框架结构设计计算步骤.docx

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1、框架构造毕业设计内力计算步骤仅供参考，配筋计算不在内开头确定构造方案与构造布置初步选定梁柱截面尺寸及材料强度等级分层计算重力荷载，刚度系数构造周期计算地震作用及位移计算验算是否满足水平位移限值假设不满足，重选构件尺寸，重验算，假设满足，则连续地震作用小震内力分析竖向荷载计算竖向荷载作用下内力分析内力组合柱轴压比验算梁、柱截面配筋计算是否需要假设需要进展验算，验算是否满足假设不满足，重选构件尺寸，假设满足，则连续假设不需要薄弱层验算，则连续延性构造措施完毕10一进展构造方案比较，选定构造方案，进展构造布置1. 构造选型：在建筑设计的根底上，从抗震要求方面、房屋总高度、层数、柱最大间距等，说明为何

2、选用框架构造，而不承受框剪构造、内框架构造、剪力墙构造以及砖混构造。2. 楼盖构造方案比较：确定承重方案，进展构造布置，比较选用现浇板及预制板的不同点，画出 三种以上构造平面布置草图，比较后全组共同确定一种方案，画出构造平面布置图，进展编号对框架负 载面积根本一样的编同一个号：“KJ-X”；连续梁用“L-X”表示；现浇板用“B-X”表示；构造柱用“GZ-X”表示；预制板放在选板后再补画，其他见构造参考图。二初步选择梁柱截面尺寸及材料强度等级1. 确定梁柱剪力墙截面尺寸1梁1框架梁：=11h()l11=b()hb812b23b按抗震要求：bbbb1 200mmb1ln 4h4bbb2hcb荷载大

3、一般指活荷大或负荷面积大，取大值。2连续梁：h= ( 1 1 )l11=b()hb1218b23b另外，确定梁宽时，尽量与填充墙厚度一样，可使室内不见梁棱角，纵向框架梁还要考虑下皮最好与窗上口标高一样，以免再设过梁。（2） 现浇板及预制板现浇板厚：工业建筑： h 80mm; 连续单向板： h l；双向板： h l；（3） 柱截面尺寸：4050Hb 300mm; 柱净高与截面高度之比cn 4 ；h截面积 AccN；式中 N 为首层柱根估算轴力设计值，计算方法如下：对于中柱(0.45 0.55) fc与边柱，分别找出负荷面积最大的柱，算出一层楼面的面荷载，假设屋面荷载同楼面荷载，用此荷载乘以层数再

4、乘以负荷面积，即为所求N。柱自重略去不计，各层Ac 宜一样。2. 确定材料强度等级钢筋：按抗震要求，确定纵筋与箍筋级别；混凝土：按抗震要求，并考虑现浇板砼质量，经济确定砼强度等级，考虑首层较高，变形较大， 可适当提高砼强度等级。三分层计算重力荷载代表值1. 确定地震作用计算简图首层计算高度：取根底顶面至首层楼板顶面标高之间距离；其他层取层高。2. 计算重力荷载代表值重力荷载代表值包括：楼屋面自重标准值；上下各半层窗、墙高标准值；50%楼面活荷载；50% 雪荷载。查GB50011-2023第 5.1.3 条首层墙自重按室外地坪至板顶标高之半计算；板墙自重先求出面荷载，再求总重；梁柱可先求出每米长

5、自重，再求总重。1板：每平方米上的荷载屋面：恒载钢筋混凝土板厚25=kN/m2保温层厚容重=kN/m2防水层 =kN/m2抹灰厚20=kN/m2恒载小计kN/m2活载楼面1 楼面22梁：b h 2.5+(b +2h )2.0=雪载 S=S =1.00.4kN/m20使用荷载不与活载组合 0.5kN/m2活载小计kN/m2kN/m包括抹灰重1111b h 2.5+(b +2h )2.0=kN/m包括抹灰重22223柱：b h 2.5+2(b +h )2.0=kN/m包括抹灰重1111b h 2.5+2(b +h )2.0=kN/m包括抹灰重22224墙：300 混凝土空心砖外墙200 混凝土空心

