框架结构计算
一榀框架结构计算_毕业设计
第一章 结构选型及布置本次设计采用全现浇钢筋混凝土框架结构,结构平面布置简图见附图。
本次毕业设计结构计算要求手算一榀框架。
针对本教学楼的建筑施工图纸,选择H ~M 轴交⑨轴横向框架为手算对象。
本计算书除特别说明外,所有计算、选型、材料、图纸均为H ~M 轴交⑨轴横向框架数据。
梁、柱、板的选择如下: 1.1梁的有关尺寸 (1)长跨横向框架梁:mm l h 5506600121121=⨯==, 取h=600mm, b=250mm ,短跨横向框架梁(楼道):1127002701010h l mm ==⨯=,取h=400mm ,b=250mm 。
(2)纵向框架梁:mm l h 3754500121121=⨯==,由于纵向布置窗,所以纵向框架梁兼过梁,取h=500mm ,b=250mm 。
1.2柱的选择根据梁的截面选择及有关屋面、楼面的做法,可初略确定柱的尺寸为mm mm 500500⨯方柱。
经验算可满足有关轴压比的要求。
1.3板的选择采用全现浇板,可根据荷载以及梁的尺寸确定板的厚度为 mm 120。
第二章 ⑨号轴线框架计算2.1 计算任务计算作用于H ~M 轴交⑨轴线的恒载、活载、风荷载以及由这些荷载引起的各层梁、柱的内力。
恒载、活载作用下梁端弯矩计算采用弯矩两次分配法;风载作用下的内力计算采用D 值法;地震作用采用底部剪力法。
2.2 计算简图的几何尺寸的确定该房屋主体结构共5层,一到五层层高4.2m 。
该框架结构的计算简图如图3.1所示。
屋盖和楼盖均采用现浇钢筋混凝土结构,板厚度取120mm 。
梁截面高度按跨度的l )81121(-估算,而且梁的截面尺寸应满足承载力、刚度以及延性的要求。
梁截面宽度可取。
h )2131(-梁高,同时不宜小于21柱宽,且不应小于250mm 。
框架柱的截面尺寸一般根据柱的轴压比限值按下列公式计算: E N F g nβ= []c N cNA f μ≥式中:N 为柱组合的轴压力设计值;F 为按简支状态计算的柱的负载面积;E g 为折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值,近似取18KN/2m ;β为考虑地震作用组合后柱的轴压力增大系数,边柱取1.3,不等跨内柱取1.25;n 为验算截面以上的楼层层数。
第二节框架结构计算简图及荷载一、计算简图
第十四章 多层框架结构
风荷载 P.139
∑ w = −β z μz w0 μsi Bi cosαi i
风力应为压(吸)力投影的代数和
14.2框架结构计算简图
{ N/fcbh
一级 0.7 二级 0.8 三级 0.9
14.2框架结构计算简图
第十四章 多层框架结构
3、框架结构截面抗弯刚度 P.158
现浇楼盖: 中框架取 I = 2 I0 边框架取 I =1.5 I0 装配楼盖: 中框架取 I = I0 装配整体式:中框架取 I =1.5 I0 边框架取 I =1. 2 I0
第十四章 多层框架结构
第二节 框架结构计算简图及荷载
一、计算简图
1、计算单元
14.2框架结构计算简图
第二节 框架结构计算简图及荷载 一、计算简图
2、节点简化
刚接节点
铰接节点
14.2框架结构计算简图
第十四章 多层框架结构
3、计算模型
梁柱以截面几何轴线来确定:框架跨度——柱子轴线之间距离; 框架层高——相应于建筑层高,底层取基础 顶面到二层楼板顶面的距离。
实际工程中对计算模型可作修正:
(1)当横梁为斜梁,其坡度≤1/8时,可简化为水平直杆; (2)不等跨框架,当各跨跨差≤10% ,可简化为等跨框架,跨度取平均值。
二、构件截面尺寸
1、梁 :h = (1/8~1/12) l b = (1/2~1/3) h
2、柱: h一般取 (1/15~1/20)层高
同时满足轴压比
三、框架结构的荷载
{ 竖向荷载
永久荷载 (恒载) 可变荷载 (活荷载)
{ 风荷载
水平荷载 地震作用
2、风荷载 3、地震作用 4、荷载图式的简化
框架结构基础计算
基础设计采用柱下独立基础,柱子截面尺寸为b h ⨯=500×500,基础采用C30混凝土,c f =14.3N/mm 2,t f =1.43N/mm 2。
钢筋采用HRB335级钢,y f =300N/mm 2,基础埋深d =1.5m ,地基持力层为粘土层,地基承载力标准值ak f =200kpa 。
2.13 A 柱基础尺寸图 2.14 B 柱基础尺寸图设计基础的荷载包括:①框架柱传来的M 、N 、V②基础自重和回填土重 ③底层地基梁传来的M 、N地梁尺寸边梁b h ⨯=250×500,中梁b h ⨯=250×400。
2.6.1外柱独立基础设计 (1)荷载计算(A 柱)框架柱传来:158.6211.940.774.81122.93M =++⨯=kN m ⋅11273.83189.890.616.11454.06N kN =+-⨯= 134.827.090.724.7859.28V kN =---⨯=- 地基梁传来:20.250.592528.13N kN =⨯⨯⨯=247.250.1 4.73M kN m =⨯=⋅122.93 4.73127.66k M kN m =+=⋅ 1454.0628.131482.19k N kN =+=59.28k V kN =-(2)地基承载力计算基础宽度大于3米或埋置深度大于0.5米时,需按下式计算地基承载力的深度修正,既设计值。
经修正后的地基承载力特征值值a f 为(3)(0.5)a ak b d G f f b d ηγηγ=+-+-a f —修正后地基承载力特征值, ak f —地基承载力特征值,b η、d η—基础宽度和深度的地基承载力修正系数,γ—所求承载力的土层土的重度,b —基础底面宽度,G γ—基础底面以上土的加权平均重度,d —基础埋置深度。
重度计算:杂填土1γ=16kN/m 3,粘土2γ=20kN/m 310.450.50.7252h m =+=2 1.50.51h m =-= 加权平均重度3112212160.72520118.32/0.7251m h h kN m h h γγγ+⨯+⨯===++地基承载力特征值对深度修正:(0.5)200 1.618.32(1.50.5)229.31a ak d m f f d kPa ηγ=+-=+⨯⨯-=(3)基础底面尺寸确定按中心荷载作用下计算基础底面积'A 为21482.197.44·229.3120 1.5k G N A m f d γ'===--⨯G γ—基础与台阶上土的平均重度。
4.3混凝土框架结构——框架结构的计算简图
Bz脉动风荷载的背景分量因子 z B kH 1
Z
1
x
z
Z
φ 1(z)—结构第1阶振型系数,可由结构动力计算确定,混凝土框架结构 可近似的取φ 1(z)=(z/H)[2-(z/H)],z为计算点到室外地坪距离; H—结构总高度; ρx—脉动风荷载水平方向相关系数;
x
10 B 50e B / 50 50
第四章 混凝土框架结构
现浇框架结构
刚接节点
装配式框架结构
装配整体式框架 柱与基础的连接
铰接节点或半铰接节点
刚接节点 固定支座 铰支座
4.3框架结构的计算简图
4.3.2结构的计算简图
3.跨度与层高的确定 (1)梁的跨度 取顶层柱轴线之间的距离,当柱截面尺寸有变化时 以最小截面的形心线来确定。 (2)层高 取本层楼面至上层楼面的高度,底层层高取基础顶 面到二层楼板顶面之间距离。
荷载形式。
15.80kN
16.45kN
框架结构风荷载简图
风荷起算位置
ic Ec I Hi
装配整体式楼盖
Ec—— 混凝土弹性模量; I —— 框架柱截面惯性矩。
装配式楼盖
按实际截面计算I。
1 3 I bchc 12
4.3框架结构的计算简图
4.3.2结构的计算简图
6.荷载的计算 作用于框架结构上的荷载有两种:竖向荷载和水平荷载。 分布荷载居多 竖向荷载 楼面活荷载 建筑结构自重
