柱线刚度计算
结构设计计算书
湖南理工学院南湖学院题目：岳阳市某单位综合楼作者：学号：系别：土木建筑工程系专业：土木工程指导老师：职称：讲师完成时间：某理工学院办公楼设计摘要：本设计的题目为岳阳市某单位综合楼。
其中该设计分为建筑设计、结构设计和施工组织设计。
第一部分：建筑设计，本工程的建筑设计方案简单，采用对称布置，呈矩形。
能充分满足了单位办公的需求，建筑立面造型独特，表现了学院办公楼建筑的特点。
第二部分：结构设计，本工程的结构设计围绕安全、经济两个重点展开，采用多层框架结构。
其中选取一榀框架对其梁和柱的计算采用电算加手算，整个计算过程力求正确，基础采用柱下独立基础，并进行了楼梯和楼板的设计计算，过程详见计算书。
第三部分：施工组织设计，本工程施工组织设计详细阐述了施工布置、施工准备、施工方法、质量控制、安全生产等五个方面，明确了工程人员职则。
并根据劳动定额及计算工程量确定日工作人数，绘制施工进度计划表。
关键词：办公楼建筑设计结构设计施工组织设计框架结构计算Institute technonogy office building of the DesignSummary: The topic originally designed is the office building of institute of some job. The designs hadbeen divided into the architectural design, design and operatiol of the structure and organize the design.First part : Architectural design, the architectural design of this project is simple ,adopt and fix up asymmetrically, take the form of rectangle word. Can fully meet the demand that the institute handles official business, the elevation model of the buikding is unique; have displayed the characteristic of the building of office building of the institute.Second part: Structural design, project this structural design launch around security , economy two focal points, adopt the multi-layer frame structure. Choose one pin frame adopt electricity is it add to roof beam and calculation of post their hand charge to regard as among them, the whole computational process strives to be correct, the foundation adopts the independent foundation under the post, the design carrying on the stair floor is calculated, the course sees and calculates the book.The third part : Construct and organize and design, this construction organizes the design to explain and construct such five respects as assigning , preparation of construction , construction method , quality control , safety in production ,etc. in detail , have defined project duties of personnel . And confirm the working number of people on day