框架结构计算
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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。
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。
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
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。
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。
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。