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Ⅲ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：取柱鹅贸中跨粉（金B嫌C消）梁：取投淹僻边柱蛋（兴A盈轴表、集D位轴）连系梁：烦取遥廉脉中柱拉（招B溉轴电、郑C猪轴）连系梁：呀取轮酒换柱截面均为怜绩耀现浇楼板叠厚热100m评m辫。骑辛燃结构计算简图井如普图暮3躁所示。根据地稠质资料，确定弊基础顶面离室倡外地面达为户500m荷m牌，由此求得底鸟层层高摊为联4.3宝m鹿。各梁柱构件排的线刚度经计感算后列于柏图历3光。其中在求梁装截面惯性矩时声考虑到现浇楼陆板的作用，取饶（待为不考虑楼板甜翼缘作用的梁谷截面惯性矩）袍。俭闪洗边跨捕（煌A已B凝、姻C取D买）梁：燕崭驶（其他梁、柱酬的线刚度计算图同上，略）产锐售图疯3捐秘结构计算简图烛烂昂（图中数字为衣线刚度）夜胁亭（倍2掌）荷载计算渗仿1链）恒载计算毒决虏①容屋面框架梁线救荷载标准值：虹

20间m洒m稻厚水泥砂浆找绩平晋

10冒0伯厚俊～秀14尾0不厚旬（钩2谜%煮找坡）膨胀珍怠珠岩取

10艺0融厚现浇钢筋混无凝土楼板距

15早m凤m冻厚纸筋面石灰志抹底屋面恒荷载续颈夺边跨驼（倾A氏B盗、纠C观D梅）框架梁自重匙煌冻梁侧粉刷丘看挥中跨附（意B婚C喂）框架梁自重慎忌邪梁侧粉刷伟舍疲因此，作用在对屋顶框架梁上卵的线荷载为：邪蚂堆②浑楼面框架梁线礼荷载标准值泳扩密荷载计算同上病（略），作用振在中间层框架槐上的线荷载为搜：授收信③渠屋面框架节点吉集中荷载标准碌值春余肌边柱连系梁自拖重绞粪磁梁侧粉刷饱

1栽m订高女儿墙自重倡谦尿墙侧粉刷区亩医连系梁传来屋泥面自重践帅顶层边节点集壳中荷载字漏遮中柱连系梁自隐重势孩私梁侧粉刷结刃坊连系梁传来屋目面自重卡顶层中节点集炒中荷载存暑邻④竖楼面框架节点观集中荷载标准史值遭(鼓荷载计算方法倒同陵上腰,违具体计算过程拣略终)他唇旬中间层边节点犁集中荷载：管闸居中间层中节点亲集中荷载：湾哈剑恒荷载作用下垂的结构计算简刘图如占图杏4服所示：仔池超图满4滑图昼5昌肥2太）活荷载计算牺衫厚活荷载作用下嗽的结构计算简点图如猛图娘5锡所示。图中各把荷载值计算如圆下：管狼3缝）风荷载计算食桑燃风荷载标准值毛计算公式为舰欢换因结构高度小煎于横30笛m伟，可取款；对于矩形截悦面吼；疤可查荷载规范收，当查得的榜时，取竟。将风荷载换羽算成作用于框吓架每层节点上臭的集中荷载，撤计算过程如厅表供1座所示。浩表听1贯为一榀框架各转层节点的受风吧面积，计算结科果如筑图衡6疑所示。仰域仪表遭1晶风荷载计算系层次喝A/为Pw/kN参1则1.0开1.3明13.4截1.10防0.55挂10.14讯9.64祥2津1.0躺1.3涂10.2遣1.01北0.55阅12.48榜8.92律3垦1.0殃1.3萝7.0省1.00睡0.55趴12.48降8.92岁4隶1.0方1.3遍3.8街1.00友0.55扎13.65平9.76遣图具6槐挽风荷载作用下匀的计算简图业

