安徽工程大学机电学院毕业设计(论文）
第二章 计算简图
2.1结构平面布置如图所示
图2-1 结构布置图
2.2梁柱截面尺寸初步估算 2.2.1梁截面估算
参考《混凝土结构设计》，梁宽不小于200mm，梁高不大于4倍梁宽。一般情况下，框架梁的截面尺寸可按下列公式估算： 式中 l——梁的计算跨度；
h——梁的截面高度； b——梁的截面宽度。 据此选取粱截面：
横向框架梁（最大跨度6600mm）： h =(1/12～1/8)×6600mm,取为50mm b=(1/２～1/3.5)×650mm,取为300mm 梁截面尺寸为：300mm×650mm。 走道梁(跨度2400mm)
梁截面尺寸为：250mm×400mm 纵向框架梁（最大跨度5400mm）： h =(1/12～1/8)×5400mm,取为650mm b=(1/２～1/3.5)×650mm,取为300mm 梁截面尺寸为：300mm×650mm。 次梁:
h =(1/18～1/15)×2700mm，取500mm b取250mm
2.2.2板截面尺寸估算
在可能条件下，应优先选用双向板而少用单向板，且在方案设计阶段就要充分发挥双向板功能的最大效率。对于双向板的设计，应在以下几方面逐步思考深化：首先，荷载类型，建筑功能需要一个可供活动使用的水平楼屋面，且承担典型的均布面荷载。单向板与双向板均为面结构，适合承受面荷载，而不宜抵抗较大集中荷载。对较大集中荷载宜采用梁结构，将集中荷载置于梁上。
其次，跨长比例宜在1.5以下，可以充分发挥双向板的双向功能。另外，还要考虑钢筋混凝土双向板的经济跨距适用范围为3～6m，超过时应增设梁。
3
李正龙：某高校砼框架办公楼的结构设计
本办公楼单间跨度为5.4m × 6.6m,符合双向板要求，板厚根据下式计算: h0=（1/35～1/45）l0 =（1/35～1/45）×5400=120mm，应此，该楼板厚统一取120mm。 2.2.3柱截面尺寸估算
柱截面尺寸初步取500mm×500mm。各层重力荷载可近似取值14KN/m2，由图可知 边柱及中柱的负载面积分别为5.4m×3.3m和5.4m×4.5m。 初步估算梁截面尺寸时，应满足： Ac≥Nc/（u?fc） (Nc=C?N) 边柱
Ac≥1.2N/fc=1.2×14×103×5.4×3.3×1.25×5÷14.3=13084.5mm2 中柱
Ac≥1.1N/fc=1.1× 1.25×5.4×4.5×14×103×5÷14.3=163558mm2
如取柱截面为正方形，则边柱和中柱尺寸分别为362mm×362mm和 405mm×405mm，考虑到上部结构墙厚及板厚较大，所以柱截面尺寸统一取500mm×500mm。 2.3框架计算简图及梁柱线刚度计算 2.3.1框架计算简图确定
梁柱均为整体现浇，节点可以简化为刚节点，底层柱与基础的连接也为刚节点。由于各层柱的截面尺寸不变，故梁跨取柱中心线间的距离。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（基础置于粉质粘土层）、室内外高差600mm、定位-1.8m，即柱的底层长度为 5.4m，其余各层柱高从楼面算至上一层楼面（即层高），均为 3.6m。结构布置及一榀计算框架的选取位置如图 2-1 所示。 2.3.2框架线刚度计算
框架在竖向荷载作用下，可忽略节点侧移，按刚性方案设计。在水平荷载的作用下，不能忽略节点侧移，按弹性方案设计。 采用 C30 混凝土（E=3.0×107kN/m2），根据《混凝土结构设计》[1]一书，考虑到楼面板与框架梁的混凝土一起浇筑，中框架梁取 I= 2I0（I0为不考虑楼板翼缘作用的梁截面惯性矩）
柱：
惯性矩 I1=bh3./12=0.5×0.53/12=0.00521m4 线刚度 a.底层：i1=EI/l1=0.00521×3×107/5.4=2.894×104KN·m
b.标准层：i2= EI/l2=0.00521×3×107/3.6=4.340×104KN·m
梁：
a.边跨梁：I2=2× (bh3/12)×=2×0.3×0.653/12=0.01373 m4
i3= EI/l3=0.01373×3×107/6.6=6.241×104KN·m
b.中间跨梁：I3=2× (bh3/12) =2×0.25×0.43/12=0.00267 m4
i4= EI/l3=0.00267×3×107/2.4=3.333×104KN·m
