框架结构截面设计例题2006.11
7多层框架设计实例练习
某四层框架结构，建筑平面图、剖面图如图1所示， 试采用钢筋混凝土全现浇框架结构设计。
1．设计资料 （1）设计标高：室内设计标高±0.000相当于
绝对标高4.400m，室内外高差600mm。 （2）墙身做法：墙身为普通机制砖填充墙，
M5水泥砂浆砌筑。内粉刷为混合砂浆底，纸筋灰 面，厚20mm，“803”内墙涂料两度。外粉刷为1： 3水泥砂浆底，厚20mm，马赛克贴面。 （3）楼面做法：顶层为20mm厚水泥砂浆找平， 5mm厚1：2水泥砂浆加“107”胶水着色粉面层； 底层为15mm厚纸筋面石灰抹底，涂料两度。
（4）屋面做法：现浇楼板上铺膨胀珍珠岩保温层 （檐口处厚100mm，2%自两侧檐口向中间找 坡），1：2水泥砂浆找平层厚20mm，二毡三油 防水层。
（5）门窗做法：门厅处为铝合金门窗，其它均为 木门，钢窗。
（6）地质资料：属Ⅲ类建筑场地，余略。 （7）基本风压：（地面粗糙度属B类）。 （8）活荷载：屋面活荷载，办公楼楼面活荷载，
涂料顶棚
0.5 KN/㎡
楼面荷载合计： 楼面活载
gk =4.2 KN/㎡ qk =2.0 KN/㎡
3）卫生间
5mm厚水泥砂浆贴10厚300×300防滑地砖 0.34 KN/㎡
20mm水泥砂浆面层
0.02=00mm厚
20 ×(0.03+2.7×0.01/2)=0.87 KN/㎡
防水层
0.4 KN/㎡
15厚1:3水泥砂浆找平
20×0.015=0.3 KN/㎡
楼面恒荷载：
25×0.08=2.0KN/㎡
涂料顶棚
0.5 KN/㎡
楼面荷载合计： 楼面活载：
gk =4.81 KN/㎡ 取4.85 KN/㎡ qk =2.0 KN/㎡
框架结构截面设计例题2006.11
47.574
47.482 47.482 47.482 47.368
4
3 2
50.535
48.069 48.330
23.688
24.768 24.894
5.966
5.178 5.208
54.810
54.810 54.810
60.776
59.988 60.018
48.844
49.632 49.602
1
50.670
同理可求出第二层、第四层B柱边截面的弯矩 2. 水平地震作用标准值作用下 水平地震作用标准值作用下梁边截面弯矩及柱边截面弯 矩同样可根据比例求得（计算过程略），梁边截面剪力、 柱边截面剪力和轴力均与轴线处截面同。
7.1 框架结构截面设计
例
题
控制截面的内力 内力的正负号作如下规定：
梁弯矩：使梁的下部纤维受拉为正，反之为负；
－7.514
－7.514 －7.514 －7.653 －5.101
134.028
134.028 134.028 134.028 134.028
126.514
126.514 126.514 126.375 128.927
141.542
141.542 141.542 141.681 139.129
3
2 1
22.680
6.220
54.810
61.030
48.590
7.1 框架结构截面设计
例
题
重力荷载代表值作用下的弯矩调幅 梁端弯矩调幅系数为0.9
7.1 框架结构截面设计
例
题
第三层、第二层梁边截面及第二层、第三层、第四层柱边 截面的内力 重力荷载代表值作用下第三层梁边截面的内力计算如下：
建筑结构试题答案
建筑结构试题答案试题一：某多层框架结构建筑，层高为3.6米，柱距为6米，采用C30混凝土，HRB400级钢筋，试计算该建筑一层某柱的轴心受压承载力。
答案解析：一、题目分析本题主要考察建筑结构中柱子的轴心受压承载力计算。
轴心受压承载力是指柱子在轴心受压状态下的极限承载力。
本题需要根据给定的条件，计算柱子的轴心受压承载力。
二、解题步骤1. 确定柱子尺寸及材料参数柱子尺寸：根据题目，柱距为6米，层高为3.6米，取柱子截面尺寸为400mm×400mm。
材料参数：C30混凝土，HRB400级钢筋。
C30混凝土的抗压强度标准值为f_c = 14.3N/mm²，HRB400级钢筋的屈服强度标准值为f_y = 360N/mm²。
2. 计算柱子的轴心受压承载力根据《建筑结构设计规范》（GB50007-2011）第4.1.2条规定，柱子的轴心受压承载力按下式计算：N = φ f_c A_c + φ' f_y A_s其中，N为柱子的轴心受压承载力；φ为混凝土的强度折减系数，取0.9；f_c为混凝土的抗压强度标准值；A_c为柱子的混凝土截面面积；φ'为钢筋的强度折减系数，取0.9；f_y为钢筋的屈服强度标准值；A_s为柱子的钢筋截面面积。
将已知参数代入计算：A_c = 400mm × 400mm = 160000mm²A_s = 4 × (20mm × 20mm) = 1600mm²N = 0.9 × 14.3N/mm² × 160000mm² + 0.9 ×360N/mm² × 1600mm²N = 2102400N因此，该柱子的轴心受压承载力为2102.4kN。
