多層框架設(shè)計實(shí)例

1、多層框架設(shè)計實(shí)例某四層框架結(jié)構(gòu),建筑平面圖、剖面圖如圖1所示,試采用鋼筋混凝土全現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)設(shè)計。1.設(shè)計資料(1)設(shè)計標(biāo)高：室內(nèi)設(shè)計標(biāo)高±0、000相當(dāng)于絕對標(biāo)高4、400ml室內(nèi)外高差600mm。(2)墻身做法：墻身為普通機(jī)制石專填充墻，M5水泥砂漿砌筑。內(nèi)粉刷為混合砂漿底，紙筋灰面，厚20mm,“803”內(nèi)墻涂料兩度。外粉刷為1:3水泥砂漿底，厚20mm,馬賽克貼面。(3)樓面做法：頂層為20mm厚水泥砂漿找平，5mli厚1:2水泥砂漿加“107”膠水著色粉面層；底層為15mm?紙筋面石灰抹底,涂料兩度。(4)屋面做法：現(xiàn)澆樓板上鋪膨脹珍珠巖保溫層(檐口處厚100mm,2峋兩側(cè)

2、檐口向中間找坡),1:2水泥砂漿找平層厚20mm二氈三油防水層。(5)門窗做法:門廳處為鋁合金門窗,其它均為木門，鋼窗。(6)地質(zhì)資料：屬田類建筑場地，余略。(7)基本風(fēng)壓:(地面粗糙度屬B類)(8)活荷載：屋面活荷載，辦公樓樓面活荷載，走廊樓面活荷圖1某多層框架平面圖、剖面圖2 .鋼筋混凝土框架設(shè)計(1)結(jié)構(gòu)平面布置如圖2所示，各梁柱截面尺寸確定如下。上糾丈VWjJ的卜wop 雙 口 900 .15iol啊, 二二心血二,1 出®私12.KU6.QCKI內(nèi)43 900 .33嗎J, & 唆j者 900卜 900 卜3 迎|<S)qOW9fXS> 一3科I圖2結(jié)構(gòu)

3、平面布置圖邊跨(AB、CD)梁:取h=l=x6000=500mm?b=L=250mm12122中跨(BC)梁：取邊柱（A軸、D軸）連系梁：取中柱（B軸、C軸）連系梁：取柱截面均為現(xiàn)澆樓板厚100mm結(jié)構(gòu)計算簡圖如圖3所示。根據(jù)地質(zhì)資料，確定基礎(chǔ)頂面離室外地面為500mm,由此求得底層層高為4、3m。各梁柱構(gòu)件得線剛度經(jīng)計算后列于圖3。其中在求梁截面慣性矩時考慮到現(xiàn)澆樓板得作用,?。椴豢紤]樓板翼緣作用得梁截面慣性矩）。邊跨（AB、CD探:（其她梁、柱得線剛度計算同上,略）圖3結(jié)構(gòu)計算簡圖（圖中數(shù)字為線剛度）（2）荷載計算1 ）恒載計算屋面框架梁線荷載標(biāo)準(zhǔn)值:2 0mmi水泥砂漿找平100厚14

4、0厚（2%找坡）膨脹珍珠巖100厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板15mmi紙筋面石灰抹底屋面恒荷載邊跨（AB、CD雁架梁自重梁側(cè)粉刷中跨(BC)框架梁自重梁側(cè)粉刷因此,作用在屋頂框架梁上得線荷載為樓面框架梁線荷載標(biāo)準(zhǔn)值荷載計算同上(略),作用在中間層框架上得線荷載為：屋面框架節(jié)點(diǎn)集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值邊柱連系梁自重梁側(cè)粉刷1m高女兒墻自重墻側(cè)粉刷連系梁傳來屋面自重頂層邊節(jié)點(diǎn)集中荷載中柱連系梁自重梁側(cè)粉刷連系梁傳來屋面自重頂層中節(jié)點(diǎn)集中荷載樓面框架節(jié)點(diǎn)集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值（荷載計算方法同上，具體計算過程略）中間層邊節(jié)點(diǎn)集中荷載：中間層中節(jié)點(diǎn)集中荷載:恒荷載作用下得結(jié)構(gòu)計算簡圖如圖4所示:rrA7r箝5y呷謝?歲學(xué)yW呼。

