《新整理施工方案大全》8框架结构计算.doc

攀枝花学院本科毕业设计(计算书) 框架结构计算4 框架结构计算4.1重力荷载计算4.1.1屋面上人30厚细石混凝土保护层 220.3=0.66 KN/三毡四油防水层 0.4 KN/20厚水泥砂浆找平层 200.020.4 KN/40厚水泥石灰焦渣砂浆3找平 0.04×140.56 KN/100厚现浇混凝土板 0.1×252.5 KN/V型轻钢龙骨吊顶 0.25 KN/合计： 5.02 KN/4.1.2 各层走廊楼面大理石面层：水泥砂浆擦缝 30厚1：3干硬性水泥砂浆 水泥结合层一道 1.16 KN/100厚现浇混凝土板 0.1×250.25 KN/灰层；10厚混合砂浆 0.01×171.7 KN/合计： 5.36 KN/4.1.3 标准层楼面大理石面层：水泥砂浆擦缝 30厚1：3干硬性水泥砂浆 水泥结合层一道 1.16 KN/100厚现浇混凝土板 0.1×250.25 KN/V型轻钢龙骨吊顶 0.25 KN/合计：3.91 KN/4.1.4梁自重b×h=300×500 梁自重: 25×0.3×(0.5-0.1)=3 KN/ b×h=300×600梁自重: 25×0.3×(0.6-0.1)=3.75 KN/ b×h=200×450 梁自重: 25×0.2×(0.45-0.1)=1.75 KN/ b×h=200×400 梁自重: 25×0.2×(0.4-0.1)=1.5 KN/4.1.5柱自重 b×h=500×500柱自重： 25×0.5×0.5=6.25 KN/ 抹灰层10厚混合砂浆： 0.01×0.5×4×170.34 KN/4.1.6外墙自重标准层：纵墙： 0.9×0.2×19=3.42 KN/铝合金窗： 0.35×2.1=0.74 KN/外贴瓷砖: (3.6-2.1)×0.5=0.75KN/水泥粉刷内墙面： (3.6-2.1)×0.36=0.54KN/合计： 5.45 KN/ 底层：纵墙： (5.3-2.4-0.6-0.4)×0.2×18=6.84 KN/铝合金窗： 0.35×2.4=0.84 KN/外贴瓷砖: (4.2-2.4)×0.5=0.9KN/水泥粉刷内墙面： (4.2-2.4)×0.36=0.648KN/合计： 9.228 KN/4.1.7 内隔墙自重标准层：纵墙： 3 .6×0.2×19=13.68KN/水泥粉刷内墙面： 3.6×0.36×2=2.592KN/合计： 16.27KN/ 底层：纵墙： (5.3-2.4-0.6-0.4)×0.2×19=7.22KN/水泥粉刷内墙面： (5.3-2.4-0.6-0.4)×0.36×2=1.37KN/合计： 8.59 KN/4.1.8栏杆自重 0.24×1.1×18+0.05×25×0.2=4.21KN/4.2屋面和楼梯面活荷载标准值根据荷载规范查得：上人屋面： 2.0 KN/楼面： 2.0 KN/走廊：2.5KN/4.3确定框架计算简图框架计算单元：取轴线一榀框架计算：假设框架柱嵌固于基础面上。框架梁于柱刚结：由于各层柱的截面尺寸不变，故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层楼面，基础标高根据地质条件室内外高差：定为-1.10m.二层楼面标高为4.2m。故底层标高为5.3m.其余为3.6m.。4.3.1框架柱刚度计算中框架梁取I=2左边跨梁： 右边跨梁： 底层柱： 上层柱： 令1.0，则其余各杆件的相对刚度为： 框架梁柱的相对刚度如图所示：作为计算各杆端弯矩分配系数的依据。图4.1计算简图4.4竖向荷载下框架受荷总图4.4.1 AB轴线间框架梁楼面板传荷载板传至梁上的三角形荷载或梯形等效为均布荷载，荷载的传递示意图4.2恒载： 3.91×2.4×5/8×211.73KN/m活载： 2.0×2.4×5/8×26 KN/m墙自重：（3.6-0.5）×0.2×1911.78 KN/m屋面板恒载： 活载： 梁自重： 3 KN/m图4.2板传荷示意图 次梁受到板影响： 有板传来： 墙自重: 0.2×19×(3.6-0.4)=12.16 KN/m 活载： 恒载=梁自重+板传荷载+墙自重1.75+8.11+12.1622.02 KN/m 活载=板传荷载6.08 KN/m