多层框架设计实例
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多层框架结构设计一、梁、柱的截面尺寸初选:结构平面布置如下图,各层梁柱板的混凝土强度为C30,f c=14.3N/mm2,f t=1.43 N/mm2。
取相邻两个柱距的尺寸宽作为计算单元。
(1)梁截面初选:边跨梁(AB、CD跨)框架梁截面高度可按h=(1/18~1/10)l0确定其中l0为梁的计算跨度,为了防止梁发生剪切脆性破坏,梁净跨与截面高度之比l/h≥4,梁截面宽度可取b=(1/3~1/2)h且b≥200mm梁截面高宽比h/b≤4.由上图可知:L边=6300mm,L中=2700mm,h边=(350~630),h中=(150~270),6300/h边≧4 2700/h中≧4H边≦1575mm h中≦675mm。
取h边=600mm h中=250mm 取b=250mm由于框架梁的各跨度相差较大,为了利于梁内上部纵筋的贯通和下部筋的锚固,梁各跨截面宽度应该相同取b=250mm.H中/b=250/250=1≦4 h边/b=600/250=2.4≦4(符合要求)(2)柱截面初选柱截面初选要同时满足最小截面,侧移限制和轴压比等诸多影响,对于较低设防裂度地区的多层民用框架结构,一般可通过满足轴压比限值进行截面估计。
框架柱截面边长不宜小于350mm,剪跨比宜大于2,截面高宽比不宜小于400mm。
柱截面宽度一般不小于(1/20~1/15),柱截面高度不宜小于350mm.柱截面高不宜小于400mm。
取b c=h c=400mm(3)梁、柱的计算高度梁的跨度:取轴线间距,边跨梁为6.3m.中间跨梁2.7m,底层柱高为4.8m。
二、框架计算简图及梁柱的线刚度1、确定框架的计算简图取①轴上的一榀框架计算,假定框架嵌固于基础顶面框架梁与柱刚接,由于各层柱的截面尺寸不变故梁跨等于柱截面形心之间的距离。
底层柱高从基础顶面算至二层,楼面基顶标高根据地质条件,室内外高差是0.45m,基础顶面标高为-0.900m。
具体如下图2、框架梁柱线刚度计算。
多层钢筋混凝土框架结构设计共3篇多层钢筋混凝土框架结构设计11. 简介多层钢筋混凝土框架结构设计是一种贯穿于建筑工程、土木工程、结构工程等众多领域的重要设计方法。
它兼具结构性能良好以及实用性强的特点,是大型建筑工程中普遍使用的结构形式之一。
本文将围绕多层钢筋混凝土框架结构设计展开说明,主要从设计背景、结构设计原则、设计流程和设计重点四个方面来阐述。
2. 设计背景如今,建筑工程已经成为人们生产、工作和生活的重要组成部分。
特别是在大城市中,高层建筑数量逐年增加。
这些高层建筑,具有空间利用率高、容积率大、抗震性强等特点。
它们的建造离不开结构设计,多层钢筋混凝土框架结构的应用应运而生。
多层钢筋混凝土框架结构设计,一般指超过三层的钢筋混凝土框架结构设计。
这种结构设计的优良性能得到国内外许多研究者的广泛关注,其设计理论和应用已经十分成熟。
3. 结构设计原则在多层钢筋混凝土框架结构设计中,我们需要根据实际情况制定以下原则和要求:(1)保证结构的水平和垂直间的稳定性。
(2)做好抗震措施,保证结构在地震发生时不会被倒塌。
(3)合理使用建筑材料,力求在保证结构强度的同时减少对环境的污染。
(4)设备和管线布置符合要求,且易于维护和管理。
(5)考虑建筑空间利用率,尽量减少内部障碍物。
4. 设计流程多层钢筋混凝土框架结构的设计流程如下:(1)制定结构设计任务书。
(2)进行结构设计初步比选。
(3)进行结构设计方案的优化和确定。
(4)编写结构设计计算书和结构施工图。