试题二：某单层厂房，跨度为24米，柱距为6米，屋面采用彩钢瓦，试计算该厂房屋面的横向和纵向支撑间距。
框架结构设计例题2015--第四部分
-198.15
73. 52
876. 1
420. 00
375. 38
876
-238. 59
89. 68
1068.7
420. 00
375. 38
1069
128. 98
46.86
558.4
420. 00
375. 38
558
-327.66
126. 98
1513. 1
420. 00
375. 38
1513
-260. 54
配筋率
0. 29% 0. 29% 0. 22% 0. 27% 0. 27% 0.21% 0. 29% 0. 29% 0. 22% 0. 57% 0. 48% 0. 29% 0.61% 0.61% 0. 49% 0. 48% 0. 57% 0. 29% 0. 73% 0.61% 0. 48% 0. 93%
因此，可直接比较竖向荷载作用下弯矩组合值 M 和水平地震作用下弯矩组合值 M 乘以 的大
小，取较大值作为框架梁截面弯矩设计值。即 M = Max{M U，7REMUE }
表 7.1 为竖向荷载作用下的梁端及跨中弯矩基本组合，表 7.4 为水平地震作用下的梁端及 跨
中弯矩地震组合（该表中各组合后的弯矩己乘以抗震承载力调整系数 TRE）。
98. 64
1175.5
420. 00
375. 38
1175
211. 03
78. 62
936.9
420. 00
375. 38
937
-216.33
109. 57
1305.7
330. 00
294. 94
1306
钢筋 计算钢 直径 筋根数 14 3. 37436 14 3. 02313 12 3. 71361 12 3.72124 12 3.72124 12 2.91783 14 3.02313 14 3.37436 12 3.71361 16 5.31505 16 4. 35748 14 3.62773 16 4.32367 16 4.32367 16 3.61991 16 4. 35748 16 5. 31505 14 3.62773 18 5. 94618 18 4. 6193 16 4.65966 18 5.13121
框架结构设计例题
1【例题10.1】 某四层现浇框架结构办公楼，柱网尺寸为（5.40+2.70+5.40）m ×3.60m ，层高为3.9m ，底层室内外高差为0.45m ，楼盖为120mm 厚现浇钢筋混凝土板，横向框架承重，不考虑抗震设防要求，图 10.16 为结构平面布置图。
要求：（1）确定梁柱截面尺寸及刚度计算；（2）进行横向框架的荷载计算（取中部一榀框架计算）。
解：1.框架计算简图及梁柱截面尺寸估算（1）计算简图梁、柱均以轴线表示杆件，跨度方向取柱截面的形心线，高度方向取横梁截面的形心线。
框架层高除底层外都取建筑层高，底层从基础顶面算至一层楼盖梁截面形心处。
在尚未确定基础埋深之前，可假定基础顶面在室外地面以下200mm 处。
则：底层高度=0.2m+室内外高差+底层层高-1/2梁高=0.2m+0.45m+3.9m-⨯210.5m=4.3m 横向平面框架计算简图如图10.17所示。
（2）框架梁、柱截面估算 框架梁：边跨梁高h =⎝⎛121～⎪⎭⎫81l = ⎝⎛121～⎪⎭⎫81×5400mm=450～675mm ，取h =600mm ，梁宽取b =250mm ；中跨梁高取h =500mm ，梁宽取b =250mm 。
梁的截面形式为：边跨梁倒“L ”形，中跨梁“T 形”，为方便计算，均简化为矩形，截面形式如图10.18所示。
框架柱：截面尺寸可按下法估算（中柱负荷最大，以中柱为例）：荷载估算：恒荷载的标准值按10kN/m 2估算，活荷载的标准值取2.0kN/m 2。
中柱的负荷面积为()m m 6.327.24.5⨯+=14.58m 2则中柱柱底承受的荷载标准值为：恒载标准值：10kN/m 2×4(层数)×14.58m 2=583.2kN活载标准值：2kN/m 2×4(层数)×14.58m 2=116.64kN中柱柱底承受的荷载设计值为：N=1.2×583.2kN+1.4×116.64kN=863.136kN假设混凝土强度等级为C20，f c =9.6N/mm 2图10.17框架计算简图图10.18 梁截面形式2柱的截面面积 26.99.08631369.0mm N N f N A c ⨯=≥=99900mm 2选用柱的截面面积为400mm ×500mm ，实际面积为200000mm 2。
框架设计例题
4.1KN/m2×[4.5m×(3.5-0.6)m－0.9m×2.1m]＝45.756KN
C2窗自重
0.45 KN/m2×0.9m×2.1m＝0.851KN
合计：
46.607KN
沿梁跨长的线载为：
