一榀框架结构设计计算书 6.1截面尺寸估算 图1 结构平面布置图 横梁AB的截面尺寸为[1]： h=L/12=6000/12=500mm，取500mm b=h/3=500/3=167mm，取250mm 横梁BD的截面尺寸为： h=L/12=8000/12=666mm，取700mm b=h/3=700/3=233mm，取300mm 纵梁12的截面尺寸为： h=L/12=8100/12=675mm，取700mm b=h/3=700/3=233mm，取300mm 次梁的截面尺寸为： h=L/18=8100/12=450mm，取500mm b=h/3=500/3=167mm，取250mm 现浇板厚为： h=L/50=6000/50=120mm 柱子的截面尺寸： 按层高确定： 底层层高H =3900 mm b =(1/10-1/15)×H =390-260 mm 按轴压比确定： 可根据式Ac?N估算。各层的平均荷载设计值近似取14 kN/m2，柱的负载面积（从属面积）为fc（4+3）×8.1m2。由公式可得第一层柱截面面积为： Ac≥N/fc≥1.4×14×（4+3）×8.1×3×103/14.3=233144mm2 所以b=h≥482mm，第一、二层柱截面取b=h=500mm 第三层柱截面面积为： Ac≥N/fc≥1.4×14×（4+3）×8.1×103/14.3= 77714mm2 所以b=h≥278mm，取b=h=400mm 柱子的高度：首层柱高3.9m，二、三层柱高3.6m 6.2 框架结构计算简图 6.2.1 框架的线刚度计算 取楼层中间的一榀框架进行计算。框架的计算单元如图 2，绘出框架计算简图。 图2框架计算简图 框架梁、柱的混凝土强度等级为C30，计算梁的截面惯性矩[2]： 表1 横梁线刚度ib计算表 梁编号 AB BD AB BD 层次 1~3 1~3 1~3 1~3 Ec b h I0 (mm4) L (mm) EcI0/L (N.mm) αEcI0/L (N.mm) 2.60E+10 6.43E+10 1.95E+10 （N/mm2） (mm) (mm) 3.00E+04 3.00E+04 3.00E+04 3.00E+04 250 300 250 300 500 700 500 700 中框架 2604166667 6000 13020833333 8575000000 8000 2604166667 6000 3.22E+10 1.30E+10 边框架 8575000000 8000 32156250000 48234375000 注：α为梁刚度调整系数[2] 表2 柱线刚度ic计算表 层次 1 2 3 hc (mm) 3900 3600 3600 Ec （N/mm2） 3.0×104 3.0×104 3.0×104 b×h 2(mm) 500×500 500×500 400×400 Ic (mm4) 5.21×109 5.21×109 2.13×109 EcIc/ hc (N.mm) 4.01×1010 4.34×1010 1.78×1010 表3 梁柱相对线刚度i计算（底层柱ic=1.0） iab 中框架 ibd i2 i3 6.3 荷载计算 6.3.1 荷载标准值计算 0.65 1.60 1.08 0.44 边框架 iab ibd i2 i3 0.048 1.20 1.083 0.44 1.3.1.1 屋面恒载（上人） 20厚水泥砂浆找平层 20?0.02?0.40kN/m 150厚水泥蛭石保温层 5.0?0.15?0.75kN/m 120厚钢筋混凝土板 25?0.12?3kN/m 20厚石灰砂浆 17?0.02?0.34kN/m 合计 4.49kN/m 屋面均布恒荷载为： (8.1?4)?(6?2?2)?4.49?2036.66kN 1.3.1.2 楼面恒载： 22222m 瓷砖地面（包括水泥粗砂打底） 0.55k/N2120厚钢筋混凝土板 25?0.12?3kN/m 20厚水泥砂浆 20?0.02?0.40kN/m 合计 3.95k/Nm 楼面均布恒荷载为： (8.1?4)?(6?2?2)?3.95?1791.72kN 1.3.1.3 屋面活载： 屋面为上人屋面，查《建筑结构荷载规范》得均布荷载标准值为2.0kN/m2，所以屋面均布荷载标准值为： 222(8.1?4)?