框架结构荷载计算
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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。
框架结构在竖向荷载作用下的内力计算
框架结构在竖向荷载作用下的内力计算可近似地采用分层法.
在进行竖向荷载作用下的内力分析时,可假定:(1)作用在某一层框架梁上的竖向荷载对其他楼层的框架梁的影响不计,而仅在本楼层的框架梁以及与本层框架梁相连的框架柱产生弯矩和剪力.(2)在竖向荷载作用下,不考虑框架的侧移.
计算过程可如下:
(1)分层:分层框架柱子的上下端均假定为固定端支承,
(2)计算各个独立刚架单元:用弯矩分配法或迭代法进行计算各个独立刚架单元.而分层计算所得的各层梁的内力,即为原框架结构中相应层次的梁的内力.
(3)叠加:在求得各独立刚架中的结构内力以后,则可将相邻两个独立刚架中同层同柱号的柱内力叠加,作为原框架结构中柱的内力.
叠加后为原框架的近似弯距图,由于框架柱节点处的弯矩为柱上下两层之和因此叠加后的弯距图,在框架节点处常常不平衡.这是由于分层计算单元与实际结构不符所带来的误差.若欲提高精度,可对节点,特别是边节点不平衡弯矩再作一次分配,予以修正.。
第6章竖向荷载作用下内力计算§6.1 框架结构的荷载计算§6.1.1.板传荷载计算计算单元见下图所示:因为楼板为整体现浇,本板选用双向板,可沿四角点沿45°线将区格分为小块,每个板上的荷载传给与之相邻的梁,板传至梁上的三角形或梯形荷载可等效为均布荷载。
图6-1 框架结构计算单元图6-2 框架结构计算单元等效荷载一.B ~C, (D ~E)轴间框架梁:屋面板传荷载:恒载:2226.09KN/m 1.5m [1-2(1.5/6)(1.5/6)]2=17.128KN/m ⨯⨯+⨯活载:2222.0KN/m 1.5m [1-2(1.5/6)(1.5/6)]2=5.625KN/m ⨯⨯⨯+⨯楼面板传荷载:恒载:2223.83KN/m 1.5m [1-2(1.5/6)(1.5/6)]2=10.772KN/m ⨯⨯⨯+⨯活载:2222.0KN/m 1.5m [1-2(1.5/6)(1.5/6)]2=5.625KN/m ⨯⨯⨯+⨯梁自重:3.95KN/mB ~C, (D ~E)轴间框架梁均布荷载为:屋 面 梁:恒载=梁自重+板传荷载=17.128 KN/m+3.95 KN/m=21.103 KN/m活载=板传荷载=5.625 KN/m楼面板传荷载:恒载=梁自重+板传荷载=3.95 KN/m+10.772 KN/m=14.747 KN/m活载=板传荷载=5.625 KN/m二. C ~D 轴间框架梁:屋面板传荷载:恒载:26.09KN/m 1.2m 5/82=9.135KN/m ⨯⨯⨯活载:22.0KN/m 1.5m 5/82=3KN/m ⨯⨯⨯楼面板传荷载:恒载:23.83KN/m 1.25/82=5.745KN/m ⨯⨯⨯活载:22.0KN/m 1.2m 5/82=3.75KN/m ⨯⨯⨯梁自重:3.95KN/mC ~D 轴间框架梁均布荷载为:屋 面 梁:恒载=梁自重+板传荷载=2.349 KN/m+9.135 KN/m=11.484 KN/m活载=板传荷载=3 KN/m楼面板传荷载:恒载=梁自重+板传荷载=2.349 KN/m+5.745KN/m=8.09KN/m活载=板传荷载=3.75 KN/m三.B 轴柱纵向集中荷载计算:顶层柱:女儿墙自重:(做法:墙高900㎜,100㎜的混凝土压顶)330.240.918/25/0.10.24m m kn m KN m m m ⨯⨯+⨯⨯+()1.220.240.5 5.806/m m m KN m ⨯+⨯=顶层柱恒载=女儿墙+梁自重+板传荷载=5.806/6 3.975/(60.6)KN m KN m m m ⨯+⨯-⨯()()2212 1.5/6 1.5/66/42 6.09/ 1.55/832123.247KN m m KN ⎡⎤-⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=⎣⎦顶层柱活载=板传荷载=()()222.0/ 1.512 1.5/6 1.5/66/42KN m m ⎡⎤⨯⨯-⨯+⨯⨯+⎣⎦2.0/ 1.55/83219.688KN m m KN ⨯⨯⨯⨯=标准层柱恒载=墙自重+梁自重+板荷载=7.794/(60.6) 3.975/(60.6) 3.83/ 1.55/832KN m KN m KN m m ⨯-+⨯-+⨯⨯⨯⨯(2.332311.52)61/42 2.3325/61/42KN m ++⨯⨯⨯+⨯⨯⨯+()()223.83 1.512 1.5/6 1.5/66/42124.172m m KN ⎡⎤⨯⨯-⨯+⨯⨯=⎣⎦标准层柱活载=板传荷载=()()222.0 1.512 1.5/6 1.5/63 2.0 1.55/83219.688m m m m KN ⎡⎤⨯⨯-⨯+⨯+⨯⨯⨯⨯=⎣⎦基础顶面荷载=底层外纵墙自重+基础自重=9.738/(60.6) 2.5/(60.6)16.085KN m m m KN m m m KN ⨯-+⨯-=四.C 柱纵向集中力计算:顶层柱荷载=梁自重+板传梁荷载=3.975/(90.9) 2.349/(1.20.3) 6.09/ 1.55/832KN m m KN m m KN m m ⨯-+⨯-+⨯⨯⨯⨯ 6.09/ 1.25/8 1.22(2.3323/11.52/)61/42KN m m KN m KN m m +⨯⨯⨯⨯++⨯⨯⨯154.318KN =顶层柱活载=板传荷载=()()222.0 1.512 1.5/6 1.5/63m m ⎡⎤⨯⨯-⨯+⨯+⎣⎦()()222.0 1.212 1.2/6 1.2/63 2.0 1.2m m m m ⎡⎤⨯⨯-⨯+⨯+⨯⎣⎦5/8 1.22 2.0 1.55/83239.272m m KN ⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=标准柱恒载=墙+梁自重+板传荷载=11.52/(30.6)15.12/(30.6)15.12/(30.6)KN m m KN m m KN m m ⨯-+⨯-+⨯-+2.349/(1.20.3)3.975/(60.6) 6.09/ 1.55/832KN m m KN m m KN m m ⨯-+⨯-+⨯⨯⨯⨯+26.09/61/21/2 2.67/ 2.4/26 3.83/36200.173KN m m KN m m KN m m m KN ⨯⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯=标准层活载=板传荷载=222.0/36 2.5/ 1.2654KN m m m KN m m m KN ⨯⨯+⨯⨯=基础顶面恒载=底层外纵墙自重+基础自重9.738/(60.6) 2.5/(60.6)66.085KN m m m KN m m m KN ⨯-+⨯-=(3).框架柱自重:柱自重: 底层:1.2×0.6m ×0.6m ×253/KN m ×4.55m=49.14KN其余柱:1.2×0.6m ×0.6m ×253/KN m ×3.6m=38.88KN§6.2恒荷载作用下框架的内力§6.2.1.恒荷载作用下框架的弯矩计算一.恒荷载作用下框架可按下面公式求得:21/12ab M ql =- (61)-21/12ba M ql = (62)-故:2771/1221.03663.09.B C M KN m =-⨯⨯=-7763.09.C B M KN m =2771/1211.4846 5.512.C D M KN m =-⨯⨯=-77 5.512.C D M KN m =2661/1214.747644.241.B C M KN m =-⨯⨯=-6644.241.C B M KN m =2661/128.096 3.883.C D M KN m =-⨯⨯=-66 3.883.D C M KN m =恒荷载作用下框架的受荷简图如图6-3所示:图6-3竖向受荷总图:注:1.图中各值的单位为KN2.图中数值均为标准值3.图中括号数值为活荷载图6-4:恒载作用下的受荷简图(2).根据梁,柱相对线刚度,算出各节点的弯矩分配系数ij μ:/()ij c b i i i μ=∑+∑ (63)-分配系数如图6-5 , 图6-6所示:图6-5 B 柱弯矩各层分配系数简图B 柱:底层:0.801/(0.8010.609 1.0)0.332i ++=下柱=1.0/(0.8010.609 1.0)0.415i ++=上柱=0.609/(0.8010.609 1.0)0.253i ++=左梁=标准层: 1.0/(0.609 1.0 1.0)0.383i ++=上柱=1.0/(0.609 1.0 1.0)0.383i ++=下柱=0.609/(0.609 1.0 1.0)0.234i ++=左梁=顶层: 1.0/(0.609 1.0)0.622i +=下柱=0.609/(0.609 1.0)0.622i +=左梁=图6-6 C 柱弯矩各层分配系数简图C 柱: 0.609/(0.609 1.00.2110.801)0.232i +++=右梁=1.0/(0.609 1.00.2110.801)0.382i +++=上柱= 0.801/(0.609 1.00.2110.801)0.306i +++=下柱=0.211/(0.609 1.00.2110.801)0.081i +++=左梁=标准层: 1.0/(0.609 1.00.2110.801)0.355i +++=下柱=1.0/(0.609 1.00.2110.801)0.355i +++=上柱=0.609/(0.609 1.00.2110.801)0.216i +++=右梁=0.211/(0.609 1.00.2110.801)0.074i +++=左梁=顶层: 1.0/(0.609 1.00.211)0.549i ++=下柱=0.211/(0.609 1.00.211)0.116i ++=左梁=0.609/(0.609 1.00.211)0.335i ++=右梁=三.恒荷载作用下的弯矩剪力计算,根据简图(6-4)梁:A M 0∑= 21/2.0A B B M M ql Q l ---=/1/2B A B Q M M l ql =--B M 0∑= 21/2.0A B A M M ql Q l -+-=/1/2A A B Q M M l ql =-+ (6-4)柱:C M 0∑= .0C D D M M Q h ---=()/D C D Q M M h =-+D M 0∑= .0C D C M M Q h ---=()/C C D Q M M h =-+ (6-5)四.