混凝土框架结构课程设计

温州大学瓯江学院WENZHOU UNIVERSITY OUJIANG COLLEGE混凝土结构课程设计二）专 业：土木工程班 级：08土木工程本一姓 名：王超学 号：08207023219指导教师：张茂雨日 期：2018年6月10号整理为word格式混凝土框架结构课程设计一 设计资料某三层工业厂房，采用框架结构体系。框架混凝土柱截面尺寸边柱为500mm500mm，中柱600mm600mm。楼盖为现浇钢筋混凝楼盖，其平面如图所示。图示范围内不考虑楼梯间）。厂房层高分别为4.5，4.2，4.2M。地面粗糙度类别为B类。L1=8100，L2=6600）b5E2RGbCAP1. 楼面构造层做法：20mm厚水泥砂浆地面，钢筋砼现浇板，15mm厚石灰砂浆刷。2 可变荷载：楼面屋面标准值取5.0KNm2，活荷载分项系数1.3。3永久荷载:包括梁、板及构造层自重。钢筋砼容重25 KNm3，水泥砂浆容重20KNm3，石灰砂浆容重17KNm3，分项系数为1.2。p1EanqFDPw材料选用： 混凝土 采用C20fc9.6Nmm2,ft1.10Nmm2）。 钢筋 柱、梁受力筋采用级钢筋fy300 Nmm2），板内及梁内其它钢筋采用级fy210 Nmm2）DXDiTa9E3d二框架梁及柱子的线刚度计算取轴上的一榀框架作为计算简图，如图所示。整理为word格式梁、柱混凝土强度等级为C20，Ec2.55104N/mm225.5106KN/m2。框架梁惯性矩增大系数：边框架取1.5，中框架取2.0。RTCrpUDGiT中框架梁的线刚度：ib1bEIb/l=2.025.51060.30.73/6.666.28103KNm25PCzVD7HxA边框架梁的刚度：ib2bEIb/l1.525.51060.30.73/6.649.70103KNm2jLBHrnAILg底层中柱的线刚度：i底中EIc/l= 25.51060.60.63/4.561.44103KNm2底层边柱的线刚度i底边EIc/l= 25.51060.50.5/4.529.51103KNm2其余各层中柱的线刚度i其中0.9EIc/l= 0.925.51060.60.63/4.555.30103KNm2xHAQX74J0X其余各层边柱的线刚度i底边0.9EIc/l= 0.9整理为word格式25.51060.50.5/4.526.56103KNm2三荷载计算LDAYtRyKfE1恒荷载标准值计算（1） 楼屋）面自重结构层:80厚现浇钢筋砼板 0.1 m25 KNm32.5 KNm2Zzz6ZB2Ltk20mm厚水泥砂浆面层 0.02 m20 KNm30.4 KNm2dvzfvkwMI120mm石灰砂浆天棚抹灰 0.015 m17 KNm30.26 KNm2rqyn14ZNXI- EmxvxOtOco合计 gk3.16 KNm2SixE2yXPq5（2） 梁自重次梁自重 25 KNm30.25 m0.45m0.1m）2.19 KNm 次梁抹灰自重 217KNm30.015m0.45m0.1m）0.02m0.25m17KNm0.26 KNm6ewMyirQFL- kavU42VRUs合计 gk2.45 KNmy6v3ALoS89 主梁自重 25 KNm30.3 m0.7m0.1m）4.5 KNm 主梁抹灰自重 217KNm30.015m0. 7m0.1m）0.02m0.3m17KNm0.41KNmM2ub6vSTnP- 0YujCfmUCw合计 gk4.91 KNmeUts8ZQVRd（3） 柱自重边柱自重 25 KNm30.5 m0.5 m6.25 KNmsQsAEJkW5T边柱抹灰自重 417 KNm30.02 m0.5 m0.68 KNmGMsIasNXkA- TIrRGchYzg合计 gk6.93 KNm7EqZcWLZNX中柱自重 25 KNm30.6 m0.6 m9.0 KNmlzq7IGf02E中柱抹灰自重 417 KNm30.02 m0.6 m0.82 KNmzvpgeqJ1hk- 整理为word格式NrpoJac3v1合计 gk9.82 KNm1nowfTG4KI2活荷载标准值计算 1）楼屋）面活荷载标准值：5.0KNm22）雪荷载 sk=0.35 KNm2 屋面活荷载不与雪荷载同时考虑，取两者中大者。3框架竖向荷载计算 轴间框架梁楼面轴间框架梁均布荷载为:恒载板传荷载梁自重6.52 KNm4.91KNm11.43 KNm活载轴柱竖向荷载计算顶层柱顶顶层柱顶恒载：屋面板传荷载3.16 KNm23.3m583.3 m3.16 KNm23 .3m120.4220.423）3.9 m63.15KNHbmVN777sL梁传荷载2.45 KNm3.9m0.25m）4.91 KNm3.3m0.25m）23.92KNV7l4jRB8Hs顶层柱顶活载：屋面板传荷载5.0KNm23.3m583.3m 0.25m）5.0KNm23 .3m120.4220.423）mZkklkzaaP297.0 KN基础顶面活载0 KN（3） B(C轴柱竖向荷载计算顶层柱顶顶层柱顶恒载：屋面板传荷载23.16 KNm23.3m583.3 m3.16 KNm23 .3m120.4220.423）3.9 m）89.64KNAVktR43bpw梁传荷载22.45 KNm3.9m0.25m）4.91 KNm3.3m0.25m）47.84KNORjBnOwcEd顶层柱顶活载：屋面板传荷载25.5KNm23.3m583.3m 0.25m）5.5KNm23 .3m120.4220.423）3.9m0.25m）145.14KN2MiJTy0dTT顶层柱顶恒载板传荷载梁传荷载137.48 KN顶层柱顶活载板传荷载145.14KN二层柱顶恒载板传荷载梁传荷载柱自重316.2KN二层柱顶活载板传荷载290.28 KN底层柱顶恒载板传荷载梁传荷载柱自重494.93 KN底层柱顶活载板传荷载435.42KN基础顶面恒载板传荷载梁传荷载柱自重541.08 KN基础顶面活载板传荷载0 KN框架在竖向荷载作用下的受荷图如图所示整理为word格式4框架水平荷载计算为简化计算，将风荷载近似用作用在屋面梁和楼面梁节点处的集中荷载，其标准值：Wkzsz0hihj）B2WK计算过程见表集中风荷载标准值离地高度zmzzs0KNm2hihjBWkKN13.11.091.31.30.64.203.99.058.91.001.071.30.64.24.23.913.674.71.001.021.30.64.74.23.913.81四框架结构内力计算采用分层法和D值法）为简化计算，考虑如下几种单独受荷情况：（1） 恒载作用（2） 活荷载作用于AB轴跨间（3） 活荷载作用于BC轴跨间（4） 活荷载作用于CD轴跨间（5） 风荷载作用从左向右或从右向左）1 恒荷载标准值作用下的内力计算节点各杆的弯矩分配系数按下式计算整理为word格式ik=iikiik节点的不平衡弯矩即梁固端弯矩M=112ql02由分层法可求得整个框架在恒荷载作用下的弯矩图计算过程见图a），在求得结构支座弯矩（1） 确定各柱的反弯点位置；（2） 分层取脱离体计算各反弯点处剪力；（3） 先求柱端弯矩，再由节点平衡求梁端弯矩，当为中间节点时，按梁的线相对线刚度分配节点的柱端不平衡弯矩。（4） 其他内力的计算:根据力的平衡条件，由梁两端的弯矩求出梁的剪力；由梁的剪力，根据节点的平衡条件，可求出柱的轴力。IAg9qLsgBX风荷载标准值作用下的内力图见图13、14、15所示 整理为word格式整理为word格式图a 恒荷载作用下分层法计算过程表1 A(D轴框架柱反弯点位置层号h/myoy1y2y3yyh/m34.21.750.390000.391.6424.21.750.45000.451.8914.71.760.560000.562.63表2 B(C轴框架柱反弯点位置层号h/myoy1y2y3yyh/m34.21.970.400000.401.6824.21.970.450000.451.8914.71.980.550000.552.59整理为word格式整理为word格式表3框架柱修正后的抗侧刚度轴号层号cEI/hD=c 12EI/h3A(D3层0.4728.469.102层0.4728.469.101层0.6028.269.21B(C3层0.5059.0120.082层0.5059.0120.081层0.6258.6019.74整理为word格式表4风荷载作用下框架柱端剪力弯矩和梁端弯矩计算轴号层号Vi kND kN/mD kN/mD/DV kNyh/mMcs/ kNmMcx/kNmMbz/kNmMby/kNmA(D39.059.1058.360.161.451.643.712.383.71222.729.1058.360.163.641.898.416.8810.79136.539.2157.90.186.582.6313.6217.3120.50B(C39.0520.0858.360.343.081.687.765.173.344.42222.7220.0858.360.347.721.8917.8314.599.8913.11136.5319.7457.900.3412.422.5926.2132.1717.5423.26整理为word格式表5风荷载作用下框架柱轴力和梁端剪力计算层号梁端剪力/kN柱轴力/kNAB跨BC跨CD跨A轴B轴C轴D轴31.021.341.021.02拉）0.320.321.02拉）23.133.973.134.15拉）1.861.864.15拉）15.767.055.769.91拉）3.153.159.91拉）整理为word格式图b 活荷载作用在AB轴间分层法计算过程整理为word格式整理为word格式整理为word格式1整理为word格式整理为word格式图c 活荷载作用在BC轴间分层法计算过程整理为word格式整理为word格式整理为word格式图d 活荷载作用在CD轴间分层法计算过程整理为word格式五框架结构内力组合整理为word格式各种荷载情况下的框架内力求得后，根据最不利又是可能的原则进行内力组合。比较恒荷载和活荷载由可变荷载效应控制的组合和由恒荷载效应控制的组合的大小，取两者中大者。