大偏心情况每侧选用318() 相差小于5%总配筋量B柱： 取20mm和偏心方向截面尺寸的较大值，即，故取=20mm底层柱的计算长度故应考虑偏心距增大系数（取）对称配筋：为大偏心情况每侧选用322()总配筋量(3)柱斜截面受剪承载力计算A柱： 框架柱的剪力设计值（满足要求）（取）取故该柱应构造配置箍筋柱端加密区的箍筋选用3肢8一层柱底的轴压比n=0.333,查表最小体积配箍率8 根据构造要求，取加密区箍筋为8100，加密区长度按规范确定。柱顶850mm,柱底1650mm非加密区应满足，箍筋取3肢8200B柱： 框架柱的剪力设计值（满足要求）（取）取故该柱应构造配置箍筋柱端加密区的箍筋选用3肢8一层柱底的轴压比n=0.49