第四章 混凝土框架结构
4.3框架结构的计算简图
4.3框架结构的计算简图
4.3.1截面尺寸的估计
1.梁截面尺寸 框架梁柱截面尺寸可近似预估:
第四章 混凝土框架结构
1 1 梁高 h ~ l , l 为梁的计算跨度 8 12
第四章 框架结构内力计算
4、计算和确定梁、柱弯矩分配系数。 按修正后的刚度计算各结点周围杆件的杆 端分配系数。 5、按力矩分配法计算单层梁、柱弯矩。 6、将每个单层框架的计算结果按相应部分迭 加起来便得到原框架的计算结果,即柱的弯矩 取相邻两个单元中同一柱对应弯矩之和,而梁 的弯矩直接采用。
四、计算例题
作业2
3.2 水平荷载下内力的近似计算—反弯点法
d
i 1
m
V pj
ij
4、柱端弯矩的确定 M j V jY j 柱下端弯矩 柱上端弯矩 M j V j (h j Yj )
5、梁端弯矩的确定 M ml (M mt M m1b ) 对于边柱 ibl 对于中柱
M ml ( M mt M m1b ) M mr ibl ibr ibr ( M mt M m1b ) ibl ibr
第3章 框架结构的内力和位移计算
3.1 竖向荷载下内力的近似计算—分层法 3.2 水平荷载下内力的近似计算—反弯点法 3.3 水平荷载下内力的近似计算—D值法 3.4 水平荷载作用下侧移的近似计算
3.1 竖向荷载下内力近似计算—分层法
一、竖向荷载 自重、活荷、雪荷载及施工检修荷载等。 二、分层法的基本假设 1、忽略侧移的影响; 2、忽略每层梁的竖向荷载对其它各层梁 的影响。 三、分层法计算要点 1、将N层框架划分成N个单层框架,柱 端假定为固端, 用力矩分配法计算。
三、柱的侧移刚度D 12ic D 2 h
—为柱侧移刚度修正系数,表示梁柱刚 度比对柱侧移刚度的影响。
四、剪力计算 有了D值后,与反弯点法类似,计算各柱分 配的剪力 Dij Vij V pj Dij 五、确定柱反弯点高度比 影响柱反弯点高度的主要因素是柱上下端的 约束条件。
钢筋混凝土框架结构—框架结构计算
3. 框架结构的类型
(1)全现浇框架 (2)全装配式框架 (3)装配整体式框架 (4)半现浇框架
(3)框架结构的规则性 建筑设计应符合抗震设计要求,不宜采用严重不规则的设计方案。不规则 有结构平面凸凹不规则、扭转不规则、竖向侧向刚度不规则等。
(4) 抗震缝设置
用抗震缝把平面上不规则的结构分割成若干规则结构以减小震害。 设有抗震缝的建筑,如果抗震缝宽度不够,地震时难免相邻建筑发生 碰撞。而抗震缝设置过大,又会给立面处理和抗震构造带来困难。因此, 一般应尽可能选用合理结构方案而不设抗震缝,只有当建筑平面突出部分 较长,结构刚度以及荷载相差悬殊或房屋有较大错层时,才设置抗震缝。 抗震缝的最小宽度应符合规范规定。
多遇地震作用下楼层内最大的弹性层间位移应满足:
e e h
式中:Δμe——多遇地震作用标准值产生的楼层内最大的弹性层间位移 [θe]——弹性层间位移角限值,框架结构取1/550 h——计算楼层层高
9.3. 框架结构的受力特点
.计算单元的确定 框架结构是空间结构体系,沿房屋长向和短向可分别视为纵向框架和横向框架。 每一榀平面框架作为一个计算单元
框架结构的荷载:竖向荷载(自重和楼屋面活载) 水平荷载(风荷载和地震作用)纵、横向
框架分别承担纵向和横向水平荷载及竖向荷载
2 计算简图
框架杆件用其轴线表示; 杆件之间用节点表示;杆件长度用节点之间的距离 表示. 计算跨度取框架之间轴线距离; 柱的计算高度可以取层高, 底层柱一般取到基础顶面的距离;
9.3.3 框架结构侧移控制
框架结构的侧移
梁柱弯曲引起侧移 柱拉伸压缩引起侧移 两部分叠加
梁柱弯曲引起的侧移下部层间变形大,愈到上部层间变形愈小。 柱拉伸和压缩引起结构侧移,在上部各层较大,愈到底部层间变形愈小。 两部分侧移中多层框架第一部分侧移是主要的,随着建筑高度加大,第二部 分变形比例逐渐加大。
框架结构计算范文
框架结构计算范文框架结构计算是一种针对大型建筑物的结构计算方法,该方法主要应用于高层建筑、大跨度建筑以及大型工业建筑等结构设计中。
框架结构计算是一种基于力学原理和材料力学性能的计算方法,通过计算和分析各个结构构件的受力情况,来确定结构的稳定性和安全性。
框架结构计算主要包括以下内容:结构受力分析、结构设计、计算模型建立和计算模型验证等。
首先,进行结构受力分析时,需要确定结构受力的各个作用力,包括静力作用力、动力作用力、温度变形等。
同时,还需要考虑结构受力时的各种加载情况,包括荷载的大小、方向和位置等。
通过计算和分析这些受力情况,可以确定结构各个构件的受力状态。
然后,进行结构设计时,需要考虑结构的力学性能和材料性能。
结构的力学性能包括刚度、强度和稳定性等指标,而材料性能则包括材料的力学特性和耐久性等。
结构设计需要满足结构受力时的一系列要求,包括结构的安全性、可行性和经济性等。
结构设计可以通过手算或者借助计算机辅助设计软件来完成。
计算模型建立是框架结构计算的重要环节之一,该环节主要包括结构的几何模型建立和结构的材料模型建立。
结构的几何模型建立是在计算机中建立结构的三维几何模型,包括结构的各个构件和节点等。
结构的几何模型需要准确反映结构的实际形态,以便进行力学分析和设计。
结构的材料模型建立是在计算机中建立结构的材料模型,包括结构的材料力学性能和材料的本构模型等。
结构的材料模型需要准确描述结构的材料性能,以便进行力学计算。
最后,进行计算模型验证时,需要将计算结果与实际测试数据进行对比和验证。
计算模型验证可以通过定点观测和加载试验等方法来完成。
定点观测是通过在结构中设置传感器来观测结构受力情况,包括变形、应力和振动等。
加载试验是通过在结构上施加荷载来测量结构的力学性能,包括刚度、强度和稳定性等。
计算模型验证的目的是确定计算模型的准确性和可靠性,以确保结构的安全性和可靠性。
综上所述,框架结构计算是一种针对大型建筑物的结构计算方法,该方法主要包括结构受力分析、结构设计、计算模型建立和计算模型验证等。
框架刚度计算公式
框架刚度计算公式一、框架柱的线刚度(i)计算。
1. 等截面柱。
- 对于矩形截面柱,其线刚度计算公式为:i = (EI)/(h),其中E为柱材料的弹性模量(对于混凝土结构,不同强度等级的混凝土E值不同,例如C30混凝土E = 3.0×10^4N/mm^2),I为柱截面的惯性矩。
对于矩形截面b× h(b为截面宽度,h为截面高度),I=frac{bh^3}{12},h为柱的计算高度(柱上下节点中心之间的距离)。
- 对于圆形截面柱,I=frac{π d^4}{64}(d为圆形截面直径),线刚度i=(EI)/(h)。
2. 变截面柱。
- 当柱为变截面时,可采用等效惯性矩I_e来计算线刚度。
对于阶形柱,在计算柱顶位移等情况时,可根据不同的变截面形式和受力情况采用相应的等效方法计算I_e,然后再按照i=frac{EI_e}{h}计算线刚度。
二、框架梁的线刚度(i)计算。
1. 矩形截面梁。
- 同样采用i=(EI)/(l),其中E为梁材料的弹性模量(与柱材料相同时取值相同),I为梁截面的惯性矩。
对于矩形截面b× h(b为截面宽度,h为截面高度),I = frac{bh^3}{12},l为梁的计算跨度(一般取柱轴线之间的距离)。
2. T形、倒L形等截面梁。
- 对于T形截面,其惯性矩I的计算要考虑翼缘和腹板的共同作用。
对于翼缘宽度b_f、腹板宽度b、梁高h和翼缘厚度h_f的T形截面,其惯性矩I=(1)/(12)[b_fh^3-(b_f - b)(h - 2h_f)^3]。
然后再根据i=(EI)/(l)计算线刚度。
倒L形截面类似,根据其截面尺寸计算惯性矩后求线刚度。
三、框架整体刚度计算(以D值法为例)1. 柱的抗侧移刚度(D值)计算。
