1、框架結構課程設計任務及指導書【條件】1.某二層百貨大樓營業廳柱網平面尺寸如圖所示，采用預制樓板、現澆框架承重，并選用橫向承重方案。根據房屋的使用的要求，層高5.1m。軸網尺寸如圖1及圖2所示。基礎頂面標高-1.4m，環境類別為一類。2.該工程地質條件為：二類場地，8度，抗震等級二級。地基承載力特征值fak=150KN/m2，不考慮地下水的影響。自然條件為：基本風壓wo=0.35 KN/m2，基本雪壓S0=0.25 KN/m2。3.活荷載：樓面活荷載標準值3.5KN/m2，屋面活荷載標準值0.5KN/m2.4.材料：C25，鋼筋HRB335（d12mm）HPB235（d10mm）5.主要建筑做法

2、：屋面（自上而下）架空層、防水層、找平層、保溫層、預制空心板、龍骨吊頂；屋面。樓面（自上而下）水磨石地面、細石砼整澆層、預制空心板、龍骨吊頂；樓面恒載標準值4.61 KN/m2。外縱墻：3.6米鋼框玻璃窗，窗下900高240厚燒結多孔磚墻，外墻面瓷磚貼面，內墻面抹灰?？v墻裝飾恒載標準值0.89 KN/m2。縱墻240厚燒結多孔磚墻恒載標準值4.56 KN/m2，鋼框玻璃窗恒載標準值0.45 KN/m2?！疽蟆?、當不考慮抗震時，選出一榀代表性的橫向框架試進行配筋計算，并按抗震構造要求分別用傳統表示法和平面整體表示法繪出該框架的結構施工圖，用2號圖繪出。該成績記入期末15%-20%，同學們要重

3、視，從事施工很有幫助。2、若同學們下學期學完抗震，試用抗震設計原理完成該框架的抗震配筋計算，似比較二者的配筋。希望同學們把上述設計妥善保存以備后用?！窘狻恳?、確定計算簡圖(一) 計算單元的選取6 m×21 m見圖3所示(二) 梁、柱截面尺寸的確定和剛度的計算1、 梁截面尺寸、跨度、線剛度計算見表1-1表1-1層次名 稱跨 度lb(mm)×h（）Ib（mm4）I0（m4）K=EC I0/l一層A1B17500300×7501.055×1010mm41.055×1010mm41406276 ECB1C13000300×750同上同上351

4、6667 EC二層A2B27500300×750同上同上1406276 ECB2C23000300×750同上同上3516667 EC2、 柱截面尺寸、跨度、線剛度計算見表1-2表1-2層次名 稱計算高度lb(mm)×h（）Ic（mm4）K=EC I0/l抗側移剛度Dij=Kij12/l2Dij一層A0A16500400*5004.167×109641077EC0.275 EC×2B0BI6500400*4002.133×109328205EC二層AIA25100400*5004.167×109816993 EC0.570

5、EC×2B1B25100400*4002.133×109418235EC 3.相對線剛度i和轉動剛度Sij、分配系數ij計算的計算見表1-3表1-3層次節點桿件名稱相對線剛度iij轉動剛度SijSijij一層A1AIAO1.954*1.9534.880.223A1A22.494*2.4934.880.286A1B14.284*4.2834.880.491BIBI B014*136.920.108B1B21.274*1.2736.920.138BIAI4.284*4.2836.920.464B1C110.7210.7236.920.290二層A2A2A12.494*2.492

6、7.080.368A2B24.284*4.2827.080.632B2B2B11.274*1.2732.920.154B2A24.284*4.2832.920.520B2C210.7210.7232.920.326最后計算梁柱相對線剛度的結果填入圖5用時方便（三）計算簡圖的確定見圖4二、豎向荷載標準值計算：（一）恒載標準值 見表2-1表2-1屋面KN/m2樓面KN/m2外縱墻及鋼窗連系梁荷載KN/m框架橫梁承受的荷載KN/m柱自重二層一層6.034.61鋼窗0.45*3.6=1.62縱墻0.9*4.56=4.1裝飾重（）*0.89=1.34連系梁重25*0.6*25=3.75合計：10.81屋

7、面：6.03*6+5.63=41.81樓面：4.61*6+5.63=33.29邊柱：0.4*0.5*5.1*25=25.5中柱：0.4*0.4*5.1*25=20.4邊柱：0.4*0.5*6.5*25=32.5中柱：0.4*0.4*6.5*25=26框架橫梁重 KN/m25*0.3*0.75=5.63 （二）活載標準標準值1、框架橫梁承受的活載： 屋面：0.5*6=3 KN/m 樓面：3.5*6=21 KN/m三、豎向荷載的內力計算 （一）恒載作用下屋面恒荷載設計值41.81*1.2=50.17 樓面恒荷載設計值33.29*1.2=39.951固端彎矩的計算見表3-1表3-1層次邊跨中跨二層5