according to the work norm and project amount of calculation, draw the planning chart of the construction speed.Keyword: Office building Architectural design Structural design Construct and organize and design the frame structure calculating目录第一部分：结构设计计算书一、设计概况 (4)二、结构计算书（基本情况） (5)三、框架侧移刚度计算 (7)四、荷载标准值计算 (10)五、确定结构计算简图 (13)六、恒荷载作用下框架内力分析 (16)七、活荷载作用下框架内力分析 (17)八、水平地震作用计算（横向水平地震） (26)九、横向风荷载作用下框架结构内力和侧移计算 (36)十、横向框架内力组合 (43)十一、框架截面设计与配筋计算 (52)十二、基础设计 (62)十三、楼梯设计 (66)十四、楼板设计 (70)第二部分：施工组织设计（内容附后） (75)参考文献 (82)致谢词 (83)结构设计计算书.一、设计概况1.建设项目名称：岳阳市某单位综合楼2.建设地点：岳阳市某地3.设计资料：3.1.地质水文资料：①．该场地地形平整，无滑坡、无液化土层等不良地质现象。
柱的线刚度计算公式
柱的线刚度计算公式柱的线刚度，又称轴心柱刚度，是结构中轴心柱定位及支承型材运动特性的重要参数，是决定构件运动特性的关键因素。
在工程设计中，需要准确地对柱的线刚度进行评估，以便提出能够满足要求的定位及支承型材结构。
柱的线刚度是指在柱本身或预定义的特定荷载作用下，柱的长度线变形（即柱的长度应变）随柱转动角度的变化，其中线刚度定义为每单位柱转动角度所对应的长度线变形率。
根据结构力学原理，柱的线刚度可以表示为：K=EI/L其中K表示柱的线刚度，E为柱料的弹性模量，I表示柱料的截面把持力，L表示柱的长度。
柱的线刚度的计算一般分两步进行：首先，根据柱的几何形状及尺寸，计算柱的截面把持力I，一般采用标准值；其次，根据柱料的弹性模量E及柱的长度L，求出柱的线刚度K。
除了上述常用的标准公式外，在实际工程中，也有各种特殊情况，其计算公式也不尽相同。
例如：（1）钢柱系统钢柱系统中，多钢件连接组成的柱构件，其线刚度K将比单件钢柱系统低。
在这种情况下，柱的线刚度可以用下式表示：K=K_0+K_1+K_2+......+K_n其中K_0、K_1、K_2、......、K_n为各钢件的线刚度，即每一件钢件的线刚度。
（2）支座柱支座柱的构造结构比较特殊，其线刚度的计算与一般柱的线刚度计算略有不同。
支座柱的线刚度K可参照如下公式计算：K=K_0+K_1+K_2+K_3其中K_0、K_1、K_2、K_3分别表示支座柱，支座把持件，横梁及支座筋杆的线刚度。
在实际工程应用中，还可以考虑柱的非线性变形和非定位参数，以精确估算柱的线刚度。
通过对柱料的截面把持力，柱的长度及弹性模量的综合考虑，以及对预定义的特定荷载的约束，能够更准确地估算出柱的线刚度。
总之，柱的线刚度具有重要意义，要求在结构设计中准确估算柱的线刚度，以确保构件具有良好的运动特性，从而提高构件的可靠性。
本文列举了常用的柱的线刚度计算公式，并介绍了柱的非线性变形和非定位参数的考虑，以供参考。
框架梁柱线刚度计算公式
框架梁柱线刚度计算公式
框架梁柱线刚度计算公式是建筑设计中重要的计算方式之一。
它
用于计算框架梁柱结构中的刚度，从而保证建筑的稳定性和承载能力。
框架梁柱线刚度计算公式通常包括以下几个要素：梁的截面面积、柱的截面面积、弹性模量、长度，以及材料的系数等。
首先，对于单个梁而言，其刚度可以用以下公式来计算：
EI/L
其中，E代表弹性模量，I代表梁的截面惯性矩，L代表梁的长度。
这个公式表达的是单个梁的弯曲刚度，其数值越大，代表梁越不容易
弯曲，联通的强度也越高。
接下来，对于单个柱子而言，其刚度可以用以下公式来计算：
EA/L
其中，E代表弹性模量，A代表柱的截面面积，L代表柱的长度。
这个公式表达的是单个柱的抗压刚度，其数值越大，代表柱越不容易
被压倒，承载能力也越高。
最后，在计算柱和梁的联通刚度时，需要考虑材料的系数，用以
下公式计算：
EI/L + EA/L
其中，E代表弹性模量，A代表联通截面面积，L代表联通长度。
这个公式表达的是联通的总刚度，包括了弯曲刚度和抗压刚度。
