框架柱内力组合表
钢结构框架柱截面强度稳定计算表
弯矩作用平面外稳定验算: N/(Aφ_y )+(β_tx M_x)/(φ_b#DIV/0! W_x ) #DIV/0! #DIV/0!
M_x M_x M_x N N N A A 0A 0 0 0 W_x W_x W_x μ μ 0μ 0 H H 0H 0 i_x i_x i_x 0 0 λ_x #DIV/0! λ_x #DIV/0! λ_x #DIV/0! φ_x φ_x 0 φ_x 0 N_Ex^, #DIV/0! N_Ex^, #DIV/0! N_Ex^, #DIV/0! φ_y φ_y 0 φ_y 0 φ_b φ_b φ_ b 0 0 λ_y #DIV/0! λ_y #DIV/0! λ_y #DIV/0! i_y i_y 0 i_y 0 内力组合Ⅰ 内力组合Ⅱ 内力组合Ⅲ M_x M_x M_x N N N A 0A 0A 0 0 0 0 W_x W_x W_x μ μ 0μ 0 H H 0H 0 i_x 0 i_x 0 i_x 0 λ_x #DIV/0! λ_x #DIV/0! λ_x #DIV/0! φ_x φ_x 0 φ_x 0 N_Ex^, #DIV/0! N_Ex^, #DIV/0! N_Ex^, #DIV/0! φ_y φ_y 0 φ_y 0 φ_b φ_b 0 φ_b 0 λ_y #DIV/0! λ_y #DIV/0! λ_y #DIV/0! i_y i_y 0 i_y 0 内力组合Ⅰ 内力组合Ⅱ 内力组合Ⅲ M_x M_x M_x N N N A 0A 0A 0 0 W_x 0 W_x 0 W_x μ μ μ 0 0 H H 0H 0 i_x 0 i_x 0 i_x 0 λ_x #DIV/0! λ_x #DIV/0! λ_x #DIV/0! φ_x φ_x 0 φ_x 0 N_Ex^, #DIV/0! N_Ex^, #DIV/0! N_Ex^, #DIV/0! φ_y φ_y 0 φ_y 0 φ_b #DIV/0! φ_b #DIV/0! φ_b #DIV/0! λ_y #DIV/0! λ_y #DIV/0! λ_y #DIV/0! i_y i_y 0 i_y 0 内力组合Ⅰ 内力组合Ⅱ 内力组合Ⅲ M_x M_x M_x N N N A 0A 0A 0 0 W_x 0 W_x 0 W_x μ μ 0μ 0 H H 0H 0 i_x 0 i_x 0 i_x 0 λ_x λ_ x λ_ x #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! φ_x φ_x 0 φ_x 0 N_Ex^, #DIV/0! N_Ex^, #DIV/0! N_Ex^, #DIV/0! φ_y φ_y 0 φ_y 0 φ_b #DIV/0! φ_b #DIV/0! φ_b #DIV/0! λ_y #DIV/0! λ_y #DIV/0! λ_y #DIV/0! i_y i_y 0 i_y 0 内力组合Ⅰ 内力组合Ⅱ 内力组合Ⅲ M_x M_x M_x N N N A 0A 0A 0 0 W_x 0 W_x 0 W_x μ μ 0μ 0 H H 0H 0 i_x 0 i_x 0 i_x 0 λ_x #DIV/0! λ_x #DIV/0! λ_x #DIV/0! φ_x φ_x 0 φ_x 0 N_Ex^, #DIV/0! N_Ex^, #DIV/0! N_Ex^, #DIV/0! φ_y φ_y 0 φ_y 0 φ_b φ_b 0 φ_b 0 λ_y #DIV/0! λ_y #DIV/0! λ_y #DIV/0! i_y i_y 0 i_y 0 内力组合Ⅰ 内力组合Ⅱ 内力组合Ⅲ M_x M_x M_x N N N A 0A 0A 0 0 W_x 0 W_x 0 W_x μ μ 0μ 0 H H 0H 0 i_x i_x i_x 0 0 0 λ_x #DIV/0! λ_x #DIV/0! λ_x #DIV/0! φ_x φ_x 0 φ_x 0 N_Ex^, #DIV/0! N_Ex^, #DIV/0! N_Ex^, #DIV/0! φ_y φ_y 0 φ_y 0 φ_b φ_ b φ_ b #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! λ_y #DIV/0! λ_y #DIV/0! λ_y #DIV/0! i_y i_y i_y 0 0
框架柱正截面设计时最不利内力组合的选择
配钢筋愈多 。 [1~2] 因此,在框架柱正截面设计时,设计 人员往往采用以下 3 种组合方式: ① Mmax 及相应 的 N;②Nmax 及相应的 M;③Nmin 及相应的 M。
这种最不利内力组合的选择方法是各混凝土结 构设计教材中普遍采用的方法,此方法论据充足,条 理清晰,易于理解和掌握。 但不足之处是计算量大, 至少要计算 3 种组合的情况,这无疑给设计工作增加 了难度。 基于此,笔者在研究工作中发现了一直新的 组合方式,即:直接选取弯矩绝对值最大值和轴力最 大值作为一组组合,弯矩绝对值最大值和轴力最小值 作为另一组组合,该方法能够简单有效地将最大内力 进行组合。
天津市应用基础与前沿技术研究计划12jcqnjc0530019表4抗震组合配筋计算结果编号计算方法mknmnkn偏心asasmm23方法144347164599小偏心2866431481777202828298421598821509方法24434717772029354434715988228174方法137023161665大偏心638289281658985998313101042401007方法2370231658981645370231042404078表2非抗震组合配筋计算结果编号计算方法mknmnkn偏心asasmm21方法18627236001小偏心3233914252064298121233237236方法2862725206456786272332372832方法19872183279大偏心18307285200063200141291778762066方法29872200063186398721778761757表3框架柱抗震内力组合编号截面mm计算长度mm截面位置内力抗震组合左震右震34504104500柱顶mknm2855029842nkn173002159882柱底mknm4314844347nkn17772016459946607004500柱顶mknm3131037023nkn104240161665柱底mknm2181528928nkn108478165898表1框架柱非抗震内力组合编号截面mm计算长度mm截面位置内力组合1组合2组合3左风右风14504104500柱顶mknm812173537703914nkn233237236317239631248955柱底mknm8627471619962073nkn23600123908024239525206426607004500柱顶mknm4129987271507407nkn177876183279183470194109柱底mknm4535923570337285nkn183168188571188762200063别考虑了3种组合方式
提高单跨框架结构抗震性能的几种方法
工程建设与设计______Construction&Design For P roject提高单跨框架结构抗震性能的几种方法Several Methods to Improve the Seismic Performance of Single Span FrameStructure闫艳伟\李晓蕾2(1•中元国际工程有限公司,北京100038;2.西安理工大学土木建筑工程学院,西安710048)YAN Yan-wei1,LI Xiao-lei2(1.China IPPR International Engineering Co.Ltd.,Beijing100038,China;2.School of Civil Engineering and Architecture,Xi'an University of Technology,Xi'an71004&China)【摘要】单跨框架结构冗余度小,在地震中很容易形成机构并发生倒塌破坏,故在设计中应增加延性,提高其抗震性能。
