框架結(jié)構(gòu)畢業(yè)設(shè)計輔導(dǎo)教材

1、框架結(jié)構(gòu)畢業(yè)設(shè)計輔導(dǎo)教材開始確定結(jié)構(gòu)方案與結(jié)構(gòu)布置初步選定梁柱截面尺寸及材料強(qiáng)度等級分層計算重力荷載，剛度系數(shù)結(jié)構(gòu)周期計算地震作用及位移計算驗算是否滿足水平位移限值若不滿足，重新選構(gòu)件尺寸，重新驗算，若滿足，則繼續(xù)地震作用（小震）內(nèi)力分析豎向荷載計算豎向荷載作用下內(nèi)力分析內(nèi)力組合柱軸壓比驗算梁、柱截面配筋計算是否需要若需要進(jìn)行驗算，驗算是否滿足若不滿足，重新選構(gòu)件尺寸，若滿足，則繼續(xù)若不需要薄弱層驗算，則繼續(xù)延性構(gòu)造措施結(jié)束一進(jìn)行結(jié)構(gòu)方案比較，選定結(jié)構(gòu)方案，進(jìn)行結(jié)構(gòu)布置1、 結(jié)構(gòu)選型：在建筑設(shè)計的基礎(chǔ)上，從抗震要求方面、房屋總高度、層數(shù)、柱最大間距等，說明為何選用框架結(jié)構(gòu)，而不采用框剪結(jié)構(gòu)、內(nèi)

2、框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)以及磚混結(jié)構(gòu)。2、 樓蓋結(jié)構(gòu)方案比較：確定承重方案，進(jìn)行結(jié)構(gòu)布置，比較選用現(xiàn)澆板及預(yù)制板的不同點，畫出三種以上結(jié)構(gòu)平面布置草圖，比較后全組共同確定一種方案，畫出結(jié)構(gòu)平面布置圖，進(jìn)行編號對框架負(fù)載面積基本相同的編同一個號：“KJ-X”；連續(xù)梁用“L-X”表示；現(xiàn)澆板用“B-X”表示；構(gòu)造柱用“GZ-X”表示；預(yù)制板放在選板后再補(bǔ)畫，其他見結(jié)構(gòu)參考圖。二 初步選定梁柱截面尺寸及材料強(qiáng)度等級1 確定梁柱剪力墻截面尺寸 （1）梁1）框架梁： 按抗震要求：荷載大（一般指活荷大或負(fù)荷面積大），取大值。2）連續(xù)梁：另外，確定梁寬時，盡量與填充墻厚度相同，可使室內(nèi)不見梁棱角，縱向框架梁還要

3、考慮下皮最好與窗上口標(biāo)高相同，以免再設(shè)過梁。（2）現(xiàn)澆板及預(yù)制板現(xiàn)澆板厚：工業(yè)建筑： 連續(xù)單向板：；雙向板：；（3）柱截面尺寸：柱凈高與截面高度之比；截面積；式中N為首層柱根估算軸力設(shè)計值，計算方法如下：對于中柱與邊柱，分別找出負(fù)荷面積最大的柱，算出一層樓面的面荷載，假設(shè)屋面荷載同樓面荷載，用此荷載乘以層數(shù)再乘以負(fù)荷面積，即為所求N。柱自重略去不計，各層Ac宜相同。2 確定材料強(qiáng)度等級鋼筋：按抗震要求，確定縱筋與箍筋級別；混凝土：按抗震要求，并考慮現(xiàn)澆板砼質(zhì)量，經(jīng)濟(jì)確定砼強(qiáng)度等級，考慮首層較高，變形較大，可適當(dāng)提高砼強(qiáng)度等級。 三分層計算重力荷載代表值1、 確定地震作用計算簡圖首層計算高度：取

4、基礎(chǔ)頂面至首層樓板頂面標(biāo)高之間距離；其他層取層高。2、 計算重力荷載代表值重力荷載代表值包括：樓（屋）面自重標(biāo)準(zhǔn)值；上下各半層窗、墻高標(biāo)準(zhǔn)值；50%樓面活荷載；50%雪荷載。（查GB50011-2001第條）首層墻自重按室外地坪至板頂標(biāo)高之半計算；板墻自重先求出面荷載，再求總重；梁柱可先求出每米長自重，再求總重。1）板：每平方米上的荷載 屋面： 恒載 鋼筋混凝土板厚×25= KN/m2 保溫層厚×容重= KN/m2 防水層 = KN/m2 抹灰厚×20= KN/m2 恒載小計 KN/m2 活載 雪載 S=S0=1.0×0.4 KN/m2 使用荷載不與活載