恒荷载作用下的边跨框架的轴力计算,包括连梁传来的荷载及柱自重.7123.24721.1036/2186.556N KN =+⨯=67124.17214.7476/238.88393.849N N KN =++⨯+=56124.17214.7476/238.88601.142N N KN =++⨯+=45124.17214.7476/238.88808.435N N KN =++⨯+=34124.17214.7476/238.881015.728N N KN =++⨯+=23124.17214.7476/238.881223.021N N KN =++⨯+=12124.17214.7476/238.881382.487N N KN =++⨯+=恒荷载作用下的中跨框架的轴力计算:7154.31811.484 2.4/2168.099N KN =+⨯=67200.1738.09 2.4/238.88416.88N N KN =++⨯+=56200.1738.09 2.4/238.88665.621N N KN =++⨯+=45200.1738.09 2.4/238.88808.435N N KN =++⨯+=34200.1738.09 2.4/238.881015.728N N KN =++⨯+=23200.1738.09 2.4/238.881223.021N N KN =++⨯+=12200.1738.09 2.4/238.881382.487N N KN=++⨯+=图6-5 恒荷载作用下的计算简图五.弯矩分配及传递弯矩二次分配法比分层法作了更进一步的简化。
§1、恒载标准值计算(1)屋面屋面表层30‰⎧⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎩防水层(刚性):厚C20细石混凝土防水 防水层(柔性):三毡四油铺小石子 找平层:15厚水泥砂浆找坡层:40厚水泥石灰焦值砂浆3找平保温层:80厚矿碴水泥 3.42 KN/m2 结构层:120厚现浇钢筋混凝土板 0.120m ×25 KN/m3=3 KN/m2抹灰层:10厚混合砂浆 0.01m ×17 KN/m3=0.17KN/m2合计 : 6.59 KN/m2 (2)各层走廊楼面水磨石地面⎪⎩⎪⎨⎧素水泥浆结合层一道水泥沙浆打底面层mm mm 2010 0.65 KN/m2结构层:120厚现浇钢筋混凝土板 0.120m ×25 KN/m3=3.0KN/m2 抹灰层:10厚混合砂浆 0.10×17N/m3=0.17N/m2 合计: 3.82N/m2 (3)标准层楼面楼面1⎧⎪⎨⎪⎩大理石面层,水泥砂浆擦缝30厚:3干硬性水泥砂浆,面上撒20厚素水泥素水泥浆结合层一道 1.16KN/m2结构层:120厚现浇钢筋混凝土板 0.120m ×25 KN/m3=3.0 KN/m2 抹灰层:10混合砂浆 0.01m ×17 KN/m3=0.17 KN/m2 合计 : 4.33 KN/m2 (4)梁自重:b ×h=300mm ×600mm梁自重(两侧抹灰,底侧在天棚抹灰上已算过):25kN/m3×0.3m ×(0.6m-0.120m )=3.6KN/m 抹灰层:10厚混合砂浆: 0.01m ×(0.60m ×2+0.3)×17KN/m 3=0.27KN/m 合计: 3.87KN/m 次梁 :b ×h=250mm ×500mm梁自重: 25kN/m3×0.25m ×(0.50m-0.12m )=2.38KN/m 抹灰层:10厚水泥砂浆 : 0.01m ×(0.5 m ×2+0.25m)×17KN/m 3=0.21 KN/m 合计: 2.59KN/m (5)柱自重:b ×h=400mm ×600mm柱自重: 25kN/m3×0.4m ×0.6m=6.0KN/m 抹灰层:10厚混合砂浆抹灰层0.010m ×(0.6m +0.4m)×2×17 kN/m3=0.34KN/m合计: 6.34KN/m (6)外纵墙自重纵墙:0.9m×0.2m×7.5 KN/m3 =1.35KN/m塑钢金窗:0.45KN/m2×2.1m=0.945 KN/m水刷石外墙面:(3.6m-2.1m)×0.5KN/m2=0.75KN/m 水泥粉刷内墙面:(3.6m-2.1m)×0.36KN/m2=0.54KN/m 合计: 3.585 KN/m (7)内纵墙自重内纵墙:(3.6m-0.6m)×0.2m×7,5kN/m3=4.5KN/m水泥粉刷内外墙面:(3.6m-0.6m)×2×0.36KN/m2=2.16KN/m合计: 6.66KN/m (8)内隔墙自重内隔墙:(3.6m-1.0m)×0.2m×7.5kN/m3=4.5KN/m水泥粉刷内外墙面:(3.6m-0.6m)×2×0.36KN/m2=2.16KN/m合计: 6.66 KN/m (9)地下一层纵墙自重纵墙自重25kN/m3×(4。
四恒荷载内力计算(一)恒荷载计算1.屋面框架梁线荷载标准值20厚水泥混凝土找平0.02×20=0.46kN/m240~120厚(1%找坡)膨胀珍珠岩(0.08+0.16)÷2×7=0.546kN/m2四层作法防水层0.36kN/m2100mm厚钢筋混凝土楼板0.1×25=2.56kN/m220mm厚石灰砂浆抹底0.02×17=0.34kN/m2屋面恒荷载4.08 kN/m2边框架梁自重0.3×0.8×25=6kN/m边框架梁粉刷2×(0.8-0.1)×0.02×17=0.48kN/m中框架梁自重0.3×0.6×25=4.5kN/m2边框架梁粉刷2×(0.6-0.1)×0.03×17=0.34kN/m则作用于屋面框架梁上线荷载标准值为:g5AB1=6.48kN/mg5BC1=4.85kN/mg5AB2=4.08×3.9=15.91kN/mg5BC2=4.08×3=12.24kN/m2.