多层及高层框架结构设计
多层框架结构设计
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。
多层框架结构
2） 迭代法
逐渐逼近法。
A
考虑侧移
B
不考虑侧移
C
不考虑框架侧移时 计算步骤： （1）绘出结构的计算简图，在每个节点绘制两个方框。 （2）计算汇交于每一节点的各杆件的转角分配系数
（3）计算荷载作用下各杆端产生的固端弯矩 ，写在相应的各杆端部，并求出汇交于每一节点的各杆固端弯矩之和 ，写在该节点的内框中。
-0.147
-0.208
-0.185
-0.185
-0.147
-0.206
-0.130
-0.103
-0.103
-0.146
-0.146
… 13.2
… 18.9
… -2.5
… -2.5
… -3.6
… 2.6
… 3.6
3.6 …
… -0.2
… -0.2
… -0.3
现浇楼板对梁抗弯刚度的影响：
近似计算： 设按梁的纯矩形截面计算的截面惯性矩为I0，则：
13.2 框架结构内力及水平位移的近似计算
装配整体式楼盖： 中框架取 I=1.5 I0 边框架取 I=1.2 I0 装配式楼盖： 按实际计算。
I0
I0
现浇楼盖： 中框架取 I=2 I0 边框架取 I=1.5 I0
-0.3 …
Mik=MikF+2Mik’+Mki’=
-89.1+2*13.2-2.5=-65.2kN
-65.2
0+2*18.9+3.6=41.4kN
41.4
-89.9
97.3
-7.5
-0.3
13.9
-55.5
3.6
建筑结构——多层及高层房屋结构
建筑结构——多层及高层房屋结构在我们生活的城市中，多层及高层房屋随处可见。
这些建筑不仅为我们提供了居住、工作和娱乐的空间，其独特的结构设计更是保障了我们的安全和舒适。
那么，什么是多层及高层房屋结构呢？它们又是如何支撑起这些高大而坚固的建筑的呢？多层房屋通常指的是四层到六层的建筑，而高层房屋一般是七层及以上。
它们的结构类型多种多样，常见的有砖混结构、框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构以及筒体结构等。
砖混结构是多层房屋中较为常见的一种。
它主要由砖砌体和混凝土构造柱、圈梁组成。
砖砌体承受竖向荷载，而构造柱和圈梁则增强了房屋的整体性和抗震性能。
这种结构施工简单，成本较低，但由于砖砌体的强度有限，所以房屋的开间和进深一般较小，而且抗震能力相对较弱。
框架结构则在多层和高层房屋中都有应用。
它由梁、柱组成框架来承受竖向和水平荷载。
框架结构的优点是空间布置灵活，可以根据需要自由分隔房间。
但框架节点应力集中，侧向刚度较小，在地震作用下容易产生较大的水平位移。
剪力墙结构主要用于高层房屋，它利用钢筋混凝土墙板来承受竖向和水平荷载。
剪力墙就像一道道坚固的墙壁，具有很大的侧向刚度，能够有效地抵抗水平荷载，如风力和地震力。
不过，剪力墙结构的空间布置相对不够灵活。
框架剪力墙结构结合了框架结构和剪力墙结构的优点。
在框架结构中布置一定数量的剪力墙，既保证了空间的灵活性，又提高了结构的抗侧力能力。
这种结构在高层房屋中应用广泛，能够适应不同的建筑功能和造型要求。
筒体结构是一种更加高效的结构形式，适用于超高层建筑。
它可以分为框筒结构、筒中筒结构和束筒结构等。
筒体结构具有极大的侧向刚度和承载力，能够有效地抵抗风荷载和地震作用。
在多层及高层房屋的结构设计中，荷载的考虑至关重要。
竖向荷载包括房屋自身的重量、家具设备的重量以及人员的重量等。
而水平荷载，如风力和地震力，对于高层房屋的影响更为显著。
为了抵抗水平荷载，结构需要具备足够的侧向刚度和抗震能力。
多层、高层框架结构设计统一技术措施
多层、⾼层框架结构设计统⼀技术措施多层、⾼层框架结构设计统⼀技术措施⼀、板厚（跨度及荷载较⼤的板尚应满⾜设计要求）1、楼⾯板卧室、厨、卫、阳台100开间≥3.9m卧室110开⾓窗卧室1/22板跨且不⼩于150客厅（短向板跨）3.9~4m单向板（或接近单向板）1204.2m单向板（或接近单向板）1304.2m双向板1204.3~4.5m双向板130电梯机房1502、屋⾯板：110(10层或28.000m以下) 150(18层以上) 120(11层或28.00m以上~18层)，但跨度较⼤的板，尚应满⾜设计要求，坡屋⾯厚度应加⼤100。
3、楼电梯间屋⾯1104、电梯间及开较⼤洞⼝周边楼板120（板筋双层双向通长）5、楼梯梯板厚度：⼀般楼梯厚度取楼梯跨度的1/28，消防楼梯取楼梯跨度的1/26。
楼梯梯板厚度表（⼀）⼀般楼梯⼀般楼梯配筋表(板厚取楼梯跨度的1/28) （砼C25、HRB335）消防楼梯⼆、计算输⼊荷载恒载表（仅适⽤于住宅做⼀般装修，当装修要求⾼或需吊顶时要相应加⼤）卫⽣间按回填400计算客厅、餐厅、商铺楼⾯：板厚x26+1.7屋⾯板板厚x26+3.5楼梯8.0 (⽤于梯板厚⼩于150和跨度较⼩板，否则应相应增加)需回填的卫⽣间回填厚x20+板厚x26+1.41、活载阳台 2.5连通阳台 3.5上⼈屋⾯ 2.0不上⼈屋⾯0.5消防疏散楼梯间 3.5带浴缸卫⽣间 4.0电梯机房7.0办公室、教室、餐厅、医院门诊部的⾛廊、门庭、楼梯 2.5其余区域 2.0商铺 3.5消防通道16（分项系数1.0，单向板楼盖和⽆梁楼盖）或12（双向板楼盖）2、砌体填充墙线荷载(3m层⾼)，采⽤容重不⼤于7KN/m3的加⽓混凝⼟砌块250厚7.3(外)200厚 6.3(外) 6.0(内)150厚 5.0有凸窗处：视同实体墙外墙开⼤窗处：根据开窗⽐例按实体墙折减0.5~0.8阳台栏杆 3.0三、抗震设防烈度和抗震等级（应符合GB50011-2001表6.1.2）四、结构布置建筑、结构标⾼在武汉地区相同，其他地区按要求1、墙厚度为200时，普通剪⼒墙墙长≥1700，短肢剪⼒墙墙长⼀般为1000。
多层框架房屋建筑结构设计要点
多层框架房屋建筑结构设计要点摘要：近年来，多层框架结构凭借自身大空间、省材料、自重轻、抗震好等诸多方面的优势，被广泛应用于房屋建设中。
为保证多层框架房屋建筑施工质量，做好设计工作具有重要的现实意义。
基于此，本文首先分析了多层框架房屋建筑结构优缺点；其次探讨了多层框架房屋建筑结构设计要点。
关键词：多层框架结构；房屋建筑；设计要点；研究多层框架房屋建筑，对于结构设计有着较高的要求，如多层框架结构设计不合理，则会严重影响房屋建筑安全性、稳定性。
因此要高度重视多层框架房屋建筑结构设计工作，进而实现对多层框架房屋建筑施工质量的有效控制。
一、多层框架房屋建筑结构优缺点分析（一）优点多层框架房屋建筑结构，能够灵活的配合建筑平面布置，完成对大空间建筑结构的安排，框架结构的梁、柱等构件均具备较高的标准性，非常适用于装配式建筑施工中，达到较高的施工效率。
同时，如采用现浇混凝土多层框架，其结构具备较高的刚度及整体性，保证设计科学的情况下，能够显著提升房屋建筑的抗震性能，并且现浇混凝土时能够将梁、柱浇灵活浇筑呈所需要的截面形状，满足多层框架房屋建筑施工需求[1]。
（二）缺点多层框架房屋建筑，其框架节点应力较为集中，框架结构侧向刚度不理想，受到强烈地震等自然灾害的影响，多层框架结构极易出现较大幅度的水平位移现象，产生非结构性破坏。
同时，多层框架房屋建筑施工时，需要频繁的进行吊装作业，并且工序繁多，接头工作量非常大，需要投入较多的劳动力。
此外，框架结构刚度、承载性能一般，因此不适用于高层建筑。
二、多层框架房屋建筑结构设计要点探讨（一）多层框架结构方案构思设计多层框架房屋建筑结构设计前，做好各项准备工作非常关键，设计人员应综合考虑分析材料差异、要求等方面的因素设计出科学、可行、经济的多层框架房屋建筑结构方案。
设计人员要认真做好构思工作。