6、砖内隔墙四框架刚度计算一框架刚度计算1 梁柱线刚度计算kN/m2包括内外抹灰kN/m2包括两面抹灰截面bh(m2)梁跨度l(m)截 面 惯 性矩I0=bh3/12 (m4)砼强度E边惯性矩Ib=1.5I0(m4)框 架 梁中 框 架 梁层号K =E I /lbb惯性矩Ib=2.0I0 (m4)K =E I /lbb(kNm)(kNm)梁的线刚度计算柱的线刚度计算层次柱号混凝土强度等级柱截面Bh(m2)H层高(m)惯性矩IC(m4)线刚度KC=EIC/h(kNm)2柱抗侧移刚度D 值计算首层柱抗侧刚度：柱编号K=kbk =K 12c h2D =K柱根数nD = nD楼层Dic0.5 + K2 +

7、 Kch212中柱边柱按层高、混凝土强度、柱截面将楼层划分为几个标准层，分别计算每一楼层柱的抗侧移刚度。标准层柱抗推刚度：柱编号K =kbD=K柱根数nD = nD楼层Di2k =K2 + Kch212c中柱边柱1122334455D=根数 D 值+根数 D +根数 D +根数 D +根数 D五框架自振周期的计算：1. 顶点位移法i按剪切型震惊由顶点位移法确定自振周期，将 Gi 看作水平作用后求出层间剪力，除以楼层刚度， 得到层间相对位移及顶点位移，并考虑折减系数0.6、 0.7。层次Gi(kN)Gi(kN)Di -i-1=Gi /D (m)G (m)654321DGT = 1.8 0.63

8、B2阅历公式T = 0.33 + 0.00069 H 2六横向地震作用计算：底部剪力法：按地震作用 7 度0.15g，II 类场地，设计地震分组按一组，则Tg=0.35,max=0.12,承受底部剪力法计算，构造总水平地震作用标准值为： T0.9F= g a 0.85GEK T maxi作用在第 i 质点上的水平地震作用标准值：=G HFiiF(1-d)in G HEKnjjj =1顶点附加地震作用：DF= dnFnEK DF 作用在主体的顶层，假设T 1.4T时，就要考虑DF )n1gn突出屋面的第 6 层上的剪力：V5=3F5放大倍数 3 不往下传各层地震作用及楼层地震剪力层次hi(m)H

9、i(m)Gi(kN)GiHIGiHI/GiHIF+Fi 或 FnnVi(kN)654321七变形验算：层次层 间 剪 力层 间 刚 度ui-ui-1 =Vi/Di层高 h层间相对层间剪力位移示意图6Vi (kN)Di(m)(m)弹性转角54321八，框架在竖向荷载作用下的内力分析：一不与地震作用组合的竖向荷载及内力计算1. 竖向荷载计算 画图表示所设计框架负荷范围； 梁板柱计算有前面的面荷载再求线荷载，集中荷载，先求标准值，荷载组合时再计算设计值； 因活荷载较小，不考虑不利布置，先求标准值，荷载组合时再计算设计值； 梁上的活荷载折减问题见荷载标准第3.1.2 条； 画出计算简图，包括：计算高度

10、、跨度、线荷载、集中荷载设计值，梁柱线刚度。注：1挑檐、偏梁在结点处有一集中力偶作用；2计算高度：首层取根底梁顶面至首层楼面距离，其他层取层高。2. 内力计算 用弯矩二次安排法3. 画出内力图考虑调幅，可参抗震教材。二与地震作用组合的竖向荷载重力荷载代表值及内力计算计算过程同上，只是重力荷载代表值的计算不同，可参抗震标准第4.1.3 条，第 20 页。构 件 名 称转动刚度S相对转动刚度s梁柱的转动刚度计算表梁边跨4kb中跨对称跨2kb柱首层4kc其他层4kc节点号s 抄自前面表格并求和i左梁上柱下柱右梁安排系数=某杆的相对转动刚度si/交于一个节点上杆件的相对转动刚度si固端弯矩计算：M=q

