四层框架结构-全手算

一、建筑抗震设计“一般规定”的检查一、规范第6.1.1条规定：现浇钢筋混泥土房屋的结构类型和最大高度应符合表6.11的要求。

对于平面及竖向均不规则的结构或建造于Ⅳ类场地的结构，适用的最大高度应适当降低。

本工程为框架结构，地震设防烈度为8度，房屋高度为16.900m，满足规范要求。

二、规范第6.1.2条规定：钢筋混泥土房屋应根据烈度、结构类型和房屋高度采用不同的抗震等级，并应符合相应的计算和构造要求，丙类建筑的抗震等级应按表6.1.2确定。

本工程为地震烈度为8度，房屋高度为16.69m，小于30.0m的框架结构，故抗震等级定为二级。

三、规范第6.1.4条规定：高层钢筋混泥土房屋宜避免采用第3.4节规定的不规则建筑结构方案，不设防震缝，当需要设置时，应符合下列规定：框架结构房屋的防震缝宽度，当高度不超过15.0m时可采用70mm；超过10.0m时，6度、7度、8度和9度地区相应每增加高度5 m、4m、3m和2m，宜加宽20mm，本工程结构形式规则，故不设防震缝，只需加强构造措施。

四、规范第6.1.5条规定：框架结构和框架—抗震墙结构中，框架和抗震墙均应双向设置，柱中线与抗震墙中线、梁中线与柱中线之间的偏心距不宜大于柱宽的1/4，本工程均满足要求。

五、规范第6.1.15条规定：框架的填充墙应符合本规范第13章规定：1.混泥土结构的非承重墙体应优先采用轻质墙体材料，墙体与主体结构应有可靠拉结，应能适应主体结构不同方向的层间位移，7~9度时基本为脆性材料制作的幕墙及各类幕墙的连接，7~9度时，电梯提升设备的锚固件，高层建筑上的电梯构件及其锚固，需进行抗震验算。

2.填充墙应沿框架柱全高每隔500设2φ6拉结筋，并伸入墙内不小于1.2m。

3.填充墙应在平面和竖向的布置，宜对称均匀，避免出现薄弱层或短柱。

4.砌体的砂浆强度等级不应低于M5，墙顶应与框架密切结合。

5.墙长大于5m时，墙顶与梁宜有拉结，墙长超过层高的2倍时，宜设置钢筋混泥土构造柱，本工程均满足要求。

一．确定结构方案与结构布置1．结构选型是否选用框架结构应先进行比较。

根据何广乾的模糊评判法，砼结构8~18层首选框剪结构，住宅、旅馆则首选剪力墙。

对于不需要电梯的多层采用框架较多。

2．平面布置注意L,l,l’,B的关系。

3．竖向布置注意高宽比、最大高度（分A、B两大类，B类计算和构造有更严格的要求），力求规则，侧向刚度沿竖向均匀变化。

4．三缝的设置按规范要求设置，尽量做到免缝或三缝合一。

5．基础选型对于高层不宜选用独立基础。

但根据国勤兄的经验，对于小高层当地基承载力标准值300kpa以上时可以考虑用独基。

6．楼屋盖选型高层最好选用现浇楼盖1）梁板式最多的一种形式。

有时门厅，会议厅可布置成井式楼盖，其平面长宽比不宜大于1.5，井式梁间距为2.5~3.3m，且周边梁的刚度强度应加强。

采用扁梁高度宜为1/15~1/18跨度，宽度不超过柱宽50，最好不超过柱宽。

2）密肋梁方形柱网或接近方形，跨度大且梁高受限时常采用。

肋梁间距1~1.5m，肋高为跨度的1/30~1/20，肋宽150~200mm。

3）无梁楼盖地震区不宜单独使用，如使用应注意可靠的抗震措施，如增加剪力墙或支撑。

4）无粘结预应力现浇楼板一般跨度大于6m，板厚减薄降低层高，在高层中应用有一定技术经济优势。

在地震区应注意防止钢筋端头锚固失效。

5）其他二．初步确定梁柱截面尺寸及材料强度等级1．柱截面初定分抗震和非抗震两种情况。

对于非抗震，按照轴心受压初定截面。

对于抗震，Ac=N/(a*fc) N=B*F*Ge*n B=1.3（边柱），1.2（等跨中柱），1.25（不等跨中柱）Ge=12~15kN/m2 a为轴压比fc为砼抗压强度设计值F为每层从属面积n为层数。

