单层或多层混凝土结构课程设计.docx
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1、课程设计单层或多层混凝土结构课程设计目录1.单层或多层混凝土结构课程设计任务书31单层或多层混凝土结构课程设计任务书3hl设计任务3设计题目:某综合办公楼结构设计3LL2设计条件31. 1.2设计内容51. 1. 3 设计成果5设计参考进度及要求5x 0. 3 x 0. 703 / 7. 8 = 21. 99 x W4(/?) 12BC跨梁:BC跨梁:ib = EI/ 1 = 2E1X 一12x 0. 3 x 0. 353 / 2. 7 = 7. 94 x W43)上部各层柱:i =EI/h = Ex x c 120.4 x 0.43/34 = 5.93x1 O_4 E(m3)底层柱:i =E
2、I/h = Ex x120.4 x 0.43 /5.1 = 4.18 x 10-4 石(小)5. 935. 934. 1821. 9921.9921.9978007. 947. 945. 934. 187. 945. 934. 18J 2700 j21.9921.9921.9978005. 934. 18O 1 LO图2-3-1框架结构各梁线刚度简图:单位:xlO-4(/?)图2-3-1所示的导荷方式传递到相应的框架梁上。对于A8-D8根框架梁,其框架梁按 照图2-3-2示的阴影面积承受楼屋面传来的荷载。图2-3-2荷载传递示意图3横向框架荷载计算3.1 竖向永久荷载计算(1)屋面框架梁线荷载
3、标准值屋面构造层的永久荷载标准值3. 0W /勿2中跨(BC跨)框架梁自重梁侧粉刷(10/加厚混合砂浆)100mm厚现浇钢筋混凝土楼板0.10x 25 = 2.5kN/m屋面永久荷载5. 3kN /2边跨(AB、CD 跨)框架梁自重0. 3 x (0. 7 - 0. D x 25 = 4. 5kN / m 1 人、4.1 kN / m梁侧粉刷(10碗厚混合砂浆)2 x (0.7 - 0. D x 0.01 x 17 = 0. 2kN / in0. 3 x (0. 35 - 0. D x 25 = 1. 88kN / m 一卜 1. 97 kN / m x (0. 35 - 0. D x 0.
4、01 x 17 = 0. 09kN / in因此,作用在顶层框架梁上的线荷载为:4沏=g3cm = 4. IkN / ing,3Bci = L 97kN / m毙力2 = g3CD2 5. 5 x 3. 6 = 19. 8N / mSw2 = 5. 5 x 2. 7 = 14. 85左V / in(2)楼面框架梁线荷载标准值楼面构造层的永久荷载标准值100mm厚现浇钢筋混凝土楼板楼面永久荷载2kN/m20.10x25 = 2.5ZN/机 24.5 kN/m2边跨框架梁及梁侧粉刷4. 7kN / in边跨填充墙自重 墙面粉刷中跨框架梁及梁侧粉刷0. 7 X 0. 2 X (3. 6 - 0. 7
5、) X 8 = 3. 25kN / m 1 ,2一 4. 71kN / m0. 7 x 2 x (3. 6 - 0. 7) x 0. 36 = 1. 46kN / m J.97 kN / m因此,作用在中间层框架梁上的线荷载为:gABX = gCD = 4. 7 + 4. 71 = 9. 4kN / ingBCi = 1. 97kN / mg AB2 = g CD2 = 4 56 = 6 2kN I mg 8c2 = 4.5 x 2.7 = 2.5 kN I m(3)屋面框架节点集中荷载标准值边柱连系梁自重0. 25 x (0. 4 - 0. 1) x 3. 6 x 25 = 6. 75kN粉
6、刷2 x (0. 4 0. 1) x 3. 6 x 0. 01 x 17 = 0. 37kN0.9m 高女儿墙自重0. 9 x 0. 2 x 3. 6 x 8 = 7. 78AzV连系梁传来屋面自重,x 3.6 x,x 3.6 x 5.5 = 17.82AN22顶层边节点集中荷载G.a = 32. 72kN中柱连系梁自重0. 25 x (0. 4 - 0. 1) x 3. 6 x 25 = 6. 75W粉刷2 037kN连系梁传来屋面自重x 3.6 x x 3.6 x 5.5 = 17.82AN 22Lx(3.6 + 3.6-2.7)xl.35x5.5 = 16.7ZN 2顶层中节点集中荷载(
7、4)楼面框架节点集中荷载标准值边柱连系梁自重粉刷G,3B = %,= 41. 64kN6. 75W037kN外墙自重(3. 6 0. 4) x 0. 3 x (3. 6 0. 4) x 8 x 0. 7 = 17. 2kN粉刷+瓷砖框架柱自重中柱连系梁自重粉刷内纵墙自重粉刷框架柱自重粉刷连系梁传来屋面自重中间层中节点集中荷载(5)永久荷载作用下的结构计算简图永久荷载作用下的结构计算简图如图3-1-1所示。G3AG3cGbbGbd(3. 6 - 0. 4) x (3. 6 - 0. 4) x (0. 36 + 0. 5) x 0. 7 = 6.6kN0.4 x 0.4 x 3.6 x 25 =
