框架结构设计计算书1.截面尺寸估算图1 结构平面布置图横梁AB 轴的截面尺寸为： h=L/12=6000/12=500mm ，取500mm b=h/3=500/3=167mm ，取250mm 横梁BD 轴的截面尺寸为：h=L/12=8000/12=666mm ，取700mm b=h/3=700/3=233mm ，取300mm 纵梁1-2轴的截面尺寸为： h=L/12=8100/12=675mm ，取700mmb=h/3=700/3=233mm ，取300mm 次梁的截面尺寸为：h=L/18=8100/12=450mm ，取500mmb=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 mmb =(1/10-1/15)×H =390-260 mm按轴压比确定： 可根据式cf N A c估算。
各层的平均荷载设计值近似取14 kN /m 2，柱的负载面积为（4+3）×8.1m 2。
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= 77714mm 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3.6m2.框架结构计算简图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：表1 横梁线刚度i b计算表梁编号层次Ec b h I0L EcI0/LαEcI0/L （N/mm2）(mm)(mm)(mm4)(mm)(N.mm)(N.mm)中框架AB1~33.00E+0425050026041666676000130208333332.60E+1BD1~33.00E+04300700857500000080003.22E+16.43E+1边框架AB1~33.00E+04250500260416666760001.30E+11.95E+1BD1~33.00E+04300700857500000080003215625000048234375000注：α为梁刚度调整系数表2 柱线刚度i c 计算表层次 h c (mm) Ec （N /mm 2） b ×h (mm 2) Ic (mm 4) E c I c / h c (N .mm) 1 3900 3.0×104500×500 5.21×109 4.01×10102 3600 3.0×104 500×500 5.21×109 4.34×1010 336003.0×104400×4002.13×9 1.78×1010表3 梁柱相对线刚度i 计算（底层柱ic=1.0）中框架i ab 0.65 边框架i ab 0.048 ibd 1.60i bd 1.20 i 2 1.08 i 2 1.083 i 30.44i 30.443. 荷载计算3.1 荷载标准值计算3.1.1 屋面恒载（上人）20厚水泥砂浆找平层 2m /40kN .002.020=⨯150厚水泥蛭石保温层 2m /75kN .015.05.0=⨯120厚钢筋混凝土板 2m /kN 312.025=⨯20厚石灰砂浆 2m /kN 43.020.071=⨯ 合计 2m /4.49kN 屋面均布恒荷载为： kN 66.203649.4)226()41.8(=⨯+⨯⨯⨯3.1.2 楼面恒载：瓷砖地面（包括水泥粗砂打底） 2m /0.55kN 120厚钢筋混凝土板 2m /kN 312.025=⨯ 20厚水泥砂浆 2m /40kN .002.020=⨯ 合计 2m /3.95kN 楼面均布恒荷载为： kN 72.179195.3)226()41.8(=⨯+⨯⨯⨯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 /m 2，所以屋面均布荷载标准值为：kN 20.9070.2)226()41.8(=⨯+⨯⨯⨯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/m 2，餐厅为2.5kN/m 2，走廊、门庭、楼梯为2.5kN/m 2，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/m 2。
所以楼面均布荷载标准值为：kN 00.11345.2)226()41.8(=⨯+⨯⨯⨯3.1.5 雪荷载标准值 基本雪压为0.4kN/m 2雪荷载标准值0r k S S ⋅=μ查《建筑结构荷载规范》得：2k r kN/m 2.0S 1.0==μ 故雪荷载标准值为：kN 44.1814.0)226()41.8(=⨯+⨯⨯⨯ 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b(m ) h (m ) γ (kN .m -3) β (kN .m -1) g (kN .m -1) L (m ) n Gi (kN) 梁12 0.3 0.7 250.340 5.59 8.1 12 543.35 梁BD 0.3 0.7 25 0.34 5.59 85 223.60 梁AB 0.25 0.5 25 0.255 3.386 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 6.59 3.9 15 385.52 2层柱 0.5 0.5 25 0.34 6.59 3.6 15 355.86 3层柱0.40.4250.2724.273.615 230.69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 /m 2内墙： 0.24×6=1.44kN /m 2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=541.90kN3.3 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=13117.23kNG14716.69kN4591.53kN3809.01kN图3重力荷载代表值4. 水平地震力作用下框架的侧移计算框架梁、柱的混凝土取C30等级，混凝土的弹性模量为Ec=3×107kN/m 2。
4.1 梁、柱线刚度计算详见章节1.2.1，此处不再赘述。
4.2 横向框架柱的侧移刚度D 值横向框架柱的侧移刚度D 值的计算见下表5—表7：表5 底层横向框架柱的侧移刚度D 值编号cb i i i ∑=ii ++=25.0α212c c h i D ⋅⋅=α根数边框架边柱1-A / 5-A 0.48 0.39 12548.20 2 1-D / 5-D 1.20 0.53 16810.32 2 边框架中柱 1-B / 5-B1.69 0.59 18764.64 2 中框架边柱 2-A / 3-A / 4-A0.65 0.43 13717.00 3 2-D / 3-D / 4-D1.60 0.58 18457.58 3 中框架中柱 2-B / 3-B / 4-B2.25 0.64 20466.46 3 ΣD254169.5215表6 二层横向框架柱的侧移刚度D 值编号cb i i i 2∑=ii +=2αcc h i D 12⋅⋅=α 根数边框架边柱1-A / 5-A 0.45 0.18 7381.42 2 1-D / 5-D 1.11 0.35 14354.50 2 边框架中柱1-B / 5-B1.56 0.43 17618.73 2 中框架边2-A / 3-A /0.600.239274.093柱4-A2-D / 3-D / 4-D1.48 0.42 17103.02 3 中框架中柱 2-B / 3-B / 4-B2.08 0.51 20496.37 3 ΣD219329.7915表7 三层横向框架柱的侧移刚度D 值编号cb i i i 2∑=ii +=2α cc h i D 12⋅⋅=α 根数边框架边柱1-A / 5-A 1.09 0.35 5836.28 2 1-D / 5-D 2.71 0.57 9475.85 2 边框架中柱 1-B / 5-B3.81 0.65 10796.27 2 中框架边柱 2-A / 3-A / 4-A1.46 0.42 6959.23 3 2-D / 3-D / 4-D3.61 0.64 10600.40 3 中框架中柱 2-B / 3-B / 4-B5.08 0.71 11812.523 ΣD140333.3015将上述不同情况下同层框架侧移刚度相加，即得框架各层层间侧移刚度ΣDi 。