毕业设计(论文)计算书
(结构部分设计)
题 目: 某学校三层框架教学楼设计
专 业: 工程造价 班 级: 学 号: [1**********]04 姓 名: 指导教师:
摘 要
本文毕业设计主要讲述了教学楼的设计。毕业设计是工程造价专业的必修课程,我的设计是某学校三层教学楼设计,设计采用钢筋混凝土工程现浇框架结构,建筑主体层数为三层,总建筑面积4565m2。根据设计要求,设防裂度为6度,地震分组为第三组,抗震等级为四级,设计中要考虑抗震设计。设计包括建筑部分、结构部分、楼梯、基础等。根据任务书定出各层平面图及平面布置。本方案主体结构为横向承重框架。在进行荷载计算和构件截面估算后,选取了一榀框架进行计算,计算内容包括框架梁柱截面尺寸的选取及线刚度的计算;恒载、活载、地震作用、风荷载作用下梁端、柱端弯矩、剪力轴力的计算;框架内力组合;框架梁柱配筋计算。框架受力钢筋主要采用Ⅲ级钢筋,箍筋主要采用Ⅰ级钢筋,楼梯采用钢筋混凝土梁式楼梯;由于柱网的限制,基础采用钢筋混凝土柱下独立基础。整个方案设计基本符合设计和结构要求,具有一定的合理性。
通过对教学楼楼层平面图、剖面图、构造图的绘制和结构的设计,熟悉了设计的全过程,掌握了结构设计计算的基本方法,创造性的完成了毕业设计任务。同时,对这些年所学的专业知识和基本概念有了更深的理解,从而提高了分析和解决实际问题的能力。
关键词:钢筋混凝土结构,独立基础,荷载设计值,荷载效
一、工程概况:
1、工程名称: 某学校三层框架教学楼设计 2、建筑地点:西安市建设路绿茵街地段 3、建筑规模:
1) 建筑总面积: 4565m2
2) 建筑层数: 整体三层。(上人屋面) 3) 结构类型: 钢筋混凝土框架结构 4) 层 高: 3.9m 4、建筑功能:
① 普通教室 18间 ② 语音教室 2间 助用房)
③ 微机教室 2间 助用房)
④ 阅 览 室 1间 ⑤ 活 动 室 1间 ⑥ 大会 议 室 1间 ⑦ 办 公 室 12间 行政办公室 6间 教师办公室 6间 70m2/间
140 m2/间140 m2/间140m2/间 140m2/间 140m2/间 30m2/间 45m2/间
(含辅 (含辅
⑧ 走廊 走廊为2.4m宽 ⑨ 楼梯 共三个楼梯 ⑩ 厕所 每层设男女厕所各两个
其他: 收发,贮藏室 5、建筑技术条件 (一)气象条件:
1) 常年主导风向: 西北风 2) 夏季主导风向: 西南风 3) 平 均 风 速: 夏季3.1m/s,
冬季 4m/s
4) 基 本 风 压: W=0.30KN/m2 5) 基 本 雪 压: S=0.30KN/m2
最大积雪深度:11cm
6) 最 高 气 温: 40.6℃
最 低 气 温: --9.3℃ 7) 最冷月平均温度: 4.5℃(1—2月) 8) 最热月平均温度: 29.7℃(7—9月) 9) 最 大 降 雨 量: 50.4mm/h 月最大降雨量:184.3mm(4—6月) (二)工程地质条件
1) 天然地面以下1m厚为填土,地基标准承载力为120KN/m2.填土
以下的2m厚为粘土,地基承载力为250KN/m2.粘土以下为中密粗砂层, 地基承载力为300KN/m2。 2) 地下水位:天然地面以下4m处 3) 地震设防烈度: 6度 (三)施工条件
1)施工单位:西安市第二建筑公司
2)施工人员:各工种工人数均不受限制,但要求不分工种劳动力不均衡系数K
3)材料供应:各种材料均可保证供应
4)预制构件和模板、钢筋骨架、门窗等半成品:可由公司构件厂供应(运距10公里)
5)机械设备:除大吊装机械外,施工单位均能解决。
6)施工用水、电:由建设单位保证供应,路边即有水源、电源。 7)施工道路:Ⅱ级公路
8)施工工期:2015年7月1日-12月25日,共179天
6、结构设计依据:
1)任务书提供的气象条件和工程地质条件 2)任务书提供的施工条件
3)建筑使用要求和已完成的建筑施工图 4)混凝土结构设计规范GB50010-2002 5)建筑结构荷载规范GB50009-2001
6)建筑地基基础设计规范GB50007-2002 7)混凝土结构设计原理、混凝土结构设计 8)多层与高层建筑结构设计 9)简明建筑结构静力设计手册
