土木工程專業(yè)鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書

1、摘要本設(shè)計(jì)是武漢地區(qū)一大學(xué)宿舍樓。該工程占地 40002m ,共六層, 層高均為 3m; 結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu);抗震要求為六度設(shè) 防。本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)只選取一榀有代表性的框架(8號(hào)軸對應(yīng)的框架進(jìn) 行計(jì)算。本設(shè)計(jì)包括以下內(nèi)容:一、 開題報(bào)告,即設(shè)計(jì)任務(wù),目的要求;二、 荷載計(jì)算,包括恒荷載,活載,風(fēng)荷載;三、 內(nèi)力計(jì)算和內(nèi)力組合;四、 框架梁柱配筋計(jì)算;五、 現(xiàn)澆板,樓梯和基礎(chǔ)計(jì)算;六、 參考文獻(xiàn),結(jié)束語和致謝。該設(shè)計(jì)具有以下特點(diǎn):一、 在考慮建筑結(jié)構(gòu)要求的同時(shí)考慮了施工要求及可行性;二、 針對不同荷載特點(diǎn)采用多種不同計(jì)算方法,對所學(xué)知識(shí)進(jìn)行了 全面系統(tǒng)的復(fù)習(xí);三、 框架計(jì)算中即運(yùn)用了理論公式

2、計(jì)算又運(yùn)用了當(dāng)前工程設(shè)計(jì)中常 用的近似計(jì)算方法。2 結(jié)構(gòu)選型及布置2.1. 結(jié)構(gòu)方案及布置該建筑為學(xué)生宿舍樓, 建筑平面布置如結(jié)構(gòu)平面圖。 采用框架結(jié)構(gòu),樓層為 6層,主題高 18米,六度抗震設(shè)防,工程采用全現(xiàn)澆 結(jié)構(gòu)體系。各層結(jié)構(gòu)體系混凝土強(qiáng)度均采用 C30,取一榀橫向框架進(jìn) 行手算即第 8號(hào)軸線,計(jì)算單元如下圖: 2.2:構(gòu)件初估1 :柱截面初估根據(jù)軸壓比初估柱截面尺寸為 400 mm 400mm 2 :梁截面初估梁截面適用統(tǒng)一的尺寸。梁高取為11128l l ,當(dāng)梁兩跨度不等 時(shí) , 取 較 大 的 跨 度 作 為 設(shè) 計(jì) 的 依 據(jù) :l =6000.所 以 梁 高 600mm900m

3、m, 取 h=600mm。 b=( 1132h=200mm300mm, 所以梁 截面尺寸初步定為 300mm 600mm 。 3 :樓板厚度樓板為現(xiàn)澆雙向板,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)板厚均為 110mm 。2.3 基本假定1 :平面結(jié)構(gòu)假定:對于工程中如上圖所示的計(jì)算單元,平面為正交 布置, 可認(rèn)為每一方向的水平力只由該方向的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)承擔(dān), 垂直 于該方向的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)不受力。2 :板在自身平面內(nèi)剛性假定:在水平力作用下,框架結(jié)構(gòu)的各梁柱 之間不產(chǎn)生相對位移。3 :結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下不計(jì)扭轉(zhuǎn)因素的影響。2.4:計(jì)算簡圖以及梁柱線剛度2.4.1:計(jì)算簡圖假定框架柱嵌固于基礎(chǔ)頂面,框架梁與柱剛接。由于各層柱的截

4、 面尺寸不變, 故梁跨等于柱截面形心軸線之間的距離。 底層柱高從基礎(chǔ)頂面算至二層樓面,根據(jù)室內(nèi)外高差以及地質(zhì)條件等,定為 -1.2m , 二層樓標(biāo)高為 3.0。 故底層柱高 4.2m ,以上各層柱高均為 3.0m 。 則其 計(jì)算簡圖見 2.4.1。 圖2.4.1 框架計(jì)算簡圖2.4.2:框架梁柱線剛度計(jì)算計(jì)算框架梁的截面慣性矩時(shí), 考慮樓面板與梁連接使得梁的慣性 矩增加。 1 :梁的線剛度: 左邊跨梁 :i左邊梁=37421(0.5 1.53.0101.50.251.631012m kNEIm kN m m m = 中間跨梁:37421(0.5 =1.5=3.0101.50.255.58101

