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结构力学课程设计多层框架结构

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结构力学课程设计多层多跨框架结构内力计算姓名：____________________班级：____________________学号：______________________任课教师：_____________________日期：____________________多层多跨框架结构内力计算指导书一.任务1. 求解多层多跨框架结构在竖向荷载作用下的弯矩。

2. 计算方法：（1 ）用近似法计算：手算竖向荷载作用下分层法计算； （2） 最好用电算（结构力学求解器）进行复算。

（3） 最好对比手算与电算，就最大相对误差处， 说明近似法产生误差的来源3. 将手算结果写成计算书形式。

计算简图：如图（一）所示。

4. 基本计算参数材料弹性模量：E =3.0 107kN/m 2竖向荷载： 恒载 g ,= 2 kN /m g 2=17kN/m 25荷载分组：（1 ）只计算竖向恒载（见图二）；本组计算的结构其计算简图如图一所示，基本数据如下:72混凝土弹性模量：E h =3.0 ekN/m 杆件尺寸：1 F T▼ ▼ V W VF J y J右 I J l 右 J y FV < Y Y 1r v V VF。

！ J < V1,Wf V ■TlhHi vJ rWTibF V VJ V V < V 1r Y v戸图L =5.5m 1 L 2.7m H 4.5m2 1H 3.6m2柱：底层： 2b h = 55 55cm其它层:2 b h = 50 50cm梁：边梁： 2b h = 25 45cm中间梁：2 b h = 25 35cm竖向均布恒载:恒载:2g严N/m g2 = 17kN /m2 口心（见图各杆件的线刚度：i二辛，其中I b h312梁：I 0.25 0.453-3 4= 1.9 10 m12EI1 3.0 107 1.9 10 一3= 10364 kN *mL1 5.5中间梁:3°.25 °.35=0.9 10宀4 12EI3.0 107 0.9 10一32.7= 10000kN *m底层柱:3竺—7.6 10入4 12EI33.0 107 7.6 10 3=50667kN *m4.5用分层法计算：本结构可以分顶层、中间层和底层三个部分进行分别计算, 如图四所示），然后再迭加即可。

3门 ，其它层柱： I0.5 0.55.2 10 _ m412El 4H 27 —33.0 10 5.2 10 ------------------------- =43333kN .m 3.6 二.竖向均布荷载作用下的计算计算简图如图三所示。

7|<N/r1、顶层弯矩计算由于结构与荷载均为对称，因此可以取半结构进行计算，其计算简图如图五 所示。

17kN/m1）计算分配系数柱的线刚度i 乗折减系数0.9、传递系数C 为1/3 结点“1”:4 汉103644 (0.9 43333 10364)=0.210冬五4 0.9 4333354 (0.9 43333 10364)= 0.790 结点“ 2”:J21 口4 10364= 0.191 2 10000 4 0.9 43333 4 103642 10000■—22' 0.09222 2 10000 4 0.9 43333 4 103644 0.9 43333■-260.7172 10000 4 0.9 433334 103642）计算固端弯矩ql2 12217 5.542.854kN12M 22 -ql2 217 1.35=「10.328kN *m217 1.35=-5.164kN *m3）弯矩分配注：为固端弯矩，工为最后杆端弯矩2、中间层弯矩计算同理可取半结构进行计算，其计算简图如图六所示662）计算固端弯矩1）计算分配系数 图六柱的线刚度乗折减系数0.9。

