第一节 结构方案设计、框架横向刚度计算
结构设计指导书
结构设计指导书第一部分结构计算一、框架结构体系及其布置1.1、框架结构组成框架结构是由梁、柱、节点及基础组成的结构形式，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。
1.2、框架结构种类根据施工方法的不同，分为整体式、装配式和装配整体式三种。
本次设计采用整体式框架结构。
1.3、框架结构布置横向承重框架、纵向承重框架、纵横双向承重框架。
1.4变形缝的设置1、沉降缝设置沉降缝是为了避免地基不均匀沉降在房屋构件中引起裂缝。
房屋扩建时，新建部分与原有建筑结合处也可设置沉降缝分开。
沉降缝将建筑物从基础至屋顶全部分开，各部分能够自由沉降。
2、伸缩缝设置伸缩缝是为了避免温度应力和混凝土收缩应力而使房屋产生裂缝。
伸缩缝仅将上部结构从基础顶面断开，基础不断开。
3、防震缝当房屋平面复杂、立面高差悬殊、各部分质量和刚度截然不同时，应设置防震缝。
对有抗震设防要求的房屋，其沉降缝和伸缩缝均应符合防震缝要求，并尽可能三缝合并设置。
1.5、结构布置应注意的几个原则1、满足使用要求、尽可能的与建筑设计的划分一致。
2、柱网的布置应规则整齐且每个楼层的柱网尺寸应相同，构件类型应尽可能的少。
3、变形缝的设置应满足有关的规范要求。
4、满足施工简便、经济合理的要求。
二、框架梁、柱截面尺寸2.1梁、柱截面形状采用矩形、T型、圆形等截面形式。
2.2梁、柱截面尺寸：以矩形截面选择为例。
1、梁截面尺寸一般取：h=(1/8～1/12)l，b=(1/2～1/3)h。
2、柱截面尺寸柱截面高度可取：h＝(1/15～1/20)H，柱截面宽度可取：b=(1～2/3)h。
并按下述方法进行初步验算。
①框架柱承受竖向荷载为主时，可先按负荷面积估算出柱轴力，再按轴心受压柱验算。
考虑到弯矩影响，适当将柱轴力乘以1.2～1.4的放大系数。
②λ框架柱截面高度不宜小于400mm，宽度不宜小于350mm。
为避免发生剪切破坏，柱净高与截面长边之比宜大于4。
3、梁截面惯性矩I0——为梁矩形截面部分的截面惯性矩。
一榀框架结构设计计算书
(m)
n
Gi
(kN)
梁12
0.3
0.7
25
0.340
5.59
8.1
12
543.35
梁BD
0.3
0.7
25
0.34
5.59
8
5
223.60
梁AB
0.25
0.5
25
0.255
3.38
6
5
101.40
次梁
0.25
0.5
25
0.255
3.38
8.1
4
109.512
∑G
977.86
1层柱
0.5
0.5
25
0.34
层次
Hi
（m）
Gi
（kN）
GiHi
（kN）
Fi（kN）
Vi（kN）
三
11.1
3809.00
42280.00
0.44
793.01
793.01
二
7.5
4591.52
34436.46
0.36
645.90
1438.91
一
3.9
4716.68
18395.08
0.19
345.02
1783.94
各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布如下图4：
1.60
0.58
18457.58
3
中框架中柱
2-B / 3-B / 4-B
2.25
0.64
20466.46
3
ΣD
254169.
15
表6二层横向框架柱的侧移刚度D值
编号
根数
最新框架结构等效刚度的计算与分析
精品资料框架结构等效刚度的计算与分析........................................框架结构等效刚度的计算与分析摘要：本文根据等效刚度原则和等效质量原则，通过具体算例将框架结构等效为Timshenko beam的计算模型，并精确计算出结构的抗弯刚度和抗剪刚度，然后根据哈密尔顿原理推导出等效连续化模型自由振动的控制方程及其相应的边界条件，并利用高质高效的常微分方程求解器进行求解。
关键词：Timshenko beam；哈密尔顿原理；Fortran 901 引言高层建筑结构除了受重力外，横向作用对其影响较大。
因此，在设计高层建筑时最主要的控制目标是结构体系刚度、抗风及抗震能力。
尤其是结构体系刚度的计算，如果根据结构动力学的方法确定结构等效刚度，工程量大且不能精确反映结构的受力特性。
2 等效刚度的确定（算例）2.1算例框架结构的计算模型如图2-1所示。
上部结构总高为30，层高为3，基础层高为12，框架结构的长度和宽度均为30，框架柱间距为6，框架梁间距为3，截面均。
其中，钢筋混凝土弹性模量为，地基采用的是刚性地基。
（1）等效抗剪刚度的计算：（2）等效抗弯刚度的计算：（3）等效转动惯量的计算：由得：（4）等效线质量的计算：2.2 Timoshenko beam控制方程和边界条件的推导根据能量原理导出Timoshenko Beam自由振动的方程，推导过程见下。
由，得：GES:BCS:X=0X=L2.3程序运行及计算结果分析图2-3 振型图通过分析图2-3可以得出如下结论：计算的等效刚度与实际相符；框架结构在发生破坏时以剪切破坏为主，弯曲破坏为辅。
所以在计算框架结构时要特别注意结构的抗弯能力、抗剪能力是否达到标准。
除此之外，本文结果更具一般性，除可以直接用于工程实际外，还可以用来计算框架-剪力墙、剪力墙等结构。