由于在进行结构方案设计时要考虑结构型式、结构体系、结构布置是否满足安全经济、方便施工等方面的原因,特作如下设计说明:
7.结构类型分析及结构选型:
.1)结构型式包括:混合结构、框架结构、筒体结构、剪立樯结构 混合结构:
优点:施工简单,就地取材,造价低,用钢量少。
缺点:整体性能差,很难满足大空间的要求,高层比较困难。 框架结构:
优点:整体性能好,满足大空间要求,耐久性好。 缺点:用钢量大,造价高。
其中框架结构又包括:装配式框架、装配整体式及现浇式 装配式框架结构: 优点:工期短,施工快。
缺点:对结点要求高(需焊接,用钢量大) 装配整体式:
优点:结点简单,焊接少,用钢量少,抗震整体性较好。 缺点:工序多,工期长。
现浇式:
优点:整体性好,抗震性好。 缺点:模板多,工期长。 筒体结构:
优点:抗侧、抗扭刚度及承载力大,建筑材料可得到充分利用。 缺点:工程量大,用钢量多。 剪立樯结构:
优点:整体性好,承载力及侧向刚度大。
缺点:剪力墙结构平面布置不灵活,空间局限结构自重大。 经以上分析,该建筑物选用现浇式框架结构。 2)框架承重方式选择:
承重方式有:横向框架承重,纵向框架承重,纵横向框架混合承重
横向框架往往跨数少,主梁沿横向布置有利于提高建筑物的横向抗侧刚度,而纵向框架则往往反接,构造要求布置较小的联系梁,有利于房屋室内的采光和通风
纵向承重墙框架的横向梁高度较小,有利于设备管线的穿行,当在房屋开间方向需要较大空间时,可获得较高的室内净高,并且可利用纵向框架的刚度来调整房间的不均匀沉降,缺点是房屋的横向抗侧刚度较差,进深尺寸受到限制。
纵横向框架混合承重则具有较好的整体工作性能,对抗震有利。 经以上分析,并结合建筑功能要求,该建筑物采用横向框架承重。 8.初定梁柱截面尺寸:
主梁
11
h(~)l,b
1216
11~b )23
取 h=600mm , b=300mm 柱:b
1
H (底层柱高) h=(1~1.5)b 15
取 h=400mm , b=350mm
9.其它结构选型 a屋面结构 ○
采用现浇屋盖,屋面找坡为材料找坡 b楼面结构 ○
楼板、雨篷、楼梯均采用现浇. c雨篷结构 ○
雨篷结构为现浇,采用悬梁式,有组织排水 d基础梁 ○
选用现浇式钢筋混凝土基础梁,尺寸估算:b=250mm h=300mm. e基础 ○
从地质条件可以看出,基础的持力层不太深(在天然地面以下3m)地基承
载力为250KN/m2(>200KN/m2)故采用钢筋混凝土柱下独立基础. f在④~⑤轴之间设置伸缩缝 ○
由于建筑物总长为67.8m(>55m),故需设置伸缩缝,缝宽为70mm 10、结构布置
1)因本建筑楼面标高变化不大,只作结构平面布置
其一般原则:上一层结构平面放到下一层建筑平面图布置 2)基础平面布置图
基础平面布置图上主要构件有:钢筋混凝土基础、基础梁 3)楼面结构布置图
主要构件有:框架、楼面梁、阳台梁 4)屋面结构布置图
主要构件有:框架、屋面梁、屋面板。
采用有组织的内天沟外排水形式,坡度为2% 11、屋面、楼面均采用现浇板 三张平面布置图见附图 1、基础平面布置图 2、楼面结构布置图 3、屋面结构布置图 二、雨篷、厕所、楼梯的计算
1、雨篷计算:
本工程采用悬梁式雨篷,且板面采用有组织排水。 1) 雨蓬板的计算:
YPL-1YPL-2YPB-2
YPB-1
YPL-3
①:YPL-1
Lo2=1500-200=1300mm Lo2=3300
lo133002.54>2 lo11300
所以可按单向板计算 a:恒荷载标准值计算
20mm厚防水砂浆面层 0.02200.4KN
m2
5‰的排水坡度 1300×5‰×1/2×20×1/1000=0.065 KN/m2
板自重 0.08252KN
217板底抹灰 0.0
m2
KN0.2
m
合计: gk=2.805 KN/m2 b:活荷载标准值: qk=0.5KN g+q=1.2×2.805+1.4×0.5=4.066 KN/m2 取1m宽板带,即:b=1000mm 作为计算单元. 则: g+q=4.066KN/m
m2
c:弯矩设计值:
1.320.859 Mmax(gq)lo224.066KN.m
1
8
18
d)配筋计算:
板厚:h=80mm h0=80-20=60mm 重要性系数=1.0 砼采用C20,则fc9.6N
mm2
,1=1.0
钢筋采用HPB235 则fy210N/mm2 o1.0 根据: s
oM1fcbho2
1.00.8591060.025 21.09.6100060
11
20.0250.025
s(12=(120.025)20.987
0.859106M2
69mm 故: As=
sfyh00.98721060
选6@180 As实=157mm2
另:(1)雨篷板中分布钢筋按构造配筋. 选用6@250
(2)YPB-1与YPL-1,YPL-2相交处所需配的负筋可按构造配筋,采用 6@180 ②:YPB-2
Lo2=1500-100=1400mm
lo133002.21>2 lo11400
所以可按单向板计算 其配筋同YPB-1
YPL-1
YPL-1
500
500
2) 雨蓬梁的计算: ①:YPL-3
A
B
C
边跨:lo1=6600mm lo2=3300mm
对于YPL-3截面: 根据 h(
1111
~)l(~)6600(550~370)mm 12181218
取: h=500mm b=(~)h200mm
对于YPL-1截面取 300mm×500mm YPL-2截面取200mm×400mm 荷载计算: a:恒荷载标准值
(半宽)梁底抹灰: 0.02×17×0.1=0.034KN
m
1213
m
梁侧做水刷石面层(25mm)厚: 0.5×0.5=0.25KN 梁
0.2(0.50.08)252.1KN
m
:
自
重
雨蓬板传来的恒载: 2.835
1.9
2.693KN
m2
合计 gk=5.111KN恒荷载设计值:
g=1.2×5.111=6.133 KN活载设计值:
q=0.51.4
1.9
0.665KN
m2
mm
m
g+q=6.133+0.665=6.798KN
内力计算:
经查《简明建筑结构设计手册》可查得内力系数:
MB=-0.1×6.798×6.62=-29.61 KN.m M1=0.08×6.798×6.62=23.69 KN.m
M2=23.69 KN.m M3=0.025×6.798×6.62=7.4 KN.m
VA=0.4×6.798×6.6=17.95 KN VB左=0.6×6.798×6.6=26.92 KN
VB右=0.5×6.798×6.6=22.43 KN ①对于支座处: 根据:
29.61
106M
0.071 =s
1fcbhO21.09.62004652
11
20.0710.074
s(12=(120.071)20.963
29.61106M2
222mm =As
sfyh00.963300465
选用 2 As = 226mm2 斜截面计算: 验算截面尺寸
hW=ho-80=385mm
hw385
1.925<4 b200
根据 0.25fcbho=0.259.6200465=223.2KN>V
截面满足要求
0.7ftbho=0.71.1200465=71.6KN>V 故只需按构造配箍筋
现配置 φ
6@200
对于YPL-1 b=300mm h=500mm 其截面形式如下图所示:
∵lo=1500
lo1500250mm 66
b
sn6600250
3003475mm 22
b
hf'5300
80
316mm 5
ho=500-35=465mm
hf'ho
80
0.17>0.1 465
snlo
b'min,b∴ f350mm
26
荷载计算: 恒荷载:
(半宽)梁底抹灰: 0.02×17×0.15=0.051KN
m
梁侧做水刷石面层(25mm)厚: 0.5×0.5=0.25KN
m
梁自重: 0.3×(0.5-0.08)×25=3.15KN
合计 gk=3.451KN
其设计值:
g=1.23.451=4.14KN
m
m
m
×
6.798
6.622.43KN 2
另:由YPL-3传来的集中荷载: P=
计算简图如下:
支座处弯矩M及剪力V:
124.141.52
22.431.5 =38.3KNm Mglpl =
22
Vglp =4.14×1.5+22.43=28.64KN
38.3
106M
0.053 根据 s=22
1fcbhO1.09.6350465
1120.