结点“ 5”: 4 103644 (0.9 43333 2 10364) = 0.118”51 二 ^59 -4 0.9 43333 0.4414 (0.9 43333 2 10364) 结点“6”: 4 10364 65 2 10000 4 0.9 43333 2 4 10364 一0.1922 10000662 100004 0.9 43333 2 4 10364 _ 0.092J 624 0.9 43333610一 2 100004 0.9 43333 2 4 10364 一 ^358M56一M 2ql 2 21 5.52 1252.938kN *m12M 66 ql 2 21 1.352--12.758kN *mM 6F 6ql 2 21 1.352=-6.379kN *m3）弯矩分配表4中间层弯矩分配66节点 1 9 5 6 6，10 2 杆端1-5 9-5 5-1 5-9 5-6 6-56-10 6-2 6-6' 6-6 10-6 2-60.441 0.441 0.118 0.192 0.358 0.358 0.092M g-52.938 52.938 -10.94 -5.47分7.782 7.782 23.346 23.346 6.246-4.3323.123-8.663-16.153 -16.153 -4.151 4.151 -5.384 -5.384 配0.637 0.637 1.910 1.910 0.511 0.256与-0.025 -0.049 -0.092 -0.092 -0.024 0.024 -0.031 -0.031 传0.004 0.004 0.011 0.011 0.003递刀M 8.423 8.423 25.267 25.267 -50.535 47.605 -16.245 -16.245 -15.115 -1.295 -5.415 :-5.415 注：为固端弯矩，工为最后杆端弯矩3、底层弯矩计算同理可取半结构进行计算，其计算简图如图七所示图七1）计算分配系数上层柱的线刚度乗折减系数0.9,底层柱的线刚度不需折减。

结点“17” :4 1036417-1*一4 (0.9 433 3 303 6 鬲06$7 0.1 °4^17-13 4 沃0.9 汶433334 (0.9 43333 10364 50667)-0.3903）弯矩分配表5底层弯矩分配节点2113171818'1422 杆端 21-1713-17 17-13 17-21 17-18 18-17 18-22 18-14 18-18， 18，-1814-1822-180.3900.5060.104 0.1030.4800.3700.047M g-52.93852.938-12.758 -6.379分 13.3946.88220.646 26.7875.506 2.753配 与 传0.5600.2870.8621.119-2.2110.230 -4.422 0.115 -20.608 -15.885 -2.018 2.018 -5.295 -10.304-0.006-0.012-0.055-0.043-0.0050.005-0.014-0.028递刀M 13.9547.169 21.508 27.906 -49.419 45.76-20.663 -15.928 -14.781 -4.356 -5.309 -10.332注：M 为固端弯矩，工M 为最后杆端弯矩4 506670.5064 (0.9 43333 10364 50667)结点“18” :7-21叫8-174汉103642 10000 4 (0.9 43333 10364 50667 = 0.103叫8-182x10000 ______________2 100004 (0.9 43333 1036450667= 0.0478-224 x 506672 100004 (0.9 43333 10364 50667=0.4804 汉 0.9 汉433332 10000 4 (0.9 43333 10364 50667= 0.3702）计算固端弯矩-_M 18 .17ql 212221 5.5 52.938kN *m12M18-1 8ql 2221 1.35= -12.758kN «mM 1 8-18ql 2221 1.35= -6.379kN *m柱子杆端弯矩迭加见图八，结点不平衡力矩一次分配及杆端最终弯矩计算见图九，弯矩图见图十36.6768.423 45.099 25.2678.423 33.690 25.267 8.423 33.69025.267 7.169 32.436 27.906 -36.676 40.587-26.815-5.415-32.23012.22525.26237.487-50.53512.22525.26237.487-50.5358.42325.26233.685-50.5358.42321.50829.931-49.419-8.938-16.245-25.18347.605-16.245-5.415-21.66047.605-16.245-5.415-21.66047.605-16.245-5.309-21.55445.76-20.663-5.415-16.24521.660-15.115-5.415-16.245-21.660-15.115-5.415-15.928-21.343-20.663图八-15.1158.33345.099-6.58338.51620.64233.690-9.10324.58720.64233.690-9.10324.58715.58632.436-6.87325.5638.41827.906-4.26023.646-36.676-1.750-38.42637.487-9.10328.384-50.535-2.436-52.97137.487-9.10328.384-50.535-2.436-52.97133.685-6.87326.812-50.535-1.840-52.37529.931-3.28326.648-49.419-0.875-50.29440.5871.03441.621-5.411-32.2303.880-28.35047.605 |-14.3532.756 -21.66050.361 5.138-16.52247.605 -10.832.079 -21.66049.684 3.877-17.78347.605 -10.7242.059 _—-——49.664 -21.5543.839-17.71545.760 |-16.9091.742 -20.66347.502 8.116-12.547-13.7680.497-13.271-25.1835.13820.045 -15.1151.321 -13.794-21.6603.877 -17.783-15.1150.997 -14.118-21.6603.8390.987-14.128-21.3436.256-15.0870.795-19.868图九-17.821-15.115-20.66341.621 41.621M(kN m)图十三、电算用结构力学求解器计算1、求解步骤1）在“命令”菜单中选择“问题定义” ，给所要求解的问题命名；2）在“命令”菜单中选择“结点” ，输入相关的结点信息；3）在“命令”菜单中选择“单元” ，根据已有的结点数据进行单元定义；4）在“命令”菜单中选择“结点支承” ，输入正确的结点支承及位移约束条件；5）在“命令”菜单中选择“荷载信息” ，输入框架所承受荷载；6）在“命令”菜单中选择“单元材料性质” ，填写单元抗弯刚度等内容；7）在“求解”菜单中选择“内力计算” ，得到相应内力图。