首先，多层框架结构平面布局时，应结合力学观念对柱网进行开间等跨、进深等距布置，有效减少边跨柱距，利用连续梁受力特点，减少框架结构当中的弯矩，让各跨梁截面保持一致，使得多层框架结构具备更高的刚度。
多层及高层钢筋混凝土房屋抗震设计框架结构部分
(略）
25
作业：假定框架构造旳办公楼全部柱截面尺寸均为 500×500mm,不考虑梁刚度对柱刚度旳影响。
1）计算1个柱（1层）旳抗侧刚度，计算1榀（1层）框架 旳抗侧刚度，计算构造旳层间抗侧刚度。
2）用顶点位移法计算该建筑旳基本自振周期。 3）计算1榀框架上旳地震作用。 4）用反弯点法计算地震作用下框架构造旳内力。
26
§5.4 钢筋混凝土框架构造构件设计 （一）、框架梁抗震设计 1、设计要求及计算要点： ⑴梁形成塑性铰后仍有足够旳受剪承载力(强剪弱弯） ——设计剪力旳取值。 ⑵梁筋屈服后，塑性铰区段应有很好旳延性和耗能能力 ——延性设计问题。 ⑶处理好梁筋旳锚固问题（强锚固）。 2、框架梁受剪承载力验算 ⑴ 梁剪力设计值
9
（1)反弯点法 反弯点法合用条件：层数较少，梁柱线刚度比不小于3
时。反弯点位置：上部 0.5H ， 底层 0.7H
10
内力计算环节： 层间剪力分配到柱——计算柱弯矩 ——根据节点平衡计算梁弯矩。
怎样分配？
11
(2)、D值法（改善反弯点法） 考虑上下梁刚度旳影响，对反弯点位置加以修正。 计算环节如下：
Vc
1
RE
(0.2c
fcbh0 )
41
短柱
Vc
1
RE
(0.15
fcb
h0 )
⑶ 柱斜截面受剪承载力
Vc
1
RE
( 1.05
1
ftbh0
f yv
Asv s
h0
0.056N )
H n 2h0
1时取1 3时取3
N 0.3 fcbh 时取N 0.3 fcbh
RE 0.85
42
4、 加强柱端约束（构造设计）
办公楼毕业设计--多层商业办公楼框架结构设计
h学号_ **********毕业论文（设计）课题华源开发公司多层商业办公楼框架结构设计学生姓名陈鹏系别土木建筑系专业班级土木工程专业07级本科一班指导教师刘鹏飞2011年4月华源开发公司多层商业办公楼框架结构设计摘要本设计为华源公司开发的多层商业办公楼结构设计，采用框架结构，建筑层数为五层。
本地区抗震设防烈度为7度，场地类别为二类场地，基本风压为2kN，基本雪压为.0m/402kN。
楼﹑屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构。
.0m/35本设计贯彻“实用、安全、经济、美观”的设计原则。
按照建筑设计规范，认真考虑了影响设计的各项因素。
本设计选取了结构方案中的中间横向框架进行设计。
先进行了层间荷载代表值的计算,接着利用顶点位移法求出自震周期，进而按底部剪力法计算水平地震荷载作用下大小，同时计算出结构在风荷载作用下的荷载大小，进而求出在水平荷载作用下的结构内力（弯矩、剪力、轴力）。
接着计算竖向荷载（恒载及活荷载）作用下的结构内力。
找出最不利的一组或几组内力组合。
选取最安全的结果计算配筋并绘图。
此外还进行了结构方案中的室内楼梯的设计，完成了平台板，梯段板，平台梁等构件的内力和配筋计算及施工图绘制。
对楼板也进行了配筋计算，采用是的是双向板。
基础采用了柱下独立基础，对基础行了受力和配筋计算。
整个设计过程中，严格遵循相关的专业规范，参考相关资料和有关最新的国家标准图集，对设计的各个环节进行综合全面科学的考虑。
总之，实用、安全、经济、美观是本设计的原则。
设计计算整个过程中综合考虑了抗震要求、技术经济指标和施工工业化的要求。
关键词：框架结构；抗震设计；荷载计算；内力计算；计算配筋AbstractThis design for huayuan worldbest company developed the multi-layered commercial office building structural design, uses frame structure, construction layer for five layers. This region seismic fortification intensity of 7 degrees, site categories for type venues, basic wind pressure is for 2/40.0m kN , basic snow 2/35.0m kN . Floor, roof adopts cast-in-situ reinforced concrete structure.This design implementation "the practical, safe, economic, beautiful" design principle. According to the architectural design standard, carefully consider the various factors affecting design.This design chose the transverse frame structure scheme design among. The first between layers of load calculation, then represent value for using vertex displacement method, and then from the earthquake cycle by bottom shear method to calculate the size of horizontal seismic load, and calculate the structure in the wind load, and then find out load size under horizontal loads of structural internal force (moment, shear force and axial force). Then calculating vertical load (constant load and live load) under the action of structural internal force. Find out the most unfavorable one group or several groups of internal force combination. Select the security reinforcement and the results calculated animation In addition to the structure scheme design of indoor stair, completing the flat bedplate, ladder section board, platform beam of internal force and the component such as reinforcement calculation and construction drawing. Also on floor reinforcement calculation, using yes is two-way board. Foundation adopted under column independent basis, the base line stress and reinforcement calculation.The whole design process, strictly abide by relevant