结合实际工程,以一工业厂房附属用房中的单跨框架结构为例,对比分析了加强抗震措施、中震弹性设计与中震不屈服设计、对结构重要部位进行包络设计三种提升结构综合抗震性能的方法结果表明,可通过提高抗震等级和抗震构造措施以及对结构重要部位进行包络设计来有效提高结构抗震性能,对关键构件进行中震抗震设计能保证其具有较好的延性,但建筑物的整体造价会有所提高[Abstract]Due to the small redundancy of single span frame structure,it is easily forming mechanism and collapsed under the earthquake.Then,the seismic performance of s ingle span frame structure should be improved by strengthening structure bined with practical engineering,a single span frame structure in industrial workshop accessory occupancy as an example,three methods are proposed as follows: strengthen aseismic measures,elastic and non-yielding design under moderate earthquake,envelope design for the important parts of the structure.The comparative analysis was made in this paper,and results shows that improving seismic grade and seismic construction as well as envelope design for important part of t he structure are affect measures for strengthening the structural seismic performance.Seismic design for key component of s tructure under moderate earthquake will ensure the good ductility;however,the overall cost of s tructure will be increased.【关键词】单跨框架;抗震措施涎性;性能设计[Keywords]single-span frame structure;seismic measures;ductility;performance design【中图分类号】TU323.5;TU352【文献标志码】B【文章编号11007-9467(2019)02-0048-04 [DOI]10.13616/ki.gcjsysj.2019.02.0151引言单跨框架结构指由2根柱1根梁组成的结构,其抗侧刚度小,结构超静定次数少,耗能能力弱,结构冗余度小,不能形成多道抗震防线,在超越抗震设防的强震作用下,一旦框架柱出现塑性枝,则整个结构出现连续倒塌的可能性很大。
一榀框架计算-内力计算
第8章 一榀框架计算8.7框架内力计算框架结构承受的荷载主要有恒载、活载、风荷载、地震作用。
其中恒载、活载为竖向荷载,风荷载和地震为水平作用。
手算多层多跨框架结构的内力和侧移时,采用近似方法。
求竖向荷载作用下的内力采用分层法,求水平荷载作用下的内力采用反弯点法、D 值法。
在计算各项荷载作用下的效应时,一般按标准值进行计算,然后进行荷载效应组合。
8.7.2框架内力计算1。
恒载作用下的框架内力 (1)计算简图将图8-12(a )中梁上梯形荷载折算为均布荷载。
其中a=1。
8m ,l=6.9m ,=1800/69000.26a α==,顶层梯形荷载折算为均布荷载值:232312+=120.26+0.2621.31=18.8kN m q αα-⨯-⨯⨯()(),顶层总均布荷载为18.8+4.74=23.54kN m 。
其他层计算方法同顶层,计算值为21.63kN m 。
中间跨只作用有均布荷载,不需折算。
由于该框架为对称结构,取框架的一半进行简化计算,计算简图见8-19。
(2)弯矩分配系数节点A 1:101044 1.18 4.72A A A A S i ==⨯=111144 1.33 5.32A B A B S i ==⨯=12120.940.94 1.61 5.796A A A A S i =⨯=⨯⨯=()0.622 1.3330.84415.836AS =++=∑1010 4.720.29815.836A A A A AS S μ===∑图8-19 恒载作用下计算简图(括号内数值为梁柱相对线刚度)1111 5.320.33615.836A B A B AS S μ===∑1212 5.7960.36615.836A A A A AS S μ===∑ 节点B 1:11112 1.12 2.24B D B D S i ==⨯=18.076BS =∑1111 5.320.29418.076B A B A BS S μ===∑1010 4.720.32118.076B B B B BS S μ===∑ 1212 5.7960.32118.076B B B B BS S μ===∑1111 2.240.12418.076B D B D BS S μ===∑节点A 2:()210.94 1.610.4170.94 1.610.776 1.33A A μ⨯⨯==⨯⨯++230.940.7760.20113.91A A μ⨯⨯==224 1.330.38213.91A B μ⨯==节点B 2:224 1.330.3294 1.330.94 1.61+0.940.7762 1.12B A μ⨯==⨯+⨯⨯⨯⨯+⨯210.94 1.610.35916.15B B μ⨯⨯==212 1.120.13916.15B C μ⨯==230.940.7760.17316.15B B μ⨯⨯==节点A 3 、A 4、A 5与A 2相同B 3、B 4、B 5与B 2相同。
框架柱内力组合表
柱顶N 193.6712.277.94-11.6311.63177.64柱底N 223.6212.277.94-11.6311.63206.39柱顶N 450.4859.5555.22-35.1335.13422.43柱底N 480.4359.5555.22-35.1335.13451.18柱顶N 707.21106.92102.59-67.9267.92657.53柱底N 737.16106.92102.59-67.9267.92686.28柱顶N 963.94154.29149.96-109.23109.23883.76柱底N 993.89154.29149.96-109.23109.23912.52柱顶N 1220.64201.65197.32-153.74153.741106.64柱底N 1250.59201.65197.32-153.74153.741135.39柱顶N 1477.13249.77245.44-206.60206.601320.99柱底N1525.64249.77245.44-206.60206.601367.56截面柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底γRE (∑Mc=ηc ∑--116.8088.43130.58112.96146.70126.86γREN--495.50524.25798.80827.551110.961139.712SEk左震组合内力截面1层次6543层次 4.003.00SQk和雪载6.005.00SGk 表6.31(b) 横向框架C柱柱端组合弯矩设计值的调整6.00-18.62-2.81-2.3417.19-17.19-1.19-39.18-27.955.00-14.19-4.16-4.2128.44-28.4414.81-48.05-23.324.00-14.57-3.98-3.9837.16-37.1624.17-57.95-23.653.00-14.65-3.99-3.9943.64-43.6431.24-65.20-23.772.00-14.96-4.15-4.1548.20-48.2035.89-70.64-24.351.00-5.76-1.56-1.5656.36-56.3655.61-68.95-9.34M -38.18-3.10-1.92-62.7462.74-96.40N 239.5617.1611.25-11.4211.42223.50M 30.50 3.84 3.5038.45-38.4566.51N 269.5117.1611.25-11.4211.42252.25M -28.08-3.85-4.00-88.9488.94-121.37N 555.6192.0086.09-34.7334.73538.59M 28.84 3.84 3.8472.77-72.77105.21N 585.5692.0086.09-34.7334.73567.34M -28.84-3.84-3.84-109.89109.89-143.82N 871.74166.75160.84-69.0669.06842.25M 28.84 3.84 3.84101.43-101.43135.02N 901.69166.75160.84-69.0669.06871.00M -28.84-3.84-3.84-124.11124.11-158.60N 1187.87241.50235.59-110.63110.631138.38M 28.88 3.83 3.83124.11-124.11158.64N 