5、2m kN m kN m m m i =中間梁2 :柱的線剛度: 底層柱:37421(0.4 =3.0100.41.521012m kN m kN m mm i =底層柱 二至六層柱:37421(0.4 =3.0100.42.131012m kN m kN m m m i =二至六層柱 令 i '左邊梁 =1.0,則其余各桿件相對于左邊梁線剛度的相對線剛度為:445.5810=3.421.6310kN m i kN m '=中間梁 441.5210=0.931.6310kN m i kN m '=底層柱 442.1310=1.311.6310kN m i kN m

6、9;=二至六層柱框架梁柱的相對線剛度如圖 2.4.1,作為計(jì)算各節(jié)點(diǎn)桿端彎矩分 配系數(shù)的依據(jù)。3 荷載計(jì)算3.1: 縱向橫荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算 3.1.1:屋面荷載面層(防水層 +隔熱層 +保溫層 +找平層 : 1.502kN m110毫米厚鋼筋混凝土板: 2.752kN m 15毫米厚天棚水泥砂漿抹灰: 0.302kNm 合計(jì): 4.552kNm 3.1.2:樓面荷載面層: 0.652kN m 110毫米厚鋼筋混凝土板: 2.752kN m 15毫米厚天棚水泥砂漿抹灰: 0.302kNm合計(jì): 3.702kNm3.1.3:將樓面均布荷載等效為梁上均布荷載由圖 3.1.1可得梁上的均布荷載為 1 :

7、屋面梁 8號(hào)軸線:232180018001212( ( 3.64.5514.59720072002A C kN kN q m m -=-+= 232180018001212( ( 3.64.552.63210021002C D kN kN q m m -=-+=D 軸線:25123.64.5510.2482D kN kN q m m =A 軸線:2513.64.555.1282A kN kN q m m =C 軸線:25123.64.5510.2482C kN kN q m =2樓面梁 8號(hào)軸線:232180018001212( ( 3.63.711.86720072002C A q m m

8、-=-+= F D C A q q -=11.86kNF 軸線:2513.63.74.1682F kN kN q m m =232180018001212(3.63.72 C kN kNq m m -=-+=D 軸線:25123.63.78.3382D kN kN q m m =A 軸線:2513.63.74.1682A kN kN q m m =C 軸線:25123.63.78.3382C kN kN q m m = 樓面均布荷載等效為梁上均布荷載圖3.1.13.1.4: 梁自重梁自重 3250.30(0.600.11 3.675kNkNm m m m-=抹灰層 3

9、0. 01(0. 600. 110. 302170. 269k k mm m m -+=合計(jì): 3.944 kN3.1.5: 墻體自重30.24353.6kNkNm m m=3.1.6: 柱自重柱自重 30.40.4254.0kNm m m=抹灰層:10毫米厚混合砂漿 30. 010. 44727k k m m m =合計(jì): 4.27kN3.1.7:梁上荷載分布1 :屋面梁 A-C 跨:梁自重 3.675kN 屋面板傳給梁 14.59kN 合計(jì): 18.265kN C-D 跨:梁自重 3.675kN 屋面板傳給梁 2.63kN 合計(jì): 6.305kN D-F 跨同 A-C 跨 2 :樓面梁 A

10、-C 跨:梁自重 3.675kN 樓面板傳給梁 11.86kN 墻體自重 3.6kN 合計(jì): 19.135kN C-D 跨:梁自重 3.675kN樓面板傳給梁 2.13kN 墻體自重 3.6kN 合計(jì): 9.405kN D-F 跨同 A-C 跨 圖3.1.2 框架在豎向恒荷載作用下的計(jì)算簡圖3.1.8:柱上荷載分布1:頂層柱 (F 左柱:梁 F-D 傳給柱118.2657.265.7542kN m kN = 梁 F 傳給柱 12(3.94365.12 3.632.632kN kN m kN +=合計(jì): 98.384kN (D 中柱:梁 F-D 傳給柱118.2657.265.7542kN m

11、kN =梁 C-D 傳給柱16.3052.16.622kN m kN = 梁 D 傳給柱 12(3.943610.24 3.651.062kN kN m kN += 合計(jì): 123.434kN (C 中柱:梁 D-C 傳給柱 16.3052.16.622kN m kN = 梁 A-C 傳給柱118.2657.265.7542kN m kN = 梁 C 傳給柱 12(3.943610.24 3.651.062kN kN m kN += 合計(jì): 123.434kN (A 右柱:梁 C-A 傳給柱118.2657.265.7542kN m kN = 梁 A 傳給柱 12(3.94365.12 3.6

