框架结构毕业设计辅导教材

'框架结构毕业设计辅导教材开始确定结构方案与结构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，刚度系数结构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若不满足，重新选构件尺寸，重新验算，若满足，则继续地震作用（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"若需要进行验算，验算是否满足若不满足，重新选构件尺寸，若满足，则继续若不需要薄弱层验算，则继续延性构造措施结束 一.进行结构方案比较，选定结构方案，进行结构布置1、结构选型：在建筑设计的基础上，从抗震要求方面、房屋总高度、层数、柱最大间距等，说明为何选用框架结构，而不采用框剪结构、内框架结构、剪力墙结构以及砖混结构。2、楼盖结构方案比较：确定承重方案，进行结构布置，比较选用现浇板及预制板的不同点，画出三种以上结构平面布置草图，比较后全组共同确定一种方案，画出结构平面布置图，进行编号对框架负载面积基本相同的编同一个号：“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，其他见结构参考图。二.初步选定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：按抗震要求：^>-bh>2007/7/77久"丄-^>4hh4hc2hh荷载大(一般指活荷大或负荷面积大)，取大值。2)连续梁：hh=(丄〜丄“饥=(丄〜-)/?„121823另外，确定梁宽时，尽量与填充墻厚度相同，可使室內不见梁棱角，纵向框架梁还要考虑下皮最好与窗上口标高相同，以免再设过梁。(2)现浇板及预制板现浇板厚：工业建筑：h>SOmm;连续单向板：/?>—;双向板：/?>—;4050(3)柱截面尺寸：Hbc>300mm;柱净高与截面高度之比一->4;截面积；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)/.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乘以负荷面积，即为所求N。柱自重略去不计，各层Ac宜相同。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，并考虑现浇板殓质量，经济确定轻强度等级，考虑首层较高，变形较大，可适当提高桧强度等级。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：取基础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«GB50011-200D）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X25=KN/m2保温层厚X容重=KN/m2防水层=KN/m2抹灰厚X20=KN/m2恒载小计KN/m2活载雪载S=MSo=l.OXO.4使用荷载不与活载组合0.5KN/m2KN/m2活载小计KN/m2楼面（1）楼面（2）2),梁:biXh!X2.5+(bi+2hi)X2.0=KN/m（包括抹灰重）b2Xh2X2.5+(b2+2h2)X2.0=KN7m（包括抹灰重）3),柱：biXhiX2.5+2(bi+hi)X2.0=KN/m（包括抹灰重）b?Xh2X2.5+2(bz+hs)X2.0=KN/m（包括抹灰重）4）,墙：300混凝土空心砖外墙200混凝土空心砖内隔墙KN/m2（包括内外抹灰）KN/m2（包括两面抹灰）Go：一女儿墙，屋面,梁，墙，柱（而积X单重）glg2g3glg5=Egi:女儿墙，屋而，梁，墙，柱（分屋而上下两部分算，扣去窗而积）（面积X单重）glg2g3glg5=EgiG3:外墙体，内墙体，楼板,梁，柱,（分楼面上下两部分算，扣去窗面积） 四•框架刚度计算(一)框架刚度计算1梁柱线刚度计算梁的线刚度计算截面bXh(m2)梁跨度I(m)截面惯性矩I0=bh3/12(m4)轻强度、E边框架梁"I"框架梁惯性矩Ib=1.5I0(m4)Kb=EIb/1(kN・m)惯性矩Ib=2.OIo(m4)Kb=EIb/1(kN・m)柱的线刚度计算层次林号混凝土强度等级柱截面BXh(m2)层高H(m)惯性矩Ic(m4)线刚度Kc=EIc/h(kN・m)2柱抗侧刚度D值计算按层高、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刚度。