框架结构设计方案与计算
框架结构设计方案与计算摘要：随着社会的发展与进步，我们越来越重视框架结构设计，框架结构设计对于现实生活中具有重要的意义。
本文主要介绍框架结构设计方案与计算的有关内容。
关键词框架；结构；设计；方案；原理；荷载；计算；引言随着社会经济形势的不断好转，人们的生活水平得以快速提高，在这种环境背景的影响下，人们对于建筑物的使用功能和质量性能都有了更高的要求，为更好的满足人们对于现代建筑物实际的生活和心理追求，建筑框架结构设计便成为人们所关注的焦点。
建筑空间、平面布局等都包含在建筑的框架结构设计中，对满足人们的需求方面起着至关重要的作用。
一、框架结构的定义和类型1.1 定义框架结构是指由梁和柱以刚接或者铰接相连接而成构成承重体系的结构,即由梁和柱组成框架共同抵抗适用过程中出现的水平荷载和竖向荷载。
框架结构是多层房屋的主要结构形式,也是高层建筑的基本结构单元。
1.2 类型(1)按构件组成划分可分为梁板式结构和无梁式结构两种两种类型。
梁板式结构是指由梁、板、柱三种基本构件组成的骨架结构;无梁式结构是指由板和柱子组成的骨架结构。
(2)按框架的施工方法划分可分为现浇整体式框架、装配式框架、半现浇框架及装配整体框架。
现浇整体式框架是指框架全部构件均在现场浇注成整体,具有整体性和抗震性能好、构件尺寸不受标准构件限制的特点。
装配式框架是指框架全部构件采用预制装配,具有加快施工进度、提供建筑工业化程度的特点。
但是节点构造刚性差,抗震性差。
半现浇框架是指梁、柱现浇,楼板预制或现浇,预制梁板,具有梁柱整体性好、可节约模板的特点。
装配整体或框架是指预制梁、柱装配时通过局部现浇混凝土使构件连接成整体。
结构的整体性和抗震性介于现浇和装配式构件之间,保证了节点的刚度,比现浇形式节省模板,能够加快施工进度,但也增加了后浇混凝土的工序。
(3)按材料组成区分可分为钢框架和混凝土框架钢框架是指有钢梁或钢柱组成的能承受垂直和水平荷载的结构。
混凝土框架是指由混凝土为汉族要材料建造的工程结构,包括素混凝土结构、钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构等。
结构的位移计算和刚度
q
解
MP
1 2
ql
x2
M1 l x
M 2 1
A
l
AV
1 EI
l
0 MP M d x
x
1
1 EI
l
0
1 2
q l
x2
l
xd
x
ql4
8EI
1
A
1 EI
l
0
1 2
q l
x2
1 d
x
ql4
6EI
例 各杆EI为常数。求 CH、C
q qa2/2
B
C
x1
x2
a
A a
MP图
1
a
M1图
1
M
图
第一节 轴向拉压杆的变形计算
轴向拉伸和压缩
一、拉压杆的变形及应变
FP
a1
a
l l1
纵向变形 横向变形
l l1 - l
a a1 - a
FP
长度量纲
轴向拉伸和压缩
为了消除原始尺寸对杆件变形量的影响，准确说明杆 件的变形程度，将杆件的纵向变形量△l 除以杆的原长l， 得到杆件单位长度的纵向变形。
纵向线应变 横向线应变
轴向拉伸和压缩
l FNl ——胡克定律。 EA
若将上式的两边同时除以杆件的原长l，并将代入，于是 得
或 E
E
表明：在弹性范围内，正应力与线应变成正比。比例 系数即为材料的弹性模量E。
轴向拉伸和压缩
例 一矩形截面钢杆，其截面尺寸b×h=3mm×80mm， 材料的E=200GPa。经拉伸试验测得：在纵向100mm的长度 内，杆伸长了0.05mm，在横向60mm的高度内杆的尺寸缩小 了0.0093mm，试求：⑴ 该钢材的泊松比；⑵ 杆件所受的轴 向拉力FP。
框架计算简图及梁柱线刚度
一、框架梁柱线刚度初估梁柱截面尺寸： ⑴、梁：493010104254103010604.2500250121,500250·1093.4780010373.1108.2,10373.165030012122300,2173273121(,650,65097512181(,7800mm I mm mm h b mmN l EI i C mm I I mmb mm ～ h ～b mm h mm mm ～l ～h mm l b ⨯=⨯⨯=⨯=⨯⨯=⨯⨯⨯==⨯=⨯⨯⨯=========次梁取级，混凝土用取）取）⑵、柱：混凝土用30C 级 按层高确定截面尺寸：底层取mm H 71006504506000=++=，mmN i mmmm h b mm mm ～H ～b c ·10896.15400/100.3800121800800,355473201151(1144⨯=⨯⨯⨯=⨯=⨯==取）二、荷载计算双向板板厚：mm h mm ～l ～h 100,785.97501401(===取） 1、恒荷载计算：（标准值） ⑴、屋面恒载：屋10 3.44 KN/ m 2100厚现浇混凝土屋面板 0.1×25=2.5 KN/ m 2 10厚水泥砂浆抹灰 0.01×20=0.2 KN/ m 2 合计： 6.14 KN/ m 2 ⑵、楼面恒载：楼10 0.7 KN/ m 2 结合层一道100厚现浇混凝土屋面板 0.1×25=2.5 KN/ m 2 10厚水泥砂浆抹灰 0.01×20=0.2 KN/ m 2 合计： 3.4 KN/ m 2 ⑶、梁自重：主梁mm mm h b 650300⨯=⨯主梁自重 