多层建筑结构设计的结构布置案例综述
结构方案与布置
结构类型选择
本工程采用框架结构，纵横向框架混合承重，鉴于结构平面和立面较为简单、规则，选取代表性一榀框架进行计算。
构件尺寸计算
1.楼板截面尺寸
混凝土规范中规定了板的尺寸要求：混凝土双向板跨厚比不小于40，且最小厚度不小于80mm，混凝土单向板跨厚比不小于30，据此计算，本设计板块跨度为2700mm，计算厚度=2700/40=67.50mm。取板厚100mm；屋面层楼板考虑温差导致的热胀冷缩效应等因素，取板厚=120mm。
2.梁截面尺寸
结合工程经验，梁尺寸估算公式如下：
?
以横向框架梁边跨AB为例，计算框架梁高度和宽度，过程如下：
?=
取h=700mm；
b=
取b=300mm。
依次计算后得出尺寸如下:
梁尺寸汇总表
框架梁
位置
跨度
（mm）
计算高度
(mm)
实际取值
(mm)
计算宽度
(mm)
实际取值
(mm)
b×h
(mm)
AB
7500
500-938
700
233-350
300
300×700
BC
2400
160-300
600
200-300
300
300×600
CD
7500
500-938
700
233-350
300
300×700
纵向梁
5400
360-675
500
167-250
250
250×500
次梁
7500
500-938
600
200-300
300
300×600
4）柱截面尺寸
对柱尺寸进行估算，当采用纵横向承重框架时，柱一般采用方形截面，以B轴柱为例，进行计算：
S=
A=
上述计算中，S为该柱承担的楼面荷载面积,即柱与周边其他柱间距中线所围成的矩形的面积。
b为柱边长；N为估算荷载面积内的轴力和；μ为限制轴压比，查规范可知抗震等级为2级，μ取0.75；γ为放大系数，取1.2；q为单层荷载，经验范围为11~15kN/m2，取12.5kN/m2。
按上述计算，边长b=432.35mm，按规范框架柱宽度和高度不宜小于400，取柱实际边长b=500mm。
一榀框架计算时，梁的计算跨度为框架柱截面形心之间的距离。底层柱高为基础顶至二层楼面标高处，其他楼层为楼面标高至上一层楼面标高。
按照建筑设计图纸以及任务书，室内外高差为0.45m，考虑设备管道等因素，基础顶面至室外地面不小于500mm，取0.55m，首层计算高度：3.60+0.45+0.55=4.60m。
一榀框架尺寸简图
框架线刚度计算
框架柱线刚度计算
以首层为例，线刚度计算方法如下：
相当线刚度为其他构件的线刚度与首层柱线刚度的比值，线刚度和相对线刚度详见下表：
柱线刚度表
层数
高度
（m）
截面尺寸
(b×h)
Ec
（N/mm2）
截面惯性矩Ic
（×109mm4）
线刚度ib
（kN·m）
相对
线刚度
1
4.60
500×500
30000
5.21
33967
1
2
3.60
500×500
30000
5.21
43403
1.28
3
3.60
500×500
30000
5.21
43403
1.28
4
3.60
500×500
30000
5.21
43403
1.28
5
3.60
500×500
30000
5.21
43403
1.28
框架梁线刚度计算
对于全现浇结构，计算梁的截面惯性矩时，需要考虑现浇楼板与梁连接对梁的惯性有利影响，在设计中考虑放大系数，本设计中一榀框架的框架梁两侧均有楼板，故放大系数取2.0。以中间跨为例计算线刚度：
其它层线刚度计算同理，结果汇总见下表：
梁线刚度表
跨数
跨度L
（m）
截面尺寸
(b×h)
Ec
（N/mm2）
截面惯性矩Ic
（×109mm4）
线刚度ib
（kN·m）
相对
线刚度
AB
7.5
300×700
30000
8.58
68600
2.02
BC
2.4
300×600
30000
5.4
135000
3.97
CD
7.5
300×700
30000
8.58
68600
2.02
一榀框架计算简图