0530.054
s(12=(120.054)20.973
38.3106M2
282mm =As
sfyh00.973300465
选用 2 As = 308mm2 斜截面计算: 验算截面尺寸
hW=ho-80=385mm
hw385
1.28<4 b300
根据 0.25fcbho=0.259.6300465=334.8KN>V
截面满足要求
0.7ftbho=0.71.1300465=107.4KN>V 故只需按构造配箍筋
现配置 φ6@200
对于YPL-2 b=200mm h=400mm 其截面形式如下图所示:
根据 bf'
lo1500500mm 33
荷载计算: 恒荷载:
梁自重: 0.2×(0.4-0.08)×25=1.6KN
其设计值:
m
g=1.21.6=1.92KN
m
×
另:由YPL-3传来的集中荷载: P=6.7986.644.87KN
计算简图如下:
支座处弯矩M及剪力V:
121.921.52
44.871.5 =69.47KNm Mglpl =
22
Vglp =1.92×1.5+44.87=47.75KN
根据 1fcbf'hf'(ho
hf'2
)
80
) 2
=1.09.650080(365 =124.8KNm>M 故属于第一类T形截面
69.47
106M
0.109 根据 s=22
1.09.65003651fcbf'ho
1120.109
0.115
s(12=(120.109)20.942
69.47106M2
673.5mm =As
sfyh00.942300365
选用 3 As = 763mm2
斜截面计算: 验算截面尺寸
hW=ho-80=285mm
hw285
1.425<4 b200
根据 0.25fcbho=0.259.6200365=175.2KN>V
截面满足要求
0.7ftbho=0.71.1200365=56.2KN>V 故只需按构造配箍筋
现配置 φ
6@200
厕所现浇板的计算:
一、 对于XB-1:
计算跨度:lo1=3900mm lo2=3900mm
1)荷载计算
a)恒荷载标准值:
马赛克地面: 0.55KN/m2
20mm厚水泥砂浆: 0.02×17=0.34 KN/m2
100mm厚板自重: 0.10×25=2.5KN/m2 15mm厚板底粉刷: 0.015×17=0.26 KN/m2
小计 gk=3.65KN/m2
其设计值: g=1.2×3.65=4.38 KN/m2 b)活荷载标准值: qk=2.5KN/m2
其设计值: q=1.4×2.5=3.5 KN/m2
lo139001>0.5 故按双向板计算 lo23900
g+q/2=4.38+3.5/2=6.13 KN/m2 q/2=3.5/2=1.73 KN/m2
g+q=4.38+3.5=7.88 KN/m2 2):弯矩计算: 由
lo139001 可查表: lo23900
m1=(0.04120.20.0022)6.133.92(0.04760.20.0354)1.753.92 =5.7KN.m
m2=(0.00220.20.0412)6.133.92(0.03540.20.0476)1.753.92 =4.02KN.m
m1'm1
3)截面设计: 经过计算 γs=0.95
As=M/γshofy
lo1方向: ho=80mm lo2 方向取 ho=70mm 跨中:
M5.7106 As135mm72
shofy0.9580210
M4.02106
As2288mm2
shofy0.9570210
l01方向选用:
8@130 As=387mm2
lo2方向选用:8@160 As=314mm2 区隔支座: γs =0.95 l01方向ho=80mm
M11.25106
As2704mm2
shofy0.9580210
选用: 12@160 As=707mm
2
次梁设计计算
取 bh=200300mm 1、
荷载计算
恒载标准值: 板传荷载: 次梁自重: 次梁粉刷:
3.65
3.9
0.2623.7KN/m 2
0.2(0.3-0.1)×25=1KN/m
(0.3—0.1)20.0217=0.136KN/m
小 计:
活载标准值: 总设计值: 2、
计算跨度:
lo=3.9m
3、
内力计算: 1. 弯矩设计值:
M支
ql29.363.9211.86KN.m 1212ql29.363.925.93KN.m 2424ql9.363.918.25KN 22
gk=4.84KN/m
qk=2.5
3.9
0.2622.54KN/m 2
g+q=1.2×4.8+1.4×2.54=9.36 KN/m
M中2. 剪力设计值: V