1217.82241.50235.59-110.63110.631167.14M -28.74-3.87-3.87-137.07137.07-172.00N 1504.03316.26310.35-162.10162.101424.25M 31.82 3.54 3.54137.07-137.07174.80N 1533.98316.26310.35-162.10162.101453.00M -21.56-2.57-2.57-131.64131.64-158.84N 1819.50390.26384.35-207.98207.981714.91M 10.78 1.29 1.29214.79-214.79234.35N 1868.01390.26384.35-207.98207.981761.48柱顶N 239.5617.1611.25-11.4211.42223.50柱底N 269.5117.1611.25-11.4211.42252.25柱顶N 555.6192.0086.09-34.7334.73538.59柱底N 585.5692.0086.09-34.7334.73567.34柱顶N 871.74166.75160.84-69.0669.06842.25柱底N 901.69166.75160.84-69.0669.06871.00柱顶N 1187.87241.50235.59-110.63110.631138.38柱底N 1217.82241.50235.59-110.63110.631167.14柱顶N 1504.03316.26310.35-162.10162.101424.25柱底N1533.98316.26310.35-162.10162.101453.00SGk SQk和雪载SEk左震组合右震组合 1.35SGk+SQk 柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底表6.33(a) 横向框架D柱弯矩和轴力组层次截面内力SGk SQk和雪载SEk 左震组合表6.32 横向框架C柱剪力组合(kN)层次SGk SQk和雪载SEk 左震组合65432层次截面内力3.002.001.006.005.004.00柱顶N 1819.50390.26384.35-207.98207.981714.91柱底N 1868.01390.26384.35-207.98207.981761.48截面柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底γRE (∑Mc=ηc ∑--142.09122.15166.97157.94185.53186.44γREN--538.59567.34842.25871.001138.381167.14619.08 1.93 1.5128.11-28.1151.29-10.8327.69515.81 2.14 2.1844.92-44.9266.87-32.4023.48416.02 2.13 2.1358.70-58.7082.29-47.4423.76316.03 2.13 2.1368.95-68.9593.63-58.7523.77216.82 2.06 2.0676.15-76.15102.35-65.9424.7716.600.790.7970.70-70.7085.26-70.999.701表6.33(b) 横向框架C柱柱端组合弯矩设计值的调整层次 6.005.004.003.00表6.34 横向框架C柱剪力组合(kN)层次SGk SQk和雪载SEk 左震组合右震组合 1.35SGk+SQkN Nmin Nmax 201.83273.72249.58230.58314.16285.52495.50667.70623.95524.25708.13659.89798.801061.65998.34827.551102.091034.281110.961455.611372.731139.711496.041408.671426.421849.511747.081455.171889.951783.021750.722243.902122.231797.292309.382180.45柱顶柱底柱顶柱底135.32164.17160.00248.561426.421455.171750.721797.29右震组合 1.35SGk+S Qk 1.2SGk+1.4SQk 红色字体绿色字体紫色字体1.002.00调整-26.28 -22.85 -23.06 -23.17 -23.76 -9.1025.95-54.64-50.16 247.25340.57311.50 -8.4645.0241.98 276.01381.00347.44 63.62-41.76-39.09 610.83842.07795.53 -46.1542.7739.98 639.58882.51831.47 84.76-42.77-39.98 985.901343.601279.54 -75.9642.7739.98 1014.651384.031315.48 99.54-42.77-39.98 1368.491845.121763.54 -99.5142.8240.02 1397.251885.561799.48 113.10-42.67-39.91 1761.422346.702247.60 -110.3146.5043.14 1790.172387.132283.54 114.97-31.68-29.47 2147.512846.592729.76 -212.4115.8414.74 2194.082912.072787.98 247.25340.57311.50 276.01381.00347.44 610.83842.07795.53 639.58882.51831.47 985.901343.601279.54 1014.651384.031315.48 1368.491845.121763.54 1397.251885.561799.48 1761.422346.702247.60 1790.172387.132283.54M轴力组合右震组合1.35SGk+SQk1.2SGk+1.4SQkMmax M1.2SGk+1.4SQk 剪力设计值右震组合1.35SGk+SQk红色字体绿色字体绿色字体紫色字体紫色字体1.2SGk+1.4SQkN Nmin Nmax红色字体2147.512846.592729.762194.082912.072787.98柱顶柱底柱顶柱底202.14204.07185.44304.661424.251453.001714.911761.4825.6021.9722.2122.2223.079.03调整2.00 1.001.2SGk+1.4SQk 剪力设计值。
结构计算书
结构计算书要求:设计南昌市七星机械厂办公楼工程概况:本建筑为南昌七星机械厂办公楼,位于南昌市,六层刚框架结构,总建筑面积5930.56m2,底层高4.2m,其他层高3.0m,室内外高差0.45m。
满足防火要求,设俩个双跑楼梯和一个双分平行楼梯,墙体采用双层聚氨酯嘉芯墙板,屋面为不上人屋面,采用改进沥青防水,夹板保温。
结构形式为钢框架结构,设计基准期50年,雪荷载0.40kN/m^2,基本风压0.45kN/m^2,抗震设防烈度为6度,设计基本地震加速度值为0.15g一、(1)结构布置:采用焊接工字形截面的框架梁和箱型柱,楼板采用压型钢板钢筋混凝土组合结构。
(2)工程地质条件:拟建场地地形平坦,地下水位距天然地面-1.8m处,土质分布具体情况见表1,II类场地,地震设防烈度为6度。
建筑地层一览表表1:(3)施工条件:材料为:Q235钢、16Mn钢(Q345)、钢筋:HPB235-HRB400,水泥32.5-42.5级普通硅酸盐水泥。
二、截面初选:主梁截面高度500mm,腹板宽度20mm,厚度均为20mm;次梁截面高度450mm,腹板宽度16mm,厚度均为16mm;柱截面为焊接箱形柱截面,规格为500mmX500mm,厚度为20mm。
梁柱截面图:截面特性见下表:注:t为梁翼缘厚度、箱形柱厚度。
三、结构方案概述1、设计依据本设计依据以下现行国家规范及规程设计《建筑结构荷载规范》GB 5009-2001《钢结构设计规范》GB 50017-2003《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010《建筑地基基础设计规范》GB 50007-20022、结构形式及布置采用钢框架结构,框架梁采用焊接工字型截面,框架柱采用焊接箱型截面,楼板采用压型钢板钢筋混凝土组合结构,楼梯为现浇混凝土楼梯,基础采用柱下独立基础,结构布置如下图所示:3、材料选用所有构件及零件均采用Q235B,组合楼板混凝土强度等级C20,基础混凝土强度等级C25,钢筋为HRB335级及HPB235。
钢筋混凝土结构抗震组合内力增大调整系数
底层柱: 抗规式 6.2.5-1中由 底层柱柱底 截面弯矩计 算值贡献的 剪力部分
顶层柱: 抗规式 6.2.5-1中由 顶层柱柱顶 截面弯矩【 注2】贡献的