11、l2/12M=ql2/3调幅系数=0.8对称弯矩二次安排法：下柱右梁左梁下柱左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁最终画出竖向荷载作用下恒载和活载的弯矩图形竖向荷载引起的剪力弯矩引起的剪力V剪 力 设 计 值层边跨中跨V=1.2V+1.4V次边跨中跨恒活左右左右恒6活恒5活恒4活恒3活恒2活恒1活竖向荷载作用下梁端的剪力由前面弯矩图中的数值求得荷载引起的剪力：V A1=V B1=ql2/2弯矩引起的剪力：V A 左=-V B 右=(M 左+M 右)/l层次截面楼屋盖恒 楼屋盖活荷载荷载层间填充墙重梁自重柱

12、自重恒载引起 活载引起的轴力的轴力顶6底顶5底顶4底顶3底顶2底顶1底竖向荷载作用下柱中的轴力1. 活载引起的轴力由累加楼屋盖活荷载引起的轴力求得2. 6 层柱顶恒载引起的轴力等于楼屋盖恒荷载引起的轴力加梁自重3. 6 层柱底恒载引起的轴力等于 6 层柱顶恒载引起的轴力加柱自重4. 各层柱顶恒载引起的轴力等于上层柱底恒载引起的轴力加楼屋盖恒荷载加上层填充墙重加梁自重5. 各层柱底恒载引起的轴力等于该层柱顶恒载引起的轴力加柱自重九框架地震内力计算框架编号KJ-地震作用下框架内力计算1. 框架地震剪力在各框架柱间安排取一榀框架反弯点法计算2. 框架柱轴力与框架梁剪力计算注：内力图中，M，V，N 要

13、与同一地震作用方向全都，正负号自定，且在内力图中说明。内力随地震方向转变而变号柱层次层高层剪间力 层间刚度 框 架 柱DiiiikIKDI框柱架剪K抄自面前表y0( K层m,由及数所M下=M上=hVD刚度DVikhiVikm(kN) 抄自前 抄 自抄自前 面表格前 面 表力 Vik=ViXy0格hi(1- y0)框架柱端弯矩计算面表格格Dik /Di在层 n6查表)5边4柱32165中4柱321边跨梁端剪力中跨梁端剪力柱轴力层次跨长 l(m)ME 左(kNm)ME 右(kNm)VE=( ME 左+ME 右kN)/l跨长l (m)ME 左(kNm)ME 右(kNm)VE=(ME 左+ME)/l右

14、kN边柱NE (kN)中柱NEkN65框架在水平荷载作用下梁端剪力和柱轴力的计算4321十框架边柱内力组合框架边柱内力组合工程静力组合恒载加全部活载地震组合水平加垂直组合取值内力恒载活载M=1.2 MG +1.4 MQ1.3 ME1.2MGRE(1.2 MG +1.3 ME)MmaxNmaxG层次截面 MG,NG柱 M顶 N6柱 M底 N柱 M顶 N5柱 M底 N柱 M顶 N4柱 M底 N柱 M顶 N3柱 M底 N柱 M顶 N2柱 M底 N柱 M顶 N1柱 M底 NMQ,NQN=1.2 NG +1.4NQNN ERE(1.2NG +1.3 NE)相应N相应 M框架中柱内力组合同框架边柱内力组合

15、框架梁内力组合截面部位恒载加全部活载地震作用加重力荷载代表值产生的内力内力组合取值MGVG1.3 MERE(1.2MG+1.3 ME)RE(1.3ME-1.2MG)MGE1.2VGbVGb支座 支座 跨中 支座加 M减 MMV支边座二左二左中跨中支边座二左二左中跨中1. 承载力抗震调整系数 抗弯取 0.75，抗剪取 0.85请查抗震标准RE，GGQGGQ2.M =1.2 M +1.4 M,V =1.2V +1.4VGGbGGb3.M , V为重力荷载产生的内力，M已乘调整系数 0.8;V为相当于简支梁时的杆端剪力4.M相应于本跨的 (1.2M +1.3 M )；V=( 1.2V+1.2( M +M )/l )GEREGE maxGEGbbb5.弯矩单位为kNm；剪力单位为kN。以上设计计算步骤、表格模板仅供各位同学参考具体格式看中国地质大学长城学院撰写标准，每位同学应依据自己所设计的那榀框架的实际状况进展计算，具体可参照教科书上框架设计计算的例子进展设计。同学之间可以争论、沟通，但不能相互抄袭。