一榀框架计算(土木工程毕业设计手算全过程) (1)Word文档格式.doc
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5=5265KN
拟定柱的混凝土等级为C30，fc=mm2柱子尺寸拟定700mm×
700mm
μ===<
[μ]=满足
初步确定截面尺寸如下：
柱：
b×
h=700mm×
梁（BC跨、CE、EF跨）=L/12=9000/12=750mm取h=800mm，b=400mm
纵梁=L/12=9000/15=600mm取h=600mm，b=300mm
现浇板厚取h=120mm
结构计算简图
结构计算简图如下：
图2-1结构计算简图
图2-2平面计算简图
三荷载计算：
恒载标准值计算
1）①屋面板恒荷载标准值
20厚1:
3水泥砂浆面层×
20=KN/M2
一层油毡隔离层KN/M2
40厚挤塑苯板保温层×
=KN/M2
15厚高分子防水卷材M2
3水泥砂浆找平×
6水泥渣1%找坡层最薄处30厚（+）/2×
14=KN/M2
120厚现浇钢筋混凝土板×
25=3KN/M2
12厚板底抹灰×
20=KN/M2
合计KN/M2
屋面板传递给边柱的集中荷载：
×
×
9=63KN
中柱的集中荷载：
×
3×
9=
②屋顶次梁恒载标准值
单向板传给次梁的荷载×
3=KN/M
次梁自重×
×
25=KN/M
次梁粉刷（）×
17×
2=KN/M
合计18KN/M
图3-1次梁计算单元及板传力图
③屋顶框架梁所受恒荷载标准值
次梁传给框架梁恒荷载18×
9=162KN
④屋顶框架梁重量
梁自重：
﹙粉刷：
﹙合计M
2）①楼面板恒载标准值
8~13厚铺地砖面层KN/M2
20厚1:
2水泥砂浆结合层×
120厚钢筋砼楼板×
石膏板吊顶KN/M2
合计KN/M2
楼面板传递给边柱的集中荷载：
中柱的集中荷载：
②2~5层纵向次梁恒载标准值
计算简图见图3
楼面单向板传给纵向次梁恒荷载×
（）×
25=M
合计KN/M
③2~5层框架梁所受恒荷载标准值
次梁传递给框架梁恒荷载×
9≈150KN
③2~5层框架梁恒载标准值
框架梁自重×
3）四层建在所取一榀框架梁上的填充墙恒荷载标准值
墙自重×
≈M
粉刷（）×
2=M
合计取（因为有构造柱取大点）M
4）柱自重标准值
1~3层柱自重：
×
（－）×
25＝
大理石贴面：
×
4×
＝
合计
4~5层柱自重：
×
大理石贴面：
合计
5）外墙自重标准值
5层外墙作用在边柱的集中荷载
墙自重：
×
（9-07）=
粉刷：
2×
17（）=
4层玻璃幕墙作用在边柱的集中荷载
玻璃幕墙自重：
m2×
（）=
2~3层外墙作用在边柱的集中荷载
（9-07）=
粉刷：
2×
合计
活荷载标准值计算
1）①屋面板活荷载标准值（不上人）：
M²
②顶层次梁受板传递的活荷载标准值（计算简图见图2）
×
3=M
③框架梁受次梁传递的活荷载标准值
×
④屋面板传递给边柱的集中荷载：
×
中柱的集中荷载：
×
2）①5层楼面板活荷载标准值：
5KN/M²
②5层次梁受板传递的活荷载标准值（计算简图见图3）
5×
3=15KN/M
15×
9=135KN
④5层面板传递给边柱的集中荷载：
5×
中柱的集中荷载：
5×
3）①4层楼面板活荷载标准值：
M²
②4层次梁受板传递的活荷载标准值（计算简图见图3）
4）①2~3层楼面板活荷载标准值：
M²
②2~3层次梁受板传递的活荷载标准值（计算简图见图3）
×
四内力计算
恒荷载作用下的内力计算
刚度计算
梁线刚度：
截面的惯性矩Ib0===17×
109mm4
考虑现浇楼板对框架梁截面惯性矩的影响，中框架梁取I中=2Ib0边框架取I边=
i边跨梁=E=28×
105E
i中跨梁=E=38×
柱线刚度：
截面的惯性矩IC===20×
i4~5层柱=E=60×
i1~3层柱=E=48×
取105E值作为基准值1，算得各杆件相对线刚度（见下图）
图4-1梁柱相对线刚度图
图4-2恒载作用下的计算简图
由于分布荷载在梁汇总产生的内力远小于集中荷载，所以将梁的分布荷载近似等效为作用在次梁处的集中荷载，以便于计算。
图4-3恒载等效荷载作用下的计算简图
因为框架对称，且恒荷载为正对称荷载，所以取半榀框架进行计算。
由结构力学梁端弯矩公式得到：