高规3.10.4-2 高规10.2.11-3
高规6.2.3 (抗规6.2.10-
3) (抗规6.2.5) 高规10.2.11-3
中 Mb
转 换 梁 转换梁 及 框 架 框架梁
转换柱上端 截面和底层
柱柱底
部分 框支 抗震 转 墙结 换 构柱
及 框 架 柱
转换柱的其 他部位
特一级 一级 二级 各級 特一级
一级
二级
特一级
1.9
计算值
1.9
计算值
1.9
计算值
注:高规4.3.2,7度 (0.15g)、8度時,跨
1.6
(水平地震作 高规10.2.4
框架柱
各级
框
9度的一
架 全部框架梁 级
1.0
梁
其他各级
9度的一
级
计算值
按抗规6.2.2,同“其他结构的框架”中的框架柱
-
直接按抗规式6.2.4-2计算V
抗规6.2.4
按抗规6.2.4,同“框架结构”中的框架梁
直接按抗规式6.2.5-2计算V (1.1V)
直接按抗规式6.2.5-2计算V (1.1V)
1.95=1.3*1.5 (2.145=1.1*1.95)
1.56=1.2*1.3 (1.716=1.1*1.56)
1.32=1.1*1.2 (1.452=1.1*1.32)
【注2】
规范条文 高规3.10.3-1
抗规6.2.4 高规3.10.2-2
内力组合(框架柱内力组合表)
-52.00
-12.39
-4.9 7.6
底 N 464.97 117.62(100.31) -4.9
柱 M 52.00
12.39
-15.2
4
顶 柱
N M
649.09 176.61(159.30)
-52.00
-12.39
-5.2 12.4
底 N 734.74 176.61(159.30) -5.2
柱 M 52.00
17.80
33.6 21.2
底 N ####### 283.26(283.24) 33.6
柱 M -77.48
-19.54
-34.5
1
顶 柱
N ####### 340.15(340.13)
M 38.74
9.77
47.7 67.0
底 N ####### 340.15(340.13) 47.7
表6-5(a
柱 M -81.40
-21.53
-21.4
3
顶 柱
N M
879.34 80.91
226.62(226.6) 21.04
21.7 17.5
底 N 993.54 226.62(226.6) 21.7
柱 M -76.72
-20.00
-25.9
2
顶 柱
N ####### 283.26(283.24)
M 71.36
28.42 -28.42 -69.03 -71.55
###### 12.01 160.21 161.27
###### 95.63 67.10 77.25
###### 40.24 382.59 387.00
63.75 -63.75 -67.84 -74.62
钢筋混凝土框架结构设计计算书完整版
摘要本设计是武汉地区一大学宿舍楼。
该工程占地40002m,共六层,层高均为3m;结构形式为钢筋混凝土框架结构;抗震要求为六度设防。
本结构设计只选取一榀有代表性的框架(8号轴对应的框架)进行计算。
本设计包括以下内容:一、开题报告,即设计任务,目的要求;二、荷载计算,包括恒荷载,活载,风荷载;三、内力计算和内力组合;四、框架梁柱配筋计算;五、现浇板,楼梯和基础计算;六、参考文献,结束语和致谢。
该设计具有以下特点:一、在考虑建筑结构要求的同时考虑了施工要求及可行性;二、针对不同荷载特点采用多种不同计算方法,对所学知识进行了全面系统的复习;三、框架计算中即运用了理论公式计算又运用了当前工程设计中常用的近似计算方法。
AbstractThis article is to explain a design of a 6-storey-living building in Wuhan. The building is to use frame structure with steel and concrete with the seismic requirements for the minimum security 7.The structural design only selected the framework on the 7th axis for calculation. Throughout the design, it mainly used some basic concept such as the structural system selection, the structure of planar and vertical layout, columns and beams section to determine, load statistics, combination of internal forces, together with the methods of construction and structure.On the preliminary design stage, in order to determine or estimate the structure of layout elements cross-section size, it requires the use of some simple approximate calculation methods, in order to solve the problem quickly and provincially. Therefore, in the designing, the use of a framework structure similar to hand-counting methods, including the role of vertical load under the hierarchical method, the level of seismic shear and D value method to master the basic methods of structural analysis to establish the structure of mechanical behavior of the basic concepts; in the design of the foundation, foundation bearing capacity of soil is an important basis for the design. Bearing capacity of foundation soil is not only related to the nature of soil, but also based on the form and size of upper part. I selected the reinforced concrete foundation which has a better shear capacity and bending capacityKeywords: frame structure, load statistics, combination of internal forces, shear method, carrying capacity1 绪论我所学的专业是土木工程,偏向建筑结构方向,专业的主要课程是力学和结构两大类,注重培养学生侧重于力学理论在结构工程中的应用;可以熟练地对建筑结构进行计算并应用所学的力学理论对计算结果进行分析。
框架柱内力的基本组合值
选取内力
Mmax=-83.36; 相应N=240.19 Nmax=270.13; 相应M=61.84 Nmin=-217.32; 相应M=-40.08 Mmax=83.97; 相应N=-52.21 Nmax=-82.15; 相应M=-53.1 Nmin=-20.95; 相应M=8.61 Mmax=53.84; 相应N=-37.91 Nmax=-367.86; 相应M=-4.61 Nmin=-304.05; 相应M=8.81 Mmax=-55.06; 相应N=-555.94 Nmax=-585.88; 相应M=38.99 Nmin=-418.43 相应M=37.69 Mmax=-119.69; 相应N=-975.42 Nmax=-975.42; 相应M=-119.69 Nmin=-690.08; 相应M=-19.56 Mmax=73.87; 相应N=-858.55 Nmax=-858.55; 相应M=73.87 Nmin=-606.34; 相应M=0.04 Mmax=-96.87; 相应N=-906.72 Nmax=-906.72; 相应M=-96.87 Nmin=-612.83; 相应M=35.86 Mmax=-135.11; 相应N=-1488.63 Nmax=-1488.63; 相应M=-135.11 Nmin=-968.37; 相应M=-63.53
-987.88 -124.03 -1017.81 -79.48 -966.64 -95.43 -996.58
