土木工程专业毕业设计框架结构计算书611章

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1、烟 台 大 学 毕 业 设 计 第6章 竖向荷载作用下框架结构的内力计算6.1 计算单元的确定 根据板的长边/短边小于2,知板为双向板,板荷载传递路线如图6.1、6.2 图6.1 车库-五层 计算单元,图6.2 六层 计算单元6.2 荷载计算6.2.1 车库层-五层:(1)、恒荷载的计算以2层荷载计算为例梁自重加上梁上墙的荷载: 板面荷载传给梁的梯形荷载: 4.0=15.60卫生间板传给梁的三角形荷载: 纵梁传给柱的集中荷载:利用弯矩平衡对e点取矩可得: .由于对称,故同理可得 节点弯矩的计算: (2)、活荷载的计算以2层荷载计算为例板面活荷载传给梁的梯形荷载: 卫生间板传给梁的三角形荷载:

2、纵梁传给柱的集中荷载: 利用弯矩平衡对a点取矩可得:由于对称,故同理可得, 节点弯矩的计算: 楼层竖向荷载的计算见图6.3和图6.4 图6.3 恒载作用 (单位:集中力为,线荷载为,节点弯矩为) 图6.4 活载作用 (单位:集中力为,线荷载为,节点弯矩为)6.3 内力的计算6.3.1 竖向恒载作用下构件弯矩剪力轴力的计算 图6.5 恒载弯矩图 (单位:) 图6.6 恒载剪力图 (单位:) 图6.7 恒载轴力图 (单位:) 6.3.2 竖向活载作用下构件弯矩、剪力、轴力的计算 图6.8 活载弯矩图 (单位:) 图6.9 活载剪力图 (单位:) 图6.10 活载轴力图 (单位:) 第7章 内力组合

3、7.1 结构抗震等级的确定结构的抗震等级可根据结构类型、地震烈度、房屋高度等因素查得,本工程高度小于24,结构类型为框架结构,7度设防,丙类建筑,根据建筑抗震设计规范GB 50011 2010知本工程抗震等级为三级。7.2 框架梁内力组合7.2.1 基本规定本工程考虑了七种组合:、1.2恒+1.4活、1.2恒+1.4风、1.35恒+1.4(0.7活0.6风)、1.2恒+1.40.9(活风)、1.0恒1.4风、1.2(恒+0.5活)1.3地震、1.0(恒+0.5活)1.3地震根据上述几种组合,结合梁的控制截面进行内力的计算。其中梁的控制截面位于梁端柱边及跨间最大弯矩处,各个截面的内力计算见表7.

4、2。对于竖向荷载作用下,考虑塑性内力重分布,对于支座进行弯矩调幅(调幅系数取0.85),对梁中弯矩乘以1.2的系数予以增大。水平荷载作用下不进行调幅,故弯矩调幅在内力组合之前。为了保证强剪弱弯, 一、二、三级的框架梁,其梁端截面组合的剪力设计值应按下式调整 ,其中梁端剪力增大系数,三级抗震取 1.1。为承载力调整系数,具体取值见表7.1 表7.1 承载力调整系数结构构件类型正截面承载力计算斜截面承载力计算梁偏心受压柱梁、柱0.750.800.85注:轴压比小于0.15的偏心受压柱,取为0.75 7.2.2 框架梁内力组合梁端剪力的调整:对于第一层中AB跨有:净跨为5.7-0.33-0.33=5

5、.04,并且可以将均布力换算成集中力:在恒荷载作用下,按简支梁计算的梁剪力为: 梯形荷载转换为集中力为,三角形荷载转换为集中力为,均布力转换为集中力为。在活荷载作用下,按简支梁计算的梁剪力为:故 其中是在地震作用下AB梁左右最大的弯矩之和,是梁在重力荷载代表值作用下,按简支梁分析的梁端截面剪力设计值:其余计算结果见表7.2 7.3 框架柱内力组合7.3.1 基本规定本工程考虑了七种组合、1.2恒+1.4活、1.2恒+1.4风、1.35恒+1.4(0.7活0.6风)、1.2恒+1.40.9(活风)、1.0恒1.4风、1.2(恒+0.5活)1.3地震、1.0(恒+0.5活)1.3地震根据上述几种组

6、合,结合柱的控制截面进行内力的计算。其中柱的控制截面位于柱顶和柱底,各个截面的内力计算及组合见表7.37.3.2 柱端弯矩、柱轴力的调整 1考虑地震作用组合的框架柱,其节点上、下端和中间层节点上、下端的截面内力设计值应按下列公式计算: 式中-考虑地震作用组合的节点上、下柱端的弯矩设计值之和;柱端弯矩设计值的确定,在一般情况下,可将计算的弯矩之和,按上、下柱端弹性分析所得的考虑地震作用组合的弯矩比进行分配;-同一节点左、右梁端,按顺时针和逆时针方向计算的两端考虑地震作用组合的弯矩设计值之和的较大值; 三级抗震,取1.32.框架顶层柱、轴压比小于0.15的柱,柱端弯矩设计值可取地震作用组合下的弯矩