顶层结点弯矩：
MAB=-MBA=-Pa（1-）=×
（1-）=·
M
4层结点弯矩：
MAB=-MBA=-Pa（1-）=213×
（1-）=-426KN·
标准层结点弯矩：
（1-）=·
采用二次弯矩分配法（见下图）
图4-4恒载弯矩分配图
在竖向荷载作用下，梁端截面有较大的负弯矩，设计时应进行弯矩调幅，降低负弯矩，以减少配筋面积。
对于现浇框架，支座弯矩调幅系数为（在内力组合的表中进行梁端调幅计算）
图4-5恒载作用下的框架弯矩图（等效为集中荷载时）
表4-1恒载作用下内力
楼
层
荷载引起的弯矩
弯矩引起的内力
AB跨
BC跨
CD跨
VA
VB
VC
VD
顶层
5
4
213
-213
3
2
恒载作用下的剪力
顶
5
图4-6恒载作用下的框架梁的剪力图
柱轴力包括柱传下轴力和柱自重，恒载作用下的柱轴力见下图。
图4-7恒载作用下柱的轴力图
活荷载作用下的内力计算
活荷载按满跨布置，不考虑活荷载的最不利布置。
此时，求得的跨中弯矩比最不利荷载位置法的计算结果偏小，故对梁跨中弯矩乘以的增大系数。
梁端弯矩应进行弯矩调幅，乘以调幅系数.在内力组合的表中进行跨中弯矩增大和梁端调幅计算。
方法同恒载作用下的内力计算，计算过程见下图。
图4-8活荷载作用下的计算简图
图4-9活荷载作用下的框架弯矩分配图
图4-10活荷载作用下的框架弯矩图
表4-2活载作用下的内力
135
-135
活荷载作用下的剪力
图4-11活载载作用下的框架梁的剪力图
图4-12活荷载作用下柱的轴力图
地震荷载作用下框架的内力计算
一、水平地震作用标准值的计算
1、框架的抗震等级
由设计需求，抗震设防烈度为7度，房屋高度为<
30m，可知该框架的抗震等级为三级。
2、场地和特征周期值
工程场地为Ⅱ类场地，地震设计特征周期值Tg=。
3、重力荷载代表值（取第④轴线的KJL计算各层重力荷载代表值）
对于楼层，重力荷载代表值取全部恒荷载和50%的楼面活荷载。
对于屋顶是不上人屋顶故屋面活荷载不计入。
顶层重力荷载代表值G6
G6恒
=（63+）×
2+（+）×
2+162×
6+×
27=
第5层重力荷载代表值G5
G5恒+活
=[++×
2++×
2+150×
27+×
4]+×
（×
2+135×
6）=
第4层重力荷载代表值G4
G4恒+活=[++×
2+×
6）=
第3层重力荷载代表值G3
G3恒+活=[++×
第2层重力荷载代表值G2
G2恒+活=
4、结构自震周期T1
对框架结构，采用经验公式计算:
T1==×
5=
5、地震影响系数
由=，T1=，<
T1<
5，则由地震影响曲线，有
6、计算水平地震作用标准值（采用底部剪力法计算）因为T1<
，故顶部附加地震作用不考虑。
可按下表计算
计算水平地震作用标准值表
二、水平地震作用产生的框架内力
表4-3水平地震作用产生的框架内力
位置
第5层
第4层
第3层
112
第2层
56
KN·
m
1、各柱剪力值及反弯点高度
层数
柱号
反弯点高度y
A5
（）60
（）60
B5
C5
D5
A4
B4
127
C4
D4
550
A3
（）48
B3
C3
D3
662
A2
B2
C2
D2
1
718
A1
B1
C1
D1
2、水平地震作用下的框架内力图
求出各柱剪力Vi和该柱反弯点高度yi后，则该柱下端弯矩为Mi=Viyi,上端弯矩为Vi（hi-yi）,再利用节点平衡求出框架梁端弯矩，画出左地震作用下的框架内力图，右地震作用下的框架内力与左地震作用下的反号。
图4-13水平地震（左震）作用下的框架内力图
弯矩图（单位：
m）与梁剪力图（单位：
KN）
图4-14左震作用下的柱剪力图与轴力图（单位：
五内力组合
框架横梁内力组合：
由于是对称结构，所以只算左跨和中跨，右跨内力与左跨反号。
表5-1KJ4的屋面框架梁（顶层）内力组合表
杆件
截面位置
内力种类
①恒荷载
②活荷载
③重力荷载
④左震
⑤右震
M＋max
M－max
Vmax
组合项
组合值
AB
A
③+×
⑤
①+×
②
V
跨中
—
B左
-42
42
BC
B右
57
-57
—
C左
④
表5-2KJ4的框架梁（5层）内力组合表
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