四层框架结构,全手算

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1、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

2、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    中跨（BC）梁：取    边柱（A轴、D轴）连系梁：取    中柱（B轴

3、、C轴）连系梁：取    柱截面均为    现浇楼板厚100mm。    结构计算简图如图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    ①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   

4、 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，作用在屋顶框架梁上的线荷载为：                    ②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：                    ③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

5、屋面自重    顶层中节点集中荷载    ④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

6、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/kN11.01.313.41.100.5510.149.6421.01.310.21.010.5512.488.9231.01.37.01.000.5512.488.9241.01.33.81.000.5513.659.76  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

7、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。风荷载作用下框架弯矩