25×0.3×(0.65-0.1)=4.125 KN/m10厚水泥砂浆抹灰 0.01×(0.65-0.1+0.3) ×2×20=0.34KN/m合计： 4.465 KN/m次梁自重 25×0.25×（0.5-0.1 ）＝2.5 KN/m10厚水泥砂浆抹灰 0.01×（0.5-0.1+0.25）×2×20＝0.26KN/m 合计： 2.76KN/m⑷、柱自重：mm mm h b 800800⨯=⨯柱自重 25×0.8×0.8＝16KN/m10厚水泥砂浆抹灰 0.01×0.8×4×20＝0.64KN/m合计： 16.64KN/m⑸、外墙自重：粉煤灰轻渣空心砌块：自重取8.0 KN/ m 3 标准层 8×0.2×（5.4-0.65）＝7.6KN/m 水刷石外墙面 5.4×0.5＝2.7KN/m水泥粉刷内墙面 （5.4-0.65）×0.36＝1.71KN/m 合计： 12.01KN/m底层 8×0.2×（7.1-0.65）＝10.32KN/m 水刷石外墙面 6.0×0.5＝3.0 KN/m水泥粉刷内墙面 （6.0-0.65）×0.36＝1.926 KN/m 合计： 15.246 KN/m ⑹、内墙自重：(同外墙)标准层 8×0.2×（5.4-0.65）＝7.6 KN/m 水泥粉刷墙面 （5.4-0.65）×2×0.36＝3.42 KN/m 合计： 11.02 KN/m图2. 梁、柱相对线刚度图底层 8×0.2×（6-0.65）＝8.56 KN/m水泥粉刷墙面 （6-0.65）×2×0.36＝3.852 KN/m 合计： 12.412 KN/m 2、恒载作用下框架受力分析：板传到次梁以及次梁传到主梁的荷载按三角形和梯形进行传递，计算时折算为均布荷载。
办公楼横向框架的抗震结构设计说明
办公楼横向框架的抗震结构设计第一部分：建筑设计根据学校提供的设计要求进行设计，可以拟建场地为矩形56.9m×16.5m。
一、工程概况1．使用功能：本工程为地上六层框架办公楼，一层设可供170人使用的餐厅、厨房附属设施及办公室、接待室；二-五层设办公室及计算机房；六层设办公室、综合办公室及活动用房；二至六层每层均设小会议室一间。
2．设计高度：一~六层层高均为3.600米，室内外高差0.45米。
由自然地面至檐口高度为22.65米。
3．建筑面积：设计建筑面积5769.9平方米，办以室7个，每个建筑面积约为30平方米，设计部、技术部、财务部、生产部办公室为109.71平方米，技术档案室、图书资料室、市场营销部、计算中心办公室为124平方米，带会客室套间办公室4个，每间面积约为107.64平方米，综合办公室1个，建筑面积为165平方米，计算机室4个，每间面积为65平方米，小会议室6间，每间面积为80平方米，活动室2个，第间建筑面积为82平方米。
二、自然条件冬季采暖室外计算温度-15℃；主导风向东北，基本风压0.55KN/ m2；基本雪压0.35 KN/ m2；年降雨量634mm，日最大降雨量92mm，时最大降雨量56mm；地下水常年稳定水位埋深6m，水质对砼无腐蚀性地震设防烈度7度三、地质情况地基承载力特征值为f ak=250KN/m2砾石层承载力特征值为f ak=250KN/m2第二部分：结构设计一、框架计算简图及梁柱截面估算1.计算简图杆件以轴线表示。
跨度方向取柱截面的形心线，高度方向取横梁截面的形心线。
框架层高除底层外都取建筑层高，底层应从基础顶面算至一层楼盖梁截面的形心处。
在尚未确定基础埋深之前，可假定基础顶面在室外地面以下700mm。
则第一层高度＝0.7＋室内外高差＋底层层高＝0.7＋0.30＋4.30＝5.60m690066002500360056000101112222333344445555A A A A A AB B B B B BC C C C C CD D D D D D 3600360036002.框架梁、柱截面估算框架梁：边跨梁高h ＝（1/12～1/15）l ＝（1/12～1/15）×6900＝575～460mm 取h ＝550mm梁宽取 b ＝350mm 中跨梁高取 h ＝300mm 梁宽取 b ＝350mm框架柱：参照同类工程，截面尺寸取600mm ×600mm 亦可按下法估算（中柱负荷最大，以中柱为例）：荷载估算：恒荷载的标准值按 5KN/m 2活荷载的标准值为 2 KN/m 2中柱的负荷面积为 （6.9＋2.5）/2×7.2＝33.84m 2则中柱柱底承受荷载的标准值为 恒荷载 6×5×33.84＝1015.2KN 活荷载 2×6×33.84＝406.08KN中柱柱底轴向压力的设计值为 N ＝1.2×1015.2＋1.4×406.08＝1786.8KN以1.4N 按轴心受压进行验算，此时假定，受压纵筋的配筋率ρ＝1%，稳定系数ψ＝1，混凝土强度等级为C30，1.4×1786.8×103＝1×（14.3A ）解得柱的截面积为A ＝174931.5mm 2选用柱的截面尺寸为600mm ×600mm 实际面积为360000mm 23.梁、柱刚度计算框架梁、柱刚度计算二、荷载计算1.屋盖梁荷载（1）屋盖荷载标准值屋盖荷载计算表（2）屋盖梁自重（包括梁侧粉刷）边跨梁自重：0.35×0.550×25×1.1＝4.125KN/m中跨梁自重：0.35×0.3×25×1.1＝2.06KN/m（3）屋盖梁的线荷载屋盖梁线荷载计算2.标准层楼盖梁荷载（1）楼盖荷载标准值楼盖荷载计算（2）楼盖梁自重与屋盖梁相同，即边跨：4.125KN/m中跨：2.06KN/m边跨横墙重（3.3－0.60）×0.18×12＝5.83KN/m（3）楼盖梁线荷载楼盖梁线荷载计算三、竖向荷载作用下的内力计算――按分层法计算1.分层计算各开口框架的内力现以标准层在恒载作用下内力计算为例。