46.607KN÷4.5m＝10.36KN/m
二～四层③、④、⑤轴（A～B、C～D 跨）横墙自重（梁高 600，无门窗）
梁侧抹灰层：20厚混合砂浆
0.02m×（0.45m-0.10m）×2×17 KN/m2＝0.238 KN/m
合计：
1.988KN/m
b×h＝200mm×400mm（板厚100mm）
梁自重
25KN/m2×0.20m×（0.4m-0.10m）＝1.5KN/m
梁侧抹灰层：20厚混合砂浆
0.02m×（0.40m-0.10m）×2×17 KN/m2＝0.204 KN/m
4.1KN/m2×[4.5m×(3.5-0.6)m－2.4m×1.8m]＝35.79KN
C2窗自重
0.45 KN/m2×2.4m×1.8m＝1.944KN
合计：
37.74KN
沿梁跨长的线载为：
37.74KN÷4.5m＝8.39KN/m
二～四层 B 轴（③～⑤跨）纵墙自重（梁高分别为 450，开有 M9 门）
传荷载 G52＝1.988×（4.5+4.5）÷2+7.18×4.5÷2+7.18×4.5÷2+4.59×4.5÷2+4.59×4.5÷2
＝61.91KN 活载＝WB17（左）传荷载 + WB17（右）传荷载+ WB11（左）传荷载 + WB11（右）传荷载 Q52＝2.82×4.5÷2+2.82×4.5÷2+1.8×4.5÷2+1.8×4.5÷2＝20.79KN （4）WKL19（11）传给KZ3的集中荷载（AC跨）为： 恒载＝梁自重+ WB11（左）传荷载 + WB11（右）传荷载 G53AC＝3.465×（4.5+4.5）÷2+4.59×4.5÷2+4.59×4.5÷2＝36.25KN 活载＝WB11（左）传荷载 + WB11（右）传荷载 Q53AC＝1.8×4.5÷2+1.8×4.5÷2＝8.1KN （5）框架梁 WKL2（2）AC 跨上均布荷载为 恒载 g52＝框架梁自重＝3.465 KN/m 屋面框架梁 AC 跨的受荷总图如图 5.6、5.7 所示： 2、屋面框架梁 WKL2（2）C～D 轴间的荷载 （1）屋面板传荷载（见图 5.4）： 屋面板 WB3 传至横向框架梁 WKL2（2）CD 跨上的荷载为梯形荷载，梯形顶点处为 恒载：g53＝5.10KN/m2×4.5m/2.0×2＝11.48KN/m×2＝22.96 KN/m 活载：q53＝2.0KN/m2×4.5m/2.0×2＝4.50KN/m×2＝9.0KN/m 若化为均布荷载：α=4.5/2÷5.0＝0.45
框架结构例题讲解
PMCAD模块的使用一、框架结构设计例题本建筑为5层框架结构，抗震设防烈度为7度，二类场地，框架抗震等级为3级，周期折减系数取0.7，按一组计算。
基本风压0.4kN/m2，地面粗糙度类别为C类，梁、板、柱的混凝土等级均为C30，梁、柱主筋选HRB400，箍筋选HPB235，板筋选HPB235。
框架梁端弯矩调幅系数为0.85，结构重要性系数为1。
1～五层的结构层高分别为5.5m（从基础顶面算起）、3.0m、3.0m、3.0m、3.0m。
各层采用现浇混凝土板，板厚取100mm。
对于框架结构，非受力墙起分割空间作用，在PMCAD建模时不要布置非受力墙，而应将墙重转化为梁间荷载在荷载输入中布置。
大厅、电梯间处的次梁和交叉梁的某些次梁应作主梁输入，卫生间有门洞的墙下不布置二级次梁，做现浇带处理。
具体楼面恒载、活载，梁间恒载按《建筑荷载规范》中的规定取值，或经过计算得出的结果。
结构标准层：结构标准层1、结构标准层2、结构标准层3、结构标准层4。
荷载标准层：荷载标准层1、荷载标准层2、荷载标准层3、荷载标准层4。
楼层组合：1个标准层1+荷载标准层1（层高5.5m）；2个标准层2+荷载标准层2（层高3.0m）；1个标准层3+荷载标准层3（层高3.0m）；1个标准层4+荷载标准层4（层高3.0m）。
主菜单1—建筑模型与荷载输入*定义第1结构标准层**建立网格*轴线输入，正交轴网，轴网输入开间：6000，跨度：10，添加进深：5400，跨度1，添加进深：2100，跨度1，添加进深：5400，跨度1，添加基点：左下，转角：0，确定用光标在屏幕选择一点*轴线命名*轴线命名[Tab]，用光标点取起始轴，用光标点取终止轴。
若不需要标轴线，用光标点取不标的轴线，[Esc]用光标点取两个方向的轴线，分别命名。
*构件定义**柱定义*构件定义，柱定义按照设计要求，分别定义柱子的截面类型，材料类别，点取确定。
例如：400mm×400mm*梁定义*（没有特殊情况全部按主梁布置，次梁也按主梁布置）定义梁的截面尺寸（梁宽、梁高），材料类别，点取确定。
框架结构例题
PMCAD模块的使用一、框架结构设计例题本建筑为5层框架结构，抗震设防烈度为7度，二类场地，框架抗震等级为3级，周期折减系数取0.7，按一组计算。
基本风压0.4kN/m2，地面粗糙度类别为C类，梁、板、柱的混凝土等级均为C30，梁、柱主筋选HRB400，箍筋选HPB235，板筋选HPB235。