楼面框架梁线荷载标准值20mm厚水泥砂浆找平0.02×20=0.46kN/m2100mm厚钢筋混凝土楼板0.1×25=2.5kN/m220mm厚石灰砂浆抹底0.02×17=0.34kN/m2水磨石面层0.65 kN/m2楼面恒荷载3.89 kN/m2边框架梁自重及粉刷6.48kN/m中框架梁自重及粉刷4.85kN/m边跨填充墙自重0.24×3.6×18=15.55kN/m填充墙粉刷2×0.02×2×17=2.45kN/m则作用于楼面框架梁上线荷载标准值为:g AB1=6.48+15.55+2.45=24.48kN/mg BC1=4.85kN/mg AB2=3.89×3.9=15.17kN/mg BC2=3.89×3=11.67kN/m3.屋面框架节点集中荷载标准值纵向框架梁自重0.3×0.8×7.8×25=46.8kN纵向框架梁粉刷2×(0.8-0.1)×0.02×7.8×17=3.71kN纵向框架梁传来的屋面恒荷载2×(3.9/2)2×4.08=31.02kN次梁自重及粉刷0.6×0.2×25×7.2/2+2×0.02×(0.6-0.1)×7.2/2=10.87kN次梁传来的屋面恒荷载(1-2×0.272+0.273)×4.08×3.9×7.2/2=50.06kN1m高女儿墙自重及粉刷1×7.8×0.24×18+2×1×7.8×0.02×17=39kN则顶层边节点集中荷载为:G5A=181.46kN纵向框架梁自重及粉刷46.8+3.71=50.51kN纵向框架梁传来的屋面恒荷载31.02+(1-2×0.192+0.193)×4.08×7.8×3/2=75.64kN 次梁自重、粉刷及传来的屋面恒荷载10.87+50.06=60.93kN则顶层中节点集中荷载为:G5B=187.08kN4.楼面框架节点集中荷载标准值纵向框架梁自重及粉刷51.51kN纵向框架梁传来的楼面恒荷载2×(3.9/2)2×3.89=29.44kN次梁自重及粉刷10.87kN次梁传来的楼面恒荷载(1-2×0.272+0.273)×3.89×3.9×7.2/2=47.73kN钢窗自重2×2.3×1.8×0.4=3.31kN墙体自重(3.6×7.8-2×2.3×1.8)×0.24×18=85.54kN墙面粉刷2×(3.6×7.8-2×2.3×1.8)×0.02×1.7=13.46kN框架柱自重0.602×3.6×25=32.4kN柱面粉刷4×0.6×0.02×17=0.82kN中间层边柱节点集中荷载为:G A=274.08kN纵向框架梁自重及粉刷50.51kN纵向框架梁传来的楼面恒荷载29.44+(1-2×0.192+0.1923)×3.89×7.8×3/2=71.98kN 次梁粉刷、自重及传来的楼面恒荷载10.87+47.73=58.6kN木门自重2×1.0×2.6×0.2=1.04Kn墙体自重(3.6×7.8-2×1.0×2.6)×0.24×18=98.84kN墙面粉刷2×0.02×()×17=15.56kN框架主自重及粉刷32.4+0.82=33.22kN中间层中柱节点集中荷载为:G B=329.75kN(二)恒荷载作用下内力计算1.计算简图计算简图2.荷载等效27.02.729.31=⨯=α 顶层边跨 m /38kN .2048.691.15)27.027.021('g 325=+⨯+⨯-=边顶层中跨 m /12.5kN 4.8512.2485'g 5=+⨯=中中间层边跨 m /37.74kN 48.2417.15)27.027.021('g 32=+⨯+⨯-=边中间层中跨 m /11.97kN 4.6867.1185'g =+⨯=中荷载等效后的计算简图如下gBC 1g BC 2GCGAgAB 1gAB 2g5BC 1g5BC 2g5AB 1g 5AB 2GDGBG5DG5CG5BG5Ag'中g'5中g'边g'5边3.固端弯矩计算顶层边跨 m 88.04kN 2.738.20121M 25AB ⋅=⨯⨯=顶层中跨 m 38kN .95.15.1231M 25BC ⋅=⨯⨯=中间层边跨 m 04kN .1632.774.37121M 2AB ⋅=⨯⨯=中间层中跨 m 98kN .85.197.1131M 25BC ⋅=⨯⨯=4.分层计算弯矩(取半结构计算) 1)顶层分配系数计算如下569.040.39.0456.3456.312=⨯⨯+⨯⨯=μ431.0569.0111214=-=-=μμ442.023.640.39.0456.3456.321=⨯+⨯⨯+⨯⨯=μ223.023.640.39.0456.326.323=⨯+⨯⨯+⨯⨯=μ335.0223.0442.011232125=--=--=μμμ内力计算过程如下(单位:kN ∙m )1-4 1-2 2-1 2-5 2-3 0.431 0.569 0.442 0.335 0.223 -88.04 88.04 -9.38 37.95 50.09 → 25.05 -22.92 ← -45.84 -34.74 -23.13 9.88 13.04 → 6.52 -1.44 ← -2.88 -2.19 -1.45 0.62 0.82 → 0.41 -0.18 -0.14 -0.09 48.45 -48.4571.12-37.07-34.05M 图见下页(单位:kN ∙m )2)中间层分配系数计算如下301.056.3420.39.040.39.043631=⨯+⨯⨯⨯⨯⨯==μμ398.0301.0301.011363134=--=--=μμμ251.03.6256.3420.39.040.39.044742=⨯+⨯+⨯⨯⨯⨯⨯==μμ331.03.6256.3420.39.0456.3443=⨯+⨯+⨯⨯⨯⨯=μ167.0331.0251.0251.01143474234=---=---=μμμμ内力计算过程如下(单位:kN ∙m )3-6 3-1 3-4 4-3 4-2 4-7 4-5 0.301 0.301 0.398 0.331 0.251 0.251 