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多框架结构课程设计

多框架结构课程设计

多框架结构课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握多框架结构的概念，了解其在工程和建筑领域的应用。

2. 学生能够描述不同类型的多框架结构，并分析其稳定性和承重特点。

3. 学生能够运用数学知识，计算出简单多框架结构的受力情况。

技能目标：1. 学生能够运用模型制作技巧，设计和构建一个简单的多框架结构模型。

2. 学生能够运用分析工具，对多框架结构进行受力分析，并提出优化建议。

3. 学生能够通过团队合作，有效沟通和协作完成多框架结构的设计和构建任务。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对工程设计和建筑学科的兴趣，激发他们探索科学奥秘的热情。

2. 培养学生严谨的科学态度，使他们认识到细节在工程设计中的重要性。

3. 培养学生的团队合作精神，使他们学会尊重和欣赏他人的意见，共同为团队目标努力。

课程性质：本课程为实践性较强的课程，旨在让学生通过实际操作，深入了解多框架结构的知识。

学生特点：考虑到学生所在年级的特点，课程内容将结合学生的认知水平和兴趣，注重理论与实践相结合。

教学要求：教师需关注学生的学习过程，引导他们主动探索、发现和解决问题。

同时，注重培养学生的动手能力、思考能力和创新能力，为学生的全面发展奠定基础。

通过分解课程目标为具体的学习成果，为后续的教学设计和评估提供明确方向。

二、教学内容本课程依据课程目标，结合教材相关章节，组织以下教学内容：1. 多框架结构概念与分类- 介绍多框架结构的基本概念、特点及应用场景。

- 梳理不同类型的多框架结构，如空间框架、平面框架等。

2. 多框架结构的稳定性分析- 讲解稳定性原理，分析影响多框架结构稳定性的因素。

- 介绍稳定性分析方法，如力法、位移法等。

3. 多框架结构的受力分析- 深入探讨多框架结构在受力时的表现，如内力、弯矩、剪力等。

- 应用数学知识，示范如何计算多框架结构的受力情况。

4. 多框架结构设计与优化- 引导学生运用所学知识，设计简单的多框架结构。

多层框架结构课程设计计算书_某大学学生宿舍框架结构设计【完整版】

多层框架结构课程设计计算书_某大学学生宿舍框架结构设计【完整版】

多层框架结构课程设计计算书_某大学学生宿舍框架结构设计【完整版】(文档可以直接使用，也可根据实际需要修订后使用,可编辑放心下载）1 .单层或多层混凝土结构课程设计任务书1.1设计任务1.1.1设计题目：某大学学生宿舍框架结构设计1.1.2设计条件7层钢筋混凝土框架结构学生宿舍，设计使用年限为50年，其建筑平面图和剖面图分别如图1-1、图1-2所示，L1=5.4m〔5.7m、6m〕，H1=4.2m〔4.5m〕。

楼面和屋面采用现浇钢筋混凝土肋形楼盖结构；屋面采用柔性防水，屋面构造层的恒载标准值为3.24 kN/㎡；屋面为上人屋面，活荷载标准值为 2.0kN/㎡〔3kN/㎡、4kN/㎡〕；楼面构造层的恒载标准值为1.56kN/㎡；楼面活荷载标准值为2.0kN/㎡〔2.5kN/㎡、3kN/㎡〕；墙体采用灰砂砖，重度γ=18kN/m3，外墙贴瓷砖，墙面重0.5kN/㎡，内墙面采用水泥粉刷，墙面重0.36kN/㎡；木框玻璃窗重0.3kN/㎡,木门重0.2kN/㎡；混凝土强度等级和钢筋级别请自行选择。