框架梁端弯矩调幅系数为0.85，结构重要性系数为1。
1～五层的结构层高分别为5.5m（从基础顶面算起）、3.0m、3.0m、3.0m、3.0m。
各层采用现浇混凝土板，板厚取100mm。
对于框架结构，非受力墙起分割空间作用，在PMCAD建模时不要布置非受力墙，而应将墙重转化为梁间荷载在荷载输入中布置。
大厅、电梯间处的次梁和交叉梁的某些次梁应作主梁输入，卫生间有门洞的墙下不布置二级次梁，做现浇带处理。
具体楼面恒载、活载，梁间恒载按《建筑荷载规范》中的规定取值，或经过计算得出的结果。
结构标准层：结构标准层1、结构标准层2、结构标准层3、结构标准层4。
荷载标准层：荷载标准层1、荷载标准层2、荷载标准层3、荷载标准层4。
楼层组合：1个标准层1+荷载标准层1（层高5.5m）；2个标准层2+荷载标准层2（层高3.0m）；1个标准层3+荷载标准层3（层高3.0m）；1个标准层4+荷载标准层4（层高3.0m）。
主菜单1—建筑模型与荷载输入*定义第1结构标准层**建立网格*轴线输入，正交轴网，轴网输入开间：6000，跨度：10，添加进深：5400，跨度1，添加进深：2100，跨度1，添加进深：5400，跨度1，添加基点：左下，转角：0，确定用光标在屏幕选择一点*轴线命名*轴线命名[Tab]，用光标点取起始轴，用光标点取终止轴。
若不需要标轴线，用光标点取不标的轴线，[Esc]用光标点取两个方向的轴线，分别命名。
*构件定义**柱定义*构件定义，柱定义按照设计要求，分别定义柱子的截面类型，材料类别，点取确定。
例如：400mm×400mm*梁定义*（没有特殊情况全部按主梁布置，次梁也按主梁布置）定义梁的截面尺寸（梁宽、梁高），材料类别，点取确定。
结构力学桁架截面法例题
结构力学桁架截面法例题
结构力学桁架截面法例题
一、题目：
一根钢桁架有两种不同截面，桁架长度为3m，端部修里夹具为α=60°，桁架的两个截面信息如下：
截面1：
a1=20mm，b1=10mm，I1=40×104mm4
截面2：
a2=50mm，b2=20mm，I2=500×104mm4
请用桁架截面法计算其承载力。
二、解答：
1、计算桁架的顶点角度θ和抗弯矩Mx：
利用转矩定理，可以得到桁架承载力P的表达式：
P=Mx/l*cosθ
用已知量计算得θ=30°，Mx=12.33×104N·m
2、求解桁架的承载力P：
将计算得的θ和Mx代入表达式：
P=12.33×104N·m/3m*cos30° = 4.11×104N
3、计算桁架的屈曲应力σbb：
利用屈曲应力的表达式：
σbb=Mx/S
用已知量计算得S=12.5×104mm2，σbb=0.99MPa。
以上便是本题的答案。
桁架承载力P=4.11×104N，屈曲应力σbb=0.99MPa。
某框架结构设计计算书
m2
3.2 柱子自重
b×h=400 mm ×400 mm 柱子自重 10 厚抹灰砂浆 25×0.4×0.4=4 kN
m m
0.01×4×0.4×17=0.27 kN 合计： 4.27 kN
m
底层柱每根重 其余层柱每根重
3.9×4.27=16.65 kN 3.0×4.27=12.81 kN
3.3 梁的自重
边框架边柱
3.3/1.64=2.01
0.626
8100
4
边框架中柱
3.3 + 3.05 = 3.87 1.64
3.3/1.64=2.01
0.744
9626
4
底 层
中框架边柱
0.626
8100
16
中框架中柱
3.3 + 3.05 = 3.87 1.64
0.744
9626
16
∑D
边框架边柱
354520
3.3 + 3.3 = 1.55 2 × 2.13
图 2
L
=3.0× 10 7 ×2×1/12 ×0.2× 0.6 3 /6.6=3.3×
10 4 kN • m
中跨梁： i中 = EI （单位） 底层柱： i底柱 = EI
L
=3.0× 10 7 ×2×1/12×0.2×0.33/2.1=3.05× 10 4 kN • m
L
=3.0× 10 7 ×1/12× 0.4 4 /3.9=1.64× 10 4 kN • m
按轴压比确定： A≥ N
fc
=1.4×1.4×7.2×(3.3+2.1/2)×3×103/14.3=128780 取 b = h =400 mm
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(,7800m m I m m m m h b m mN l EI i C m m I I m mb m m ～ h ～b m m h m m m m ～l ～h m m 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=++=，m mN i m mm m h b m m m m ～H ～b ·10896.15400/100.38001800800,355473201151(1144⨯=⨯⨯⨯=⨯=⨯==取）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 2 10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。
