框架结构设计集荷载计算.docx
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框架结构设计集荷载计算
3框架结构设计与荷载计算
结构部署
柱网与层高
民用建筑的柱网和层高依据建筑的使用功能确立。
柱网部署应当规整，由内廊式和跨度组合式，这里采纳跨度组合式（如图）。
层高宜取同一个尺寸，这里采纳层高，关于基层因为市内外处面高差加急出埋
深影响为。
框架结构总高度在8度抗震布防时，高度不该大于45m，而此建筑总高
度也才。
图柱网部署图
框架的承重方案
依据楼盖的平面部署和竖向荷载的传达门路，框架的承重方案能够分为向承重方案。
横向，纵向及纵横向承重三种方案。
此工程采纳纵横向承重方案，现浇楼面为双向板（纵
向承重时因横向刚度较小一般极少采纳）。
变形缝设置的考虑
变形缝有温度伸缩缝，沉降缝，和防震缝三种。
伸缩缝是为了防止温度变化和混凝土的缩短产生的盈余是结构产生裂痕，在结构一
定长度范围内设置伸缩缝。
在伸缩缝处，基础顶面以上的结构及建筑结构完整断开，伸
缩缝最大间距见下表3.1。
表3.1伸缩缝的最大间距（m）
结构种类
施工方法
室
内
露
天
排架结构
装配
100
70
装配
75
50
框架结构
现浇
55
35
装配
65
40
剪力墙结构
45
30
现浇
挡土墙
装配
40
30
地下室墙
现浇
30
20
因为此建筑最大长度85.8米，如设置伸缩缝可能不太经济，综合考虑，采纳不设置伸缩缝方案，而是采纳结构和施工举措，如在顶层，基层和山墙等温度变化大的部位提升配筋率。
沉降缝是为了防止地基不平均沉降使结构产生裂痕，在结构易产生不平均沉降的部位设缝，将结构完整分开。
此建筑中间部分是6层，两边为4层，房子高度有必定变化，但考虑到变化不大，能够不设沉降缝。
防震缝，是为了防备在地震作用下，特别不规则结构的单薄部位简单造成震害而可用防震缝将结构分为若干独立抗震单元，使各结构规则，但当前设计更偏向于不设，而采纳增强结构整体性的举措。
资料选择
柱采纳C35,梁采纳C30混凝土。
梁纵筋用HRB335,柱纵筋用HRB400,箍筋均用HPB235。
截面尺寸初步选择
梁截面：
梁高h=（1/12-1/8）L（单跨用较大值，多跨用较小值或负荷较大时用
上限值）且净跨与h比不宜小于4；
AB跨h=1/12*7200=600mm
梁宽b=（1/3-1/2）h,抗震结构b≥200mm,h/b≤4;
b=300mm
其余尺寸见后梁截面表。
柱截面：
N=β*F*gE*nAc≥N/[μN]fc
柱截面的宽与高一般取1/20-1/15层高，需知足h≥1/25
净高，b≥
1/30
净高。
且柱子b*h≥250*250,抗震结构b不宜小于300mm,柱的
净高于界面高度之比宜大于4，按轴压比限值估量：
估量时，楼层荷载按11∽14kN/m2计算，本工程边柱按13kN/m2计，
中柱12kN/m2计。
二级抗震时轴压比限值[μN]取0.8，考虑地震作用
组合后柱的轴压力增大系数。
边柱取1.3，不等跨内柱取
1.25，等
跨内柱取1.2。
边柱Z1
Ac≥
1.3*7.5*3.3*13*1000*6
187848mm2
2
1.25*7.5*4.8*12*1000*6
242515
2
边柱ZAc≥
mm
3
Ac≥
1.3*7.5*1.5*13*1000*6
85385
mm
2
边柱Z
若取柱截面为正方形，得截面高度为：
h1=433mm
h2=492mm
h3=292mm
最后初步确立尺寸：
1层中柱截面取为550mm*550mm，，边柱截面取为450mm*450mm，2层中柱500*500，其
余中柱取为450*450，短跨边柱取为400*400。
详尽尺寸见后柱截面表。
3.2计算简图
基本假设
平面结构假设：
该工程为正交部署，能够以为每一方向的水平力只由该方向的抗侧
力结构肩负，垂直于该方向的抗侧力结构不肩负。
楼板在自己平面内的刚性假设：
各个平面抗侧力结构之间，经过楼板联系而成为整体。
楼板假设在自己平面内刚度无穷大，在平面外刚度很小能够不予考虑。
建筑结构在水平荷载下侧移时，楼板只有刚性位移，即平动和转动，不考虑其变形。
不计扭转假设：
结构体型规整，并简化计算，不考虑结构的扭转效应。
计算简图
计算简图用两梁柱的轴线表示，分别取各自的形心线；对钢筋混凝土楼盖整体浇筑
