现浇混凝土多层框架结构设计示例

框架结构设计实例 工程概况该工程为六层综合办公楼，建筑平面如图所示，建筑剖面如图所示。

层高为，室内外高差，基础顶面距室外地面为500mm 。

承重结构体系拟采用现浇钢筋混凝土框架结构。

(1) 主要建筑做法如下：1) 屋面做法（自上而下）：300×300×25水泥砖、20厚1：水泥砂浆结合层、高聚物改性沥青防水卷材、基层处理剂、20厚1：3水泥砂浆找平层、水泥膨胀珍珠岩保温兼找坡层（最薄处30mm ，2％自两侧檐口向中间找坡）、100厚现浇钢筋混凝土屋面板。

2) 楼面做法（自上而下）：13厚缸砖面层、2厚纯水泥浆一道、20厚1：2水泥砂浆结合层、100厚钢筋混凝土楼板。

3) 墙身做法：190mm 厚混凝土空心小砌块填充墙，用1：水泥砂浆砌筑，内墙粉刷为混合砂浆底，低筋灰面，厚20mm ，“803”内墙涂料两度。

外墙粉刷为20mm 厚1：3水泥砂浆底，外墙涂料。

4) 门窗做法：外窗采用塑钢窗，其余为木门。

窗和门的洞口尺寸分别为× m 2、× m 2。

22522539002253000 4502253900390039003900 390039002730060002800 600014800楼梯间450该工程地质条件：建筑场地类别为Ⅲ类，余略 该地区的设防烈度为6度风荷载：基本风压KN/m 2（地面粗糙度属B 类）活荷载：屋面活荷载（上人）为 KN/m 2 ，办公室楼面活荷载 KN/m 2 ，走廊楼面活荷载 KN/m 2 。

结构布置及结构计算简图的确定 结构平面布置如图所示。

各层梁、柱和板地混凝土强度等级为C25（c =mm 2,t=mm 2） 。

(1) 梁柱截面尺寸确定1) 梁截面初选：边跨（AB 、CD 跨）梁：取h=l /10=6000/ l =600 mm , 取b ＝250 mm 中跨（BC 跨）梁：取h ＝450，b ＝250 纵向框架梁，取b ×h ＝250mm ×400mm280060006000600 2000450 900 3500 900 3500 900 3500 900 3500 900 3500 900 3500 600 2000 600 2000 600 2000 600 2000 600 2000 1000 图 建筑剖面图1000350035003500 3500 3500 4450 6000 2800 6000注：图中数字为线刚度，单位：×10-4Em 32) 柱截面初选：本例房屋高度<30m, 由抗震规范可知，抗震等级为四级，对轴压比没有要求。

各层的重力荷载代表值近似取12 kN/m 2 ,由结构平面布置图（图）可知，中柱的负载面积为（+3）× /2= ，则：竖向荷载产生的轴力估计值：N V ＝×12××6= kN/m 2 仅有风荷载作用时估算面积计算：N ＝×N V ＝×＝ kN/m 29.111084.16983⨯=≥c c f N A ＝142760 mm 2 选柱截面为：b ×h ＝450×450 mm 2(2) 确定结构计算简图结构计算简图如图所示。