8、14AkN粉刷(0. 4 + 2 x 0. 1) x 3. 6 x 0. 01 x 17 = 0. 26kN连系梁传来屋面自重!x3.6x,x3.6x4.5 = 14.58ZN22中间层边节点集中荷载。= 59.64M6. 75kN037kN(3. 6 - 0. 4) x (3. 6 - 0. 4) x 0. 2 x 8 = 16. 38kN2 x (3. 6 - 0. 4) x (3. 6 - 0. 4) x 0. 36 = 7. 37kN0.4 x 0.4 x 3.6 x 25 = 14AkN(0. 4 x 2 + 0. 2 x 4) x 3. 6 x 0. 01 x 17 = 0. 98
9、kN-x3.6xJ-x3.6x4.5 = 14.58Z:N22-x(3.6 + 3.6-2.7) xl.35 x 4.5 = 13 67 kN 2G, = Gc = 74. 5kN图3-1-1永久荷载作用下结构计算简图3.2竖向可变荷载计算楼面活荷载作用下结构计算简图如2-2-1所示,图中各计算荷载值如下。(1)顶层均布荷载:a=L = x* = 0.232心 2 7.8q3AB - Q%a)=(1 一 2a2 + 6r3) x 3. 6 x 4 = 13. 05kN / m5q,3B(: = x4x2. 7 = 6. 75kN / m8集中荷载:p3 i =工 x 3. 6 x , x 3.
10、 6 x 4. 0 = 12. 96kN 22P,3B = p、c = - X (3. 6 + 3. 6 - 2. 7) X 1. 35 + - X 3. 6 X - X 3. 6 x 4. 0 = 25. llkN / in 222(2)中间层均布荷载:qAB = qcl) = (1 2。2 +。3)* 3. 6 x 4 = 13. 05kN / in5qHC = x4x2.7 = 6. 75kN / in 8集中荷载:PA = Pd = - x 3. 6 x - x 3. 6 x 4. 0 = 12. 96kN 22图3-2-1楼面活荷载作用下结构计算简图4横向框架在永久荷载作用下的内力计
11、算4. 1用分层法计算弯矩永久荷载(竖向荷载)作用下的内力计算采用分层法。梁上分布荷载由矩形和梯形(及矩形和三角形)两局部组成,在求固端弯矩时可直接根 据图示荷载计算,也可根据固端弯矩相等的原那么,先将梯形分布荷载和三角形分布荷载,化 为等效均布荷载。(计算简图如图)Rnniiiiiiiiiiiiiiiiniii?Rnniiiiiiiiiiiiiiiiniii?等效一(d)(c)图4-1分层法计算单元简图顶层荷载计算(1)把梯形(及三角形)荷载化作等效均布荷载:l(A1 3.6a -= x =0.232心2 7.8边=g3ABi +(1 2a2 + 03)3432=4. 7 + (1 - 2
12、x 0. 232 + 0. 233) x 19. 8=22. 33kN / in55g中二gBci + 7 gBC2 = 1. 97 + 三 x 14. 85 = 11. 25kN / m oo(2)用弯矩分配法计算并可利用结构对称性取二分之一结构计算。各杆的固端弯矩为:3AB =诂边琮1 9=X 22. 33 X 7. 8212=113. 21W . m1,2M&BC T 4 中,中 O12=-x 11. 25 x 1. 3523=6. 83M . mM3cB - T 6 中,帝6=-x 11.25 x 1.352 6=3.位kNm(3)顶层各点弯矩分配系数计算(柱的线刚度取框架柱实际线刚度
13、的0.9倍)S/73 = 4x0. 9i = 4 x 0. 9 x 5. 93 = 21. 35S%ar = 4, = 4 x 21. 99 = 87. 964/134/130. 195 , aab = 0 805 ,S、BA = 47 = 87. 96, S/ = 4 X 0. 9/ = 21. 35,S3/)r = 2i = 15. 88S、BA = 47 = 87. 96, S/ = 4 X 0. 9/ = 21. 35,S3/)r = 2i = 15. 884,3阴=0, 703,他3 = 0. 171, N3bc 0 126(4)顶层弯矩分配计算过程0. 195 0. 8050. 7