框架柱上下截面高度不同时，每次缩小100~150为宜。

为方便尺寸标注修改，边柱一般以墙中心线为轴线收缩，中柱两边收缩。

柱截面与标号的变化宜错开。

2．梁截面初定梁高为跨度的1/8~1/14，梁宽通常为1/2~1/3梁高。

框架柱的基本知识柱钢筋算量的思路ENTS 目 录0102框架柱纵筋的手算原理解析03框架柱箍筋的手算原理解析04CHAPTER01框架柱的基本知识框架柱的基本知识600600b 边h 边角筋边筋箍筋纵筋1.1、框架柱的钢筋组成KZ1柱号标高b×h角筋b边纵筋h边纵筋箍筋型号箍筋KZ4基础顶面~4.150600×6004C252C222C224×4A8@100 4.150~7.750600×6004C252C202C204×4A8@100/150 7.750~框架柱的竖向纵筋组成顶层纵筋中间层纵筋基础插筋思考：下边的图片分别属于哪个部位的钢筋？框架柱钢筋框架柱构件区分类框架柱边柱角柱中柱CHAPTER02柱钢筋算量的思路钢筋的算量思路1、钢筋工程量计算规则： 钢筋重量=设计长度×根数×比量2、钢筋工程量计算流程：抽筋角筋边筋箍筋分段顶层纵筋中间层纵筋基础插筋长度重量框架柱的钢筋手算原理1、纵筋的计算1.1、基础插筋（16G101-3 P66 ）框架柱的钢筋（1）基础高度决定基础插筋的插入长度和弯折a、基础高度≥直锚长度LaE：柱插筋全部伸至基础底部弯折max(6d;150)b、基础高度＜直锚长度LaE ：柱插筋全部伸至基础底部弯折15d（2）混凝土保护层厚度决定箍筋数量a、当柱外侧插筋砼保护层≤ 5d：设置锚固区横向箍筋（一般没有这种情况）b、当柱外侧插筋砼保护层＞ 5d：间距≤ 500，不小于两道非复合箍筋箍筋CHAPTER03框架柱纵筋的手算原理解析柱钢筋计算（实例讲解）因为边角柱在顶层的锚固方法不同，纵筋分为外侧钢筋和内侧钢筋，所以我们以边柱KZ4进行讲解。

KZ4的纵筋分为基础层插筋、首层纵筋、二层纵筋和三层顶部纵筋，钢筋信息如下：（1）基础顶~4.15处截面尺寸600×600，角筋4C25,B边一侧钢筋2C22，h边一侧钢筋2C22，箍筋A8@100；（2）4.15~7.75处截面尺寸600×600，角筋4C25,B边一侧钢筋2C20，h边一侧钢筋2C20，箍筋A8@100/150；（3）7.75~11.4处截面尺寸600×600，角筋4C25,B边一侧钢筋2C20，h边一侧钢筋2C20，箍筋A8@100/150。