- 对于一般层柱:- 当框架结构为规则框架(各柱等高,梁的线刚度沿柱高度方向不变等情况)时,D=αfrac{12i_c}{h^2},其中α为柱的侧移刚度修正系数。
框架结构首层的计算高度
框架结构首层的计算高度
首层框架结构的净高计算方法:
1、有基础梁的,从基础梁表面到首层梁底的高度为柱的净高。
2、没有基础梁的,首层净高算法是首层层高+基础层层高-基础厚度-首层梁高。
首层柱以上的柱净高计算方法:从本层楼板面到上层楼板梁底,假如是无梁柱,则算到上层楼板底。
基础梁简单说就是在地基土层上的梁。
基础梁通常用于框架结构、框架剪力墙结构,框架柱落于基础梁上或基础梁交叉点上,其主要作用是作为上部建筑的基础,将上部荷载传递到地基上。
基础梁是指直接以垫层顶为底模板的梁。
在工业厂房中,通常都以柱作为主要的承重构件,基础梁(在建筑图纸中符号为JL)作为基础的一部分。
主要起到柱子间连系的作用,使基础形成较稳定的结构,也部分抗弯和抗剪的作用,当独立柱之间不均匀沉降时会起到抗剪的作用。
通常基础梁的截面较大,截面高度通常建议取14到16跨距,这样基础梁的刚度很大,可以起到基础梁的效果,其配筋由计算确定。
框架结构办公楼工程量计算实例
第一章基础工程1.1 场地平整S=(58+4)*(26+4)=1860m21.2 桩基人工挖土单桩:7.0*1/4*3.14*0.8² =3.517 m3共计:1.3*578*3.517=2032.71 m31.3 桩基础工程量J1:共140根1)混凝土工程量:V=3.14D²HN/4=0.7854*0.8*0.8*7.0*140=492.60 m3 2)钢筋:a. 主筋:G=12.8*12*0.888*140*1.02=1113.00Kgb. 箍筋:G=8.076*12.8*140*1.02=843.52 Kgc. 钢筋小计:1113.00+843.52=1956.52 KgJ2:共145根1)混凝土工程量:V=3.14D²HN/4=0.7854*0.9*0.9*7.0*145=550.70m32)钢筋:a. 主筋:G=12.8*12*0.888*145*1.02=556.50Kgb. 箍筋:G=8.076*12.8*145*1.02=421.76 Kgc. 钢筋小计:556.50+421.76=978.26 KgJ3:共145根1)混凝土工程量:V=3.14D2HN/4=0.7854*0.8*0.8*7.0*145=550.70 m32)钢筋:a. 主筋:G=12.8*12.13*0.888*145*1.02=3014.37Kgb. 箍筋:G=8.076*12.8*145*1.02=2108.81 Kgc. 钢筋小计:3014.37+2108.81=5123.18 KgJ4:共148根1)混凝土工程量:V=3.14D2HN/4=0.7854*0.8*0.8*12.8.*148=580.70 m3 2)钢筋:a. 主筋:G=12.8*13*0.888*148*1.02=2411.50Kgb. 箍筋:G=8.076*12.8*148*1.02=1087.04 Kgc. 钢筋小计:2411.50+1087.04=3498.54 Kg桩基工程量总计:桩-混凝土:V=2032.71 m3桩-钢筋:G=69339 Kg第二章钢筋混凝土工程2.1 地梁工程量模板:S=(2.1+3.0)*0.35*2*8+6.6*0.35*2*4+4.8*2*16*0.35+(3.0+2.1+1.5)*0.4*2*6+(3.0+2.1)*0.35*2*6+(3.3+2.4)*0.3*2*6+4.5*0.4*2*6+3.9*0.35*2*5+3.6*0.5*2*2+3.0*0.5*2*2=668.61 m3钢筋:DL1: 8根a. 主筋:G=[(3.0+2.1)*1.21*6*5.1*1.58*4]*8=554.06Kgb. 箍筋:l=[(0.3-0.06)+(0.35-0.06)]*2-0.1=0.96n=(5.1-0.060)/0.20+1=25.2G=0.395*l*n*8=72.81 Kgc.钢筋小计:554.06+72.81=626.87 KgDL2: 4根a. 主筋:G=[6.6*2.98*4+6.6*2.47*2+6.6*2.0*2+6.6*1.58*2]*4=634.13Kgb. 箍筋:l=[(0.3-0.06)+(0.35-0.06)]*2-0.1=0.96n=(6.6-0.060)/0.20+1=31G=0.395*l*n*4=47.02 Kgc.钢筋小计:634.13+47.02=681.15 KgDL3: 6根a. 主筋G=[(3.0+2.1+1.5)*4*2.47+(3.0+2.1+1.5)*4*2.0+(3.0+2.1+1.5*2*1.58)]*6 =833.18Kgb. 箍筋:l=[(0.3-0.06)+(0.4-0.06)]*2-0.10=1.06n=[(3.0+2.1+1.5)-0.60]/0.20+1=31G=0.395*l*n*6=77.88 Kgc. 钢筋小计:833.18+77.88=911.06 KgDL4: 16根a. 主筋:G=(4.8*4*1.21+4.8*2*2.0+4.8*4*1.58)*16 =1164.29Kgb. 箍筋:l=[(0.3-0.06)+(0.35-0.06)]*2-0.10=0.96n=(4.8-0.60)/0.20+1=18G=0.395*l*n*16=109.21 Kgc. 钢筋小计:1164.29+109.21=1273.50 KgDL5:6根a. 主筋:G=(3.0+2.1)*(2*2.0+2*1.21+2*1.58+4*1.58)*6 =486.54Kgb. 箍筋:l=[(0.3-0.06)+(0.45-0.06)]*2-0.10=1.16n=[(3.0+2.1)-0.60]/0.20+1=23.5G=0.395*l*n*6=65.98 Kgc. 钢筋小计:486.54+65.98=552.52 KgDL6:6根a. 主筋:G=1.5*3*(3*2.0+5*1.58)*6=375.3Kgb. 箍筋:l=[(0.3-0.06)+(0.45-0.06)]*2-0.10=1.16n=(1.5*3-0.60)/0.20+1=20.5G=0.395*l*n*6=54.75 Kgc. 钢筋小计:375.3+54.75=430.05 KgDL7:6根a. 主筋:G=3.3*(8*1.21+4*1.58)*6 =316.8Kgb. 箍筋:l=[(0.3-0.06)+(0.3-0.06)]*2-0.10=0.86n=(3.3-0.60)/0.15+1=19G=0.395*l*n*6=38.73 Kgc. 钢筋小计:316.8+38.73=355.53 KgDL8: 6根a. 主筋:G=2.4*(8*1.21+4*1.58)*6 =230.4Kgb. 箍筋:l=[(0.3-0.06)+(0.3-0.06)]*2-0.10=0.86n=(2.4-0.60)/0.10+1=19G=0.395*l*n*16=38.73 Kgc. 钢筋小计:230.4+38.73=269.13 KgDL9: 5根a. 主筋:G=3.9*(6*1.21+4*1.58)*5=264.81Kgb. 箍筋:l=[(0.3-0.06)+(0.35-0.06)]*2-0.10=0.96n=(3.9-0.60)/0.20+1=17.5G=0.395*l*n*5=34.13 Kgc. 钢筋小计:264.81+34.13=298.94 KgDL10: 2根a. 主筋:G=(3.0+3.6)*(6*2.98+2*3.85)*2=337.66Kgb. 箍筋:l=[(0.3-0.06)+(0.5-0.06)]*2-0.10=1.26n=[(3.0+3.6)-0.60]/0.15+1=41G=0.395*l*n*2=40.81 Kgc. 