12、32.632kN kN m kN +=合計(jì): 98.384kN 2 :一至五層柱 (F 左柱:上層柱傳給柱 4.273.012.81kN m kN = 梁 D-F 傳給柱119.1357.268.8862kN m kN = 梁 F 傳給柱 11.703.642.12kN m kN =合計(jì): 123.82kN (D 中柱:上層柱傳給柱 4.273.012.81kN m kN =梁 F-D 傳給柱119.1357.268.8862kN m kN = 梁 C-D 傳給柱 19.4052.19.882kN m kN =梁 D 傳給柱 15.873.657.13kN m kN = 合計(jì): 148.71k

13、N (C 中柱同(D 中柱 (A 右柱同(F 左柱3.2: 縱向活荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算屋面采用不上人屋面, 取屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為 0.52kNm , 武漢地區(qū)的雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值為 0.52kNm, 考慮兩者中的大值,為0.52kNm 。宿舍樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值取為 2.02kN,則: 圖3.2.1 樓面均布荷載等效為梁上均布荷載3.2.1: 將屋面與樓面活荷載分別等效為梁上的線荷載屋面梁 8號(hào)軸線:F D q -=232180018001212( 3.60.51.60720072002kN kN m m -+= 232180018001212( ( 3.60.50.29210021002D C kN kN

14、q m m -=-+= F 軸線:2513.60.50.5682F kN kN q m m =D 軸線:25123.60.51.1382D kN kN q m m =A 軸線:2513.60.50.5682A kN kN q m m =C 軸線:25123.60.51.1382C kN kN q m m =樓面梁 8號(hào)軸線:F D q -=232180018001212( 3.62.06.41720072002kN m m -+= 232180018001212( ( 3.62.01 C kN kN q m m -=-+= 6.41C A F D q q -=kNF

15、軸線:2513.62.02.2582F kN kN q m m =D 軸線:25123.62.04.5082D kN kN q m m =A 軸線:2513.62.02.2582F kN kN q m m =C 軸線:25123.62.04.5082D kN q m m = 圖3.2.2 框架在活荷載作用下的計(jì)算簡圖3.2.2:柱上荷載分布1:頂層柱 (F 左柱:梁 F-D 傳給柱11.607.25.762kN m kN = 梁 F 傳給柱 120.563.62.0162kN m kN =合計(jì): 7.78kN (D 中柱:梁 F-D 傳給柱11.607.25.762kN m kN = 梁 C-

16、D 傳給柱 10.292.10.302kN m kN =梁 D 傳給柱 121.133.64.072kN m kN =合計(jì): 10.13kN (C 中柱同(D 中柱 (A 右柱同(F 左柱 2 :一至五層柱 (F 左柱:梁 F-D 傳給柱16.147.223.082kN m kN = 梁 F 傳給柱 122.253.68.102kN m kN =合計(jì): 31.18kN (D 中柱:梁 F-D 傳給柱16.417.223.082kN m kN = 梁 C-D 傳給柱 11.152.11.212kN m kN =梁 D 傳給柱 124.503.616.202kN m kN =合計(jì): 40.49kN

17、 (C 中柱:梁 D-C 傳給柱 11.132.11.212kN m kN = 梁 A-C 傳給柱16.417.223.082kN m kN = 梁 C 傳給柱 124.503.616.202kN m kN =合計(jì): 40.49kN (A 右柱同(F 左柱3.3:風(fēng)荷載風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算公式 9為:0s z z k W = 式中,基本風(fēng)壓 20/35. 0m kN =;z 風(fēng)壓高度變化系數(shù),地面粗糙度為 B 類;s 風(fēng)荷載體型系數(shù),根據(jù)建筑物的體型查得 3. 1=s ;z 風(fēng)振系數(shù);等效集中荷載計(jì)算公式為:i ki ki i A w w F +=+ (5. 01由于該房屋高度小于 30米,且高寬比

18、小于 1.5,因此取 z =1; 高度變化系數(shù) z 按 C 類地面粗糙度取值,根據(jù)各層樓面處至室外地 面高度查表 4-4土木工程荷載與設(shè)計(jì)方法 , 用插于法確定各樓面處 的 z 值。各層樓面 高度處風(fēng) 荷載標(biāo)準(zhǔn) 值按21112112212112k kk k k k k 0G G W G Q W ( (b b( M-V ,V V-q 221S=1.2S1.01.42S=1.2S1.01.4(3S=1.2S0.91.4+0.91.4( k z z s i i i i i i b C C b b C C b b b b C C b b Q W M V yV h y M M M i M M M i i

