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某多层框架结构设计 答辩人：张川 指导老师：卞梁 工程概况 工程名称：某多层框架结构办公楼设计 建筑面积：约3000㎡ 建筑特征：建筑长46.8m、宽15.6m; 建筑总高为14.3m,大楼为四层,层高一至四层均为3.3m；室内外高差为0.3m 结构类型：钢筋混凝土框架结构 基础形式：柱下独立基础 工程安全等级：二级，设计合理使用年限50年 屋面防水等级：二级，使用年限15年 抗震设防烈度：七度 设计内容 首层平面图 二层平面图 南立面图 北立面图 结构设计 1.结构平面布置 2.楼板设计 3.竖向荷载计算及内力计算（恒、活及重力荷载） 4.水平荷载计算及内力计算（风、地震作用下荷载） 5.梁柱内力调整与组合 6.梁柱截面设计 7.基础及楼梯设计 8.电算及手电算对比 1.结构平面布置 1.平面布置图见建筑图 2.框架梁柱截面的确定 框架梁的截面尺寸按下式估算 梁高 h=（1/8~1/12） L ，其中L为梁的跨度 梁宽 b=（1/2~1/3）h 故框架横梁的截面尺寸为 6.6m跨 b×h=300㎜×600㎜ 2.4m跨 b×h=300㎜×400㎜ 框架纵梁的截面尺寸为b×h=300㎜×350㎜ 卫生间次梁的截面尺寸为b×h=200㎜×400㎜ 框架柱按轴压比初步估计截面尺寸，计算公式如下 边柱和角柱尺寸为450mm×450mm，中柱尺寸为500mm×500mm 2.楼板设计 1.楼板平面布置 2.计算楼板荷载（恒载和活载） 3.计算楼板配筋 其中单位板宽跨中弯矩计算，先计算双向板四边简支和四边固定时弯矩、挠度计算系数，然后计算单位板支座弯矩。 3.竖向荷载计算及内力计算（恒、活及重力荷载） 1.荷载计算 首先由力的传递将三角形或梯形荷载换算成均布荷载，计算出每一层框架的计算简图，然后汇成整榀框架的计算简图。 2.内力计算 用二次弯矩分配法求各荷载作用下弯矩，（1）计算各框架梁柱的截面惯性矩 （2）计算弯矩分配系数（3）计算固端弯矩（4）弯矩二次分配求端点弯矩并绘制弯矩图 根据弯矩图，取出梁柱脱离体，利用脱离体的平衡条件计算剪力，并绘制剪力图 根据剪力图，由节点的平衡条件，求出轴力，并绘制轴力图。 4.水平荷载计算及内力计算（风、地震作用荷载） 1.风荷载作用 （1）计算参数确定 （2）框架线刚度计算及侧移计算 （3）利用D值法（改进的反弯点法）计算柱端剪力及弯矩，然后利用梁柱节点的平衡求出轴力。 2.水平地震作用 （1）求重力荷载代表值 （2）横向自振周期的计算 采用顶点位移法 ，可以求得结构自振周期 （3）水平剪力计算 由于建筑物总高度不超过40m,采用底部剪力法 （4）多遇水平地震下的位移验算 各层间弹性位移角均小于[△u/h]= 1/550，最大层间弹性位移角出现在第二层1/205001/550,满足要求。 （5）框架内力计算 计算方法同风荷载（3） 5.梁柱内力调整与组合 1.内力调整 （1）将梁柱轴线处的弯矩值换算成梁柱边缘处的弯矩值（详见附录1） （2）梁端负弯矩调幅（详见附录1） 2.需要考虑的荷载效应组合（本设计任然考虑了风荷载作用下的计算组合） （1）永久荷载效应控制的组合： （2）可变荷载效应控制的组合： （3）恒载、活载和风荷载作用下的组合：1.2SGK+0.9*1.4（SQK+SWK） （4）地震作用下的组合：γRE(1.2*SGE+1.3*SEK) 对于受弯混凝土梁，受弯时，承载力抗震调整系数γRE=0.75；受剪时，承载力抗震调整系数γRE=0.85。 （梁内力组合详见附录2，柱内力组合详见附录3） 6.梁柱截面设计 1.框架梁的正截面及斜截面设计 （1）正截面承载力计算 梁两端弯矩为负，按矩形截面计算；跨中为正，按T形截面梁计算。 满足最大相对界限高度和最小配筋率的要求。 （2）斜截面受剪承载力计算 满足最小配箍率的要求。 2.框架柱的正截面及斜截面设计 （1）轴压比验算 （2）正截面承载力计算 （3）斜截面受剪承载力计算 7.基础及楼梯设计 1.基础（采用独立柱基础） （1）初步确定基础尺寸 （2）地基承载力验算 （3）冲切验算 （4）配筋计算 2.楼梯（采用板式楼梯） （1）楼梯板设计 （2）平台板设计 （3）平台梁设计 8.电算及手电算对比 利用PKPM2005版实现电算。PMCAD----PK-----SATWE-----JCCAD---LTCAD 最终将计算的结果与手算对比。通过比较恒荷载作用下的内力图，发现电