框架結(jié)構(gòu)設計計算步驟

10框架構(gòu)造畢業(yè)設計內(nèi)力計算步驟〔僅供參考，配筋計算不在內(nèi)〕開頭開頭確定構(gòu)造方案與構(gòu)造布置初步選定梁柱截面尺寸及材料強度等級分層計算重力荷載，剛度系數(shù)構(gòu)造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假設不滿足，重選構(gòu)件尺寸，重驗算，假設滿足，則連續(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`假設需要進展驗算，驗算是否滿足假設不滿足，重選構(gòu)件尺寸，假設滿足，則連續(xù)假設不需要薄弱層驗算，則連續(xù)延性構(gòu)造措施完畢一．進展構(gòu)造方案比較，選定構(gòu)造方案，進展構(gòu)造布置構(gòu)造選型：在建筑設計的根底上，從抗震要求方面、房屋總高度、層數(shù)、柱最大間距等，說明為何選用框架構(gòu)造，而不承受框剪構(gòu)造、內(nèi)框架構(gòu)造、剪力墻構(gòu)造以及磚混構(gòu)造。樓蓋構(gòu)造方案比較：確定承重方案，進展構(gòu)造布置，比較選用現(xiàn)澆板及預制板的不同點，畫出三種以上構(gòu)造平面布置草圖，比較后全組共同確定一種方案，畫出構(gòu)造平面布置圖，進展編號對框架負載面積根本一樣的編同一個號“KJ-L-“B-GZ-”表示；預制板放在選板后再補畫，其他見構(gòu)造參考圖。二．初步選擇梁柱截面尺寸及材料強度等級確定梁柱剪力墻截面尺寸〔1〕梁1〕框架梁：1 1h ( ~

1 1b ( ~ )hb 8 12

b 2 3 b按抗震要求：bbbb 1 200mm b 1 ln4bbbh 4 b

b 2 hc b荷載大〔一般指活荷大或負荷面積大，取大值。2〕連續(xù)梁：h (1~1)l

1 1b ( ~ )hb 12

b 2 3 b另外，確定梁寬時，盡量與填充墻厚度一樣，可使室內(nèi)不見梁棱角，縱向框架梁還要考慮下皮最好與窗上口標高一樣，以免再設過梁?，F(xiàn)澆板及預制板;h

l ；雙向板：h l ；柱截面尺寸：

40 50Hb 300mm柱凈高與截面高度之比c

n4；hAc

c N ；式中N為首層柱根估算軸力設計值，計算方法如下：對于中柱(0.45~0.55)fc與邊柱，分別找出負荷面積最大的柱，算出一層樓面的面荷載，假設屋面荷載同樓面荷載，用此荷載乘以層數(shù)再乘以負荷面積，即為所求N。柱自重略去不計，各層Ac宜一樣。確定材料強度等級鋼筋：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)濟確定砼強度等級，考慮首層較高，變形較大，可適當提高砼強度等級。三．分層計算重力荷載代表值確定地震作用計算簡圖首層計算高度：取根底頂面至首層樓板頂面標高之間距離；其他層取層高。計算重力荷載代表值50%〔查《GB50011-20235.1.3條〕首層墻自重按室外地坪至板頂標高之半計算；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活載樓面〔1〕樓面〔2〕………………2〕梁：b×h×2.5+(b+2h)×2.0=

雪載S=ΜS=1.0×0.4 kN/m20使用荷載不與活載組合0.5 kN/m20………………活載小計 kN/m2kN/m 〔包括抹灰重〕1 1 1 1b×h×2.5+(b+2h)×2.0= kN/m 〔包括抹灰重〕2 2 2 2………………3〕柱：b×h×2.5+2(b+h)×2.0=

kN/m 〔包括抹灰重〕1 1 1 1b×h×2.5+2(b+h)×2.0= kN/m 〔包括抹灰重〕2 2 2 2………………4〕墻：300混凝土空心磚外墻200………………四．框架剛度計算〔一〕框架剛度計算1梁柱線剛度計算

kN/m2 〔包括內(nèi)外抹灰〕kN/m2 〔包括兩面抹灰〕截面b截面b×h(m2)梁跨度l(m)矩I0=bh3/12(m4)砼強度E邊慣性矩Ib=1.5I0(m4)框架梁中框架梁層號K=EI/lbb慣性矩Ib=2.0I0(m4)K=EI/lbb(kN?m)(kN?m)柱的線剛度計算層層次柱號混凝土強度等級柱截面B×h(m2)H層高(m)慣性矩IC(m4)線剛度KC=EIC/h (kN?m)2 柱抗側(cè)移剛度D值計算首層柱抗側(cè)剛度：柱編號首層柱抗側(cè)剛度：柱編號K∑=kbkα=K12ch2D=αK柱根數(shù)n∑D=nD樓層Dic0.5+K2+Kch212中柱邊柱標準層柱抗推剛度：標準層柱抗推剛度：柱編號K=∑kbD柱根數(shù)n∑D=nD樓層Diα=K2+Kch212c中柱邊柱1 1 2 2 3 3 4 4 5 ∑D=根數(shù)×D值+根數(shù)×D+根數(shù)×D+根數(shù)×D+根數(shù)×1 1 2 2 3 3 4 4 5 五．框架自振周期的計算：頂點位移法i按剪切型震驚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Δ，并考慮折減系數(shù)0.6、0.7。i層次Gi(kN)∑Gi(kN)DiΔ-Δi-1=∑Gi/D(m)ΔG(m)654321GT1.80.6G3B2．閱歷公式 T0.330.00069H3B六．橫向地震作用計算：底部剪力法：按地震作用7度0.15，II類場地，設計地震分組按一組，則T=0.35αma=0.12,承受底部剪力法計算，構(gòu)造總水平地震作用標準值為：T 0.9 F g 0.85 GEK T max ii質(zhì)點上的水平地震作用標準值：GHF i i

