混凝土课程设计小烨

1、资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除框架结构设计计算专业：土木工程班级:07土木本一组别：第十六组组长：迪组员：宋子腾解雯博康杰时间：2010年7月5日-7月9日3 / 29某市郊三层百货商店营业厅，柱网平面布置如下图所示。采用预制楼板、现浇横向承重框架，抗震设防烈度为7度，地震分组为第一组，二类场地，基本风压3产0。35KN/J.基本风压%=0.25kN/J，楼面均布活荷载标准值3.5kN/m2；屋面活荷载标准值0。5KN/m20C25混凝土，fc=W.9N/mm£=L27N/，J,ftk=L78N/吸=2.8X104N/mm2；HPB235级名可靴,=21ON

2、/HRB335级钢筋，fy=f'y=3OON/&广0。55。进行框架结构设计。一、框架计算简图及梁柱截面尺寸1。计算单元选取框架布置均匀对称，现取一幅框架作为计算单元，单元宽度是8。1m,计算简图如下：2o荷载标准值的计算(1)恒荷载标准值Gk1）屋面恒载屋面防水、保温、隔热2。91KN/m2预制楼板25X0.16=4.OOKN/m2吊顶0.12KN/m2合计7.03KN/m22）楼面荷载资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除面层水磨面层0。65KN/m2整浇层35厚细石混凝±0。84KN/m2结构层预制楼板4。00KN/m2吊顶0。12KN/m2合

3、计5。61KN/m23)框架横梁自重3)框架横梁自重，取梁宽b=350mm,梁高h=700mm,则有25X0.35X0.70=6。125(KN/m)4)梁顶线荷载屋面梁：7.03X8.1+6o125=63o1(KN/m)楼面梁：5.61X8.1+6.125=51.6(KN/m)(2)竖向活荷载标准值Qk1)屋面活载雪荷载：0.25KN/m2屋面均布活荷载：按不上人，考虑维修荷载，取为0.7KN/m2屋面梁活载：0.7X8.l=5o67(KN/m)2)楼面活载根据荷载规范，商场楼面活载标准值取3.5侬/m2楼面梁活荷载：3o5X8o1=28.35(KN/m)3)风荷载标准值Wk基本风压为Wo=O

4、.35KN/m2,风教体型系数迎风面为0.8,背风面为一也5,综合为Uf=0.8-(-0o5)=lo3o风压高度系数按B类地区，如表确定，房屋高度不小于30nb取3=1.0表1风压高度系数离地高度/m510152030uz111.141.25lo42作用于各楼层处的集中风荷载标准值L口JoBh,计算结果如下,3层:F皿=1.OXL3X1。14X0.35X8.1X=10o71(KN)22322X0. 35X8. IX 竺山1 层："1。0X1。3X=21.36(KN)2层:"1。OXlo3XL14+L()()XOo35X8.1X5。1=20.11(KN)3.初估梁柱截而尺寸(

5、1)梁截面尺寸取h=(1/10-1/18)1=400720初选720mm,b=(1/2l/3)h=360240初选300mm.(2)柱截面尺寸初选尺寸，bXh=500X500(mm)4o梁柱线刚度及柱抗侧移刚度计算5 / 29资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除梁、柱截面惯性矩，线刚度及D值计算见表2,梁柱相对线刚度见图2。A11.741.741.741.271.74bo1.271.74Co 、1.271.741.278 r- m、1.27叫1.271.271.27851.741.741.74、BiaD,1.001.001.001.008 in 9BoCoDo7200720

6、07200 zr图二梁柱线刚度及D值计算表项目柱梁一层柱二、三层柱边柱内柱外柱内柱边跨中跨截面尺寸(bXh)500X500500X500500X500500X500350X700350X700惯性矩I/mm45.2X10,5.2X10*5.2X5o2X10，1.OX1O10L0X1010畤度(柱高)/mm650065005100510072007200线刚度i</KN口2.24X1042.24X1042。85X1042.85XlO43o9XlO43.9XlO4底层k=22i/L其他层1.743。481372.74a=0.5+A底层ka=05+k其他层k0.5+1.742+1.74=0。6

7、00.5+3382+3.48=0.731.362.742+1.36=0.402+2.740>58产ahi0.60x120.73x120.40x120.58x126.522.24xlO46.522.24xlO45.122.85xlO45.122.85xlO46.526.525.125.12=3817=4644=5260=762616922257725 / 29资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除二、框架内力计算lo恒载作用内力计算恒荷载为g=63.1KN/mo La=51,6KN/rro oin7200g=51.6KN/m3600图三恒荷载计算简图Lk=-"3

