4.3混凝土框架结构——框架结构的计算简图

三框架结构布置及计算简图
〔一〕梁柱尺寸
1．梁高h b=(1/12~1/8)lb
横向h b=600~900mm，取800mm
纵向h b=650~900mm，取800mm
过道h b=250~375mm，考虑到次梁高度为600mm，也取为600mm
2．柱截面尺寸
本工程为现浇钢筋混凝土结构，7度设防，高度<30m，抗震等级为三级，取底层C6柱估算柱尺寸，根据经验荷载为15kN/m2：
由轴压比限值得A c≥==260795mm2
为平安起见，取底层柱截面尺寸为650mm×650mm，其他层为600mm×600mm 〔二〕计算简图(取轴线⑥处)
初步设计根底顶面离室外地面500mm，那么底层层高为
框架结构计算简图
〔三〕梁柱线刚度
(其中E=3.0×104N/mm2)
AC、BC跨梁
i=2E×3/7.2=3.56×10-3E
BC跨梁
i=2E×3/3.0=3.60×10-3E
上部各层柱
i= E×4/3.6=3.00×10-3 E
底层柱
i= E×4/5.3=2.81×10-3 E
将梁柱线刚度标于计算简图中。

第三节框架结构的计算简图4.3.1 梁、柱截面尺寸框架梁、柱截面尺寸应根据承载力、刚度及延性等要求确定。

初步设计时，通常由经验或估算先选定截面尺寸，以后进行承载力、变形等验算，检查所选尺寸是否合适。

1、梁截面尺寸确定2、柱截面尺寸柱截面尺寸可直接凭经验确定，也可先根据其所受轴力按轴心受压构件估算，再乘以适当的放大系数以考虑弯矩的影响。

即框架柱的截面宽度和高度均不宜小于300mm，圆柱截面直经不宜小于350mm，柱截面高宽比不宜大于3。

为避免柱产生剪切破坏，柱净高与截面长边之比宜大于4，或柱的剪跨比宜大于2。

3、梁截面惯性矩在结构内力与位移计算中，与梁一起现浇的楼板可作为框架梁的翼缘，每一侧翼缘的有效宽度可取至板厚的6倍；装配整体式楼面视其整体性可取等于或小于6倍；无现浇面层的装配式楼面，楼板的作用不予考虑。

设计中，为简化计算，也可按下式近似确定梁截面惯性矩I：4.3.2 框架结构的计算简图1、计算单元框架结构房屋是空间结构体系，一般应按三维空间结构进行分析。

但对于平面布置较规则的框架结构房屋，为了简化计算，通常将实际的空间结构简化为若干个横向或纵向平面框架进行分析，每榀平面框架为一计算单元。

就承受竖向荷载而言，当横向（纵向）框架承重，且在截取横向（纵向）框架计算时，全部竖向荷载由横向（纵向）框架承担，不考虑纵向（横向）框架的作用。

当纵、横向框架混合承重时，应根据结构的不同特点进行分析，并对竖向荷载按楼盖的实际支承情况进行传递，这时竖向荷载通常由纵、横向框架共用承担。

2、计算简图在框架结构的计算简图中，梁、柱用其轴线表示，梁与柱之间的连接用节点表示，梁或柱的长度用节点间的距离表示，框架柱轴线之间的距离即为框架梁的计算跨度；框架柱的计算高度应为各横梁形心轴线间的距离，当各层梁截面尺寸相同时，除底层外，柱的计算高度即为各层层高。

对于梁、柱、板均为现浇的情况，梁截面的形心线可近似取至板底。

对于底层柱的下端，一般取至基础顶面；当设有整体刚度很大的地下室；且地下室结构的楼层侧向刚度不小于相邻上部结构楼层侧向刚度的2倍时，可取至地下室结构的顶板处。

1 引言随着社会的发展,钢筋混凝土框架结构的建筑物越来越普遍。

由于钢筋混凝土结构与砌体结构相比较具有很多优点；与钢结构相比又具有造价低、材料来源广泛、耐火性好、结构刚度大、使用维修费用低等优点。

因此，在我国乃至世界各地钢筋混凝土结构是多层框架最常用的结构型式。

本设计也是采用了钢筋混凝土框架结构，根据设计材料提供的建筑场地的地质条件及所在地区的抗震烈度，确定出拟建建筑物的抗震等级为二级，设计使用年限为50年，耐火等级为一级。

此设计包括建筑设计和结构设计，其中结构设计是本设计的重点。

此外，还有其他辅助应用部分。

2 工程概况2.1 建筑规模及场地设计参数该工程为廊坊市某高校办公楼，总建筑面积3132.4㎡左右，层数为四层，层高为底层3.9m，标准层3.6m,基础顶面距室外地面为700mm,承重结构体系拟采用现浇钢筋混凝土框架结构。

