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摘要：钢筋混凝土结构在现代房屋建设中占有相当重要地位。原因是基于钢筋混凝土结构有其自己的特点，所以在建筑结构、地下结构、桥梁、隧道、铁路等土木工程中得到广泛应用。本文结合实例进行设计。
关键词：钢筋混凝土； 框架结构设计；荷载计算
钢筋混凝土结构具有的优点是：合理的利用了钢筋和混凝土两种材料的受力性能特点，可以形成强度较高、刚度较大的结构构件；这些构件在有些情况下可以用来代替钢构件，因而能够节约刚材，降低造价；现浇钢筋混凝土结构的整体性好，适于用作抗震结构；同时它的防震性和防辐射性也好，亦适于用作防护结构；可模性好，结构造型灵活，可以根据使用需要浇注成各种形状的结构；耐久性和耐火性较好，维护费用低；混凝土中占比例较大的砂、石材料便于就地取材等等。因为钢筋混凝土具有这些特点，混凝土以成为当今世界上用量最大的建筑材料。
框架结构体系一般用于钢结构和钢筋混凝土结构中，由梁和柱通过节点构成承载结构，框架形式可灵活布置建筑空间，使用较方便。但是随着建筑高度的增加，水平作用使得框架底部梁柱构件的弯矩和剪力显著增加，从而导致梁柱截面尺寸和配筋量增加，到一定程度，将给建筑平面布置和空间处理带来困难，影响建筑空间的正常使用，在材料用量和造价方面也趋于不合理。因此在使用上层数受到限制，正是因为本设计采用的是小高层，建筑的高宽比H/B小于5，抗震设防烈度为7度，建筑高度小于55m，所以选用框架结构体系。
1 框架结构设计
1.1 工程概况
该商业写字楼为七层钢筋混凝土框架结构体系，建筑面积约6408m2，建筑平面为一字形，受场地限制，宽度为15.6m,长度为58.1m。建筑方案确定，房间开间为4.8m，进深为6.6m，走廊宽度2.4m。层高均为为3.6m，室内外高差0.45m。框架梁柱及板均为现浇，框架平面柱网布置如图1所示：
1.2 设计资料
气温：冬季室外计算温度过-10o,冻土深度40cm，夏季室外计算温度+33oC；年降雨量700cm；拟建地段势平坦，地层分布较为规律，地基承载力按120~140KN/m2计，持力层为轻亚粘土；夏季主导风向为南风，风速2.8m/s，冬季主导风向为西北风，风速为3.5m/s；雪载：最大积雪厚度为20cm，0.25KN/m；地下水位：常年地下水位深约7m左右，水质对混凝土无浸蚀；设计烈度7度，结构按7度设计；屋面做法：二毡三油防水层，冷底子油热玛蹄脂二道，200厚水泥卵石保温层，20mm厚水泥砂浆找平层，40厚钢筋混凝土整浇层；预应力混凝土多孔板，粉底（或吊顶）；楼面做法：水磨石地面，50mm厚钢筋混凝土整浇层，预应力混凝土多孔板，粉底（或吊顶），材料为混凝土强度等级为C25，纵筋Ⅱ级，箍筋Ⅰ级。
2 框架结构设计计算
2.1 梁柱截面、梁跨度及柱子高度的确定
2.1.1 初估截面尺寸：
柱子：1～5层柱截面尺寸相同，均采用截面：b×h=450mm×450mm；6、7层柱截面尺寸相同，均采用截面：b×h=400mm×400mm；梁：梁编号见图2。
框架梁截面的确定：
L1:b×h=250mm×600mmL2:b×h=250mm×400mm
L3:b×h=250mm×600mmL4:b×h=250mm×450mm
2.1.2 梁的计算跨度
框架梁的计算跨度以柱形心线为准，由于建筑轴线与墙轴线重合，故建筑轴线与结构计算跨度不同，如图3所示：
2.1.3 柱高度
底层柱高度h=3.6m+0.45m+0.5m=4.55m，其中3.6m为底层高，0.45m为室内外高差， 0.5m为基础顶面至室外地坪的高度。其他层柱高等于层高，即为3.6m。由此得框架计算简图及柱编号如图4所示：