8、qL2,M：k=l/Gql;采用分层法计算前，对二层以上的各柱线刚度乘以0。9的折减系数。顶层计算单元计算简图及弯矩计算结果见图图5和图8(2)中间层计算单元，其计算过程见图6和图9(3)底层计算单元，其计算过程见图7和图十(4)总的弯矩叠加见图十一(5)最后恒荷载弯矩图见图十二(6)剪力图见图十三6 / 29资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除25 / 29g=75.68KN，'m图5顶层单元计算27.27-5.0381.878.60.2940.2580.448-26768.9119.8-11.04.971.8-157.6g=61.88KM0.366'26

9、7,59.921.92.5-0.9306.9-15.1-0.7-14.40.2410.183-267-11.00.4-278.70.21-12.60.5-13.1图七底层计算单元35.9-6.55图八顶层层计算单元恒荷载作用下的弯矩图恒荷载作用下的弯矩图恒荷载作用下的弯矩图恒荷载作用下的弯矩图N=293.6口240.6304.3口上51.15口272.4N=629.711.09'"14=714.6N=430.5N=500.5185.76lli1036.62Z=:N=843.9*1156165.9205.7185.76N=637.411IIIIN=803.3IIIIIIN=15

10、47.515.52:2.87N=1588.1恒荷载下一根框架剪力图图十三2 .活荷载作用下的内力由于活载是满布在结构上类似于恒荷载,从上面计算的过程来看每个单元上每个节点中的梁和柱的弯矩和上面满布荷载q成正比的关系。故结构上每单元每一节点中梁和柱的弯矩是M萨M恒Xq+g则活荷载作用下的开口框架内力计算式（1）顶层计算单元A3右梁M=140.5+75。68x7o94=14。7A3下柱M柱=140。5+75。68x7.94=14.7A2上柱M柱=46。8+7568x7。94=4.9B3左梁M=383。53+75。68x7。94=40.2B3右梁M=351。0+75.68x7.94=36。8B3下柱

11、M=32.5+75.68x7.94=-3。4B2下柱M=10。875。68x7o94="。13活荷载顶层计算单元（2）中间层计算单元A2右梁M=-157.6+61。88x39o7=401o11A2上柱M=78。84-61.88x39.7=50o56A2下柱M=78°84-61.88x39o7=50o56Al上柱=A3柱M=26.3+61。88x39.7=16.87B2左梁M=305.3+6L88x39。7=195。87B2右梁M=277.8+6L88x39.7=178o23B2柱上=B2柱下M=-13.84-61o88x39.7=8.85Bi柱=83柱M=4.6+6L88x

12、397=2.95(3)底层计算单元Ai右梁M=153.6+61。88x39.7=98.54Ai上柱M=81。8+61。88x39o7=52o48A2下柱M=27。27+61。88x39.7=1751Ai下柱M=71。8+61。88x39.7=46o06Ao上柱M=35.94-61o88x39.7=23.03Bi左梁M=278。7+61。88x39。7=178。8Bi上柱M=15J+61.88x39。7=9.69Bi下柱M=13.14-61.88x39.7=8.40B2下柱M=5。03+61.88x39。7=3。23Bo上柱M=6。55+61。88x39o7=4.20Bi右梁M=306.9+6L

13、88x39。7=196.90下图为活荷载弯矩图叠加(4)活荷载作用下各节点柱端、梁端弯矩计算A3下3L5716。87x0.4=24.8A3右14/71687x0.6=24。8B3£40o2+2.95x0.460=41.6B3右36.8+2<>95x0.230=-36.1B3下6。35+2.95x0o310=5.5A2上55.46(4.9+17.51)x0o284=49。1A2下68。07(4.9+17。51)x0.284=61o7A2s-101.ll(4O9+17o51)x0o432=110o8B2上9。98+(1.13+3o23)x0.23=9o0B2左195。87+(

14、lo13+3.23)x0.36=197.4B2下一12.08+(1.13+3o23)x0.23=111o0B2右一178。23+(1.13+3。23)x0。18=177.4Ai上69。35-16.87x0o294=64o4Al下46.06-16。87x0o258=41.7Ai右98.54+16。87x0.448=106.1Bi±-12o64+2.95x0.241=12o0Bi左19690+2。95x0o366=198.0Bi下8(>4+2.95x0o210=-7O8Bi右一178。80+2.95x0.183=178o2Ao上23.03Boi4.20130N=157.2If10.