某框架结构模板设计方案(附计算书)
某框架结构模板设计方案一、工程概况本工程框架结构抗震等级为二级，抗震设防烈度为七度。
主要有：基础筏板、剪力墙、柱、梁、楼板及楼梯、屋面构架等现浇砼构件，因此本工程构件种类多，模板工程施工工艺复杂，要求较高，模板工程必须严格按施工规范和设计要求施工。
其中屋面构架高度为6.95m，柱尺寸均为500*500；梁为上翻梁。
梁截面尺寸分别为500*800、350*800、500*200、600*300、400*300、350*750、350*600、350*700、450*800。
二、编制依据2.1 《工程施工图》；2.2 工程《施工组织设计》；2.3 《钢筋混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002；2.4 《高层建筑混凝土结构技术规范》JGJ3-20022.5 《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-20012.6 《建筑施工计算手册》 ---中国建筑工业出版社，2001.7三、工程施工方法3.1 模板工程施工方法3.1.1 满堂脚手架：根据施工规范及计算结果本构架为高模板支撑体系脚手架，应搭设满堂脚手架，纵横向横杆均设置5道，其中扫地杆距楼面200mm，梁底下150mm处设置一道，中间3道均分设置，立杆纵横向间距均为1.2m。
并且柱之间纵横向均设置剪刀撑。
搭设满堂脚手架立杆尽量使用6m钢管，如钢管不够长度，需搭接时，必须上下两根立杆搭接连接，搭接长度不小于2m并采用双扣件连接。
严禁上部立杆直接与横杆连接，不与楼地面相连。
在最上部三步架柱之间增加水平斜撑角度不小于45°与柱子连接。
3.1.2构造要求（1）纵向水平杆的构造应符合下列规定：1 纵向水平杆宜设置在立杆内侧，其长度不宜小于3跨；2 纵向水平杆接长必须采用对接扣件连接，且应符合下列规定：1）纵向水平杆的对接扣件应交错布置：两根相邻纵向水平杆的接头不宜设置在同步或同跨内；不同步或不同跨两个相邻接头在水平方向错开的距离不应小于500mm；各接头中心至最近主节点的距离不宜大于纵距的1/3；2）搭接长度不应小于2m，应等间距设置3个旋转扣件固定，端部扣件盖板边缘至搭接纵向水平杆杆断的距离不应小于100mm；（2）横向水平杆的构造应符合下列规定：主节点处必须设置一根横向水平杆，用直角扣件扣接且严禁拆除；（3）立杆1 每根立杆底部应设置底座或垫板；2 脚手架必须设置纵、横向扫地杆。
框架计算简图及梁柱线刚度讲解
⑹、K轴柱纵向集中荷载的计算：
顶层柱恒载＝7.8×4.465+3.9×2.76+2×7.8× ×6.14×1.95＝162.33KN
标准层柱恒载＝7.8×4.465+3.9×2.76+2×7.8× ×3.4×1.95＝110.23KN
活载作用下框架受力与板传荷载示意图计算时采用分层法除底层柱外其他各层柱线刚度乘以09的折减系数相应的传递系数取101010101010查gb500092001不上人屋面活荷载标准值为05kn商场活荷载标准值kn活荷载作用下框架固端弯矩计算方法与恒荷载一样计算过程从略计算结果见下表2
一、框架梁柱线刚度
左边跨布置活荷载时：计算结果如图10：
第二跨布置活荷载时：计算结果如图11：
第三跨布置活荷载时：计算结果如图12：
右边跨布置活荷载时：计算结果如图13：
⑶、底层计算单元（h=7.1m，同2、3层活荷载，分跨进行计算）：
底层左边跨布置活荷载时：计算结果如图14：
底层第二跨布置活荷载时：计算结果如图15：
M右＝214.41×0.8＝171.53
V左＝127.11KNV右＝-127.92KNM中＝213.5
右边跨：M左＝-228.69×0.8＝-182.95
M右＝173.03×0.8＝138.42
V左＝133.22KNV右＝-121.80KNM中＝222.77
2、三层：
左边跨：M左＝-105.37×0.8＝-84.30
M右＝141.54×0.8＝113.23
V左＝64.59KNV右＝-85.27KNM中＝93.76
框架结构设计计算书
第一章绪论第一节工程概况一、工程设计总概况：1.规模：本工程是一栋四层钢筋混凝土框架结构教学楼，使用年限为50年, 抗震设防烈度为8度；建筑面积约3000㎡，建筑平面的横轴轴距为6.5m和2.5m，纵轴轴距为4.5m；框架梁、柱、板为现浇；内、外墙体材料为混凝土空心砌块，外墙装修使用乳白色涂料仿石材外墙涂料，内墙装修喷涂乳胶漆，教室内地面房间采用水磨石地面，教室房间墙面主要采用石棉吸音板，门窗采用塑钢窗和装饰木门。
全楼设楼梯两部。
2.结构形式：钢筋混凝土四层框架结构。
3.气象、水文、地质资料：1）气象资料A.基本风压值：0.35kN/㎡，B.基本雪压值：0.25kN/㎡。
