多层钢筋混凝土框架设计(7 风荷载内力计算)
- 格式:doc
- 大小:162.00 KB
- 文档页数:4
结构内力计算分析案例以下是一个关于结构内力计算分析的案例,以帮助读者更好地理解该过程。
案例:栋多层住宅楼的楼板结构受力分析和计算。
1.结构描述:该楼为一栋钢筋混凝土框架结构的多层住宅楼,楼高5层,每层高度为3米。
楼板采用承重梁和板的形式,梁间距为6米,梁宽为0.3米。
2.受力分析:根据力学原理,梁和板在受力作用下会产生内力。
梁的受力情况分为竖向和横向两个方向:-竖向受力:竖向受力主要包括自重、活载和楼层间的等分荷载。
自重一般按照材料密度计算,活载是指居住者的活动荷载,楼层间的等分荷载指的是各个楼层产生的附加荷载。
-横向受力:横向受力主要包括风荷载和地震荷载。
这些荷载会通过墙体和梁传递到结构内部。
3.内力计算:根据受力分析结果,可以进行结构内力的计算。
具体计算方法有两种:静力分析和弹性力学方法。
-静力分析:这是一种通过平衡受力和力矩的方法进行计算的方法。
根据平衡条件,可以得到各个构件的内力。
-弹性力学方法:这是一种通过应力和应变的关系进行计算的方法。
根据材料力学性质和结构的几何形状,可以计算出各个构件的内力。
4.结果分析和验证:计算得到的结构内力结果需要进行分析和验证。
主要包括两个方面:构件强度和位移。
-构件强度:计算得到的内力和构件的截面尺寸一起,可以判断构件是否满足强度要求。
如果内力超过了构件材料的承载力,需要进行加固。
-位移:根据结构内力和材料的弹性模量,可以计算出结构的位移。
结构的位移应该满足设计的要求,如果超过了预定的限值,需要进行刚度调整。
总结:结构内力计算分析是工程的关键环节,其目的是保证结构的安全性和可靠性。
通过对不同构件的受力分析和力学计算,可以得到结构的内力结果,并进行分析和验证。
这样可以确保结构的设计和施工符合规范,并达到预期的使用寿命和性能要求。
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。
第三章 框架内力计算3.1计算方法框架结构一般承担的荷载主要有恒载、使用活荷载、风荷载、地震作用,其中恒载、活荷载一般为竖向作用,风荷载、地震则为水平方向作用,手算多层多跨框架结构的内力(M 、N 、V )及侧移时,一般采用近似方法。
如求竖向荷载作用下的内力时,有分层法、弯矩分配法、迭代法等;求水平荷载作用下的内力时,有反弯点法、改进反弯点法(D 值法)、迭代法等。
这些方法采用的假设不同,计算结果有所差异,但一般都能满足工程设计要求的精度。
本章主要介绍竖向荷载作用下无侧移框架的弯矩分配法和水平荷载作用下D 值法的计算。
在计算各项荷载作用效应时,一般按标准值进行计算,以便于后面荷载效应的组合。
1. 弯矩分配法在竖向荷载作用下较规则的框架产生的侧向位移很小,可忽略不计。
框架的内力采用无侧移的弯矩分配法进行简化计算。
具体方法是对整体框架按照结构力学的—般方法,计算出各节点的弯矩分配系数、计算各节点的不平衡弯矩,然用进行分配、传递,在工程设计中,每节点只分配两至三次即可满足精度要求。
相交于同一点的多个杆件中的某一杆件,其在该节点的弯矩分配系数的计算过程为: (1)确定各杆件在该节点的转动刚度杆件的转动刚度与杆件远端的约束形式有关,如图3-1:(a )杆件在节点A 处的转动刚度 (b )某节点各杆件弯矩分配系数图 3-1 A 节点弯矩分配系数(图中lEI i )(2)计算弯矩分配系数μ(3)相交于一点杆件间的弯矩分配弯矩分配之前,还需先要求出节点的固端弯矩,这可查阅相关静力计算手册得到。
表3-1为常见荷载作用下杆件的固端弯矩。
在弯矩分配的过程中,一个循环可同时放松和固定多个节点(各个放松节点和固定节点间间隔布置,如图3-2),以加快收敛速度。
计算杆件固端弯矩产生的节点不平衡弯矩时,不能丢掉由于纵向框架梁对柱偏心所产生的节点弯矩。
具体计算可见例题。