5、組合0.5 KN/m2 活載小計 KN/m2 樓面（1） 樓面（2） 2），梁：b1×h1×2.5+(b1+2h1)×2.0= KN/m （包括抹灰重） b2×h2×2.5+(b2+2h2)×2.0= KN/m （包括抹灰重） 3）, 柱：b1×h1×2.5+2(b1+h1)×2.0= KN/m （包括抹灰重） b2×h2×2.5+2(b2+h2)×2.0= KN/m （包括抹灰重） 4），墻：300混凝土空心磚外墻 KN/m2 （包括內(nèi)外抹灰） 200混凝土空心磚內(nèi)隔墻 K

6、N/m2 （包括兩面抹灰） G5: 女兒墻， 屋面， 梁， 墻， 柱 (面積×單重) g1 g2 g3 g4 g5 =gi G4: 女兒墻， 屋面， 梁， 墻， 柱 (分屋面上下兩部分算，扣去窗面積) (面積×單重) g1 g2 g3 g4 g5 =gi G3: 外墻體， 內(nèi)墻體， 樓板, 梁， 柱， (分樓面上下兩部分算，扣去窗面積) 四 框架剛度計算（一）框架剛度計算1 梁柱線剛度計算梁的線剛度計算層號截面 b×h(m2) 梁跨度l(m)截面慣性矩 I0=bh3/12 (m4)砼強(qiáng)度E 邊 框 架 梁中 框 架 梁 慣性矩Ib=1.5I0(m4)Kb=E Ib

7、/l (kNm)慣性矩Ib=2.0I0 (m4)Kb=E Ib/l (kNm)柱的線剛度計算 層次柱號混凝土強(qiáng)度等級 柱截面 B×h (m2)層高 H (m)慣性矩 IC (m4)線剛度KC=EIC/h (kNm)2 柱抗側(cè)剛度D值計算按層高、混凝土強(qiáng)度、柱截面將樓層劃分為幾個標(biāo)準(zhǔn)層，分別計算每一樓層柱的抗側(cè)剛度。首層柱抗側(cè)剛度： 柱編號柱根數(shù)n樓層Di中柱邊柱標(biāo)準(zhǔn)層柱抗推剛度：柱編號 柱根數(shù)n樓層Di中柱邊柱D=根數(shù)1×D1值+根數(shù)2 ×D2 +根數(shù)3×D3 +根數(shù)4×D4+根數(shù)5×D5 五框架自振周期的計算：1頂點位移法按剪切型震

8、動由頂點位移法確定自振周期，將Gi看作水平作用后求出層間剪力，除以樓層剛度，得到層間相對位移及頂點位移，并考慮折減系數(shù)0.6、 0.7。層次Gi(kN)Gi(kN)Dii-i-1=Gi /D (m)G (m)5 4 3 2 12經(jīng)驗公式 六橫向地震作用計算： 底部剪力法：按地震作用7度（0.15g），II類場地，設(shè)計地震分組按一組，則Tg=0.35,max=0.12,采用底部剪力法計算，結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值為： 作用在第i質(zhì)點上的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值： 頂點附加地震作用： （作用在主體的頂層，若T1>1.4Tg 時，就要考慮)突出屋面的第5層上的剪力：V5=3F5 （放大倍數(shù)3不往下傳

9、） 各層地震作用及樓層地震剪力層次hiHiGiGiHIGiHI/GiHIFi或Fn+FnVi(m)(m)(kN)(kN)5 4 3 2 1七變形驗算：層次層間剪力Vi (kN)層間剛度Diui-ui-1 =Vi/Di(m)層高h(yuǎn)(m)層間相對彈性轉(zhuǎn)角層間剪力位移示意圖 5 4 3 2 1八，框架在豎向荷載作用下的內(nèi)力分析： （一）不與地震作用組合的豎向荷載及內(nèi)力計算1 豎向荷載計算（1） 畫圖表示所設(shè)計框架負(fù)荷范圍；（2） 梁板柱計算有前面的面荷載再求線荷載，集中荷載，先求標(biāo)準(zhǔn)值，荷載組合時再計算設(shè)計值；（3） 因活荷載較小，不考慮不利布置，先求標(biāo)準(zhǔn)值，荷載組合時再計算設(shè)計值；（4） 梁上的活