普通框架结构手算计算书引言随着人们对建筑物要求的不断提高，建筑结构设计和计算的重要性也愈加凸显。

为了保证建筑物的安全、稳定和经济，设计师和工程师需要通过手算计算来确定建筑物的结构框架。

本文将介绍普通框架结构的手算计算方法。

框架结构的基本原理框架结构是一种常用的建筑结构形式。

它由许多直线构成的平面结构构成，通常由水平梁和斜向斜杆交叉形成的框架组成。

这些框架支撑着建筑物的重量，并将其传递到基础上。

在计算框架结构时，需要考虑以下几个因素：1.荷载：即施加在结构上的重量、压力和力量。

2.抗荷能力：即结构能够承受的最大荷载。

3.支撑系统：包括支撑建筑物的柱子和地基。

4.框架构件：支撑建筑物的梁、斜杆、钢柱等构件。

通过考虑这些因素，设计师和工程师可以计算出框架结构的尺寸、形状和材料，以确保它们能够支撑预期的荷载，并满足安全、稳定和经济的要求。

框架结构的手算计算方法步骤一：确定荷载在进行框架结构的计算之前，需要先确定建筑物的荷载。

荷载可以分为永久荷载和可变荷载。

永久荷载是建筑物永久存在的荷载，如自重、墙体、地板等。

可变荷载则是建筑物在使用过程中所产生的荷载，如人流、家具等。

步骤二：确定荷载系数荷载系数是指在计算荷载时所使用的系数。

通常，使用不同的荷载系数计算永久荷载和可变荷载。

根据建筑物的类型和用途，应选择合适的荷载系数。

步骤三：分析结构在确定荷载及荷载系数后，需要对结构进行分析。

分析可以使用弹性力学原理，根据材料性质和支撑条件，计算出结构的应力、形变等参数。

步骤四：计算构件尺寸在分析结构后，需要计算结构构件的尺寸。

计算可以根据弹性力学原理，根据给定的荷载、荷载系数和结构应力情况，来确定构件的尺寸。

步骤五：校核设计在计算完构件尺寸后，需要进行校核设计。

校核设计是指对结构进行验证，确保其能够承受设计荷载，并满足安全、稳定和经济的要求。

步骤六：编制计算书最后，需要编制计算书，记录计算过程、结果和等相关信息。

计算书是一份重要的文档，可以用于审核、验收和备案等用途。

砼框架结构设计手算步骤一．确定结构方案和结构布置1．结构选型是否选用框架结构应先进行比较。

依据何广乾的模糊评判法，砼结构8~18层首选框剪结构，住宅、旅馆则首选剪力墙。

对于不须要电梯的多层接受框架较多。

2．平面布置留意L,l,l’,B的关系。

3．竖向布置留意高宽比、最大高度（分A、B两大类，B类计算和构造有更严格的要求），力求规则，侧向刚度沿竖向匀整变更。

4．三缝的设置按规范要求设置，尽量做到免缝或三缝合一。

5．基础选型对于高层不宜选用独立基础。

但依据国勤兄的阅历，对于小高层当地基承载力标准值300kpa以上时可以考虑用独基。

6．楼屋盖选型高层最好选用现浇楼盖1）梁板式最多的一种形式。

有时门厅，会议厅可布置成井式楼盖，其平面长宽比不宜大于1.5，井式梁间距为2.5~3.3m，且周边梁的刚度强度应加强。

接受扁梁高度宜为1/15~1/18跨度，宽度不超过柱宽50，最好不超过柱宽。

2）密肋梁方形柱网或接近方形，跨度大且梁高受限时常接受。

肋梁间距1~1.5m，肋高为跨度的1/30~1/20，肋宽150~200mm。

3）无梁楼盖地震区不宜单独运用，如运用应留意牢靠的抗震措施，如增加剪力墙或支撑。

4）无粘结预应力现浇楼板一般跨度大于6m，板厚减薄降低层高，在高层中应用有确定技术经济优势。

在地震区应留意防止钢筋端头锚固失效。

5）其他二．初步确定梁柱截面尺寸及材料强度等级1．柱截面初定分抗震和非抗震两种状况。

对于非抗震，依据轴心受压初定截面。

对于抗震，Ac=N/(a*fc) N=B*F*Ge*n B=1.3（边柱），1.2（等跨中柱），1.25（不等跨中柱）Ge=12~15kN/m2 a为轴压比fc为砼抗压强度设计值F为每层从属面积n为层数。