8、0.7*7.52/12=235.250.7*32/3=150.5一層39.95*7.52/12=187.539.95*32/3=119.92分配傳遞見圖6 3 求跨中彎矩和支座的剪力 計算簡圖見圖7，計算過程見表3-2及表3-3表3-2層次邊跨跨中彎矩中跨跨中彎矩二層50.17*7.52/8-（115.58+229.33）/2=180.350.17*62/8-200.66=25.11一層39.95*7.52/8-（124.67+183.67）/2=126.7339.95*62/8-150.89=28.89 表3-3層次邊支座剪力邊跨右剪力中跨左 、右剪力二層50.17*7.5/2-（）/7.5

9、=188.14-15.17=172.93188.14+15.17=203.3150.17*6/2=150.51一層39.95*7.5/2-（）/7.5=149.81-7.78=142149.81+7.78=157.6839.95*6/2=119.854繪彎矩圖見圖9和剪力圖見圖10 （二）活載作用下的內力計算1固端彎矩的計算見表3-4表3-4層次邊跨中跨二層4.2*7.52/12=19.694.2*32/3=12.6一層29.4*7.52/12=137.8129.4*32/3=88.22分配傳遞見圖113 求跨中彎矩見表3-5和支座的剪力見表3-6表3-5層次邊跨彎矩中跨彎矩二層4.2*7.5

10、2/8-（20.81+20.36）/2=8.954.2*62/8-15.8=3.1一層29.4*7.52/8-（133.21+77.65）/2=101.329.4*62/8-112.25=20.05 表3-6層次邊支座剪力邊跨右剪力中跨左 、右剪力二層4.2*7.5/2-（）/7.5=15.75-0.03=15.7215.75+0.03=15.784.2*6/2=12.6一層29.4*7.5/2-（）/7.5=110.25-3.7=106.55110.25+3.7=113.9529.4*6/2=88.24繪彎矩圖見圖12和剪力圖軸力圖見圖13四、水平風荷載作用下的內力計算簡圖見圖141、風載計

11、算 Fw2k=zsW0BH s=1.3 Wo=0.35 B=6二層Fw2k=1.0*1.3*(1.14+1)/2*0.35*5.1/2*6= 7.45 Z=5.1+6.5 z=(1.14+1)/2一層Fw1k=1.0*1.3*(5.1+6.5)/2*0.35*6= 15.83 Z=6.5 z=1其設計值Fw2=7.45*1.4=10.43 Fw1= 15.83*1.4=22.172確定各柱反彎點的高度、層間剪力、各柱剪力見表4-1表4-1層次層間剪力抗側移剛度DijDij柱剪力反彎點高度二層 10.43 /2.55一層32.6/4.333計算左風作用下，柱端彎矩繪出柱端彎矩圖見圖154由節點平

12、衡計算左風作用下，梁端彎矩見圖19并繪出梁端彎矩圖見圖15圖195計算左風作用下，梁端及柱端剪力計算簡圖見圖8，過程見表4-2并繪出剪力圖表4-2層次一層二層邊跨中跨邊柱中柱6. 繪出右風作用下的彎矩圖見圖17和剪力圖見圖18 五、風載作用下的側移計算見表5-1表5-1層次Dij相對值限值2層10.430.57*2.8*1040.3271/5001層32.60.55*2.8*1042.12頂點/2.45=1/650六、 荷載組合和內力組合頂層橫梁內力組合表6-1截面邊跨中跨左支座跨中右支座左支座跨中內力-MmaxVmax+Mmax-MmaxVmax-MmaxVmax+Mmax恒載-115.58

13、172.93180.3-229.33-203.31-200.66150.5125.11屋面活載-20.3615.728.95-20.81-15.78-15.812.63.1左風+8.8-1.44-3.4-2-1.44+4.5-0.830右風-8.8+1.44+3.4+2+1.44-4.5+0.830內力組合恒+活-135.94188.65189.25-250.14-219.09-216.46163.1128.21恒+左風-106.78171.49183.7-231.33-204.75-196.16149.6825.11恒+右風-124.38174.37176.9-227.33-201.87-2

14、05.16151.3425.11橫+0.9（活+風）（20.36+8.8）=-141.82172.93+0.9（15.72+1.44）=188.37192.42-250-219-219163不利內力組合-141.82188.37192.42-250-219-21916328.21一層橫梁內力組合表6-2截面邊跨中跨左支座跨中右支座左支座跨中內力-MmaxVmax+Mmax-MmaxVmax-MmaxVmax+Mmax恒載-124.67142126.73-183.67-157.7-150.89119.928.89屋面活載-77.65106.6101.3-133.21-113.95-112.258