构件控制截面的内力按下式计算：WwghWvVhPE 梁支座边缘处的内力值：M边=MbVbb/2V边=Vbqb/2柱上端控制截面在上层的梁底,其内力按下式计算:Mcs= McVch/2 Mcx= McVch/2Vc=Mc1+ Mc2）/H式中M边 支座边缘截面的弯矩标准值；V边支座边缘截面的剪力标准值；Mb, Mc分别为梁柱中线交点处的梁端的弯矩标准值和柱端的弯矩标准值；Mc1, Mc2分别为梁柱中线交点处的柱上端和下端的弯矩标准值Vb, Vc与M相应的梁柱中线交点处的梁端的剪力标准值和柱端的剪力标准值q梁单位长度的均布荷载标准值；b梁端支座宽度由可变荷载效应控制的基本组合层号恒载活载活载活载左风右风及相应的V及相应的V及相应的M组合工程值组合工程值组合工程值3左M-18.94-24.903.81-0.745.19-5.19+0.6-47.69+0.6-47.69V33.7637.10-1.540.36-1.431.4372.0872.08整理为word格式中M22.3451.41-7.111.530.30-0.30+0.675.46V右M-60.79-56.83-17.893.81-4.684.68+0.6- 118.84+0.6118.84V-46.44-46.76-1.540.36-1.431.43-95.60-95.602左M-27.56-31.904.07-0.4315.11-15.11+0.6-68.96+0.6-68.96V35.4038.39-1.430.21-4.384.3876.6376.63中M24.9548.65-4.700.710.63-0.63+0.674.69V右M-50.58-55.24-13.471.86-13.8513.85+0.6-127.6+0.6-127.6V-44.80-45.47-1.430.21-4.384.38-94.33-94.331左M-27.07-31.904.07-1.0528.7-28.7+0.6-77.42+0.6-77.42V35.2938.39-1.430.21-8.068.0678.7378.73中M24.8048.65-4.700.412.07-2.07+0.675.10V右M-58.79-55.24-13.471.86-24.5624.56+-142.24+-142.24整理为word格式+0.6+0.6V-44.90-45.47-1.430.21-8.068.06-96.64-96.64注：1、活载分别作用在AB轴间、BC轴间、CD轴间；2、恒载的分项系数为1.2；3、活载的分项系数为1.3；左风、右风的分项系数为1.4，4、以上各值均为轴线处的M和V；5、表中弯矩的单位为，剪力单位为。表7用于承载力计算的框架梁AB(CD由恒荷载效应控制的基本组合层号恒载活载活载活载左风右风及相应的V及相应的V及相应的M组合工程值组合工程值组合工程值3左M-21.31-24.903.81-0.745.19-5.19+0.7+0.7+0.7-42.89+0.7+0.7+0.7-42.89V37.9837.10-1.540.36-1.431.4365.2065.20中M25.1351.41-7.111.530.30-0.30+0.7+0.7+0.762.40V右M-68.39-56.83-17.893.81-4.684.68+0.7+0.7+0.7- 132.97+0.7+0.7+0.7- 132.97V-52.25-46.76-1.540.36-1.431.43-87.06-87.062左M-31.01-31.904.07-0.4315.11-15.11+0.7+0.7+0.7-63.65+0.7+0.7+0.7-63.65整理为word格式V39.8338.39-1.430.21-4.384.3870.2970.29中M28.0748.65-4.700.710.63-0.63+0.663.06V右M-56.90-55.24-13.471.86-13.8513.85+0.7+0.7+0.7-114.69+0.7+0.7+0.7-114.69V-50.4-45.47-1.430.21-4.384.38-86.61-86.611左M-30.45-31.904.07-1.0528.7-28.7+0.7+0.7+0.7-73.61+0.7+0.7+0.7-73.61V39.7038.39-1.430.21-8.068.0672.3672.36中M27.948.65-4.700.412.07-2.07+0.663.69V右M-66.14-55.24-13.471.86-24.5624.56+0.7+0.7+0.7-123.30+0.7+0.7+0.7-123.30V-50.51-45.47-1.430.21-8.068.06-88.98-88.98注：1、活载分别作用在AB轴间、BC轴间、CD轴间；2、恒载的分项系数为1.35；3、活载的分项系数为1.3，组合系数为0.7；左风、右风的分项系数为1.4，组合系数为0.6asfpsfpi4k4、以上各值均为轴线处的M和V；5、表中弯矩的单位为，剪力单位为。