7、设计值。 3.节点上、下柱端的轴向力设计值,应取地震作用组合下各自的轴向力设计值。考虑地震作用组合的框架结构底层柱下端截面弯矩设计值,对三级抗震等级应按考虑地震作用组合的弯矩设计值乘以系数1.3确定。4.以第二层B柱,柱端组合弯矩设计值调整为例,其余计算结果见表7.3 第二层梁与B柱节点的梁端弯矩值由内力组合表7.3查得。查表易得四种有关地震的组合下右震内力组合最大,故 右震 = 第二层梁与B柱节点的柱端弯矩值由内力组合表7.3查得。查表易得四种有关地震的组合下右震内力组合最大,故右震 节点上端弯矩-92.7,下端108.6=1.3190.7=将1.3按柱的弹性分析弯矩值之比分配给节点上下柱端

8、Mc1=Mc25.柱剪力的调整一、二、三级的框架柱和框支柱组合的剪力设计值应按下式 其中抗震等级三级,、分别为柱的上下端顺时针或反时针方向截面组合的弯矩设计值,应符合建筑抗震设计规范GB50011-20010(2010年版)第6.2.2、6.2.3 条的规定,为柱的净高。49烟 台 大 学 毕 业 设 计第8章 截面设计 8.1 框架梁截面设计8.1.1 基本资料框架横梁正截面及及斜截面的配筋计算,按受弯构件进行,由于考虑抗震设计,则横梁不设弯起钢筋,梁的下部纵筋不能在跨中截断。根据横梁控制截面内力设计值,利用受弯构件正截面承载力和斜截面承载力计算公式,算出所需纵筋及箍筋。这里仅以车库层AB梁

9、为例说明计算方法框架AB梁的混凝土等级为C30 =14.3 N/mm2 =1.43 N/mm2 箍筋采用HRB335 =300 N/mm2 纵筋采用HRB400 =360 N/mm2截面尺寸:bh=250mm450mm8.1.2 正截面设计计算1梁的正截面受弯承载力的计算 (1)梁底配筋从表7.2查出最不利组合为地震作用组合,此时跨间 。梁下部受拉时,按T形截面设计。 翼缘计算宽度当按跨度考虑时,按梁间距考虑时,按翼缘厚度考虑时,此种情况不起控制作用。故取。梁内纵向钢筋采用HRB400级钢筋,因为: 属第一类T形截面故取218,(),且大于,满足要求。(2)支座配筋:从表7.2中选出AB跨跨间

10、截面及支座截面的最不利内力(地震作用组合下),(地震作用组合下)将支座中心处的弯矩换算到边缘控制截面的弯矩进行配筋计算:支座弯矩将下部跨间的218钢筋深入支座负弯矩作用下的受压钢筋(),再计算相应的受拉钢筋,B端弯矩大,计算A支座,即支座A上部:说明有富裕,且不屈服,可近似取实取318, 故满足要求。8.1.3 梁斜截面受剪承载力计算以AB跨计算为例由表7.2知最不利剪力为 将支座中心处的剪力换算到边缘控制截面的剪力进行配筋计算:支座剪力故截面尺寸满足要求。 查50011-2010建筑抗震设计规范表6.3.3易得,梁端箍筋最大间距取梁端加密区箍筋取8100双肢箍,用HRB335级钢筋,则: 加

11、密长度取1.5的梁的高度和500mm中的较大者,故取为675 mm,规范规定非加密区间距不宜大于加密区间距的两倍,故取8200。其余梁的计算同上,计算时均取梁受力较大一端计算,另一端配筋与受力较大端相同,经分析AB梁及BC梁均是B端受力大,及B端起控制作用,故在进行AB梁及BC梁计算时均取B端进行计算。框架梁纵向钢筋计算及框架梁箍筋计算见表8.1、8.2 表8.1 框架梁纵向钢筋计算表层次截面M 实际配筋车库层支座AB梁左端A-83.510.0260.0230.987610.5318(763)0.735AB梁右端-65.630.0060.0060.997479.8318(763)0.735BC梁左端-79.820.0170.0170.991583.5318(763)0.735BC梁右端C-660318(763)0.735CD梁左端C-70.750.0020.0020.998515.8318(763)0.735CD梁右端D-68.550318(763)0.735AB跨间60.60.0130.0130.993408.5218(509)0.49BC跨间15.60.0130.01

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