值(单位:弯矩kN·m,剪力kN,轴力kN)
1.2恒+1.26× (活+风)
-83.36 -240.19 58.73 -270.13 83.97 -49.34 -53.10 -79.28 53.84 -337.91 -4.16 -367.86 -55.06 -555.94 24.42 -585.88 120.83 -920.61 -119.69 -950.55 -61.62 -822.24 73.87 -852.18 -80.28 -876.78 -95.73 -906.72 98.72
框架在地震作用下内力计算
框架在地震和重力作用下内力计算学生姓名:张育霜学号:20120322029指导老师:1建筑说明 (1)1.1工程概况 (1)1.2 设计资料 (1)1.3总平面设计 (1)1.4主要房间设计 (1)1.5辅助房间设计 (1)1.6交通联系空间的平面设计 (2)1.7剖面设计 (2)1.8立面设计 (3)1.9构造设计 (3)2框架结构布置 (3)2.1计算单元 (4)2.2框架截面尺寸 (4)2.3梁柱的计算高度(跨度) (4)2.4框架计算简图 (5)3恒荷载及其内力分析 (6)3.1屋面恒荷载 (6)3.2楼面恒荷载 (7)3.3构件自重 (7)3.6恒荷载作用下内力分析 (10)4活荷载及其内力分析 (13)4.1屋面活荷载 (13)4.2楼面活荷载 (13)4.3内力分析 (13)5重力荷载及水平振动计算 (17)5.1重力荷载代表值计算 (17)5.2水平地震作用计算 (17)6内力组合计算 (22)6.1框架梁内力组合 (22)6.2框架柱内力组合 (25)7截面设计 (31)7.1框架梁的配筋计算 (31)7.2框架柱的配筋计算 (40)7.3框架梁、柱配筋图 (52)8基础设计 (55)8.1对A柱基础配筋计算 (55)8.2 对B柱基础配筋计算....................................... 错误!未定义书签9双向板的设计...................................................... 错误!未定义书签9.1设计资料................................................. 错误!未定义书签9.2荷载设计值............................................... 错误!未定义书签参考文献.......................................................... 错误!未定义书签1建筑说明1.1工程概况本建筑位于北京市某高校内,六层现浇钢筋混凝土框架结构,房间开间7.2米,层高3.6米。
内力组合计算书
内力组合《抗震规范》第条规定如下。
截面抗震验算结构构件的地震作用效应和其他荷载效应的基本组合,应按下式计算:G GE Eh Ehk Ev Evk w w wkS S S S S γγγψγ=+++ ()式中: S ——结构构件内力组合的设计值,包括组合的弯矩、轴向力和剪力设计值;γG ——重力荷载分项系数,一般情况应采用,当重力荷载效应对构件承载能力有利时,不应大于; γEh 、γEv ——分别为水平、竖向地震作用分项系数,应按表 采用; γw ——风荷载分项系数,应采用;s GE ——重力荷载代表值的效应,有吊车时尚应包括悬吊物重力标准值的效应; s Ehk ——水平地震作用标准值的效应,尚应乘以相应的增大系数或调整系数; s Evk ——竖向地震作用标准值的效应,尚应乘以相应的增大系数或调整系数; s wk ——风荷载标准值的效应 ;ψw ——风荷载组合值系数,一般结构取,风荷载起控制作用的高层建筑应采用。
注:本规范一般略去表示水平方向的下标。
表 地震作用分项系数结构构件的截面抗震验算,应采用下列设计表达式:RE RS γ=式中: γRE ——承载力抗震调整系数,除另有规定外,应按表采用;R ——结构构件承载力设计值。
表 承载力抗震调整系数当仅计算竖向地震作用时,各类结构构件承载力抗震调整系数均宜采用。
本次毕业设计,各截面不同内力的承载力抗震调整系数取值如下表结构安全等级设为二级,故结构重要性系数为0 1.0γ=根据《建筑结构荷载规范》和《建筑抗震设计规范》,组合三种工况:恒荷载控制下、活荷载控制下和有地震作用参加的组合。
其具体组合方法如下: 恒荷载控制下:Gk Qk S 1.35S 1.40.7S =+⨯ 活荷载控制下:Gk Qk S 1.2S 1.4S =+有地震作用参加的:Gk Qk Ehk S 1.2(S 0.5S ) 1.3S =+± Gk Qk Ehk S 1.0(S 0.5S ) 1.3S =+±对柱进行非抗震内力组合时,根据规范,对活载布置计算的荷载进行折减,折减系数由上而下分别为,,,,。
框架结构计算程序
梁宽度(b)0.315柱宽(b c )0.3柱截面积(A c )190202.0202柱边长436.1215659底层柱高(m) 4.5线刚度(i)9.3006E+11宽(b)250恒载标准值计算b2. 20厚1:3水泥砂浆结合层第一页:荷载及内力计算;第c1. 12厚1:2水泥砂浆粘结10厚缸砖面层,块间留缝<10,1:1水泥砂浆3. 二毡三油上撒绿豆砂4. 刷冷底子油一道屋面(不上人)7. 结构层4. 25厚1:2.5水泥砂浆找平层5. 保温兼找坡层(水泥膨胀蛭石, 最薄处35mm)6. 25厚1:3水泥砂浆找平层(梁截面宽度不宜小于1/2柱宽,且不应小于250mm。
)各层楼面梁自重(kN/m)(1)纵向框架梁b1:0.25梁自重3抹灰层:粉刷石膏砂浆0.1815合计 3.1815 (2)横向AB、CD跨框架梁b2:0.25梁自重 2.375抹灰层:粉刷石膏砂浆0.1515合计 2.5265 (3)横向BC跨框架梁b3:0.25梁自重 1.75抹灰层:粉刷石膏砂浆0.1215合计 1.8715 (4)基础梁b4:0.25梁自重 1.75抹灰层:粉刷石膏砂浆0.1215合计 1.8715柱自重(kN/m)柱边长b0.5柱自重 6.25抹灰层:粉刷石膏砂浆0.3合计 6.55外纵墙1自重(kN/m)(1)标准层纵墙在计算单元内相对高度h 1.551724138纵向梁高0.6h'1.448275862纵墙1.706896552铝合金窗0.506896552水刷石外墙面0.775862069粉刷石膏砂浆内墙面0.232758621合计3.222413793(2)底层纵墙在计算单元内相对高度h 1.951724138纵向梁高0.6基础顶面至室外地面的高度0.5h'1.448275862纵墙2.146896552铝合金窗0.506896552水刷石外墙面0.975862069粉刷石膏砂浆内墙面0.232758621合计3.862413793(1)标准层层高 3.6纵墙3.3粉刷石膏浆内墙面0.9合计4.2(2)底层底层柱高4.5基础顶面至室外地面的高度0.5纵墙3.74粉刷石膏浆内墙面0.9合计4.64(1)标准层层高 3.6横墙3.41水刷石外墙面1.55粉刷石膏砂浆内墙面0.465合计5.425(2)底层底层柱高4.5基础顶面至室外地面的高度0.5横墙3.85水刷石外墙面2粉刷石膏砂浆内墙面0.465合计6.315内纵墙自重(kN/m)外横墙自重(kN/m)(1)标准层层高 3.6横墙3.41粉刷石膏浆内墙面0.93合计4.34(2)底层底层柱高4.5基础顶面至室外地面的高度0.5横墙3.85粉刷石膏浆内墙面0.93合计4.78(1)标准层纵墙在计算单元内相对高度h 1.709090909横向梁高0.5h'1.390909091走廊尽头墙 1.88铝合金窗0.486818182水刷石外墙面0.854545455粉刷石膏砂浆内墙面0.256363636合计3.477727273(2)底层纵墙在计算单元内相对高度h 2.109090909横向梁高0.5基础顶面至室外地面的高度0.5h'1.390909091走廊尽头墙 2.32铝合金窗0.486818182水刷石外墙面1.054545455粉刷石膏砂浆内墙面0.256363636合计4.117727273墙高1.5墙1.65压顶的混凝土0.5水刷石外墙面 1.7合计3.85不上人屋面0.5活荷载标准值计算(kN/m 2)内横墙自重(kN/m)女儿墙自重(kN/m)走廊尽头墙(kN/m)房间2走廊2S k =1.0×0.10 kN/ m 2l oy 8400l oy /l oz2.666666667梯形短边宽a 1.575荷载q屋面总荷载 6.451-2c 2+c 31恒荷载20.3175活荷载 1.575楼面总荷载 3.861-2c 2+c 31恒荷载12.159活荷载 6.3A—B梁自重2.5265恒荷载=梁自重+板传恒荷载22.844活荷载=板传活荷载 1.575内横墙自重4.2恒荷载=内横墙自重+梁自重+板传恒荷载18.8855活荷载=板传活荷载 6.3梁自重1.8715屋面梁、楼面梁恒荷载=梁自重 1.8715活荷载楼面梁因为是单向板,B、C间梁不实验室梯形荷载等效1=(1-2c2+c 