2.2 气象条件(1). 冬季采暖室外计算温度-9度。

(2). 主导风向：西南、东北风，冬季以北风、西北风为主；夏季以偏南风、东北风为主。

基本风压0.45kN/m2。

(3). 基本雪压：0.40kN/m2。

(4). 年降雨量：570.3mm；雨季集中在降水集中在7～8月份月份。

(5). 土壤最大冻结深度0.7m。

2.3基本资料本建筑为廊坊市高校某办公楼，共4层，室内地面标高：±0.000，室外标高：-0.450m，采用现浇钢筋混凝土框架结构，地上建筑混凝土强度等级为C35，梁、板、柱受力钢筋采用HRB400级，箍筋采用HRB335级。

表2.12.4建筑做法(1)墙身做法：内墙、外墙厚均为200mm，±0.000以上采用MU2.5陶粒空心砌块（容重不大于8kN/m3），M5混合砂浆砌筑，内粉刷20mm 厚石灰砂浆，喷内墙涂料。

外墙±0.000以下采用MU10烧结页岩砖，M7.5水泥砂浆砌筑。

(2)楼面做法：10mm 厚花岗岩面层20mm 厚1:2.5 水泥砂浆找平层钢筋混凝土楼面板楼板底面为20mm厚纸筋灰石灰打底，涂料两度。

钢筋混凝土(下)第三章钢筋混凝土框架结构本章目录§ 3.1 框架结构体系及布置§ 3.2 竖向荷载作用下的近似计算方法§ 3.3 水平荷载作用下内力和侧移的近似计算§ 3.4 荷载效应组合原则§ 3.5 框架结构的设计本章提要框架结构是多高层建筑的一种主要结构形式。

在学习过程中应了解框架结构体系选择方法、结构布置原则及计算简图的确定，并应掌握竖向荷载作用下框架内力分析的分层法，水平荷载作用下框架内力分析的反弯点法和D值法等内力和变形的近似计算方法。

要领会荷载效应组合的原则、构件截面设计的方法及框架结构的构造要求。

1.框架结构的组成钢筋混凝土框架结构，是指由钢筋混凝土横梁、纵梁、柱和基础等构件所组成的结构，横梁和立柱通过节点连为一体，形成承重结构，将荷载传至基础。

墙体不承重，内、外墙只起分隔和围护作用，见下图。

钢筋混凝土框架结构已广泛应用于电子、轻工、食品、化工等多层厂房和住宅、办公、商业、旅馆等民用建筑。

这种结构体系的优点是建筑平面布置灵活，能够获得较大的使用空间，建筑立面容易处理，可以适应不同房屋造型。

一、框架结构体系图3.1 框架结构图(a) 平面图；(b) Ⅰ-Ⅰ一、框架结构体系一、框架结构体系2.框架结构的种类按施工方法的不同，框架可分为整体式、装配式和装配整体式三种。

•整体式框架也称全现浇框架，其优点是整体性好，建筑布置灵活，有利于抗震，但工程量大，模板耗费多，工期长。

•装配式框架的构件全部为预制，在施工现场进行吊装和连接。

其优点是节约模板，缩短工期，有利于施工机械化。

•装配整体式框架是将预制梁、柱和板现场安装就位后，在构件连接处浇捣混凝土，使之形成整体。

其优点是，省去了预埋件，减少了用钢量，整体性比装配式提高，但节点施工复杂。

一、框架结构体系3.框架结构布置方案框架结构是由若干个平面框架通过连系梁的连接而形成的空间结构体系。

在这个体系中，平面框架是基本的承重结构，按其布置方向的不同，框架体系可以分为下列三种：（1）在这种布置方案中，主要承重框架沿房屋的横向布置。

常用结构体系钢筋混凝土多层及高层房屋有框架结构、框架一剪力墙结构、剪力墙结构和筒体结构四种主要的结构体系。

1、框架结构框架结构房屋（是由梁、柱组成的框架承重体系，内、外墙仅起围护和分隔的作用。

框架结构的优点是能够提供较大的室内空间，平面布置灵活，因而适用于各种多层工业厂房和仓库。

缺点：在水平荷载下表现出抗侧移刚度小，水平位移大。

因此，框架结构房屋一般不超过15层。

2、剪力墙结构剪立墙结构示意图广州白云宾馆当房屋层数更多时，水平荷载的影响进一步加大，可采用剪力墙结构，此种结构的刚度较大，在水平荷载下侧移小，但平面布置不灵活，适用于15〜35层的小开间的民用建筑高层房屋。