(5)进行结构施工控制和质量监督。
5. 设计重点在多层钢筋混凝土框架结构设计中,需要特别关注以下几个方面:(1)结构荷载分析与计算:要对结构设计受到的荷载进行合理的分析和计算。
(2)结构稳定性设计:要重点考虑结构在水平和垂直方向上的稳定性,确保结构不出现倾斜和不稳定情况。
(3)承载能力分析与计算:要合理估算结构的承载能力,确保结构的稳定性和安全性。
(4)施工工艺和材料使用:要根据结构设计需要,选择合适的施工工艺和建筑材料,确保结构的质量和稳定性。
多层钢框架结构设计实例详解
现如今,多层钢框架结构正在越来越广泛地应用于建筑设计领域中。
它不仅具有简单快捷的施工特点,而且多层钢框架结构能够满足
不同的建筑功能要求,让建筑师能够轻松地设计出完美的建筑构造。
今天,我们就来详细的讨论一下多层钢框架结构的设计实例,以帮助
更多的建筑师更好的学习和理解这一结构类型。
多层钢框架结构的基本特点就是其上层钢结构承载荷载,下层混
泥土结构支承结构。
最常见的多层钢框架结构设计实例包括钢-混凝土
双层框架、双层钢框架等;它们广泛用于多层楼层的中高层建筑中,
也是厂房和大型的工业建筑的常用结构。
钢-混凝土双层框架结构就是采用钢为上层框架材料,混凝土为下
层框架材料,两层之间采用联接连接实现架构协调,以兼顾结构安全
性和使用寿命。
此类型结构采用受力型混泥土梁抵抗垂直荷载,而上
层结构主要承受水平荷载,从而减轻了楼层安装时的水平突出和曲率。
另外还有双层钢框架结构,这是相对于钢-混凝土双层框架的另一
种类型。
两层之间的联接梁采用钢制品实现,而不再使用混凝土梁,
大大减小了施工难度和成本。
双层构造的特点是它能够抵抗水平地震
时的弯曲应力,从而使结构更加有效地跨越地震动,并且控制荷载作
用于结构上。
总之,多层钢框架结构是近年来建筑结构技术的发展的亮点,它的应用能够帮助建筑师创造力地发挥,生产出满足现代建筑功能要求且更加安全稳定的建筑结构。
多层框架设计实例在软件开发中,多层框架设计已经成为了一种常见的技术手段。
多层框架设计可以将复杂的系统分解为多个相对独立的层,并将这些层分别处理。
这种设计方法能够将软件开发过程中的不同方面隔离开来,从而使系统更容易理解和维护。
下面是一个多层框架设计的实例。
在这个实例中,我们将以一个在线商店为例,来介绍多层框架设计的过程。
在线商店是一个典型的电商网站,提供了商品浏览、购物车、订单管理等功能。
第一层:表现层表现层是用户与系统交互的界面,一般使用Web页面或移动应用程序来实现。
在这个实例中,表现层是一个Web应用程序,用户可以通过浏览器访问。
表现层主要功能包括:1. 接收用户请求。
用户在浏览器中输入URL或者点击页面上的按钮,表现层负责解析请求并将其转换为一个内部请求。
2. 渲染页面。
表现层将内部请求转换成Web页面,并将其响应给用户。
页面中应该包括商品列表、购物车、订单状态等信息。
3. 处理用户输入。
表现层负责接受用户的输入,例如用户的登录信息、订单信息等。
第二层:应用层应用层是商业逻辑的实现,主要负责与表现层交互,处理用户请求,并将处理结果传递给其他层。
1. 处理用户请求。
应用层负责接收表现层传递过来的请求,并根据请求内容进行相应的处理。
例如,当用户在Web界面上点击“购买”按钮时,应用层将创建一个订单,并将订单信息保存到数据库中。
2. 实现商业逻辑。
应用层根据业务需求实现商业逻辑,例如用户登录、商品查询、订单管理等功能。
3. 向下层传递数据。
应用层将处理结果传递给下一层,例如将查询到的商品列表传递给数据访问层进行数据持久化。