3)q,c=a/l,A—B轴间框架梁屋面板传给梁(即屋面板两个梯形荷载等效为均布荷载):屋面梁B—C轴间框架梁A—B轴间框架梁均布荷载为:楼面板传给梁(即楼面板两个梯形荷载等效为均布荷载):板传至梁上的三角1=5/8q雪荷载标准值(kN/m 2)恒荷载和活荷载作用下框架的受荷图A轴柱纵向集中荷载的计算屋面板三角形荷载等效为均布荷载:屋面总荷载 6.45恒荷载0活荷载0楼面板三角形荷载等效为均布荷载:楼面总荷载 3.86恒荷载0活荷载0顶层柱恒荷载=女儿墙自重+外纵框架梁自重+板传恒荷载+次梁传恒女儿墙重度 3.85柱网长 6.3女儿墙自重24.255顶层柱恒荷载138.6525顶层柱活荷载=板传活荷载A轴柱屋面板传活荷载0柱网长 6.3顶层柱活荷载 6.615标准层柱恒荷载=外纵墙自重+外纵框架梁自重+板传恒荷载+次梁传外纵墙重度 3.222413793柱网长 6.3外纵墙自重18.69标准层柱恒荷载98.8218标准层柱活荷载=板传活荷载A轴柱楼面板传活荷载0柱网长 6.3标准层柱活荷载26.46基础顶面恒荷载=底面外纵墙自重+基础梁自重底面外纵墙重度 3.862413793柱网长 6.3底面外纵墙自重22.402基础顶面恒荷载33.2567B轴柱纵向集中荷载的计算走廊屋面板均布荷载:屋面总荷载 6.45恒荷载8.7075活荷载0.675走廊楼面板均布荷载:楼面总荷载 3.86恒荷载 5.211活荷载 2.7顶层柱恒荷载=内纵框架梁自重+板传恒荷载+次梁传恒荷载内纵框架梁重度 3.1815柱网长 6.3内纵框架梁自重18.4527顶层柱恒荷载164.901顶层柱活荷载=板传活荷载屋面板传活荷载重度0柱网长 6.3屋面活荷载(三角形)0顶层柱活荷载10.53标准层柱恒荷载=内纵墙自重+内纵框架梁自重+板传恒荷载+次梁传内纵墙重度 4.2走廊楼面恒荷载 5.211柱网长 6.3内纵墙自重24.36标准层柱恒荷载134.7156标准层柱活荷载=板传活荷载B轴柱楼面板传活荷载重度0走廊楼面活荷载 2.7柱网长 6.3B轴柱楼面板传活荷载0标准层柱活荷载52.2基底面内纵墙重度 4.64柱网长 6.3底面内纵墙自重26.912基础顶面恒荷载37.7667风荷载标准值计算基本风压( kN/m2)0.3风振系数(因屋高度小于30m)1计算单元迎风面宽度 6.3水平地震作用计算重力荷载代表值计算屋面处重力荷载标准值计算(KN)女儿墙565.6933333女儿墙重度总长屋面板7063.058167屋面板重度总长梁1323.1906(这个分类与上面的不完全相同)梁1重度梁1数轴网长梁1重力柱484.176柱重度柱数墙648.19外纵墙1重度墙长数量顶层总重力荷载标准值10084.30793 标准层楼面处重力荷载标准值计算(KN)墙1296.379658楼面板4226.884422屋面板重度纵跨数梁1323.1906柱1002.936柱重度柱数标准层层总重力荷载标准值7849.390681 底层楼面处重力荷载标准值计算(KN)底层墙737.0598292外纵墙1重度墙长数量墙1385.249658楼面板4226.884422梁1323.1906柱1262.316底层楼面处重力荷载标准值8197.640681 屋顶雪荷载标准值计算(KN)雪重度纵跨数屋顶雪荷载标准值109.5047778 楼面活荷载标准值计算(KN)房间活荷载轴网长纵跨数楼面活荷载代表值/标准值1998.32 总重力设计值/代表值计算(KN)屋面处12254.4762屋面处结构和构件自重标准层楼面处12216.91682楼面处结构和构件自重底层楼面12634.81682底层露面处结构和构件自重框架柱抗侧刚度D和结构基本自振周期计算横向D值计算AB、CD梁的相对线刚度底层柱高结构基本自振周期计算自振周期T10.468636932折减系数多遇水平地震作用计算最大影响系数Geq<5Tg,故:1影响系数1附加顶部集中力为AB、CD轴梁的相对线刚度i1当(i1+i2)<(i3+i4)时当(i1+i2)>(i3+i4)时上层层高h1修正系数阿尔法2修正系数阿尔法3水平地震作用下内力计算位移验算:根据《建筑抗震刚重比和剪重比验算(见上表)利用力学求解器分别算出活荷载、恒荷载、风荷载作用下框架梁因为(T1<1.4Tg),需要考虑顶部横重力荷载代表值作用下框架的内力均布重力荷载代表值计算屋面q AB=q CD框架梁上的均布荷载q BC框架梁上的均布荷载楼面q AB=q CD框架梁上的均布荷载q BC框架梁上的均布荷载作用于A柱集中重力荷载代表值计算屋面处139.314恒荷载雪荷载标准楼层处124.9218恒荷载基础顶面处37.7667 作用于B柱集中重力荷载代表值计算屋面处170.166恒荷载雪荷载标准楼层处160.8156恒荷载基础顶面处37.7667控制截面的弯矩标准值M'控制截面的弯矩标准值M'0各种荷载作用下梁控制截面的内力与M相应的梁柱中线柱控制截面的内力值为绘制出内力组合梁控制截面的内力值为梁柱中线交点框架梁内力组合非地震作用下框架梁内力组合(见上表)地震作用下框架梁内力组合梁端截面组合剪力设计值调整调整后的剪力设计值V b梁的剪力增大系数梁左框架梁内力组合地震作用下框架梁AB、BC的内力组合见下表框架柱内力组合、框架柱A柱端截面组合弯矩设计值和组合剪力设计值的调整(1)对“ 及相应的 ”组合弯矩设计值和组合剪力设计 为了使框架结构在地震作用下塑性铰首先在梁中出现,就必须满为了防止柱在压弯破坏前发生剪框架顶层柱和轴压比小于0.15的的增大系数后作为设计值。
毕业设计-框架内力组合(柱)
根据实验数据,分析框架内力组合(柱)在不同工况 下的受力性能,探究其受力规律和破坏机理。
结论总结
总结实验结果,得出框架内力组合(柱)的受力性能 和适用范围,为工程实践提供理论依据。
04
框架内力组合(柱)的数值模
拟研究
数值模拟方法介绍
有限元法
01
将结构离散化为有限个小的单元,通过求解这些单元的力学平
01
02
03
试件制作
根据实验要求,制作不同 尺寸和材料的框架内力组 合(柱)试件。
加载装置
设计合理的加载装置,模 拟实际工程中的受力情况, 对试件进行加载。
数据采集
在实验过程中,使用测量 仪器实时采集试件的应变、 位移等数据,记录实验过 程中的重要信息。
实验结果分析
数据处理
对采集的数据进行整理、分析和处理,提取有用 的信息。
工程特点
建筑高度高,抗震设防烈度高,对结构安全 性要求高
框架内力组合(柱)在工程中的应用分析
内力组合柱的设计
根据建筑需求和结构要求,进行内力 组合柱的截面尺寸、配筋等设计。
内力组合柱的承载能力分析
通过有限元分析等方法,对内力组合 柱的承载能力进行计算和评估。
内力组合柱的稳定性分析
考虑轴压比、长细比等因素,对内力 组合柱的稳定性进行分析。
内力组合柱的优化设计
根据分析结果,对内力组合柱的设计 进行优化,以提高结构的安全性和经 济性。
框架内力组合(柱)在工程中的优化建议
合理选择材料
优化截面尺寸
选用高强度钢材或混凝土,以提高内力组 合柱的承载能力和抗震性能。
根据计算和分析结果,合理调整内力组合 柱的截面尺寸,以实现经济、合理的结构 设计。
框架计算简图及梁柱线刚度
标准层8×0.2×(5.4-0.65)=7.6 KN/m水泥粉刷墙面(5.4-0.65)×2×0.36=3.42 KN/m合计:11.02 KN/m
底层8×0.2×(6-0.65)=8.56 KN/m
2
水泥粉刷墙面(6-0.65)×2×0.36=3.852 KN/m合计:12.412 KN/m
m第三跨:M左=-210.47×0.8=-168.38 KN·
mM右=214.41×0.8=171.53 KN·
m V左=127.11KN V右=-127.92 KN M中=213.5 KN·
m右边跨:M左=-228.69×0.8=-182.95KN·
m M右=173.03×0.8=138.42 KN·
⑹、K轴柱纵向集中荷载的计算:
5顶层柱恒载=7.8×4.465+3.9×2.76+2×7.8××6.14×1.95=162.33 KN 8
5标准层柱恒载=7.8×4.465+3.9×2.76+2×7.8××3.4×1.95=110.23 KN 8
3、恒载作用下的梁端弯矩计算:
用叠加法计算梁的固端弯矩,计算结果见下表1:
50.3852 +0.3853)×3.9+2.76×3.9+2××6.14×1.95×3.9+2.768
5×3+2×1.5××6.14=236.79 KN 8
5标准层柱恒载=4.465×7.8+2×3.4×1.95××3.9×2+2×3.4×1.5×(1-28
5×0.3852 +0.3853)×3.9+2.76×(3.9+3)+2×1.5××3.4=8
框架柱正、斜截面配筋计算
第8章 框架柱正、斜截面配筋计算§8.1 框架柱的截面设计§8.1.1框架柱截面设计 一. B 柱截面设计: 1. 轴压比验算:底层柱:max 2392.28N KN =[]32/2392.2810/(14.3/600600)0.4650.8N c c N f A N N mm mm mm μ=⨯=⨯⨯⨯=≤则底层柱B 的轴压比满足要求。