C.冻土深度：最大冻土深度为1.2m;D.室外气温：年平均气温最底-10℃，年平均气温最高40℃;2)水文地质条件A.土层分布见图1-1，地表下黄土分布约15m，垂直水平分布较均匀，可塑状态，中等压缩性，弱湿陷性，属Ⅰ级非自重湿陷性黄土地基。
地基承载力特征值fak=120kN/㎡。
B.抗震设防等级8度，设计基本地震加速度值为0.20g，地震设计分组为第一组，场地类别为Ⅱ类。
C.常年地下水位位于地表下8m，地质对水泥具有硫酸盐侵蚀性。
D.采用独立基础，考虑到经济方面的因素，在地质条件允许的条件下，独立基础的挖土方量是最为经济的，而且基础本身的用钢量及人工费用也是最低的，整体性好，抗不均匀沉降的能力强。
因此独立基础在很多中低层的建筑中应用较多。
二、设计参数：（一）根据《建筑结构设计统一标准》本工程为一般的建筑物，破坏后果严重，故建筑结构的安全等级为二级。
（二）建筑结构设计使用年限为50年，耐久等级二级(年)，耐火等级二级，屋面防水Ⅱ级。
（三）建筑抗震烈度为8度，应进行必要的抗震措施。
（四）设防类别丙类。
（五）本工程高度为15.3m，框架抗震等级根据 GB 50223-2008《建筑工程抗震设防分类标准》，幼儿园、小学、中学教学楼建筑结构高度不超过24m的混凝土框架的抗震等级为二级。
框架结构设计计算步骤(参考)
框架结构毕业设计内力计算步骤（仅供参考，配筋计算不在内）一．进行结构方案比较，选定结构方案，进行结构布置1. 结构选型：在建筑设计的基础上，从抗震要求方面、房屋总高度、层数、柱最大间距等，说明为何选用框架结构，而不采用框剪结构、内框架结构、剪力墙结构以及砖混结构。
2. 楼盖结构方案比较：确定承重方案，进行结构布置，比较选用现浇板及预制板的不同点，画出三种以上结构平面布置草图，比较后全组共同确定一种方案，画出结构平面布置图，进行编号对框架负载面积基本相同的编同一个号：“KJ-X ”；连续梁用“L-X ”表示；现浇板用“B-X ”表示；构造柱用“GZ-X ”表示；预制板放在选板后再补画，其他见结构参考图。
二．初步选择梁柱截面尺寸及材料强度等级1． 确定梁柱剪力墙截面尺寸 （1）梁1）框架梁：b b b h b l h )31~21()121~81(==按抗震要求：42120041≥≥≥≥bnc b b b b h l b b mmb h b 荷载大（一般指活荷大或负荷面积大），取大值。
2）连续梁：b b b h b l h )31~21()181~121(==另外，确定梁宽时，尽量与填充墙厚度相同，可使室内不见梁棱角，纵向框架梁还要考虑下皮最好与窗上口标高相同，以免再设过梁。
（2）现浇板及预制板现浇板厚：工业建筑：;80mm h ≥ 连续单向板：40l h ≥；双向板：50l h ≥； （3）柱截面尺寸：;300mm b c ≥柱净高与截面高度之比4≥cnh H ； 截面积cc f NA )55.0~45.0(≥；式中N 为首层柱根估算轴力设计值，计算方法如下：对于中柱与边柱，分别找出负荷面积最大的柱，算出一层楼面的面荷载，假设屋面荷载同楼面荷载，用此荷载乘以层数再乘以负荷面积，即为所求N 。
柱自重略去不计，各层Ac 宜相同。
2． 确定材料强度等级钢筋：按抗震要求，确定纵筋与箍筋级别；混凝土：按抗震要求，并考虑现浇板砼质量，经济确定砼强度等级，考虑首层较高，变形较大，可适当提高砼强度等级。
框架计算简图及梁柱线刚度
一、框架梁柱线刚度初估梁柱截面尺寸：⑴、梁：493010104254103010604.2500250121,500250·1093.4780010373.1108.2,10373.165030012122300,2173273121(,650,65097512181(,7800mm I mm mm h b mmN l EI i C mm I I mmb mm ～ h ～b mm h mm mm ～l ～h mm l b ⨯=⨯⨯=⨯=⨯⨯=⨯⨯⨯==⨯=⨯⨯⨯=========次梁取级，混凝土用取）取）⑵、柱：混凝土用30C 级按层高确定截面尺寸：底层取mm H 71006504506000=++=，mmN i mm mm h b mm mm ～H ～b c ·10896.15400/100.3800121800800,355473201151(1144⨯=⨯⨯⨯=⨯=⨯==取）底层mm N i c ·10442.17100/100.38001211144⨯=⨯⨯⨯=取梁的线刚度值为基准值1，则柱为：846.3，底层柱为：925.2，见下图2：双向板板厚：mm h mm ～l ～h 100,785.97501401(===取） 1、恒荷载计算：（标准值）⑴、屋面恒载：屋10 KN/ m 2 100厚现浇混凝土屋面板 ×25= KN/ m 2 10厚水泥砂浆抹灰 ×20= KN/ m 2 合计： KN/ m 2⑵、楼面恒载：楼10 KN/ m 2结合层一道100厚现浇混凝土屋面板 ×25= KN/ m 2 10厚水泥砂浆抹灰 ×20= KN/ m 2 合计： KN/ m 2⑶、梁自重：主梁mm mm h b 650300⨯=⨯主梁自重 25×× KN/m 10厚水泥砂浆抹灰 × ×2×20=m合计： KN/m 次梁自重 25××（ ）＝ KN/m 10厚水泥砂浆抹灰 ×（）×2×20＝m合计： m⑷、柱自重：mm mm h b 800800⨯=⨯柱自重 25××＝16KN/m10厚水泥砂浆抹灰 ××4×20＝m合计： m⑸、外墙自重：粉煤灰轻渣空心砌块：自重取 KN/ m 3标准层 8××（）＝m水刷石外墙面 ×＝m 水泥粉刷内墙面 （）×＝m合计： m 底层 8××（）＝m水刷石外墙面 ×＝ KN/m 水泥粉刷内墙面 （）×＝ KN/m合计： KN/m⑹、内墙自重：(同外墙)标准层 8××（）＝ KN/m 水泥粉刷墙面 （）×2×＝ KN/m合计： KN/m 底层 8××（）＝ KN/m 水泥粉刷墙面 （）×2×＝ KN/m合计： KN/m 2、恒载作用下框架受力分析：板传到次梁以及次梁传到主梁的荷载按三角形和梯形进行传递，计算时折算为均布荷载。