4、
承载力计算:跨中按T形截面计算:
b'f
lo39001300mm 33
根据 1fcbf'hf'(ho
hf'2
)
100
) 2
=1.09.61300100(260 =262KNm>M 故属于第一类T形截面
根据 s
M1fcbf'ho
2
5.93106
0.0064 =
1.09.613002602
11
20.00640.0064
s(12=(120.0064)20.997
5.93106M2
76.25mm =As
sfyh00.997300260
Asmin=0.25%×200×300=150 mm2 选用 2 As = 157mm2
11.86
106M
0.092 对于支座:s=22
1fcbhO1.09.6200260
11
20.0920.096
s(12=(120.092)20.952
11.86106M2
160mm>Asmin =As
sfyh00.952300260
选用 2 As = 157mm2
斜截面计算: 验算截面尺寸
hW=ho-100=160mm
hw1600.8<4 b200
根据 0.25fcbho=0.259.6200260=124.8KN>V
截面满足要求
0.7ftbho=0.71.1200260=40.04KN>V 故只需按构造配箍筋 选用 6@200
四、现浇楼梯计算
此处所计算的现浇楼梯为板式楼梯,楼梯的结构布置如图所示。 该楼梯:踏步尺寸为150mm300mm,采用C20混凝土,板中采用HPB235钢筋,梁纵筋采用HRB335钢筋楼梯均布活荷载标准值Qk=3.5KN/平方米 。
板厚t(
1111
~)ln(~)3600144~120 25302530
所以斜板取板厚为 140mm,水平段板厚取与斜板相同的 厚度为140mm
(一):楼梯段设计,荷载标准值计算
斜板:
栏杆自重 0.2
0.150.14
)5.79 20.8940.150.3
0.975 板30厚水磨石面层 0.65
0.30.02
0.358 板底20厚纸筋灰粉刷 16
0.894(斜板自重 25
合计 gk7.323
设计值 g=7.3231.2=8.788
水
平
板自重 2510。14=3。5 30厚水磨石面层 0.65
板底粉刷 160.021=0.32 合计 gk4.47 设计值 g=4.471.2=5.364 活荷载标准值 3.5
设计值 q=3.51.4=4.9 总计
斜板部分 P1=7.3231.2+3.51.4=13.688 水平段板部分 P2=4.471.2+3.51.4=10.264 1、 斜板截面设计
板水平计算跨度ln=3.6m,弯矩设M=
1pln21
13.6883.621010
17.74 板的 有效高度h0=140-20=120mm
M
17.74
106s
f2=.09.610001202
0.128 1cbhO1s(12=(120.128)20.931
AM
17.74106120
756mm2s=
sfyh00.931210选配10 @100 As = 785mm2
分布筋每步踏板1根8
段
计值
2、 平台板设计
设平台板厚h=80mm,取1m宽板带计算 (1) 荷载计算 (KN.m)
水磨石面层 0.65 80mm厚混凝土板 0.0825=2 板底 抹灰 0.0217=0.34 合计 gk2.99
活荷载 qk3.5
总荷载设计值P=2.991.2+3.51.4=8.488KN/ m 截面设计
平台板的计算跨度lo=2.1-0.2/2+0.12/2=2.06m 弯矩设计值 M=
11
pln28.4882.0623.60KN.m 1010
板的有效高度h0=80-20=60mm
3.60
106M
0.104 s=22
1fcbhO1.09.6100060
s(12=(120.104)20.945
3.6106M
302mm2 As=
sfyh00.94521060
选配6/8 @130 As = 302mm2
3、 平台梁设计
设平台梁 截面尺寸为200mm350mm
(1) 荷载计算
恒载计算
梁自重:0.2(0.30-0.08)25=1.35 梁侧粉刷0.2(0.30-0.08)217=0.184 平台板 传来荷载2.992.1/2=3.14 梯段板传来荷载7.3233.6/2=13.18
合计 17.85
(活荷载 3.5
3.62.1
)9.98 22
总荷载设计值P=1.217.85+1.49.98=35.39KN/m
(2) 截面 设计
计算跨度lo=1.05ln=1.05(3.3-0.24)=3.21m 弯矩 设计值Mplo235.393.21245.58KN.m 剪力设计值V
