一榀框架结构计算本科毕业设计(论文).doc
- 文档编号:134654
- 上传时间:2022-10-04
- 格式:DOC
- 页数:42
- 大小:2.84MB
一榀框架结构计算本科毕业设计(论文).doc
《一榀框架结构计算本科毕业设计(论文).doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《一榀框架结构计算本科毕业设计(论文).doc(42页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
第一章结构选型及布置
本次设计采用全现浇钢筋混凝土框架结构,结构平面布置简图见附图。
本次毕业设计结构计算要求手算一榀框架。
针对本教学楼的建筑施工图纸,选择H~M轴交⑨轴横向框架为手算对象。
本计算书除特别说明外,所有计算、选型、材料、图纸均为H~M轴交⑨轴横向框架数据。
梁、柱、板的选择如下:
1.1梁的有关尺寸
(1)长跨横向框架梁:
取h=600mm,b=250mm,
短跨横向框架梁(楼道):
,取h=400mm,b=250mm。
(2)纵向框架梁:
,由于纵向布置窗,所以纵向框架梁兼过梁,取h=500mm,b=250mm。
1.2柱的选择
根据梁的截面选择及有关屋面、楼面的做法,可初略确定柱的尺寸为方柱。
经验算可满足有关轴压比的要求。
1.3板的选择
采用全现浇板,可根据荷载以及梁的尺寸确定板的厚度为。
第二章⑨号轴线框架计算
2.1计算任务
计算作用于H~M轴交⑨轴线的恒载、活载、风荷载以及由这些荷载引起的各层梁、柱的内力。
恒载、活载作用下梁端弯矩计算采用弯矩两次分配法;风载作用下的内力计算采用D值法;地震作用采用底部剪力法。
2.2计算简图的几何尺寸的确定
该房屋主体结构共5层,一到五层层高4.2m。
该框架结构的计算简图如图3.1所示。
屋盖和楼盖均采用现浇钢筋混凝土结构,板厚度取120mm。
梁截面高度按跨度的估算,而且梁的截面尺寸应满足承载力、刚度以及延性的要求。
梁截面宽度可取梁高,同时不宜小于柱宽,且不应小于250mm。
框架柱的截面尺寸一般根据柱的轴压比限值按下列公式计算:
式中:
N为柱组合的轴压力设计值;F为按简支状态计算的柱的负载面积;为折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值,近似取18KN/;β为考虑地震作用组合后柱的轴压力增大系数,边柱取1.3,不等跨内柱取1.25;n为验算截面以上的楼层层数。
由于该框架结构抗震等级为二级,其轴压比限值=0.8。
图2.1框架结构几何尺寸简图
1、梁的截面计算
(1)横向框架梁:
长边跨:
,取h=600mm,b=250mm;
短边跨(楼道):
,取h=400mm,b=250mm。
(2)纵向框架梁:
,则取h=500mm,b=250mm。
2、柱截面计算
边柱:
,取;
,取;
中柱:
,取
2.3荷载计算
2.3.1自重计算
1、屋面及楼面永久荷载标准值
(1)屋面(不上人):
40厚细石混凝土保护层
150厚水泥蛭石保温层(兼做找坡)
1.5厚合成高分子防水涂料
20厚水泥砂浆找平层
120厚钢筋混凝土板
15厚天棚抹灰
小计:
(2)2-5层楼面:
12厚1:
2水泥砂浆石子磨光(包括水泥砂浆结合层)
18厚1:
3水泥砂浆找平层(包括素水泥砂浆结合层)
共重:
120厚钢筋混凝土
15厚天棚抹灰
小计:
2、梁、柱、墙、门、窗重力荷载计算
梁、柱可根据截面尺寸、材料容重及粉刷等计算出单位长度上的重力荷载,其计算过程详见表2.1。
表2.1梁、柱重力荷载标准值
构件
长跨横梁
0.25
0.48
25
1.05
3.150
5.970
5
94.03
264.34
短跨横梁
0.25
0.28
25
1.05
1.838
2.250
5
20.67
纵梁
0.25
0.38
25
1.05
2.494
4.000
15
149.64
1层柱
0.50
0.50
25
1.10
6.875
5.200
1
35.75
248.05
2~5层柱
0.50
0.50
25
1.10
6.875
4.200
4
115.5
1层柱
0.40
0.40
25
1.10
4.4
5.200
1
22.88
2~5层柱
0.40
0.40
25
1.10
4.4
4.200
4
73.92
表中为考虑梁、柱的粉刷层重力荷载而对其重力荷载的增大系数;n表示构件数量;g表示单位长度构件的重力荷载;梁的长度取净长;柱长度取层高。
仅对第H~M轴交⑨轴线的横向框架进行计算,计算单元宽度为4.5m。
因板的自重已计入楼面(屋面)的恒荷载之中,故计算梁的自重时梁的截面高度应取梁的原高度减去板厚。
外墙体为240mm厚粉煤灰砖(),外墙面两侧均粉石灰砂浆(,厚)。
则外墙单位墙面的重力荷载为:
内墙体为240mm厚粉煤灰砖(),内墙面两侧均粉石灰砂浆(,厚)。
,则内墙单位墙面的重力荷载为:
木门单位面积重力荷载为铝合金窗单位面积荷载为
2.3.2恒载计算
取H~M轴交⑨轴线横向框架进行计算,计算单元宽度为4.5m,如图2.2所示。
图2.2横向框架计算单元
图2.3双向板导荷示意图
直接传给该框架的楼面荷载如图中水平阴影线所示,计算单元范围内的其余楼面荷载则通过纵向框架梁以集中力的形式传给横向框架,作用于各节点上。
由于该层纵向框架梁的中心线与柱的中心线不重合,因此在该层框架节点上还有集中力矩的作用。
各梁上作用的恒载如图2.4所示。
图2.4各梁上作用的恒载计算图
该图中:
、分别代表横梁自重,为均布荷载形式,、分别代表各板传给横梁的梯形荷载和三角形荷载;、为等效均布荷载。
由图2.2中的几何关系可得:
1、对于屋面梁:
集中力矩:
2、对于第1-4层框架梁:
、分别为由边纵梁、中纵梁直接传给柱的恒载:
包括梁自重、楼板重、外墙等地重力荷载。
集中力矩:
表2.2横向框架恒载汇总表
层次
5
3.15
1.838
19.88
9.11
67.89
72.23
60.56
8.49
9.03
1-4
21.15
1.838
14.40
6.6
119.22
138.65
38.09
14.9
17.33
恒载图如下所示:
图2.5恒载图(P:
KN,Q:
KN/m)
2.3.3活载计算
1、屋面及楼面可变荷载标准值如下:
常德市屋面雪载标准值
不上人屋面均布活荷载标准值
楼面均布活荷载标准值
走廊、门厅、楼梯均布活荷载
厕所、盥洗室
2、活载计算
、分别代表各板传给横梁的梯形活荷载和三角形活荷载,、为等效均布荷载。
如图2.6所示。
活荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如下:
图2.6各梁上作用的活载计算图
由图2.2中的几何关系可得:
(1)对于屋面梁:
集中力矩:
同理在屋面雪荷载的作用下:
集中力矩:
(2)对于第1-4层框架梁:
集中力矩:
将以上计算结果汇总,得到表2.3。
表2.3横向框架活载汇总表
层次
5
1.84(1.84)
0.84
(0.84)
3.16(3.16)
8.81(8.81)
2.49(2.49)
0.395(0.395)
1.10(1.10)
1-4
9.2
4.22
15.82
28.24
12.42
1.98
3.53
活载图如下所示:
图2.7活载图(P:
KN,Q:
KN/m)
2.3.4风荷载计算
垂直于建筑物表面上的风荷载应按下式计算:
基本风压
由于该教学楼位于城市中心,地面粗糙度为C类地区。
迎风面,背风面。
忽略梁的轴力,合并得。
由于建筑物总高度H不超过30m,所以。
查《荷载规范》得值:
一至三层,四至五层。
一至三层:
四至五层:
风荷载的线荷载标准值:
一至三层:
四至五层:
框架结构分析时,为简化计算,按静力等效原理将均布风荷载转化为节点集中荷载,如图所示。
其计算过程如下:
图2.8等效节点集中风荷载(单位:
KN)
2.3.5地震荷载
1、基本资料
该教学楼位于7度设防区,基本地震加速度为;Ⅲ类场地第一组,设计特征周期;多遇地震时,水平地震影响系数的最大值;结构的基本周期。
2、底部剪力法的计算
根据本工程的特点,对于高度不超过40m、以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构,以及近似于单质点体系的结构,可以采用底部剪力法。
结构总水平地震作用:
相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数值;,因此。
结构等效总重力荷载,式中为集中于质点的重力荷载代表值。
计算地震作用时,建筑物的重力荷载代表值应取结构和构配件的自重荷载标准值和各可变荷载组合值之和,各可变荷载的组合值系数如下:
雪荷载:
0.5
屋面活荷载:
不计入
由表2.4各层柱重,可以算得各层自重标准值:
对于屋面:
对于第2-4层:
对于第1层:
由表2.5可算得各层活荷载标准值,屋面只算雪荷载:
对于屋面:
对于第2-4层:
对于第1层:
由于各榀框架的线刚度相同,所以将以上计算结果汇总,得到各层重力荷载代表值,详见表2.4。
表2.4计算框架重力荷载代表值
层次
恒载
活载
5
421.6
28.87
436.04
2-4
632.1
128.59
696.4
1
641.5
128.59
705.8
图2.9结构水平地震作用计算简图
上面已经给出的计算式:
下面计算各个质点的地震作用:
采用底部剪力法时,各个楼层可以仅取一个自由度,结构
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 框架结构 计算 本科 毕业设计 论文