15、030.8|II286112.8二II-*59.42027II|142.9II4.54IIN=357.2155.7I142.9|II11:1.8M=655.8N=287.2恒荷载下一根框架剪力图3 .风荷载作用下框架的内力及侧移计算(D风荷载设计值£币=10.71X1。4=15.00(KN)n-3£%=(20.ll+lOo71)XI.4=43.15(KN)n-2Z%=(21。36+20oU+10o71)X1.4=73。05(KN)n-l(1)用D值法计算框架弯矩利用D值法计算出各柱的剪力,根据各柱剪力值和反弯点高度，求出柱端弯矩，根据节点平衡求出梁端弯矩，根据弯矩与剪力的关

16、系计算出梁的剪力。左风作用下的框架弯矩及剪力如图表2各柱在风荷载作用下的剪力表层间剪力三层14o99KN二层43。15KN一层73.05KN柱编号A5A2BBA2AlBBAiAoBjBoDij/SDij0.2040.2960。2040.2960.2260.274D.3o064.438o8012.7716.5120.02表三各层柱反弯点高度yh项目柱号KyoIY：a.y3asy3yh第三层(n=3j=3h=5.1)AsAa1。360.37100010L887B3B22。740.451000102.295第二层(n=3j=2h=5.1)A3A11.360。4810101.2702o448眺2。74

17、0o4510101.2702o295第三层(n=3j=lh=6.5)AiAolo740o57MM00.780003.705B同3。480,5500o780003o575风荷载作用下的弯矩剪力图4、水平地震作用计算(1)结构重力荷载代表值三层：7.03x9x8.1x7o2x3+0o5x007x9x8oIx7.2x3+O35x0.7x25x7.2x3x10+0。35x0.7x25x8。lx9x3+0o5x0.5x0.5x5。1x25x4x10=14920KN二层：5.61x9x8,1x72x3+0o5x3。5x9x8.1x7<>2x3+0。35x0。7x25x7,2x3xlO+O.35

18、xO07x25x8olx9x3+0o5X0.5X5.1X25X40=15527KN一层：5.61x9x8.1x7o2x3+0。5x3。5x9x801x7o2x3+0.35x0o7x25x7.2x3x10+0.35x0o5.1+6.57x25x8.1x9x3+0o5x0。5x25x40=15702KN2各层重力荷载代表值取全部楼面恒载、一半活载(雪载)、上下各半层的建筑结构重量计算，建筑各层重力荷载代表值分别为:三层14920KN：;二层15527KN；一层15702KN；考虑到该设计共有十根框架，且每桶框架的抗侧刚度相同，简化为作用在一福框架上的重力荷载代表值为:G3=1492KN,G2=15

19、53KN,Gl=1570KN,则3£Gj=1492+1553+1570=4615KN：r-l(2)水平地震作用计算1)结构自振周期.采用假想顶点位移法：Ti=lo7ao画，本框架结构无内部填充墙体，取ao=O.7框架假想顶点位移计算见下表框架假想顶点位移计算表层号GiViXDiAUiAi314921492257720.0580.449215533045257720o1110.391115704615169220o2730.272Ti=1.7X0o7V0.449=0.82)地震作用影响系数.7度抗震设防，地震分组为第一组，二类场地有:amax=0.08.TR=0o35s取结构阻尼比为g

20、=0.05(TY-9，0.35产则ai=XOo08=0.038ImaxI0.83)水平地震作用及框架侧移验算计算。由于丁尸0。8>L4T卡0.49,应考虑顶部附加水平地笈作用，顶部附加水平地震作用系数为结构，总水平地震作用标准值为5“=008T+007=008X08+0.07=0.134可得各层水平地震标准值为表4水平地震作用下框架层间侧移计算FjkZA*相对值限值80o5380.53257723。121/16351/55043.78124。31257724.821/105824.89149o11169228.811/738表5各柱在水平地震作用下的剪力表层间剪力三层80.53KN二层1

21、24.31KN一层149.11KN柱编号AsA2B3B2A2AlB2B1AiAoB1B0Dij/£Dij0o204Oo2960.2040.2960.2260o274D市产16.4323.4825o3636.8033.740.86表6各层柱反弯点高度yh项目柱号KyoIY：a?Y2y9yh第三层(n=3j=3h=591)1.360.371000101.887BB2o740。451000102o295第二层(n=3j=2h=5c1)AjAiE360.4810101.2702。448BB2o740.451010E2702o295第三层(n=3j=lh=6。5)AiAo1.740o5700.