(3孤)挤内力计算削玻1屋）恒荷载作用渣下的内力计算历凶蓄恒荷载（竖向茫荷载）作用下改的内力计算采葱用分层法（具烫体计算过程略拒），在恒荷载龟作用下结构的乱弯矩图、剪力传图和轴力图见椒图执7字～艰图绵9糟。爹图令7栏余在恒荷载作用歉下结构的弯矩南图（单位：遍）思图疗8钳遮在恒荷载作用真下结构的剪力蛮图（单位龙：拖k骆N暗）割图触9陕精在恒荷载作用而下结构的轴力陵图（单位经：握k筛N缝）孟文2只）活荷载作用愿下的内力计算条今袄活荷载作用下脾的内力计算也俗采用分层法，欠考虑到活荷载这分布的最不利萌组合，各层楼驾层活荷载布置号可能如砖图络1表0赔所示的几种组调合形式。计算炮结果见级图鬼1甩0覆（仅表示出标月准层在活荷载往作用下的弯矩根图）。栽图遍1三0拐标准层在活荷兆载作用下的弯顿矩图勉

(3雅)跃活荷载作用下秃的内力计算泉联腊活荷载作用下故的结构计算简穴图见宣图错6劳，内力计算采桃用督D绑值法，计算过戏程见躁图搏1弱1民。风荷载作用幼下框架弯矩图薯如虫图征1岛2董所示，框架轴狱力图和剪力图谱如洗图挥1钥3塑所示。恰剪力各层分配或（单位乒：懒k顿N顽）各柱反弯点勾及柱端弯矩（迷单位乐：治k箭N岭）溜图全11退D盘值法计算过程制图强12因烦在风荷载作用引下结构的弯矩界图（单位：陆）孔套照廊房截冻图竟13

丝旦卖增已应驰愉图票14捷在风荷载作用槐下结构的剪力苹图、轴力图（孝单位介：弓k估N它）赌

(4唐)甜内力组合条勒砌根据内力计算校结果，即可进越行框架各梁柱白各控制截面上侧的内力组合，显其中梁的控制僻截面为梁端、斤柱边及跨中。房由于对称性，炸每层嚷有潜5依个控制截面，乘即怒图沃1狂4借中习的禽1饰、锹2缺、旺3兰、举4鸡、陆5晒号截面，厕表盆2蚂给出了第二层顶梁的内力组合尊过程；柱则分腥为边柱和中柱穿（灌即简A始柱全、惊B病柱），每个柱挣每层有两个控赌制截面，以坊图业1效4烤中第二层为例陡，控制截面搂为拖3估、笨4顿号截面。疮表尚3亚给出了二层柱堪的内力组合过衡程。各表衡2寇二层梁内力组豆合第镜表务3画第二层柱内力男组合AB响M具＝胡－疗71.45繁kN·m铲M称＝等107.95因kN·m膊M旷＝闻－寻75.79雷kN·m元V速＝及103.69后kN渡V卧＝娇－鼻108.02凝kN鸡图奴1补5碍梁棍A退B睁的最不利组合要内力枝过翻（冻5龟）截面计算日遗1粮）梁的设计缝候欠以第二层搅梁谋A需B束为例，其最不米利的组合内力党如火图虾1绝5拉所示。伞这艘①竭正截面强度计叙算：堵鸭坦梁的截面尺寸撞为败500mmx径250m宪m双。狭

C2妨0弹时，梁的混凝互土保护层最小阅厚度虏为岸30m庆m千。系陕派故设洗，则唉，。旷他车对于梁端，不胳考虑现浇混凝战土板的作用。缘历矿梁塔端闹A种：每湿自（满足要求）垒引冲选酸用胡3伐1笋6箱，润。深组若梁壤端哨B楼：计算公式同女上，计算过程权略。计算结果卷：应写龙选搬用林3惨1石6厨，淘。既酒俗对于梁中截面妇，考虑混凝土虽现浇板翼缘受俊压，直按游T吴形梁计算。胆目侧翼缘计算宽度糟取芹德脂属于第一类型可的沸T务形截面。（满足要求）并凶询选汁用党3么2揪0遗，胶。转叫骑②爹斜截面强度计福算雨挖橡取较大设计剪凯力储V递＝滤－却108.02志k端N效。否祥心验算截面尺寸啦堵请（截面符合要探求）骂贵絮验算是否需要触计算配置箍筋蝇梁现故需要配置箍朱筋。以若选刻用庸φ腊8@200眨,麻沈芬（满足要求）忙后零配箍率泻玩猫最小配箍率疏（满足要求）拘缎2返）柱的设计伏睛歼以第二督层嗽A声轴线柱为例。音其最不利组合呼如妄图玻1宫6展所示。扇

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