11
pln35.393.0654.15KN 2218
18
截面按倒L型计算bf'b5hf'200580600mm 梁的有效高度ho=350-35=315mm 经判断属于第一类T型截面
45.58
106M
0.08 =s
1fcbhO21.09.66003152
s(12=(120.08)20.958
45.58106M
503mm2 As=
sfyh00.958300315
选配2 As = 628mm2 按构造配置2 As = 308mm2 配置6 @200 箍筋 则斜截面受 剪力为
Vcs0.7ftbh01.25fyv
Asv
h0s
56.6
315 200
0.71.12003151.2521071.9KN54.15KN
满足 要求
(五)绘制施工图:
板式楼梯斜板的配筋图
框架荷载、内力计算 一、 确定计算简图 1、 2、
计算单元 KJ-11 计算简图
假定框架与基础固定,且嵌固于基础顶面.框架梁与柱节点刚结.由于各层柱的截面尺寸不变,则梁跨等于柱截面形心轴线之间的距离,底层柱高从基础顶面算至二楼板底,基顶标高根据地质条件暂定—1.05m,则底层柱高为(3.77+1.05)=4.82m,其余各层柱高为层高,均为3.9m。
注:计算时,取柱心之间的距离,所以A,F轴线各自向内偏移80mm,实际计算距离为7640mm,C,D轴线向外偏移80mm,实际
计算距离为2560mm
框架计算简图
3、 主要杆件尺寸估算
混凝土梁:C20 则Ec=2.55104N/mm2 柱: C30 则Ec=3.00104N/mm2 横向框架梁(边跨) 则 h=(
h=(
11
~) 1216
12
13
b=(~)h
取 h=600mm 取
11
~)7640(637~478)mm 121611
b=(~)600(300~200)mm
23
b=300mm
框架柱: b=
11
H(底层柱高)=4820321mm 1515
h=(1~1.5)b
取:b=350mm h=400mm 横向框架梁(中跨) 取b=300mm h=450mm
纵向连梁:考虑其兼做过梁:取:b=250mm h=600mm
4、 惯性矩线刚度计算
其中在求梁截面惯性矩时考虑到现浇楼板的作用,取I=2I0(I0为不考虑楼板翼缘作用的梁截面惯性矩): 横向框架
1
0.30.632
EI边跨梁 I边梁=36047KN.m l7.64
1
25.51060.30.432EI 中跨梁 I中梁=38250KN.m l2.56
25.5106
1
0.350.43
EI 底层柱 I底层柱=11618KN.m l4.82
1
301060.350.43
EI 其余各层柱 I余层柱=14359KN.m l3.9
30106
=1 则其余杆的相对线刚度为: 令 i边梁
38250
1.06 36047
= i中梁
14359
0.40 3604711618=0.32 i底柱
36047
= i上柱
85.6 64.1466.1466.1478.8478.8464.1464.1464.1485.6
12.2821.0621.0621.0625.5325.5321.0621.0621.0612.28
0.9830.9830.983
活荷载作用下的计算简图(KN/m)
(5)作用于屋面梁和楼面节点处集中风载计算
根据风压标准值计算公式为:wkzszw0,其中z为高度z
处风振系数,由于本建筑高度H=12.9m
根据: ww =γ
Qz
swos(H4+0.5H3)z
()×1×z wos(H4+0.5H3) zo3 W3=1.82z wos(0.5H3+0.5H2) =0.91z wos(H3+H2)
W2=0.91z wos(H2+H1) S:为开间. H4为女儿墙高,取1.2m
风荷载计算表
左荷载作用下结构计算简图
风荷载作用下的内力计算:
框架在风荷载作用下(以左向右吹)的内力用D值法进行计算,其步骤为:
⒈计算各柱抗侧刚度D及总剪力在各柱间的剪力分配; ⒉确定各柱反弯点高度系数y; ⒊求各柱杆端弯矩及梁端弯矩
①:计算各柱抗侧刚度D及总剪力在各柱间的剪力分配
②:确定各柱反弯点高度系数y
n:为总层数 j:为所在层 k:为梁柱线刚度比 yo:标准反弯点高度比(由n、j、k查表可得) α1:上下梁刚度变化时的刚度比 α2=上层层高/所计算层层高 α3=下层层高/本层层高
由α1、α2、α3可查得y1 、y2、y3
③:求各柱杆端弯矩及梁端弯矩
根据各柱分配到的剪力及反弯点位置yh计算i层第j个柱端弯矩 上端弯矩: Mtij=Vijh(1-y) 下端弯矩: Mbij=Vijhy 由柱端弯矩,并根据节点平衡计算梁端弯矩 对于边跨梁端弯矩:Mbi=Mtij+Mbi+1,j