0.167 -163.04 163.04 -8.98 49.08 49.08 64.88 → 32.44 -30.87 ← -61.73 -46.81 -46.81 -31.15 9.29 9.29 12.29 → 6.15 -1.02 ← -2.04 -1.54 -1.54 -1.03 0.31 0.31 0.40 → 0.20 -0.07 -0.05 -0.05 -0.03 58.68 58.68-117.36137.99-48.4-48.4-41.19M 图见下页(单位:kN ∙m )37.0734.0571.1212.3616.1548.4548.45(1)(2)(3)(4)(5)3)底层分配系数计算如下307.056.342.8140.39.040.39.0431=⨯+⨯+⨯⨯⨯⨯=μ32.056.342.8140.39.0481.2436=⨯+⨯+⨯⨯⨯=μ373.032.0307.011363134=--=--=μμμ248.03.6256.342.8140.39.040.39.0442=⨯+⨯+⨯+⨯⨯⨯⨯=μ259.03.6256.342.8140.39.0481.2447=⨯+⨯+⨯+⨯⨯⨯=μ328.03.6256.342.8140.39.0456.3443=⨯+⨯+⨯+⨯⨯⨯=μ0.165328.0259.0248.01143474234=---=---=μμμμ内力计算过程如下(单位:kN ∙m )3-6 3-1 3-4 4-3 4-2 4-7 4-5 0.32 0.307 0.373 0.328 0.248 0.259 0.165 -163.04 163.04 -8.98 52.17 50.05 60.82 → 30.41 -30.26 ← -60.51 -45.75 -47.78 -30.439.68 9.29 11.29 → 5.65 -0.93 ← -1,85 -1.40 -1.47 -0.93 0.30 0.29 0.34 → 0.17 -0.06 -0.04 -0.04 -0.03 62.1559.63121.78136.85-47.19-49.29-40.3748.4117.3619.5616.1348.4137.9941.1916.1319.5658.6858.68(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)M 图如下(单位:kN ∙m )5.不平衡弯矩分配计算过程见如下(单位:kN ∙m ),方框内为原不平衡弯矩左梁 上柱 下柱 右梁7.1311.13 19.56 -11.13-10.73 -16.13 3.6016.15 5.40 9.43 -12.36 -5.218.81 19.56 -14.21 -8.98 -16.13 4.7619.56 7.78 10.68 -16.13 -8.037.78 19.56 -15.57 -8.03 -16.13 5.3819.56 7.69 10.54 -16.13 -8.138.01 19.88 -15.70 -7.73 -15.73 5.3219.56 13.56 5.29 -16.13 -12.13-6.26 -7.304.18 2.66不平衡弯矩调整之后即可得出恒荷载作用下框架弯矩图,见第29页(单位:kN ∙m ,括号内为调幅后的弯矩值)15.7340.37136.8549.2947.1924.6531.0859.6362.15121.7819.88(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)6.跨中弯矩计算m 94kN .62225.7858.592.728.2081M 25AB ⋅=+-⨯⨯=m 81kN .1545.300.324.121210.385.481M 225BC ⋅-=-⨯⨯+⨯⨯=m 104.91kN 139.65-244.56272.14757.1312.737.7481M 24AB ⋅==+-⨯⨯=m 41kN .2243.3602.1436.430.311.671210.368.481M 224BC ⋅-=-=-⨯⨯+⨯⨯=m 77kN .103267.14892.13256.244M 3AB ⋅=+-=m 79kN .2181.3502.14M 3BC ⋅-=-=m 77kN .1032148.67133.0656.244M 2AB ⋅=+-=m 85kN .2187.3502.14M 2BC ⋅-=-=m 108.95kN 2142.14129.0856.244M 1AB ⋅=+-=m 23.69kN 37.7102.14M 1BC ⋅-=-=7.剪力计算5kN .62130.182159.221)]29.32.7(91.152.748.6[7.225.6858.59V 5AB =⨯+-=⨯-⨯+⨯+-=67.68kN62.5-18.130V 5BA == 46kN .16)5.124.120.385.4(21V 5BC =⨯+⨯⨯=255.92124.221)]29.32.7(17.152.724.48[7.222.14757.131V 4AB ⨯+-=⨯-⨯+⨯+-=71kN .125= 130.19kN71.1259.255V 4BA =-= 77kN .15)5.111.670.368.4(21V V V V 1BC 2BC 3BC 4BC =⨯+⨯⨯==== 125.76kN 255.9217.2148.67-132.92V 3AB =⨯+=130.14kN 76.1259.255V 3BA =-=125.8kN 255.9217.2148.52-133.06V 2AB =⨯+=130.1kN 8.1259.255V 2BA =-=M 图(单位:kN ∙m )126.14kN 255.9217.2142.14-129.08V 1AB =⨯+=129.76kN 126.149.255V 1BA =-=8.