表8 用于承载力计算的框架梁BC由可变荷载效应控制的基本组合层号恒载活载活载活载左风右风及相应的V及相应的M整理为word格式及相应的V组合工程值组合工程值组合工程值3左M-54.19-30.09-43.259.116.19-6.19+0.6-131.24+0.6-131.24V41.293.181.78-3.18-1.881.8847.3747.37中M33.02-10.4949.00-10.4900+0.682.02V右M-54.199.11-43.25-30.09-6.196.19+0.6- 131.24+0.6- 131.24V-41.293.18-1.78-3.18-1.881.88-47.37-47.372左M-51.91-18.94-47.927.1818.35-18.35+0.6-129.78+0.6-129.78V41.291.781.78-1.78-5.365.3648.0748.07中M32.34-5.8844.32-5.8800+0.676.66V右M-51.917.18-47.92-18.94-18.3518.35+0.6-129.78+0.6-129.78V-41.291.78-1.78-1.78-5.365.36-48.07-48.071左M-51.97-18.94-47.927.1832.56-32.56+0.6-138.37+0.6-138.37V41.291.781.78-1.78-9.879.8750.7750.77中M32.35-5.8844.32-5.8800+0.676.66整理为word格式V右M-51.977.18-47.92-18.94-32.5632.56+0.6-138.37+0.6-138.37V-41.291.78-1.78-1.78-9.879.87-50.77-50.77注：1、活载分别作用在AB轴间、BC轴间、CD轴间；2、恒载的分项系数为1.2；3、活载的分项系数为1.3，组合系数为0.7；左风、右风的分项系数为1.4，组合系数为0.6ooeyYZTjj14、以上各值均为轴线处的M和V；5、表中弯矩的单位为，剪力单位为。表9用于承载力计算的框架梁BC由恒荷载效应控制的基本组合层号恒载活载活载活载左风右风及相应的V及相应的V及相应的M组合工程值组合工程值组合工程值3左M-60.96-30.09-43.259.116.19-6.19+0.7+0.7+0.6-116.01+0.7+0.7+0.6-116.01V46.453.181.78-3.18-1.881.8851.2451.24中M37.15-10.4949.00-10.4900+0.7+0.671.45V右M-60.969.11-43.25-30.09-6.196.19+0.7+0.7+0.6- 116.08+0.7+0.7+0.6- 116.08V-46.453.18-1.78-3.18-1.881.88-51.05-51.052左M-58.40-18.94-47.927.1818.35-18.35+0.7+0.7-116.21+0.7+0.7-116.21整理为word格式+0.6+0.6V46.451.781.78-1.78-5.365.3652.1652.16中M36.38-5.8844.32-5.8800+0.7+0.667.40V右M-58.407.18-47.92-18.94-18.3518.35+0.7+0.7+0.6-116.21+0.7+0.7+0.6-116.2V-46.451.78-1.78-1.78-5.365.36-52.16-52.161左M-58.47-18.94-47.927.1832.56-32.56+0.7+0.7+0.6-124.81+0.6-124.81V46.451.781.78-1.78-9.879.8754.8654.86中M36.39-5.8844.32-5.8800+0.7+0.676.66V右M-58.477.18-47.92-18.94-32.5632.56+0.7+0.7+0.6-124.81+0.6-124.81V-46.451.78-1.78-1.78-9.879.87-54.86-54.86注：1、活载分别作用在AB轴间、BC轴间、CD轴间；2、恒载的分项系数为1.35；3、活载的分项系数为1.3；左风、右风的分项系数为1.44、以上各值均为轴线处的M和V；5、表中弯矩的单位为，剪力单位为。表10 用于承载力计算的框架柱A(D由可变荷载效应控制的基本组合层恒载活载活载活载左风右风及相应的M、V及相应的M、V及相应的N、V整理为word格式组合工程值组合工程值组合工程值3上M23.5830.23-4.480.92-5.195.19+53.81+0.6）16.91+0. 659.92N116.24138.70-1.61-0.36-1.43-1.43254.94113.41253.72下M-20.09-23.443.30-0.423.33-3.33+-43.49+0.6）19.21+0. 6-45.95N150138.70-1.61-0.36-1.43-1.43288.7147.17287.48V10.4012.781.850.32-2.032.0323.1813.7924.721上M12.0815.95-2.030.55-19.0719.07+28.03+0.6）20.36+0. 