2. 截面尺寸复核:取060040560h mm mm mm =-=,max 114.35V KN =因为/560/6000.9334w h b ==≤,所以200.250.25 1.014.3/6005601201.2114.35c c f bh N mm mm mm KN KN β=⨯⨯⨯⨯=>满足要求.3. 正截面受弯承载力计算由于柱同一截面分别承受正反弯矩,故采用对称配筋。
一层: B 轴柱:21014.3/6005600.552642.64b c b N f bh N mm mm mm KN αξ==⨯⨯⨯=从柱内力组合表可见:最不利组合为:M=470.8KN.m N=2392.28KNN=2392.28KN<2642.64b N KN =0/470.8./2392.28196.8e M N KN m KN mm === (20,600/3020)20a e max mm mm mm === 0196.820216.8i a e e e mm mm mm =+=+=0/4550/6007.68L h ==< ,考虑偏心矩增大系数100.2 2.7/ 2.7 2.7216.8/560 1.25i e h ξ=+⨯=+⨯= ,取 1 1.0ξ=201.150.01/ 1.150.017.6 1.074L h ξ=-⨯=-⨯= , 取 2 1.0ξ= 201201(/)/(1400/)i L h e h ηκξξ=+⨯⨯⨯⨯=21(7.6) 1.0 1.0/(1400216.8/560) 1.107+⨯⨯⨯=01.107216.82400.30.3560168i e h η⨯=⨯=>=⨯= ,按大偏心受压计算。
内力组合及内力调整
7 内力组合及内力调整7.1内力组合各种荷载情况下的框架内力求得后,根据最不利又是可能的原则进行内力组合。
当考虑结构塑性内力重分布的有利影响时,应在内力组合之前对竖向荷载作用下的内力进行增幅。
分别考虑恒荷载和活荷载由可变荷载效应控制的组合和由永久荷载效应控制的组合,并比较两种组合的内力,取最不利者。
由于构件控制截面的内力值应取自支座边缘处,为此,进行组合前,应先计算各控制截面处的(支座边缘处的)内力值。
1)、在恒载和活载作用下,跨间max M 可以近似取跨中的M 代替,在重力荷载代表值和水平地震作用下,跨内最大弯矩max M 采用解析法计算:先确定跨内最大弯矩max M 的位置,再计算该位置处的max M 。
当传到梁上的荷载为均布线荷载或可近似等效为均布线荷载时,按公式7-1计算。
计算方式见图7-1、7-2括号内数值,字母C 、D 仅代表公式推导,不代表本设计实际节点标号字母。
2max182M M M ql +≈-右左 且满足2max 116M ql = (7-1) 式中:q ——作用在梁上的恒荷载或活荷载的均布线荷载标准值;M 左、M 右——恒载和活载作用下梁左、右端弯矩标准值;l ——梁的计算跨度。
2)、在重力荷载代表值和地震作用组合时,左震时取梁的隔离体受力图,见图7-1所示, 调幅前后剪力值变化,见图7-2。
图7-1 框架梁内力组合图图7-2 调幅前后剪力值变化图中:GC M 、GD M ——重力荷载作用下梁端的弯矩; EC M 、CD M ——水平地震作用下梁端的弯矩C R 、D R ——竖向荷载与地震荷载共同作用下梁端支座反力。
左端梁支座反力:()C 1=2GD GC EC ED ql R M M M M l--++;由0M ddx=,可求得跨间max M 的位置为:1C /X R q = ; 将1X 代入任一截面x 处的弯矩表达式,可得跨间最大弯矩为: 弯矩最大点位置距左端的距离为1X ,1=/E X R q ;()101X ≤≤; 最大组合弯矩值:2max 1/2GE EF M qX M M =-+;当10X <或11X >时,表示最大弯矩发生在支座处,取1=0X 或1=X l ,最大弯矩组合设计值的计算式为:2max C 11/2GE EF M R X qX M M =--+; 右震作用时,上式中的GE M 、EF M 应该反号。
框架柱轴压比的几个问题
各规范关于轴压比的定义如下:1、《建筑抗震设计规范》6.3.6条的注释,轴压比是柱的轴压力设计值与柱的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值的比值;对于本规范规定不进行地震作用计算的结构,可取无地震作用组合的轴力设计值;2、《混凝土结构设计规范》11.4.16条注释,轴压比是指柱地震作用组合的轴向压力设计值与柱全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积之比值。
3、《高层建筑混凝土结构技术规程》6.4.2条注释,轴压比指柱考虑地震作用组合的轴压力设计值与柱全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积的比值;问题一:为什么要控制轴压比?限制框架柱的轴压比是主要为了保证柱的塑性变形能力和保证框架的抗倒塌能力。
受压构件的位移延性随轴压比增加而减小,因此对设计轴压比上限的控制就成为保证框架柱和框支柱具有必要延性的重要措施之一。
问题二:轴压比中轴压力设计值怎么求?从规范的定义上可以看到强调的是地震作用组合,轴压力设计值取考虑了地震作用工况的组合,即从所包含地震工况的组合里面取最大值来计算轴压比。
我们一起看看盈建科的计算实例。
12、以下为盈建科某柱子各组合设计内力组合号截面Mx My Vx Vy N T 11-0.1 1.1-0.5-0.0-2122.40.0120.0-0.5-0.5-0.0-2122.40.021-0.00.9-0.4-0.0-1719.60.0220.0-0.4-0.4-0.0-1719.60.031-0.00.30.6-0.0-1745.6-0.0320.0 2.10.6-0.0-1745.6-0.041-0.0 1.5-1.4-0.0-1745.60.0420.0-3.0-1.4-0.0-1745.60.0510.30.9-0.40.9-1745.6-0.052-2.7-0.4-0.40.9-1745.6-0.061-0.40.9-0.4-1.0-1745.60.062 2.8-0.4-0.4-1.0-1745.60.071-0.10.70.1-0.0-2122.4-0.0720.0 1.00.1-0.0-2122.4-0.081-0.1 1.4-1.1-0.0-2122.40.0820.0-2.0-1.1-0.0-2122.40.0910.1 1.1-0.50.5-2122.40.0 92-1.6-0.5-0.50.5-2122.40.0 101-0.2 1.1-0.5-0.6-2122.40.0 102 1.7-0.5-0.5-0.6-2122.40.0 111-0.10.40.5-0.0-2009.3-0.0 1120.0 2.10.5-0.0-2009.3-0.0 121-0.1 1.6-1.4-0.0-2009.40.0 1220.0-3.0-1.4-0.0-2009.40.0 1310.3 1.0-0.50.9-2009.4-0.0 132-2.7-0.5-0.50.9-2009.4-0.0 141-0.4 1.0-0.5-1.0-2009.40.0 142 2.8-0.5-0.5-1.0-2009.40.0 151-0.00.10.7-0.0-1342.7-0.0 1520.0 2.20.7-0.0-1342.7-0.0 161-0.0 1.3-1.3-0.0-1342.80.0 1620.0-2.9-1.3-0.0-1342.80.0 1710.30.7-0.30.9-1342.8-0.0 172-2.8-0.3-0.30.9-1342.8-0.0 181-0.30.7-0.3-0.9-1342.80.0 182 2.8-0.3-0.3-0.9-1342.80.0 191-0.00.50.2-0.0-1719.5-0.0 1920.0 1.10.2-0.0-1719.5-0.0 201-0.0 1.2-1.0-0.0-1719.60.0 2020.0-2.0-1.0-0.0-1719.60.0 2110.10.9-0.40.5-1719.60.0 212-1.6-0.4-0.40.5-1719.60.0 221-0.20.9-0.4-0.6-1719.60.0 222 1.7-0.4-0.4-0.6-1719.60.0 231-0.00.20.6-0.0-1606.5-0.0 2320.0 2.20.6-0.0-1606.5-0.0 241-0.0 1.4-1.3-0.0-1606.50.0 2420.0-3.0-1.3-0.0-1606.50.0 2510.30.8-0.40.9-1606.5-0.0 252-2.8-0.4-0.40.9-1606.5-0.0 261-0.30.8-0.4-1.0-1606.50.0 262 2.8-0.4-0.4-1.0-1606.50.0 271-0.1-31.839.9-0.0-1908.6-0.0 2720.069.439.9-0.0-1908.6-0.0 