钢筋小计:337.66+40.81=378.47 Kg钢筋工程量总计:17209.233 Kg混凝土工程量:V=(2.1+3.0)*0.35*0.30*8+6.6*0.35*0.30*4+4.8*0.35*0.3*16+ (3.0+2.1+1.5)*0.4*0.3*6+(3.0+2.1)*0.35*0.3*6+(3.3+2.4)*0.3*0.3*6+(1.5+1.5+1.5)*0.4*0.3*6+3.9*0.35*0.3*5+3.6*0.5*0.3*2+3.0*0.5*0.3*2=106.2 m32.2 底层、二层柱、梁、楼板工程量计算2.2.1 柱-模扳:Z-1:18根 b*h=0.45*0.45 h=4.35-0.45S=18*0.45*(4.35-0.45)*4=126.36 m2Z-2:6根 b*h=0.45*0.45 h=4.35-0.45S=6*0.45*(4.35-0.45)*4=42.12 m2Z-3:8根 b*h=0.45*0.45 h=4.35-0.45S=8*0.45*(4.35-0.45)*4=56.16 m2Z-4:4根 b*h=0.45*0.45 h=4.35-0.45S=4*0.45*(4.35-0.45)*4=28.08 m2Z-5:2根 b*h=0.5*0.5 h=4.35-0.45S=2*0.5*(4.35-0.45)*4=15.6 m2Z-6:2根 b*h=0.4*0.4 h=4.35-0.45S=2*0.4*(4.35-0.45)*4=12.48 m2Z-7:2根 b*h=0.4*0.4 h=4.35-0.45S=2*0.4*(4.35-0.45)*4=12.48 m2Z-8:2根 b*h=0.5*0.5 h=4.35-0.45S=2*0.5*(4.35-0.45)*4=15.6 m2底层柱模板工程量总计:606.72m2柱-钢筋:G=(52+42+25+19)*18+(52+39+85+66)*6+(24+18+151+93)*8+(113+96+291+598)*4+(87+112+79+67)*2+(107+143+89+47)*2=36541Kg柱-混凝土:V=0.45*0.45*(4.35-0.45)*36+0.5*0.5*(4.35-0.45)*4+0.4*0.4*(4.35-0.45)*4=107.4 m32.2.2 梁-模板:S=(0.4*2+0.25)*3.3*10+(0.45*2+0.25)*5.1*12+(0.3*2+0.25)*4.8*16+(0.35*2+0.25)*4.8*16+(0.45*2+0.25)*10.2*6+(0.4*2+0.25)*13.2*3+(0.3*2+0.25)*2.4*5+(0.3*2+0.25)*3.3*2=517.42 m2梁-钢筋:KL1: 8根a. 主筋:G=5.1*(4*2.0+2*1.58+2*1.21)*8=554.064Kgb. 箍筋:l=[(0.25-0.06)+(0.35-0.06)]*2-0.10=0.85n=(5.1-0.06)/0.2+1=25.2G=0.395*l*n*8=69.84 Kgc.钢筋小计:554.064+69.84=623.904 KgKL2: 8根a. 主筋:G=3.3*8*3.85*8=813.12Kgb. 箍筋:l=[(0.25-0.06)+(0.40-0.06)]*2-0.10=0.96n=(3.3-0.06)/0.2+1=17.2G=0.395*l*n*8=54.61 Kgc. 钢筋小计:813.12+54.61=867.73 KgKL3: 8根a. 主筋:G=3.6*(4*2.47+1*2.0+2*3.85)8=563.904Kgb. 箍筋:l=[(0.25-0.06)+(0.45-0.06)]*2-0.10=1.06n=(3.6-0.06)/0.2+1=18.7G=0.395*l*n*8=63.64 Kgc. 钢筋小计:563.904+63.64=627.546 KgKL4: 8根a. 主筋:G=3.0*8(6*2.98+2*2.47+4*3.85)*8=917.28Kgb. 箍筋:l=[(0.25-0.06)+(0.35-0.06)]*2-0.10=0.86n=(3.0-0.06)/0.2+1=15.7G=0.395*l*n*8=43.482 Kgc. 钢筋小计:917.28+43.482=960.762 KgKL5: 8根a. 主筋:G=2.1*(2*1.21+2*1.58+2*0.888)*8=123.581Kgb. 箍筋:l=[(0.25-0.06)+(0.45-0.06)]*2-0.10=1.06n=(2.1-0.06)/0.2+1=11.2G=0.398*l*n*8=40.50 Kgc. 钢筋小计:123.581+40.50=164.082 KgKL6: 32根a. 主筋:G=4.8*(5*1.58+1*1.21)*32=1399.296Kgb. 箍筋:l=[(0.25-0.06)+(0.45-0.06)]*2-0.10=1.06n=(4.8-0.06)/0.2+1=24.7G=0.398*l*n*8=84.376 Kgc. 钢筋小计:1399.296+84.376=1483.672 KgKL7: 8根a. 主筋:G=3.3*(2*0.888+3*1.58+2*2.0)*8=277.622Kgb. 箍筋:l=[(0.25-0.06)+(0.45-0.06)]*2-0.10=1.06 n=(3.3-0.06)/0.2+1=17.2G=0.398*l*n*8=60.751 Kgc. 钢筋小计:277.622+60.751=338.373 KgKL8: 10根a. 主筋:G=2.4*(5*1.58+1*2.47)*10=248.88Kgb. 箍筋:l=[(0.25-0.06)+(0.30-0.06)]*2-0.10=0.76 n=(2.4-0.06)/0.2+1=12.7G=0.398*l*n*10=39.322 Kgc. 钢筋小计:248.88+39.322=288.202 KgKL9: 6根a. 主筋:G=2.1*(2*0.888+2*2.0+2*2.47)*6=135.022Kgb. 箍筋:l=[(0.25-0.06)+(0.40-0.06)]*2-0.10=1.08 n=(2.1-0.06)/0.2+1=11.2G=0.398*l*n*6=30.948 Kgc. 钢筋小计:135.022+30.948=165.971 KgKL10: 6根a. 主筋:G=5.1*(3*2.0+2*2.47)*6=334.764Kgb. 箍筋:l=[(0.25-0.06)+(0.50-0.06)]*2-0.10=1.16n=(5.1-0.06)/0.2+1=26.2G=0.398*l*n*6=74.792 Kgc. 钢筋小计:334.764+74.792=409.56 KgKL11: 6根a. 主筋:G=4.5*(4*2.0+4*1.58)*6=386.64 Kgb. 箍筋:l=[(0.25-0.06)+(0.35-0.06)]*2-0.10=0.86n=(4.5-0.06)/0.2+1=23.2G=0.398*l*n*6=49.288 Kgc. 