多层框架设计实例
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多层框架结构设计一、梁、柱的截面尺寸初选:结构平面布置如下图,各层梁柱板的混凝土强度为C30,f c=14.3N/mm2,f t=1.43 N/mm2。
取相邻两个柱距的尺寸宽作为计算单元。
(1)梁截面初选:边跨梁(AB、CD跨)框架梁截面高度可按h=(1/18~1/10)l0确定其中l0为梁的计算跨度,为了防止梁发生剪切脆性破坏,梁净跨与截面高度之比l/h≥4,梁截面宽度可取b=(1/3~1/2)h且b≥200mm梁截面高宽比h/b≤4.由上图可知:L边=6300mm,L中=2700mm,h边=(350~630),h中=(150~270),6300/h边≧4 2700/h中≧4H边≦1575mm h中≦675mm。
取h边=600mm h中=250mm 取b=250mm由于框架梁的各跨度相差较大,为了利于梁内上部纵筋的贯通和下部筋的锚固,梁各跨截面宽度应该相同取b=250mm.H中/b=250/250=1≦4 h边/b=600/250=2.4≦4(符合要求)(2)柱截面初选柱截面初选要同时满足最小截面,侧移限制和轴压比等诸多影响,对于较低设防裂度地区的多层民用框架结构,一般可通过满足轴压比限值进行截面估计。
框架柱截面边长不宜小于350mm,剪跨比宜大于2,截面高宽比不宜小于400mm。
柱截面宽度一般不小于(1/20~1/15),柱截面高度不宜小于350mm.柱截面高不宜小于400mm。
取b c=h c=400mm(3)梁、柱的计算高度梁的跨度:取轴线间距,边跨梁为6.3m.中间跨梁2.7m,底层柱高为4.8m。
二、框架计算简图及梁柱的线刚度1、确定框架的计算简图取①轴上的一榀框架计算,假定框架嵌固于基础顶面框架梁与柱刚接,由于各层柱的截面尺寸不变故梁跨等于柱截面形心之间的距离。
底层柱高从基础顶面算至二层,楼面基顶标高根据地质条件,室内外高差是0.45m,基础顶面标高为-0.900m。
具体如下图2、框架梁柱线刚度计算。
多层钢筋混凝土框架结构设计共3篇多层钢筋混凝土框架结构设计11. 简介多层钢筋混凝土框架结构设计是一种贯穿于建筑工程、土木工程、结构工程等众多领域的重要设计方法。
它兼具结构性能良好以及实用性强的特点,是大型建筑工程中普遍使用的结构形式之一。
本文将围绕多层钢筋混凝土框架结构设计展开说明,主要从设计背景、结构设计原则、设计流程和设计重点四个方面来阐述。
2. 设计背景如今,建筑工程已经成为人们生产、工作和生活的重要组成部分。
特别是在大城市中,高层建筑数量逐年增加。
这些高层建筑,具有空间利用率高、容积率大、抗震性强等特点。
它们的建造离不开结构设计,多层钢筋混凝土框架结构的应用应运而生。
多层钢筋混凝土框架结构设计,一般指超过三层的钢筋混凝土框架结构设计。
这种结构设计的优良性能得到国内外许多研究者的广泛关注,其设计理论和应用已经十分成熟。
3. 结构设计原则在多层钢筋混凝土框架结构设计中,我们需要根据实际情况制定以下原则和要求:(1)保证结构的水平和垂直间的稳定性。
(2)做好抗震措施,保证结构在地震发生时不会被倒塌。
(3)合理使用建筑材料,力求在保证结构强度的同时减少对环境的污染。
(4)设备和管线布置符合要求,且易于维护和管理。
(5)考虑建筑空间利用率,尽量减少内部障碍物。
4. 设计流程多层钢筋混凝土框架结构的设计流程如下:(1)制定结构设计任务书。
(2)进行结构设计初步比选。
(3)进行结构设计方案的优化和确定。
(4)编写结构设计计算书和结构施工图。
(5)进行结构施工控制和质量监督。
5. 设计重点在多层钢筋混凝土框架结构设计中,需要特别关注以下几个方面:(1)结构荷载分析与计算:要对结构设计受到的荷载进行合理的分析和计算。
(2)结构稳定性设计:要重点考虑结构在水平和垂直方向上的稳定性,确保结构不出现倾斜和不稳定情况。
(3)承载能力分析与计算:要合理估算结构的承载能力,确保结构的稳定性和安全性。
(4)施工工艺和材料使用:要根据结构设计需要,选择合适的施工工艺和建筑材料,确保结构的质量和稳定性。
多层钢框架结构设计实例详解
现如今,多层钢框架结构正在越来越广泛地应用于建筑设计领域中。
它不仅具有简单快捷的施工特点,而且多层钢框架结构能够满足
