[工學]6層框架結構設計計算書全手算附圖(已修改)

　

【正文】 結構計算書某六層框架結構，建筑平面圖、剖面圖如圖1所示，采用鋼筋混凝土全現澆框架結構設計。1．設計資料（1）設計標高：室內設計標高177。 m，室內外高差450mm。（2）墻身做法：墻身為普通機制磚填充墻，M5水泥砂漿砌筑。內粉刷為混合砂漿底，紙筋灰面，厚20mm，“803”內墻涂料兩度。外粉刷為1：3水泥砂漿底，厚20mm，馬賽克貼面。（3）樓面做法：頂層為20mm厚水泥砂漿找平，5mm厚1：2水泥砂漿加“107”膠水著色粉面層；底層為15mm厚紙筋面石灰抹底，涂料兩度。（4）屋面做法：現澆樓板上鋪膨脹珍珠巖保溫層（檐口處厚100mm，2%自兩側檐口向中間找坡），1：2水泥砂漿找平層厚20mm，二氈三油防水層。（5）門窗做法：門廳處為鋁合金門窗，其它均為木門，鋼窗。（6）地質資料：屬Ⅲ類建筑場地。（7）基本風壓：ωo= KN/m2（地面粗糙度屬B類）。（8）活荷載： KN/m2。 建筑剖面圖建筑平面圖 結構平面布置圖邊跨（AB、CD跨）梁：取h=1/12L=1/12X6000=500mm,取b=250mm.中跨（BC跨）梁：取h=400mm,b=250mm邊柱（A軸、D軸）連系梁：取 bh =250mm500mm中柱（B軸、C軸）連系梁：取bh=250mm400mm柱截面均為bh=300mm450mm現澆樓板厚100mm。結構計算簡圖如圖3所示。根據地質資料，確定基礎頂面離室外地面為450mm。各梁柱構件的線剛度經計算后列于圖3。其中在求梁截面慣性矩時考慮到現澆樓板的作用，取I=2Io（Io為不考慮樓板翼緣作用的梁截面慣性矩）。邊跨（AB、CD）梁：i=2Ec1/12／=104Ec (m3)邊跨（BC）梁：i=2Ec1/12／=104Ec (m3)上部各層柱：i=Ec1/12／=104Ec (m3)底層柱：i=Ec1/12／=104Ec (m3)注：圖中數字為線剛度，單位： x104Ecm3（1）屋面框架梁線荷載標準值：20mm厚水泥砂漿找平 20=～140厚（2%找坡）膨脹珍珠巖 (+)／27=25=／m25mm厚紙筋面石灰抹底 16=／m2_________________________________________________________________________________________屋面恒荷載 KN／m2邊跨（AB、CD）框架梁自重 25=／m梁側粉刷 2() 17=／m中跨（BC）框架梁自重 25=／m梁側粉刷 2() 17=／m因此，作用在屋頂框架梁上的線荷載為：G6AB1=g6CD1=+=／mG6BC1=+=／mG6AB2=g6CD2==／mG6BC2==／m(2)樓面框架梁線荷載標準值荷載計算同上（略），作用在中間層框架上的線荷載為：25mm厚水泥砂漿面層 20=100mm厚現澆鋼筋混凝土樓板 25= KN/m215mm厚紙筋石灰抹底 16= KN/m2—————————————————————————————樓面恒荷載 KN/m2邊跨框架梁及梁側粉刷 邊跨填充墻自重 （）19= KN/m墻面粉刷 （）217= KN/m中跨框架梁及梁側粉刷 KN/m因此，作用在屋頂框架梁上的線荷載為：gAB1=gCD1=++= KN/mgBC1= KN／mgAB2=gCD2== KN／mgBC2== KN／m(3)屋面框架節點集中荷載標準值邊柱連系梁自重 25=梁側粉刷 （）219=1m高女兒墻自重 119=粉刷 1217=(KN)連系梁傳來屋面自重 1／21／2=(KN)__________________________________________________________頂層邊節點集中荷載 G6A=G6D=中柱連系梁自重 25=粉刷 () 217= 1／2(+) =1／2=頂層中節點集中荷載 ④樓面框架節點集中荷載標準值邊柱連系梁自重 粉刷 鋼窗自重 =窗下墻體自重 19= 粉刷 217=窗邊墻體自重 19= 粉刷 217=框架梁自重 25= 粉刷 17=連系梁傳來樓面自重 1 /21/2=中間層邊節點集中荷載 GA=GD =中柱連系梁自重 粉刷 內縱墻自重 （）19= 粉刷 （）217=連系梁傳來樓面自重 1/2（+）= 1/2=—————————————————————————————間層中節點集中荷載： GB=GC=（5）恒荷載作用下的結構計算簡圖活荷載作用下的結構計算簡圖如圖5所示。