四层框架结构,全手算.doc

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 ????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 ????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