14、03 0. 171 0. 126A3 ABBA B3 BC-113.21113.21-7.2922 . 08 91. 13 叁 45.57-53.41 -106. 82-25. 98-19. 151/223 .41 43.00 - 21. 501/2-7.56 - -15. 11 -3. 68 -2.711/21.476. 09 3. 051/9-1.072. 14 -0. 52 -0. 380.21 0. 86 0.43-0. 30 -0. 07 -0. 05BC跨中-3.42 19. 15-2.71-0. 38- 0. 0534. 17 -34. 1734. 17 -34. 1759. 3
15、9 -30. 25 -29. 1218. 87顶层弯矩图(如图4TT)边跨最大弯矩=3(17 +限39 一,又22. 33 x 7. 82 = -123. 04M / m 28中跨最大弯矩=29. 12 - - x 11. 25 x 2. 72 = 18. 87上V / m84. 1. 2标准层荷载计算(1)把梯形(及三角形)荷载化作等效均布荷载:lo1 3.6a = 2) = x =0.2321。22 7.8g% S ab +(1 2a2 + agA82=9. 41 + (1 - 2 x 0. 232 + 0. 233) x 16. 2=24. 75kN / m55g* = g8CA Hgr
16、c2 = L 97 Hx 12. 15 = 9. 56kN / in 88(2)用弯矩分配法计算并可利用结构对称性取二分之一结构计算。各杆的固端弯矩为:1 9 1 9Mab = 二 一 x 24. 75 x 7. 82 = 125. 48M - m1212Mhc =-外外=-x 9. 56 x 1. 352 = 5. 8W . m33Mcb = -x 9. 56 x 1. 352 = 2. 9M in66(3)标准层各点弯矩分配系数计算(柱的线刚度取框架柱实际线刚度的0. 9倍)S力2 = 4 x 0. 9, = 21. 35 ,S43 = 4 x 0. 9/ = 21. 35 ,= 4/ =
17、 87. 96出2 - 0 163 , 3 -163 , 仍=0. 674Sba = 47 = 87. 96 ,S32 = 4 x 0. 97 = 21. 35 ,=4 x 0. 97 = 21. 35 ,Sbc =21 15. 88的=0. 600, piB2 0 146, pib,3 - 0. 146 ,戊,=0. 108(4)标准层弯矩分配计算过程0. 1630. 1630. 6740. 6000. 1460. 1460. 108A220. 45A320. 45ABBA-125. 48125. 4884. 57 一 43. 29B2B3BCBC 跨中 p_C-5. 81-2. 907.
18、977. 971 /9-48.89 一 /-97. 7832.95 -1 16. 47-23. 79-23. 79T7 60 T 17. 60-4. 94 -9. 88-2. 40-2. 40T 78 1. 780. 810. 811/23. 32- 1.66-0. 179 T 0. 179-1. 00-0. 24-0. 2429. 23 29. 23 -58. 4778. 24 -26. 43 -26. 43 -25. 3716. 66(5)标准层弯矩图(图4-1-2)边跨最大弯矩=58. 47 + 78. 24 一 ,又 24. 75 x 7. 82 = -119. 87W - m28中跨
19、最大弯矩=25. 37 - - x 9. 56 x 2. 72 = 16. 66kN - m84. L 3不平衡弯矩二次分配叠加各层弯矩,并对节点不平衡弯矩进行二次分配表4-1-1第二层传给顶层的弯矩分配其余各层计算方法同上,为简化计算,使用结构力学求解器辅助计算。节点AB杆件AABBAaBC分配系数0. 1950. 8050. 7030. 1710. 126叠加后杆端弯矩/(攵N m)34. 17 + 9. 74-34. 1759. 39-30. 25 - 8. 81-29.12不平衡弯矩 /(kN-m)9. 74-8. 81弯矩分配-1.90-7.846. 191.511.11最终杆端弯矩
20、/(kN - m)42. 01-42. 0165. 58-37. 55-28. 014. 2绘制内力图(1)弯矩图根据分层法计算结果,画出永久荷载作用下的框架梁柱弯矩图,如图4-2-1.图4-2-1横向框架弯矩图(单位:kN,m)L L5参考资料61. 6成绩评定62.单层或多层混凝土结构课程设计计算书72结构布置及结构计算简图确实定71结构平面布置如图1所示72. 2梁柱截面尺寸初选8. 2.1框架梁截面尺寸初选82 2 2 木:j J 8.2.3板的厚度81. 3框架结构计算简图93横向框架荷载计算11竖向永久荷载计算113.1 竖向可变荷载计算144横向框架在永久荷载作用下的内力计算15
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