5、叫工-150011WO產(chǎn)W-，J*-圖4圖52）活荷載計算算如下:活荷載作用下得結(jié)構(gòu)計算簡圖如圖5所示。圖中各荷載值計P4B=P4c=x(3,9+3.9-2.5)xl.25xl.5xx3,9x3.9xl,5=10.67kNPa = Pd =xf3-9+3.9-2.5)x1.25x2.0x1x3.9x3,9x1.5=12.33kN43）風(fēng)荷載計算風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算公式為因結(jié)構(gòu)高度小于30m,可??；對于矩形截面；可查荷載規(guī)范，當(dāng)查得得時，取。將風(fēng)荷載換算成作用于框架每層節(jié)點(diǎn)上得集中荷載，計算過程如表1所示。表1為一根框架各層節(jié)點(diǎn)得受風(fēng)面積，計算結(jié)果如圖6所示。表1風(fēng)荷載計算層次A/Pvy/kN11、

6、01、313、4、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圖6風(fēng)荷載作用下得計算簡圖(3)內(nèi)力計算1)恒荷載作用下得內(nèi)力計算恒荷載（豎向荷載）作用下得內(nèi)力計算采用分層法（具體計算7圖過程略），在恒荷載作用下結(jié)構(gòu)得彎矩圖、剪力圖與軸力圖見圖9。圖7在恒荷載作用下結(jié)構(gòu)得彎矩圖（單位：）fi2.Dl23.73).2167.003"4l67 7434.35l3L69619/)3g8.4M366 40圖8在恒荷載作用下結(jié)構(gòu)得剪力圖（單位：kN

7、）J04.94TT圖9在恒荷載作用下結(jié)構(gòu)得軸力圖（單位：kN）2）活荷載作用下得內(nèi)力計算活荷載作用下得內(nèi)力計算也采用分層法，考慮到活荷載分布得最不利組合，各層樓層活荷載布置可能如圖10所示得幾種組合形式。計算結(jié)果見圖10（僅表示出標(biāo)準(zhǔn)層在活荷載作用下得彎矩圖）。圖10標(biāo)準(zhǔn)層在活荷載作用下得彎矩圖（3）活荷載作用下得內(nèi)力計算活荷載作用下得結(jié)構(gòu)計算簡圖見圖6,內(nèi)力計算采用D值法，計算過程見圖11。風(fēng)荷載作用下框架彎矩圖如圖12所示，框架軸力圖與剪力圖如圖13所示。23 49的可«422黑M450”=5對%O.4Rfi 兒Ffp時上叼工3凡7 92JC-2.72a-G58劣。垢1*第F河A

8、4T91上21K=0-436:hf力廣電Af±=5.2SM下刃強(qiáng)%*俎光JT-I 22o*0,3XK-2.72a=5iX>S.6IX）.461兇百 or '1344 斤療0/ragn己能-0.5fiR 川-0 g T .744 足上7 土我 A/2032為噸500M-001.344 NEPM 產(chǎn) UHH 如"E32B 550 aP « -0,7442 EA/t=lW剪力各層分配（單位:kN）各柱反彎點(diǎn)及柱端彎矩（單位:kN）圖11 D值法計算過程rmFk®27,4«Rf2K122口 53*廠產(chǎn)5 44及Y判匕褶第F-1M a-fl

9、.73：，尸10如ff-z.norYlWR"37 24妙“ & cr-0 5?19,婦/圖12在風(fēng)荷載作用下結(jié)構(gòu)得彎矩圖（單位：）圖13圖14在風(fēng)荷載作用下結(jié)構(gòu)得剪力圖、軸力圖（單位:kN）（4）內(nèi)力組合根據(jù)內(nèi)力計算結(jié)果，即可進(jìn)行框架各梁柱各控制截面上得內(nèi)力組合,其中梁得控制截面為梁端、柱邊及跨中。由于對稱性，每層有5個控制截面，即圖14中得1、2、3、4、5號截面，表2給出了第二層梁得內(nèi)力組合過程；柱則分為邊柱與中柱（即A柱、B柱），每個柱每層有兩個控制截面，以圖14中第二層為例，控制截面為3、4號截面。表3給出了二層柱得內(nèi)力組合過程。表2二層梁內(nèi)力組合1k荷嵯不值標(biāo)破活荷