第三层:领域层领域层是与具体业务有关的模块,负责实现业务逻辑和业务规则。
2. 管理对象状态。
领域层管理领域对象的状态,例如订单状态的变化、库存数量的增减等。
3. 提供服务接口。
领域层将提供服务接口给上层,例如提供一个检查库存的服务接口,让应用层调用。
第四层:数据访问层数据访问层负责与数据库交互,负责将数据持久化存储,为业务逻辑层和领域层提供数据访问的接口。
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。
实例2 多层框架结构静力分析1)问题描述:本例是一个四层的框架结构(梁柱结构)受风荷载(楼层荷载)的作用的静力分析,如图所示。
本例主要演示OPENSEES弹性梁柱单元的建模与分析过程。
结构模型尺寸如图所示。
梁截面为200x600及400x600。
柱截面为400x400和600x600,梁柱均采用C40。
风荷载信息:B类场地,基本风压为0.50kN/m2,风荷载为Y方向。
附加恒载为1.5kN/m2,活载为2.0kN/m2,楼板厚度为100mm。
求风荷载作用下,结构的变形。
注意:本题仍然采用弹性材料,即弹性分析。
介绍框架单元(梁柱单元)的建模方法。
2)ETABS模型建模(1) 采用ETABS的进行几何模型建模,与上述章节类似,不再展开介绍。
建立模型如下图所示。
图 ETABS建立框架的几何模型(2) 点击菜单【Define】→【Material Properties】输入材料参数,点击材料C40,将其参数弹性模量(Modulus of Elasticity)改为32500MPa即可。
输入混凝土正确的容重与密度。
注意:容重与密度在ETABS里面是不同的,容重用于生成自重荷载,密度用于生成自重产生的质量源,如果质量源采用荷载相关,则不需要考虑密度的影响。
本实例输入容重,主要是为了生成质量,用于计算周期,周期用于计算风荷载。
图 ETABS材料定义点击菜单【Define】→【Frame Sections】输入截面参数。
本实例输入的是矩形混凝土截面,在OPENSEES中实现弹性杆系单元,所以首字母为“E”。
如下表所示。
截面定义如下图所示。
截面名称首字母 OpenSEES对应单元单元类型T Truss桁架单元E Elastic弹性单元D Disp Beamcolumn基于刚度的纤维单元N Nonlinear Beamcolumn基于柔度的纤维单元H Beam With Hinge塑性铰单元图 ETABS截面定义(3) 定义约束条件,选取指定为固定支座的点。
多层内框架结构11辽宁⼯业⼤学混凝⼟与砌体结构设计题⼀单向板肋梁楼盖设计题11-4学院:⼟⽊建筑⼯程学院专业班级:建筑152 班学号: 150509055学⽣姓名:王维强单向板肋梁楼改设计该⼚房为多层内框架结构,现浇钢筋混泥⼟肋形楼盖,环境类别为⼀类,楼梯设置在旁边附属房屋内,楼⾯均布可变荷载标准值为7KN/㎡。
钢筋混泥⼟柱尺⼨为400mm ×400mm 。
板按考虑塑性内⼒重分布设计,主梁内⼒按弹性理论计算。
建筑平⾯轴线尺⼨33.0m×20.7m,1.设计资料:(1)楼⾯构造层做法:40mm 厚细⽯混泥⼟⾯层,容重24KN/3m ;钢筋混凝⼟现浇板结构层,容重25KN/3m ;15mm 厚⽯灰砂浆抹底,容重17KN/3m .(2)材料选⽤:现浇混凝⼟板混凝⼟采⽤C30 ,钢筋采⽤HRB400,现浇钢筋混凝⼟主梁采⽤混凝⼟强度等级C30,箍筋采⽤HPB300、HRB400,纵筋采⽤HRB400、HRB500。
图1楼盖结构平⾯布置图2.楼盖的结构平⾯布置主梁沿横向布置,次梁沿纵向布置。