第四章 结构刚度计算
毕业设计计算书Guang Xi university of technology 第四章结构（构件）刚度计算和荷载基本信息现浇框架柱和剪力墙的混凝土强度等级采用C40，现浇混凝土楼盖及框架梁和主梁的等级选用C30。
为简化计算，计算剪力墙的内力和位移时，忽略纵横墙的共同工作。
把计算方向上的剪力墙作为“一”字形截面剪力墙。
第一节框架刚度计算一、框架梁线刚度计算现浇混凝土结构框架梁的转动刚度应考虑楼板的影响。
框架梁的线刚度计算见表4－1－1。
表4－1－1框架梁线刚度注：主梁截面惯性矩考虑楼板平面外刚度影响，按《高规》第5.2.2条乘以放大系数计算。
其计算公式如下中跨：32212bhI I⨯==，边跨：31.51.512bhI I⨯==，线刚度：EIil=。
二、框架柱刚度计算（一）框架柱线刚度计算框架柱抗弯刚度见表4－1－2。
毕业设计计算书Guang Xi university of technology表4－1－2 框架柱线刚度（二）框架柱抗侧刚度和抗推刚度计算对于高宽比小于50m，且高宽比小于4的建筑物，仅考虑梁柱弯曲变形引起的柱侧移刚度，忽略柱的轴向变形。
框架柱的抗侧刚度应考虑与其相连的框架梁的影响，以梁、柱线刚度的比值K和抗侧刚度修正系数α来衡量。
柱的抗侧刚度和抗推刚度计算见表4－1－3。
表4－1－3 框架柱抗侧刚度（D值）注：1.系数K 为梁柱线刚度比，其值为2b c i K i ∑=(一般层)，bci K i ∑=(底层)。
b i 为计算平面内与柱子两端刚接的梁的线刚度。
2.修正系数α的值计算如下：2K K α=+(一般层)，0.5K Kα+=(底层)。
3.H 为层高。
三、框－剪抗侧力模型中框架刚度框剪结构协同工作中框架抗推刚度可取各层延高度的加权平均值，即NHhCC iFi F 9910563.3104.415.3175.345.3385.34.3645.34.374.322.4478.32.449.35.4446.4⨯=⨯⨯+⨯⨯+⨯+⨯+⨯⨯+⨯+⨯==∑第二节 剪力墙刚度计算剪力墙的等效抗侧刚度计算采用连梁连续化的假定，即假定：1）连梁是延整片墙高度连续均匀分布的，且忽略连梁的轴向变形；2）剪力墙的截面几何特征和材料性能延高度无变化；3）结构各层层高均匀相等。
第一节结构方案设计、框架横向刚度计算
1.25为重力荷载的荷载分项系数平均值；
重力荷载标准值可根据实际荷载取值，也可近似按（12~14）kN/m2计算。
二、框架结构布置
基础形式
柱下条形基础：上部荷载较大、地基承载 力较低、柱间距离较近时，可采用柱下条 形基础。
十字交叉基础：上部荷载较大、采用条形 基础不能满足地基承载力要求时，可采用 十字交叉基础。将基础纵、横两个方向联 系起来，其整体性比较好 。 筏板基础：上部荷载大、地基软弱或防渗 需要时，可采用筏板基础，其整体性比好 。
柱线刚度 ic 计算表
楼层 1 2 3 混凝土强 度等级 E 截面 b×h 惯性矩 I c 层高 h
ic
Ec I c
h
2、柱线刚度
四、框架横向刚度计算
12ic 3）柱的侧移刚度D值 D c 2 h
4）框架柱层间侧移刚度
c 柱侧向刚度修正系数
ic
柱的线刚度 柱的计算高度
D
柱
h
柱侧向刚度修正系数 c
边框架
Ib 1.5I 0 ib Ec Ib
中框架
Ib 2.0I0 ib Ec Ib l l
对于楼梯间框架梁不单独考虑。
1、梁线刚度
四、框架横向刚度计算
2）柱的线刚度
ic
Ec I c h
其中 Ec 为混凝土弹性模量； I c 为柱的惯性矩，h 为框架柱的计算高度。
ic 取决于：柱混凝土强度等级、柱截面尺寸、层高。
二、框架结构布置
二、框架结构布置
柱网及层高 1）柱网分为小柱网和大柱网； 小柱网是一个开间为一个柱距，大柱网是两个开间为一个柱距； 常用的柱距： 3.3m、3.6m、 4.0m、6.0m、 6.6m 、7.5m等； 常用的跨度（进深）：4.8m、5.4m、 6.0m、6.6m、 7.5m等。 注：柱距一般控制在7m左右，柱网相差不宜过大，以避免某跨线刚度过大。 除底层外，柱的计算高度即为各层层高。 2）层高
8第4章横向刚度[精华]
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第四章 横向框架刚度计算4.1 计算梁、柱的线刚度在计算框架梁截面惯性距I 时应该考虑到楼板的影响。
在框架梁两端节点附近，两承受负弯矩，顶部的楼板受拉，楼板对梁的截面弯矩刚度影响较小；而在框架梁的跨中，梁承受正弯矩，楼板处于受压区形成T 行截面梁，楼板对梁的截面弯矩影响较大。