建设地点位于某城市郊区，底层为食堂，层高5.0m，2～7层为学生宿舍，层高4.2m，室内外高差ω=0.5kN/㎡〔0.45kN/㎡、0.4kN/㎡〕。

试对该结构0.6m，根底顶面标高-1.500m。

根本风压进行结构设计，不考虑抗震设防。

图1-1 标准层平面图设计内容〔1〕确定构件截面尺寸、材料选用；〔2〕荷载计算；〔3〕对一榀框架进行内力分析、计算及组合；〔4〕框架构件截面设计。

图1-2 I—I剖面图2 .计算书某大学7层学生宿舍楼，采用钢筋混凝土框架结构，没有抗震设防要求，设计年限为50年，试设计该结构(限于篇幅，本例仅介绍轴框架结构的设计)。

2.1设计资料7层钢筋混凝土框架结构学生宿舍，设计使用年限为50年，其建筑平面图和剖面图分别如图1-1、图1-2所示，L1=6m，H1=4.5m。

(1)设计标高：室内设计标高土0.000相当于绝对标高4.400m，室内外高差600mm。

结构力学大作业―多层多跨框架结构内力计算

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结构力学大作业―多层多跨框架结构内力计算《结构力学》课程设计多层多跨框架结构内力计算书姓名：× ×学号：U2021158×× 专业班级: 土木工程0905班指导老师：龙晓鸿完成时间：2021年12月结构力学课程作业土木0905 xx 结构力学课程作业――多层多跨框架结构内力计算一、任务1. 求解多层多跨框架结构在荷载作用下的弯矩以及各结点的转角和侧移。

2. 计算方法：（1）用近似法复算：水平荷载作用用D值法复算，竖向荷载作用用分层法复算。

（2）用电算（结构力学求解器）进行复算。

3. 就最大相对误差处，说明近似法产生误差的来源。

4. 将手算结果写成计算书形式。

二、结构形式及基本数据1. 计算简图：如图2-1所示。

2. 基本计算参数材料弹性模量：E7h?3.2?10kN/m2 构件尺寸：柱：底层：b?h?500?500mm其它层：b?h?450?450mm2 梁：边梁：b?h?250?500mm2中间梁：b?h?250?400mm2 边跨：L1?4.5m 中跨：L2?2.4m 底层层高：H1?4.5m 其他层高：H2?3.6m竖向荷载：恒载 g221=23kN/m，g2=20kN/m活载 q221=15kN/m，q2=6kN/m水平活载： Fp1=32kN，FP2=18kN1土木0905 xx 结构力学课程作业3. 荷载分组：（1）计算水平荷载（见图2-2）（2）计算竖向恒载（见图2-3）；（3）计算竖向活载：按每跨单独作用活载，分十种情况分别计算（见图2-4）。