g+q6.08+22.0228.1 KN/m 传到梁上的集中力为:A B梁上的荷载为：楼面板：恒载：活载：墙自重：（3.6-0.5）×0.2×1911.78 KN/m屋面板：恒载：活载：梁自重： 3 KN/mAB轴线间的 框架梁均布荷载为：屋面梁：恒载梁自重+板传荷载3+24.627.6 KN/m 活载板传荷载9.8 KN/m 楼面梁：恒载梁自重+板传荷载墙传荷载11.78+11.73+326.51 KN/m 活载板传荷载6 KN/m4.4.2 BC轴线间框架梁 楼面板传荷载恒载： 3.91×4.5/2×5/8×211KN/m活载： 2.0×4.5/2×5/8×25.63 KN/m墙自重： （3.6-0.5）×0.2×1911.78 KN/m屋面板传荷载恒载： 活载： 梁自重： 3 KN/mBC轴线间的 框架梁均布荷载为：屋面梁：恒载梁自重+板传荷载3+14.1217.12 KN/m 活载板传荷载5.63 KN/m 楼面梁：恒载梁自重+板传荷载墙传荷载14.12+11.78+328.9 KN/m 活载板传荷载5.63 KN/m4.4.3 A轴柱的集中荷载计算顶层柱：女儿墙自重：（做法：墙高1100，100的混凝土压顶） 0.2×1.1×19+25×0.1×0.2+（1.2×2+0.2）×0.55.98 KN/m 天沟自重： 25×0.6+(0.2-0.1) ×0.08+(0.6+0.2) ×(0.5+0.36)=2.08 KN/m 顶层柱恒载女儿墙+梁自重+板传荷载 =(5.98+2.08)×4.8+3.75×(6-0.45)+17.73×4.8=144.6 KN/m 顶层柱活载=板传荷载6×3.828.8 KN/m 标准层柱恒载墙自重+梁自重+板传荷载 3.42×(4.8-0.45)+3.75×(4.8-0.45)+5.43×4.8+3.75× 71.53 KN/m 标准层柱活荷载： 6×4.828.8 KN/m 基础顶面恒载=底层外墙自重+基础梁自重 7.22×（4.8-0.55）+3.75×（4.8-0.45）=47.72 KN/m4.4.4 B轴纵向集中荷载顶层柱： 顶层柱恒载梁自重+板传荷载 =(4.8-0.45)×3.75+22.02×(4.8-0.45)×2+3.91×××2=207.89 KN/m顶层柱活载=板传荷载6×4.8+2.0×1.6×4.8×31.68 KN/m 标准层柱恒载墙自重+梁自重+板传荷载 3.75×(4.8-0.45)+3.75×(4.8-0.45)+5.43×4.8+3.75×（2.59+18.14）× 96.41 KN/m 标准层柱活荷载： 6×4.82.0×1.6×4.8××234.56 KN/m 基础顶面恒载=基础梁自重3.75×（4.8-0.45）=16.3 KN/m4.4.5 C轴纵向集中荷载的计算顶层柱：顶层柱恒载女儿墙+梁自重+板传荷载 =(5.98+2.08)×4.8+3.75×(6-0.45)+11×4.8=122.3KN/m 顶层柱活载=板传荷载2.0×1.6×0.89×4.813.64 KN/m 标准层柱恒载墙自重+梁自重+板传荷载 3.42×(4.8-0.45)+14.12×(4.8-0.45)+5.43×4.8 10.2.36 KN/m 标准层柱活荷载：2.0×1.6+4.8×+6×4.8102.36 KN/m 基础顶面恒载=底层外墙自重+基础梁自重 7.22×（4.8-0.55）+3.75×（4.8-0.45）=47.72 KN/m图4.3竖向受荷总图4.5内力计算4.5.1恒载作用下的内力计算 由前述的刚度比可根据下式求得节点个杆端的弯矩分配系数均布荷载和集中荷载偏心引起的固端弯矩构成节点不平衡弯矩： 根据上述公式计算的梁固端弯矩。以上计算中，当已知框架的M图求V图以及已知V图求N图时，可采用结构力学取脱离体的方法。已知杆件两端的弯矩图（图4.4）图4.4V的计算简图其剪力：式中 简支梁支座左端和右端的剪力标准值两端弯矩标准值 已知某节点上柱传来的轴力和左，右传来的剪力，其柱下轴力为： 式中 以压力为正，拉力为负。 恒荷载作用下的弯矩二次分配图，弯矩图，剪力图，轴力图，如图4.5，图4.6，图4.7，图4.8所示。