22、780003.705BiBo3.480。5500。780003.575弯矩图如下:水平地震荷载作用下的弯矩和剪力标准值三、荷载组合和内力组合1。梁内力组合边支座A产生最大负弯矩、最大剪力及AB跨跨中产生最大弯矩，B支座左右产生的弯矩剪力和BC跨跨中产生的最大弯矩见表72柱内力组合框架柱是偏心受压构件，其主要内力是轴力和弯矩,采用对称配筋时，由大偏心受压控制的组合项为四皿与相应的N、V以及心。与相应的M、N；由小偏心受压控制的组合项为Na与相应的M、Vo柱内力组合见表8表7一层横梁内力组合杆件名称A瓜BC截面位置Ai跨中%左Bi右跨中内力种类MVMMVMVM竖向恒载165.4165。997.43

23、08.58205o7-277。86185.76140.19竖向活载-106.1130115.6198.0155。7-178.2142。987风荷载（左风）67.7一15。51L943.94-15.543e9412.210风荷载（右风）-67.716.511.943<9416.543.9412>210水平地震作用（左向）©156.2735.8727。14-102.0一35«87102.0-28.330水平地宸作用（右向）-156。2725.8727.14102。035。8710228.330内力组合1.2恒+1.4活啮玲271.5295.9213506.7-361

24、4-420o8328.7227.212恒+0.9X1.4（活+风）+0。9X（+或）60。9X（+或）321.82296.85212ol5-526。33759。78477.79325.36218.51.2恒1.S水平地宸+1.3或+1.337.8119。31S2.7-441.2252.3145.3148。9140.19-S68.6199.562.1-176-159。1-410.5222。687资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除表8一层柱内力组合杆件名称AiA>BiBa截面位置上端下端剪力上端下端翦力内力种类MNMNVMNMNV竖向恒载65o01803o3-35a98

25、43915o512o1315476.5515882o87竖向活教41。7287.2-23.0287.2-10,0-7.8655.84.2655。81.8风荷载（左风）-46e124.961.124.9-16.558。54.671.64.620.Q风荷载（右风）46.124.961.124.916.5158.5-4.671c6-4。620o0水平地震作用（左向）一94。1-72。5124.872.533<7119.5-12.9146。112.940o8水平地震作用（右向）94。172o5124.872.5-33.7119.512o914612.9一40。8内力组合lo2恒+1.4活1mJ(

26、D+106.7109058.9113025,519o9220210.822434o67Na(D+106o7109068.91130-25.519。9220210<822434.67Nnln<D+©106.7109058.9113025.5-19。9220210o822434.6712恒+0.9XI.4(活+风)1mJ+0.9(4)(D+0.9(+<D)1441083111.611249.6718214174.7218222o5Nw(D+0o9(+<D)+0,9-1441083-111.61124-9.6-71。8214174.7218222.5Nnia+0.9

27、(+<§)®+0.9(2HD)611039T611079一39。333.52133-54.1217413。512恒+1<3水平地震1mJ61。3(3)+l.3187.3897198.193828.3167o51564196o5157155.9Nh+1。3+1.3187.3897-198.193828.3143.21564183160550.1N.m+1.3+1.3-57。3708.8126.3749,728.3167.51564196.61571559四、框架梁柱配筋1、横梁配筋以一层梁为例，从横梁内力组合表选取各截面不利内力，并转化为支座边缘控制截面内力,其中

28、：V'=V-zXV=V(g+q)'一V'?,各控制截面的内力设计值见表22一层横梁控制截面组合内力设计值27 / 29资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除楼层A支座AB跨跨中M/(KNm)B支座左B支座右BC跨跨中M/(KN-m)M/(KNm)V/KNM/(KNm)V/KNMl(KN>m)V/KN支座截面-3686199e5212o15526o33-361。4477o79328.7227.237.8支座边缘控制截面336.5183.5212.15-4659-345.4423.1312.7227.25.7(1)正截面受弯承载力计算采用单筋矩形截面

29、，混凝土保护层厚度取25mm,a、=35mm,各控制截面设计配筋见下表.一层梁正截面设计截面A支座AB跨中B支座左B支座右BC跨中bXh.350X665350X665350X665350X665350X665控制截面M(KNm)-336.5212.15-465。9-423.1227。2-252.4212.15-3494-317.3227.20.1370.1150.1890。1720。1244=1一11-240。1480.1230.2110.1900.133Ys=1-0.5g0.9260.9390.8950.9050。93413661133177817571220实配钢筋325420328328420实配面积/(mmXmm)14731256187418741256实际配