主梁的跨度为6.9m 、次梁的跨度为6.6m ,主梁每跨内布置两跟次梁,板的跨度为2.3m,l01/l02=6.9/2.3=3,因此可按单项板设计。
按跨⾼⽐条件,要求板厚 h ≥2300/30=76mm ,对⼯业建筑的楼盖板,要求h ≥80mm ,取板厚h=80mm 。
次梁截⾯⾼度应满⾜h=o l /18~o l /12=6600/18~6600/12=367~550mm 。
考虑到楼⾯活荷载⽐较⼤,取h=500mm 。
截⾯宽度取为b=200mm 。
主梁的截⾯⾼度应满⾜h=o l /15~o l /10=6900/15~6900/10=460~690mm 。
取h=650mm 。
截⾯宽度取为b=300mm 。
3.板的设计: (1)荷载:40mm 厚细⽯混泥⼟⾯层 0.04×24=0.96KN/2m 80mm 混凝⼟板 25×0.08=2KN/2m 15mm 厚⽯灰砂浆 17×0.015=0.255KN/2m . ⼩计 3.215 KN/2m 板的可变荷载标准值: 7 KN/2m恒荷载分项系数取1.2;可变荷载分项系数应取1.3,于是板的:永久荷载设计值 g=1.2×3.215 =3.858 KN/2m 可变荷载设计值 q=1.3×7 =9.1KN/2m合计 g+q=12.958 KN/2m 近似取g+q=13KN/㎡(2)计算简图按塑性内⼒重分布设计,次梁截⾯为200mm ×500mm 。
现浇混凝土多层框架结构设计某六层办公楼,采用现浇框架结构,建筑平、剖面图13-39,没有抗震设防要求,试设计之(限于篇幅,本案例仅介绍○3轴框架结构的设计)。
设计资料(1)设计标高:室内设计标高±相当于绝对标高,室内外高差600mm。
(2)墙身做法:墙身为普通机制砖填充墙,用M5混合砂浆砌筑。
内粉刷为混合砂浆底,纸筋灰面,厚20mm,内墙涂料两度。
外粉刷为1:3水泥砂浆底,厚20mm,陶瓷锦砖贴面。
(3)楼面做法:楼板底面为20mm厚水泥砂浆找平,5mm 厚1:2水泥砂浆加“108”胶水着色粉面层;楼板底面为15mm 厚纸筋面石灰抹面,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,两毡三油防水层,撒绿豆砂保护。
(5)门窗做法:门厅处铝合金门窗,其余均为木门、钢窗。
(6)地质资料:属Ⅲ类建筑场地,余略。
(7)基本风压:ω0=m2(地面粗糙度属B类)。
(8)活荷载:屋面活荷载m2,办公室楼面活荷载m2,走廊楼面活荷载m2。
荷载计算1.恒荷载计算(1)屋面框架梁线荷载标准值20mm厚1:2水泥砂浆找平×20=m2100mm~140mm(2%找坡)膨胀珍珠岩×7=m2100mm厚现浇钢筋混泥土楼板×25=m215mm厚纸筋石灰抹面×16=m2屋面恒荷载m2边跨(AB、CD)框架梁自重××25=m2梁侧粉刷2×()××17=m2中跨(BC跨)框架梁自重××25=m2梁侧粉刷2×()××17=m2因此,作用在顶层框架梁上的线荷载为g6AB1=g6CD1=m(注:这里的下标6表示第6层即顶层框架梁)g6BC1=mg6AB2=g6CD2=×=mg6BC2=×=m(2)楼面框架梁线荷载标准值25mm厚水泥砂浆面层×20=m2100mm厚现浇钢筋混泥土楼板×25=m215mm厚纸筋石灰抹底×16=m2楼面恒荷载m2边跨框架梁及梁侧粉刷m2边跨填充墙自重×()×19=m2墙面粉刷()××2×17=m2中跨框架梁及梁侧粉刷m2因此,作用在中间层框架梁上的线荷载为g AB1=g CD1=+=mg BC1=mg