professional regulation, reference related materials and related the latest national standard atlas of design of each link, comprehensive comprehensive scientific consideration. Anyhow, practical, safe, economic, beautiful is the design principles. Design calculation the whole process took into consideration the seismic requirements, technical and economic indexes and construction industrialized requirements.Keywords: Frame structure; Seismic design; The load calculation; Internal force calculation; Calculation of reinforcement目录第一章建筑设计说明.................................................................................................................................... - 1 -1.1平面设计 (1)1.1.1 使用部分平面设计 .............................................................................................................................. - 2 -1.1.2 交通联系部分设计 .............................................................................................................................. - 2 -1.1.3 平面组合设计 ...................................................................................................................................... - 2 -1.2剖面设计 (2)1.3立面设计 (3)1.4楼板层和地面 (3)1.5基础和地基 (4)1.6交通联系部分的设计 (4)1.6.1 楼梯设计 .............................................................................................................................................. - 4 -1.6.2 门厅的设计 .......................................................................................................................................... - 5 -1.6.3 室外台阶 .............................................................................................................................................. - 5 -1.6.4 门和窗的设计 ...................................................................................................................................... - 5 -1.7其它设计 (6)1.7.1 散水设计 .............................................................................................................................................. - 6 -1.7.2 勒脚的设计 .......................................................................................................................................... - 6 -1.7.3 女儿墙设计 .......................................................................................................................................... - 6 -第二章结构设计说明.................................................................................................................................... - 7 -2.1材料要求 (7)2.2填充墙要求 (7)2.3截面尺寸要求 (7)2.4结构布置要求 (7)2.5计算过程 (8)2.5.1 计算简图 .............................................................................................................................................. - 8 -2.5.2 在竖向荷载作用下的近似计算 .......................................................................................................... - 9 -2.5.3 地震作用计算 ...................................................................................................................................... - 9 -2.5.4 框架的内力组合 .................................................................................................................................. - 9 -2.5.5 正截面和斜截面的设计 .................................................................................................................... - 10 -第三章结构计算书 ..................................................................................................................................... - 11 -3.1工程概况 . (11)3.2设计原始资料 (11)3.2.1 建筑要求 ............................................................................................................................................ - 11 -3.2.3 建筑技术条件 .................................................................................................................................... - 11 -3.3材料选用 . (12)3.4结构选型 (12)3.5结构布置及计算简图 (12)3.5.1 选择承重方案 .................................................................................................................................... - 12 -3.5.2 梁、柱截面尺寸估算 ........................................................................................................................ - 12 -3.5.3 框架结构计算简图 ............................................................................................................................ - 13 -3.6重力荷载计算 .. (14)3.6.1 屋面及楼面的永久荷载标准值 ........................................................................................................ - 14 -3.6.2 屋面及楼面可变荷载标准值 ............................................................................................................ - 15 -3.6.3 梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算................................................................................................. - 15 -3.7重力荷载代表值 . (15)3.7.1 第5层的③轴线框架重力荷载代表值： ....................................................................................... - 15 -3.7.2 第3～4层的③轴线框架重力荷载代表值： ................................................................................. - 16 -3.7.3 第2层的③轴线框架重力荷载代表值： ....................................................................................... - 16 -3.7.4 第1层的③轴线框架重力荷载代表值： ....................................................................................... - 16 -3.8横向框架侧移刚度计算 . (17)3.8.1 计算梁、柱的线刚度 ........................................................................................................................ - 17 -3.8.2 计算柱的侧移刚度 ............................................................................................................................ - 17 -第四章横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算......................................................................... - 19 -4.1横向水平地震作用下的框架结构的内力和侧移计算.. (19)4.1.1 横向自振周期的计算 ........................................................................................................................ - 19 -4.1.2 水平地震作用及楼层地震剪力计算................................................................................................. - 19 -4.1.3 水平地震作用下的位移验算 ............................................................................................................ - 21 -4.1.4 水平地震作用下框架内力计算 ........................................................................................................ - 22 -4.2横向风荷载作用下框架结构的内力和侧移计算. (25)4.2.1 风荷载标准值 .................................................................................................................................... - 25 -4.2.2 风荷载作用下的水平位移验算 ........................................................................................................ - 27 -4.2.3 风荷载作用下框架结构内力计算 .................................................................................................... - 