为了方便设计，假设梁的截面惯性矩I 沿轴线不变，对现浇楼盖，中框架取I=2Io ，边框架取I=1.5Io ；梁线刚度计算类别Ec/(N/mm 2) b ⨯h /mm ⨯mm I 0 /mm4l /mm1.5E C I 0/l /N ⋅mm 2E C I 0/l N ⋅mm 走道梁 3.0⨯104 250⨯400 1.333⨯109 2400--3.332⨯1010纵横架 3.0⨯104250⨯600 4.5⨯1096000 3.375⨯1010--柱线刚度计算层次 c h /mmEc /(N/mm 2) b ⨯h /mm ⨯mm I c /mm 4E C I c /c h /N ⋅mm1 6300 3.00⨯104 500⨯500 5.208⨯109 3.472⨯1010 2～530003.00⨯104500⨯5005.208⨯1095.208⨯10104.2 计算柱的侧移刚度柱的侧移刚度D 计算公式：212jkhi D c c α=；表3.3 横向框架柱侧移刚度计算层次 层高h (m)柱根 数Kc α212h i D ccα=N/mm∑D2-5 3.0边柱 2 0.648 0.245 17013 84466中柱 2 1.287 0.392 25220 1 6.3边柱2 0.972 0.495 14185 61800中柱2 1.9310.618167157.073.0844666118021>==∑∑DD ，该框架为规则框架。
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3、框架柱层间侧移刚度值
四、框架横向刚度计算 举例计算结构顶层 D顶层
说明：1）有n层不同的层间刚度，就列n个表； 2）若层间侧移刚度不满足结构竖向设计要求，则需要调整，重新计算，直至满足。
3、框架柱层间侧移刚度值
每次改变，柱的截面尺寸宜减小100~150mm，混凝土等级降低一级，且二者不宜在同一楼层
改变。
二、框架结构布置
变形缝设置
1）分类：沉降缝、伸缩缝和防震缝。 2）缺点：高层建筑设缝后，给建筑、结构和设备的设计与施工带来一定困难，基 础防水也不容易处理。目前的总趋势是避免设缝，当必须设缝时，应将 建筑划分为几个独立的结构单元。
平面设计
竖向设计 变形缝设置 框架结构布置
柱网及层高 承重方案
梁、柱截面尺寸 基础形式
二、框架结构布置
平面设计
建筑的结构平面布置，应有利于抵抗水平荷载和竖向荷载，受力明确，传力直接，力求均匀 对 称，减少扭转的影响。 （参考抗规范3.4.1-3.4.5）
１） 结构平面形状简单、规则，刚度和承载力分布均匀， 不应采用严重不规则的平面布置。
边框架
Ib 1.5I 0 ib Ec Ib
中框架
Ib 2.0I0 ib Ec Ib l l
对于楼梯间框架梁不单独考虑。
1、梁线刚度
四、框架横向刚度计算
2）柱的线刚度
ic
Ec I c h
其中 Ec 为混凝土弹性模量； I c 为柱的惯性矩，h 为框架柱的计算高度。
ic 取决于：柱混凝土强度等级、柱截面尺寸、层高。
沉降缝 伸缩缝 防震缝
避免主体与裙房过大的沉降差（结构完全分开） 减小结构温度应力（结构从顶到基础顶面分开） 避免地震时结构间的相互碰撞（结构从顶到基础顶面分开）
注：必要时可以三缝合一，目前的总趋势是避免设缝。
二、框架结构布置
后浇带的设置（避免设伸缩缝）
注：（1）施工后浇带的作用在于减小混凝土的收缩应力，提高建筑物对温度应力的耐受能力。 （2）施工中每隔30m~40m间距留后浇带，带宽800mm~1000mm； （3） 后浇带，应通过建筑物的整个横截面，将全部墙、梁和楼板分开，可设在框架梁和楼 板的 1/3 跨处； （4）在后浇带处，板、墙钢筋应采用搭接接头（图 2.2.6），梁主筋可不断开，后浇带混凝 土宜在两个月后浇灌； （5）后浇带应从结构受力较小的部位曲折通过，不宜在同一平面内通过。
二、框架结构布置
二、框架结构布置
柱网及层高 1）柱网分为小柱网和大柱网； 小柱网是一个开间为一个柱距，大柱网是两个开间为一个柱距； 常用的柱距： 3.3m、3.6m、 4.0m、6.0m、 6.6m 、7.5m等； 常用的跨度（进深）：4.8m、5.4m、 6.0m、6.6m、 7.5m等。 注：柱距一般控制在7m左右，柱网相差不宜过大，以避免某跨线刚度过大。 除底层外，柱的计算高度即为各层层高。 2）层高
3）纵、横向框架承重 房屋的纵、横向都布置承重框架 ，楼盖常采用现浇双向板或井字梁楼盖。
框架结构的承重方案
二、框架结构布置
梁、柱截面尺寸
1） 梁截面尺寸确定（高规6.3.1）
梁截面高度可取 hb = (1/18~1/10)lb 梁截面宽度可取 bb = (1/3~1/2)hb，且不宜小于200mm。
向的1/4。（抗震规范6.1.5） 注：柱子的偏心对齐问题。
二、框架结构布置
利用轴压比限制确定柱截面尺寸:
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
Ac ≥ (1.1~1.2)N / fc N = 1.25Nv
式中 ： Ac为柱截面面积；N为柱所承受的轴向压力设计值； Nv为根据柱支承的楼面面积计算由重力荷载产生的轴向力值；
四、框架横向刚度计算
1）梁的线刚度
ib
Ec I b