对于中跨,由于梁端弯矩与梁的线刚度成正比,因此:
Ml
bi=(Mtij+Mbi+1ilb
,j)
ili br
b M
r
bi=(Mtij+Mb
i+1irb
,j)ilir bb
再根据力平衡原理,由梁端弯矩和作用在该梁上的竖向荷载,求出梁跨中弯矩和剪力 经计算,其内力图如下:
3.2173.4095.339
10.57118.567
风荷载作用下的M图 (KNm)
风荷载作用下V图(KN)
风荷载作用下的N图(KN)
四 框架内力计算
1、 恒载设计值作用下内力计算
中间跨BC杆线刚度乘0.5修正系数可求得节点各杆端弯矩分配系数如图(利用对称性 求内力计算)
荷载引起的固端弯矩(可将集中荷载转化为均布荷载,根据
n21p
主梁自重按原均布荷载不变) qE=nl
86.5
78.8478.84
86.5
6.927.547.54
恒荷载作用下(等
效
)
计
算
简
图
25.2553.5312.28512.285
7KN/m
0.0.0.0.983.285KN/m
0.983.285KN/m0.983
活荷载作用下(等效)计算简图
计算分配系数
1iu'ik.ik
2iik
11
0.357
u'1 ):屋面
210.4u'10.42210.40.43
u'11.060.53211.060.50.40.137
u'121411.060.50.40.259
u'120.4511.060.50.40.104
u'116210.40.4
0.278
u'u'10.4
78210.420.111
u'119210.421.060.5
0.215
u'u'10.4
1011210.421.060.50.086
u'11.060.5
12210.421.060.50.114
u'11
13210.40.320.291
u'10.4
14210.40.320.116
u'120.32
1510.40.320.093
u'11
16210.40.321.060.50.222
u'10.4
17210.40.321.060.50.089
u'120.32
1810.40.321.060.50.071
u'11.060.5
19210.40.321.060.5
0.118
1
MgAW,CW
q2
l 1236.966
7.642 =
12
=179.808KN. m MgCW,AW179.808KN. m
q2
l 12
12.914
2.562 =
12
MgCW,DW
=6.678KN. m MgDW,CW6.678KN. m 2):标准层楼面梁
MgAb,Cb
q2
l 1226.382
7.642 =
12
=128.326KN. m MgCb,Ab128.326KN. m
q2
l 12
9.036
2.562 =12
MgCb,Db
=4.935KN. m MgDb,Cb4.935KN. m
则恒载引起的节点不平衡弯矩:
MM
AW,CW
(179.8086.92)=172.891 KN. m 179.8086.6786.31=166.82 KN. m
CW,AW
M
Ab,Cb
(128.3267.54)=120.79 KN. m
M
Cb,Ab
128.3264.93510.83=112.56 KN. m
-179.81-0.143
79.05
24.7279.7331.6610.4479.9331.9410.5532.0111.23
10.66
-0.357
179.81
-0.259
-0.104-61.11
-61.54-61.65-8.69-8.72
-8.76-9.93128.33-0.086-22.39
-21.81-9.93-21.72-8.96
-8.72
-8.69-12.94
-12.93-12.83-11.99
-0.215
-0.114
-6.68-32.32-32.55-32.61
-0.111
-0.278
-0.111
10.6611.23
10.5516.5416.50
16.1812.78
-0.116
-0.291
-128.3326.7128.1326.4326.16
-0.086
-0.137
-4.94-11.87-11.57-11.52
-0.093
-0.222
-0.118
-128.3332.0540.5841.3941.49
10.2412.9713.2313.26
128.33-29.90-40.58
-32.24-9.56-32.26-0.089
-4.94-17.01-17.14-17.15
恒荷载作用下迭代法计算