常见荷载作用下杆件的固端弯矩 表3-1注:梯形和三角形分布荷载下的固端弯矩以及反力:图 3-2 弯矩分配过程中放松和固定节点顺序图3-3 分层法的计算单元划分2.分层法分层法是弯矩分配法的进一步简化,它的基本假定是:1.框架在竖向荷载作用下的侧移忽略不计;2.可假定作用在某一层框架梁上的竖向荷载只对本楼层的梁以及与本层梁相连的框架柱产生弯矩和剪力,而对其他楼层的框架梁和隔层的框架柱都不产生弯矩和剪力。
钢筋混凝土框架楼层电子版结构设计计算书1. 引言 (3)2.修树立计说明2.1工程概略 (3)2.2 设计条件 (4)2.3 设计依据 (4)2.4 方案提出和优选 (4)2.5 方案说明 (7)3.结构设计说明 (10)3.1概述3. 1. 1、设计依据 (10)3.1.2、计算机软件 (11)3.2 结构布置及确定构件截面尺寸3.2.1、结构平面布置图 (11)3.2.2、结构构件截面尺寸确实定 (11)3.3 统计荷载3.3.1、楼面、屋面荷载统计 (13)3.3.2、填充墙荷载统计 (14)3.3.3、竖向荷载散布图 (15)3.4 板的弯矩图 (16)3.5 梁的弯矩图和配筋包络图3.5.1、梁的弯矩图 (16)3.5.2、梁的配筋包络图 (17)3.6 修建结构总信息3.6.1、总信息 (18)3.6.2、地震信息 (19)3.6.3、调整信息 (19)3.6.4、资料信息 (19)3.6.5、设计信息 (20)3.6.6、风荷载信息 (20)3.7 计算信息输入3.7.1、各层质心、刚心及公允率 (20)3.7.2、自振周期、振型及地震作用 (22)3.7.3、水平位移计算 (23)3.7.4、框架柱地震倾覆弯矩百分比、地震剪力百分比 (31)3.7.5、楼梯计算 (33)3.7.6、计算结果图形输入 (37)3.8 结构计算剖析汇总表 (40)3.9 高层修建规那么性判别 (41)结论 (43)参考文献 (44)致谢 (46)附图1附图21. 引言本设计为天津市河北工业大学南院女生宿楼设计,经过对专业课程的全方面综合的运用,停止修建,结构和绘图等方面的片面训练,并设计出合理牢靠的方案。
本宿舍楼结构层数为11层,采用框架-剪力墙体系,体型对称,平面轮廓呈H形,首层层高4.2m,规范层高3.9m,顶层层高3.9m,总高43.2m。
本体系采用整表达浇钢筋混凝土楼〔屋〕盖,纵横向承重方案。
某多层⼚房现浇钢筋混凝⼟框架结构毕业设计某多层⼚房现浇钢筋混凝⼟框架结构毕业设计⽬录绪论 (1)第⼀章设计说明 (2)第⼀节⼯程概况 (2)第⼆节建筑材料选择 (2)第⼆章结构设计 (3)第⼀节布置及梁柱截⾯初估 (3)第⼆节框架计算简图及梁柱刚度计算 (4)第三章荷载计算 (6)第⼀节竖向荷载计算 (6)第⼆节风荷载计算 (9)第三节⽔平地震作⽤的计算 (12)第五节重⼒荷载代表值作⽤下的计算 (19)第四章内⼒组合 (25)第⼀节⽀座边缘处的内⼒值的计算 (25)第⼆节组合前内⼒的调整 (28)第五章配筋计算 (39)第⼀节框架柱和梁的截⾯设计 (39)第⼆节板的计算 (46)第三节楼梯的计算 (48)第六章基础设计 (50)第⼀节确定基础类型和尺⼨ (50)第⼆节内⼒分析 (50)第三节配筋计算 (52)第七章施⼯组织设计 (55)第⼀节施⼯准备⼯作 (55)第⼆节施⼯部署 (57)第三节主要项⽬施⼯⽅法 (57)第四节技术质量、安全⽣产、⽂明施⼯措施 (59)第七章结论 (61)致谢 (62)参考⽂献 (63)绪论毕业设计是本专业教育培养的重点,也是毕业前的综合学习阶段,是对所学专业知识的深化、拓宽,是对⼤学期间所学专业知识的全⾯总结。
通过毕业设计,可以将以前学过的知识重温回顾,对疑难知识再学习,对提⾼个⼈的综合知识结构有着重要的作⽤。
通过毕业设计,使我们在资料查找、设计安排、分析计算、施⼯图绘制、⼝头表达等各个⽅⾯得到综合训练,具备从事相关⼯作的基本技术素质和技能。
在我国,多层建筑结构以钢筋混凝⼟结构为主。
多层建筑的结构设计有两⽅⾯的特质:⼀是风荷载和地震荷载等⽔平⽅向作⽤引起的内⼒和位移已成为结构设计的控制因素;⼆是结构抗侧移刚度是结构设计的关键因素。