框架结构设计例题
框架结构设计例题1 设计任务书1.1设计资料1．某多层办公楼，建筑平面、立面、剖面、外檐详图见图1~图4。
室内设计标高±0.000相当于绝对标高10.00m，室内外高差600mm。
2．建筑构造做法建筑构造做法选自华北地区建筑标准设计图集05J1。
楼面及屋面构造做法见表1。
墙体构造做法见表2。
墙体材料为陶粒混凝土砌块，外墙厚300mm，内墙厚200mm，容重8.5 kN/m3。
顶棚采用轻钢龙骨纸面石膏板吊顶（05J1顶7），自重0.14 kN/m2。
门窗采用塑钢窗（0.10 kN/m2）、木门（0.25 kN/m2）表1 楼面及屋面构造做法图1 标准层平面图图2 屋顶层平面图图3 ①~⑧屋顶层平面图图4 I -I 剖面图，侧立面图表2 墙体构造做法3．使用荷载标准值屋面：上人屋面2.0kN/m2；非上人屋面0.5kN/m2；楼面：办公室2.0kN/m2；走廊、门厅、楼梯、厕所2.5kN/m2。
4自然条件基本风压：0.40kN/m2；基本雪压：0.40kN/m2；最大冰冻深度0.6m。
5．抗震设防抗震设防烈度为7度（0.15g）；设计地震分组为第一组，场地类别为Ⅲ类。
6．地质勘探资料场地较为平整，天然地坪为绝对高程9.200m。
自上而下，各土层主要特征描述如下，主要物理力学指标见表3。
①层：素填土，以粘土为主，局部含建筑垃圾、有机质较多，平均厚度约1.0m；②层：粉质粘土，场区普遍分布，平均厚度约2.5~3.0m，可塑，分布较均匀；③层：粉土，场区普遍分布，平均厚度约4~4.5m，可塑，分布较均匀；④层：粉质粘土，厚度大于5m，可塑，场地内分布均匀。
地下水最高水位为室外地坪下3.00m，地下水对混凝土及混凝土中的钢筋无侵蚀性。
7．材料：1）混凝土：现浇，强度等级为C30或C35；2）钢筋：板内受力主筋采用HPB235级钢筋，直径大于12时采用HRB335级钢筋，板内分布筋采用HPB235级钢筋。
钢结构截面计算习题集(附详细过程)
例5-1：图5-1所示，工字形简支主梁，Q235F 钢，承受两个次梁传来的集中力P =250kN 作用（设计值），次梁作为主梁的侧向支承，不计主梁自重。
要求：①验算主梁的强度②判别梁的整体稳定性是否需要验算解:一、主梁强度验算：①画出梁的剪力图与弯矩图，梁的最不利截面为第一根次梁左侧截面（A-A 截面）和第二根次梁的右侧截面，由于其对称性，此两截面受力相同。
250==P V kN10004*2504*===P M kN-m②梁的截面特性：2848607.50*4.1*28*2100*1*12123=+=x I cm 4 55424.51284860*2*2===h I W x xcm 3 19907.50*4.1*281==S cm 3323725*1*507.50*4.1*28=+=S cm 3③正应力强度：8.17110*5542*05.110*100036==x x W M γ N/mm 2 < f =215 N/mm 2 ④剪应力强度：4.2810*10*28486010*3237*25046===w x t I VS τ N/mm 2 < f v =125 N/mm 2 ⑤折算应力强度：在A-A 截面上腹板与翼缘板连接处1点处的正应力、剪应力都较大，需要验算折算应力5.17510*284860500*10*1000461===x W My σ N/mm 2 5.1710*10*28486010*1990*2504611===w x t I VS τ N/mm 2 1.1785.17*35.1753222121=+=+=τσσz N/mm 2图5-1 梁受力简图及弯矩图5.236215*1.11==<f βN/mm 2一、 梁的整体稳定性163.14280400011<==b l 所以不必计算梁的整体稳定性。
例5-2：一跨度为12 m 的工作平台简支梁，截面如图5-2所示，承受均布永久荷载（含自重）q 1=20 kN/m ， 各种可变荷载共q 2=35 kN/m ，材料Q235，安全等级为二级，试验算该梁的强度、刚度和整体稳定性。
框架结构设计例题：第二部分
- 1 -i3．框架侧移验算由于本工程高宽比小于4，柱轴向变形引起的侧移忽略不计，梁柱弯曲变形引起的层间侧移计算见表16。
从结果看，层间位移均满足要求。
以上结果汇总于图7中。
地震作用 地震剪力 水平侧移 地震作用 地震剪力 水平侧移横向 纵向图7 地震作用、地震剪力与水平侧移4. 框架剪力标准值横向共有8榀框架，纵向共有4榀框架，由于每榀框架总刚度不同，应按照各框架柱在总刚度中的比例将层地震剪力分配至各框架柱。