圖中各荷載值計算如下：p6AB=P6CD==kN/mp6BC= = P6A=P6D=1/21/2=P6B=P6C=1/2(+)1/2 +1/4=pAB=pCD==kN/mpBC = =kN/m pA=pD=1/21/2=pB=pC=1/2(+)1/2 +1/4=（2）活荷載作用下的結構計算簡圖風荷載標準值計算公式為ω=βZμSμZωO因結構高度H=30m，可取βz=；對于矩形截面μS=，當查得的μZ，取μZ=。將風荷載換算成作用于框架每層節點上的集中荷載，計算過程如表1所示。表1為一榀框架各層節點的受風面積，計算結果如圖6所示。 表1風荷載計算層次βZμSz/mμZωO/(K ) A/m2Pw/kN654341 風荷載作用下結構計算簡圖6. 恒荷載作用下的內力計算（1）采用分層法計算 分層法計算簡圖中梁上的分布的荷載由矩形和梯形兩部分組成，求固端彎矩時可根據固端彎矩相等的原則，先將梯形分布荷載和三角形分布荷載，化為等效分布荷載；等效均布荷載如上圖（右）。頂層：G邊頂 = gAB1 +(1 a2 + a3) gAB2 = +（12+ ）= KN/mg中頂 = gBC1 + 5/8 gAB2 = + 5/8 = KN/m結構內力可用彎矩分配法計算并利用結構對稱性取二分之一結構計算。各桿的固端彎矩為MAB = 1/12g邊l邊2 = 1/1262=mMBC = 1/3g邊l邊2 = 1/3=mMCB = 1/6g邊l邊2 = 1/6=m彎矩分配計算過程如下圖所示，計算所得結構彎矩圖如下。SA1=4i=4= SAB=4i=4=181。A1 = = 181。AB = = SBA=4i=4= SB2=4i=4=SBC = i = 181。BA = = 181。B2 ==181。BC = = 首層彎矩分配法計算過程如下： 計算所得結構彎矩圖如下：邊跨最大彎矩 = 1/8ql2 = 1/862= KN/m中跨最大彎矩 = 1/8ql2 = 1/8= KN/m分層法彎矩計算結果（頂層）標準層：g邊標 = gAB1 +(1 a2 + a3) gAB2 =+（12+ ）= KN/mG中標 = gBC1 + 5/8 gAB2 = + 5/8 = KN/m各桿的固端彎矩為MAB = 1/12g邊l邊2 = 1/1262=mMBC = 1/3g邊l邊2 = 1/3=mMCB = 1/6g邊l邊2 = 1/6=m彎矩分配計算過程如下圖所示，計算所得結構彎矩圖如下。SA1=4i=4= SA2=4i=4=SAB=4i=4= 181。A1 = = 181。A2 = = 181。AB = = SBA=4i=4= SB1=4i=4=SB2=4i=4= SBC = i = 181。BA = = 181。B1 = = 181。B2 = = 181。BC = = 標準層彎矩分配計算過程計算如下： 邊跨最大彎矩 = 1/8ql2 = 1/862= KN/m中跨最大彎矩 = 1/8ql2 = 1/8= 分層法彎矩分配結果（標準層）底層：g邊標 = gAB1 +(1 a2 + a3) gAB2 =+（12+ ）= KN/mG中標 = gBC1 + 5/8 gAB2 = + 5/8 = KN/m各桿的固端彎矩為MAB = 1/12g邊l邊2 = 1/1262=mMBC = 1/3g邊l邊2 = 1/3=mMCB = 1/6g邊l邊2 = 1/6=m彎矩分配計算過程如下圖所示，計算所得結構彎矩圖如下。SA1=4i=4= SA2=4i=4=SAB=4i=4= 181。A1 = = 181。A2 = = 181。AB = = SBA=4i=4= SB1=4i=4=SB2=4i=4= SBC = i = 181。BA = = 181。B1 = = 181。B2 = = 181。BC = = 邊跨最大彎矩 = 1/8ql2 = 1/862= KN/m中跨最大彎矩 = 1/8ql2 = 1/8= 分層法彎矩分配結果（底層）將各層分層法求得的彎矩圖疊加，可得整個框架結構在恒載作用下的彎矩圖。從首層開始計算 + = KN/m + = KN/m邊跨最大彎矩= 1/8ql2 = 1/862= KN/m–= KN/m中跨最大彎矩 = 1/8ql2 = 1/8= KN/m + = KN/m標準層計算 + （+） = KN/m + （+） = KN/m邊跨最大彎矩= 1/8ql2 = 1/862= KN/m – （+） = KN/m中跨最大彎矩 = 1/8ql2 = 1/8= +（+） = KN/m +（+） = +（+） = KN/m+（+） = KN/m底層計算 + （+） =