其数
值越大，代表联通的承载能力越高。
在建筑设计中，框架梁柱线刚度计算公式是不可或缺的一部分。
准确地计算出建筑结构的刚度，可以保证建筑在承载负荷时稳定可靠，从而让人们的生活更加安全和舒适。
梁柱线刚度计算公式
梁柱线刚度计算公式梁柱是建筑结构中常见的承重构件，其线刚度是评估其刚性和承载能力的重要指标。
梁柱的线刚度是指在一定载荷作用下，梁柱受力变形的程度。
通过计算梁柱的线刚度，可以帮助工程师评估结构的稳定性和安全性，以及确定合理的设计参数。
梁柱的线刚度计算公式是根据力学原理和结构力学的基本理论推导得出的。
根据材料力学的知识，梁柱的线刚度可以用弹性模量和截面惯性矩来表示。
弹性模量是材料的一种物理性质，反映了材料抵抗变形的能力。
而截面惯性矩则是描述梁柱截面形状对抗弯曲变形的能力。
在计算梁柱线刚度时，首先需要确定梁柱的几何形状和材料属性。
梁柱的几何形状通常可以通过测量或绘图得到，包括梁柱的长度、截面形状和尺寸等。
而材料属性则需要根据实验或材料手册来获取，包括弹性模量和截面惯性矩等。
根据梁柱线刚度的计算公式，可以得到梁柱的刚度值。
这个刚度值可以用来评估梁柱的稳定性和承载能力。
当梁柱的刚度值越大，表示其抵抗变形的能力越强，结构越稳定。
反之，如果梁柱的刚度值较小，可能会导致结构变形过大，甚至发生破坏。
在实际工程中，梁柱的线刚度计算是一个复杂的过程，需要考虑多种因素。
例如，梁柱的截面形状和尺寸、材料的弹性模量、截面惯性矩的计算等。
此外，还需要考虑梁柱的边界条件和受力情况，包括支座条件、外部载荷等。
所有这些因素都会对梁柱的线刚度产生影响，因此在计算过程中需要进行综合考虑和精确计算。
梁柱线刚度计算公式是评估梁柱刚性和承载能力的重要工具。
通过计算梁柱的线刚度，可以帮助工程师评估结构的稳定性和安全性，以及确定合理的设计参数。
在实际工程中，需要考虑多种因素，进行综合考虑和精确计算。
通过科学的计算和合理的设计，可以确保梁柱结构的安全可靠。
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。
框架计算简图及梁柱线刚度
一、框架梁柱线刚度初估梁柱截面尺寸： ⑴、梁：493010104254103010604.2500250121,500250·1093.4780010373.1108.2,10373.165030012122300,2173273121(,650,65097512181(,7800mm I mm mm h b mmN l EI i C mm I I mmb mm ～ h ～b mm h mm mm ～l ～h mm l b ⨯=⨯⨯=⨯=⨯⨯=⨯⨯⨯==⨯=⨯⨯⨯=========次梁取级，混凝土用取）取）⑵、柱：混凝土用30C 级按层高确定截面尺寸：底层取mm H 71006504506000=++=，mmN i mmmm h b mm mm ～H ～b c ·10896.15400/100.3800121800800,355473201151(1144⨯=⨯⨯⨯=⨯=⨯==取）底层mm N i c ·10442.17100/100.38001211144⨯=⨯⨯⨯=取梁的线刚度值为基准值1，则柱为：846.3，底层柱为：925.2，见下图2：G 44444G G G 3333321G21212121H J K L H J K L H J K L H J K L HJKL1.03.8462.9251.03.8461.03.8461.03.8463.8463.8463.8461.03.8461.03.8461.01.03.8461.03.8461.03.8461.03.8461.01.01.01.01.02.9252.9252.9252.9253.8463.846二、荷载计算双向板板厚：mm h mm ～l ～h 100,785.97501401(===取） 1、恒荷载计算：（标准值）⑴、屋面恒载：屋10 3.44 KN/ m 2 100厚现浇混凝土屋面板 0.1×25=2.5 KN/ m 2 10厚水泥砂浆抹灰 0.01×20=0.2 KN/ m 2 合计： 6.14 KN/ m 2 ⑵、楼面恒载：楼10 0.7 KN/ m 2 结合层一道100厚现浇混凝土屋面板 0.1×25=2.5 KN/ m 210厚水泥砂浆抹灰 0.01×20=0.2 KN/ m 2 合计： 3.4 KN/ m 2 ⑶、梁自重：主梁mm mm h b 