轴力计算96kN .2435.6246.181N 5A t =+= 18kN .27782.04.3296.243N 5A b =++= 75kN .64371.12508.27496.243N 4A t =++= 97kN .67633.2275.643N 4A b =+=24.65(109.72)(113.10)(112.98)(111.83)(50.64)(120.82)(126.25)(126.37)(125.56)(66.51)23.69(21.32)21.85(19.67)21.79(19.61)22.41(20.17)(14.23)15.81(32.05)37.71(30.49)35.87(30.44)35.81(30.97)36.43(25.88)30.45(130.74)(124.52)(124.52)(125.89)(75.53)108.95103.77103.77104.9162.9445.1156.1347.857.3856.4359.3256.5356.4353.61142.14148.53148.67142.4778.2531.0873.1955.89129.0866.6966.69133.0666.4666.46132.9764.0867.49131.5759.5859.5859kN .104376.12508.274643.75N 3A t =++= 81kN .107622.3359.1043N 3A b =+= 1443.47kN125.8274.081043.59N 2A t =++= 69kN .147622.3347.1443N 2A b =+=1843.69kN126.14274.081443.47N 1A t =++= 56kN .190087.5669.18431702.03.5465.0253.565.0(69.1843N 21A b =+=⨯⨯⨯⨯+⨯⨯+= 271.22kN16.4667.68187.08N 5Bt =++= 44kN .30422.3322.271N 5Bb =+=93kN .74615.77130.19329.7522.271N 4Bt =+++= 15kN .78022.3393.746N 4Bb =+=1222.59kN130.14345.52746.93N 3Bt =++= 81kN .125522.3359.1222N 3Bb =+= 21kN .16981.13052.34559.1222N 2Bt =++= 43kN .173122.3321.1698N 2Bb =+=2173.49kN 129.76345.521698.21N 1Bt =++= 36kN .223087.5649.2173N 1Bb =+=框架结构的剪力图和轴力图如下(单位:kN )V NV ,M 图(单位:kN )9.弯矩调幅边跨:端部弯矩值乘以0.85,跨中弯矩值乘以1.2 中跨:端部弯矩值乘以0.85,跨中弯矩值乘以0.9 将调幅后的弯矩值表于框架弯矩图的()内1443.471043.59643.751900.561843.691476.691076.81676.97227.18243.962230.362173.491731.431698.211255.811222.59780.15746.93304.44271.2215.7715.7715.7715.7716.46129.76126.14130.19130.14130.10125.80125.76125.7167.6862.5010.梁端柱边剪力与弯矩V (kN)M (kN∙m)60.19 -65.37 13.55 -32.58 46.90 -21.82118.02 -122.50 14.02 -76.42 88.81 -26.76118.07 -122.45 14.02 -77.56 89.64 -26.23118.11 -122.41 14.02 -77.67 89.53 -26.28117.77 -121.39 13.84 -71.44 81.37 -27.55。
中间榀框架活荷载计算公式
中间榀框架是建筑结构中常见的一种形式,它由多根相邻的立柱(榀)组成,形成一个框架。
对于中间榀框架的设计与分析,其中一个重要的考
虑因素是其承载能力。
承载能力的计算与公式涉及到各种力学原理和公式,本文将重点介绍中间榀框架活荷载计算公式。
竖向活荷载计算是指垂直于中间榀框架方向的活荷载引起的竖向荷载,主要包括重力荷载和其他活荷载。
重力荷载可通过建筑结构分析软件进行
计算,而其他活荷载则需要参照《建筑结构荷载规范》中的规定进行计算。
根据规范中的要求,荷载的计算需要考虑到不同的荷载组合,如常规组合、少数个别组合和可变组合。
竖向活荷载的计算公式如下所示:Nv=ΣGk+ΣQk+ΣWk+ΣEk
其中
Nv为竖向活荷载;
ΣGk为各个重力荷载的组合;
ΣQk为各个常规组合的荷载;
ΣWk为各个可变组合的荷载;
ΣEk为各个少数个别组合的荷载。
Nl=ΣWk×Is+ΣEk×Ks
其中
Nl为横向活荷载;
ΣWk为各个风荷载组合的荷载;
ΣEk为各个地震荷载组合的荷载;
Is为风荷载的作用系数;
Ks为地震荷载的作用系数。
综上所述,中间榀框架活荷载的计算公式涉及到多个规范和原理,需要综合考虑竖向和横向活荷载的计算以及榀柱的抗弯和抗剪承载能力。