l
其中 Ec 为混凝土弹性模量； l 为梁的计算跨度； I b 为梁截面惯性矩。
ib
取决于：梁混凝土强度等级、梁截面尺寸、梁计算跨度。
横梁线刚度 ib 计算表
楼 层 1 2 3
注意：
混凝土强 E 度等级
截面 b×h
计算 跨度
l
矩形截面 惯性矩 I 0
框架内力组合
竖向荷载计算 框架梁、柱配筋计算 横向水平地震作用计
算及位移验算
基础 楼梯设计
绘制框架结构施工图
一、结构设计技术条件
工程概况 设计依据 荷载取值 结构总体布置 结构设计技术条件 主要承重构件、墙体的选择及截面尺寸 基础 材料 结构计算原则和方法
具体要求祥见word文档
二、框架结构布置
2）柱截面尺寸
柱截面尺寸一般根据经验估算或柱的轴压比限制来确定。
（1） 框架柱的截面宽度不宜小于350mm，高度均不宜小于400mm； （2）为避免柱产生剪切破坏，柱净高与截面长边之比宜大于4； （3）边柱内缩，中柱两边缩，每次缩减100~150为宜； （4）梁、柱的截面中心线宜重合，若偏心，偏心距不宜大于柱截面在该方
柱线刚度 ic 计算表
楼层 1 2 3 混凝土强 度等级 E 截面 b×h 惯性矩 I c 层高 h
ic
Ec I c
h
2、柱线刚度
四、框架横向刚度计算
12ic 3）柱的侧移刚度D值 D c 2 h
4）框架柱层间侧移刚度
c 柱侧向刚度修正系数
ic
柱的线刚度 柱的计算高度
D
柱
h
柱侧向刚度修正系数 c
1.25为重力荷载的荷载分项系数平均值；
重力荷载标准值可根据实际荷载取值，也可近似按（12~14）kN/m2计算。
二、框架结构布置
基础形式
柱下条形基础：上部荷载较大、地基承载 力较低、柱间距离较近时，可采用柱下条 形基础。
十字交叉基础：上部荷载较大、采用条形 基础不能满足地基承载力要求时，可采用 十字交叉基础。将基础纵、横两个方向联 系起来，其整体性比较好 。 筏板基础：上部荷载大、地基软弱或防渗 需要时，可采用筏板基础，其整体性比好 。
（1）框架结构中的楼、电梯间及局部出屋顶的电梯机房、楼梯间、水箱间等，应采用框架承重，
不应采用砌体墙承重。 （参考高层规6.1.6）
（2）楼梯间的结构布置。
二、框架结构布置
竖向设计
从结构受力及对抗震性能要求而言，结构的承载力和刚度宜自下而上逐渐减小，变化宜均匀、 连续不应突变。 1）建筑的竖向体型宜规则、均匀，避免有过大的外挑和内收。 2）抗震设计的建筑结构，其楼层侧向刚度不宜小于相邻上部楼层侧向刚度的 70%；受剪承载力 不宜小于其上一层受剪承载力的80%。 3）抗震设计时，结构竖向抗侧力构件宜上下连续贯通。 4）沿竖向分段改变构件截面尺寸和混凝土等级应满足：
三、框架结构计算简图
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。
1）竖向荷载作用下：
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）水平荷载作用下： 整个框架可视为若干个平面框架，共同抵抗与平面框架平行的水平荷载， 与该方向正交的结构不参与受力。
第一节 结构方案设计、 框架横向刚度计算
结构设计技术条件 水平地震作用下横向 框架结构布置 框架内力分析
不 满 足 竖 向 设 计 要 求
框 架 结 构 设 计 流 程
框架结构计算简图
框架横向刚度计算
满足竖向设计要求
不 满 足 位 移 验 算 要 求
满 足 位 移 验 算 要 求
竖向荷载作用下横向 框架内力分析
结构底层层高 = 建筑底层层高（去板厚）+室内外高差 +(1/15~ 1/12 )H –基础梁高 注：层高一般取3m、3.3m、3.6m、4.2m、4.5m等。
二、框架结构布置
承重方案 1）横向框架承重
主梁沿房屋横向布置，板和连系梁沿房屋纵向布置（实际结构中应用最多）。 2）纵向框架承重
主梁沿房屋纵向布置，板和连系梁沿房屋横向布置。
二、框架结构布置
２）抗震设计的钢筋混凝土结构，其平面布置宜简单、规则、对称，减少偏心；平面长度 L 不宜过长，突出部分长度 l 不宜过大；不采用角部重叠或细腰形平面图形。
二、框架结构布置
３）结构平面布置应减少扭转的影响。平面不规则、质量中心与刚度中心偏心较大和抗扭 刚度太弱的结构，其震害严重。 注：对结构的扭转效应从以下两个方面加以限制： （1）限制结构平面布置的不规则性，避免质心与刚心存在过大的偏心。 （2）结构的抗扭刚度不能太弱，楼梯间不宜布置在结构角部。 几点注意：
三、框架结构计算简图
注： 1）计算简图用梁、柱轴线表示，取各自的形心线；对于现浇的情况，梁截面的形心线可
近似取至板底。
2）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，可取至地下
室结构的顶板处。
3）当上、下层柱截面尺寸不同且形心轴不重合时，顶层柱的形心线作为整个柱子的轴线，
注意由上层柱传来的轴力在变截面处所产生的力矩。
位 置 边 简 图 中 柱
K
K i2 i4 2ic i2 ic
i2 ic
简
图
K
K i1 i2 i3 i4 2ic i1 i2 ic
i1 i2 ic
c
c
K 2 K
பைடு நூலகம்一般层
底
固接
K
K
c
0 .5 K 2K
层
铰接
K
K
c
0.5 K 1 2K