图4.5恒载作用下的M图（单位：KN.m）注：节点平衡是因为节点有等代力矩的缘故 图4.6恒载作用下的N图图4.7恒载作用下的V图图4.8 恒载作用下的N图4.5.2活荷载作用下的内力计算 由于活荷载作用的情况比较多，我们只考虑活荷载满跨布置的情况，活荷载作用下的弯矩二次分配图，弯矩图，剪力图，轴力图，如图4.9，图4.10，图4.11，图4.12所示。图4.9活载作用下的M图（单位：KN.m）注：节点平衡是因为节点有等代力矩的缘故图4.10活载作用下的M图（单位：KN.m）图4.11活载作用下的V图（单位：KN.m）图4.12活载作用下的N图（单位：KN.m）4.6. 风荷载计算 作用在屋面梁和楼面梁节点处的集中风荷载标准值： 式中 基本风压0.5KN/； 风压高度变化系数，地面粗糙度为B类； 风荷载体型系数，根据建筑物的体型查得1.3； 风镇系数，对于不大于30m的 ，取1.0； 下层柱高； 上层柱高，对于顶层为女儿墙高度的2倍； B 迎风面的高度， B4.8m。 计算过程见表4.6.14.6.1风荷载作用下的位移验算4.6.1.1 侧移刚度D 见表4.6.2和表4.6.3表4.1 集中风荷载标准值离地高度Z/m（KN/m）/m/m/KN18.61.21.01.30.43.62.48.99151.141.01.30.43.63.610.2411.41.111.01.30.43.63.69.977.81.010.1.30.43.63.68.984.21.01.01.30.44.23.69.73表4.2 横向2-5层D值的计算构件名称A轴柱0.3759722B轴柱0.57414881C轴柱0.57111122表4.3 横向底层D值的计算构件名称A轴柱0.6047806B轴柱0.759694C轴柱0.64483244.6.1.2 风荷载作用下框架侧移刚度 水平荷载作用下框架的层间侧移可按下式计算 式中 第j层的总剪力； 第j层所有柱的抗侧刚度之和； 第j层的层间侧移。 第一层的层间侧移刚度值求出以后，就可以计算各楼板标高处的侧移值的顶点侧移值，各层楼板标高处的侧移值是该层以下各层层间侧移之和。顶点侧移是所有各层层间侧移之和。 框架在风荷载作用下侧移的计算见表4.4表4.4 横向底层D值的计算层次/m/h58.998.99357250.00031/12000410.2419.23357250.00051/720039.9729.6357250.00081/450028.9838.18357250.00111/327319.7347.91258240.00191/2211侧移验算: 1/2211<1/550 图4.13风活载作用下的M图（单位：KN.m）图4.13风活载作用下的V及N图（单位：KN.m）4.7水平地震作用的计算4.7.1 荷载的确定4.7.1.1恒载屋面板重力值：5.02×10×4.8240.96KN楼面板重力值：3.91×4.8×（3.6+4.5）+5.36×4.8×1.9200.9KN梁重力值：0.3×0.6×4.8×3+0.2×0.45×4.8+0.3×0.5×10×25113.1KN标准层柱：0.45×0.45×3.6×25×354.68KN底层柱： 0.45×0.45×4.2×25×363.79KN墙重力值：5.45×0.9×2×4.8=47.09KN =(4.8-0.45)×（3.6-0.6）-2.4×2.1×0.2×19×2+(3.6-0.225)×（3.6-0.5）×0.2×19+(4.5-0.5)×(3.6-0.6)×0.2×19+(4.8-0.45)×(3.6-0.6)×0.2×19+(4.8-0.2)×(3.6-0.45)-0.1×1.2×2+（1.0×2.1×4+2.4×2.1×4）×0.4=231.06KN4.7.1.2活载：0.5×10×4.824KN ： 2×4.8×8.1+2.5×4.8×1.9100.56KN 重力代表值： 240.96+113.1+54.68/2+47.09+231.06/2+24/2=566.02kn =200.9+113.1+54.68+231.06+50.28=650.42KN =200.9+113.1+(4.68+63.97)231.46+2.4×2.4×2×0.6+110.56/2 =459.58KN质点重力荷载代表值见下图图4.14质点重力荷载代表值4.7.2地震作用计算4.7.2.1各层水平地震作用力的确定根据设计资料，设防烈度为7度，建筑场地类别为类二组，故地震特征周期，基本自振周期按下公式计算 其中为计算结构基本自振周期的结构顶点假想位移，为基本周期考虑非沉重砖墙影响的折减系数，框架常取0.6-0.7。 