10、於風(fēng)荷賽11i,*K0J111LL-111|,11*L1號一域曲.,WV里V籍MVMV肘I70.W*6,791L6211-Q!L-6.4611.41-0.08od土14,通14.tw3的一婦_ZJ15.39-QJ3一珞/$0.04-*4,1-44.典-n.nT用i-H.M-0.M-aoe-M婚7工J30.30o.as士九5714.M4_一*-ZJ8MLj.ffi,3.斑5.30_0,430.76£U.1S7E-17.B7-2.3-0.68:j0is內(nèi)力蛆畬出向茴贏桐荷蹤X九人活播餐X1.4包荷囊XLZ+Q8513荷邕.1生風(fēng)轡事”用恒背趣風(fēng)荷舞L4J林0出由M-%S5.41.雷一-I

11、L45IM,枇他4$鼠看力10,44ZIff?-Mwj.esiHw3一窿一K2-105.10,-73,7#BS-d一鋼444-lk&71S.72-孤蟲26.15-H網(wǎng)力雄3-2S.XT.m-21.44表3第二層柱內(nèi)力組合66934.M6.96.976.704.41-31.21a17)56.&1II55|"27524.61-5©Fl*-0.U-1.0LJ3.75上238士8.8+5.44班奧,4i面恒鬣簟乂L工）活荷曩1（活荷救X1/4風(fēng)荷載Ki川倒柳蟆k】.“MM身一.削帆+附一%伺o如值©畬(1)+(1)+(3)+(6)U"*怖+(2J

12、T4)*十*(1G*9AtLB能v,11SONS«»50.5954.336Q.M2i.WM.第弟.55.5J53.1555.5U：W.7U6L6163.W凡網(wǎng)5K185OT.10而（SO453.46劃，僮446.M4,56W.30432.06-+kW戰(zhàn)丸-40.M|-霽商-51.10-55.)8-15,W-總閶.g-45.J5*43,19-4J.&7-59.97-5SJ3-EL52-56.04用55B32奧2國5455W,28543.瞠520.58IS姬3.1955.75干&30內(nèi)力電白AB以一71、45kNmM=10795kNmM=75、79kNmV=10

13、3、69kNV=-108、02kN圖15梁AB得最不利組合內(nèi)力（5）截面計算1）梁得設(shè)計以第二層梁AB為例，其最不利得組合內(nèi)力如圖15所示正截面強(qiáng)度計算：梁得截面尺寸為500mmx250mmC20時，梁得混凝土保護(hù)層最小厚度為30mm。故設(shè)，則，/M=300N/inm:?=1.ION/mm*-o對于梁端，不考慮現(xiàn)澆混凝土板得作用。梁端A:f=1一次-2q=1-71-2x0,138=0.149嘉二0.55（滿足要求）96A=0.149x250x465x=554mm2f300選用316,梁端B:計算公式同上，計算過程略。計算結(jié)果選用316,。對于梁中截面，考慮混凝土現(xiàn)澆板翼緣受壓，按T形梁計算。翼

14、緣計算寬度取比100a成fj)1%(%-丁尸9,6x2000x100x(465-)-796心106>M=107.95x1(/22屬于第一類型得T形截面。自二1一正菽二一1=。,期=。,儂唱二0.55(滿足要求)A=況%占=0.026乂2000x463x=774mm2，300選用320,。斜截面強(qiáng)度計算取較大設(shè)計剪力V=108、02kN。驗(yàn)算截面尺寸Q2S5J3%=0.25xL0x96x250x465=279zlO3N>-108.02xlO3N（截面符合要求）驗(yàn)算就是否需要計算配置箍筋0,7工岫=07x1,10x250x465=»9.5x103N<V=108.02x1

15、03N故需要配置箍筋。若選用08200,A2乂SO劣凡7fM+L25口4&=01乂LIOx250父465+L25x210Xj；x465=150,9x103N>，=108.02x103N（滿足要求）配箍率最小配箍率總加=0.24,=0.24=0.126%<%=0.201%（滿足要求）2）柱得設(shè)計以第二層A軸線柱為例。其最不利組合如圖16所示。A4M=60、59kNmV=500、06kNA3M=63、70kNmV=50O、06kN圖16柱A4A3得最不利組合內(nèi)力柱得截面尺寸為300mmx450mm受力縱筋得計算柱得計算長度柱端A4:M60.59xlO*=121mniiN500.06xlO34503=15nm<20nnn300141_&=0.2+2.7=0.2+2.7x=L21>L取"=1%415M=14-)2焉聶-1+-x8.892xlxl&h1口1411400n1400x%4151,17先按大偏心受壓情況計算500.06X1061。x9.6x300=173.6mm(x0.55%,N-aJcbx-500.06x10,X355