各梁柱构件线刚度经计算后列于图4中。

其中在求梁截面惯性矩时考虑到现浇板的作用，取I ＝2I 0(I 0为不考虑楼板翼缘作用的梁截面惯性矩)。

AB 、CD 跨梁：i=2E ×121××=×10-4E （m 3） BC 跨梁：图 结构平面布置图柱450×450450×450450×450 450×450 250×600250×400250×400 250×400250×450250×600250×4003900 3900 39003900 3900 3900 39002730060002800 600014800i=2E ×121×× =×10-4E （m 3） 纵向梁：i=2E ×121××=×10-4E （m 3） 上部各层柱：i=E ×121××=×10-4E （m 3）底层柱：i=E ×121×× =×10-4E （m 3）(1) 恒载计算 1) 屋面框架梁线荷载标准值：300×300×25水泥砖 ×＝ KN/m 2 20厚1：水泥砂浆结合层 ×20＝ KN/m 2 高聚物改性沥青防水卷材 KN/m 220厚1：3水泥砂浆找平层 ×20＝ KN/m 2 水泥膨胀珍珠岩找坡层（平均厚度105mm ） ×13＝ KN/m 2 15mm 厚低筋石灰抹底 ×136＝ KN/m 2 屋面恒荷载： KN/m 2边跨（AB 、CD 跨）框架梁自重 ××25＝ KN/m 梁侧粉刷 2×（）××17＝ KN/m 中跨（BC 跨）框架梁自重 ××25＝ KN/m 梁侧粉刷 2×（）××17＝m 因此作用在顶层框架梁上的线荷载为：g 6AB1＝g 6CD1＝ KN/m g 6BC1＝ KN/mg 6AB2＝g 6CD2＝×＝ KN/m g 6BC2＝×＝m2) 楼面框架梁线荷载标准值：13mm厚缸砖面层×＝ KN/m220厚水泥浆×16＝ KN/m2 20厚1：2水泥砂浆结合层×20＝ KN/m2 100mm厚钢筋混凝土楼板×25＝ KN/m2 15mm厚低筋石灰抹底×136＝ KN/m2楼面恒荷载：KN/m2边跨框架梁自重及梁侧粉刷KN/m边跨填充墙自重×（）×＝ KN/m墙面粉刷 2×（）××17＝ KN/m中跨框架梁自重及梁侧粉刷 m 因此作用在顶层框架梁上的线荷载为：g＝g CD1＝＋＝ KN/mAB1g＝ KN/mBC1g＝g CD2＝×＝ KN/mAB2g＝×＝mBC23) 屋面框架节点集中荷载标准值：边柱纵向框架梁自重×××25 ＝ KN边柱纵向框架梁粉刷 2×××17＝ KN1m高女儿墙自重 1 ×××＝ KN1m高女儿墙粉刷 1×××＝ KN纵向框架梁传来屋面自重××××＝ KN顶层边节点集中荷载：G6A＝G6D＝ KN 中柱纵向框架梁自重×××25＝m中柱纵向框架梁粉刷 2××纵向框架梁传来屋面自重×+ KN××2×＝ KN 顶层中节点集中荷载：G6B＝G6C＝G 6AG 6Dg 6BC2 B 2g 6A B 1g 6A B 2G 6BG 6C g 6BC1P 6DP 6ABP 6BCP 6AP 6BP 6CP 6CD4) 楼面框架节点集中荷载标准值：边柱纵向框架梁自重 KN边柱纵向框架梁粉刷 KN塑钢窗自重 ××＝ KN 窗下墙体自重 ×× KN窗下墙体粉刷 2××××17＝ KN 窗边墙体自重 ×× KN 窗边墙体粉刷 2××× KN框架柱自重 ×××25＝ KN 框架柱粉刷 ××3)×× KN纵向框架梁传来楼面自重 ××2×＝ KN中间层边节点集中荷载： G A ＝G D ＝ KN 中柱纵向框架梁自重 KN中柱纵向框架梁粉刷 内纵墙自重 × KN 内纵墙粉刷 2×× KN 扣除门洞重加上门重 －×××+2××＝框架柱自重 KN 框架柱粉刷 KN中柱纵向框架梁传来楼面自重 ×+ KN××2×＝ KN中间层中节点集中荷载： G B ＝G C ＝ KN 5) 恒荷载作用下的计算简图恒荷载作用下的计算简图如图所示。

(2) 楼面活荷载计算楼面活荷载作用下的结构计算简图如图所示。

P＝P6CD＝×＝ KN/m6ABP＝×＝ KN/m6BCP＝P6D＝××2×2＝ KN6AP＝P6C＝×+ KN6BP＝P CD＝×＝ KN/mABP＝×＝ KN/mBCP＝P D＝××2×2＝ KNAP＝P C＝×+ KNB(3) 风荷载计算：风荷载标准值计算公式为：w=βz·μs·μz·w0k1) 确定各系数的值因结构高度H＝<30m，高宽比H/B＝＝<，可取βz＝；本例结构平面为矩形，由节可知μs＝。

风压高度变化系数μz可根据各楼层标高处的高度H i，由表查得标准高度的μz值，再用线性差值法求得所求各层高度的μz值，查得的结果见表。

2)计算各楼层标高处的风荷载q(z)本例基本风压w0＝ KN/m2。

仍取图中的③轴线横向框架梁，其负荷宽度为，由式(a)得沿房屋高度得分布风荷载标准值：q(z)=·βz·μs·μz＝βzμsμz根据各楼层标高处的高度H i，查得μz代入上式，可得各楼层标高处的q(z)见表。

其中q1(z)为迎风面值，q2(z)为背风面值。

表风荷载计算图 等效节点集中风荷载(单位：KN)图 B-3柱及与其相连的梁的线刚度按静力等效原理将分布风荷载转化为节点集中荷载，如图所示。

例如，第六层，即屋面处的集中荷载F 6要考虑女儿墙的影响： F 6＝×[+/2+]×2 ++/2×1+[+/2 +]×2++/2×1 ＝第四层的集中荷载F4的计算过程如下： F 4＝×[+/2++/2]×+×[+/2++ /2]× ＝第一层，要考虑底层层高的不同： F 1＝+×2+2) ＝风荷载作用下的侧移验算 （1）框架侧移刚度计算框架侧移刚度计算按节求D 值的方法计算，在计算梁的线刚度i b 时，考虑到楼板对框架梁截面惯性矩的影响，中框架梁取I b ＝，边框架梁取I b ＝。