650300⨯=⨯主梁自重 25×0.3×(0.65-0.1)=4.125 KN/m 10厚水泥砂浆抹灰 0.01×(0.65-0.1+0.3) ×2×20=0.34KN/m合计： 4.465 KN/m 次梁自重 25×0.25×（0.5-0.1 ）＝2.5 KN/m 10厚水泥砂浆抹灰 0.01×（0.5-0.1+0.25）×2×20＝0.26KN/m 合计： 2.76KN/m⑷、柱自重：mm mm h b 800800⨯=⨯柱自重 25×0.8×0.8＝16KN/m 10厚水泥砂浆抹灰 0.01×0.8×4×20＝0.64KN/m合计： 16.64KN/m⑸、外墙自重：粉煤灰轻渣空心砌块：自重取8.0 KN/ m3标准层 8×0.2×（5.4-0.65）＝7.6KN/m 水刷石外墙面 5.4×0.5＝2.7KN/m 水泥粉刷内墙面 （5.4-0.65）×0.36＝1.71KN/m 合计： 12.01KN/m 底层 8×0.2×（7.1-0.65）＝10.32KN/m 水刷石外墙面 6.0×0.5＝3.0 KN/m 水泥粉刷内墙面 （6.0-0.65）×0.36＝1.926 KN/m 合计： 15.246 KN/m ⑹、内墙自重：(同外墙)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图2. 梁、柱相对线刚度图水泥粉刷墙面 （6-0.65）×2×0.36＝3.852 KN/m 合计： 12.412 KN/m 2、恒载作用下框架受力分析：板传到次梁以及次梁传到主梁的荷载按三角形和梯形进行传递，计算时折算为均布荷载。
变截面刚架梁柱的强度计算
变截面刚架构件设计
受压屈曲
刚架梁、柱的强度计算
（2）腹板的有效高度he的计算： 当腹板全部受压时： 有效高度
he he1 he2
he1 2he /(5 ) he2 he he1
he --腹板受压区有效高度;
hw --腹板的高度;
2 ---截面边缘的应力比值 1
第 7 讲 变截面刚架梁、柱的强度
构件截面设计
变截面柱在刚架平面内的计算长度： (1) 查表法(适用于柱脚铰接的门式刚架)：
引进放大系数 的原因：当框架趋于侧移或有初始侧倾时，不仅框架
柱上的荷载Pfi对框架起倾覆作用，摇摆柱上的荷载Pli也同样起倾覆作用。
这就是说，框架边柱除承受自身荷载的不稳定效应外，还要加上中间摇摆
tw — 腹板厚度；
f
’ v
—
腹板屈曲后钢材的抗剪强度设计值。
第2章 轻型门式刚架结构设计
国家级精品课程—钢结构设计
第 7 讲 变截面刚架梁、柱的强度
变截面刚架构件设计
刚架梁、柱的强度计算
（2）抗剪承载力 1）弹性设计方法 ② 梁腹板加劲肋的配置 梁腹板应在中柱连接处、较大固定集中荷载作用处和翼缘转 折处设置横向加劲肋。
当 0.5Vd V Vd 时
M M f
Me M f
1
V 0.5Vd
2
1
折减系数
Vd
hwtw
f
' v
考虑腹板屈曲后抗剪承载力设计值
当截面为双轴对称时: M f Af hw t f
第2章 轻型门式刚架结构设计
国家级精品课程—钢结构设计
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。
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反弯点法的适用条件为梁的线刚度与柱的线刚度之比大于3，其计算过程如下：（1）反弯点位置的确定由于反弯点法假定梁的线刚度无限大，则柱两端产生相对水平位移时，柱两端无任何转角，且弯矩相等，反弯点在柱中点处。
因此反弯点法假定：对于上部各层柱，反弯点在柱中点；对于底层柱，由于柱脚为固定端，转角为零，但柱上端转角不为零，且上端弯矩较小，反弯点上移，故取反弯点在距固定端2/3高度处。
（2）柱的侧移刚度反弯点法中用侧移刚度d表示框架柱两端有相对单位侧移时柱中产生的剪力，它与柱两端的约束情况有关。
由于反弯点法中梁的刚度非常大，可近似认为节点转角为零，则根据两端无转角但有单位水平位移时杆件的杆端剪力方程，最后得：
d=12i/h2(i为柱线刚度，h为层高)
原文地址：柱刚度计算公式作者：诸都
砼：E=2.4X10^7KN/m^2
钢：E=2.1X10^8KN/m^2
1、等截面单根柱：K=3*E*I/H^3；
2、变截面单根柱：K=3*E*I1*I2/(I2*(H^3-H2^3)+I1*H2^3)
3、纵向柱列柱顶由刚性系杆：K=sum(K1，……，Ki)。