19、 i M M M M i i S S S S =-=+=+=+=+邊 邊 、 、 分左風(fēng)、右風(fēng) 、 分左風(fēng)、右風(fēng) k k G 4S=1.35S0.71.4(Q S +、 注:此時(shí)只能組合豎向活荷載 計(jì)算,結(jié)果列表如下: 將作用在墻面沿高度方向的分布荷載簡化為作用在各樓層處的 集中力。受風(fēng)面寬度取 B=3.6米;各樓層處受風(fēng)面高度取上下層高各半 之和,則1234560.343.633.67( 0.343.633.67( 0.343.633.67( 0.343.633.67( 0.343.633.67( 0.383.634.10(P kN P kN P kN P kN P kN P kN =計(jì)算簡

20、圖如下: 圖3.3.1 框架在風(fēng)荷載作用下的計(jì)算簡圖4.結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算4.1:用分層法計(jì)算恒載作用下框架的內(nèi)力4.1.1:基本假定:1在豎向荷載作用下,框架側(cè)移小,忽略不計(jì);2每層梁上的荷載對其他各層梁的影響很小,忽略不計(jì);3內(nèi)力在位移計(jì)算中,所有構(gòu)件均可以采用彈性剛度。4.1.2:使用分層法的說明采用分層法計(jì)算時(shí), 假定上下柱的遠(yuǎn)端為固定, 這與實(shí)際情況有 出入,因此,除底層外,其余各層柱的線剛度乘以 0.9的修正系數(shù), 且其傳遞系數(shù)由 改為 ,底層傳遞系數(shù)為 ;4.1.3:內(nèi)力計(jì)算1 結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)及計(jì)算簡化:根據(jù)各桿件相對線剛度及荷載作用情況,是對稱結(jié)構(gòu)受對稱荷載情形,結(jié)構(gòu)彎矩圖應(yīng)對稱, 故

21、可只取一半框架進(jìn)行計(jì)算。在對稱線的 梁端,可以設(shè)置定向支座。 在求桿端彎矩時(shí),可將梁上荷載轉(zhuǎn)化為等 效均布荷載 e q ; 對于一端固定,一端為定向支座的梁,在均布荷載作用下的固端彎矩為 2e q l (負(fù) , 定向支座處的桿端彎矩為 2e q l (正 。 圖4.1.1 等效均布荷載下的框架計(jì)算簡圖固端彎矩:66666618.277.27.278.9318.277.27.278.936.311.051.052.326.311.051.051.16A C C A C H HC kNM m m kN m kN M m m kN mkN M m m kN mkN M m m kN m=-=-=-=

22、-=轉(zhuǎn)動(dòng)剛度:6565666660.941.314.7241.04.03.42A A C C A C C A C H S S S S S i =各節(jié)點(diǎn)梁柱上的分配系數(shù): 節(jié)點(diǎn) 6A :66666666656656565666564.00.464.04.724.720.544.04.72A C A C A C A C A A A A A A A A A A C A A A S S S S SS S S S S=+=+節(jié)點(diǎn) 6C6666666665666565656665666666665664.00.334.04.723.424.720.394.04.723.423.420.284.04.723

23、.42C A C A C A C A C C C HC C C C C C C C A C C C HC C HC HC H C A C C C HC S S S S S SS S S S S SS S S S S S=+=+=+(a 恒載作用下彎矩分配圖(b 計(jì)算結(jié)果圖 4.1.2頂層計(jì)算單元(單位:kN m 固端彎矩:19.147.27.282.8619.147.27.282.869.411.051.053.469.411.051.051.73DE ED EF EFkN M m m kN mM m m kN mkN M m m kN m kN M m m kN m=-=-=-=-=轉(zhuǎn)動(dòng)剛度

24、:0.941.314.7241.04.03.42DA EB FC DH EI FK DE ED EF S S S S S S S S S i =各節(jié)點(diǎn)梁柱上的分配系數(shù): 節(jié)點(diǎn) D:4.720.354.04.724.724.00.304.04.724.72DADA DH DA DA DH DE DDEDE DE DEDA DH DS S S S S SS S S S S S=+=+節(jié)點(diǎn) E:4.720.284.04.723.424.724.00.244.04.723.424.723.420.204.04.723.424.72EB EB EB EI EB ET ED EF E ED ED ED E