表4.5 假想位移的计算 层次五556.02556.023572515.6254.46四650.021206.043572533.76238.86三650.021856.063572551.95205.1二650.022506.083572570.14153.15一459.582965.663572583.0183.01自振周期 则有顶部附加地震作用，系数 水平地震影响系数最大值 水平地震影响系数 建筑结构的阻尼比取值 则有 各层水平地震作用力的确定 第i层的水平地震剪力标准值 层号28.3222.2628.70.0182.52.55556.0218.610341.970.29440.7643.264650.02159750.30.27838.5481.83650.0211.47410.230.21129.25111.052650.027.85070.160.14419.96131.011459.594.21930.240.0557.63138.642993.9835131.6138.64表4.6水平地震剪力标准值4.7.2.2：水平地震作用下的位移验算表4.7水平地震作用下的位移验层次/KN/mm543.26148812.933.953600481.8148815.4931.0536003111.05148817.4625.5636002131.01148818.818.136001138.64148819.39.34200表4.8地震作用下A框架柱剪力和梁柱端弯矩的计算层次/KN/KNyh543.269722357250.27211.771.27827.3315.0427.33481.89722357250.27222.451.45848.0932.7363.133111.059722357250.27230.211.63859.2749.48922131.049722357250.27235.641.81863.5164.79112.991138.649722258240.30241.872.3179.1396.72143.92表4.8地震作用下B框架柱剪力和梁柱端弯矩的计算层次/KN/KNyh543.2635725148810.41718.041.56636.6928.2529.0335.91481.835725148810.41734.111.6267.5455.2654.8967.913111.0535725148810.41746.311.883.3683.3651.1792.202131.0435725148810.41754.641.898.3598.3587.14108.781138.642582496940.37551.992.3198.26120.197.73120.75表4.9地震作用下C框架柱剪力和梁柱端弯矩的计算层次/KN/KNyh543.269722111220.31113.451.3530.2618.1630.26481.89722111220.31125.441.5352.6638.6270.823111.059722111220.31134.541.7165.2859.06104.22131.049722111220.31140.751.873.3573.35132.411138.649722111220.32244.642.5275112.49148.35图4.15地震作用下的M图（单位：KN.m）图4.13地震作用下的V及N图（单位：KN.m）表4.10地震作用下框架柱轴力与梁端剪力层次梁端剪力/KN柱轴力/KNAB跨BC跨A轴B轴C轴-59.614.7-9.65.1-5.1-14.7421.4630.83-31.069.37-14.47-45.53326.0943.46-57.1517.55-32.02-102.68236.3953.60-93.5417.21-49.32-156.28143.9459.8-137.4815.86-65.09-216.0850