结构不仅要满⾜承载⼒(强度)的要求,同时还要把结构在⽔平荷载下的位移控制在⼀定范围内,所以多层建筑结构需要有较⼤的抗侧移刚度。
框架结构体系的主要特点是平⾯布置⽐较灵活,能提供较⼤的室内空间,是较常⽤的结构体系。
《高层建筑结构与抗震》辅导材料四框架结构内力与位移计算学习目标1、熟悉框架结构在竖向荷载和水平荷载作用下的弯矩图形、剪力图形和轴力图形;2、熟悉框架结构内力与位移计算的简化假定及计算简图的确定;3、掌握竖向荷载作用下框架内力的计算方法——分层法;4、掌握水平荷载作用下框架内力的计算方法——反弯点法和D值法,掌握框架结构的侧移计算方法。
学习重点1、竖向荷载作用下框架结构的内力计算;2、水平荷载作用下框架结构的内力及侧移计算。
框架在结构力学中称为刚架,刚架的内力和位移计算方法很多,可分为精确算法和近似算法。
精确法是采用较少的计算假定,较为接近实际情况地考虑建筑结构的内力、位移和外荷载的关系,一般需建立大型的代数方程组,并用电子计算机求解;近似算法对建筑结构引入较多的假定,进行简化计算。
由于近似计算简单、易于掌握,又能反映刚架受力和变形的基本特点,因此近似的计算方法仍为工程师们所常用。
本章内容主要介绍框架结构在荷载作用下内力与位移的近似计算方法。
其中分层法用于框架结构在竖向荷载作用下的内力计算,反弯点法和D值法用于框架结构在水平荷载作用下的内力计算。
既然是近似计算,就需要熟悉框架结构的计算简图和各种计算方法的简化假定。
一、框架结构计算简图的确定一般情况下,框架结构是一个空间受力体系,可以按照第四章所述的平面结构假定的简化原则,忽略结构纵向和横向之间的空间联系,忽略各构件的抗扭作用,将框架结构简化为沿横方向和纵方向的平面框架,承受竖向荷载和水平荷载,进行内力和位移计算。
结构设计时一般取中间有代表性的一榀横向框架进行分析,若作用于纵向框架上的荷载各不相同,则必要时应分别进行计算。
框架结构的节点一般总是三向受力的,但当按平面框架进行结构分析时,则节点也相应地简化。
在常见的现浇钢筋混凝土结构中,梁和柱内的纵向受力钢筋都将穿过节点或锚入节点区,这时节点应简化为刚接节点;对于现浇钢筋混凝土柱与基础的连接形式,一般也设计成固定支座,即为刚性连接。
第五章框架结构内力与位移计算1.框架结构计算简图是如何确定的?答:框架结构计算简图的确定:一般情况下,框架结构忽略结构纵向和横向之间的空间联系,忽略各构件的抗扭作用,将框架结构简化为沿横方向和纵方向的平面框架,承受竖向荷载和水平荷载,进行内力和位移计算。
结构设计时一般取中间有代表性的一榀横向框架进行分析,若作用于纵向框架上的荷载各不相同,则必要时应分别进行计算。
框架结构的节点在常见的现浇钢筋混凝土结构中,梁和柱内的纵向受力钢筋都将穿过节点或锚入节点区,这时节点应简化为刚接节点;对于现浇钢筋混凝土柱与基础的连接形式,一般也设计成固定支座,即为刚性连接。
作用于框架结构上的荷载有竖向荷载和水平荷载两种。
竖向荷载包括结构自重及楼(屋)面活荷载,一般为分布荷载,有时也有集中荷载。
水平荷载包括风荷载和水平地震作用,一般均简化成节点水平集中力。
2.框架结构在竖向荷载作用下的内力计算采用什么方法?其基本假定与计算步骤如何?答:框架结构在竖向荷载作用下的内力计算采用分层法。
分层法的基本假定:(1)在竖向荷载作用下,不考虑框架的侧移;(2)每层梁上的荷载对其他各层梁的影响可忽略不计。
分层法的计算步骤:(1)计算单元的确定根据计算假定,计算时先将各层梁及其上下柱所组成的框架作为一个独立的计算单元,而按无侧移的框架进行计算(上下柱的远端均假设为固定端)。
(2)各杆件弯矩的计算一般用结构力学中的弯矩分配法,分别计算每个单层框架中梁与柱的弯矩。
在用弯矩分配法计算各杆件的弯矩之前,应先计算各杆件在节点处的弯矩分配系数及传递系数。
对底层基础处,可按原结构确定其支座形式,若为固定支座,传递系数为1/2;若为铰支座,传递系数为0。
至于其余柱端,在分层计算时,假定上下柱的远端为固定端,而实际上,上下柱端在荷载作用下会产生一定转角,是弹性约束端。
