钢筋混凝土现浇框架课程设计。
计算书。系别: 土木工程与建筑系
专业年级: 09级土木工程专业。
姓名。学号:
指导教师。2012 年 06月 18日。
一、设计任务。
某五层教学楼,钢筋混凝土现浇框架结构。建筑平面为一字形,如图1所示。底层层高4.2m,其它层高3.6m,室内外高差0.3m。(结构布置如下图1
图11设计内容。
二。框架结构计算过程。
梁柱线刚度。
图33.内力计算。
1)恒荷载计算。
a)屋面框架梁线荷载的标准值:
20mm厚1:2水泥砂浆:
100-150mm厚膨胀珍珠岩:
100mm厚先交钢筋混凝土板:0.10×25=2.5
15mm厚纸筋石灰抹底:0.015×16=0.24
屋面恒荷载4.18
边跨(ab,cd跨)框架梁自重:
梁侧粉刷3.4
中跨bc跨框架梁自重:
侧梁粉刷2.7
因此,作用在顶屋框架梁上的线荷载为:
100mm厚先交钢筋混凝土板:0.10×25=2.5
15mm厚纸筋石灰抹底: 0.015×16=0.24
边跨框架梁及侧梁粉刷3.4
屋面活荷载1.78kn/m2,楼面活荷载1.78kn/m2,走廊楼面活荷载1.78kn/m2。
3)荷载转化。
同时列出弯矩分配系数如下)
梯形转化为均布荷载的公式为:
三角形转化为均布荷载的公式为:
弯矩分配系数。
14.48kn=14.48+3.4=17.88 kn
7.84 kn7.84+2.7=10.54 kn
11.23kn=11.23+19.64=30.87 kn
6.08 kn=6.08+2.7=8.78 kn转换后恒荷载均分荷载图。
a) 顶层:
弯矩分配法计算恒荷载顶层各柱端弯矩如下**:()
a4a5=×25.42 =8.47 b4b5=-×18.75 = 6.25
边跨跨中弯矩: 47.10中跨跨中弯矩: 10.57
b)标准层:
弯矩分配法计算恒荷载标准层各柱端弯矩如下**:()
a5a4=×30.63=10.21 a3a4=×30.63=10.21
b5b4=-×24.6=-8.2 b3b4=-×24.6=-8.2
边跨跨中弯矩:70.06 中跨跨中弯矩: 16.01
c)底层:弯矩分配法计算恒荷载底层各柱端弯矩如下**:()
a0a1=×26.16=13.08 a2a1=×32.68=10.89
b0b1=-×20.91=10.46 b2b1=-×26.16=8.72
边跨跨中弯矩: 72.48 中跨跨中弯矩: 17.08
i.叠加分层法计算结果,并进行节点不平衡弯矩分配,得整个结构弯矩图如下图所示:
ii.计算梁端剪力梁平衡受力及柱轴力图如下:
梁平衡受力图。
由梁的平衡条件可得:和。
可知恒荷载标准值作用下梁剪力、柱轴力图如下:(单位:kn)
b.活载作用下
=6.17kn==6.17kn==3.34kn==3.34kn
a)顶层:弯矩分配法计算活荷载顶层各柱端弯矩如下**:()
a4a5=×8.79 =2.93 b4b5=-×6.54= -2.18
边跨跨中弯矩: 16.31中跨跨中弯矩: 3.84
b)标准层:
弯矩分配法计算活荷载标准层各柱端弯矩如下**:()
a5a4=×6.06 =2.02 a3a4=×6.06=2.02
b5b4=-×4.64=-1.55 b3b4=-×4.64=-1.55
边跨跨中弯矩13.95: 中跨跨中弯矩: 2.61
c)底层:弯矩分配法计算活荷载底层各柱端弯矩如下**:()
a0a1=×5.18=2.59 a2a1=×6.47=2.16
b0b1=-×3.95=-1.98 b2b1=-×4.94=-1.67
边跨跨中弯矩: 14.33中跨跨中弯矩:
i叠加分层法计算结果,并进行节点不平衡弯矩分配,得整个活载下结构弯矩图如下图所示:
ii计算梁端剪力梁平衡受力及柱轴力图如下:
梁平衡受力图。
由梁的平衡条件可得:和。
可知恒荷载标准值作用下梁剪力、柱轴力图如下:(单位:kn)
1.3,可查《建筑结构荷载规范》,将风荷载换算成作用于框架每层节点上的集中荷载,计算过程如下表。z为框架节点到室外地面高度,,a为一榀框架各层节点的受风面积计算如下表:
满足要求。满足要求。
满足要求。满足要求。
满足要求(此层h取5m)
顶层总位移为:
风荷载作用下的框架内力图:(kn)
弯矩调幅至80%
将框架梁在各种荷载作用下经弯矩调幅并换算至柱边截面的弯矩如下表:
框架梁在恒荷载作用下梁端剪力算到柱边截面:
6)内力组合。
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