25、B ET ED EF E EF EF EF EB ET ED EF ES S S S S S S S S S S S S SS S S S S S S=+=+=+ (2:二至五層計(jì)算單元(a 恒載作用下彎矩分配圖(b 計(jì)算結(jié)果圖 4.1.3中間層計(jì)算單元(單位:kN m 固端彎矩:11111119.147.27.282.6819.147.27.282.689.411.051.053.469.411.051.051.73A C C A C P PC kN M m m kN m kN M m m kN m kN M m m kN m kN M m m kN m =-=-=-=-= 轉(zhuǎn)動(dòng)剛度:111

26、21111101010.941.314.7241.04.00.940.933.353.42A A C C A C C A A A C C C P S S S S S S S i =各節(jié)點(diǎn)梁柱上的分配系數(shù):節(jié)點(diǎn) 1A :1212121210111111111121011110101012101114.720.394.04.723.354.00.334.04.723.353.350.284.04.723.35A A A A A A A A A A A C A A C A C A C A A A A A C A A A A A A A A A A A A C A S S S S S S S S S

27、S S S S S S S S S=+=+=+ 節(jié)點(diǎn) 1C1111111112110112121211121101101010111211014.00.264.04.723.423.354.720.304.04.723.423.353.354.04.723. C A C A C A C A C C C P C C C C C C C C C C A C C C P C C C C C C C C C C A C C C P C C C S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S =+=+=+111111211010.22423.353.420.224.0

28、4.723.423.35C P C PC P C A C C C P C C C S S S S S S S=+=+ 3: 首層計(jì)算單元(a 恒載作用下彎矩分配圖(b 計(jì)算結(jié)果圖 4.1.4底層計(jì)算單元(單位:kN m計(jì)算結(jié)果的處理:根據(jù)上邊的內(nèi)力計(jì)算結(jié)果做出結(jié)構(gòu)內(nèi)力圖,恒荷載作用下的 結(jié)構(gòu)彎矩圖,結(jié)構(gòu)剪力圖,柱的軸力圖。如果節(jié)點(diǎn)上的彎矩不平 衡,由于不平衡的彎矩不大,不影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定,不對其剛度進(jìn) 行二次分配。保持不平衡部分,由結(jié)構(gòu)自己進(jìn)行調(diào)節(jié),這樣,各 桿端彎矩分別為:圖 4.1.5恒載桿端彎矩二次分配(單位:kN m 圖 4.1.6恒載彎矩圖(單位:kN m圖 4.1.7恒載剪力圖(單位

29、:kN 圖 4.1.8恒載軸力圖(單位:kN 4.2:風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下的內(nèi)力計(jì)算框架在風(fēng)荷載作用(左風(fēng)下的內(nèi)力用 D 值法(改進(jìn)的反彎點(diǎn) 法進(jìn)行計(jì)算。其步驟為:(1 :將風(fēng)荷載標(biāo)注值 k W 乘以恒載分項(xiàng)系數(shù) 1.4,得風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值 w F 為:第 6層:6664.11.45.74w n F F kN =第 5層:655(4.13.67 1.410.88w n F F kN =+=第 4層:644(4.13.673.67 1.416.02w n F F kN =+=第 3層:633(4.13.673.673.67 1.421.15w n F F kN =+=第 2層:622(4.13.673

30、.673.673.67 1.426.29w n F F kN =+=第 1層:611(4.13.673.673.673.673.67 1.431.43w n F F kN =+=(2 :用 D 值法列表計(jì)算框架內(nèi)力(如下表 4.2.1, 4.2.2 1 :各柱剪力 V表 4.2.1 框架柱剪力標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算(1層 h=4.2米; 26層 h=3.0米 注:一層 (0.5, (2b c ci k k k -+=+4.2.2框架柱反彎點(diǎn)高度計(jì)算 (3風(fēng)荷載作用下的框架內(nèi)力在求出各柱剪力 i V 和該柱反彎點(diǎn)高度 i y 值后,則該柱下端彎矩 i i i M V y =,上端彎矩為 ( i i i V

31、h y -; 進(jìn)而利用節(jié)點(diǎn)平衡求出框架梁端彎矩,畫出左風(fēng)作用下的框架內(nèi)力圖,如下圖 4.2.3,利用對稱和反對稱概 念;另一半內(nèi)力圖相反; 邊柱節(jié)點(diǎn):21b C C M M M =+中間節(jié)點(diǎn):112112212112(b b C C b b b b C C b b i M M M i i i M M M i i =+=+4.2.3(a 風(fēng)荷載彎矩圖以及梁剪力圖4.2.3(b 風(fēng)荷載柱剪力圖以及軸力圖4.3:活荷載作用下的內(nèi)力屋 面 活 荷 載 設(shè) 計(jì) 值 與 恒 荷 載 設(shè) 計(jì) 值 之 比 遠(yuǎn) 小 于 1(=0.09 , 樓面活荷載設(shè)計(jì)值與樓面恒荷載設(shè)計(jì)值之比也小于 1(=0.33 ,故如前所