首层柱抗侧刚度：柱编号0.5+斤a=2+K晋"叫1柱根数nYD^nD楼层Dj中柱边柱标准层柱抗推刚度:柱编号Ka==2+KD=cKc菩柱根数n》D=nD楼层Di中柱边柱SD=根数］XD］值+根数2XD2+根数3XD3+根数4XD4+根数5XDs五.框架自振周期的计算：1.顶点位移法按剪切型震动由顶点位移法确定自振周期，将G看作水平作川后求出层间剪力，除以楼层刚度,得到层间相对位移及顶点位移厶，并考虑折减系数0・6、0.7。层次Gt(kN)EGi(kN)DArAi.1=EGi/D(m)△g(m)543 212.经验公式T=0.33+0.00069H2T=1.8x0.6xa/Z7五.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=o.35,amax=o.l2,采用底部剪力法计算，结构总水平地震作用标准值为：作用在第i质点上的水平地震作用标准值:B(l—盅)J=1顶点附加地震作用:（AF,作用在主体的顶层,若Tpl.4Tg时,就要考虑△代）突出屋面的笫5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hiHiG.GHGiHi/gHiFj或凡+A几Vi(m)(m)(kN)(kN)54321 五.变形验算:层次层间剪力Vi(kN)层间刚度Ui-Uij=Vi/Dj(m)层高h(m)层间相对弹性转角层间剪力位移示意图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(1)画图表示所设计框架负荷范围；(2)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;(3)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；(4)梁上的活荷载折减问题见《荷载规范》第3」.2条；(5)画出计算简图，包括：计算高度、跨度、、线荷载、集中荷载设计值，梁柱线刚度。注：1)扌兆檐、偏梁在结点处有一集中力偶作用；2)计算高度：首层取基础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分配法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《抗震规范》第4.1.3条，第20页。梁柱的转动刚度计算表构件名称转动刚度S相对转动刚度s梁边跨4虬屮跨(对称跨)2灯柱首层4kc其他层4kc分配系数P二某杆的相对转动刚度s/交于一个节点上杆件的相对转动刚度工窃节点号ESi(抄自前而表格并求和)P左梁U上柱U下柱卩右梁 固端弯矩计算：M=ql2/12M対沪qF/3调幅系数=0.X图2-4弯矩分配与传递 弯矩二次分配法:最后画出竖向荷载作川下（恒载和活载）的弯矩图形 竖向荷载作用下梁端的剪力（由前血弯炬图小的数值求得）层次竖向荷载引起的剪力弯矩引起的剪力V剪力设计值V*=1.2VtH+1.4V«边跨中跨边跨中跨左右左5恒活4恒活3恒活2恒活1恒活荷载引起的剪力：VAi=VBLqP/2弯矩引起的剪力：Va左二心尸（M左+M右）/1竖向荷载作用下柱中的轴力层次截面楼屋盖怕荷载楼屋盖活荷载层间填充墙重梁自重柱自重恒载引起的轴力活载引起的轴力5顶底4顶底3顶底2顶底1顶底1,活载引起的轴力由累加楼屋盖活荷载引起的轴力求得 2,5层林顶恒载引起的轴力等于楼屋盖恒荷载引起的轴力加梁白重3,5层柱底恒载引起的轴力等于5层柱顶恒载引起的轴力加柱自重4,各层林顶恒载引起的轴力等于上层林底恒载引起的轴力加楼屋盖恒荷载加上层填充墙重加梁白重5,各层林底恒载引起的轴力等于该层林顶恒载引起的轴力加林B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分配（取一棍框架）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要与同一地震作用方向一致，正负号自定，且在内力图中说明。（内力随地震方向改变而变号）框架柱端弯矩计算柱层次层高hi(m)层剪间力V.（kN）（抄自前面表格）层间刚度（抄自前面表格）框架柱刚度Djk（抄n前面表格）Dik0框架柱剪力Vik=ViXDik心谢前表K,口而料yo（ihK及层数m,所在层n查表）M卜=vikhiyoM±=Vikh.(l-yo)边543柱21中543柱21框架在水平荷载作用下梁端剪力和柱轴力的计算层次边跨梁端剪力屮跨梁端剪力柱轴力跨长1(m)Me左(kNm)Me右(kNm)Ve=(Me左十Me(.)/1(kN)跨长1(m)Me左(kNm)Me右(kNm)Ve=(Me左+Me