横向4轴框架的各柱剪力分配计算见表17。
7水平地震作用下框架内力计算以横向4轴框架为例，采用D值法进行计算。
其计算步骤如下：1．根据柱剪力及反弯点高度计算柱端弯矩柱反弯点距柱下端的高度yh按式（5-2-2）计算，即：yh = (y0+y1+y2+y3)h；柱端弯矩按式（5-2-5）计算。
柱下端弯矩：M b= V ij·yh；柱上端弯矩：M t =Vij·(h-y)h。
计算结果见表18。
表18 横向6轴框架柱柱端弯矩计算2．计算梁端弯矩及梁剪力利用节点平衡条件，梁端弯矩按式（5-2-6）计算，梁剪力由梁两端的弯矩之和除以梁跨度求得。
计算结果见表19。
表19 横向6轴框架梁端弯矩、剪力计算- 2 -- 3 -3．根据梁端剪力计算柱轴力 边柱轴力 ∑==nk k i ij V N ；中柱轴力 ()∑=-=n k R k ,L k ,iij V V N 。
计算结果见表21。
表20 横向6轴框架柱轴力计算4．绘制内力图左震作用下，横向4轴框架的内力图见图8。
右震作用下，内力相同，方向相反。
8 竖向荷载作用下框架内力计算与水平地震作用下相同，取横向4轴框架进行计算。
作用在梁上的竖向荷载按照各自的负荷范围计算，导算为作用在梁及梁柱节点上的荷载，荷载值详见表22。
由纵向传来的作用在梁柱节点上的竖向荷载值见表23。
荷载简图如图9所示，括号内为活荷载。
- 4 -- 5 -- 6 -弯矩(kN·m)剪力(kN)轴力(kN)图8横向4轴框架内力图图9 作用在横向4轴框架上的竖向荷载8.1竖向恒载作用下框架内力计算采用二次弯矩分配法。
工程类考试大题及答案
工程类考试大题及答案一、结构设计题题目：某多层钢筋混凝土框架结构，层高为3.6m，柱子截面尺寸为500mm×500mm，梁截面尺寸为300mm×600mm，混凝土强度等级为C30，钢筋采用HRB400级。
请计算该框架结构的柱子和梁的配筋量，并给出配筋图。
答案：1. 柱子配筋计算：- 根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010，柱子的轴压比限制为0.9，柱子的轴力可以通过结构分析软件得到，假设柱子轴力为N。
- 柱子的轴压比计算公式为：\[ \lambda = \frac{N}{A \cdot f_c} \]，其中A为柱子截面面积，\( f_c \)为混凝土轴心抗压强度设计值。
- 柱子截面面积\( A = 500mm \times 500mm = 0.25m^2 \)。
- 混凝土轴心抗压强度设计值\( f_c = 30MPa \)。
- 柱子轴力\( N \)通过结构分析软件计算得到。
- 根据轴压比限制，计算得到柱子需要的纵向钢筋面积\( A_s \)。
2. 梁配筋计算：- 梁的弯矩可以通过结构分析软件得到，假设梁的最大弯矩为M。
- 梁的配筋需要满足正截面受弯承载力和斜截面受剪承载力的要求。
- 正截面受弯承载力计算公式为：\[ M = \frac{1}{2} \cdot A_s \cdot f_y \cdot (d - \frac{A_s \cdot f_y}{2 \cdot b \cdot f_c}) \]，其中\( A_s \)为纵向受拉钢筋面积，\( f_y \)为钢筋的屈服强度，d为有效高度，b为梁宽。
- 斜截面受剪承载力计算公式为：\[ V = \frac{2 \cdot A_s \cdot f_y}{3 \cdot d} \]。
- 根据弯矩和剪力的计算结果，确定梁的配筋量。
3. 配筋图：- 根据计算结果，绘制柱子和梁的配筋图，标明钢筋的直径、数量和布置方式。
二、施工组织设计题题目：某住宅小区工程，总建筑面积为50000平方米，包括10栋6层住宅楼和1栋3层综合楼。
框架设计练习题答案
框架结构设计练习题答案一、思考题：1、框架结构定义及优点、缺点及其适用范围如何？答：框架结构是指由梁柱杆系构件构成，能承受竖向和水平荷载作用的承重结构体系。
优点：框架结构平面布置灵活，可根据需要分隔成小房间或者改成大房间；结构自重较轻 。
缺点：框架结构侧向刚度较小。
适用范围：仅适用于房屋高度不大、层数不多的结构2、框架结构的破坏机理是什么？ 答：竖向荷载作用下，一般情况，梁端抗弯承载力首先达到其极限承载力，出现塑性铰区域，相应地梁端截面转角位移显著加大，内力向跨中发生转移，导致跨中弯矩进一步提高，跨中挠曲变形增大，直至破坏。
水平荷载作用下，框架柱承受水平剪力和柱端弯矩，并由此产生水平侧移，同时由水平力引起的倾覆力矩，使框架的近侧柱拉伸、远侧柱压缩，形成框架的整体弯曲变形，水平力也引起楼层剪力，使梁、柱产生垂直其杆轴线的剪切变形和弯曲变形，形成框架的整体剪切变形，直至破坏。
3、框架结构结构整体布置原则有哪些？答：①柱网应规则、整齐、间距合理，传力体系合理；减少开间、进深的类型。