对这一问题,可在计算分配系数时,用调整柱的线刚度来考虑支座转动影响。
因此,对这类柱子的线刚度应乘一个折减系数0.9,相应的传递系数为1/3。
常用结构体系钢筋混凝土多层及高层房屋有框架结构、框架一剪力墙结构、剪力墙结构和筒体结构四种主要的结构体系。
1、框架结构框架结构房屋(是由梁、柱组成的框架承重体系,内、外墙仅起围护和分隔的作用。
框架结构的优点是能够提供较大的室内空间,平面布置灵活,因而适用于各种多层工业厂房和仓库。
缺点:在水平荷载下表现出抗侧移刚度小,水平位移大。
因此,框架结构房屋一般不超过15层。
2、剪力墙结构剪立墙结构示意图广州白云宾馆当房屋层数更多时,水平荷载的影响进一步加大,可采用剪力墙结构,此种结构的刚度较大,在水平荷载下侧移小,但平面布置不灵活,适用于15〜35层的小开间的民用建筑高层房屋。
广州白云宾馆(33层、112M>采用的就是剪力墙结构。
3、框架——剪力墙结构为了弥补框架结构随房屋层数增加,水平荷载迅速增大而抗侧移刚度不足的缺点,可在框架结构中增设钢筋混凝土剪力墙形成框架一剪力墙结构。
在框架一剪力墙结构房屋中,框架负担竖向荷载为主,而剪力墙将负担绝大部分水平荷载。
多用于16〜25层的工业与民用建筑中(如办公楼、旅馆、公寓、住宅及工业厂房〉。
4、筒体结构简体结构是将剪力墙集中到房屋的内部和外围形成空间封闭筒体,使整个结构体系既具有极大的抗侧移刚度,又能因剪力墙的集中而获得较大的空间,使建筑平面获得良好的灵活性,因为抗侧移刚度较大,适用于更高的高层房屋(>30 层,>100m>o筒体结构有单筒体结构(包括框架核心筒和框架外框筒〉、筒中筒结构和成束筒结构等三种形式(图7-2>o横向框架承重横向框架承重布置方案是板、连系梁沿房屋纵向布置,框架承重梁沿横向布置(图7-3>,有利于增加房屋横向刚度。
缺点是因为主梁截面尺寸较大,当房屋需要较大空间时,其净空较小。
纵向框架承重纵向框架承重布置方案是板、连系梁沿房屋横向布置,框架承重梁沿纵向布置。
优点是通风、采光好,有利于楼层净高的有效利用,可设置较多的架空管道,故适用于某些工业厂房,但因其横向刚度较差,在民用建筑中一般采用较少。
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。
第一章结构选型与布置结构设计的主要内容包括:结构选型、结构布置、确定计算简图、选择合理简单的计算方法进行各种荷载作用下的内力计算、荷载效应组合、截面配筋设计(计算、构造)、绘施工图。
1.1结构选型结构选型是一个综合性问题,应选择合理的结构形式。
根据结构受力特点,常用的建筑结构形式有:混合结构、框架结构、框架-剪力墙结构、剪力墙结构(一般剪力墙结构、筒体剪力墙结构、筒中筒剪力墙结构)等。
混和结构主要是墙体承重,由于取材方便,造价低,施工方便,我国广泛地应用于多层民用建筑中,但砌体结构强度低、自重大、抗震性能较差,一般用于7层及7层以下的建筑。
框架结构是由梁、柱构件通过节点连接形成的骨架结构,框架结构的特点是由梁、柱承受竖向和水平荷载,墙体起维护作用,其整体性和抗震性均好于混合结构,且平面布置灵活,可提供较大的使用空间,也可构成丰富多变的立面造型,但随着层数和高度的增加,构件截面面积和钢筋用量增多,侧向刚度越来越难以满足设计要求,一般不宜用于过高的建筑,现浇框架结构适用最大高度见表1-1。
框架-剪力墙结构是在框架中设置一些剪力墙,既能满足平面布置灵活,又能满足结构抗侧力要求,一般常用于10~25层的建筑中。
剪力墙结构是依靠剪力墙承受竖向及水平荷载,整体性好、刚度大、抗震性能好,常用于20~50层的高层建筑。
现浇钢筋混凝土房屋适用的最大高度(m) 表1-1结构选型时需充分了解各类结构型式的优缺点、应用范围、结构布置原则和大致的构造尺寸等,根据建筑物高度及使用要求,结合具体建设条件,进行综合分析,从而做出最终的决定。
结构设计中,选择合理科学的建筑结构体系非常重要,是达到既安全可靠又经济合理的重要前提。