AB2=g CD2=×=mg BC2=×=m(3)屋面框架节点集中荷载标准值边柱连系梁自重×××25=粉刷×()×2××17=1m高女儿墙自重1×××19=粉刷1××2××17=连系梁传来屋面自重××××=顶层边节点集中荷载G6A=G6D=中柱连系梁自重×××25=粉刷×()×2××17=连系梁传来屋面自重×(+)××=×××=顶层中节点集中荷载G6B=G6C=(4)楼面框架节点集中荷载标准值边柱连系梁自重粉刷钢窗自重××=窗下墙体自重×××19=粉刷2××××17=窗边墙体自重×()××19=粉刷×()×2××17=框架柱自重×××25=粉刷×××17=连系梁传来楼面荷载××××=中间层边节点集中荷载G A=G D=中柱连系梁自重粉刷内纵墙自重×()××19=粉刷×()×2××17=扣除门洞重加门重××()=框架柱自重粉刷连系梁传来楼面自重×(+)××=×××=中间层中节点集中荷载G B=G C=(5)恒荷载作用下的结构简图恒荷载作用下的结构简图如图13-42所示。
多层框架一柱一桩设..多层框架一柱一桩设计东北设计院:邓子林赵琦多层住宅和多层公共建筑的框架结构柱下采用预应力管桩时,通常采用两桩基础,纵、横向设置未经加强的地梁,近年来有的工程采取适当加强地梁刚度,柱下采用的单桩方案,节省资金,加快进度。
辽宁省2008年编制的《预应力混凝土管桩基础技术规范》提出了“设计等级为丙级的建筑物,当底层为框架—剪力墙结构时,可采取一柱一桩,但桩长应不小于5m,桩径不小于400mm,AB型或AB型以上桩型,桩顶应设桩帽和两向拉梁,拉梁在平面内应形成闭合框格。
拉梁下做砂土垫层,梁两侧填土夯实,拉梁配筋应平衡框架柱弯矩,拉梁配筋连续贯通,梁端箍筋加密,梁侧配置不小于φ14@150的腰筋”综合条文内容:设计为“一柱一桩的多层框架建筑”,首先一层(底层)需要布置一定数量的剪力墙,则框架柱弯矩大大减少,使柱下单桩以承受竖向力为主。
由于剪力墙的设置使用功能欠佳,且施工繁杂。
福建有关设计亦提供多层框架结构柱下可布置一根预应力高强度混凝土(PHC)管桩,如图-1平面图所示一柱一桩基础方案,可节省造价,缩短工期。
管桩顶部与承台连接大都采用顶部管芯插筋连接如图-2所示,管芯空心部分直径不大,D=400 AB型桩,t=95,内径为D1=210mm,桩顶空心部位插筋浇筑混凝土能承担部分弯矩,为计算方便,可暂考虑为铰接,如图-3。
为此必须考虑在承台面上纵、横方向设置刚度稍大的地梁抗弯来平衡柱脚弯矩。
亦如图-3所示,图-1管桩仅有一根地梁,约束效应较弱。
桩顶承台与地梁连接,采取适当加大地梁断面、增加刚度调整配筋来平衡框架柱脚弯矩,此地梁可称为(抗弯地梁)以满足设计要求。
几项措施:1、要求地梁与底层柱的线性刚度比大于2.0(包括一柱两桩的承台短向地梁)线性刚度抗弯地梁。
一柱一桩,柱侧一梁时:K地梁=EJ梁/L,K柱=EJ柱/H,K地梁/K柱≥2.0.一柱两桩,柱侧两梁时:(K地梁1+K地梁2)/K柱≥2.0.实际工程中,由于一层柱基需要一定埋深(冻结深度)和功能需要,致使一层柱较长(高),则地梁断面加大太多;建议:将柱下承台加高(承台底埋深满足冻结要求),相应地将地梁往上提升,柱的高度(长度)有所减短,如图-3a所示,对一层框架结构和地梁内力亦有所改善。
西安某多层多塔框架结构设计总结本文總结了西安某多层框架多塔别墅在工程设计过程中所采取的结构加强措施、及设计过程中的一些设计心得。
标签:多塔框架结构;加强措施;设计总结一、工程设计概况本工程位于西安市临潼区,结构形式为多塔框架结构,地上三层,地下一层,因场地内道路标高低于外围城市道路因此地下一层为三侧有填土,单侧为平进式地下车库。