广州白云宾馆（33层、112M＞采用的就是剪力墙结构。

3、框架——剪力墙结构为了弥补框架结构随房屋层数增加，水平荷载迅速增大而抗侧移刚度不足的缺点，可在框架结构中增设钢筋混凝土剪力墙形成框架一剪力墙结构。

在框架一剪力墙结构房屋中，框架负担竖向荷载为主，而剪力墙将负担绝大部分水平荷载。

多用于16〜25层的工业与民用建筑中（如办公楼、旅馆、公寓、住宅及工业厂房〉。

4、筒体结构简体结构是将剪力墙集中到房屋的内部和外围形成空间封闭筒体，使整个结构体系既具有极大的抗侧移刚度，又能因剪力墙的集中而获得较大的空间，使建筑平面获得良好的灵活性，因为抗侧移刚度较大，适用于更高的高层房屋（＞30 层，＞100m＞o筒体结构有单筒体结构（包括框架核心筒和框架外框筒〉、筒中筒结构和成束筒结构等三种形式（图7-2＞o横向框架承重横向框架承重布置方案是板、连系梁沿房屋纵向布置，框架承重梁沿横向布置（图7-3＞，有利于增加房屋横向刚度。

缺点是因为主梁截面尺寸较大，当房屋需要较大空间时，其净空较小。

纵向框架承重纵向框架承重布置方案是板、连系梁沿房屋横向布置，框架承重梁沿纵向布置。

优点是通风、采光好，有利于楼层净高的有效利用，可设置较多的架空管道，故适用于某些工业厂房，但因其横向刚度较差，在民用建筑中一般采用较少。

钢筋混凝⼟框架结构设计计算书钢筋混凝⼟框架结构设计计算书⽬录第⼀章前⾔ (5)第⼆章⽅案论述 (6)2.1 建筑⽅案论述 (6)2.2结构设计论述 (7)第三章结构⽅案设计 (9)3.1设计总说明 (9)3.1.1设计依据 (9)3.1.2 设计概述 (9)3.1.3 结构说明 (9)3.1.4.各部分建筑构造 (9)3.2结构⽅案设计 (10)3.2.2场地条件 (10)第四章荷载计算 (11)4.1荷载汇集及截⾯尺⼨的选取 (11)4.1.1 框架柱： (11)4.1.2 框架梁： (11)4.1.3 材料情况： (11)4.2荷载汇集 (11)4.3 计算简图及层数划分 (13)4.4 各层重⼒荷载代表值计算 (14)第五章⽔平地震作⽤下的框架内⼒分析 (19)5.1层间侧移刚度计算 (19)5.1.1梁线刚度 (19)5.1.2柱线刚度计算 (20)5.1.3柱侧移刚度计算 (20)5.2⽔平地震作⽤层间地震剪⼒和弹性位移的计算 (21)5.2.2⽔平地震作⽤下的层间位移和顶点位移计算 (23)5.3 ⽔平地震作⽤下框架柱剪⼒和弯矩（采⽤D值法） (23)5.4⽔平地震作⽤下梁端弯矩 (25)5.5⽔平地震作⽤下的梁端剪⼒和柱轴⼒ (25)5.6⽔平地震作⽤下的框架内⼒图 (26)第六章风荷载作⽤下框架内⼒分析 (26)6.1⾃然条件 (27)6.2风荷载计算 (27)6.3风荷载作⽤下框架柱剪⼒和弯矩（采⽤D值法，取中框架计算） (28) 6.4 风荷载作⽤下梁端弯矩计算 (29)6.5风荷载作⽤下的梁端剪⼒和柱轴⼒计算 (30)6.6风荷载作⽤下框架内⼒图 (30)第七章竖向荷载作⽤下框架内⼒分析 (31)7.1竖向荷载计算 (31)7.1.2 恒荷载 (31)7.2 计算简图 (32)7.3 梁端弯矩计算 (33)7.4 内⼒分配系数 (33)7.5 弯矩分配与传递 (34)7.6 梁端剪⼒ (39)7.7 柱轴⼒和剪⼒ (43)第⼋章内⼒组合及最不利内⼒确定 (46)8.1 梁端弯矩的调幅 (46)8.2 控制截⾯处内⼒计算 (48)8.3 内⼒组合 (51)第九章框架配筋计算 (71)9.1 框架梁配筋计算 (71)9.1.1 截⾯尺⼨ (72)9.1.2 材料强度 (72)9.1.3 配筋率 (72)9.1.4 框架梁正截⾯受弯承载⼒计算 (72)9.2 框架柱配筋计算 (79)9.2.1 截⾯尺⼨ (79)9.2.2 材料强度 (79)9.2.3 框架柱正截⾯受压承载⼒计算 (79)9.2.4 框架柱斜截⾯受剪承载⼒计算 (86)第⼗章现浇板配筋计算 (90)10.1 荷载计算 (90)10.2 配筋计算 (90)第⼗⼀章板式楼梯设计 (92)11.1 梯段板设计 (92)11.2 平台板计算 (93)11.2.1荷载汇集 (93)11.2.2 截⾯配筋 (93)11.3 平台梁设计 (94)第⼗⼆章基础的设计 (97)12.1 材料强度 (98)12.2 边柱基础设计 (98)12.2.1荷载计算 (98)12.2.4 地基承载⼒验算 (100)12.2.5 基础抗冲切验算 (101)12.2.6 基础底⾯配筋计算 (101)12.3 中柱基础 (102)12.3.1荷载组合 (102)12.3.4 地基承载⼒验算 (104)12.3.5 基础冲切验算 (104)12.3.6 基础受剪承载⼒验算 (105)12.3.7 基础底⾯配筋计算 (105)12.4.2 横向基础梁 (106)第⼗三章⾬棚设计 (108)13.1材料强度 (108)13.2 ⾬棚板设计 (108)13.2.1荷载汇集 (108)13.2.3 截⾯配筋计算 (109)第⼗四章阳台设计 (109)13.1材料强度 (109)13.2 阳台板设计 (109)13.2.1荷载汇集 (109)13.2.3 截⾯配筋计算 (110)第⼗五章施⼯组织设计 (111)第⼗六章技术经济分析 (125)第⼗七章结论 (126)参考⽂献 (127)谢辞....................................................... 错误！未定义书签。