实际工程中,多层与小高层常采用框架结构体系。
在我国,由于经济水平及其它条件的限制,混凝土框架结构比钢框架结构应用要广,因此本书以现浇钢筋混凝土框架结构作为分析实例。
1.2结构布置进行混凝土框架结构布置的主要工作是合理地确定梁、柱的位置及跨度。
框架梁设计《混凝土结构课程设计》设计说明书摘要对于此工程,首先要确定的建筑地点的工程概况,它是确定该工程各项建筑指标的标准,比如风载、雪载以及地区的抗震要求,还有地下水位位置以及该地区地下土层状况等。
总之,工程概况是一个建筑物建造的必要条件。
之后,根据建造的层数6层,层高3.6m,横向边梁梁跨8.0m,中间梁梁跨3.0m,确定柱子截面、板厚以及梁的截面尺寸。
再根据钢筋混凝土框架梁、柱性质确定框架结构侧向刚度。
第二部分就是重力荷载及水平荷载计算。
根据计算简图确定框架结构内力标准值,之后进行五种内力组合,包括梁的内力组合、柱的内力组合。
确定这些后就开始选择最不利内力组合,利用这些值进行梁、柱截面设计,配出所需要钢筋,并画出配筋图。
关键词:框架梁、柱尺寸的确定;竖向荷载内力求解;水平荷载内力求解;内力组合;界面设计。
1《混凝土结构课程设计》设计说明书目录1 工程概况........................................................................................................................ (1)2 梁、柱截面尺寸及计算简图 (1)1)梁、柱截面尺寸的确定 (1)2)基础选型与埋深........................................................................................................................ . (2)3)框架结构计算简图........................................................................................................................ (2)3 框架梁、柱线刚度计算........................................................................................................................ .. (2)4 竖向荷载内力计算........................................................................................................................ . (4)1)屋面及楼面的活荷载标准值 (4)2)计算单元及计算单元简图 (4)3)活载计算........................................................................................................................ . (5)4)内力计算........................................................................................................................ .. (6)5内力组合........................................................................................................................ . (10)1)梁控制截面内力标准值 (10)2)梁控制截面内力组合值 (12)3) 