629.57N421.76418.73-5.01-0.78-13.87-13.87840.49407.65831.39下M-6.65-7.980.67-0.2824.23-24.23+14.63+0.6由恒荷载效应控制的基本组合层恒载活载活载活载左风右风及相应的M、V及相应的M、V及相应的N、V组合工程值组合工程值组合工程值3上M26.5330.23-4.480.92-5.195.19+47.69+0.6）27.15+0. 651.45N130.77.138.70-1.61-0.36-1.43-1.43227.86128.33225.81下M-22.60-23.443.30-0.423.33-3.33+-39.01+0.6）-26.61+0. 6-45.95N168.75138.70-1.61-0.36-1.43-1.43265.84166.51225.81V11.712.781.850.32-2.032.0320.6514.6422.091上M13.5915.95-2.030.55-19.0719.07+24.7 6+0.620.36+0. 636.58整理为word格式）N474.48418.73-5.01-0.78-13.87-13.87767.59462.16758.72下M-7.48-7.980.67-0.2824.23-24.23+13.07+0.6由可变荷载效应控制的基本组合层恒载活载活载活载左风右风及相应的M、V及相应的M、V及相应的N、V组合工程值组合工程值组合工程值3上M-7.70-32.8030.97-6.17-6.196.19+0.6-19.41+0.6）-17.58+0. 6-50.38N251.51300.38145.68-3.540.45-0.45694.42247.7548.62下M5.5427.24-25.654.427.24-7.24+15.89+0.611.30+41.54整理为word格式+0.6）+0. 6N301.00300.38145.68-3.540.45-0.45743.7297.19597.57V-3.15-14.3013.48-2.52-3.203.20-8.47.5921.891上M-3.42-18.1617.23-2.66-24.5624.56+0.6-24.20+0.6）-20.82+0. 638.98N850.33452.41435.90-6.684.41-4.411734.61841.001298.71下M1.729.09-17.231.3345.04-45.04+0.621.93+0.6由恒荷载效应控制的基本组合层恒载活载活载活载左风右风及相应的M、V及相应的M、V及相应的N、V组合工程值组合工程值组合工程值整理为word格式3上M-8.66-32.8030.97-6.17-6.196.19+0.6-13.66+0.6）-16.69+0. 6-39.65N282.95300.38145.68-3.540.45-0.45595.46280.20491.01下M6.2327.24-25.654.427.24-7.24+0.611.69+0.6）14.99+0. 632.74N338.63300.38145.68-3.540.45-0.45651.14335.88546.69V-3.54-14.3013.48-2.52-3.203.20-6.037.2232.851上M-3.85-18.1617.23-2.66-24.5624.56+0.6-19.24+0.6）-21.24+0. 633.16N956.62452.41435.90-6.684.41-4.411581.52949.481271.28下M1.949.09-17.231.3345.04-45.04+0.623.27+0.6）29.90+0. 638.08N1018.92452.41435.90-6.684.41-4.411643.821011.581333.56V-1.23-5.807.33-0.85-14.8114.81-8.35-10.7116.51注：1、活载分别作用在AB轴间、BC轴间、CD轴间；2、恒载的分项系数为1.35；3、活载的分项系数为1.3，组合系数为0.7；左风、右风的分项系数为1.4，组合系数为0.6PgdO0sRlMo整理为word格式 4、以上各值均为轴线处的M和V；5、表中弯矩的单位为，剪力单位为六截面设计与配筋计算混凝土强度:C20 ,钢筋强度：I级钢筋 II级钢筋 1框架柱截面设计1）轴压比验算底层边柱：边柱最大轴压比：N 满足要求14.94KN 满足要求轴柱Nb1层 从柱的内力组合表可见，NbN，为大偏心受压，选用M大、N小的组合，最不利组合为：M=29.45KNM 和 M=20.36KNM N=869.71 KN N=407.65 KN第一组内力 M=29.45KNM N=869.7 KN 整理为word格式弯矩中由风荷载作用产生的弯矩75%,柱的计算长度取下列二式中较小值：其中 柱的上端、下端节点处交汇的各柱线刚度之和与交汇的各梁线刚度之和的比值；比值中的较小值；H柱的高度，对底层柱为从基础顶面到