钢筋小计:386.64+49.288=165.971 Kg钢筋总计:19097.19 Kg梁-混凝土:V=0.4*0.25*3.3*10+0.45*0.25*5.1*12+0.3*0.25*4.8*16+0.35*0.25*4.8 *16+0.45*0.25*10.2*6+0.4*0.25*13.2*3+0.3*0.25*2.4*5+0.3*0.25*3.3*2=105.975 m32.2.3 楼板:现浇楼板楼板-模板:S=6.6*(2.1+3.0+2.1+1.5+1.5)*2+4.8*(3.0+2.1+1.5)*8+3.3*(3.0+2.1+1.5*3)*2+2.4*(3.0+2.1+1.5*3)*2+4.8*(3.0+2.1+1.5*3)+3.0*3.9+3.6*(3.9+2.4+1.5)=1477m2钢筋总计:G=9854.2Kg楼板-混泥土:V=221.55m32.3 三层柱、梁、楼板工程量2.3.1 柱-模板:Z-1:18 b*h=0.45*0.45 h=3.6-0.45S=18*0.45*(3.6-0.45)*4=102.06m2Z-2: 6 b*h=0.45*0.45 h=3.6-0.45S=6*0.45*(3.6-0.45)*4=34.02 m2Z-3: 8 b*h=0.45*0.45 h=3.6-0.45S=8*0.45*(3.6-0.45)*4=45.36 m2Z-4: 4 b*h=0.45*0.45 h=3.6-0.45S=4*0.45*(3.6-0.45)*4=22.68 m2Z-5: 2 b*h=0.45*0.45 h=3.6-0.45S=2*0.5*(3.6-0.45)*4=12.6 m2Z-6: 2 b*h=0.4*0.4 h=3.6-0.45S=2*0.4*(3.6-0.45)*4=10.08 m2Z-7: 2 b*h=0.5*0.5 h=3.6-0.45S=2*0.5*(3.6-0.45)*4=12.6 m2柱-模板总计:604.32 m2柱-钢筋:G=(52+39+55+21)*18+(38+28+21+33)*6+(49+57+151+93)*8+(113+96+291+598)*4+(79+67+13+11)*2+(29+22+27+12)*2+(89+47+26+49)*2=36012Kg柱-混凝土:V=0.45*0.45*(3.6-0.45)*36+0.5*0.5*(3.6-0.45)*4+0.4*0.4*(3.6-0.45)*2=98.77 m32.3.2 梁-模板:S=[(0.35*2+0.25)*(2.1+3)*6+3.3*(0.25+0.3*2)*10+4.8*(0.25+0.35*2)*12+(2.1+1.5)*(0.25+0.45*2)*5+4.8*(0.25+0.3*2)*4+(1.5+1.5)*(0.25+0.45*2)*2+3.3*(0.25+0.45*2)*2]*2+(2.4+4.8+2.4)*(0.25+0.6*2)+(2.4+4.8+2.4)*(0.25+0.35*2)+(1.5+2.1)*(0.25+0.35*2)*2=505.42 m2梁-钢筋:KL1: 8根a. 主筋:G=(3+2.1)*(4*2.47+2*1.58+1*1.21)*8=581.0Kgb. 箍筋:l=[(0.25-0.06)+(0.35-0.06)]*2-0.10=0.86n=(5.1-0.06)/0.2+1=26.2G=0.398*l*n*8=74.0 Kgc.钢筋小计:581.0+74.0=655.0 KgKL2: 4根a. 主筋:G=(3+2.1)*(4*2+4*2.98+1*2.47)*4=458.2 Kgb. 箍筋:l=[(0.25-0.06)+(0.45-0.06)]*2-0.10=1.06n=(5.1-0.06)/0.2+1=26.2G=0.398*l*n*4=46.0 Kgc. 钢筋小计:458.2+46.0=504.2 KgKL3: 6根a. 主筋:G=[3*(2*2.47+4*3.85+2*3.85+2*2.98)]*6=612.0 Kgb. 箍筋:l=[(0.25-0.06)+(0.35-0.06)]*2-0.10=0.86n=(3-0.06)/0.2+1=15.7G=0.398*l*n*6=32.90 Kgc. 钢筋小计:612.0+32.90=644.9 KgKL4: 2根a. 主筋:G=3*(2*2+4*2.98+2*2.98+2*2.47)*2=146.1 Kgb. 箍筋:l=[(0.25-0.06)+(0.35-0.06)]*2-0.10=0.86n=(3-0.06)/0.2+1=15.7G=0.398*l*n*2=11.00 Kgc. 钢筋小计:146.1+11.00=157 KgKL5:4根a. 主筋:G=(2.1+1.5)*(2*2.47+1*3.85+2*2.47)*4=198.0 Kgb. 箍筋:l=[(0.25-0.06)+(0.45-0.06)]*2-0.10=1.06n=(3.6-0.06)/0.2+1=16G=0.398*l*n*4=27.70 Kgc. 钢筋小计:198.0+27.70=225.7 KgKL6:10根a. 主筋:G=2.1*(2*2+2*2.98+1*2.47+2*2+2*2.98)*10=470.19 Kgb. 箍筋:l=[(0.25-0.06)+(0.45-0.06)]*2-0.10=1.06n=(2.1-0.06)/0.2+1=11.2G=0.398*l*n*10=50.63 Kgc. 钢筋小计:470.19+50.63=520.82 KgKL7:6根a. 主筋:G=(3.3+3.3)*(2*3.85+3*3.85+2*2.472+2*2)*6=1116.32 Kg b. 箍筋:l=[(3.3+3.3)-0.06]*2-0.10=12.98n=(6.6-0.06)/0.2+1=4.27G=0.398*l*n*6=132.35 Kgc. 钢筋小计:1116.32+132.35=1248.67 KgKL8:8根a. 主筋:G=4.8*(2*2.47+1*1.21+2*2.47+3*1.58)*8=607.87 Kg b. 箍筋:l=[(0.25-0.06)+(0.35-0.06)]*2-0.10=0.86n=(4.8-0.06)/0.2+1=24.7G=0.398*l*n*8=68.46 Kgc.钢筋小计:607.87+68.46=676.33 KgKL9:16根a. 主筋:G=4.8*(2*2.47+1*1.21+2*2.47+3*1.58)*16=1215.74v b. 箍筋:l=[(0.25-0.06)+(0.35-0.06)]*2-0.10=0.86n=(4.8-0.06)/0.2+1=24.7G=0.398*l*n*16=136.91 Kgc. 钢筋小计:1215.74+136.91=1352.65 KgKL10:8根a. 主筋:G=4.8*(2*1.58+1*1.21+2*1.58)*8=289.15 Kgb. 箍筋:l=[(0.25-0.06)+(0.3-0.06)]*2-0.10=0.76n=(4.8-0.06)/0.2+1=24.7G=0.398*l*n*8=60.50 Kgc.钢筋小计:289.15+60.50=349.65 KgKL11:4根a. 主筋:G=3.3*(2*1.58+3*1.58)*4=104.28b. 箍筋:l=[(0.25-0.06)+(0.45-0.06)]*2-0.10=1.06n=(3.3-0.06)/0.2+1=17.2G=0.398*l*n*4=30.38 Kgc. 钢筋小计:104.28+30.38=134.66 KgKL12:4根a. 主筋:G=2.1*(2*0.888+2*1.21)*4=35.25 Kgb. 箍筋:l=[(0.25-0.06)+(0.45-0.06)]*2-0.10=1.06n=(2.1-0.06)/0.2+1=11.2G=0.398*l*n*4=20.25 Kgc. 钢筋小计:35.25+20.25=55.5 KgKL13:1根a. 主筋:G=(2.4*2+4.8)*(2*2+1*1.21+2*2+3*1.58)*1=133.92b. 箍筋:l=[(0.25-0.06)+(0.35-0.06)]*2-0.10=0.86n=(2.4*2+4.8-0.06)/0.2+1=48.7G=0.398*l*n*1=16.77 Kgc. 钢筋小计:133.92+16.77=150.69 KgKL14:1根a. 