32、述,在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)可將此活荷載并入恒 荷載內(nèi)一起計(jì)算。 為了簡化內(nèi)力組合的過程, 將活荷載一次性布置在 框架梁上,計(jì)算的梁跨中彎矩乘以 1.11.2的增大系數(shù)。圖 4.3.1 框架在活荷載作用下的計(jì)算簡圖頂層固端彎矩:6666661.607.27.26.911.607.27.26.910.291.051.050.110.291.051.050.05A C C A C J JC kNM m m kN mkN M m m kN mkN M m m kN m kN M m m kN m=-=-=-=-=(a 活載作用下彎矩分配(b 計(jì)算結(jié)果圖 4.3.2活載頂層計(jì)算單元(單位:kN m 中間層固端彎矩

33、:5555556.417.27.227.696.417.27.227.691.151.051.050.421.151.051.050.21A C C A C K KC kNM m m kN m kN M m m kN mkN M m m kN mkN M m m kN m=-=-=-=-=(a 活載作用下彎矩分配(b 計(jì)算結(jié)果圖 4.3.3活載中間層計(jì)算單元(單位:kN m 底層固端彎矩:1155116.417.27.227.696.417.27.227.691.151.051.050.421.151.051.050.21A C C A C p pC kN M m m kN mkN M m m

34、 kN mkN M m m kN mkN M m m kN m=-=-=-=-=(a 活載作用下彎矩分配(b 計(jì)算結(jié)果圖 4.3.4活載底層計(jì)算單元(單位:kN m 圖 4.3.5活載彎矩二次分配(單位:kN m 圖 4.3.6活載彎矩圖(單位:kN m 圖 4.3.7活載剪力圖(單位:kN 圖 4.3.8活載軸力圖(單位:kN 5. 內(nèi)力組合考慮結(jié)構(gòu)塑性內(nèi)力重分布的有利影響時(shí), 在內(nèi)力組合之前對豎向荷載 作用下的內(nèi)力進(jìn)行調(diào)整。 由于構(gòu)件控制截面的內(nèi)力值應(yīng)取自支座邊緣 處,為此,進(jìn)行組合前,應(yīng)先計(jì)算各控制截面處(即支座邊緣的內(nèi) 力值。梁支座邊緣處的內(nèi)力值:bbM-V , VV-q 22M =邊

35、 邊M 邊 , V 邊 柱邊處梁截面的彎矩和剪力;M , V 柱軸線處梁截面的彎矩和剪力;b 柱寬度;q 均布荷載;為了簡化起見,柱采用軸線處的內(nèi)力值。在內(nèi)力重分布前先對梁的彎矩進(jìn)行調(diào)幅。圖 5.1.1恒載調(diào)幅彎矩圖(單位:kN m 圖 5.1.2活載調(diào)幅彎矩圖(單位:kN m圖 5.1.3恒載梁支座邊緣彎矩調(diào)整(單位:kN m 圖 5.1.4恒載梁支座邊緣處剪力值(單位:kN m 圖 5.1.5活載梁支座邊緣彎矩調(diào)整(單位:kN m 圖 5.1.6活載梁支座邊緣處剪力調(diào)整(單位:kN m 內(nèi)力組合方式根據(jù)規(guī)范及本工程特點(diǎn),考慮以下內(nèi)力組合形式:k kk k k k k k k G G W G

36、 Q W G 1S=1.2S1.01.42S=1.2S1.01.4(3S=1.2S0.91.4+0.91.4(4S=1.35S0.71.4( Q Q S S S S S +、 、 分左風(fēng)、右風(fēng) 、 分左風(fēng)、右風(fēng) 、 注:此時(shí)只能組合豎向活荷載以上的 k G S 、 k Q S 代表的梁端彎矩 M 都是經(jīng)過調(diào)幅后的彎矩, 調(diào)幅系數(shù)為 0.8。但調(diào)幅只對豎向荷載作用下的內(nèi)力進(jìn)行調(diào)幅,不對水平 荷載作用下的內(nèi)力進(jìn)行調(diào)幅。對于 3跨結(jié)構(gòu)對稱,每層都有五個(gè)控制截面,即梁 AC 兩端,梁 AC 跨間最大彎矩處,梁 CD 左端,梁 CD 跨間最大彎矩處。表 5.1 框架柱內(nèi)力組合(A 柱 注:M (kN m

