多层框架结构设计

钢筋混凝土多层框架结构设计

1. 设计资料

（1）基本资料

南方某高校拟建一四层教学楼，采用整体式钢筋混凝土框架结构，现浇双向板肋梁楼盖，楼板厚均按100㎜设计，屋面板按120㎜设计。

建筑总高19.0m，每层层高3.9m，室内外高差0.45m。基础顶面标高定位－1.0m。

抗震设防烈度为7度，Ⅱ类场地土，特征周期分区为第三组。

基本风压w0=0.35kN/㎡，地面粗糙度为B类。

基本雪压s0=0.25 kN/㎡。

活荷载：内走道及卫生间、楼梯间：2.5 kN/㎡，其余房间：2.0 kN/㎡。

上人屋面活荷载：2.0 kN/㎡；不上人屋面活荷载:0.5 kN/㎡。

（2）建筑构造

楼面面层做法：水磨石楼面（0.76 kN/㎡）；

顶棚抹灰：20㎜厚混合砂浆刷乳胶漆（γ=17 kN/㎥）；

内墙做法：190厚小型空心砌块（2.28 kN/㎡）；

外墙做法：240厚小型空心砌块（2.88 kN/㎡）；

内外墙装修一律采用20㎜厚混合砂浆找平后刷外墙漆。

（3）材料选用

混凝土：各层均采用C30

钢筋：梁、柱中受力纵筋均采用HRB335，箍筋及构造钢筋采用HPB235。

2. 结构布置及计算简图

结构布置图

（1）抗震等级确定：框架结构，高度H=19m<30m，设防烈度为7度，抗震等级为三级。（2）框架结构梁、柱截面尺寸确定

①框架梁截面尺寸确定

主梁：h×b=600㎜×250㎜

次梁：h×b=450㎜×200㎜

主梁：h×b=450㎜×250㎜

次梁：h×b=400㎜×200㎜

②框架柱截面尺寸确定

N=(2.7/2+6.6/2) ×6.6×4×15=1841.4KN

Ac=1.3N/(fc+0.01fy＇)=1.3×1841.4×1000/(14.3+0.01×300)=138.4×10 ³㎜²

则取标准层的柱尺寸为：450㎜×450㎜

μN=N/(fc bc hc)= 1841.4×1000/(14.3×450×450)=0.64<0.9 符合要求

则得标准层柱为450㎜×450㎜，底层柱尺寸大些取500㎜×500㎜

（3）计算简图如下所示

3.重力荷载计算

（1）恒荷载标准值计算：

屋面：卷材防水屋面 2.23 kN/㎡结构层0.12×25=3 kN/㎡

抹灰层0.02×17=0.34 kN/㎡

合计 5.57 kN/㎡

各层楼面：大理石楼面 1.36 kN/㎡结构层：100㎜厚现浇钢筋混凝土板0.1×25=2.5 kN/㎡

抹灰层：20厚混合砂浆刷乳胶漆0.02×17=0.34 kN/㎡

合计 4.2kN/㎡

①标准层梁自重(顶层)：

主梁b×h=250×600：自重25×0.25×（0.6－0.1）=3.125 kN/m

抹灰0.02×（0.6－0.1）×17×2=0.34 kN/m

合计 3.47 kN/m（3.33kN/m）次梁b×h=200×450：自重25×0.2×（0.45－0.1）=1.75 kN/m

抹灰2×（0.45－0.1）×0.02×17=0.238 kN/m

合计 1.98kN/m （1.87kN/m）主梁b×h=450×250：自重25×0.25×（0.45－0.1）=2.188 kN/m

抹灰（0.45－0.1）×2×17×0.02=0.238KN/m

合计 2.43 kN/m（2.29 kN/m）次梁b×h=200×400：自重25×0.2×（0.4－0.1）=1.5kN/m

抹灰（0.4-0.1）×2×17×0.02=0.204kN/m

合计 1.704kN/m（1.59 kN/m）基础梁：b×h=250×450: 自重25×0.25×0.45=2.81 kN/m

②标准层柱自重：b×h=450×450：自重25×0.45×0.45=5.06 kN/m

抹灰0.02×0.45×17×4=0.612 kN/m

合计 5.67 kN/m

底层柱自重：b×h=500×500 自重25×0.5×0.5=6.25 kN/m

抹灰0.02×0.5×4×17=0.68 kN/m

合计 6.93 kN/m

③内外墙自重

⒈外墙窗0.4×2.4×2.4=2.304 KN

外墙自重（3.045×0.9+0.375×2.4+0.27×2.4）×（2.64+2×0.02×17）=14.24 KN 内墙自重 3.045×3.3×（2.09+2×0.02×17）=27.83 KN

⒉外墙窗0.4×2.4×2.4×2=4.608KN

外墙（（7.2-0.45）×0.9+（7.2-0.45-2.4×2）×2.4）×（2.64+2×0.02×17）=35.7KN 内墙（7.2-0.45）×3.3×（2.09+2×0.02×17）=61.7KN ⒊外墙（6.6-0.33-0.355）×3.3×（2.64+2×0.02×17）=64.8 KN

内墙（6.6-0.33-0.355）×3.3×（2.09+2×0.02×17）=54.07 KN ⒋外墙（（2.7-0.095×2）×0.9+0.205×2×2.4）×（2.64+2×0.02×17）=10.76KN

窗0.4×2.1×2.4=2.016KN

则自重为10.76+2.016=12.776 KN （2）活荷载标准值计算

屋面：不上人屋面：0.5 kN/㎡

楼面：内走道及卫生间、楼梯： 2.5 kN/㎡其余房间： 2.0 kN/㎡

雪荷载：0.25 kN/㎡

（3）各层重力荷载代表值计算

顶层

G ₄=屋面板重+顶层梁重+女儿墙重+0.5(标准层墙重+标准层柱重)+雪活载=[（16.544×2+40.31×4）×2+（27.83×2+61.7×4）×2-27.83+12.766+71.38×4+59.6×8+5.67×28×3.9]+（36+0.24-0.45×7）×3.33×4+1.59×7.2+（2.7-0.19）×2.29×11+（6.6-0.33-0.355）×2×（3.33×7+4×1.87）+0.9×（36+17.1）×2×（0.24×18+0.02×17×2）+0.5×0.25×36×17.1=5961.27KN

标准层

G ₂=G ₃=楼板重+标准层梁重+标准层墙重+标准层柱重+楼面活活载=（16.544×2+40.31×4）×2+（27.83×2+61.7×4）×2+12.766+64.80×4+54.07×8+5.67×2.8×3.9+3.6×36×17.1+3.6×7.2×（7.5-3.6）+（36+0.24-0.45×7）×3.47×4+1.7×7.2+（2.7-0.19）×2.43×11+