28 -第五章竖向荷载作用下横向框架结构的内力计算 .................................................................................... - 32 -5.1计算单元 . (32)5.2.1 恒载计算 ............................................................................................................................................ - 33 -5.2.2 活荷载计算 ........................................................................................................................................ - 36 -5.3内力计算 . (39)5.3.1 恒载作用下的内力计算 .................................................................................................................... - 39 -5.3.2 活载、雪载作用下的内力计算 ........................................................................................................ - 44 -第六章横向框架内力组合 .......................................................................................................................... - 51 -6.1结构抗震等级 .. (51)6.2框架梁内力组合 (51)6.2.1 作用效应组合 .................................................................................................................................... - 51 -6.2.2 承载力抗震调整系数 ........................................................................................................................ - 51 -6.2.3 梁内力组合表 .................................................................................................................................... - 51 -6.2.4 计算跨间最大弯矩 ............................................................................................................................ - 54 -6.3框架柱内力组合 . (56)6.3.1 柱内力组合 ........................................................................................................................................ - 56 -6.3.2 柱端弯矩值设计值的调整 ................................................................................................................ - 61 -第七章截面设计 ......................................................................................................................................... - 63 -7.1框架梁 .. (63)7.1.1 梁的正截面受弯承载力计算 ............................................................................................................ - 63 -7.1.2 梁斜截面受剪承载力计算 ................................................................................................................ - 65 -7.2框架柱 .. (67)7.2.1 柱截面尺寸验算 ................................................................................................................................ - 67 -7.2.2 框架柱的截面设计 ............................................................................................................................ - 68 -第八章板配筋计算 ..................................................................................................................................... - 73 -8.1板的配筋 . (73)8.1.1 设计资料 ............................................................................................................................................ - 73 -8.1.2 荷载计算 ............................................................................................................................................ - 74 -8.1.3 板的计算 ............................................................................................................................................ - 74 -第九章楼梯设计 ..........................................................................................................................................