设计时考虑三侧有填土因此在临土侧设置永久性挡土墙并与主体结构设缝脱开,考虑到01#楼与02#楼间连接部位上部为室外花园且设有600厚种植土,因此01#楼与02#楼间不宜设缝脱开,因此本工程按多塔框架结构设计。
(01#楼与02#楼平面见下图)二、结构设计总体构思因《建筑抗震设计规范》中对多层多塔框架结构未提出具体要求,因此本工程参照《高层建筑混凝土结构技术规程》第10.6条竖向体型收进结构,在计算及设计中采取了适当措施,具体如下:2.1、设计过程中采取以下计算模型并进行包络设计1)按SATWE多塔模型计算2)按SATWE单塔模型计算3)按PMSPA多塔模型计算4)按PMSPA单塔模型计算2.2、多塔构造加强措施1)多塔楼结构竖向体型突变部位楼板宜加强,楼板厚度不宜小于150mm,宜双层双向配筋,每层每方向钢筋网的配筋率不宜小于0.25%。
体型突变部位上、下层结构的楼板也应加强构造措施。
2)塔楼中与裙房相连的外围柱、剪力墙,从固定端至裙房屋面上一层的高度范围内,柱纵向钢筋的配筋率宜适当提高,柱箍筋宜在裙房屋面上下层范围内全高加密。
三、上部结构设计3.1工程抗震等级的确定本工程中抗震等级为二级,体型收进部位上下层塔楼周边竖向构件的抗震等级取一级。
3.2楼盖以及框架梁、柱截面尺寸的确定01#楼及02#楼为混凝土框架结构.结构布置本着受力合理、传力明确、形成双向梁柱抗侧力体系、刚度分配合理、控制结构扭转效应的设计原则,通过调整框架柱平面布置和截面尺寸,框架梁截面来满足对强度与刚度要求。
多层框架设计实例
某四层框架结构,建筑平面图、剖面图如图1所示,试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±相当于绝对标高,室内外高差600mm。
(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,余略。
(7)基本风压:(地面粗糙度属B类)。
(8)活荷载:屋面活荷载,办公楼楼面活荷载,走廊楼面活荷载。
图1 某多层框架平面图、剖面图
2.钢筋混凝土框架设计
(1)结构平面布置如图2所示,各梁柱截面尺寸确定如下。
图2 结构平面布置图
边跨(AB、CD)梁:取
中跨(BC)梁:取
边柱(A轴、D轴)连系梁:取
中柱(B轴、C轴)连系梁:取
柱截面均为
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500mm,由此求得底层层高为。
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(为不考虑楼板翼缘作用的梁截面惯性矩)。
边跨(AB、CD)梁:
(其他梁、柱的线刚度计算同上,略)
图3 结构计算简图
(图中数字为线刚度)
(2)荷载计算
1)恒载计算
①屋面框架梁线荷载标准值:
20mm厚水泥砂浆找平
100厚~140厚(2%找坡)膨胀珍珠岩
100厚现浇钢筋混凝土楼板
15mm厚纸筋面石灰抹底
屋面恒荷载
边跨(AB、CD)框架梁自重
梁侧粉刷
中跨(BC)框架梁自重
梁侧粉刷
因此,作用在屋顶框架梁上的线荷载为:
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:
③屋面框架节点集中荷载标准值边柱连系梁自重
梁侧粉刷
1m高女儿墙自重
墙侧粉刷
连系梁传来屋面自重
顶层边节点集中荷载
中柱连系梁自重
梁侧粉刷
连系梁传来屋面自重
顶层中节点集中荷载