②房屋平面应尽可能规整、均匀对称，体型力求简单，以使结构受力合理； ③提高结构总体刚度，减小位移。
房屋高宽比不宜过大；（满足非抗震设计时为5；设防烈度为6度、7度时为4；8度时为3；9度时为2）④应考虑地基不均匀沉降、温度变化和混凝土收缩等影响，设置必要的变形缝。
4、框架结构梁、柱构件截面几何尺寸的初选方法是什么？答：（1）梁 梁高：l h b )181~101(= 梁宽：b b h b )31~21(= （2）柱： 柱截面面积一般根据轴压比限值Af Nc N =μ估算，同时截面的高度、宽度要满足以下要求：c c c H h b )201~151(≥、5、分层法计算竖向荷载作用下平面框架结构的荷载效应时的基本假定是什么？ 答：分层法的基本假定(1)梁上荷载仅在该梁上及与其相连的上下层柱上产生内力，在其他层梁及柱上产生的内力可忽略不计；（2）竖向荷载作用下框架结构产生的水平位移可忽略不计。
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L AB 左
LAB 右
三
LBC 左
LBC 右
L AB 左
LAB 右
二
LBC 左
LBC 右
－30.325
－14.974
119.841
－113.212
①＋④
①＋③
②＋③
②＋④
89.516
98.238
7.1 框架结构截面设计
例
题
第三层梁端剪力组合
因为建筑高度为31.2m，大于30m，设防烈度为7度，根据《抗震
7.1 框架结构截面设计
例
题
平 面 图（kN）
7.1 框架结构截面设计
例
题
7.1 框架结构截面设计
例
题
7.1 框架结构截面设计
例
题
• • • • • • • • • • • •
框架设计的过程（考虑抗震作用时）设计延性框架 强柱弱梁 强剪弱弯 1.体系确定、 梁柱布置和梁柱尺寸的确定 2. 荷载（恒、活、风、地震作用）计算 3.内力计算（分层法 D值法） 4.截面设计（梁、柱子）配筋和构造要求 （1）内力调整 （2）内力组合 （3）梁的截面设计－－强剪弱弯的调整 梁正截面设计 斜截面设计 构造要求 （4）柱子的截面设计－－强柱弱梁的调整 强剪弱弯的调整 正截面设计 斜截面设计 构造要求 （轴压比 体积配箍率） （5）结点的设计
47.574
47.482 47.482 47.482 47.368
4
3 2
50.535
48.069 48.330
23.688
24.768 24.894
5.966
5.178 5.208
54.810
54.810 54.810
60.776
59.988 60.018
48.844
49.632 49.602
1
50.670
VC边
b 0.4 VC q 49.632 24.36 44.76kN 2 2
同理可求得第二层梁边截面的内力（计算过程略）。 第二层、第三层、第四层B柱边截面的弯矩可根据比例求 得，柱边截面的剪力和轴力取与轴线处相同。
M B3上 55.23kN m
M B3下 56.83kN m
题
CB跨梁调幅后的梁端弯矩和剪力
层 10
M AB
(kN m)
M AB M BA l
M M BA 1 1 M M BA 1 VB左 ql AB ql V A ql AB 2 l 2 l 2
50.724
10.638
8.908
41.513
50.421
32.605
9
8 7 6 5
7.1 框架结构截面设计
例
M BA
(kN m)
题
AB跨梁调幅后的梁端弯矩和剪力
层 10 9
M AB
(kN m)
M AB M BA l
M M BA 1 1 M M BA 1 VB左 ql AB ql V A ql AB 2 l 2 l 2
59.112 103.527
规范》确定框架的抗震等级为二级。故框架梁梁端截面组合的剪 l r M M b 力设计值应按下式调整（强剪弱弯）： V 1.2 b 。 VGb b ln
截面
L AB 左 L AB 右
l Mb (k N m) M br (kN m)
l n ( m)
VGb
1 qln 2
l Mb M br Vb 1.2 VGb ln
例
题
的跨中弯矩为例。
第三层梁跨中弯矩组合 由于水平地震作用有左震和右震两种可能，故梁的跨中弯矩组 合要考虑两种可能的情况。以组合 LAB 左震时，梁端组合弯矩及梁上荷载：
54.162
54.648 54.648 54.648 55.260
21.600
21.672 21.672 21.672 21.771
7.236
7.328 7.328 7.328 7.442
54.810
54.810 54.810 54.810 54.810
62.046
62.138 62.138 62.138 62.252
M max
①＋④ ①＋③ ①＋④ ①＋③ ①＋④ ①＋③ － 323.325 － 347.039 － 155.398 － 127.137 － 317.172 － 348.112 － 156.231 － 131.181