主筋:G=(2.4*2+4.8)*(2*2.98+2*2+2*2.98*2+1*2.47)*1=233.76 Kg b. 箍筋:l=[(0.25-0.06)+(0.6-0.06)]*2-0.10=1.36n=[(2.4*2+4.8)-0.06)]/0.2+1=48.7G=0.398*l*n*1=26.52 Kgc. 钢筋小计:233.76+26.52=260.28 KgKL15:2根a. 主筋:G=1.5*(3*1.21+2*1.21+3*1.58)*2=32.37 Kgb. 箍筋:l=[(0.25-0.06)+(0.35-0.06)]*2-0.10=0.86n=[1.5-0.06)]/0.2+1=8.2G=0.398*l*n*2=6.16 Kgc. 钢筋小计:32.37+6.16=38.53 Kg钢筋总计:17026.54 Kg梁-混凝土:V=(0.35*0.25*5.1*6+3.3*0.25*0.3*10+4.8*0.25*0.35*12+3.6*0.25*0.45*5+4.8*0.25*0.3*4+3*0.25*0.45*2+3.3*0.25*0.45*2*2+9.6*0.25*0.6+9.6*0.25*0.35+3.6*0.25*0.35=99.427m32.3.3 楼板:现浇混泥土板楼板-模板:S=3.3*5.1*8+4.8*3.6*8+3.0*4.8*8+2.1*4.8*8+1.5*3*3+3.3*4.5*5 +3.3*5.1*5+3.3*2.1*2+2.4*3.6*2+4.8*3.6=689.04 m2楼板-钢筋:G=9736.9Kg楼板-混泥土:V=207.51m2第三章砌体结构工程量3.1 底层、二层3.1.1 墙量:门面积:Sm=1.2*2.1*1+0.9*2.1*16=40.47 m2窗面积:Sc=12*2.4*1.8+10*1.5*1.8+1*2.4*0.9=162m3墙体面积:S=(4.35-0.45)*(10.2*4+6.6*4+19.2*4+6.6*6+9.6*6+5.7*6+7.8*2+3.6+3.0*2+3.9)- Sm-Sc=2147.35 m3V=0.24S=0.24*2147.35=542.627 m3墙体抹灰面积:S抹灰=2S=2*2147.35=4294.69 m23.1.2 楼地面:底面抹灰:V=FH=0.01*1508=15.08 m33.2 三层3.2.1 墙量门面积:Sm=10*0.9*2.1+2*1.5*2.1+2*1.2*2.1=40.47 m2窗面积:Sc=12*2.4*1.8+10*1.5*1.8+2*1.2*1.2=162 m2墙体面积:S=(3.6-0.45)*(10.2*4+6.6*4+19.2*4+6.6*2+9.6*4+3.3*4+4.8*4*2+3.3*2+1.5*2+9.6)- Sm- Sc=2147.35 m2V=0.24S=0.24*2147.35=542.627 m3墙体抹灰面积:S抹灰=2S=2*2147.35=4294.69 m23.2.2 楼地面底面抹灰:V=FH=0.01*1508=15.08 m3 3.2.3 屋面工程量防水层: S=1508m2细石混泥土屋面:V=1508*0.05=29.54m3。
第三节-框架结构的计算简图
第三节框架结构的计算简图4.3.1 梁、柱截面尺寸框架梁、柱截面尺寸应根据承载力、刚度及延性等要求确定。
初步设计时,通常由经验或估算先选定截面尺寸,以后进行承载力、变形等验算,检查所选尺寸是否合适。
1、梁截面尺寸确定2、柱截面尺寸柱截面尺寸可直接凭经验确定,也可先根据其所受轴力按轴心受压构件估算,再乘以适当的放大系数以考虑弯矩的影响。
即框架柱的截面宽度和高度均不宜小于300mm,圆柱截面直经不宜小于350mm,柱截面高宽比不宜大于3。
为避免柱产生剪切破坏,柱净高与截面长边之比宜大于4,或柱的剪跨比宜大于2。
3、梁截面惯性矩在结构内力与位移计算中,与梁一起现浇的楼板可作为框架梁的翼缘,每一侧翼缘的有效宽度可取至板厚的6倍;装配整体式楼面视其整体性可取等于或小于6倍;无现浇面层的装配式楼面,楼板的作用不予考虑。
设计中,为简化计算,也可按下式近似确定梁截面惯性矩I:4.3.2 框架结构的计算简图1、计算单元框架结构房屋是空间结构体系,一般应按三维空间结构进行分析。
但对于平面布置较规则的框架结构房屋,为了简化计算,通常将实际的空间结构简化为若干个横向或纵向平面框架进行分析,每榀平面框架为一计算单元。
就承受竖向荷载而言,当横向(纵向)框架承重,且在截取横向(纵向)框架计算时,全部竖向荷载由横向(纵向)框架承担,不考虑纵向(横向)框架的作用。
当纵、横向框架混合承重时,应根据结构的不同特点进行分析,并对竖向荷载按楼盖的实际支承情况进行传递,这时竖向荷载通常由纵、横向框架共用承担。
2、计算简图在框架结构的计算简图中,梁、柱用其轴线表示,梁与柱之间的连接用节点表示,梁或柱的长度用节点间的距离表示,框架柱轴线之间的距离即为框架梁的计算跨度;框架柱的计算高度应为各横梁形心轴线间的距离,当各层梁截面尺寸相同时,除底层外,柱的计算高度即为各层层高。
对于梁、柱、板均为现浇的情况,梁截面的形心线可近似取至板底。
对于底层柱的下端,一般取至基础顶面;当设有整体刚度很大的地下室;且地下室结构的楼层侧向刚度不小于相邻上部结构楼层侧向刚度的2倍时,可取至地下室结构的顶板处。
建筑结构——框架计算
(1)根据梁、柱的线刚度计算各节点杆件的弯矩 分配系数;
(2)计算各跨梁在竖向荷载作用下的固端弯短;
(3)计算框架各节点的不平衡弯矩;
(4)将各节点的不平衡弯短同时进行分配,并向 远端传递(传递系数均为1/2), 第一次分配弯 矩传递后,再进行第二次弯矩分配而不再传递即结 束.
二、水平荷载作用下的反弯点法 图11-7 多层框架反弯点计算示意图
作用于多层框架上的水平荷载主要是风荷载 及地震荷载,计算时一般均将其化为节点集中荷 载,如图11-7a所示。因无节间荷载,梁、柱的 弯矩图都是直线形,都有一个反弯点(弯矩为0 的点),如图11-7b所示.若能求出各柱反弯点 的位置及其剪力,则各梁、柱的内力就很易求 得.因此,多层框架在水平荷载作用下内力分析 主要任务是:
2A2.5 框架计算
2A2.5.1 框架结构计算简图 一、框架结构计算简图 l、计算单元确定:
如图11-4在各榀框架中选取若干很有代表性的框 架进行计算,一般取中间有代表性的一榀横向框架 进行分析即可,按平面框架进行分析,计算单元宽 度取相邻开间各一半。
图11-4 计算单元
2、节点的简化
在计算简
给出的全国基本风压分布图采用,但不得小于 0.25k N/m2。山区及海岛等特殊地形地区,应乘以相应 的调整系数。
2A2.5.2 框架结构内力及侧移的近似计算
一、竖向荷载下的内力近似计算——弯矩二次分配 法
弯矩二次分配法为无侧移框架的弯矩分配法,但 为了简化计算,将各节点的不平衡弯矩同时作分配和 传递,并以两次分配为限.弯矩二次分配法所得结果 与精确法相比较,相差甚小.其计算精度已满足工程 设计要求.现将具体步骤介绍如下:
对于楼面梁,当其负荷面积大于25m2时, 折减系数为0.9。
7.3框架结构简化计算
框架结构简化计算
框架结构计算简图
杆件——用轴线表示
节点——刚接节点
层高
底层柱:基础顶面到一层梁顶其它层柱:各层梁顶之间距离跨度——柱轴线间距
框架结构在恒载作用下内力
图
--
框架结构在水平载作用下
在水平载作用下-D值法D值法——修正反弯点法
在水平载作用下内力图
-
++-
控制截面
控制截面:结构构件中需要按其内力进行配筋计算的截面
框架梁最不利内力组合
+Mmax:确定梁端底部纵筋
-Mmax:确定梁端顶部纵筋
Vmax:确定箍筋及弯起钢筋
+Mmax:确定梁下部纵筋
-Mmax:确定跨中可能的顶部纵筋
跨中纵筋跨中纵筋支座负筋
支座箍筋跨中可能负筋
│Mmax│及相应的N 、V