281-0.134.7-41.5-0.0-1909.10.0 2820.0-70.8-41.5-0.0-1909.10.0 29124.9 1.4-0.834.4-1908.90.0 292-62.6-0.7-0.834.4-1908.90.0 301-25.0 1.4-0.8-34.5-1908.90.0 30262.6-0.7-0.8-34.5-1908.90.0311-0.1-32.140.0-0.0-1468.1-0.03120.069.640.0-0.0-1468.1-0.0321-0.134.3-41.3-0.0-1468.60.03220.0-70.6-41.3-0.0-1468.60.033124.9 1.1-0.634.5-1468.40.0332-62.6-0.5-0.634.5-1468.40.0341-25.0 1.1-0.6-34.5-1468.40.034262.6-0.5-0.6-34.5-1468.40.0351-0.0 4.0-2.7-0.0-1745.6-0.03520.0-5.0-2.7-0.0-1745.6-0.0361-0.0 3.8-2.6-0.0-1342.8-0.03620.0-4.9-2.6-0.0-1342.8-0.03、以下为盈建科的构件信息从荷载组合系数表看,组合号27~34为有地震工况的组合,其中组合号28的轴压力为考虑地震组合中最大的,其值为1909.1KN。
土木毕业设计内力组合
表 恒载作用下梁端弯矩(kN·m)层次 A l B r B l C r C5 -191.376 291.17 -269.871260.348 -260.348 4 -174.925 200.007 -188.225 185.579 -185.579 3 -165.304 200.007 -188.225 185.579 -185.579 2 -164.852 200.007 -188.225 185.579 -185.579 1-156.682200.007-188.225185.579-185.579表 活载作用下梁端弯矩(kN·m)层次 AlB r Bl Cr C5-43.54 60.82 -56.369 54.38 -54.38 4 -84.675 102.558 -96.517 95.16 -95.16 3 -84.795 102.558 -96.517 95.16 -95.16 2 -84.988 103.558 -96.517 95.16 -95.16 1 -80.617 102.815-96.6495.16-95.16表 雪载作用下梁端弯矩(kN·m)层次 AlB r Bl Cr C5 -14.374 13.544 -12.553 12.11 -12.11 4 -81.992 102.558 -96.517 95.16 -95.16 3 -84.795 102.558 -96.517 95.16 -95.16 2 -84.988 103.558 -96.517 95.16 -95.16 1 -80.617 102.815 -96.64 95.16 -95.16恒载作用下的梁端剪力(kN )层次 荷载引起的剪力 弯矩引起的剪力 AB 跨 BC 跨 CD 跨AB 跨 BC 跨 CD 跨B A V V =C B V V =D C V V = B A V V -=C B V V -=D C V V -= 5 164.000164.000 164.000 -12.794 1.221 0.000 4 116.955 116.955 116.955 -3.216 0.339 0.000 3 116.955 116.955 116.955 -4.449 0.339 0.000 2 116.955 116.955 116.955 -4.507 0.339 0.000 1 116.955116.955116.955 -5.9890.3390.000总剪力(kN )层次 AB 跨BC 跨CD 跨A VB V B VC V C VD V5 151.206 176.794 165.221 162.779 164.000 164.000 4 113.739 120.171 117.294 116.616 116.955 116.955 3 112.506 121.404 117.294 116.616 116.955 116.955 2 112.448 121.462 117.294 116.616 116.955 116.955 1 110.966 122.944 117.294 116.616 116.955 116.955恒载作用下柱轴力(kN )层次A 柱B 柱C 柱N 顶 N 底 N 顶 N 底 N 顶 N 底 5 267.976 336.699 496.325 565.048 481.089 549.812 4 592.988 706.727 914.993 983.716 795.863 864.586 3 961.783 1030.506 1330.106 1398.788 1112.637 1181.36 2 1285.504 1354.227 1750.065 1818.788 1429.411 1498.134 11607.743 1685.898 2165.178 2243.333 1746.185 1824.34表 活载作用下的梁端剪力及轴力(kN )活载作用下的梁端剪力(kN )层次 荷载引起的剪力 弯矩引起的剪力 AB 跨 BC 跨 CD 跨AB 跨 BC 跨 CD 跨B A V V =C B V V =D C V V = B A V V -= C B V V -= D C V V -= 5 34.22334.223 34.223 -2.2150.225 0.000 4 59.892 59.892 59.892 -2.293 0.174 0.000 3 59.892 59.892 59.892 -2.277 0.174 0.000 2 59.892 59.892 59.892 -2.381 0.174 0.000 1 59.89259.89259.892-2.8460.1900.000总剪力(kN )层次 AB 跨BC 跨CD 跨A VB V B VC V C VD V5 32.008 36.438 34.448 -2.215 0.225 0.000 4 57.599 62.185 59.718 -2.293 0.174 0.000 3 57.615 62.169 59.718 -2.277 0.174 0.000 2 57.511 62.273 59.718 -2.381 0.174 0.000 1 57.046 62.738 59.892 -2.846 0.190 0.000活载作用下柱轴力(kN )层次 A 柱 B 柱 C 柱 N 顶=N 底 N 顶=N 底 N 顶=N 底 5 47.218 101.306 98.641 4 131.437 276.449 271.839 3 204.262 451.576 445.037 2 276.983 626.807 618.235 1349.239 802.487 791.433表 调幅后雪荷载作用下的梁端剪力及轴力(kN )调幅后活载作用下的梁端剪力(kN )层次 荷载引起的剪力 弯矩引起的剪力AB 跨 BC 跨 CD 跨AB 跨 BC 跨 CD 跨B AV V =C B V V =D C V V = BAV V -=C B V V -=D C V V -= 5 7.7947.794 7.794 -0.106 0.057 0.000 4 59.892 59.892 59.892 -2.637 0.174 0.000 3 59.892 59.892 59.892 -2.277 0.174 0.000 2 59.892 59.892 59.892 -2.381 0.174 0.000 159.892 59.892 59.892 -2.846 0.190 0.000总剪力(kN )层次 AB 跨BC 跨CD 跨A VB V B VC V C VD V5 7.688 7.900 7.851 7.737 7.794 7.794 4 57.255 62.529 60.066 59.718 59.892 59.892 3 57.615 62.169 60.066 59.718 59.892 59.892 2 57.511 62.273 60.066 59.718 59.892 59.892 1 57.046 62.738 60.082 59.702 59.892 59.892调幅后活载作用下柱轴力(kN )层次 A 柱 B 柱 C 柱 N 顶=N 底 N 顶=N 底 N 顶=N 底 5 10.728 21.831 21.611 4 94.603 197.666 194.461 3 178.838 373.141 367.311 2 262.969 548.72 540.161 1 346.635 724.299 713.011跨中弯矩计算2.跨中弯矩计算采用叠加法对跨中弯矩进行计算,首先将荷载分解为图 所示的三个部分,先求出每个部分的跨中弯矩,然后进行叠加。