M max
②＋③ ②＋④ ②＋③ ②＋④ ②＋③ ②＋④ 117.313 101.67 3 89.237 94.485 113.353 103.76 9
7.1 框架结构截面设计
例
题
某十层框架结构房屋，结构平面如下图1示，首层层高4.2m，其它各层层高3.0m。 梁柱截面尺寸如下： LAB：250mm×700mm；LBC：250mm×500mm；ZA：一～四层： 500mm×500mm，五～十层：400mm×400mm；ZB：一～四层： 600mm×600mm，五～十层：500mm×500mm；ZC：一～十层： 400mm×400mm。 作用在③轴框架的重力荷载代表值如图2示，天面层qAB=28.09kN/m， qBC=18.45kN/m；其它各层qAB=37.23kN/m，qBC=24.36Kn/m。作用在③轴框架的 水平地震作用标准值如图3所示。采用C30混凝土；梁、柱纵向受力钢筋采用 HRB400级钢筋，箍筋采用HPB235级钢筋。该建筑的抗震设防类别为丙类，抗 震设防烈度为7度，II类场地土，设计地震分组为第一组。 ③轴框架在重力荷载作用下的M、N、V图见图4，③轴框架在水平地震作用标 准值作用下的M、N、V图见图5。要求对③轴框架第三层的梁及B柱进行内力组 合（仅考虑重力荷载效应与水平地震作用效应组合的情况），并进行截面设计。
梁剪力：使梁产生顺时针方向转动为正，反之为负； 柱弯矩：使柱产生逆时针方向转动为正，反之为负； 柱轴力：压力为正，拉力为负； 柱剪力：使柱产生顺时针方向转动为正，反之为负。
第二层、第三层梁端控制截面的内力及第二层、第三层、第
四层B柱端控制截面的内力。
7.1 框架结构截面设计
例
M (kN m)
题
121.024
－126.556 52.680 －44.760 120.944 －126.636 52.710
－49.064
－49.064 －43.969 －43.969 －48.679 －48.679 －44.818
三
LAB 右
LBC 左
LBC 右
LAB 左
二
LAB 右
LBC 左
LBC 右
－14.974
计值为 S 1.2(1.0) SGE 1.3S Ehk 。另外，水平地震作用可以 向左（左震）或向右（右震）。
7.1 框架结构截面设计
例
② ③
1.3M Ehk
题
④
① 层 截面
1.2 M GE
－ 112.370 － 133.836 － 36.088 － 17.810 － 111.174 － 133.278 － 36.390 － 17.969
b 0.5 M AB VA 126.225 130.331 93.642kN m 2 2
b 0.6 M BC边 M BC VB右 48.069 59.988 30.073kN m 2 2 b 0.4 M CB边 M CB VC 24.768 49.632 14.842kN m 2 2
水平地震作用标准值作用效应 （左震）
层
截面
LAB 左
重力荷载代表值作用效应
V (kN )
M (kN m)
162.273
－164.002 91.777 －84.098 158.460 －165.257 92.185
V (kN )
－93.642
－111.530 －30.073 －14.842 －92.645 －111.065 －30.325
126.225
125.208 117.954
152.847
152.406 150.462
－3.697
－3.777 －4.515
134.028
134.028 134.028
130.331
130.251 129.513
137.725
137.805 138.543
7.1 框架结构截面设计
例
M BA
(kN m)
－7.514
－7.514 －7.514 －7.653 －5.101
134.028
134.028 134.028 134.028 134.028
126.514
126.514 126.514 126.375 128.927
141.542
141.542 141.542 141.681 139.129
3
2 1
116.127 157.716
－7.920 －7.527
101.124 134.028
93.204 126.501
109.044 141.555
8
7 6 5 4
102.789
102.789 102.789 100.746 117.189
156.888
156.888 156.888 155.844 153.918
102.090
102.090 110.290
下
54.828
159.919
7.712
110.290
7.1 框架结构截面设计
例
题
内力组合 考虑重力荷载效应与水平地震作用效应组合时，重力荷载的荷 载分项系数为1.2（当重力荷载效应起有利作用时取荷载分项系