37、以柱左側(cè)受拉為正; N(kN 以受壓為正; V (kN 以使桿端順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)為正。表 5.2 框架柱內(nèi)力組合(C 柱 注:M (kN m以柱左側(cè)受拉為正; N(kN 以受壓為正; V (kN 以使桿端順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)為正。表 5.3 框架梁內(nèi)力組合 表 5.4 框架梁內(nèi)力組合 6.截面設(shè)計(jì)與配筋計(jì)算6.1:材料參數(shù)柱、梁、板和基礎(chǔ)均采用 C30混凝土,主筋采用 HRB335鋼筋,箍筋采用 HPB235鋼筋;混凝土強(qiáng)度 30C 222/01. 2/43. 1, /3. 14mm N f mm N f mm N f tk t c =, ;鋼筋強(qiáng)度 235HPB 22' /235, /210mm N

38、 f mm N f f yk y y = HRB335 ' 22300, 335y yk y NNf f f mmmm =150.80.55300112100.0033b y s cuf E =+6.2:框架柱截面設(shè)計(jì)6.2.1:軸壓比驗(yàn)算底層柱:max 1449.63N kN =軸壓比:321449.63100.6341.0514.3400N c c N f A =滿足要求,則 C 軸柱的軸壓比滿足要求。 6.2.2: 截面尺寸復(fù)核取 0max 40035365, 48.71h mm V kN =-= 因3650.91254400wh = 所以 00.250.251.014.3400

39、365521.9548.71, c c f bh kN kN =>滿足要求。6.2.3: 正截面受彎承載力計(jì)算柱同一截面分別承受正反向彎矩,故采用對稱配筋。 C 軸柱 1014.34003650.551148.29f c b N f bh kN =柱截面尺寸為 400400,取 '35s s a a mm =。第六層 C 柱一. |M|max 及相應(yīng)的 Nmax 63.51M kN m = N=176.56kN3063.5110360176.56M e mm N =; max max 400(, 20 (, 20 203030a h e mm = 036020380i a e e

40、 e mm =+=+=;由于 0/3750/4009.388l h =>,故應(yīng)考慮偏心矩增大系數(shù) :100.22.7/0.22.7380/3653.011i e h =+=+=>,取 1=1;0/l h =9.4< 15 2=1220120111( 19.4111.0638014001400365i l e hh =+=+= 01.251.2533.75l H m =1c N x f b =3176.56101.014.3400=30.87mm<0b h =0.55365=200.75mm為大偏心 且 2sx a '<,對 s A '取距 1.06

41、380400/235237.82i s h e e a mm ''=-+=-+=0( y s sNe f A h a ''=- 由于對稱配筋,因此' ' ' 322min 0176.5610237.8=424mm320mm -300365-35s s y s Ne A A bh f h a =>=( 每側(cè)實(shí)配 322, ('s s A A =11402mm 二. N max 及相應(yīng)的 M1、選取內(nèi)力設(shè)計(jì)值根據(jù)柱的內(nèi)力組合表,選取不利內(nèi)力值:m a x 206. 41N k N= 53.19M kN m = 2、承載力計(jì)算30

42、53.1910206.41M e N =258mm max max 400(, 20 (, 20 203030a h e mm = 025820278i a e e e mm =+=+=01.251.2533.75l H m =由于 0/3750/4009.388l h =>,故應(yīng)考慮偏心矩增大系數(shù) :100.22.7/0.22.7278/3652.261i e h =+=+=>,取 1=10/l h =9.38<15, 2=1220120111( 19.38111.0814001400365i l hh =+=+= 1c N x f b =3206.41101.014.34

43、00=36.09mm<0b h =0.55365=200.75mm為大偏心且 2sx a '<,對 s A '取距 1.08278400/2351352i s h e e a mm ''=-+=-+=0( y s sNe f A h a ''=- 由于對稱配筋,因此' ' ' 322min 0206.4110135=281mm320mm -300365-35s s y s Ne A A bh f h a =<=( '2,min ,min min 320mm s s A A bh =每側(cè)實(shí)配 322