令i3=1，则其他梁柱相对其线刚度为：
i1=2.894/0.241=0.46 i2=4.340/6.241=0.695 i4=3.333/6.241=0.534
梁柱线刚度如图2-2
4
安徽工程大学机电学院毕业设计(论文）
图2-2梁柱线刚度比值图
2.4荷载计算
本⑦轴线横向框架为计算单元分析对象。
2.4.1屋面横载梁竖向线荷载标准值 1、恒载
（a）荷载作用下结构计算简图; （b）活载作用下结构计算简图
图2-3 荷载计算简图
屋面恒载标准值：
40厚C30预制混凝土板 0.04×25=1KN/m2 局部加铺高分子卷材层
5
李正龙：某高校砼框架办公楼的结构设计
20厚1:3水泥砂浆找平层 0.02×20=0.4KN/m2 120厚钢筋混凝土现浇板 0.12×25=3.0KN/m2 12厚纸筋石灰粉平顶 0.012×16=0.192KN/m2
________________________________________________________________________________
屋面恒载标准值： 5.09KN/m
梁自重
中跨 0.25×0.4×25=2.5 KN/m 梁侧粉刷： 2×（0.65-0.12）×0.02×17=0.36KN/m 边跨 0.3×0.65×25=4.88KN/m 梁侧粉刷： 2×（0.4-0.12）×0.02×17=0.19 KN/m 边跨 5.67KN/m 中跨 2.86KN/m 作用在顶层框架梁上的线荷载标准值：
梁自重: g5AB1=g5CD1=5.07 KN/m gBC1=2.69 KN/m 板传来的荷载： g5AB2=g5CE2=5.09×6.5=33.085 KN/m g4BC2=5.09×2.4=12.216 KN/m 2、活载
作用在顶层框架梁上的活荷载标准值为: q5AB=q5CD=0.7×5.4=3.78KN/m
Q5BC=0.7×2.4=1.68KN/m
2.4.2楼面横梁竖向集中荷载标准值
图2-4活载作用下结构计算简图
1、恒载
120厚钢筋混凝土现浇板 0.12×25=3KN/m2 30厚细石混凝土 0.03×24=0.72KN/m2 陶瓷面砖 0.55KN/m2
楼面恒载标准值： 4.27KN/m2 边跨(AB,CD跨)框架梁自重 5.07KN/m 中跨（BC跨）梁自重 2.69 KN/m
6
安徽工程大学机电学院毕业设计(论文）
作用在顶层框架梁上的线荷载标准值：
梁自重: gAB1=gCD1=5.07 KN/mg BC1=2.69KN/m 板传来的荷载： gAB2=gCE2=4.27×5.4=23.06 KN/m
gBC2=4.27×2.4=10.25 KN/m
2、活载
qAB=qCD=2.5×5.4=13.5KN/m
QBC=2.5×2.4=6KN/m
2.4.3屋面框架节点集中荷载标准值：
图2-3.屋面框架节点集中荷载标准值
1、恒载
边跨连系梁自重： 0.3×0.65×25×5.4=26.33 KN
粉刷： 2×（0.65-0.12）×0.02×5.4×17=1.95KN 0.8米女儿墙; 0.8×5.4×3.6=15.55KN 粉刷: [(0.65-0.12)+(0.65-0.12)]×0.02×5.4×17=1.95KN 连系梁传来屋面自重 ： 0.5×5.4×0.5×5.4×5.09=37.11KN 顶层边节点集中荷载： G5A=G5D=82.89KN
中柱连系梁自重： 0.3×0.65×5.4×25=26.33KN 粉刷： [(0.65-0.12)+(0.5-0.12)] ×0.02×5.4×17=1.67KN 连系梁传来屋面自重： 1/2×5.4×1/2×5.4×5.09=37.11KN 0.5×（5.4+5.4-2.4）×2.4/2×5.09=25.65 KN
_____________________________________________________________________ 顶层中节点集中荷载： G5B=G5C=90.75KN 2、活载
Q5A=Q5D=0.5×5.4×0.5×5.4×0. 7=5.10kN Q5B=Q5C=0.5×5.4×0.5×5.4×0.7+0.5×(5.4+5.4-2.4)×0.5×2.4×0.7=6.63kN 2.4.4楼面框架节点集中荷载标准值
7