15、8.220.05左風32.2-5.2412.54-7.13-5.248.942.980右風-32.2+5.24-12.54+7.13+5.24-8.94-2.980內力組合恒+活-202.32248.6228.03-316.88-271.65-263.14208.148.94恒+左風-92.47136.76139.27-190.8-162.94-141.96122.8828.89恒+右風-156.87147.24114.19-176.54-152.46-159.83116.9228.89橫+活+風-223.55243229.19-310-265-260202不利內力組合-223.55248.6

16、229.19-310271.65-260208.128.89橫梁控制截面內力設計值表6-3位置邊跨中跨左邊支座跨中右邊支座左邊支座跨中MVMMVMVM2層-141.82188.37192.42-250219-21916328.211層-223.55249229.19-310272-26020828.89頂層柱內力組合表6-4截面左柱中柱上端下端剪力上端下端剪力內力MNMNVMNMNV恒載-115.58 199.9389.3308.36-40.1728.4380.82-21.25483.129.7活載-20.3615.7245.1615.72-12.84.9428.38-1228.383.32左

17、風8.8-1.44-8.8-1.443.454.50.61-4.50.611.76右風-8.8+1.448.8+1.44-3.45-4.5-.614.5-0.61-1.76 內力組合恒+活360215.65 134.5324.08-5333.34409.233.25511.513.02134.5324.0833.25511.5136215.6533.34.409.2恒+左風106.8198.4980.5306.936.7232.9381.4325.75483.7311.580.5306.925.75483.73106.8198.4932.9381.43恒+右風124.4201.498.1309

18、.84-44.152438016.75482.57.998.1309.8416.75482.5124.4201.424380恒+風+活 +141.82215.4137.8323.85536.9406.936509.214.3+137.8323.836509.2+126212.78122321.228.8405.828508 一層柱內力組合表6-5截面左柱中柱上端下端剪力上端下端剪力內力MNMNVMNMNV恒載 -35.64 450.417.82567-8.2211.57761-5.798702.67活載-32.5122.316.8122.3-7.589230.5-4.5230.52.07左風2

19、3.4-5.24-46.8-5.2410.811.572.26-23.142.266.2右風-23.42.2446.85.24-10.8-11.57-2.2623.14-2.26-6.2 內力組合恒+活68.1457334.6268915.820.57991.510.311014.7434.6268910.3110168.1457320.57991.5恒+左風12.24445.2295622.58239295622987212.24445.223.14763恒+右風59.04455.664.6572-19.020.7775917.35868-3.5364.657217

20、.3586859.04455.60.77759恒+風+活+8656575682-2530.196931 108010.1+75682311080+44556-9.186729.3966111080 二層柱控制截面內力設計值表6-6位置邊柱 11.9*400*4602*0.55=553968800中柱11.9*400*3602*0.55=339292800判斷大偏壓NNb小偏壓N>Nb大偏壓小偏壓控制截面MNMNMNMN141.82215.436.9406.9134.5324.833.25511.5106.8198.4924380一層柱控制截面內力設計值表6-7位置邊柱 中柱 判斷大偏壓N

21、Nb小偏壓N>Nb大偏壓小偏壓控制截面MNMNMNMN8656531108034.668910.31100.512.24445.20.77759七、框架梁和柱配筋計算（一）橫梁配筋計算正截面計算（為計算方便跨中近似按矩形計算）2層橫梁配筋計算表7-1截面邊跨中跨左支座跨中右支座左支座跨中M-141.82192.42-250-21918.210.0970.1250.171.0.150.01790.1020.1340.1890.1630.018777106014391241142實配320（942）218+220（1137）520（1570）520（1570）218（509）1層橫梁配筋計算

22、表7-2截面邊跨中跨左支座跨中右支座左支座跨中M-223.55229.19-310-26028.290.15301450.21201780.01790.1670.1570.2410.1970.0181322124219071559142實配325（1473）420（1256）425（1964）425（1964）218（509）（二）橫梁斜截面抗剪計算見表7-3表7-3截面2層1層邊跨中跨邊跨中跨剪力V5514.3258.90.25滿足滿足滿足滿足>V箍筋按構造>V>V>V28282828由求箍筋的間距S231231231231取S200200200200（三）柱配筋計算2層柱配筋計算表7-4位置二層邊柱二層中柱內力組合第一組第二組第一組第二組 M141.82106.836 24N215.4198.5406.9380e0=M/N6585389163ea20202020ei67855811183ei/h01.471.210.310.23大于1取1.01.01.01.015.