第⼀章框架结构布置及计算简图第⼆部分设计计算书2设计计算书2.1 框架结构布置及计算简图2.1.1 梁、柱截⾯尺⼨估算（1）梁截⾯估算1）横向框架：因为梁的跨度最⼤为5.9m,取跨度为5.9m 进⾏计算。

取5900L mm =。

11(~)328~5901018h L mm mm ==，取500h mm =， 11(~)167~25023b h mm mm ==，取250b mm =，所以横向框架梁的截⾯尺⼨为：250500b h mm mm ?=? 2）纵向框架：取6400L mm =，11(~)356~6401018h L mm mm ==，取500h mm =，11(~)167~25023b h mm mm ==，取250b mm =，所以纵向框架梁的截⾯尺⼨为：250500b h mm mm ?=? 3）⼀级次梁：取3900L mm =，11(~)217~3251218h L mm mm ==,考虑有⼆级次梁，故偏安全取400h mm =，11(~)133~20023b h mm mm ==，取200b mm =，所以次梁的截⾯尺⼨为：200400b h mm mm ?=? 4）阳台挑梁：取2000L mm =，13336h L mm ==，取400h mm =， 11(~)133~20023b h mm mm ==，取250b mm =，所以次梁的截⾯尺⼨为：250400b h mm mm ?=? （2）柱截⾯尺⼨估算本⼯程为现浇钢筋混凝⼟结构，7度设防，⾼度52.50060h m m =<，抗震等级为框架抗震等级为三级，可得轴压⽐0.90µ=；剪⼒墙抗震等级为⼆级，可得轴压⽐0.20µ=，故。

按轴压⽐估算截⾯尺⼨，根据经验取荷载为217(5.2 5.9)(4.5 4.6)12515222N KN =??+??+?=由轴压⽐限值得321.3515210342751=5855850.90.916.7c N A mm m m f ??≥==??为安全起见，取1-6层柱截⾯尺⼨为600600mm mm ?。

三 框架结构布置及计算简图（一）梁柱尺寸 1．梁高 h b =(1/12~1/8)lb 横向 h b =600~900mm ，取800mm 纵向 h b =650~900mm ，取800mm过道 h b =250~375mm ，考虑到次梁高度为600mm ，也取为600mm 2．柱截面尺寸本工程为现浇钢筋混凝土结构，7度设防，高度<30m ，抗震等级为三级，取底层C6柱估算柱尺寸，根据经验荷载为15kN/m2： N=15×7.8×(3.6+1.5)=2983.5kN由轴压比限值得A c ≥c f N 8.0=3.148.0105.29833⨯⨯=260795mm 2为安全起见，取底层柱截面尺寸为650mm×650mm ，其他层为600mm×600mm （二）计算简图(取轴线⑥处)初步设计基础顶面离室外地面500mm ，则底层层高为4.2+0.6+0.5=5.3m框架结构计算简图3.003.003.003.003.003.003.003.003.003.003.003.003.003.003.003.603.603.603.603.563.563.563.563.563.563.563.563.562.812.81 2.812.813.003.603.56（三）梁柱线刚度(其中E=3.0×104N/mm2)AC、BC跨梁1×0.3×0.83/7.2=3.56×10-3E i=2E×12BC跨梁1×0.3×0.63/3.0=3.60×10-3E i=2E×12上部各层柱1×0.64/3.6=3.00×10-3 E i= E×12底层柱1×0.654/5.3=2.81×10-3 E i= E×12将梁柱线刚度标于计算简图中。