某框架结构设计计算书_pdf

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标准类别:建筑工业标准
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某框架结构设计计算书_pdf

框架结构设计计算书是建筑工程中用于指导和规范建筑框架结构设计的重要技术文件。它以科学理论为基础,结合实际工程需求,详细记录了框架结构的设计过程、计算方法及结果分析,为后续施工提供依据。

本计算书主要涵盖以下几个方面:首先是对工程概况的介绍,包括建筑物的用途、规模、层数以及地质条件等基本信息;其次,详细阐述荷载计算部分,包含恒载、活载、风载及地震作用等各类荷载的标准值与组合值,并依据现行规范进行合理取值;再次,进行结构内力分析,采用手算或有限元软件对梁柱构件进行受力分析,得出弯矩、剪力和轴力分布图;接着,根据计算结果进行截面设计,确定梁柱尺寸、配筋率及相关构造措施,确保满足承载力、刚度和抗震性能要求;最后,完成挠度、裂缝宽度等正常使用极限状态验算,保证结构的安全性与耐久性。

此计算书严格遵循《混凝土结构设计规范》(GB50010)、《建筑抗震设计规范》(GB50011)等相关标准,内容详实、逻辑清晰,不仅体现了设计者的专业水平某住宅楼水电工程施工组织设计,也为工程质量提供了可靠保障。

第 一层柱自重:0.44×0.44×3.9×25=18.88kN 框架恒载及活载见下图

第 一层柱自重:0.44×0.44×3.9×25=18.88kN 框架恒载及活载见下图

5.2用弯矩分配法计算框架弯矩

竖向荷载作用下框架的内力分析,除活荷载较大的工业厂房外,对一般的工业与 民用建筑可以不考虑活荷载的不利位置,这样求得的框架内力,梁跨中弯矩较考虑活荷 载不利位置发求得的弯矩偏低。但当活荷载占总荷载占比例较小时,其影响较小,若比 例大时,可在截面配筋时,将跨中弯矩乘以1.1到1.2的放大系数予以调整。

5.2.1固端弯矩计算

5.2.2分配系数的计算

考虑框架的对称性,取半框架进行计算,半框架的梁柱线刚度如图示,切断的横梁 线刚度为原来的一倍。分配系数按与节点连接的各杆的转动刚 度进行计算。 2.0 1.3米0.9 例如:A轴线柱顶层顶点节点 1.3米0.9

41 4×1.3×0.9 从下柱 = 0.394 4ic+ 4ib 4×1.3×0.9+4×2.0 4ib 2.0 μ梁二 = 0.631 4i。+ 4i 1.3x0.9+2.0

框架的弯矩分配计算见下图9,框架的

活荷载作用下,框架的弯矩分配见下图10,框架的弯矩图见图12。在竖向荷载

下,考虑框架梁端的塑性内力重分布,取弯矩调幅系数为0.8。调幅后,恒载和活 载 弯矩见两图中括号内数值,

5.3梁端剪力及柱轴力计算

梁端剪力 V=V+Vm 1 式中:Va—梁上均布荷载引起的剪力,V。=ql M左一M右 V一梁端弯矩引起的剪力,V= 【 柱轴力 N=V+P 式中:V一一梁端剪力 P一一节点集中力及自重 以AB跨,二、三层梁在恒载作用下,梁端剪力及柱轴力计

图10活荷载弯矩分配图

图11恒载作用下框架弯矩图

图12活载作用下框架弯矩图(kN·m)

得梁上的均布荷载为:

三层 q=21.67kN/ /m 二层 q=14.01kN/ /m 集中荷载 48.33kN 柱子自重 1 14.52kN 由图11查得 三层梁端弯矩M左=38.44kN·m(30.75) M右=76.77kN·m(6.42) 二层梁端弯矩M=38.57kN·m(30.86) M=33.92kN·m(27.14

三层梁端弯矩M左=38.44kN·m(30.75) M右=76.77kN·m(6.42) 层梁端弯矩M左=38.57kN·m(30.86) M=33.92kN·m(27.14

号内为调幅后的弯矩数

司理可得二层梁端剪力

二层A柱柱顶及柱底轴力 N顶=66.86+46.94+48.33=162.13kN N底=162.13+14.52=176.65kN

二层A柱柱顶及柱底轴力 N顶=66.86+ 46.94 +48.33=162.13kN N底=162.13+14.52=176.65kN

其他梁端剪力及柱轴力计算见表8及表9。

表8恒载作用下梁端剪力及柱轴力(单位:k

表9活荷载作用下梁端剪力及柱轴力(单位:kN)

注:括号内为调幅后的数值

在恒载和活载作用下,跨中MM可以近似取跨中的弯矩代替。

在竖向荷载与地震力组合时,跨间最大弯矩MgE采用数解法计算如图13所示。 图中:MGA、MGB—重力荷载作用下梁端弯距。 MEA、MEB一一水平地震作用下梁端弯距。 RA、RB一竖向荷载与地震荷载共同作用下的梁端弯矩。 对R作用点取矩:

dx /g 的弯矩表达式,可得跨间最大弯矩:

当右震时,公式中MEA、MeB反号。 MGE及x的具体数值见表10,表中RA、X、MGE均有两组数值。 梁内力组合表见表11。 表中恒载和活载的组合,梁端弯矩取调幅后的数值见图11、12。剪力取调幅前后的

梁内力组合表见表11。 表中恒载和活载的组合,梁端弯矩取调幅后的数值见图11、12。剪力取调幅前后

表10Mg及x代表值计算

十 当x≥/或x≤0时表示最大弯矩发生在支座处,应取

表中跨中弯矩组合弯矩值未填处均为跨间最大弯矩发生在梁支座处,其值与支 相同。

表中跨中弯矩组合弯矩值未填处均为跨间最大弯矩发生在梁支座处,其值与支座正弯 相同。

考虑地震作用时。结构构件的截面设计采用下面的表达

S≤R 式中:YRE—承载力抗震调整系数,取值见表14。 S一—地震作用效用或地震作用效用与其他荷载效应的组合 R一一结构构件的承载力设计值。

表14承载力抗震调整系数

7.2横向框架梁的截面设计

7.2.1第一层框架梁

梁控制截面的内力图如图14所示,图中单,位:M,kN·m;V,kN混凝土的强 度等级为C30(f=14.3N/mm2)。纵向钢筋为HRB335级钢筋f=300N/mm2),箍金筋 为HPB235级钢筋f=210N/m2]。梁的正截面强度计算见表15

图14第一层梁控制截面内力图

表15第一层梁的正截面强度计算

梁的斜截面强度计算 为了防止梁在弯曲屈服前发生剪切破坏,同时考虑地震组合,框架梁端剪力设计 应调整如下:

V=7.(M+M) +VGh 式中:7.一—剪力增大系数,对三级抗震等级取1.1 1n—梁的净跨,对第一层取lmAB=6.2m,InBc=1.7m VGb一一梁在重力荷载值作用下,按简支梁分析的梁端截面剪力设计值, M、M"一一分别在左右两侧梁顺时针方向或逆时针方向截面组合的弯知 值,由表11查得

V=n(M+M) +VGb

VGb =(14.01+ 0.5×7.2)×1.2×÷×6.2 = 65.51 2 BC跨:M+M=102.63+111.87=214.5 1 VGb = (5.8+ 0.5×7.2)x1.2x ×1.7=9.59 2 VA右=VB±=1.1x185.82/

考虑承载力抗震调整系数YRE=0.85

REVA右=REVB左=0.85×111.22=94.54 YREVR±=0.85×121.95=103.66

整后的剪力值和组合表中的值比较,取剪力大的剪力值进行斜截面计算。斜截面强 算见表16。

7.2.2第二层梁截面设计

梁控制截面的内力图如图15所示,图中单,位:M,kV·m;V,kN混凝土的强 度等级为C30f=14.3N 2)。纵向钢筋为HRB335级钢筋f=300Nmm2),箍金筋 mm1 /mm 为HPB235级钢筋f,=210N/m2]。梁的正截面强度计算见表17。

表17第二层梁的正截面强度计算

梁的斜截面强度计算 为了防止梁在弯曲屈服前发生剪切破坏,同时考虑地震组合,框架梁端剪力设计值 V应调整如下:

为了防止梁在弯曲屈服前发生剪切破坏,同时考虑地震组合,框架梁端剪力设计任 V应调整如下: V=7.(M+M;) +VGh 式中:n一一剪力增大系数,对三级抗震等级取1.1 1—梁的净跨,对第一层取lnAB=6.2m,InBc=1.7m VGb一一梁在重力荷载值作用下,按简支梁分析的梁端截面剪力设计值, VG=1.2(q +0.5活)×1 2 M、M"一一分别在左右两侧梁顺时针方向或逆时针方向截面组合的弯知 值,由表11查得

=n(M+M), +VG

值进行斜截面计算。斜截面强度计算见下表18。

7.2.3第三层梁截面设计

梁控制截面的内力图如图16所示,图中单,位:M,kN·m;V,kN混凝土的 强度等级为C30f。=14.3N/mm2)。纵向钢筋为HRB335级钢筋(f=300m2),箍金

表19第三层梁的正截面强度计算

采的斜截面强度计算 框架梁端剪力设计值V应调整如下:

架梁端剪力设计值V应调整如下:

V=n(M+M) + VGb

计算中,M,+M"取顺时针和逆时针方向中较大者。 剪力调整 AB跨:M:+M=33.01+138.88=171.89<118.72+3

VGb =(21.67+0.5×7.2)×1.2×→x6.2= 94.0 2 跨:M+M=17.94+75.92=93.86

VGb =(21.67+0.5×7.2)×1.2××6.2=94.0

VGb =(11.18+0.5×7.2)×1.2x x1.7=15.08 2 VA右=VB左=1.1x171.89/

博南山隧道施工方案考虑承载力抗震调整系数YRE=0.85

REVA右=REVB=0.85×124. REVB右=0.85×75.81= 64.44

调整后的剪力值和组合表中的值比较,取剪力大的剪力值进行斜截面计算。斜截 度计算见下表20。

表20第三层梁的斜截面强度配筋计算

7.3.1第一层A柱的截面计算

7.3.1.1轴压比验算

由B柱内力组合表13

有粘接预应力混凝土工程施工方案均满足轴压比限值要求

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