柱控制截面内力组合......................................................................................................................176 梁、柱截面设计........................................................................................................................ (19)1)梁截面设计.......................................................................................................................... .. (19)2) 柱截面设计.......................................................................................................................... (22)2《混凝土结构课程设计》设计说明书1 工程概况某行政楼采用六层现浇钢筋混凝土结构,结构平面布置图见图1,各层高均3.6m。
九 内力组合本章中单位统一为:弯矩kN∙m ,剪力kN ,轴力kN 。
根据前面第四至八章的内力计算结果,即可进行框架各梁柱各控制截面上的内力组合,其中梁的控制截面为梁端柱边及跨中,由于对称性,每层梁取5个控制截面。
柱分为边柱和中柱,每根柱有2个控制截面。
内力组合使用的控制截面标于下图。
(一)梁内力组合1.计算过程见下页表中,弯矩以下部受拉为正,剪力以沿截面顺时针为正 注:(1)地震作用效应与重力荷载代表值的组合表达式为:Eh G E 3S .12S .1S +=其中,S GE 为相应于水平地震作用下重力荷载代表值效应的标准值。
而重力荷载代表值表达式为:∑=+=n1i ik Qi k Q G G ψG k ——恒荷载标准值; Q ik ——第i 个可变荷载标准值;ΨQi ——第i 个可变荷载的组合之系数,屋面活荷载不计入,雪荷载和楼面活荷载均为0.5。
考虑到地震有左震和右震两种情况,而在前面第八章计算地震作用内力时计算的是左震作用时的内力,则在下表中有 1.2(①+0.5②)+1.3⑤和1.2(①+0.5②)-1.3⑤两列,分别代表左震和右震参与组合。
(2)因为风荷载效应同地震作用效应相比较小,不起控制作用,则在下列组合中风荷载内力未参与,仅考虑分别由恒荷载和活荷载控制的两种组合,即1.35①+1.4×0.7③和1.2①+1.4③两列。
ABC D123452211梁内力组合计算表梁内力组合计算表(续)梁内力组合计算表(续)2.根据上表计算所得的弯矩值计算V b ,并同上表的结果比较得梁剪力设计值V ,计算过程见下表 计算公式为:G b n r b l b vb bV l /)M M (V ++=η梁剪力设计值计算表(二)柱内力组合1.计算过程见下表,弯矩以顺时针为正,轴力以受压为正柱内力组合计算表2.根据上表计算所得的弯矩值计算柱剪力设计值,计算见下表计算公式为:n rc l c vc c H /)M M (V +=η(1.1vc =η)3.根据以上计算结果,由式∑∑>b c c M M η验算强柱弱梁,若不满足,则由∑∑=b c cM Mη调整柱端弯矩设计值(ηc =1.1)计算过程见下表(M’cb 和M ’c 分别为调整后的柱端弯矩设计值)(三)内力设计值汇总1.梁内力设计值汇总2.柱内力设计值汇总。
- 51 -
七 风荷载内力计算
基本风压w0=0.4kN/m2,地面粗糙度为B类。本章计算以左风为例。
(一)风荷载计算
wk=βzμsμzw0,建筑物高度<30m,故βz=1.0
迎风时μs1=+0.8,背风时μs2=-0.5,则μs=0.8+0.5=1.3
计算过程见下表
楼层 高度H(m)
μz wk A(m2) P(kN)