④楼面框架节点集中荷载标准值(荷载计算方法同上,具体计算过程略)
中间层边节点集中荷载:
中间层中节点集中荷载:
恒荷载作用下的结构计算简图如图4所示:
图4图5
2)活荷载计算
活荷载作用下的结构计算简图如图5所示。
图中各荷载值计算如下:
3)风荷载计算
风荷载标准值计算公式为
因结构高度小于30m,可取;对于矩形截面;可查荷载规范,当查得的时,取。
将风荷载换算成作用于框架每层节点上的集中荷载,计算过程如表1所示。
表1为一榀框架各层节点的受风面积,计算结果如图6所示。
表1风荷载计算
层次A/Pw/kN 1
2
3
4
图6 风荷载作用下的计算简图
(3)内力计算
1)恒荷载作用下的内力计算
恒荷载(竖向荷载)作用下的内力计算采用分层法(具体计算过程略),在恒荷载作用下结构的弯矩图、剪力图和轴力图见图7~图9。
图7 在恒荷载作用下结构的弯矩图(单位:)
图8 在恒荷载作用下结构的剪力图(单位:kN)
图9 在恒荷载作用下结构的轴力图(单位:kN)
2)活荷载作用下的内力计算
活荷载作用下的内力计算也采用分层法,考虑到活荷载分布的最不利组合,各层楼层活荷载布置可能如图10所示的几种组合形式。
计算结果见图10(仅表示出标准层在活荷载作用下的弯矩图)。
图10标准层在活荷载作用下的弯矩图
(3)活荷载作用下的内力计算
活荷载作用下的结构计算简图见图6,内力计算采用D值法,计算过程见图11。
风荷载作用下框架弯矩图如图12所示,框架轴力图和剪力图如图13所示。
剪力各层分配(单位:kN)各柱反弯点及柱端弯矩(单位:kN)
图11 D值法计算过程
图12 在风荷载作用下结构的弯矩图(单位:)
图13 图14
在风荷载作用下结构的剪力图、轴力图(单位:kN)
(4)内力组合
根据内力计算结果,即可进行框架各梁柱各控制截面上的内力组合,其中梁的控制截面为梁端、柱边及跨中。
由于对称性,每层有5个控制截面,即图14中的1、2、3、4、5号截面,表2给出了第二层梁的内力组合过程;柱则分为边柱和中柱(即A柱、B柱),每个柱每层有两个控制截面,以图14中第二层为例,控制截面为3、4号截面。
表3给出了二层柱的内力组合过程。
表2二层梁内力组合
第
表3第二层柱内力组合
A B
M=-kN·mM=kN·mM=-kN·m
V=kNV=-kN
图15梁AB的最不利组合内力
(5)截面计算
1)梁的设计
以第二层梁AB为例,其最不利的组合内力如图15所示。
①正截面强度计算:
梁的截面尺寸为500mmx250mm。
C20时,梁的混凝土保护层最小厚度为30mm。
故设,则,。
对于梁端,不考虑现浇混凝土板的作用。
梁端A:
(满足要求)
选用316,。
梁端B:计算公式同上,计算过程略。
计算结果:
选用316,。
对于梁中截面,考虑混凝土现浇板翼缘受压,按T形梁计算。
翼缘计算宽度取
属于第一类型的T形截面。
(满足要求)
选用320,。
②斜截面强度计算
取较大设计剪力V=-kN。
验算截面尺寸
(截面符合要求)
验算是否需要计算配置箍筋
故需要配置箍筋。
若选用φ8@200,
(满足要求)
配箍率
最小配箍率
(满足要求)
2)柱的设计
以第二层A轴线柱为例。
其最不利组合如图16所示。
A 4M=kN·m
V=kN
A 3M=kN·m
V=kN
图16柱A 4 A 3的最不利组合内力
柱的截面尺寸为300mmx450mm。
①受力纵筋的计算
柱的计算长度
柱端A 4:
;
先按大偏心受压情况计算
选用216,。
柱端A 3:计算公式同上,计算过程略。
计算结果:选用216,。
②抗剪强度计算。
故可按构造要求配置箍筋,取φ8@200。