- 78 -9.1建筑设计 . (78)9.2结构设计 (78)9.3梯段板设计 (79)9.3.1 斜板设计（一、二层） .................................................................................................................... - 79 -9.3.2 平台板设计 ........................................................................................................................................ - 80 -9.3.3 平台梁设计 ........................................................................................................................................ - 81 -10.1材料选用 (83)10.2荷载选用 (83)10.2.1 由基础梁传到基顶的荷载 .............................................................................................................. - 83 -10.3基础截面计算 (84)10.4地基承载力及基础冲切验算 (84)10.4.1 A柱的验算....................................................................................................................................... - 84 -10.4.2 B柱的验算 ....................................................................................................................................... - 86 -10.5基础底板计算配筋 . (87)10.5.1 A柱的配筋计算 ............................................................................................................................... - 87 -10.5.2 B柱的配筋计算 ............................................................................................................................... - 88 -结论 ............................................................................................................................................................ - 90 -参考文献 ........................................................................................................................................................ - 91 -致谢 .............................................................................................................................................................- 92 -第一章建筑设计说明这次毕业设计的课题为华源开发公司多层商业办公楼框架结构设计,本着富有时代气息的原则,来设计一座具有现代化气息的商业办公楼。
多层及高层房屋钢框架结构
4.3 柱和支撑的设计
4.3.1 框架柱设计概要
➢柱截面形式: 箱形、焊接工字形、H型钢、圆管等 ➢截面估计：按1.2N的轴心受压构件，34层作一次截面变
化，厚度不宜超过100mm ➢板件宽厚比，见下表 ➢长细比：多层(12层)框架柱在68度设防时不应大于120，
9度设防时不应大于100。高层(>12层)框架柱在设防烈度 为6，7以及8和9度时，分别为120，80以及60
bc1= bc2
组合梁混凝土翼板的有效宽度
(a) Afbcehcfcm (塑性中和轴在混凝土受压翼板内)
(b) Af>bcehcfcm (塑性中和轴在钢梁截面内) 正弯矩时组合梁横截面抗弯承载力计算图
2.负弯矩作用时
MMp+Asfsy(y3+/y4 /2)
As
组合梁塑性中和轴 钢梁塑性中和轴
y4 y3
多层(12 层)
高层(>12 层)
7度 8度 9度 6度 7度 8度 9度
13 11 9 9 8 8 7
33 30 27 25 23 23 21
31 28 25 23 21 21 19
42 40 40 38
➢ 截面形式：
1. 双轴对称截面 2. 单轴对称截面，采取防止绕对称轴屈曲的构造措施
➢ P-效应导致的附加效应：
多层(12层) 按压杆设计
150
按拉杆设计 200
120 120 150 150
高层(>12层)
120
90 60
➢ 板件宽厚比： 1. 6度抗震设防和非抗震设防：按《钢结构设计规范》(GB50017) 2. 抗震设防结构：
板件名称
翼缘外伸部分 工字形截面腹板
多层和高层框架结构
Mi'ki'kMig Mk' i
i
…3-10
主页 目录 上一章
式中，
M
' ki
弯矩
i
——汇交于节点i各杆的远端转角
之和，最初可假定为0。
帮助
混凝土结构设计
第3章
➢ 按下式计算每一杆端的最后弯矩值，即
M ikM iFk2M i'kM k ' i
…3-11
或
M ik M iF k M i'k (M i'k M k ')i …3-12
帮助
混凝土结构设计
第3章
以三层框架为例，用反弯点法计算水平荷载作
用下框架的内力。
顶层
主页
因此各柱的剪力为：
X 0 V31V32V33 F3
V31 D31Δ3 V32 D32Δ3 V33 D33Δ3
3
D3
1
F3 D32
D3
3
F3
3
D31
j1
V3 j
D3 j
3
F3
D3j
j1
…3-17 …3-18
特点
➢ 房屋横向刚度大，侧 移小；
➢ 横梁高度大，室内有 效净空小。
➢ 非抗震时使用
主页 目录 上一章
横向承重
帮助
混凝土结构设计
▪ 纵向布置
纵向承重
第3章
特点：
➢ 连系梁截面较小，框 架梁截面尺寸大，室 内有效净空高；
➢ 对纵向地基不均匀沉 降较有利；
➢ 房屋横向刚度小，侧 移大。
主页 目录 上一章
计算简图
第3章
l0
l0
1
2
建筑结构——多层及高层房屋结构