五
19.2 1.23 0.64 21.84 13.98
四
15.6 1.15 0.6 28.08 16.85
三
12.0 1.06 0.55 28.08 15.44
二
8.4 1.0 0.52 28.08 14.60
一
4.8 1.0 0.52 32.76 17.04
计算简图(单位:kN)
14.60
15.44
16.85
13.98
720030007200
3
6
0
0
3
6
0
0
3
6
0
0
3
6
0
0
5
3
0
0
17.04
- 52 -
(二)内力计算
1.抗侧刚度和反弯点高度确定
计算过程见下表
楼层
K α D(104kN/m) y0 I y1 α2 y2 α3 y3 yh h-yh
边
柱
五 1.19 0.37 3.08 0.36 1 0 — —
1 0 1.30 2.30
四
1.19 0.37 3.08 0.41 1 0 1 0 1 0 1.48 2.12
三
1.19 0.37 3.08 0.46 1 0 1 0 1 0 1.66 1.94
二
1.19 0.37 3.08 0.50 1 0 1 0 1 0 1.80 1.80
一 1.27 0.54 1.94 0.62 — 0 0.68 0 — —
3.29 2.01
中
柱
五 2.39 0.54 4.5 0.42 1 0 — —
1 0 1.51 2.09
四
2.39 0.54 4.5 0.45 1 0 1 0 1 0 1.62 1.98
三
2.39 0.54 4.5 0.50 1 0 1 0 1 0 1.80 1.80
二
2.39 0.54 4.5 0.50 1 0 1 0 1 0 1.80 1.80
一 2.55 0.67 2.41 0.55 — 0 0.68 0 — —
2.92 2.38
2.剪力在各层分配(单位:kN)
5ni
iPi
PV
,PikikVDDV
VP5=13.98 V5=2.84 V5=4.15
VP4=30.83 V4=6.27 V4=9.15
VP3=46.27 V3=9.41 V3=13.73
VP2=60.87 V2=12.38 V2=18.06
VP1=77.91 V1=17.39 V1=21.57
- 53 -
3.柱端弯矩计算(单位:kN∙m)
6.53 8.67
3.69 6.27
13.29 19.12
9.28 14.82
18.26 24.71
15.62 24.71
22.28 32.51
22.28 32.51
34.95 51.34
57.21 62.98
4.风荷载作用下的内力图
M图(单位:kN∙m)
62.98
51.34
32.51
32.51
24.71
24.71
14.82
6.27
19.12
8.67
7.77
4.73
3.95
2.18
1.11
42.16
41.69
28.77
28.45
19.88
19.65
12.77
12.62
4.36
4.31
57.2157.21
57.23
34.95
22.28
37.9
15.62
22.28
9.28
18.26
27.54
16.98
3.69
13.29
6.53
6.53
57.23
22.28
15.62
27.54
16.98
37.9
9.28
3.69
34.95
22.28
18.26
6.53
13.29
6.53
- 54 -
V N
V,N图(单位:kN)
5.梁端柱边弯矩(单位:kN∙m)
6.08 3.86 3.49
15.75 11.39 10.22
25.57 17.68 15.90
35.14 25.69 23.02
52.76 37.22 33.03
28.11
19.18
13.25
8.51
2.91
35.13
36.83
21.39
22.46
12.17
12.5
5.62
5.8
13.74
21.57
9.22
18.06
6.55
13.73
4.11
9.43
1.511.4
4.15
17.39
12.38
1.51
2.84
6.27
9.41