的框架梁，一般能够取楼板底面作为梁轴线。
对基层柱的下端一般取至基础顶面；当各
层柱的截面尺寸不一样且形心线不重合时，一般去顶层柱的形心线作为柱子的轴线。
CDECD
图计算简图
3.2.3框架梁柱的线刚度计算
结构计算见图如图3-1所示。
在求梁截面惯性矩时考虑到现浇楼板的作用，关于第
一榀和最后一榀及变形风双侧的框架，取I=1.5Ir;中框架取I=2Ir（Ir为不考虑楼板翼
缘作用的梁截面惯性矩）。
梁的线刚度
4
2
ib=EcIb/l。
此中，Ec为混凝土的弹性模量，Ec35=3.15*10N/mm；
Ec30=3.0*10
4
2
按梁的
N/mm；l为梁的计算跨度；Ib为梁截面惯性矩，对装置式楼面，Ib
实质截面计算，对现浇楼面及装置整体式楼面，
Ib按下表采纳，此中Io为梁截面矩形
部分截面的惯性矩。
表
梁截面惯性矩取值
楼面做法
中框架梁
边框架梁
现浇楼面
Ib
Ib
装置整体式楼面
Ib
Ib
柱的线刚度为ic=EcIc/h,
此中Ic
为截面的惯性矩，h为框架柱的计算高度。
表
横梁线刚度ib计算表
类
Ec
b*h
Ir
L
1.5EcIr/l
2.0EcIr/l
别
/10
4
2
/mm*mm
9
4
/mm
2
2
mm
/10mm
/N/mm
/N/mm
边横梁
300*600
6600
3.682*10
10
4.909*10
10
走道梁
200*400
3000
1.901*10
10
2.534*10
10
边横梁
300*600
7200
3.375*10
10
4.500*10
10
表柱的线刚度计算表
层次
hc/mm
Ec/（N/mm2）
b*h/mm*mm
Ic/mm4
EcIc/hc/N*mm
1
4700
3.15*10
4
500*500
5.208*10
9
3.49*10
10
1
4700
3.15*10
4
450*450
3.417*10
9
2.29*10
10
2-6
3600
3.15*10
4
450*450
3.417*10
9
2.99*10
10
2-6
3600
3.15*10
4
400*400
2.133*10
9
1.87*10
10
荷载的聚集
3.3.1竖向荷载
（1）屋面及楼面均布永远荷载标准值
屋面（上人）：
30厚细石混凝土保护层
三毡四油防水层
20
厚水泥沙浆找平层
150
厚水泥蛭石保温层
100
厚钢筋混凝土板
粉底
共计
楼面：
水磨石地面
100
厚钢筋混凝土板
粉底
共计
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
1-3层楼面恒载标准值
[（9.3*3+3.3+0.25）*（3+7.2+0.25）*2+11.2*9.3*2+7.5*4*
（6.6+3）+（6+5.6+6）*
（3.3+0.25）*2+（8+1.7+0.25）*（6*2+3.3*2+3.9*6+0.25）
4层楼（屋）面恒载标准值
[（9.3+3.3+0.25）*（3+7.2+0.25）*2+11.2*9.3*2+7.5*4*（6.6+3）]*3.65+[
（
）
*（
）*2+（6+5.6+6）*
（
）*2+
（
）
*（6*2+3.3*2+3.9*6+0.25）
5层楼面恒载标准值
6层屋面恒载标准值
（2）屋面与楼面活荷载标准值
按荷载规范规定，教室活载取2，卫生间走廊楼梯间活荷载取2，为简化计
算，并偏于安全考虑，一致取
2
上人屋面的均布活荷载标准值
2
楼面活荷载标准值
2
屋面雪荷载标准值
s
k=μr*s02
（注：
不论能否为上人屋面，其屋面上的可变荷载均取雪荷载。
）
1-3层楼面活载标准值
[（9.3*3+3.3+0.25）*（3+7.2+0.25）*2+11.2*9.3*2+7.5*4*
（6.6+3）+（6+5.6+6）*
（3.3+0.25）*2+（8+1.7+0.25）*（6*2+3.3*2+3.9*6+0.25）
4层楼（屋）面活载标准值楼面
屋面
[（9.3*2+3.3）*（3+7.2+0.25）*2+（6+5.6+6）*（3.3+0.25）*2+（8+1.7+0.25）
*（6*2+3.3*2+3.9*6+0.25）
5层楼面活载标准值
6层屋面活载标准值
2
（3）梁柱自重荷载标准值（此中γ=25kN/m）
构件bhβgLnGiΣGi
L1（横梁）
300
600
7
L2（走道梁）