44、, ('s s A A =11402mm 三. N min 及相應(yīng)的 M1. 根據(jù)柱內(nèi)力組合表,有min 157.82N kN = , 54. 09M kN m = 2、承載力計(jì)算 3054.0910157.82M e N =343mm max max 400(, 20 (, 20 203030a h e mm = 034320363i a e e e mm =+=+=01.251.2533.75l H m =由于 0/4900/5009.388l h =>,故應(yīng)考慮偏心矩增大系數(shù) :100.22.7/0.22.7363/3652.891i e h =+=+=>,取 1=1

45、0/l h =9.38<15, 2=1220120111( 19.38111.0614001400365i l hh =+=+= 1c N x f b =3157.82101.014.3400=28mm<0b h =0.55365=200.75mm為大偏心 且 2sx a '<,對 s A '取距1.06363400/235219.782i s h e e a mm ''=-+=-+=0( y s sNe f A h a ''=- 由于對稱配筋,因此' ' ' 322min 0157.8210219.78

46、=350mm320mm -300365-35s s y s Ne A A bh f h a =>=( 每側(cè)實(shí)配 322, ('s s A A =11402mm 第一層 C 柱一. |M|max 及相應(yīng)的 N柱正截面承載力計(jì)算max |M =49.41kN m N=1405.52kN3049.41101405.52M e N =36mm max max 400(, 20 (, 20 203030a h e mm = 0362056i a e e e mm =+=+=01.01.04.24.2l H m =由于 0/4200/40010.58l h =>,故應(yīng)考慮偏心矩增大系數(shù)

47、 :100.22.7/0.22.756/3650.614i e h =+=+=0/l h =10.5<15, 2=1220120111( 110.50.61411.085614001400365i l e hh =+=+= 1c N x f b =31405.52101.014.3400=245.72mm>0b h =0.55365=200.75mm為小偏心 且 2sx a '> 1.0856400/235225.482i s h e e a mm =+-=+-= 取 10.8, =1010100.43( ( b c b c b s N f bh Ne f bh h

48、a -=+-3321405.52100.551.014.34003650.551405.5210225.480.431.014.34003651.014.3400365(0.80.55 (36535-=+-+- 0.412=由 00.412365150.38x h mm =' ' 10' 0( (c x s s y s x Ne f b h A A f h a -=- 320245.721405.5210225.481.014.3400245.72(365 300(36535 237mm <-=-按構(gòu)造配筋, '2,min ,min min 320mm s

49、 s A A bh =每側(cè)實(shí)配 322, ('s s A A =11402mm 二. N max 及相應(yīng)的 M1、選取內(nèi)力設(shè)計(jì)值根據(jù)柱的內(nèi)力組合表,選取不利內(nèi)力值:max 1449.63N kN = 39. 49M kN m = 2、承載力計(jì)算3039.49101449.63M e N =27mm max max 400(, 20 (, 20 203030a h e mm = 0272047i a e e e mm =+=+=01.01.04.24.2l H m =由于 0/4200/40010.58l h =>,故應(yīng)考慮偏心矩增大系數(shù) :100.22.7/0.22.747/36

50、50.548i e h =+=+=0/l h =10.5<15, 2=1220120111( 110.50.54811.524714001400365i l e hh =+=+= 1c N x f b =31449.63101.014.3400=253.4mm>0b h =0.55365=200.75mm為小偏心 1.5247400/235236.42i s h e e a mm =+-=+-= 取 10.8= 102101010N 0.43( b c b c c b sf bh Ne f bh f bh h a -=+-+'- = 3321449.63100.551.01

51、4.34003650.551449.6310236.40.431.014.34003651.014.3400365(0.80.55(36535-+-+- =0.389由 0x h =0.389 365=141.985mm' s s A A =100Ne-( ( c y sx f bx h f h a -''- =3141.9851449.6310236.41.014.3400141.985(365 300(36535- =10502mm >2min 320mm bh =每側(cè)實(shí)配 322, ('s s A A =11402mm 三、 N min 及相應(yīng)的 M1. 根據(jù)柱內(nèi)力組合表,有min 1210.93N kN = 12. 67M kN m = 2、承載力計(jì)算 3012.67101210.93M e N =10.5mmmax max 400(, 20 (, 20 203030a h e mm = 010.52030.5i a e e e mm =+=+= 01.01.04.24.2l H m =由于 0/4200/40010.58l h =>,故應(yīng)考慮偏心矩增大系數(shù) :100.22.7/0.22.730.5/3650.4261i e h =+=+=<,取 1=0.640/l h =10.5<15, 2=122012011