3 荷载计算
3.1屋面均布恒载：
按屋面做法逐项计算均布荷载：
二毡三油防水层 0.35kN/㎡
冷底子油热马蹄脂二道 0.05KN/㎡
200mm厚水泥卵石保温层 0.2×6.5=1.3kN/㎡
20厚水泥砂浆找平层 0.02×20=0.4kN/㎡
40厚钢筋混凝土整浇层 0.04×25=1.0kN/㎡
预应力混凝土多孔板 0.12×25=3.0kN/㎡
共计 5.5kN/㎡
屋面恒载标准值：(8×4.8+0.24) ×(6.6×2+2.4++0.24)×5.5=3366kN
3.2楼面均布恒载
按楼面做法逐项计算:
水磨石地面 0.65kN/㎡50厚钢筋混凝土整浇层0.05×25=1.25kN/㎡
预应力混凝土多孔板1.9kN/㎡
吊顶或粉底0.5kN/㎡
共计 4.3kN/㎡楼面恒载标准值：(8×2.4+0.24)×(6.6×2+2.4+0.24)×4.3=2632kN
3.3 屋面均布活载
计算重力荷载代表值时，要考虑雪荷载和施工荷载。
雪荷载标准值为：0.2×(8×4.8+0.24)×(6.6×2+2.4+0.24)=122kN
3.4 楼面均布活载：
楼面均布活载对于办公楼一般房间为1.5kN/㎡，会议室、走廊、楼梯、门厅等为2kN/㎡。为了方便计算，统一取为2kN/㎡。
楼面均布活载标准值为： 2.0×(8×4.8+0.24)×(6.6×2+2.4+0.24)=1224kN
3.5梁柱自重（包括梁侧、梁底、柱抹灰重量）
梁侧、梁底抹灰，柱四周抹灰，近似按加大梁宽及柱宽计算来考虑，计算见表1。
3.6 墙体自重：
墙体均为240厚，两面抹灰，近似按加厚墙体考虑抹灰重量。
单位面积上墙体重量为：（0.24+0.04）×19=5.22kN/㎡
墙体自重计算见表2。
只有將房屋建设中钢筋混凝土结构设计合理，才能更大限度发挥出钢筋混凝土结构的优越性，从而进一步改善城市居民的居住条件。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：钢筋混凝土； 框架结构设计；荷载计算
钢筋混凝土结构具有的优点是：合理的利用了钢筋和混凝土两种材料的受力性能特点，可以形成强度较高、刚度较大的结构构件；这些构件在有些情况下可以用来代替钢构件，因而能够节约刚材，降低造价；现浇钢筋混凝土结构的整体性好，适于用作抗震结构；同时它的防震性和防辐射性也好，亦适于用作防护结构；可模性好，结构造型灵活，可以根据使用需要浇注成各种形状的结构；耐久性和耐火性较好，维护费用低；混凝土中占比例较大的砂、石材料便于就地取材等等。因为钢筋混凝土具有这些特点，混凝土以成为当今世界上用量最大的建筑材料。
框架结构体系一般用于钢结构和钢筋混凝土结构中，由梁和柱通过节点构成承载结构，框架形式可灵活布置建筑空间，使用较方便。但是随着建筑高度的增加，水平作用使得框架底部梁柱构件的弯矩和剪力显著增加，从而导致梁柱截面尺寸和配筋量增加，到一定程度，将给建筑平面布置和空间处理带来困难，影响建筑空间的正常使用，在材料用量和造价方面也趋于不合理。因此在使用上层数受到限制，正是因为本设计采用的是小高层，建筑的高宽比H/B小于5，抗震设防烈度为7度，建筑高度小于55m，所以选用框架结构体系。
1 框架结构设计
1.1 工程概况
该商业写字楼为七层钢筋混凝土框架结构体系，建筑面积约6408m2，建筑平面为一字形，受场地限制，宽度为15.6m,长度为58.1m。建筑方案确定，房间开间为4.8m，进深为6.6m，走廊宽度2.4m。层高均为为3.6m，室内外高差0.45m。框架梁柱及板均为现浇，框架平面柱网布置如图1所示：
1.2 设计资料