我国《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程 》将 10层和10层以上的房屋 划为高层建筑。 在1972年召开的国际高层建筑会议上，把高层建筑分为四类： 第一类高层：9—16层（最高到50m）； 第二类高层：17—25层（最高到75m）； 第三类高层：26—40层（最高到100m）； 第四类高层：40层以上（或高度100m以上）。 ３～８层的民用建筑则称为多层房屋。
（２）纵向框架承重方案 楼板放在纵向框架梁上，房屋的横向布置连系梁。当为大开间柱网时可考虑采 用此方案。如图11-3ｂ。
（３）纵横向框架承重体系 两个方向的梁都要承担楼板传来的竖向荷载，梁的截面均较大，房屋双向刚度 均较大。如图11-3Ｃ所示。
图１1-3
３、变形缝设置
变形缝有： 伸缩缝பைடு நூலகம்沉降缝 防震缝
1A2.6.3现浇框架的构造要求
1、一般要求 2、连接构造
1、一般要求
（1）材料尺寸要求
A、 混凝土强度等级不低于Ｃ２０，纵向钢筋采用 Ⅰ级、Ⅱ级钢筋，箍筋采用Ⅰ级钢筋。 B、梁柱混凝土保护层最小厚度应根据框架所处环境条件确定。 C、框架梁柱的截面尺寸最终应根据房屋的侧移验算是否满足规范要求来确定。 D、框架梁柱应分别满足受弯构件和受压构件的构造要求，地震区的框架还应满足抗震设
图11-13
⑤ 框架顶层端节点内纵向钢筋的锚固，见图11-14 。 根据偏心距的大小，梁柱纵向钢筋的截断位置分三种情形：
图11-14
• 上、下柱连接
上、下柱的钢筋宜采用焊接，也可采用搭接。下柱钢筋伸 出搭接长度的要求如图11-15。
图11-15
• 下柱伸入上柱塔接钢筋的根数及直径应 满足上柱要求，见图11-16。
• 柱网布置宜考虑下述原则： a、柱网应规则、整齐、间距合理，传力体
多层钢筋混凝土框架结构设计
第5页/共108页
在框架结构设计中，应首先确定构件截面尺寸及结构计算简图，然后进行荷载计算及结构内力和侧移分析。
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。
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第三节 多层多跨框架在水平荷载作用下内力的近似计算——反弯点法和D值法
（一） 反弯点法（二） D 值法
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（一） 反弯点法
一、基本假定二、反弯点高度三、侧移刚度四、计算步骤五、反弯点法的适用条件
第33页/共108页
第34页/共108页
一、基本假定
梁柱线刚度比较大(ib/ic＞3）时，节点转角很小，可忽略不计，即θ≈0。 不考虑柱子的轴向变形，故同层各节点水平位移相等。 底层柱与基础固接，线位移与角位移均为0。
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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。 梁截面尺寸确定 框架结构中框架梁的截面高度hb可根据梁的计算跨度lb、活荷载大等，按hb = (1/18~1/10)lb确定。为了防止梁发生剪切脆性破坏，hb不宜大于1/4净跨。主梁截面宽度可取bb = (1/3~1/2)hb，且不宜小于200mm。为了保证梁的侧向稳定性，梁截面的高宽比（hb/bb）不宜大于4。
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2．计算简图 将复杂的空间框架结构简化为平面框架之后，应进一步将实际的平面框架转化为力学模型[图，在该力学模型上作用荷载，就成为框架结构的计算简图。 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（beam-column joints）表示，梁或柱的长度用节点间的距离表示，如图 所示。由图可见，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，除底层柱外，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。
多层框架结构设计
4）《荷载规范》规定的楼面活荷载值，是根据大量调查资 料所得到的等效均布活荷载标准值，且是以楼板的等效均 布活荷载作为楼面活荷载。
5）当竖向活荷载与恒荷载之比小于0.5时，可以不考虑活 荷载的不利布置。工程中常用满布荷载法，即当活荷载作 用相对较小时，把活荷载作用于框架所有的梁上，该法支 座弯矩足够准确，跨中弯矩须乘以1.1～1.2的调整系数。此 法常用活荷载1.5～2.0kN/m2。
主梁截面宽度可取bb = (1/3~1/2)hb，且不宜小于200mm。 为了保证梁的侧向稳定性，梁截面的高宽比（hb/bb）不宜大 于4。（对于一般民用建筑，以选用下限为宜）
当一根框架梁的各跨跨度相差较大时，这种框架梁各 跨的截面宽度应该相同，以利于梁内上部纵筋的贯通和下 部纵筋的锚固；但梁各跨的截面高度应该取不同值。
非抗震设计
高度限制（m）
70
抗震设防烈度
6度
7度 8度 9度
60
55
45
25
高宽比限制
5
4
3
2
框架结构适用于非抗震时的多层及高层建筑，抗震设计时的 多层及小高层建筑（7度区以下）。7度区以下、小于等于3层的多 层建筑可不采用框架结构。
一般8度区高度超过20m采用框架结构不经济，因此6层以上 的建筑结构宜采用框架—剪力墙结构或剪力墙结构。
梁水平加腋厚度可取梁截面高度，其水平尺寸宜满足 下列要求：
bx / lx ≤ 1/2 ， bx / bb ≤ 2/3 ， bb + bx + x ≥ bc/2 梁水平加腋后，改善了梁柱节点的受力性能，故节点有 效宽度bj宜按下列规定取值： 当x = 0时，bj按下式计算：bj ≤ bb + bx 当x≠0时，bj取下列二式计算的较大值：
多层和高层框架结构设计-竖向荷载作用
2/5/2020
6
3.竖向荷载作用下的内力计算方法
（1）分层法 ①基本假定
忽略竖向荷载作用下框架结构的侧移； 每层梁上的荷载只在本层梁及与其相连的上、
下层柱产生内力，不在其他层梁和其他层柱 上产生内力。 应当指出，上述假定中所指的内力不包 括柱轴力，因为某层梁上的荷载对下部 各层柱的轴力均有较大影响，不能忽略。
8.89
kN m
M
F FE
3.4 5.62 12
kN m
8.89
kN m
A
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H
I
3.8 kN/m
3.4 kN/m
E
F
B 7500
C 5600
顶计 层算
各 节 点 弯 矩 ：
下柱 右梁 0.332 0.668
G -13.13
4.36 8.77
-1.25 0.41 0.84 4.77 -4.77
3.竖向荷载作用下的内力计算方法 • 弯矩二次分配法
基本假定 (1) 不考虑框架结构的侧移对其内力的影响； (2) 每层梁上的荷载仅对本层梁及其上、下柱的 内力产生影响，对其它各层梁、柱内力的影 响可忽略不计。 上述假定中所指的内力同样不包括柱轴力。
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3.竖向荷载作用下的内力计算方法 • 弯矩二次分配法
-1.66
1.43 0.23 0.77 -0.77
E -0.48
F -0.26
29
1.20 G
底计 层算
各 节 点 弯 矩 ：
上柱 下柱 右梁
0.186 0.348 0.466
D
-17.81
3.31 6.20 8.30 -1.53
(完整)钢筋混凝土多层及高层框架结构
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—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。