(6?2?2)?2.0?907.20kN 1.3.1.4楼面活载： 查《建筑结构荷载规范》楼面均布活载中：办公室、阅览室、会议活动室为2.0kN/m2，餐厅为2.5kN/m2，走廊、门庭、楼梯为2.5kN/m2，为便于计算，居室中的隔墙，隔断统一不计，楼面均布荷载统一偏大取为2.5kN/m2。所以楼面均布荷载标准值为[3]： (8.1?4)?(6?2?2)?2.5?1134.00kN 1.3.1.5 雪荷载标准值 基本雪压为0.4kN/m2 雪荷载标准值Sk??r?S0 查《建筑结构荷载规范》得：?r?1.0 Sk?0.2kN/m 2 故雪荷载标准值为： (8.1?4)?(6?2?2)?0.4?181.44kN 6.3.2 梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算 梁、柱可根据截面尺寸、材料容重及粉刷等计算出单位长度上的重力荷载。具体计算过程从略，计算结果见表3所示： 表4 梁、柱恒荷载标准值 构件 梁12 梁BD 梁AB 次梁 1层柱 2层柱 3层柱 b (m) 0.3 0.3 0.25 0.25 0.5 0.5 0.4 h (m) 0.7 0.7 0.5 0.5 0.5 0.5 0.4 γ -3(kN.m) 25 25 25 25 25 25 25 β -1(kN.m) 0.340 0.34 0.255 0.255 0.34 0.34 0.272 g -1(kN.m) 5.59 5.59 3.38 3.38 6.59 6.59 4.27 L (m) 8.1 8 6 8.1 3.9 3.6 3.6 n 12 5 5 4 ∑G 15 15 15 Gi (kN) 543.35 223.60 101.40 109.512 977.86 385.52 355.86 230.69 注：1)表中β为10mm厚水泥砂浆抹灰的线密度； g表示单位长度构件重力荷载；n为构件数量 2）梁长度取计算长度；柱高取层高。 内外墙都采用陶粒空心砌块，外墙厚250mm，内墙厚200mm，墙体抹灰近似按加厚墙体考虑其重量。单位面积墙体自重： 外墙： 0.29×6=1.74kN/m2 内墙： 0.24×6=1.44kN/m2 女儿墙：（8.1×4+6+8）×2×1.44×0.8=106.91kN 2~3层墙体： 外墙：[(8.1×4+6+8) ×2×3.6-8×2×2×2-2×1.2×2] ×1.74=461.59kN 内墙：[(8.1×2×4+6×3×2)×3.6-4×2×1×2.1] ×1.44=498.36kN 首层墙体： 外墙：[(8.1×4+14) ×2×3.9-7×2×2×2-3×2-2×1.2×2] ×1.74=513.51kN 内墙：[(8.1×2×4+6×3×2)×3.9-4×2×1×2.1] ×1.44=541.90kN 6.3.3 荷载分层总汇 由《建筑抗震规范》第5.1.3条可知，建筑的重力荷载代表值应取结构和构配件自重标准值和各可变荷载组合值之和： 顶层重力荷载代表值包括，屋面恒载，50%屋面雪荷载，纵横梁自重，半层柱自重，半层墙体自重。 其他层重力荷载代表值包括，楼面恒载，50%楼面活载，纵横梁自重，楼面上、下各半层的柱子及纵横墙体自重。 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如下。 第三层：G3=106.91+（461.59+498.36）×0.5+181.44×0.5+230.69×0.5+2036.66 +977.86 =3809.01kN（屋面恒载占53.46%） 第二层：G2=1791.72+461.59+498.36+1134×0.5+（230.69+355.86）×0.5+977.86 =4591.53 kN（楼面恒载占39.02%，楼面活载占12.35%） 第一层：G1=1791.72+（461.59+498.36）×0.5+（513.51+541.9）×0.5 +1134×0.5+（355.86+385.52） ×0.5 +977.86 = 4716.69kN（楼面恒载占37.99%，楼面活载占12.02%） 建筑物总重力代表值G=G1+G2+G3=13117.23kN