10、荷載折減問題見荷載規(guī)范第條；（5） 畫出計算簡圖，包括：計算高度、跨度、線荷載、集中荷載設(shè)計值，梁柱線剛度。注：1）挑檐、偏梁在結(jié)點處有一集中力偶作用；2）計算高度：首層取基礎(chǔ)梁頂面至首層樓面距離，其他層取層高。2 內(nèi)力計算 用彎矩二次分配法3 畫出內(nèi)力圖考慮調(diào)幅，可參抗震教材。（二）與地震作用組合的豎向荷載（重力荷載代表值）及內(nèi)力計算計算過程同上，只是重力荷載代表值的計算不同，可參抗震規(guī)范第條，第20頁。梁柱的轉(zhuǎn)動剛度計算表 構(gòu) 件 名 稱轉(zhuǎn)動剛度S相對轉(zhuǎn)動剛度s梁邊跨4kb中跨（對稱跨）2kb 柱首層4kc其他層4kc 分配系數(shù)=某桿的相對轉(zhuǎn)動剛度si/交于一個節(jié)點上桿件的相對轉(zhuǎn)動剛度si

11、節(jié)點號si（抄自前面表格并求和）左梁上柱下柱右梁固端彎矩計算：M=ql2/12 M對稱=ql2/3 調(diào)幅系數(shù)=0.8彎矩二次分配法： 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 最后畫出豎向荷載作用下（恒載和活載）的彎矩圖形豎向荷載作用下梁端的剪力（由前面彎矩圖中的數(shù)值求得）層 次豎向荷載引起的剪力彎矩引起的剪力V剪 力 設(shè) 計 值 V=1.2V恒+1.4V活邊跨中跨邊跨中跨左右左右5恒活4恒活3恒活2恒活1恒活荷載引起的剪

12、力：V A1=V B1=ql2/2 彎矩引起的剪力：V A左=-V B右=(M左+M右)/l豎向荷載作用下柱中的軸力層次截面樓屋蓋恒荷載樓屋蓋活荷載層間填充墻重梁自重柱自重恒載引起的軸力活載引起的軸力 5頂?shù)?4頂?shù)?3頂?shù)?2頂?shù)?1頂?shù)?，活載引起的軸力由累加樓屋蓋活荷載引起的軸力求得2，5層柱頂恒載引起的軸力等于樓屋蓋恒荷載引起的軸力加梁自重3，5層柱底恒載引起的軸力等于5層柱頂恒載引起的軸力加柱自重4，各層柱頂恒載引起的軸力等于上層柱底恒載引起的軸力加樓屋蓋恒荷載加上層填充墻重加梁自重5，各層柱底恒載引起的軸力等于該層柱頂恒載引起的軸力加柱自重九框架地震內(nèi)力計算（框架編號KJ- ） 地

13、震作用下框架內(nèi)力計算1 框架地震剪力在各框架柱間分配（取一榀框架）反彎點法計算2 框架柱軸力與框架梁剪力計算注：內(nèi)力圖中，M，V，N要與同一地震作用方向一致，正負(fù)號自定，且在內(nèi)力圖中說明。（內(nèi)力隨地震方向改變而變號）框架柱端彎矩計算柱層次層高h(yuǎn)i（m）層剪間力 Vi(kN)（抄自前面表格）層間剛度Di（抄自前面表格）框架柱剛度Dik（抄自前面表格）框架柱剪力Vik =ViXDik /DiK（抄自前面表格）y0(由K及層數(shù)m,所在層n查表)M下=Vik hi y0M上=Vik hi(1- y0)邊 柱 5 4 3 2 1中柱 5 4 3 2 1框架在水平荷載作用下梁端剪力和柱軸力的計算 層次邊跨

14、梁端剪力中跨梁端剪力柱軸力跨長l(m)ME左(kNm)ME右(kNm)VE=( ME左+ME右)/l（kN）跨長l(m)ME左(kNm)ME右(kNm)VE=(ME左+ME右)/l（kN）邊柱NE(kN)中柱NE（kN） 5 4 3 2 1十框架邊柱內(nèi)力組合 框架邊柱內(nèi)力組合項目內(nèi)力層次截面靜力組合（恒載加全部活載）地震組合（水平加垂直）組合取值恒載MG,NG活載MQ,NQM=1.2 MG +1.4 MQN=1.2 NG +1.4NQ1.3ME1.2MGRE(1.2 MG +1.3 ME)RE(1.2NG +1.3 NE)Mmax相應(yīng)NNmax相應(yīng)M5柱頂MN柱底MN4柱頂MN柱底MN3柱頂MN柱底MN2柱頂MN柱底MN2柱頂MN柱底MN1柱頂MN柱底MN框架中柱內(nèi)力組合（同框架邊柱內(nèi)力組合）框架梁內(nèi)力組合截面部位恒載加全部活載地震作用加重力荷載代表值產(chǎn)生的內(nèi)力內(nèi)力組合取值MGVG1.3 MERE(1.2MG+1.3 ME)RE(1.3ME-1.2MG)MGE1.2 V