Nmin 及相应的M 、V Nmax 及相应的M 、V 可能大偏压
可能小偏压框架柱最不利内力组合。
第四章框架结构计算分析与设计
第四章框架结构计算分析与设计框架结构布置主要是确定柱在平面上的罗列方式(柱网布置)和选择结构承重方案,这些均必须满足建造平面及使用要求,同时也须使结构受力合理,施工简单。
1、柱网和层高工业建造柱网尺寸和层高根据生产工艺要求确定。
常用的柱网有内廊式和等跨式两种。
内廊式的边跨跨度普通为 6~8m,中间跨跨度为 2~4m。
等跨式的跨度普通为 6~12m。
柱距通常为 6m,层高为 3.6m~5.4m。
民用建造柱网和层高根据建造使用功能确定。
目前,住宅、宾馆和办公楼柱网可划分为小柱网和大柱网两类。
小柱网指一个开间为一个柱距,柱距普通为 3.3m,3.6m,4.0m 等;大柱网指两个开间为一个柱距,柱距通常为 6.0m,6.6m,7.2m,7.5m 等。
常用的跨度(房屋进深)有: 4.8m,5.4m,6.0m,6.6m,7.2m,7.5m 等。
办公楼常采用三跨内廊式、两跨不等跨或者多跨等跨框架,如图2.1.1(a),(b),(c)。
采用不等跨时,大跨内宜布置一道纵梁,以承托走道纵墙。
近年来,由于建造体型的多样化,浮现了一些非矩形的平面形状,如图 2.1.1(d),(e),(f)所示。
这使柱网布置更复杂一些。
1、横向框架承重。
主梁沿房屋横向布置,板和连系梁沿房屋纵向布置。
由于竖向荷载主要由横向框架承受,横梁截面高度较大,于是有利于增加房屋的横向刚度。
这种承重方案在实际结构中应用较多。
2、纵向框架承重。
主梁沿房屋纵向布置,板和连系梁沿房屋横向布置[图 5.1.2(b)]。
这种方案对于地基较差的狭长房屋较为有利,且因横向只设置截面高度较小的连系梁,有利于楼层净高的有效利用。
但房屋横向刚度较差,实际结构中应用较少。
3、纵、横向框架承重。
房屋的纵、横向都布置承重框架,楼盖常采用现浇双向板或者井字梁楼盖。
当柱网平面为正方形或者接近正方形、或者当楼盖上有较大活荷载时,多采用这种承重方案。
以上是将框架结构视为竖向承重结构(verticalload- reitingtructure)来讨论其承重方案的。
4框架结构设计计算
(7)绘制总弯矩图
图4-6 例题1 框架总弯矩图
用分层法计算下面框架的M图
3 水平荷载下内力近似计算—反弯点法
框架所受的水平荷载主要是 风和地震作用,这些均布都 可以化成作用在框架楼层结 点上的水平集中力,如图所 示。 这时框架侧移是主要的变形 因素。对于层数不多的框架, 柱子轴力较小,截面也较小, 当梁的线刚度ib比柱的线刚 度ic大的多时,采用反弯点 法计算其内力,误差比较小。
解:(1)将三层框架按图(b)、(c)、(d)的形式分解成单层框架,并将除 底层之外的柱线刚度乘以0.9的修正系数; (2)求梁柱相对线刚度。将各梁柱线刚度除以梁的线刚度,使梁的相对线 刚度为1;柱的相对线刚度分别为: 底层ic’=1.1、其余各层ic’=1.3; (3)求节点弯矩分配系数。 以第三层A柱节点为例,求弯矩分配系数μ3i:
构件 分配系数
一层框架弯矩叠加
构件
分配系数 叠加弯矩 分配不平衡弯矩 弯矩小计
柱A12
0.32 2.688+0.952=3.64 -0.952×032=- 0.305 3.335
柱A10
0.38 3.192 -0.952×038= -0.362 2.83
梁1ab
0.3 -5.88 -0.952×03=- 0.285 -6.165
反弯点法
多层多跨框架在水平荷载作用下的弯矩图通常如图 所示。它的特点是,各杆件的弯矩图均为直线,每 杆均有一零弯矩点,称为反弯点.
如果在反弯点处将柱子切开,切断点处的内力将只有剪力和轴 力。如果知道反弯点的位置和柱子的抗侧移刚度,即可求得各柱 的剪力,从而求得框架各杆件的内力,反弯点法即由此而来。 由此可见,反弯点法的关键是反弯点的位置确定和柱子侧向刚 度的确定。
第一章框架结构布置及计算简图
第⼀章框架结构布置及计算简图第⼆部分设计计算书2设计计算书2.1 框架结构布置及计算简图2.1.1 梁、柱截⾯尺⼨估算(1)梁截⾯估算1)横向框架:因为梁的跨度最⼤为5.9m,取跨度为5.9m 进⾏计算。
取5900L mm =。
11(~)328~5901018h L mm mm ==,取500h mm =, 11(~)167~25023b h mm mm ==,取250b mm =,所以横向框架梁的截⾯尺⼨为:250500b h mm mm ?=? 2)纵向框架:取6400L mm =,11(~)356~6401018h L mm mm ==,取500h mm =,11(~)167~25023b h mm mm ==,取250b mm =,所以纵向框架梁的截⾯尺⼨为:250500b h mm mm ?=? 3)⼀级次梁:取3900L mm =,11(~)217~3251218h L mm mm ==,考虑有⼆级次梁,故偏安全取400h mm =,11(~)133~20023b h mm mm ==,取200b mm =,所以次梁的截⾯尺⼨为:200400b h mm mm ?=? 4)阳台挑梁:取2000L mm =,13336h L mm ==,取400h mm =, 11(~)133~20023b h mm mm ==,取250b mm =,所以次梁的截⾯尺⼨为:250400b h mm mm ?=? (2)柱截⾯尺⼨估算本⼯程为现浇钢筋混凝⼟结构,7度设防,⾼度52.50060h m m =<,抗震等级为框架抗震等级为三级,可得轴压⽐0.90µ=;剪⼒墙抗震等级为⼆级,可得轴压⽐0.20µ=,故。
按轴压⽐估算截⾯尺⼨,根据经验取荷载为217(5.2 5.9)(4.5 4.6)12515222N KN =??+??+?=由轴压⽐限值得321.3515210342751=5855850.90.916.7c N A mm m m f ??≥==??为安全起见,取1-6层柱截⾯尺⼨为600600mm mm ?。
框架结构布置及计算简图
三 框架结构布置及计算简图(一)梁柱尺寸 1.梁高 h b =(1/12~1/8)lb 横向 h b =600~900mm ,取800mm 纵向 h b =650~900mm ,取800mm过道 h b =250~375mm ,考虑到次梁高度为600mm ,也取为600mm 2.柱截面尺寸本工程为现浇钢筋混凝土结构,7度设防,高度<30m ,抗震等级为三级,取底层C6柱估算柱尺寸,根据经验荷载为15kN/m2: N=15×7.8×(3.6+1.5)=2983.5kN由轴压比限值得A c ≥c f N 8.0=3.148.0105.29833⨯⨯=260795mm 2为安全起见,取底层柱截面尺寸为650mm×650mm ,其他层为600mm×600mm (二)计算简图(取轴线⑥处)初步设计基础顶面离室外地面500mm ,则底层层高为4.2+0.6+0.5=5.3m框架结构计算简图3.003.003.003.003.003.003.003.003.003.003.003.003.003.003.003.603.603.603.603.563.563.563.563.563.563.563.563.562.812.81 2.812.813.003.603.56(三)梁柱线刚度(其中E=3.0×104N/mm2)AC、BC跨梁1×0.3×0.83/7.2=3.56×10-3E i=2E×12BC跨梁1×0.3×0.63/3.0=3.60×10-3E i=2E×12上部各层柱1×0.64/3.6=3.00×10-3 E i= E×12底层柱1×0.654/5.3=2.81×10-3 E i= E×12将梁柱线刚度标于计算简图中。