框架结构柱网示意图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—剪力墙结构。
在框架—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>。
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>。
图7-2筒体结构 (a>框架内筒结构；(b>筒中筒结构；?束筒结构框架结构1 、框架结构承重方案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。
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我国《高层建筑混凝土结构技术规程》将10层及10层以 上或房屋高度大于28m的住宅建筑，以及房屋高度大于24m 的其他高层民用建筑混凝土结构房屋，称之为高层建筑。
表
框架结构房屋的最大适用高度和最大高宽比
非抗震设计
抗震设防烈度
6度
7度
8度 9度
高度限制（m）
70
高宽比限制
5
60
50
40
第3章 多层和高层框架结构设计
可整理ppt
1
混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规 则和构造详图： 1.现浇混凝土框架、剪力墙、框架-剪力墙、框支 剪力墙结构（11G101-1 ） 2.现浇混凝土板式楼梯（11G101-2） 3.现浇混凝土楼面与屋面（ 11G101-4 ） 4.独立基础、条形基础、桩基承台（11G101-3）
预制 板
风。
2）纵向框架承重
有利于设备管线的穿行；在房屋开间方向需要较大空间时，
可获得较高的室内净高；当基础土的物理力学性能在房屋纵向有
明显差异时，可利用纵向框架的刚度来调整房屋的的不均匀沉降。
但房屋横向刚度较差。
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。这种承重方案整体性好，有利于抗震。
24
4
3
2
框架结构适用于非抗震时的多层及高层建筑，抗震设计时的
多层及小高层建筑（7度区以下）。7度区以下、小于等于3层的多
层建筑可不采用框架结构。
一般8度区高度超过20m采用框架结构不经济，因此6层以上的
建筑结构宜采用框架—剪力墙可结整理构pp或t 剪力墙结构。
8
高层建筑承受的荷载比多层建筑大，刚度比多层建筑小， 水平荷载对高层建筑的影响比对多层建筑的影响大。因此， 对高层建筑，特别是高层结构框架建筑的整体性要求，比对 多层框架结构建筑要高。
抗震设计时，不应采用部分由砌体墙承重、部分由框架承重
的混合承重形式。
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12
图3.2.1 框架结构的布置
可整理ppt
13
连系梁一就是联系结构构件之间的系梁，作用是增加结构 的整体性。
连系梁主要起连接单榀框架的作用，以增大建筑物的横向 或纵向刚度；连系梁除承受自身重力荷载及上部的隔墙荷载作 用外，不再承受其他荷载作用。
对建筑的影响。
（5）施工简便。
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10
（6）经济合理。
3.2.2 结构布置方法
1. 平面布置
①应采用纵横双向刚接的抗侧力结构体系； ②柱网的开间和进深，应根据建筑使用功能要求，结合 受力的合理性、方便施工、经济等因素确定。
2. 竖向布置（结构侧移刚度宜下大上小）
①柱子布置应均匀、对称，同层各柱截面尺寸宜相同，避
网布置）和选择结构承重方案，这些均必须满足建筑平面 及使用要求，同时也须使结构受力合理，施工简单。
（1）满足使用要求，尽可能地与建筑的平、立、剖面划
分相一致。
（2）满足人防、消防要求，使水、暖、电各专业的布置
能有效地进行。
（3）结构应尽可能简单、规则、妥善地处理温度、地基不均匀沉降以及地震等因素
关。
1. 框架结构的受力特点 在竖向荷载和水平荷载作用下，框架结构各构件将产生内
力和变形。框架结构的侧移一般由两部分组成： （1）由水平力引起的楼层剪力，使梁、柱构件产生弯曲
变形，愈到上部层间变形愈小，使整个结构的呈现剪切变形us； （2）由水平力引起的倾覆力矩，使框架柱产生轴向变形
（一侧柱拉伸，另一侧柱压缩），愈到底部层间变形愈小，使 整个结构的呈现弯曲变形ub。
免短柱，应使各柱抗侧力刚度大致相同，防止在地震作用下由
于各柱抗侧力刚度相差悬殊而被各个击破导致结构破坏。
②框架沿高度方向各层平面柱网布置尺寸宜相同。上下楼
层柱子截面变化时，尽可能使柱中心对齐，或上下仅有较小的
偏心。
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11
3. 平面框架的承重方案
1）横向框架承重
采用 房屋抗侧移刚度好；这种布置有利于房屋室内的采光和通
造价者网
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2
学习目标：1. 了解框架结构的特点和适用范围。 2. 熟悉框架结构的布置原则与方法。 3. 熟悉梁、柱截面尺寸及框架结构计算简 4. 图的确定方法。 4. 掌握框架结构在竖向和水平荷载作用下 的内力计算方法。 5. 掌握框架结构的内力组合原则。
6. 熟悉框架结构在水平荷载作用下的侧移
连系梁是结构受力构件之间连接的一种形式，它一般不参 与结构计算，往往是根据规定或经验设定的。
次梁在主梁的上部，主要起传递荷载的作用。
次梁在主梁和次梁的交接处，可以把主梁看成是次梁的支
座（固定支座）。次梁的钢筋伸入主梁的长度只要满足锚固长
度的要求即可。钢筋的锚固长度与梁的跨度无关，只与钢筋的
抗拉设计强度、混凝土的抗拉设计强度及钢筋的直径和外形有
验算方法。 7. 熟悉梁、柱的配筋计算和构造要求。
难 点：框架结构的内力组合方法和梁、柱、节点的
配筋构造
可整理ppt
3
3.1 概述
框架结构由梁、柱构件通过节点连接构成，如整幢房屋均采 用这种结构形式，则称为框架结构体系或框架结构房屋。
框架结构平面可布整置理p和pt 剖面示意图
4
按施工方法不同，框架结构可分为现浇式、装配式和 装配整体式三种。
从设计计算而言，高层框架结构除风荷载取值、楼面活 荷载布置等与多层框架结构略有不同，水平荷载下应补充侧 移验算外，在结构布置、计算简图的确定、竖向和水平荷载 下的内力计算方法、内力组合原则、截面配筋计算及构造要 求等方面，二者基本相同。
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9
3.2 结构布置方法
3.2.1 结构布置的一般原则 框架结构布置主要是确定柱在平面上的排列方式（柱
当框架结构房屋的层数不多时，其侧移主要表现为整体剪 切变形，整体弯曲变形的影响很小。
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5
剪切变形
框架结构的侧移
可整理ppt
弯曲变形
6
2. 框架结构体系的优缺点
（1） 建筑平面布置灵活，能获得大空间（特别适用于商 场、餐厅等），也可按需要做成小房间；
（2）建筑立面容易处理；结构自重较轻； （3）计算理论比较成熟； （4）在一定高度范围内造价较低。 （5）框架结构的侧向刚度较小，水平荷载作用下侧移较 大，有时会影响正常使用；如果框架结构房屋的高宽比较大， 则水平荷载作用下的侧移也较大，而且引起的倾覆作用也较 严重。 因此，设计时应控制房屋的高度和高宽比。