不同的建筑功能要求,让建筑师能够轻松地设计出完美的建筑构造。
今天,我们就来详细的讨论一下多层钢框架结构的设计实例,以帮助
更多的建筑师更好的学习和理解这一结构类型。
多层钢框架结构的基本特点就是其上层钢结构承载荷载,下层混
泥土结构支承结构。
最常见的多层钢框架结构设计实例包括钢-混凝土
双层框架、双层钢框架等;它们广泛用于多层楼层的中高层建筑中,
也是厂房和大型的工业建筑的常用结构。
钢-混凝土双层框架结构就是采用钢为上层框架材料,混凝土为下
层框架材料,两层之间采用联接连接实现架构协调,以兼顾结构安全
性和使用寿命。
此类型结构采用受力型混泥土梁抵抗垂直荷载,而上
层结构主要承受水平荷载,从而减轻了楼层安装时的水平突出和曲率。
另外还有双层钢框架结构,这是相对于钢-混凝土双层框架的另一
种类型。
两层之间的联接梁采用钢制品实现,而不再使用混凝土梁,
大大减小了施工难度和成本。
双层构造的特点是它能够抵抗水平地震
时的弯曲应力,从而使结构更加有效地跨越地震动,并且控制荷载作
用于结构上。
总之,多层钢框架结构是近年来建筑结构技术的发展的亮点,它的应用能够帮助建筑师创造力地发挥,生产出满足现代建筑功能要求且更加安全稳定的建筑结构。
多层框架设计实例在软件开发中,多层框架设计已经成为了一种常见的技术手段。
多层框架设计可以将复杂的系统分解为多个相对独立的层,并将这些层分别处理。
这种设计方法能够将软件开发过程中的不同方面隔离开来,从而使系统更容易理解和维护。
下面是一个多层框架设计的实例。
在这个实例中,我们将以一个在线商店为例,来介绍多层框架设计的过程。
在线商店是一个典型的电商网站,提供了商品浏览、购物车、订单管理等功能。
第一层:表现层表现层是用户与系统交互的界面,一般使用Web页面或移动应用程序来实现。
在这个实例中,表现层是一个Web应用程序,用户可以通过浏览器访问。
表现层主要功能包括:1. 接收用户请求。
用户在浏览器中输入URL或者点击页面上的按钮,表现层负责解析请求并将其转换为一个内部请求。
2. 渲染页面。
表现层将内部请求转换成Web页面,并将其响应给用户。
页面中应该包括商品列表、购物车、订单状态等信息。
3. 处理用户输入。
表现层负责接受用户的输入,例如用户的登录信息、订单信息等。
第二层:应用层应用层是商业逻辑的实现,主要负责与表现层交互,处理用户请求,并将处理结果传递给其他层。
1. 处理用户请求。
应用层负责接收表现层传递过来的请求,并根据请求内容进行相应的处理。
例如,当用户在Web界面上点击“购买”按钮时,应用层将创建一个订单,并将订单信息保存到数据库中。
2. 实现商业逻辑。
应用层根据业务需求实现商业逻辑,例如用户登录、商品查询、订单管理等功能。
3. 向下层传递数据。
应用层将处理结果传递给下一层,例如将查询到的商品列表传递给数据访问层进行数据持久化。
第三层:领域层领域层是与具体业务有关的模块,负责实现业务逻辑和业务规则。
2. 管理对象状态。
领域层管理领域对象的状态,例如订单状态的变化、库存数量的增减等。
3. 提供服务接口。
领域层将提供服务接口给上层,例如提供一个检查库存的服务接口,让应用层调用。
第四层:数据访问层数据访问层负责与数据库交互,负责将数据持久化存储,为业务逻辑层和领域层提供数据访问的接口。
多层框架设计实例
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±相当于绝对标高,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,走廊楼面活荷载。
图1 某多层框架平面图、剖面图
2.钢筋混凝土框架设计
(1)结构平面布置如图2所示,各梁柱截面尺寸确定如下。
图2 结构平面布置图
边跨(AB、CD)梁:取
中跨(BC)梁:取
边柱(A轴、D轴)连系梁:取
中柱(B轴、C轴)连系梁:取
柱截面均为
现浇楼板厚100mm。
结构计算简图如图3所示。
根据地质资料,确定基础顶面离室外地面为500mm,由此求得底层层高为。
各梁柱构件的线刚度经计算后
列于图3。
其中在求梁截面惯性矩时考虑到现浇楼板的作用,取(为不考虑楼板翼缘作用的梁截面惯性矩)。
边跨(AB、CD)梁:
(其他梁、柱的线刚度计算同上,略)
图3 结构计算简图