F (1 )i nGH EK nj jj1頂點附加地震作用：F n

Fn EK〔F作用在主體的頂層，假設T>1.4T 時，就要考慮F)n 1 g n6層上的剪力：V5=3F5〔3不往下傳〕各層地震作用及樓層地震剪力層次hi(m)Hi(m)Gi(kN)GiHIGiHI/∑GiHI F+ΔFi或Fn nVi(kN)654321七．變形驗算：層次ui-ui-1=Vi/Dih層間相對層間剪力位移示意圖6Vi(kN)Di(m)(m)彈性轉(zhuǎn)角54321八，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)力計算豎向荷載計算⑴畫圖表示所設計框架負荷范圍；⑵梁板柱計算有前面的面荷載再求線荷載，集中荷載，先求標準值，荷載組合時再計算設計值；⑶因活荷載較小，不考慮不利布置，先求標準值，荷載組合時再計算設計值；⑷梁上的活荷載折減問題見《荷載標準》第3.1.2條；⑸畫出計算簡圖，包括：計算高度、跨度注：1〕挑檐、偏梁在結(jié)點處有一集中力偶作用；2〕計算高度：首層取根底梁頂面至首層樓面距離，其他層取層高。內(nèi)力計算用彎矩二次安排法畫出內(nèi)力圖考慮調(diào)幅，可參《抗震》教材?！捕撑c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《抗震標準》第4.1.3條，第20頁。構(gòu)件名稱轉(zhuǎn)動剛度構(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節(jié)點號∑s〔抄自前面表格并求和〕iμ左梁μ上柱節(jié)點號∑s〔抄自前面表格并求和〕iμ左梁μ上柱μ下柱μ右梁固端彎矩計算：M=ql2/12 M =ql2/3 調(diào)幅系數(shù)=0.8對稱彎矩二次安排法：μ μ μ μ下柱 右梁 左梁 下柱μ μ μ μ μ μ μ μ左梁 上柱 下柱 右梁 左梁 上柱 下柱 右梁μ μ μ μ μ μ μ μ左梁 上柱 下柱 右梁 左梁 上柱 下柱 右梁μ μ μ μ μ μ μ μ左梁 上柱 下柱 右梁 左梁 上柱 下柱 右梁μ μ μ μ μ μ μ μ左梁 上柱 下柱 右梁 左梁 上柱 下柱 右梁最終畫出豎向荷載作用下〔恒載和活載〕的彎矩圖形豎向荷載引起的剪力彎矩引起的剪力V豎向荷載引起的剪力彎矩引起的剪力V剪力設計值層邊跨中跨V =1.2V +1.4V次邊跨中跨恒活左 右 左 右恒6活恒5活恒4活恒3活恒2活恒1活荷載引起的剪力：VA1=VB1=ql2/2 彎矩引起的剪力：VA左=-VB右=(M左+M右)/l層次截面層次截面樓屋蓋恒樓屋蓋活荷載 荷載層間填充墻重梁自重柱自重恒載引起活載引起的軸力 的軸力頂6底頂5底頂4底頂3底頂2底頂1底活載引起的軸力由累加樓屋蓋活荷載引起的軸力求得6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66層柱頂恒載引起的軸力加柱自重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- 〕地震作用下框架內(nèi)力計算框架地震剪力在各框架柱間安排〔取一榀框架〕反彎點法計算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全都，正負號自定，且在內(nèi)力圖中說明〔內(nèi)力隨地震方向轉(zhuǎn)變而變號〕柱層柱層次層高層剪間力層間剛度框架柱DiiiikIKDI框柱架剪K〔抄自面前表y0(K層m,由及數(shù)所M下=M上=hVD剛度DVikhiVik〔m〕 (kN) 〔抄自前〔〔抄自前面表格〕 前面表力Vik=ViXy0格〕hi(1-y0)面表格〕格〕Dik/Din6查表)5邊4柱32165中4柱321邊跨梁端剪力中跨梁端剪力邊跨梁端剪力中跨梁端剪力柱軸力層次l(m)ME左(kNm)ME右(kNm)VE=(ME左+ME右〔kN〕)/l跨長l(m)ME左(kNm)ME右(kNm)VE=(ME左+ME )/l右〔kN〕邊柱NE(kN)中柱NE〔kN〕6544321十．框架邊柱內(nèi)力組合框架邊柱內(nèi)力組合工程 靜力組合〔恒載加全部活載〕

地震組合〔水平加垂直〕

組合取值內(nèi)力 恒載 活載

M﹡=1.2MG+1.4MQME 1.2MG

γRE(1.2MG+1.3ME)

Mmax

NmaxG層次截面MG,NGG柱M頂N6柱M底N柱M頂N5柱M底N柱M頂N4柱M底N柱M頂N3柱M底N柱M頂N2柱M底N柱M頂N1柱M底N

MQ,NQ

N﹡=1.2NG+1.4βNQ N E

γRE(1.2NG+1.3NE)

相應N

M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MG VG1.3MEγRE(1.2MG+1.3ME)γRE(1.3ME-1.2MG)MGE1.2VGbVGb支座支座跨中支座加M 減M M V支邊座二左二左中跨中支邊座二左二左中跨中承載力抗震調(diào)整系數(shù)γ 抗彎取0.75，抗剪取0.85〔請查抗震標準〕RE，G G Q G G 2. M=1.2M+1.4M