气温：冬季室外计算温度过-10o,冻土深度40cm，夏季室外计算温度+33oC；年降雨量700cm；拟建地段势平坦，地层分布较为规律，地基承载力按120~140KN/m2计，持力层为轻亚粘土；夏季主导风向为南风，风速2.8m/s，冬季主导风向为西北风，风速为3.5m/s；雪载：最大积雪厚度为20cm，0.25KN/m；地下水位：常年地下水位深约7m左右，水质对混凝土无浸蚀；设计烈度7度，结构按7度设计；屋面做法：二毡三油防水层，冷底子油热玛蹄脂二道，200厚水泥卵石保温层，20mm厚水泥砂浆找平层，40厚钢筋混凝土整浇层；预应力混凝土多孔板，粉底（或吊顶）；楼面做法：水磨石地面，50mm厚钢筋混凝土整浇层，预应力混凝土多孔板，粉底（或吊顶），材料为混凝土强度等级为C25，纵筋Ⅱ级，箍筋Ⅰ级。
2 框架结构设计计算
2.1 梁柱截面、梁跨度及柱子高度的确定
2.1.1 初估截面尺寸：
柱子：1～5层柱截面尺寸相同，均采用截面：b×h=450mm×450mm；6、7层柱截面尺寸相同，均采用截面：b×h=400mm×400mm；梁：梁编号见图2。
框架梁截面的确定：
L1:b×h=250mm×600mmL2:b×h=250mm×400mm
L3:b×h=250mm×600mmL4:b×h=250mm×450mm
2.1.2 梁的计算跨度
框架梁的计算跨度以柱形心线为准，由于建筑轴线与墙轴线重合，故建筑轴线与结构计算跨度不同，如图3所示：
2.1.3 柱高度
底层柱高度h=3.6m+0.45m+0.5m=4.55m，其中3.6m为底层高，0.45m为室内外高差， 0.5m为基础顶面至室外地坪的高度。其他层柱高等于层高，即为3.6m。由此得框架计算简图及柱编号如图4所示：
3 荷载计算
3.1屋面均布恒载：
按屋面做法逐项计算均布荷载：
二毡三油防水层 0.35kN/㎡
冷底子油热马蹄脂二道 0.05KN/㎡
200mm厚水泥卵石保温层 0.2×6.5=1.3kN/㎡
20厚水泥砂浆找平层 0.02×20=0.4kN/㎡
40厚钢筋混凝土整浇层 0.04×25=1.0kN/㎡
预应力混凝土多孔板 0.12×25=3.0kN/㎡
共计 5.5kN/㎡
屋面恒载标准值：(8×4.8+0.24) ×(6.6×2+2.4++0.24)×5.5=3366kN
3.2楼面均布恒载
按楼面做法逐项计算:
水磨石地面 0.65kN/㎡50厚钢筋混凝土整浇层0.05×25=1.25kN/㎡
预应力混凝土多孔板1.9kN/㎡
吊顶或粉底0.5kN/㎡
共计 4.3kN/㎡楼面恒载标准值：(8×2.4+0.24)×(6.6×2+2.4+0.24)×4.3=2632kN
3.3 屋面均布活载
计算重力荷载代表值时，要考虑雪荷载和施工荷载。
雪荷载标准值为：0.2×(8×4.8+0.24)×(6.6×2+2.4+0.24)=122kN
3.4 楼面均布活载：
楼面均布活载对于办公楼一般房间为1.5kN/㎡，会议室、走廊、楼梯、门厅等为2kN/㎡。为了方便计算，统一取为2kN/㎡。
楼面均布活载标准值为： 2.0×(8×4.8+0.24)×(6.6×2+2.4+0.24)=1224kN
3.5梁柱自重（包括梁侧、梁底、柱抹灰重量）
梁侧、梁底抹灰，柱四周抹灰，近似按加大梁宽及柱宽计算来考虑，计算见表1。
3.6 墙体自重：
墙体均为240厚，两面抹灰，近似按加厚墙体考虑抹灰重量。
单位面积上墙体重量为：（0.24+0.04）×19=5.22kN/㎡
墙体自重计算见表2。
只有將房屋建设中钢筋混凝土结构设计合理，才能更大限度发挥出钢筋混凝土结构的优越性，从而进一步改善城市居民的居住条件。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。