(图中数字为线刚度)
(2)荷载计算
1)恒载计算
①屋面框架梁线荷载标准值:
20mm厚水泥砂浆找平
100厚~140厚(2%找坡)膨胀珍珠岩
100厚现浇钢筋混凝土楼板
15mm厚纸筋面石灰抹底
屋面恒荷载
边跨(AB、CD)框架梁自重
梁侧粉刷
中跨(BC)框架梁自重
梁侧粉刷
因此,作用在屋顶框架梁上的线荷载为:
②楼面框架梁线荷载标准值
荷载计算同上(略),作用在中间层框架上的线荷载为:
③屋面框架节点集中荷载标准值边柱连系梁自重
梁侧粉刷
1m高女儿墙自重
墙侧粉刷
连系梁传来屋面自重
顶层边节点集中荷载
中柱连系梁自重
梁侧粉刷
连系梁传来屋面自重
顶层中节点集中荷载
④楼面框架节点集中荷载标准值(荷载计算方法同上,具体计算过程略)
中间层边节点集中荷载:
中间层中节点集中荷载:
恒荷载作用下的结构计算简图如图4所示:
图4图5
2)活荷载计算
活荷载作用下的结构计算简图如图5所示。
图中各荷载值计算如下:
3)风荷载计算
风荷载标准值计算公式为
因结构高度小于30m,可取;对于矩形截面;可查荷载规范,当查得的时,取。
将风荷载换算成作用于框架每层节点上的集中荷载,计算过程如表1所示。
表1为一榀框架各层节点的受风面积,计算结果如图6所示。
表1风荷载计算
层次A/Pw/kN 1
2
3
4
图6 风荷载作用下的计算简图
(3)内力计算
1)恒荷载作用下的内力计算
恒荷载(竖向荷载)作用下的内力计算采用分层法(具体计算过程略),在恒荷载作用下结构的弯矩图、剪力图和轴力图见图7~图9。
图7 在恒荷载作用下结构的弯矩图(单位:)
图8 在恒荷载作用下结构的剪力图(单位:kN)
图9 在恒荷载作用下结构的轴力图(单位:kN)
2)活荷载作用下的内力计算
活荷载作用下的内力计算也采用分层法,考虑到活荷载分布的最不利组合,各层楼层活荷载布置可能如图10所示的几种组合形式。
计算结果见图10(仅表示出标准层在活荷载作用下的弯矩图)。
图10标准层在活荷载作用下的弯矩图
(3)活荷载作用下的内力计算
活荷载作用下的结构计算简图见图6,内力计算采用D值法,计算过程见图11。
风荷载作用下框架弯矩图如图12所示,框架轴力图和剪力图如图13所示。
剪力各层分配(单位:kN)各柱反弯点及柱端弯矩(单位:kN)
图11 D值法计算过程
图12 在风荷载作用下结构的弯矩图(单位:)
图13 图14
在风荷载作用下结构的剪力图、轴力图(单位:kN)
(4)内力组合
根据内力计算结果,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,每层有5个控制截面,即图14中的1、2、3、4、5号截面,表2给出了第二层梁的内力组合过程;柱则分为边柱和中柱(即A柱、B柱),每个柱每层有两个控制截面,以图14中第二层为例,控制截面为3、4号截面。
表3给出了二层柱的内力组合过程。
表2二层梁内力组合
第
表3第二层柱内力组合
A B
M=-kN·mM=kN·mM=-kN·m
V=kNV=-kN
图15梁AB的最不利组合内力
(5)截面计算
1)梁的设计
以第二层梁AB为例,其最不利的组合内力如图15所示。
①正截面强度计算:
梁的截面尺寸为500mmx250mm。
C20时,梁的混凝土保护层最小厚度为30mm。
故设,则,。
对于梁端,不考虑现浇混凝土板的作用。
梁端A:
(满足要求)
选用316,。
梁端B:计算公式同上,计算过程略。
计算结果:
选用316,。
对于梁中截面,考虑混凝土现浇板翼缘受压,按T形梁计算。
翼缘计算宽度取
属于第一类型的T形截面。
(满足要求)
选用320,。
②斜截面强度计算
取较大设计剪力V=-kN。
验算截面尺寸
(截面符合要求)
验算是否需要计算配置箍筋
故需要配置箍筋。
若选用φ8@200,
(满足要求)
配箍率
最小配箍率
(满足要求)
2)柱的设计
以第二层A轴线柱为例。
其最不利组合如图16所示。
A 4M=kN·m
V=kN
A 3M=kN·m
V=kN
图16柱A 4 A 3的最不利组合内力
柱的截面尺寸为300mmx450mm。
①受力纵筋的计算
柱的计算长度
柱端A 4:
;
先按大偏心受压情况计算
选用216,。
柱端A 3:计算公式同上,计算过程略。
计算结果:选用216,。
②抗剪强度计算。
故可按构造要求配置箍筋,取φ8@200。