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1.恒荷载作用下内力计算
1.1梯形(三角形)、均布恒荷载作用下简支梁支座剪力和跨中弯矩
(kN)
(kN-m)
式中g 1—梁上均布荷载值(kN/m);
g 2—梁上梯形(三角形)分布荷载值(kN/m)。
各梁内力计算结果如表1.1
表1.1 恒荷载作用下框架梁按简支计算的梁端剪力和跨中弯矩
g 1g 2V A0V B0l M AB0
g 1g 2V B0r M BC06 3.4015.5241.6341.6375.30 2.709.959.597.291~517.5512.64
78.25
78.25127.84
2.70
8.10
8.44
6.33
AB 梁 l =6m a =0.325
层次
BC 梁 l =2.5m a =0.5
1.2恒荷载作用下框架弯矩计算
梯形(三角形)恒荷载化作等效均布荷载
g =g 1+(1-2a 2+a 3)g 2 (kN/m ) 梁端固端弯矩
(kN-m )
梁固端弯矩计算结果如表1.2
表1.2 框架梁恒荷载作用下固端弯矩计算表
g 1g 2g
M g 1g 2g M M m 6 3.40
15.5216.1748.52 2.709.958.92 4.65-2.641~5
17.5512.64
27.95
83.86 2.708.107.76
4.04
-2.29
AB 梁 l =6m a =0.325
BC 梁 l =2.5m a =0.5层次
框架结构利用弯矩二次分配法的计算过程和结果见图1.1。
1.3恒荷载作用下框架剪力计算 梁: (AB 梁);
柱:
式中:V —计算截面剪力(kN ); V 0—梁计算截面在简支条件下剪力(kN ); M l 、M r —分别为AB 梁左右两端弯矩值(kN-m )。
M t 、M b —分别为计算截面所在柱的上下两端弯矩值(kN-m )。
图 1.1 恒荷载作用下弯矩二次分配法计算过程框架各杆件剪力计算结果见表1.3。
表1.3 框架梁柱在恒荷载作用下的杆端剪力值
1.4 恒荷载作用下柱轴力值计算
柱轴力根据上层柱传来轴力、节点两(一)侧梁端剪力、节点集中荷载的和求得。
框架各柱的轴力计算结果如表1.4。
表1.4 恒荷载作用下柱轴力计算结果
1.5控制截面内力调整和计算
对计算简图的计算结果进行处理,包括将梁端弯矩调整计算至柱边缘处,梁端弯矩调幅,根据调幅后的梁端弯矩计算跨中弯矩,本次调整梁端弯矩调幅系数采用0.8,处理结果见表1.5。
表1.5 梁端控制截面弯矩剪力计算结果及弯矩调幅和相应跨中弯矩
2.活荷载作用下内力计算
2.1梯形(三角形)活荷载作用下简支梁支座剪力和跨中弯矩
(kN)
(kN-m)
式中q —梁上梯形(三角形)分布荷载值(kN/m)。
各梁内力计算结果如表2.1
表2.1 活荷载作用下框架梁按简支计算的梁端剪力和跨中弯矩
q V 0M 0q V 0M 067.80
15.8030.16 5.00
3.13 2.601~5
7.80
15.80
30.16
6.25
3.91
3.26
层次AB 梁 l =6m a =0.325
BC 梁 l =2.5m a =0.5
2.2活荷载作用下框架弯矩计算
梁端固端弯矩
(kN-m )
梁固端弯矩计算结果如表2.2
表2.2 框架梁活荷载作用下固端弯矩计算表
q M q M M m 67.8019.26 5.00
1.630.971~5
7.80
19.26
6.25
2.03
1.23
AB 梁 l =6m a =0.5BC 梁 l =2.5m a =0.5
层次
活荷载作用下计算计算各杆件端弯矩需考虑活荷载的不利布置。
为计算梁的最大跨中正弯矩,分别考虑图2.1所示的活荷载布置1和图2.2所示的活荷载布置2,利用弯矩二次分配法进行计算。
计算过程、结果如图2.3和图2.4所示。
为计算梁端最大负弯矩,近似按满布活荷载进行。
计算过程、结果如图2.5所示。
图2.1 活荷载布置1 图2.2活荷载布置2
固端弯矩
分配弯矩
传递弯矩
分配弯矩
分配系数
固端弯矩
分配弯矩
传递弯矩
分配弯矩
分配系数
固端弯矩
分配弯矩
传递弯矩
分配弯矩
分配系数
固端弯矩
分配弯矩
传递弯矩
分配弯矩
分配系数
固端弯矩
分配弯矩
传递弯矩
分配弯矩
分配系数
固端弯矩
分配弯矩
传递弯矩
分配弯矩
图2.3 活荷载布置1时弯矩二次分配法计算过程
固端弯矩
分配弯矩
传递弯矩
分配弯矩
分配系数
固端弯矩
分配弯矩
传递弯矩
分配弯矩
分配系数
固端弯矩
分配弯矩
传递弯矩
分配弯矩
分配系数
固端弯矩
分配弯矩
传递弯矩
分配弯矩
分配系数
固端弯矩
分配弯矩
传递弯矩
分配弯矩
分配系数
固端弯矩
分配弯矩
传递弯矩
分配弯矩
图2.4 活荷载布置2时弯矩二次分配法计算过程
固端弯矩
分配弯矩
传递弯矩
分配弯矩
分配系数
固端弯矩
分配弯矩
传递弯矩
分配弯矩
分配系数
固端弯矩
分配弯矩
传递弯矩
分配弯矩
分配系数
固端弯矩
分配弯矩
传递弯矩
分配弯矩
分配系数
固端弯矩
分配弯矩
传递弯矩
分配弯矩
分配系数
固端弯矩
分配弯矩
传递弯矩
分配弯矩
图2.5 满布活荷载时弯矩二次分配法计算过程
2.3活荷载作用下框架剪力计算
柱:
式中:V—计算截面剪力(kN);V0—梁计算截面在简支条件下剪力(kN);
M l、M r—分别为AB梁左右两端弯矩值(kN-m)。
M t、M b—分别为计算截面所在柱的上下两端弯矩值(kN-m)。
框架各杆件剪力计算结果见表2.3。
表2.3 框架梁柱在活荷载作用下剪力计算结果
2.4 活荷载作用下柱轴力值计算
柱轴力根据上层柱传来轴力、节点两(一)侧梁端剪力、节点集中荷载的和求得。
由表2.3很明显看出,柱轴力在各层各跨满布活荷载时为最大值。
因此求柱轴力时只考虑满布活荷载的情况。
框架各柱的轴力计算结果如表2.4。
注意在活荷载作用下要考虑按照荷载规范的规定对不同楼层柱的计算轴力进行折减(相当于对活荷载标准值进行折减,因为荷载和内力为线性关系)。
表2.4 活荷载作用下柱轴力计算结果
2.5控制截面内力调整和计算
对计算简图的计算结果进行处理,包括将梁端弯矩调整计算至柱边缘处,梁端弯矩调幅(注意弯矩调幅是针对最大负弯矩调幅,不属于最大负弯矩的情况不允许调幅),根据调幅后的梁端弯矩计算跨中弯矩,本次调整梁端弯矩调幅系数采用0.8,处理结果见表2.5。
表2.5梁端控制截面弯矩剪力计算结果及弯矩调幅和相应跨中弯矩
3.风荷载作用下内力框架结构分析
3.1框架结构侧向刚度计算
各层柱侧向刚度计算结果见表3.1。
3.2框架结构侧移计算
由于该房屋的高宽比较小(H/B=20.3/14.5=1.4),故可以不考虑柱轴向变形产生的侧移。
框架侧移计算结果列于表3.2。
可见,各层的层间侧移角均小于1/550,满足要求。
表3.2 层间剪力及侧移计算
3.2框架结构风荷载作用下内力计算
风荷载作用下各层框架柱端弯矩计算结果如表3.3所示。
表3.3 风荷载作用下各层框架柱端弯矩(kN-m)计算
注:表中剪力V的单位为kN;弯矩M的单位为kN-m。
梁端弯矩由柱端弯矩按照节点力矩平衡条件或力矩分配方法求得,然后由平衡条件求出梁剪力及柱轴力,计算过程见表3.4。
表3.4 风荷载作用梁端端弯矩、剪力及柱轴力计算
注:1. 表中剪力和轴力的单位为kN;弯矩的单位为kN-m;梁跨度的单位为m;
2. 括号中数据为柱边缘处的弯矩值。
梁端控制截面在竖向荷载及风荷载作用下的梁端弯矩、剪力共同列于。
表3.5 梁控制截面内力标准值
4.内力组合
框架各层梁控制截面的内力组合考虑4种组合,取各种组合的最大值(绝对值)作为该截面的设计内力,组合结果见表4.1。
其中梁端弯矩设计值采用绿色单元格中的数据;跨中弯矩设计值采用红色单元格中的数据;梁端剪力采用浅蓝色单元格中的数据。
表4.1 梁控制截面内力组合值
-36.10 -22.80。