框架柱上下截面高度不同时，每次缩小100~150为宜。

为便利尺寸标注修改，边柱一般以墙中心线为轴线收缩，中柱两边收缩。

柱截面和标号的变更宜错开。

2．梁截面初定梁高为跨度的1/8~1/14，梁宽通常为1/2~1/3梁高。

1 设计目的与要求、提供设计资料：建筑设计要求：建设地点：本教学楼位于市，要求根据所学知识完成该大楼的结构设计施工图。

1.1. 提供设计资料：1.1.1. 地质资料：① 素填土 重度为18.5kN/m 3，f k =85kPa ，Es=4.0MPa ，厚1m .② 粉土 重度为19.3kN/m 3，f k =160kPa ，Es=12MPa ，厚5.2m .③ 粉质粘土 重度为19kN/m 3，f k =180kPa ，Es=13.5MPa ，厚3.6m .④ 粉细砂 重度为19.5kN/m 3，f k =220kPa ，Es=15.9MPa ，厚度大于12m ，未穿透.地下水位位于地下6.6 m ，对混凝土无侵蚀性 .1.1.2. 场地类别：本工程场地土为二类场地土。

设计地震分组为第一组。

1.1.3. 抗震设防：：抗震设防烈度为7度。

1.1.4. 屋面做法：卷材防水层，40mm 厚细石混凝土找平配4200钢筋；50~200mm 厚膨胀珍珠岩找坡；15mm 厚水泥砂浆找平层上做油膏、胶泥一度隔气；现浇钢筋混凝土板；现浇钢筋混凝土板下做20mm 厚纸筋石灰粉底。

1.1.5. 楼面做法：30mm 厚水泥砂浆找平层；现浇混凝土板下做20mm 厚纸筋石灰粉底。

1.1.6. 使用可变荷载取值：楼面、屋面及楼梯的可变荷载，按附表二取值。

1.1.7. 基本风压：0ω=0.5 kN/m2，地面粗糙度为C 类；基本雪压：0S =0.3 kN/m2。

1.1.8. 材料：混凝土：基础用C30；上部结构用C30。

受力钢筋采用HRB400,箍筋采用HRB235.砖墙：±0.000以下采用M10标准砖，M5水泥砂浆；±0.000以上采用M10标准砖M5混合砂浆。

外墙均为14mm 厚1:3水泥砂浆底，6mm 厚1:1水泥砂浆加107胶贴白色面砖；墙用18mm 厚1:1:6混合砂浆，2mm 厚纸筋石灰抹面，刷白色墙涂料二度。

结构计算书某六层框架结构，建筑平面图、剖面图如图1所示，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 m，室内外高差450mm。

（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。

（7）基本风压：ωo=0.55 KN/m2（地面粗糙度属B类）。

（8）活荷载：屋面活荷载2.0 KN/m2，办公楼楼面活荷载2.0KN/m2，走廊楼面活荷载2.0KN/m2。

建筑剖面图建筑平面图结构平面布置图2.结构布置及结构计算简图的确定边跨（AB、CD跨）梁：取h=1/12L=1/12X6000=500mm,取b=250mm. 中跨（BC跨）梁：取h=400mm,b=250mm边柱（A轴、D轴）连系梁：取b×h =250mm×500mm中柱（B轴、C轴）连系梁：取b×h=250mm×400mm柱截面均为b×h=300mm×450mm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450mm，由此求得底层层高为4.5m。

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I=2I o（I o为不考虑楼板翼缘作用的梁截面惯性矩）。