H2H2H2H2H1L1L2图2-1 计算简图 g2g1g1g1g1图2-3 竖向荷载作用（恒载） 4. 各构件的线刚度：i?EIL,其中I?b?h312Fp2Fp1Fp1Fp1Fp1 图2-2 水平荷载作用q2q1 图2-4竖向荷载作用（活载）2土木0905 xx 结构力学课程作业1) 左边梁：I1?EI1L1112?0.25?0.5?2,6?10m3?34FP2=18kN1i12i23i4i26i4i29i4i212i4i215i318i1??3.2?10?2.6?104.57?3i4?18489kN ?mi44FP1=32kNi152) 右边梁：I2?EI2L2112?0.25?0.40?1.33?10m3?34i4FP1=32kNi47i1i18i2??3.2?10?1.33?102.47?3?17778kN?mi4FP1=32kNi410113) 底层柱：I3?EI3H1112?0.5?0.5?5.2?10m3?34i4FP1=32kNi413i114i3??3.2?10?5.2?104.57?3?36978kN?mi34i31617图2-54) 其它层柱：I4?EI4H21127?0.45?0.45?3.42?10m3?3i4??3.2?10?3.42?103.6?3?30375kN?m三、水平荷载作用下的计算(一)用D值法计算1、由D值法计算柱的剪力值一层以上：D?i2?i?12i4H22i1i4i2i4 其中：i?i1?i2i4 (中柱) i?12i3H21或 (边柱)底层：D?0.5?i2?i?i1i3i2i3其中：i?i1?i2i3 (中柱) i?或 (边柱)如下表所示：表3-13土木0905 xx 结构力学课程作业层数 1-4 2-5 3-6i?2?184892?30375?0.609i?2?(18489?17778)2?30375?1.194i?2?177782?30375?0.585D1=0.6092+0.609） 2?30375D2=1.1942+1.1942?30375D3=（?0.5852+0.5852?30375 （?123.3 123.6）2（?123.3）123.6）2123.3 123.62））5 =7087.462?（ =11354.815?（=6876.614?（ FQ=D3D1?D2?D3?18FQ=D2D1?D2?D3?18FQ=D3D1?D2?D3?18 ?5.039kN ?8.072kN?4.889k N 4-7 i?2?184892?30375?0.609 5-8 2?(18489?17778)2?30375 6-92?17778?0.585 i??1.194 i?2?30375 D1=0.6092+0.6092?30375 D2=（?1.1942+1.194）2?30375 D3=（?0.5852+0.5852?30375 4 （?123.3） 123.62123.3123.3）123.62=7087.462?（） =11354.815?（123.6）2=6876.614?（）FQ=D3D1?D2?D3?50 FQ=D2D1?D2?D3?50 FQ=D3D1?D2?D3?50 ?13.996kN?22.424kN?13.580kN7-10 8-11i?2?(18489?17778)2?30375?1.194 9-12 i?2?177782?30375?0.585i?2?184892?30375?0.609 3表3-1续4感谢您的阅读，祝您生活愉快。

多层框架结构课程设计指导书

多层框架结构课程设计指导书

多层框架结构课程设计指导书一、结构方案设计（一）、结构平面布置：结构设计者应根据建筑的使用和造型的要求，确定一个相对合理的结构布置方案。

结构布置基本原则为结构受力合理；传力体系简单明确。

结构平面布置内容包括框架梁、柱布置；非框架梁布置；楼、屋面板布置；以及其它构件布置。

框架的布置可根据具体情况选择采用（1）、横向承重体系——竖向荷载主要由横向框架梁承担，用纵向连系梁连接各榀横向框架。

（2）、纵向承重体系——竖向荷载主要由纵向框架梁承担，用横向连系梁连接各榀纵向框架。

（3）、双向承重体系——纵、横向框架梁均要承担楼板传来的竖向荷载，有抗震设防要求的房屋宜采用此方案。

非框架梁一般优先布置于墙下和较重设备下，然后再根据楼板的大小和框架承重体系布置。

（二）、构件的材料及施工方法：框架结构梁、板、柱混凝土等级不低于C20，目前框架梁、柱混凝土等级通常采用C30及以上。

多层框架结构梁、板、柱常采用相同的混凝土等级；高层框架结构梁、板、柱常采用不同的混凝土等级。

梁、柱主筋常采用热轧II级钢筋；箍筋常采用热轧I级钢筋；现浇板、楼梯构件及非主结构构件常采用热轧I级钢筋。

在抗震设防区，全现浇框架被广泛采用，也可采用现浇装配整体式框架。

（三）、构件截面估算：1、梁高h b：主、次梁交接时，主梁梁高一般比次梁梁高大50mm以上。

框架梁、非框架主梁h b=（1/8~1/12）l（l为梁的跨度）连系梁、次梁h b=（1/12~1/15）l（l为梁的跨度）2、梁宽b b：框架梁和主梁梁宽一般不小于250mm；次梁梁宽一般不小于200mm。

b b=（1/2~1/3）h b3、框架柱截面尺寸：框架柱截面尺寸一般按轴压比估算；但不小于400mmX400mm。

轴力N可按柱受荷面积以板面综合荷载12/M2~14/M2计算；柱面积A按下式算出后可适量放大1.1~1.2倍。

N/Af c≤0.9（三级框架）4、现浇板厚度：连续板h=（1/30~1/40）l0；悬臂板h=（1/10~1/12）l0；其中l0为板的跨度。