建筑设计人员在进行中间榀框架的活荷载计算时应综合考虑各个相关因素,并遵循国家相关规范和标准的要求。
框架结构毕业设计荷载计算【概述】荷载计算是指在结构设计中对结构所承受的荷载进行计算和分析的过程。
在框架结构的毕业设计中,荷载计算是非常重要的一部分,它关系着设计的安全性、稳定性和经济性。
本文将从荷载的定义、荷载计算的步骤和方法等几个方面进行详细的介绍。
【荷载的定义】荷载是指作用于结构上的各种力、力矩和位移,包括静力荷载和动力荷载。
静力荷载包括自重、活载、风荷载、地震荷载、温度荷载等;动力荷载包括地铁、列车、飞机等行驶时所产生的动力效应。
【荷载计算的步骤】荷载计算的步骤主要包括荷载识别、荷载分析、荷载效应计算和安全性校核等几个阶段。
1.荷载识别:识别每种荷载的作用方式、作用方向和作用位置,包括静荷载和动荷载。
2.荷载分析:对荷载进行分类和分析,确定每种荷载的工作状态、作用点、作用方向、作用方法和作用时间。
3.荷载效应计算:计算每种荷载的效应值,包括受力状态、变形状态和应力状态等。
4.安全性校核:根据各项设计标准和规范,对结构的安全性进行校核,包括强度校核、稳定性校核和刚度校核等。
【荷载计算的方法】荷载计算的方法主要包括静力法和动力法。
1.静力法:静力法是指通过静力平衡方程建立结构的力学模型,根据荷载的大小和作用位置来计算结构所受的荷载。
2.动力法:动力法是指通过结构的动力响应来计算结构的荷载,主要包括求解结构的固有振动频率和由外界激励引起的共振现象。
【设计中的注意事项】在进行荷载计算时,需要注意以下几个方面。
1.合理选择荷载组合:根据不同的设计标准和规范,选择适当的荷载组合进行计算。
2.考虑边界条件:结构的边界条件对荷载计算结果有很大的影响,需要合理考虑。
3.考虑结构的非线性特性:在计算荷载时,对于存在非线性特性的结构,需要进行相应的修正计算。
4.精确的荷载计算:荷载计算是设计中最基本也是最重要的环节,需要进行严谨的计算,尽量减小误差。
【总结】荷载计算是框架结构毕业设计中重要的一部分,直接关系着结构的安全性和可靠性。
框架结构办公楼荷载计算书(⾮常详细)某办公楼⼯程荷载计算书⼀、楼⾯荷载办公室、接待室、会议室、⾛廊、展厅、仓储⽤房、配电间、照明控制、智能化控制机房:130厚⾯层(地暖) 2.5吊顶或底粉 0.4恒载: 2.9 kN/m2卫⽣间 3.0办公室、接待室、会议室:2.0⾛廊:2.5展厅:3.5仓储⽤房、配电间、照明控制:5智能化控制机房:7公共卫⽣间:4.0,其他卫⽣间、清扫间:2.5不上⼈屋⾯块⽡型钢板彩⽡ 0.13kN/ m2冷弯型钢挂⽡条 0.5kN/ m2100厚保温层(⽔泥珍珠岩) 4*0.1=0.4kN/m21.5mm厚防⽔层 0.1 kN/ m215厚1:3⽔泥砂浆找平层 20*0.015=0.3 kN/m2底粉或吊顶 0.4 kN/ m2恒载: 1.83kN/ m2*cos22=1.96 kN/ m2活载: 0.5kN/ m2240厚⾮承重空⼼砖墙体 12.5*0.24=3.0 kN/m240厚粉刷 20*0.04=0.8 kN/m2合计: 3.8 kN/m2240厚承重多孔砖墙体 15.5*0.24=3.72 kN/m2外挂⽯材 1 kN/m2内墙20厚粉刷 20*0.02=0.4 kN/m2合计: 5.12 kN/m2240厚承重多孔砖墙体 15.5*0.24=3.72 kN/m2内墙40厚粉刷 20*0.04=0.8 kN/m2合计: 4.52 kN/m2240厚承重多孔砖墙体 15.5*0.24=3.72 kN/m2⼲挂⽯材 1.0 kN/m2⾯砖 20*0.04=0.8 kN/m2合计: 5.32 kN/m2120厚多孔砖墙 15.5*0.12=1.96kN/m2内墙40厚粉刷 20*0.04=0.8 kN/m2合计: 2.66 kN/m2通⾼窗 1.0 kN/m2,洞窗 0.5 kN/m2外墙外挂⽯材 1.0 kN/m2门 0.5 kN/m21、⼆~三层墙荷载700⾼框梁下空⼼砖内墙 3.8 *(3.9-0.7)= 12.2 kN/m750⾼框梁下空⼼砖内墙 3.8 *(3.9-0.75)= 12.0 kN/m600⾼次梁下空⼼砖内墙 3.8 *(3.9-0.6)= 12.6 kN/m650⾼次梁下空⼼砖内墙 3.8 *(3.9-0.65)= 12.4 kN/m950⾼次梁下空⼼砖内墙 3.8 *(3.9-0.95)= 11.2 kN/m120板下空⼼砖内墙 3.8 *(3.9-0.12)= 14.4 kN/m700⾼框梁下承重多孔砖内墙 4.52 *(3.9-0.7)= 14.5 kN/m 750⾼框梁下承重多孔砖内墙 4.52 *(3.9-0.75)= 14.3 kN/m 600⾼次梁下承重多孔砖内墙 4.52 *(3.9-0.6)= 15.0 kN/m400⾼梁下120多孔砖墙 2.66*(3.9-0.4)= 9.3 kN/m通⾼承重多孔砖外墙 5.12*3.9=20 kN/m通⾼窗 1*3.9=3.9 kN/mB轴外墙(3*20+4.2*3.9)/7.2=10.6 kN/mA轴外墙(7.12*20+5.88*3.9)/13=12.7 kN/mE轴外墙(4.6*20+8.4*3.9)/13=9.6 kN/m1轴外墙(10.96*20+3*3.9)/13.96=16.6 kN/m1轴悬挑板⾃重及板⾯荷载:120厚板 25*0.12*0.82=2.46 kN/m板⾯恒载+活载(3.0+2.0)*0.82=4.1kN/m合计: 6.56 kN/m空调板(750X2500):⾃重 25*0.12*0.75*2.5=5.625kN空调重量 0.5 