边跨（AB、CD）梁：i=2E c×1/12×0.25×0.503／6.0=8.68×10-4E c (m3)边跨（BC）梁：i=2E c×1/12×0.25×0.43／2.5=10.67×10-4E c (m3)上部各层柱：i=E c×1/12×0.30×0.453／3.6=6.33×10-4E c (m3)底层柱：i=E c×1/12×0.30×0.453／4.5=5.06×10-4E c (m3)注：图中数字为线刚度，单位：x10-4E c m33.恒荷载计算（1）屋面框架梁线荷载标准值：20mm厚水泥砂浆找平0.02×20=0.4KN/m2 100厚～140厚（2%找坡）膨胀珍珠岩(0.10+0.14)／2×7=0.84KN/m2100厚现浇钢筋混凝土楼板0.10×25=2.5KN／m2 5mm厚纸筋面石灰抹底0.015×16=0.24KN／m2 _________________________________________________________________________________________ 屋面恒荷载 3.98 KN／m2边跨（AB、CD）框架梁自重0.25×0.50×25=3.13KN／m 梁侧粉刷2×(0.5-0.1) ×0.02×17=0.27KN／m 中跨（BC）框架梁自重0.25×0.40×25=2.5KN／m 梁侧粉刷2×(0.4-0.1) ×0.02×17=0.2KN／m 因此，作用在屋顶框架梁上的线荷载为：G6AB1=g6CD1=3.13+0.27=3.4KN／mG6BC1=2.5+0.2=2.7KN／mG6AB2=g6CD2=3.98×3.6=14.33KN／mG6BC2=3.98×2.5=9.95KN／m(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：25mm厚水泥砂浆面层0.025×20=0.50KN/m2 100mm厚现浇钢筋混凝土楼板0.10×25=2.5 KN/m2 15mm厚纸筋石灰抹底0.015×16=0.24 KN/m2 —————————————————————————————楼面恒荷载 3.24 KN/m2 边跨框架梁及梁侧粉刷 3.4KN/m 边跨填充墙自重0.24×（3.6-0.5）×19=14.14 KN/m 墙面粉刷（3.6-0.5）×0.02×2×17=2.11 KN/m 中跨框架梁及梁侧粉刷 2.7 KN/m 因此，作用在屋顶框架梁上的线荷载为：g AB1=g CD1=3.4+14.14+2.11=19.65 KN/mg BC1=2.7 KN／mg AB2=g CD2=3.24×3.6=11.66 KN／mg BC2=3.24×2.5=8.1 KN／m(3)屋面框架节点集中荷载标准值边柱连系梁自重0.25×0.50×3.6×25=11.25KN 梁侧粉刷0.02×（0.50-0.10）×3.6×2×19=1.09KN 1m高女儿墙自重1×3.6×0.24×19=16.42KN 粉刷1×0.02×2×3.6×17=2.45(KN) 连系梁传来屋面自重1／2×3.6×1／2×3.6×3.98=12.90(KN) __________________________________________________________ 顶层边节点集中荷载G6A=G6D=44.11KN中柱连系梁自重0.25×0.40×3.6×25=9.0KN 粉刷0.02×(0.40-0.10) ×2×3.6×17=0.73KN 连系梁传来屋面自1／2×(3.6+3.6-2.5) ×1.25×3.98=11.69KN1／2×3.6×1.80×3.98=12.90KN 顶层中节点集中荷载34.32KN ④楼面框架节点集中荷载标准值边柱连系梁自重11.25KN 粉刷 1.09KN窗下墙体自重 0.24×1.3×3.3×19=19.56KN 粉刷2×0.02×1.3×3.3×17=2.20KN 窗边墙体自重 0.60×1.8× 0.24×19=4.92KN 粉刷0.60×1.8×2×0.02×17=0.73KN 框架梁自重0.30×0.45×3.6×25=12.15KN 粉刷0.75×0.02×3.6×17=0.918KN 连系梁传来楼面自重 1 /2×3.6×1/2×3.6×3.24=10.50KN 中间层边节点集中荷载G A=G D =65.02KN中柱连系梁自重 9.0KN 粉刷 0.73KN 内纵墙自重 3.3×（3.6-0.4）×0.24×19=48.15KN 粉刷 3.3×（3.6-0.4）×2×0.02×17=7.18KN 连系梁传来楼面自重1/2×（3.6+3.6-2.5）×1.25×3.24=9.14KN—————————————————————————————间层中节点集中荷载：G B=G C=84.70KN （5）恒荷载作用下的结构计算简图4.楼面活荷载计算活荷载作用下的结构计算简图如图5所示。