多层框架结构设计

1、多层框架结构设计一、初估构件截面尺寸及线刚度图1-1结构尺寸图（一）梁的截面尺寸框架梁跨度LAB=LCD=6900mm，LBC=3000mm梁截面高hb=(1/81/12)L=(1/81/12) ×6900=863575mm，取h=600mm梁截面宽bb=(1/21/3)L=(1/21/3) ×600=300200mm，取b=250mm取框架梁截面尺寸均为bb×hb=250 mm×600mm（二）柱截面尺寸底层柱高H=4350mm柱截面高hc=(1/61/15)H，取hc=400mm柱截面宽bc=(12/3)hc，取bc=300mm取框架柱截面尺寸均为b

2、c ×hc=300mm ×400mm（三）框架梁、柱线刚度（i=EI/L）Ib=1/12 bb×hb3=1/12×250×6003=4.5×109 mm4ibAB=ibCD=4.5×109E/6900=6.522×105EibBC=4.5×109E/3000=1.5×106EIc=1/12 bc ×hc3=1/12×300×4003=1.6×109 mm4一层柱 ic1=1.6×109 E/4350=3.678×105E二至三层柱 ic

3、23=1.6×109 E/3900=4.103×105E相对线刚度：取ic1值为基准值1，即ic1=1，ic23=1.116，ibAB= ibCD=1.773，ibBC=4.35二、荷载标准值的计算（一）竖向荷载屋面荷载：110mm厚现浇钢筋混凝土板 2.75KN/m2 150mm厚水泥珍珠岩 0.6KN/ m2 30厚找平层 0.6KN/ m2 两毡三油绿豆砂保护层 0.35 KN/ m2 20mm厚板底粉刷 0.41 KN/ m2 共计 4.71 KN/ m2屋面活载： 取屋面均布荷载与雪载较大值 0.5 KN/ m2楼面恒载：100mm厚现浇钢筋混凝土板 2.5 KN

4、/ m2 30mm厚现浇混凝土面层 0.75 KN/ m2 20mm厚板底粉刷 0.4 KN/ m2 共计 3.56 KN/ m2楼面活载： 教室 2.0 KN/ m2 走廊 2.5 KN/ m2截面横梁自重： 25×0.25×0.6=3.75 KN/ m2柱自重： 25×0.3×0.4+0.5=3.5 KN/m2作用于横向框架梁上荷载标准值屋面梁：恒载 4.71×3.9+3.75=22.12 KN/ m2 活载 0.5×3.9=1.95 KN/ m2楼面梁：恒载 3.56×3.9+3.75=17.634 KN/ m2 活载

5、（教室） 2.0×3.9=7.8 KN/ m2 活载（走廊） 2.5×3.9=9.75 KN/ m2（二）水平荷载风荷载基本风压：0=0.45 KN/ m2风振系数：由于结构高度<30m，高宽比=12.15/16.8=0.72<1.5，z=1.0风载体型系数：s=0.8-（0.5）=1.3风压高度变化系数：z（地面粗糙度按B类）如表1-1。表1-1 地面上风压高度变化系数z离地高度（m）<1010.212.1515z1.01.0061.061.14按下式可折算出作用于各节点处集中风载标准值Fwki，即三层：Fwk1=1.0×1.3×（1

6、.06+1.006）/2×3.9/2×3.9×0.45=4.60KN二层：Fwk2=1.0×1.3×（1.06+1.0）/2×3.9×3.9×0.45=8.92KN一层：Fwk3=1.0×1.3×（1.0+1.0）/2×3.9×3.9×0.45=8.90KN三、框架内力计算所有荷载值采用标准值计算，竖向荷载作用下内力计算采用分层法，水平荷载作用下内力计算采用D值法。（一）竖向荷载作用下内力计算1、恒载作用下的内力计算简图如图1-2所示图1-2 竖向荷载作用下的计算简图（二）水平荷载作用下内力计算1、D值计算及各柱剪力分配（表1-2）注：表中D值单位为103N/mm。2、反弯点高度比y（表1-3）y=y0+y1+y2+y3,反弯点距柱下端高度为yh。表1-3 反弯点高度计算3、左风作用下内力 由表1-2柱剪力值和表1-3反弯点高度，可求出柱段弯矩M上=（1-y）hVij，M下=yhVij。利用节点内力平衡条件，按梁线刚度比例可求出梁端弯矩值。左风作用下框架内力图如图所示，与该图相反取值即为右风作用下内力值。图1-5-2 左风作用下剪力图（KN）四、风荷载作用下的侧移验算 计算侧移时，