kN活荷载 2*0.75*2.5=3.75 kN合计: 9.875 kN分摊到3.6m长转为线荷载 9.875/3.6=2.74kN/m2、四层墙荷载(墙顶⾄坡屋⾯)顶部斜墙:750⾼框梁下空⼼砖内墙 3.8 *[(7.6+3.6)/2-0.75]= 18.5 kN/m顶部斜墙:750⾼框梁下承重多孔砖内墙 4.52 *[(7.6+3.6)/2-0.75]= 22.0 kN/m顶部斜墙:600⾼次梁下空⼼砖内墙 3.8 *[(7.6+3.6)/2-0.6]= 19 kN/m7.6m⾼⽔平墙:700⾼框梁下空⼼砖内墙 3.8 *(7.6-0.7)= 26.3 kN/m空⼼砖内墙每⽶⾼荷载 3.8 *1= 3.8 kN/m承重多孔砖内墙每⽶⾼荷载 4.52 *1= 4.52kN/m通⾼承重多孔砖外墙 5.12*3=15.36 kN/m通⾼窗 1*3=3 kN/mB轴外墙(3000⾼窗墙+ 230⾼踢脚)(2*15.36+5.2*3)/7.2+5.12*0.23=7.6 kN/mA、E轴外墙(2300⾼窗墙+ 1680砖墙)(7.12*5.12*2.3+5.88*1*2.3)/13+5.12*1.68=16.1 kN/m 1轴外墙(3000⾼窗墙+ 230⾼踢脚)(2*15.36+4.9*3)/6.9+5.12*0.23=7.8 kN/m1轴外圈2m⾼120厚混凝⼟栏板及挂板(25*0.12+1.0)*2.0=8 kN/m1轴外侧挑板:挑板 25*0.13*0.82=2.67 kN/m板⾯恒活(2.9+0.5)*0.82=2.79 kN/m合计: 5.5 kN/m3、屋⾯檐⼝荷载外挑880排⽔沟:120厚混凝⼟板,长1680 25*0.12*1.68=5 kN/m外挂⽯材 1*0.55=0.55 kN/m⽔沟防⽔卷材恒载 1.5*0.76=1.2 kN/m⽔沟活载 2*0.76=1.5 kN/m合计: 8.25 kN/m空⼼砖内墙每⽶⾼荷载 3.8 *1= 3.8 kN/m承重多孔砖内墙每⽶⾼荷载 4.52 *1= 4.52kN/m4、⾸层墙荷载±0.000以下240实⼼砖墙 19*0.24*1.2=5.5 kN/m700⾼框梁下空⼼砖内墙 3.8 *(3.9-0.7)+5.5= 17.7 kN/m750⾼框梁下空⼼砖内墙 3.8 *(3.9-0.75)+5.5= 17.5 kN/m700⾼框梁下承重多孔砖内墙 4.52 *(3.9-0.7)+5.5= 20 kN/m750⾼框梁下承重多孔砖内墙 4.52 *(3.9-0.75)+5.5= 19.8 kN/m通⾼承重多孔砖外墙 5.12*3.6=18.5 kN/m通⾼窗 1*3.6=3.6 kN/mB轴外墙(3*18.5+4.2*3.6)/7.2+5.5=15.3 kN/mA轴外墙(7.12*18.5+5.88*3.6)/13+5.5=17.3 kN/mE轴外墙(4.6*18.5+8.4*3.6)/13+5.5=14.4 kN/m1轴外墙(10.96*18.5+3*3.6)/13.96+5.5=20.8 kN/m三、楼梯荷载平板段:平板段梯板截⾯积:1.4*0.1+0.9*0.2=0.32 m2梯板⾃重线荷载 0.32*25=8 kN/m底粉+⾯层线荷载(0.4+1.0)*1.4=1.96 kN/m恒载合计: 9.96 kN/m活载 3.5*1.4=4.9 kN/m斜板段:θ=28度1/cosθ=1.133斜板⾃重线荷载 0.32*25*1.133=9.06 kN/m底粉线荷载 0.4*1.4*1.133=0.64 kN/m踏步⾃重线荷载 0.15*0.5*1.4*25=2.625 kN/m⾯层线荷载 0.05*1.4*20*(280+150)/280=2.15kN/m恒载合计: 14.475 kN/m活载 3.5*1.4=4.9 kN/m整个梯板每端恒载:[9.96*(1.57+1.74)+14.475*3.39]/2/1.4=29.3kN/m 整个梯板每端活载:(3.5*6.7)/2=11.8 kN/m 楼层中间250厚矮墙(2050⾼):0.25*2.05*25=12.8 kN/m扣除相同⾯积承重多孔砖重量之后: 12.8 -15.4*0.24*2.05=4.8kN/m四、挡⼟墙荷载计算(内⼒及配筋另见挡⼟墙计算)D=250mm,φ=22.3,γ=18.2 kN/m3,地⾯活载3.5kN/m2K=1-sinφ=0.621DQ1:P max=0.621*3.6*18.2=41kN/m2活=3.5*0.621=2.2DQ2:P max=0.621*3.67*18.2=42kN/m2活=3.5*0.621=2.2DQ3:P max=0.621*2.42*18.2=27.4kN/m2活=3.5*0.621=2.2五、软弱下卧层验算软弱下卧层顶标⾼-4.700(h),室外地⾯标⾼-0.200,换填垫层处理完顶标⾼-2.400(d),z=2.3m,b=1.5~2.4m,加权平均重度γ=20 kN/m3p z+p cz≤f az软弱下卧层顶处⼟的⾃重压⼒值:p cz=γh=18.2*4.7=86kN/m2软弱下卧层顶⾯处的附加压⼒值:p k=200kN/m2(平均反⼒)p c=γd=20*2.4=48 kN/m2b=2.4m时:p z=b(p k-p c)/(b+2z tanθ)=2.4*(200-48)/(2.4+2*1*tan30+2*1.3*tan22)=79.2f az=f a+ηdγ(d-1.5)=110+1.1*18.2*(4.5-1.5)=170.1 kN/m2p z+p cz=79.2+86=165.2≤f az=170.1 kN/m2软弱下卧层验算满⾜要求。