200
450
17
表
梁
L3
300
600
16
柱重力荷
L4（纵梁）
300
700
12
载标准值
Z1
550
550
5
Z2
500
500
71
Z3
450
450
16
Z4
450
450
76
Z5
400
400
16
注：
表中的β为考虑梁柱的粉刷层荷载而对其重力荷载的增大系数；g表示单位
长度构件重力荷载；n为构件的数目；梁长度取净长；柱长度取层高。
（4）墙窗门重力荷载标准值
墙体为250厚混凝土空心砌块，外墙面贴瓷砖
（2），内墙面为20厚抹灰，
则外墙单位墙面重力荷
2
内墙双侧抹灰均为200厚，则内墙单位面积重力荷载为
2
木门窗单位面积重力荷载为2；铝合金窗户单位面积重力荷载取2
（5）荷载分层总汇及重力荷载代表值
集中于各楼层高处的重力荷载代表值Gi能够计算获得：
重力荷载代表值是指结构和构配件自重标准值和各可变荷载组合值之和，是表示
地震发生是依据遇合概率确立的有效重力。
Gi为计算单元范围内各层楼面上的重力荷载
代表值及上下参半层的墙、柱的重量。
且不论能否为上人屋面，其屋面上的可变荷载均
取雪荷载。
各可变荷载的组合值系数按下表采纳
表可变荷载的组合值系数表
可变荷载种类
组合值系数
雪荷载
屋面积灰荷载
屋面活荷载
不计入
按实质状况考虑的楼面活荷载
按等效均布荷载
藏书库档案库
考虑楼面活荷载
其余民用建筑
吊车悬吊物重力
硬钩吊车
软钩吊车
不计入
屋面层：
屋面恒载，50%屋面雪荷载，纵横梁自重，半层的柱及纵横墙体自重
其余层：
楼面恒载，50%楼面均布活荷载，纵横梁自重，楼面上下参半层的柱及纵横墙
体自重
将前述分项荷载相加，得集中于各层楼面的重力荷载代表值以下：
第1层：
+（1523.8+253.44）*0.5+633.8*（4.7+3.6）*0.5*3.415-0.4*（3*1.8*8+4.8*1.8*12+
4.8*2.7*2+2.4*1.8*6+1.5*1.8*2）-0.2*（1.5*1.8*4+1.8*1.8*18+2.4*1.8*8+1.0*2.
1
*26）=23533.68kN
第2-3层：
6093.31+4173.5*0.5+214.99+103.53+536.76+489.47+531.3+（1523.8+253.44）*0.5*
2+640.4*（3.6+3.6）*0.5*3.415-0.4*（3*1.8*12+4.8*1.8*12+2.4*1.8*6+1.5*1.8*2）
-0.2*（1.5*1.8*4+1.8*1.8*18+2.4*1.8*8+1.0*2.1*26）=22983.15kN
第4层
8101.55+（1889.71+410.178）*0.5+214.99+103.53+536.76+489.47+531.3+（1523.8+2
53.44）*0.5*2+226.6*（3.6+3.6）*0.5*3.415+413.8*3.6*0.5*3.415-0.4*2.4*1.8*6*
0.5-0.2*（1.8*1.8*20+2.4*1.8*2+1.0*2.1*18）*0.5-0.4*（3*1.8*12+4.8*1.8*12+2.
4*1.8*6+1.5*1.8*2）*0.5-0.2*（1.5*1.8*4+1.8*1.8*18+2.4*1.8*8+1.0*2.1*26）*0.
5=15344.88kN
第5层：
5*0.5-0.4*2.4*1.8*6-0.2*（1.8*1.8*20+2.4*1.8*2+1.0*2.1*18）=10685.47kN
第6层：
3938.16+302.36*0.5+214.99+54.81+268.38+842.03*0.5+63.36*0.5+226.6*（3.6+3.
6）*3.415*0.5-0.4*2.4*1.8*6*0.5-0.2*（1.8*1.8*20+2.4*1.8*2+1.0*2.1*18）*0.5=
6
建筑物总重力荷载代表值
Gi为
i1
6
Gi+2*+++
i1
质点重力荷载值见图：
图各质点的重力荷载代表值
G6=7865.64kN
G5=10685.47kN
G4=15344.88kN
G3=22983.15kN
G2=22983.15kN
G1=23533.68kN
图各质点的重力荷载代表值
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